选修5功能高分子材料[古柏优讲]

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1、1科学教育三大三大支柱支柱产业产业能源能源材料材料信息信息是能源和信息发展的基础是能源和信息发展的基础有机合成材料是材料工业的一个有机合成材料是材料工业的一个重要方面重要方面时代时代 的划分常以材料为标志的划分常以材料为标志社会经济发社会经济发展和进步展和进步2科学教育3科学教育具有新型骨架结构的高分子材料具有新型骨架结构的高分子材料 和和功能高分子材料的涵义功能高分子材料的涵义P1134科学教育5科学教育功能高分子材功能高分子材料料高分子分离膜高分子分离膜液晶高分子液晶高分子导电高分子导电高分子医用高分子医用高分子高吸水性树脂高吸水性树脂6科学教育7科学教育8科学教育时代周刊时代周刊评出评出

2、20世纪最伟大的世纪最伟大的100项发明，其中项发明，其中“尿不湿尿不湿”榜上有名榜上有名 为什么为什么“尿不湿尿不湿”能评为能评为20世纪最伟大的世纪最伟大的100项发明呢项发明呢?最初是为谁最初是为谁专门设计的呢？专门设计的呢？9科学教育美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人人唐鑫源唐鑫源成为成为“尿不湿尿不湿”的发明人，后来他被誉为美国的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父太空服之父”。美国从美国从1959起甄选的起甄选的7位宇航员合影位宇航员合影10科学教育“神舟神舟5号号”

3、、“神舟神舟6号号”上天的三位航天员先后也都使用了上天的三位航天员先后也都使用了“尿尿不湿不湿”航天员专用航天员专用“尿不湿尿不湿”1克能吸收约克能吸收约1000克水克水，吸水性远强于一，吸水性远强于一般婴儿使用的般婴儿使用的“尿不湿尿不湿”11科学教育“尿不湿尿不湿”是航天产品是航天产品“下凡下凡”的成功典范！的成功典范！现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使用的，更有趣的是有些宠物也系上了使用的，更有趣的是有些宠物也系上了“尿不湿尿不湿”出门溜达，以保护公共卫生。出门溜达，以保护公共卫生。资料显示：资料显示：1987年，英国年，英国一次性尿布销一次性尿布

4、销售利润达售利润达2亿英亿英镑。设想一下镑。设想一下我们中国这样我们中国这样一个人口大国，一个人口大国，利润有多么惊利润有多么惊人！人！12科学教育你了解你了解“尿不湿尿不湿”的材料吗？它应该有什么性能？的材料吗？它应该有什么性能？“尿不湿尿不湿”起作用的物质是一种起作用的物质是一种功能高分子功能高分子材料，具有材料，具有很强的吸水能力很强的吸水能力。它。它所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的聚丙烯酸钠聚丙烯酸钠 ）P114聚丙烯酸钠如何合成？聚丙烯酸钠如何合成？思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物以带有强亲水性原子团的化合物CH2=CHCOOH制

5、得网状聚丙烯酸钠？CH2=CHCOOH CH2=CHCOONa 加加交联剂交联剂得网状结构得网状结构13科学教育加交联剂的目的是什么？加交联剂的目的是什么？高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。不溶于水，耐挤压。14科学教育纤维素的结构简式纤维素的结构简式 传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？发现其每个链节上都有发现其每个链节上都有OH，它是一种亲水基，它是一种亲水基 15科学教育如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。如旱地种植、改良土壤、

6、改造沙漠等。强吸水能力的功能高分子材料除了用于强吸水能力的功能高分子材料除了用于“尿不湿尿不湿”，还有哪些用途？，还有哪些用途？P114保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材料。无毒无害，反复吸水、释水保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材料。无毒无害，反复吸水、释水“微型水库微型水库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。16科学教育 上世纪上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜具有年代发展起来的亲水隐形眼镜具有特点：特点：吸收

7、相当于自重吸收相当于自重80%水，才变得柔软、透水，才变得柔软、透气、舒适、戴时长气、舒适、戴时长 制备隐形眼镜所用的原料主要是制备隐形眼镜所用的原料主要是丙烯酸羟乙酯丙烯酸羟乙酯（CH2=CHCOOCH2CH2OH）17科学教育18科学教育“2004海水淡化及利用技术国际研讨会海水淡化及利用技术国际研讨会”在天津召开在天津召开.19科学教育(2)(2)高分子分离膜高分子分离膜20科学教育 高分子分子膜的特点：高分子分子膜的特点：能够能够有选择地有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。分子膜的应用：分子膜的应用：生活用水、工业废水等废液的处理；海

8、水、苦咸水的淡化；生活用水、工业废水等废液的处理；海水、苦咸水的淡化；浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒各种能源的转换浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒各种能源的转换 高分子分离膜的组成：高分子分离膜的组成：是用具有是用具有特殊分离功能特殊分离功能的高分子材料制成的高分子材料制成21科学教育22科学教育23科学教育人造关节人造关节24科学教育人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜25科学教育一张柔软的纸，白中透出微黄，这一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的张不起眼的“白纸白纸”就是填补国就是填补国内空白的高科技内空白的高科技“人造皮肤人造皮肤”。这种这种“人造皮肤人造皮肤”能帮助伤口尽能帮助伤口尽快恢复。比如烧

9、烫伤，把水泡的快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将水放出，用药清洗后，将“人造人造皮肤皮肤”敷贴在伤口上，很快敷贴在伤口上，很快“人人造皮肤造皮肤”就和人的身体长在一起，就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。成了真的皮肤。人造皮肤人造皮肤人造血管人造血管26科学教育人造心脏人造心脏27科学教育人造肾脏人造肾脏人工膀胱人工膀胱28科学教育人造膝关节人造膝关节29科学教育30科学教育31科学教育32科学教育33科学教育复合材料玻璃钢复合材料玻璃钢玻玻 璃璃 钢钢 游游 艇艇玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包括神州五号载人飞船等高端玻璃钢产品

10、在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包括神州五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用技术领域发挥重要作用34科学教育鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣 轻便赛车轻便赛车35科学教育 碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。复合材料复合材料碳纤维碳纤维36科学教育复合材料复合材料隐形飞机上的特殊材料隐形飞机上的特殊材料37科学教育三、有机高分子材料的发展趋势三、有机高分子材料的发展趋势1旧材料改进推广旧材料改进推广(新型导电塑料、电磁屏蔽材料新型导电塑料、电磁屏蔽材料)2研制新材料研制新材料(高分子智能材料、超导材料、光电转换材料、生物高分子智能材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等)。38科学教育科学视野科学视野P115 具有半导体性质的聚乙炔膜具有半导体性质的聚乙炔膜nCH CH CH=CH n催化剂催化剂39科学教育