第五章 进入合成高分子化合物的时代 第三节 功能高分子材料
美国游泳名将菲尔普斯和他得“鲨鱼皮”泳 衣
一、功能高分子材料
1．功能高分子材料：指既有传统高分子材料 的机械性能，以有某些特殊功能的高分子材料。
一、功能高分子材料
1．功能高分子材料：指既有传统高分子材料 的机械性能，以有某些特殊功能的高分子材 料。 2．几种功能高分子材料的种类
（请你想一想）角膜接触镜，俗称隐形 眼镜。目前大量使用的软质隐形眼镜， 它常用以下哪种材料制成的（D ） （A）有机玻璃 （B）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物 （C）聚氯乙烯 （D）聚甲基丙烯酸羟乙酯
1888年，奥地利科学家F· Reinitzer发现了液晶。20世纪70年代初，Helfrich和Schadt利用 液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成显示器件，实现了液晶材料的产业化。这 种液晶材料称为扭曲向列相液晶显示（NT-LCD）材料，其产品主要应用在电子表和计算 器上。80年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（STN-LCD）材料，其产品主要应 用在BP机、移动电话和笔记本电脑上。酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD用混晶材料 的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100种以上应用于混晶配方。
（3）医用高分子材料 ①性能 优异的生物相容性、很高的机械性能 ②应用 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、
心、肺、肝、肾等各种人工器官。 如：人工心脏、人工关节、人造鼻 等。
医用高分子 材料
人造血管的发现
两年前，美国生物医药专家 从家猪体内 提取的细胞制成了一条完整的血管，之后 ， 将每条新制的血管放在称作生物反应器的培 养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它 与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人 的心脏一样有规律地跳动。在这种环境中培 养几个星期后，得到一条血管，人工合成的 血管可以像真的血管一样工作。研究人员将 这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在 几周内该血管一直保持开放并且未发生血液 凝结。人造心脏Leabharlann 人工肾脏人工膝关节
人工心脏瓣膜
人造关节
[拓宽] 人体器官商店
十年后的某一天，一位老人被告之他的 心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治 医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家 组织实验室，即人造器官工厂。研究人员利 用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心 室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并 送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。 由于代用品相当于老人自己的器官，手术之 后自然不会发生任何排斥反应，老人的生命 因此而得到延续。
高吸水性树脂
聚丙烯腈水解物 将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联 剂交联，即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水 解后用氢氧化钠交联的产物即为此类。由于氰 基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较 低，故这类产品的吸水倍率不太高，一般在 500～1000倍左右。
高分子分离膜
能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规 模使用的阶段，它也是一种半透膜，只让水分子通 过，而使含盐的低分子溶质几乎不能通过，施加一 定的压力后，就能使水加速挤出。采用不同结构的 逆渗透膜就可以获得工业锅炉水、饮料水、无菌水、 去离子水、洗涤半导体的超纯水等。在非洲一些缺 水地区建立起不少海水淡化装置。一种PEC—1000的 海水淡化装置对海水如加压 40～70公斤/平方厘米， 就可以得到16％～20％的淡水。建于沙特阿拉伯的 基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供 应淡水12000吨，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。
偏光显微镜下的高分子液晶
电致发光高分子
B—2飞机的整个机身，除主梁和发动机 机舱使用的是钦复合材料外，其它部分均由 碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷 达波。并且，这些不同的复合材料部件不是 靠铆钉拼合，而是经高压压铸而成。另外， 矾翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波 材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天 线阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊 的吸波材料。此外，B—2A的整个机体都喷涂 上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低 了敌方探测雷达的回波。
（1）高吸水性材料— 亲水性高聚物 （分子链带有许多亲水原子团） （2）高分子分离膜： ①组成 具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜 ②特点 能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质
分离掉
③应用 物质分离
2．几种功能高分子材料的种类
（1）高吸水性材料— 亲水性高聚物
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淀粉高吸水性树脂制备机理
分离膜具有神奇的魔术师般的本领，从下 面的实验中不难领会。将一瓶含酒精4.5％的 普通啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容 器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分离 膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达 93 ％的乙醇。这种乙醇用一根火柴就能点燃。 这个实验中在分离膜的表面施加了高频电场， 促使乙醇溶解、扩散、和水分离，所耗电能 仅为蒸馏法的十分之一。在过去要从液体中 分离另一种液体，只能使用蒸馏法。