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功能高分子材料课件.ppt


具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄 膜,它的特点是能让某些物质有选择地通过, 而把另外一些物质分离掉。
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。
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。
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四.复合材料
1.涵义:
指两种或两种以上材料组合成的一种新型 材料。其中一种做为_基__体__,另外材料做 为_增__强__剂___。
2.性能:
具有__强__度__高__、__质__量__轻__、__耐__高__温__、__耐__腐_蚀__等 优异性能,在综合性能上超过了单一材料。
美国从1959起甄选的7位宇航员合影
“神舟5号”、 “神舟6号”等上天的三位航 天员
先后也都使用了“尿不湿”
航天员专用“尿不湿”1克能吸收约1000克水 , 吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿”
“尿不湿”是航天产品“下凡”的成功典范! 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“尿不 湿”出门溜达,以保护公共卫生。
吸水性高分子制法
(1).对天然吸水性高分子材料(淀粉、纤维 素)进行改性,在它们的高分子链上再接上 含强亲水性原子团的支链,形成接枝共聚物 (如与丙烯酸钠共聚)
(2).以带有强亲水基的化合物为单体,均聚 或共聚得到亲水性高聚物——如聚丙烯酸钠 (同时加入交联剂) 。
传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性? 纤维素的结构简式
功能高分子材料
——指既有传统高分子材料的机械性 能,又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
一.高吸水性材料 二.高分子分离膜
功能高分子材料
三.医用高分子材料 四.复合材料
五.高分子材料的发展趋势
探寻功能高分子材料时应考虑的问题: (1).具有什么样的主链? ——单体
(2).具有什么样的功能基? ——官能团 (3).不断修正。
复合材料-玻璃钢
玻璃钢冷却塔 玻璃钢游艇 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技术领域发挥重要作用
复合材料—碳纤维
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。
纤维素链
OH
O
H
OH
亲水基
OH
OH
O
O
O
H
HH
H H
H
O
O
H
HH
H
发现其每个链节上都有—OH,它是一种亲水基
传统吸水性材料
吸水性高分子材料
种类 吸水性 保水性 结论 用途
纸、棉布(纤维素) 动物胶、海绵、泡沫塑料
聚丙烯酸钠等
吸收与自身等量 或最多几十倍的水
吸收相当于自身几 百倍到几千倍的水
遭受外力易挤出水 遭受外力不挤出水
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。
“尿不湿”起作用的物质是一种功能 高分子材料,具有很强的吸水能力。它所 用的材料是高吸水性树脂(常用网状结构 的聚丙烯酸钠 )
聚丙烯酸钠如何合成?
思考:如何以带有强亲水性原子团的化合物 CH2=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠?
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支链型 结构为体型结构,使其既有吸水性而又不溶于 水, 耐挤压。
一.高吸水性材料 ——亲水性高聚物
(分子链带有许多亲水原子团)
美国《时代周刊》这份杂志在全美乃至全球都很有影响力。 邓小平
《时代周刊》评出20世纪最伟大的 100项发明,其中“尿不湿” 榜上有名
为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大 的100项发明呢!最初 是为谁专门设计的呢?
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,华人唐鑫 源成为“尿不湿”的发明人,后来他被誉为美 国“太空服之父”。
制备隐形眼镜所用的原料 主要是丙烯酸羟乙酯 (CH2=CHCOOCH2CH2OH)
人体器商店
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
良好吸水性
十分有限
优异吸水性 保水性
惊人效益
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二.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 ——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(传感膜、热电膜)
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三.医用高分子材料
具有优异的_生__物__相__容__性____,较少受到_排__斥__, 可以满足人工器官对材料的苛刻要求。 如:人造心脏、人造关节、人造鼻等。
相容性、亲和性、排异性、机械性
上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜 具有特点:吸收相当于自重80%水,才变得柔 软、透气、舒适、戴时长
思考:强吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不 湿”,还有哪些用途?
如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。
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”。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。
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