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- 2021-07-05 发布
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第五章 进入合成有机高分子
化合物的时代
第三节 功能高分子材料
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
(
2
)高分子分离膜:
①组成
②特点
③应用
(
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)
具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜
能让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉
物质分离
淀粉高吸水性树脂制备机理
高吸水性树脂
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。
小资料:
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。
你知道吗?
(
3
)医用高分子材料
①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。
优异的生物相容性、很高的机械性能
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
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。
(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( )
(
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
D
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。
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。