功能高分子材料1
人教版高中化学选修5 有机化学基础 第五章 第三节 功能高分子材料(第1课时)
功能高分子材料
4 下列不属于新型有机高分子材料的是： （ D ） A．高分子分离膜材料 B．液晶高分子 C．生物高分子材料 D．有机玻璃 5.下列对新型高分子材料说法中,不对的是….( D )
A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁 乳制品加工、酿造业等。 B.复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为 增强剂。 C.导电塑料是用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D.合成高分子材料制成的人工器官都受人体的排斥作用, 难以达到生物相容的程度。
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功能高分子材料
随堂练习 1.下列物质不属于有机高分子化合物的是 ( C ) A.淀粉 B.蛋白质 C.酒精 D.电木 2.下列不属于合成纤维的是 ( B ) A.的确良 B.棉 C.人造棉 D.尼龙 3.有一张照片,一只可爱的小猫站在一块高分子合 成材料上，下面是烈火灼烧，而小猫却若无其事 。这说明此高分子材料一定具有的性质是…( C ) A.良好的导热性 B.良好的绝缘性 C.良好绝热性 D.熔点低
2014年9月1日星期一
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功能高分子材料
高分子分离膜
2014年9月1日星期一
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功能高分子材料
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。
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功能高分子材料
功能高分子材料的应用：
功能性高分子材料
谢谢
• 化学稳定性好，在人体接触部分不能发生 影响而变化 • 组织相容性好，在人体内不发生炎症和排 异反应 • 不会致癌变 • 耐生物老化，在人体内材料长期性能无变 化 • 耐煮沸，好符 合上述要求的高分子 化合物主要有两大类， 一类是有机硅化合物， 第二类是有机氟化物， 最主要的两种产品是 硅橡胶和聚四氟乙烯， 例如美国GE公司开发 了一批主要是有机硅 方面的用于医学领域 的功能高分子化合物。
2. 高分子材料的分类
• • • • • 具有压电或热电效应的功能性高分子材料 具有导电、导磁效应的功能性高分子材料 具有光电、光热效应的功能高分子材料 具化学反应的功能高分子材料 医用高分子材料
具有压电或热电效应的功能性高分子 材料
凡是用外力或热量作用于一物质而产生电的现象就简称为压 电或热电效应。研究表明，聚氯乙烯、有机玻璃、聚碳酸酯 等高聚物均有压电效应产生，但很微弱，无实际意义。1969 等高聚物均有压电效应产生，但很微弱，无实际意义。1969 年，Kawai发现聚偏氟乙烯有较强的压电效应同时具有较优良 年，Kawai发现聚偏氟乙烯有较强的压电效应同时具有较优良 的热电效应，由此揭开了功能性高分子材料的研究序幕。由 于聚偏氟乙烯（PVDF）的这些性能，由它做出的话筒结构与 于聚偏氟乙烯（PVDF）的这些性能，由它做出的话筒结构与 耳机相同，失真小、音质好、稳定性高。近年又开发了PVDF 耳机相同，失真小、音质好、稳定性高。近年又开发了PVDF 水声换能器。其应用还在不断扩大，利用PVDF的热电效应可 水声换能器。其应用还在不断扩大，利用PVDF的热电效应可 做成各种不同的热电换能器，如：制作红外摄像管的靶材及 红外探测管，传感器等；制作激光辐射探测器，用以测量激 光脉冲及其他光辐射
光电高分子头盔
功能高分子材料的分类
功能高分子材料的分类
1. 哎呀呀，有一种功能高分子材料叫导电高分子材料，就像电线里的铜丝一样能导电呢！比如说聚苯胺，它在电子器件里可是大显身手哟！
2. 嘿，还有分离膜材料呢！这就好比是个超级筛子，可以把不同的东西分离开呀。
像海水淡化用的反渗透膜，多厉害！
3. 哇塞，生物医用高分子材料也很了不起呀！这不就像是给人体的“特殊关怀”嘛。
人工关节、心脏起搏器的外壳，用的可都是这种材料呢。
4. 可不是吗，高分子吸附剂也是功能高分子材料的一类哟！它就像是个小魔术贴，能把特定的物质吸附住。
比如在污水处理中就发挥了大作用呢！
5. 哟呵，感光性高分子材料也不能忽视呀！这就好像是相机的“眼睛”一样，能对光有特别的反应呢。
像光刻胶就是个典型例子呀。
6. 嘿呀，液晶高分子材料听起来就很神奇吧！它就宛如一个会跳舞的小精灵，能展现出各种奇妙的状态呢。
在显示器等领域可是不可或缺的哟！
总之，功能高分子材料的种类真的是丰富多样，各有各的奇妙之处，给我们的生活带来了很多便利和惊喜呢！。
《功能高分子材料》课程教学大纲精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《功能高分子材料》课程教学大纲课程代码：050342004课程英文名称：Functional Polymer Materials课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017. 06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标功能高分子材料是高分子材料与工程专业选修的一门获得功能性高分子材料的应用及特性知识的专业课。
它主要介绍不同种功能高分子材料的基本知识、分子结构特点及其应用，以使学生提高高分子材料应用水平和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.熟悉功能高分子的结构特点、作用机理；2.熟悉功能高分子材料的分子结构设计方法；3.熟悉功能高分子材料的发展状况为从事功能高分子的研究和应用打下基本的知识基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：熟悉功能高分子的结构特点、作用机理和应用。
2.基本能力：具有根据需要选择功能高分子的基本能力和设计功能高分子结构的初步能力。
3.基本技能：功能高分子性能及功能的评价。
（三）实施说明1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2.教学手段：本课程在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
3.可以结合当前研究热点及自己的研究安排授课的具体内容，但授课内容必须是功能高分子材料知识。
（四）对先修课的要求本课程应在《高分子物理学》、《高分子化学》和《高分子合成工艺学》结束后开设。
（五）对习题课、实验环节的要求1.本课程对习题课和实践环节无要求。
2.作业题内容以基本知识和生产工艺为主，作业要能起到巩固知识，提高分析问题、解决问题能力。
功能高分子材料
功能高分子材料近30年来，高分子化学与高分子材料工业发展迅猛，功能高分子材料也得到了蓬勃发展。
所谓功能小是指这类高分子除了机械特性外，另有其他功能。
例如：光、电、磁性能，对特定金属离子的选择螯合性，以及生物活性等，这些都与高分子材料中具有特殊结构的官能团密切相关。
功能高分子的独特性使其在诸多领域得到了广泛应用，并具有巨大的发展潜力，引起了人们广泛注意。
一、功能高分子材料简介功能高分子是60年代末迅速发展起来的新型高分子材料。
功能高分子的内容丰富、品种繁多、发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料，必将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。
1、功能高分子材料的定义对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材料，通常也可简称为功能高分子，有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子) 【1】。
2、功能高分子材料的分类功能高分子材料分为两类：一类是在原来高分子材料的基础上，使其成为具有更高性能和功能的高分子材料，另一类是具有新型功能的高分子。
二、功能高分子材料发展现状1、具有光、电、磁功能的高分子材料（1）光功能高分子材料所谓光功能材料就是指在外场如力、声、热、电、磁、光等场的作用下, 其光学性质会发生改变的材料。
主要包括磁光、声光、电光、压光及激光材料。
有人说21世纪将是人类的信息社会。
实际上传递、记录、储存信息的媒介和实体大多是光功能材料。
因此, 可以说光功能材料是21世纪的材料, 它将改变整个信息社会。
【2】第一，光导纤维目前以20 的年增长率迅速发展，今后的发展重点是开发低光损耗、长距离光传输的光纤制品；第二，光导高分子在光照时能引起电阻率的明显下降，已取代硒鼓，成为复印机、激光打印中的关键材料；第三，功能高分子在太阳能转换中的应用是当前国际上的研究热点，研究方向包括光热转换、光化学转换和光电转换三个方面。
（2）电功能高分子材料电功能高分子材料包括：导电、压电、超导材料，可用于输电、电池、IC电路、精密机器、武器制造等尖端技术领域“。
功能高分子材料
第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗？功能高分子材料的品种与分类有哪些？1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别，它们只是相对而言。
从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看，也就是分两种结构：线型结构、体型结构。
它们的重要区别在于功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。
2．功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
类型1 高分子材料的分类例1下列材料中，属于功能高分子材料的是()①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料A．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥答案 D解析根据功能高分子的分类即可顺利解答。
类型2 功能高分子材料的结构与性能例2随着医用高分子材料的发展，人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官。
目前已经制成的人工器官有()①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼A．①②③B．②③④C．①⑤D．全部答案 D解析医用高分子材料的应用十分广泛，利用其特殊结构和特殊性质，可以制备与人体器官功能相同的人工器官。
医用高分子材料必须满足的条件：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
类型3 复合材料的结构与性能例3 碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料，其强度比钢铁材料大而密度比铝小。
据报道，每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料，而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维。
制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得，这种碳纤维的结构可表示如下：(1)构成这种碳纤维的元素是____________，其原子个数比为__________。
功能高分子
一绪论1 功能高分子的基本概念（1）功能高分子：在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。
（2）功能高分子材料学：以功能高分子材料为研究对象，探讨其结构组成、制备方法、功能特性的科学。
研究功能高分子材料的功能基团、分子组成和材料结构与性能之间的联系（3）高分子的发展方向：通用高分子的高性能化和高分子的多功能化2功能高分子的分类按其性质、功能或实际用途反应性高分子材料；光敏型高分子；电性能高分子材料；高分子分离材料；高分子吸附材料；高分子智能材料；医药用高分子材料；高性能工程材料。
二化学功能高分子材料1 高分子试剂和固相合成（1）高分子试剂①高分子试剂研究的主要内容：通过功能基化的方法把有机合成反应中的试剂、反应底物键合到聚合物上，然后用这种聚合物承载的试剂或反应底物进行合成反应。
②高分子试剂制备方法：通过小分子化学试剂的功能化方法制备，经过高分子化的化学反应试剂，保持原有试剂性能外，还具有一些其他功能。
③与相应小分子试剂相比，高分子试剂的特点：易于分离回收，操作过程简便；稳定性和安全性好，毒臭燃爆性降低；可利用高分子效应，提高反应选择性；可利用高分子效应，控制反应微环境；由于骨架的空阻，反应活性往往降低；由于制备复杂，试剂成本往往增加；耐热性差，不利于高温反应。
④主要包括：氧化-还原树脂；高分子氧化剂；高分子还原剂；高分子传递性试剂；其它：高分子缩合剂、高分子农药/药物等。
(2)高分子载体上的固相合成概念：高分子载体上的固相合成：采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。
反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。
反应完成后再将产物从载体上脱下。
特点：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行；可进行分子设计，合成有特定序列的高分子。
功能高分子材料教案
教
学
目
的
知识
技能
1、举出日常生活中接触到的新型高分子材料。
2、认识到功能材料对人类社会生产的重要性.
过程
方法
利用上网查询，从历史的角度体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影，对化学科学发展的进程有所认识，培养用科学的方法发现问题，认识问题的意识。
情感
价值观
扩大知识面,激发对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心.
三、有机高分子材料的发展趋势
［讲］对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大。与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展.
［小结］随着经济的发展，各行各业对材料的需要在逐渐增多,对重要的能用有机高分子材料继续改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大，在人民的生产和生活中将发挥越来越重要的作用。
［讲］这两种方法的共同特点是都要在反应中加入少量含有两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联,让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。
[讲］有了高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠.又如，婴儿用的“尿不湿”可吸入其自身重量约几百倍的尿液而不滴不漏，可以保证婴儿夜晚安睡和白天的活动。
［投影］图5-21
（2）高分子分离膜：
［投影]①组成：高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。
②特点:能够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
(3）医用高分子材料：
［投影]①性能:优异的生物相溶性;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。
功能高分子材料
第二章反应型高分子材料第一节反应型高分子材料概述反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂两大类。
一．与高分子试剂和高分子催化剂相关的一些概念1.高分子化学反应试剂小分子试剂经过高分子化，在聚合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功能的高分子化合物被称为高分子化学反应试剂。
高分子化学反应试剂在反应体系中具有不溶性、立体选择性和良好的稳定性。
2.高分子化学反应催化剂通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化，使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合，得到的具有催化活性的高分子材料称为高分子化学反应催化剂。
3.均相化学反应在化学反应中如果原料、试剂、催化剂相互间互溶，在反应体系中处在同一相态中（相互混溶或溶解），称此反应为均相化学反应。
均相催化剂多为小分子化合物。
4.多相化学反应在化学反应中如果原料、试剂、催化剂中至少有一种在反应体系中不溶解或不混溶，因而反应体系不能处在同一相态中，称此反应为多相化学反应。
化学反应只能在两相的界面进行。
二．反应型高分子材料的应用特点1.表现出所谓的无限稀释效应、立体选择效应，邻位协同效应等由于高分子骨架的参与而产生的特殊性能。
2.反应型高分子试剂不溶性、多孔性、高选择性和化学稳定性等性质3.可回收再用性质三．发展高分子化学试剂和高分子催化剂的目的1.简化操作过程一般来说，经高分子化后得到得高分子反应试剂和催化剂在反应体系中仅能溶胀，而不能溶解。
2.有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生3.可以提高试剂的稳定性和安全性4.所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度5．提高化学反应的选择性6.可以提供在均相反应条件下难以达到的反映环境利用高分子试剂中的官能团相互间的难接近性和反应活性中心之间的隔离性，可以避免在化学反应中的试剂“自反应”现象，从而避免或减少副反应的发生。
不利之处：增加试剂生产的成本；降低化学反应速度。
《功能高分子 》课件
VS
详细描述
功能高分子材料具有良好的光电性能和化 学稳定性，可用于制造太阳能电池和燃料 电池。同时，一些功能高分子材料还可作 为锂电池的电极材料，提高电池的能量密 度和安全性。
04 功能高分子材料的未来发 展
新材料开发
高性能化
通过改进合成方法、引入新型功 能基团等方式，提高功能高分子 的性能，如强度、耐热性、耐腐 蚀性等。
功能高分子材料
指在分子水平上设计并合成的高分子 材料，具有特定功能和性能，以满足 各种应用需求。
分类
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按功能分类
导电高分子、光敏高分子 、磁性高分子、吸附分离 高分子等。
按合成方法分类
加聚型、缩聚型、共聚型 等。
按应用领域分类
电子、能源、环保、生物 医药等。
常见功能高分子材料
导电高分子材料
环保领域
总结词
功能高分子材料在环保领域的应用包括水处理、空气净化、 土壤修复等。
详细描述
功能高分子材料具有吸附、分离、富集等功能，可用于水处 理和空气净化。同时，一些功能高分子材料还可用于土壤修 复，帮助去除重金属和有害物质。
新能源领域
总结词
功能高分子材料在新能源领域的应用包 括太阳能电池、燃料电池、锂电池等。
能源环保
利用功能高分子材料的特殊性质，开发高效能电 池、太阳能电池、环境治理材料等，推动清洁能 源和环保产业的发展。
智能制造
利用功能高分子材料的传感和响应特性，开发智 能传感器、驱动器等关键部件，推动智能制造和 工业自动化的发展。
绿色可持续发展
可降解性
开发可生物降解的功能高分子材料，降低对环境的污染和资源消 耗。
智能化
利用传感器、响应性高分子等技 术，开发具有自适应、自修复、 自感知等功能的智能高分子材料 。