教学课件PPT功能高分子材料

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1、第九章功能高分子材料2021/7/19目录一、概述二、具有化学反应和分离功能的高分子材料三、膜分离材料四、导电高分子材料五、医用高分子材料六、复合材料2021/7/19三大支柱产业能源材料信息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重要方面时代的划分常以材料为标志2021/7/19材料的功能–向材料给予某种作用或输入某种能量之后，经过材料的传输与转换，再将其输出而提供外部不同或相同的一种作用。材料的性能–材料对外部作用的抵抗特性。例如，对外力的抵抗表现为材料的强度；对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。一、概述9.1.

2、1基本概念2021/7/19功能高分子-在高分子化合物的基础上，由于其结构的特异，敏锐的表现出物质、能量、信息的传递、转换或储存作用的特异性能。包含导电高分子、光电高分子、光敏高分子、高分子催化剂、高分子试剂、强吸附水材料等。功能高分子材料-一类在外部环境作用下，敏锐的表现出高选择性和特异性能的高分子化合物及高分子材料。2021/7/19功能种类的不同：(1)力学功能主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高结晶材料、超高强材料等。(2)化学功能①分离功能材料：如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物；②反应功能材料；如高分子试剂、高分子催化剂；③生物功能材料：如固定化菌，生物反应器等。

3、9.1.2、功能高分子材料的分类2021/7/19（3）物理化学功能①电学功能材料：如超导体，导电高分子等；②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等；③能量转换材料：如压电材料、光电材料。(4)生物化学功能①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等；②功能性药物：如缓释性高分子，药物活性高分子，高分子农药等；③生物降解材料2021/7/19输入输出功能的异同：（1）一次功能材料向某一种材料给予的作用或输入的能量与通过材料输出而给予外部作用能量属于同一类（2）二次功能材料向某一种材料给予的作用或者输入的能量，当其通过功能材料之后，所给予的作用

4、或者输入的能量发生了转换2021/7/199.1.2、功能高分子材料设计及制备（1）通过分子设计（包括高分子结构设计和官能团设计），用化学方法合成具有某种功能的高分子（2）将已有的高分子材料予以特殊工艺加工，赋予材料某种功能。（3）通过两种或者两种以上具有不同功能或性能的材料进行复合，获得新的功能材料。（4）高分子（或无机）材料采用物理或化学方法进行表面改性2021/7/199.2、具有化学反应和分离功能的高分子材料9.2.1、离子交换树脂一类能够与溶液中的阴离子或阳离子发生交换的功能高分子材料包括基体、官能团、助剂2021/7/19我国“离子交换树脂之父”何炳林广东省番禹县人，高

5、分子化学家和化学教育家，中国科学院院士。1942年毕业于西南联合大学。1952年获美国印第安纳大学博士学位。1956年回国，任南开大学教授，兼任青岛大学校长。2021/7/191958年合成出大孔型离子交换树脂，用于原子弹的研制1970年在华药用于链霉素精制至今1980年开始用于血液灌流去除安眠药用于从肝损伤患者腹水中去除胆红素去除血液中的抗DNA救治红斑狼疮病固定某些酶，将氨基酸进行光学拆分2021/7/19离子交换树脂的主要性能参数：交联度。具有交联结构，在任何条件下不溶解、不熔融机械强度。以减少使用过程中的破碎亲水性交换容量2021/7/19孔隙尺寸。在水中具有足够大的孔隙，

6、以保证离子能以适当的速度在其中扩散热稳定性和化学稳定性。以保证其在使用过程中不发生降解和破坏粒度分布2021/7/19离子交换树脂的分类（1）根据合成方法分类缩聚型离子交换树脂（例如甲醛与苯酚缩聚物）加聚型离子交换树脂（例如苯乙烯和二乙烯基苯共聚物）。2021/7/19（2）根据树脂的孔结构分类凝胶型离子交换树脂大孔型离子交换树脂载体型离子交换树脂2021/7/19（3）根据交换离子的性质分类阴离子交换树脂阳离子交换树脂两性离子交换树脂鳌形树脂2021/7/19离子交换树脂的功能：（1）离子交换（2）脱水作用（3）催化作用（4）脱色作用（5）吸附作用2021/7/19离子交换树脂的

7、主要应用1.在水处理中的应用2.食品工业4.原子能工业3.工业废水处理5.催化剂6.制药工业7.石油化工2021/7/19在水处理中的应用（1）纯水的制备（2）水的软化（3）废水处理2021/7/19（1）纯水的制备强酸性阳离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂采用的离子交换树脂2021/7/19（1）纯水的制备阳离子交换树脂塔和阴离子交换树脂塔串联，普通水依次流过两塔制备工艺2021/7/19（1）纯水的制备常见的纯水制备设备图2021/7/19（1）纯水的制备主要反应式