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1、生活中的特种材料第1页，本讲稿共34页磁性塑料磁性塑料磁性塑料是带有磁性的塑料制品。磁性塑料是带有磁性的塑料制品。磁性塑料是七十年代发展起来的一种新型高分子功能材料，磁性塑料是七十年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学技术领域的重要基础材料之一。是现代科学技术领域的重要基础材料之一。磁性塑料磁性塑料第2页，本讲稿共34页塑料塑料磁性？磁性？普通的塑料没有铁磁性。普通的塑料没有铁磁性。利用特殊的方法可以形成铁磁性的材料：利用特殊的方法可以形成铁磁性的材料：是设法改变塑料的是设法改变塑料的成分，使得它们具成分，使得它们具有磁性。这种方法有磁性。这种方法还处于研究之中还处于研究之中。是在普
2、通的塑料中添加磁是在普通的塑料中添加磁性粉末，成为复合的磁性性粉末，成为复合的磁性塑料。这种方法制造的磁塑料。这种方法制造的磁性塑料已经在我们的生活性塑料已经在我们的生活中大量应用中大量应用第二种第一种第3页，本讲稿共34页磁性塑料的磁性塑料的分类分类 磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种结构型磁性塑料结构型磁性塑料是是指聚合物本身具指聚合物本身具有强磁性的磁体。有强磁性的磁体。复合型磁性塑料复合型磁性塑料是指以塑料或是指以塑料或橡胶为粘合剂与磁性粉末（铁橡胶为粘合剂与磁性粉末（铁氧体磁粉和稀土永磁粉）混合氧体磁粉和稀土永磁粉）混合粘接加工而制成的磁体。
3、粘接加工而制成的磁体。按照磁特性分为：按照磁特性分为：各向同性磁性塑料各向同性磁性塑料（磁性粒子的易磁化方向杂乱无章排列）（磁性粒子的易磁化方向杂乱无章排列）各向异性磁性塑料各向异性磁性塑料（在加工过程中通过外加磁场或机械力使磁（在加工过程中通过外加磁场或机械力使磁粉的易磁化方向顺序排列）粉的易磁化方向顺序排列）第4页，本讲稿共34页主要优点主要优点密度小、耐冲击强度大，使用时不会发生碎裂密度小、耐冲击强度大，使用时不会发生碎裂可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工可采用一般塑料通用的加工方法（如注射、模压、挤可采用一般塑料通用的加工方
4、法（如注射、模压、挤出等）进行加工出等）进行加工可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化密化和高性能化第5页，本讲稿共34页用途用途 音像器材：音像器材：磁带录音机用耦合器、电唱机用旋转变压器、电视接收磁带录音机用耦合器、电唱机用旋转变压器、电视接收机及计算机显示器、显像管、色纯会聚调节磁环、磁带机及计算机显示器、显像管、色纯会聚调节磁环、磁带录像机旋转磁头用马达及录像机旋转磁头用马达及FGFG传感器、传感器、CDCD和和VCDVCD机的驱动
5、机的驱动马达、开门电机、耳机磁体及扬声器磁体马达、开门电机、耳机磁体及扬声器磁体第6页，本讲稿共34页家用电器：家用电器：电冰箱、冷藏库、消毒柜、浴室等的门封磁条，洗衣机排水阀电电冰箱、冷藏库、消毒柜、浴室等的门封磁条，洗衣机排水阀电机、定时器电机、电饭锅管座，电视机、录像机、电冰箱、洗衣机、定时器电机、电饭锅管座，电视机、录像机、电冰箱、洗衣机、吸尘器等电器的零部件机、吸尘器等电器的零部件医疗卫生、文化：医疗卫生、文化：磁疗保健品、磁疗床垫、磁疗转子、卫生肥皂盒；磁性绘图板、磁疗保健品、磁疗床垫、磁疗转子、卫生肥皂盒；磁性绘图板、学生教具、广告、文具、磁性显示黑板；家具中的门扣、各种磁学生教
6、具、广告、文具、磁性显示黑板；家具中的门扣、各种磁性玩具等性玩具等第7页，本讲稿共34页计算机及办公：计算机及办公：软盘驱动器电机、打字机送纸马达、冷却轴流风机、软盘驱动器电机、打字机送纸马达、冷却轴流风机、CRTCRT显示显示校正装置；静电复印机的显影磁辊、清洗磁辊、传真机中的磁校正装置；静电复印机的显影磁辊、清洗磁辊、传真机中的磁辊、激光打印机磁辊辊、激光打印机磁辊机械：机械：钟表中的步进电机；工件固定永磁体、工业机器人用磁传钟表中的步进电机；工件固定永磁体、工业机器人用磁传感器、磁控开关、步进电机感器、磁控开关、步进电机汽车工业：汽车工业：汽车无触点分电器磁垫圈、燃料喷射泵用步进电机和防
7、震汽车无触点分电器磁垫圈、燃料喷射泵用步进电机和防震贴板贴板第8页，本讲稿共34页生物医用高分子材料生物医用高分子材料 生物医用高分子材料是生物医用材料的一个重要组成部分，是生物医用高分子材料是生物医用材料的一个重要组成部分，是一类用于诊断、治疗和器官修复与再生的材料，具有延长病人生命、一类用于诊断、治疗和器官修复与再生的材料，具有延长病人生命、提高病人生存质量的作用，是材料科学、化学、生命科学和医学交叉提高病人生存质量的作用，是材料科学、化学、生命科学和医学交叉的发展领域。的发展领域。医用高分子应用很广泛，几乎涉及到医学的各个领域。一医用高分子应用很广泛，几乎涉及到医学的各个领域。一般可将其
8、分为般可将其分为医用高分子材料医用高分子材料和和药用高分子材料药用高分子材料两大类。两大类。第9页，本讲稿共34页医用高分子材料医用高分子材料 医用高分子材料又可分为医用高分子材料又可分为医疗用材料医疗用材料和和医用材料医用材料。前者不与人体。前者不与人体直接接触，如注射器等，后者则与人体直接接触，如人造内脏、直接接触，如注射器等，后者则与人体直接接触，如人造内脏、牙齿、人工关节等。牙齿、人工关节等。这些高分子材料的使用条件虽然各不相同，但都要以某种形式与生这些高分子材料的使用条件虽然各不相同，但都要以某种形式与生物体组织或来自生物体的物质相接触，所以它们除要具备各自相应的医物体组织或来自生物
9、体的物质相接触，所以它们除要具备各自相应的医用功能外还要具备最低限度的用功能外还要具备最低限度的生物体相容性生物体相容性，以确保使用安全。，以确保使用安全。第10页，本讲稿共34页与血液长期接触器官与血液长期接触器官在生物相容性中血液相容性是最重要的。人工心脏、人工肾、在生物相容性中血液相容性是最重要的。人工心脏、人工肾、人工肝、血管等与血液长时间接触，要求材质具有优良的抗血栓人工肝、血管等与血液长时间接触，要求材质具有优良的抗血栓性能。人们发现微相分离的聚合物有优良的血液相容性。性能。人们发现微相分离的聚合物有优良的血液相容性。在微相分离高分子材料在微相分离高分子材料中，典型的例子是中，典型
10、的例子是聚醚氨酯聚醚氨酯，聚醚氨酯热塑弹性体是一种聚醚氨酯热塑弹性体是一种线型多嵌段共聚物，作为医线型多嵌段共聚物，作为医用高分子材料的嵌段聚醚氨用高分子材料的嵌段聚醚氨酯，由于具有优良的生物相酯，由于具有优良的生物相容性和力学性能，引起人们容性和力学性能，引起人们广泛的重视。广泛的重视。人工心脏人工心脏第11页，本讲稿共34页人工关节、人工骨人工关节、人工骨用于人工关节的多孔材料用于人工关节的多孔材料是由是由碳纤维碳纤维和和聚四氟乙烯聚四氟乙烯组成组成的各向同性碳。把人工关节端头的各向同性碳。把人工关节端头涂上一层这样的材料，就可使关涂上一层这样的材料，就可使关节固定良好。节固定良好。制作人
11、工骨的材料有发泡的氮化铝陶瓷浸在环氧树脂中制成的增制作人工骨的材料有发泡的氮化铝陶瓷浸在环氧树脂中制成的增强复合材料，磷酸钙和聚砜混合制成的复合材料等。强复合材料，磷酸钙和聚砜混合制成的复合材料等。第12页，本讲稿共34页药用高分子材料药用高分子材料药用高分子材料药用高分子材料用于医药领域的合成高分子可分为用于医药领域的合成高分子可分为药用高分子药用高分子和和高分子药物高分子药物两大类。两大类。药用高分子用于制剂加工，如辅药用高分子、微胶囊等，药用高分子用于制剂加工，如辅药用高分子、微胶囊等，而高分子药物则直接作为药物使用，如抗肿瘤药物、降低而高分子药物则直接作为药物使用，如抗肿瘤药物、降低血
12、胆固醇药物等。血胆固醇药物等。第13页，本讲稿共34页微胶囊技术微胶囊技术 利用特种高分子材料还可把低分子药物包埋起来或做成微利用特种高分子材料还可把低分子药物包埋起来或做成微胶囊，以使低分子药物能缓慢地透过包膜，有控制地向外释放。胶囊，以使低分子药物能缓慢地透过包膜，有控制地向外释放。能做微胶囊的合成高分子材料有聚苯乙烯、聚氨酯、聚能做微胶囊的合成高分子材料有聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚乳酸、聚丁二烯、聚甲基乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚乳酸、聚丁二烯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚和有机硅橡胶等。丙烯酸酯、聚醚和有机硅橡胶等。第14页，本讲稿共34页抗肿瘤药物抗肿瘤药物 二乙烯
13、基醚二乙烯基醚(M1)(M1)与顺丁烯二酸酐与顺丁烯二酸酐(M2)(M2)共聚得到共聚得到1 1：2 2的交的交替共聚物替共聚物DVE-MADVE-MA，这是一种抗肿瘤药。，这是一种抗肿瘤药。第15页，本讲稿共34页降低血胆固醇药物降低血胆固醇药物降胆宁是弱碱性阴离子交换树脂，为二乙烯三胺与环氧氯丙降胆宁是弱碱性阴离子交换树脂，为二乙烯三胺与环氧氯丙烷的聚合物。其结构式如下：烷的聚合物。其结构式如下：第16页，本讲稿共34页离子交换树脂离子交换树脂 离子交换树脂是一类带有离子交换树脂是一类带有功能基功能基的的网状结构网状结构的高分子化的高分子化合物，它由不溶性的合物，它由不溶性的三维空间网状骨
14、架三维空间网状骨架、连接在骨架上的、连接在骨架上的功能功能基团基团和功能基团上带有和功能基团上带有相反电荷的可交换离子相反电荷的可交换离子三部分构成。三部分构成。第17页，本讲稿共34页离子交换树脂的命名方式离子交换树脂的命名方式 D D 大孔树脂在名称前加大孔树脂在名称前加D D 分类代号（阴、阳、酸、碱、强、弱）分类代号（阴、阳、酸、碱、强、弱）骨架分类代号骨架分类代号 顺序号顺序号 凝胶型树脂后加凝胶型树脂后加*并注明交联度并注明交联度 如如00170017，表示，表示凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7%7%第18页，本讲稿共34页 0
15、0170017苯乙烯系强酸性离子交换树脂苯乙烯系强酸性离子交换树脂指标名称指标含水量%45-53全交换容量(mmol/g干)4.5湿视密度(g/ml)0.77-0.87湿真密度(g/ml)1.25-1.29粒度(0.315-1.25mm)95出厂形式：钠型出厂形式：钠型用于：硬水软化、脱盐水、纯水用于：硬水软化、脱盐水、纯水制备、稀有元素分离、分离和提制备、稀有元素分离、分离和提取氨基酸制糖、制药可作为催化取氨基酸制糖、制药可作为催化剂和脱水剂剂和脱水剂第19页，本讲稿共34页D201D201大孔强碱性阴离子大孔强碱性阴离子出厂形式：氯型出厂形式：氯型 .主要性能指标：指标名称指标含水量%54
16、-62全交换容量(mmol/g干)4.0湿视密度(g/ml)0.66-0.73湿真密度(g/ml)1.04-1.08粒度(0.315-1.25mm)95主要用于纯水及高纯水制备、糖液脱色、生化制品，放射性元素的提炼。主要用于纯水及高纯水制备、糖液脱色、生化制品，放射性元素的提炼。第20页，本讲稿共34页大孔弱碱性丙烯酸系阴离子大孔弱碱性丙烯酸系阴离子 指标名称指标含水量%60-65全交换容量(mmol/g干)7.0湿视密度(g/ml)0.65-0.75湿真密度(g/ml)1.06-1.10粒度(0.315-1.25mm)95出厂形式：钠型出厂形式：钠型主要用于药物提取，苦咸水净化处主要用于药物
17、提取，苦咸水净化处理，糖液除酸脱色理，糖液除酸脱色,金属提取等金属提取等 第21页，本讲稿共34页弱酸性酚醛系阳离子交换树脂弱酸性酚醛系阳离子交换树脂 出厂形式：氢型出厂形式：氢型指标名称指标交换当量 mmol/g 4.0水份%60-80膨胀率%55.2湿视密度g/ml1.05-1.15粒度%(0.315-1.25)mm95机械强度%95主要用于链霉素、土霉素、四环素主要用于链霉素、土霉素、四环素等抗生素的脱色，氨基酸和糖类的等抗生素的脱色，氨基酸和糖类的脱色及提纯，维生素脱色及提纯，维生素B12B12蛋白酶的回蛋白酶的回收收 第22页，本讲稿共34页弱碱性环氧系阴离子树脂弱碱性环氧系阴离子树
18、脂 出厂形式：游离胺型出厂形式：游离胺型指标名称指标含水量%60-70 全交换容量(mmol/g干)9.0湿视密度(g/ml)0.65-0.80湿真密度(g/ml)1.03-1.12粒度(0.315-1.25mm)95主要用于水处理中除去主要用于水处理中除去Cl-Cl-、SO4-SO4-等等离子，柠檬酸、链霉素、苹果酸、离子，柠檬酸、链霉素、苹果酸、氨基酸等精制中除去无机酸，提氨基酸等精制中除去无机酸，提取有机酸和脱色，并可回收铜、取有机酸和脱色，并可回收铜、银离子。银离子。第23页，本讲稿共34页 离子交换树脂的工作原理离子交换树脂的工作原理 在离子交换过程中，水中的在离子交换过程中，水中的
19、阳离子阳离子（如（如Na+Na+、Ca2+Ca2+、K+K+、Mg2+Mg2+、Fe3+Fe3+等）与等）与阳离子交换树脂上的阳离子交换树脂上的H+H+进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+H+交交换到水中。换到水中。水中的水中的阴离子阴离子（如（如Cl-Cl-、HCOHCO3 3-等）与阴离子交换树脂上的等）与阴离子交换树脂上的OHOH-进行交换，水中进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-OH-交换到水中。而交换到水中。而H+H+与与OH-OH-相结合生成水，相结合生成水，从而达到脱盐的目
20、的从而达到脱盐的目的(见下页图见下页图)。第24页，本讲稿共34页H2O 阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂H+Na+OH-Cl-NaCl H2O 离子交换原理示意图离子交换原理示意图 第25页，本讲稿共34页特种工程塑料也叫高性能工程塑料，指综合性能更高，长期使用温度在150以上的工程塑料。主要用于高科技,军事和宇航、航空等工业第26页，本讲稿共34页PPS聚苯硫醚PSF聚砜PI聚酰亚胺PAR聚芳酯LCP液晶聚合物PEEK聚醚醚酮PTFE、PVDF含氟聚合物等第27页，本讲稿共34页PPS英文名为polyphenylene snlfide结晶型聚合物（结晶度55%-65
21、%）高刚性白色粉末，耐热性高（连续使用温度达240）、机械强度、刚性、难燃性、耐化学药品性，电气特性、尺寸稳定性，耐磨、抗蠕变性优，阻燃性优，有自熄性。第28页，本讲稿共34页PPS的应用电子电器工业上作连接器、绝缘隔板、端子、开关；做泵、齿轮、活塞环贮槽、叶片阀件，钟表零部件。汽车工业上汽化器：分配器部件，电子电气组等，批气阀气，传感器部件等。家电：有磁带录相机结构部件、品体二极管、各种零部件。宇航、航空工业：防粘、耐磨部件及传动件，如轴泵。第29页，本讲稿共34页PSF英文名Polysalfone琥珀透明固体，硬度和冲击强度高，无毒，耐热耐寒性耐老化性好（可在-100-175度下长期使用）
22、，耐无机酸碱盐的腐蚀，不耐芳香烃和卤化烃，硬度高，耐辐射，耐热和耐寒性好，有自息性。第30页，本讲稿共34页PSF分类双酚A聚砜树脂（BPA）：UCC（美国联碳）1965年开发成功的，商品名Udelpolysuifone；聚芳砜（PASF）：美国3M公司1967年开发成功的，商品名为Astrel；聚醚砜（PES）：ICI（英国卜内门公司）1972年开发成功的，商品名为Victrex；第31页，本讲稿共34页三种聚砜的比较性状相对密度毒性拉伸强度热变型温度玻璃化温度折射率 连续使用温度双酚A白色片状或粉状结晶1.195微毒聚芳砜 琥珀色透明颗粒1.37189MPa2742881652260聚醚砜l.3715l无毒84.3-124.5200220225185180200第32页，本讲稿共34页PSF的应用电子电气领域：制作各种接触器、接触件、变压器绝缘件等。汽车、航空领域：灯具部件、电动齿轮、蓄电池盖、防护罩等。炊具、食品加工机械：饮料和食品分配器、微波器皿、牛奶及农产品盛器等。日用品应用领域：加湿器、蒸汽熨斗、照相机盒、放映机元件等。第33页，本讲稿共34页Thank you!第34页，本讲稿共34页