資源簡介

(共27張PPT)
第五章
合成高分子
第二節　高分子材料
課題2　功能高分子材料
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 了解新型高分子材料的優異性能及其應用。
2. 認識高分子材料結構與性質的聯系。
活 動 方 案
1. 下圖為高分子分離膜功能示意圖。
活動一：認識高分子分離膜的作用
(1) 根據可通過粒子半徑由大到小的順序寫出圖中所示高分子分離膜的名稱。
【答案】 微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜
(2) 高分子分離膜在生產、生活等方面有哪些應用？
【答案】 水的淡化或凈化、有機物的分離提純等
2. 目前制作分離膜的材料主要是有機高分子材料。如早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龍－4、尼龍－66等制成的中空纖維膜。這類產品對鹽水的分離率在80%～90%之間，但透水率很低，僅0.076 mL·cm－2·h－1。后來發展了芳香族聚酰胺，用它們制成的分離膜，pH適用范圍為3～11，分離率可達99.5%(對鹽水)，透水速率為0.6 mL·cm－2·h－1，長期使用穩定性好。由于酰胺基團易與氯反應，故這種膜對水中的游離氯有較高要求。DP－I型膜即由此類膜材料制成的，它的合成路線如下式所示。
(1) DP－I型膜是主鏈上含有酰胺基團(—NHCO—)的高分子化合物，pH適用范圍為3～11，如果酸性或堿性過強時可能發生的反應類型是什么？
【答案】 水解反應
(2) 上面案例合成DP－I型膜的反應中，還有一種產物是什么？
【答案】 HCl
(3) 寫出 (對苯二甲酸)與H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2(己二胺)合成熱穩定性和熔點都高許多的半芳香族聚酰胺的化學方程式。
【答案】
1. 閱讀下列材料，回答問題。
《時代周刊》評出的20世紀最偉大的100項發明，“尿不濕”榜上有名。“尿不濕”主要由吸水功能強的高聚物與纖維漿狀物混合制成。平常我們在“尿不濕”中看到的顆粒狀物質即高吸水性樹脂聚丙烯酸鈉
(? )。聚丙烯酸鈉還可以用作一些室內植物的“泥
土”(如右圖所示)，使植物不需要經常澆水。
活動二：認識部分高分子材料結構與性質的聯系
如果只是丙烯酸鈉聚合，則只能形成線型結構高分子，常用網狀結構的聚丙烯酸鈉要形成體型結構，必須將丙烯酸鈉和二烯烴先共聚形成線型結構分子，然后再用交聯劑將鏈聯結。
(1) 聚丙烯酸鈉、棉花都具有吸水性，其分子中親水性強的基團分別是什么(寫出基團的結構簡式)？它們和水分子間的主要作用力是什么？
【答案】 —COO－和—OH　氫鍵
(2) 請你分析將聚丙烯酸鈉加工成網狀結構的高聚物意義。
【答案】 一方面可以避免線型高分子可能在水中的溶解；另一方面還可起到包含水分子的作用。
(3) 據此你還可以想到聚丙烯酸鈉的應用有哪些？
【答案】 可用在干旱季節或沙漠地帶使土壤保水；在風沙多的地域栽種植物幼株時進行長時間保水供水。
2. 閱讀下列材料，回答問題。
日本化學家白川英樹因成功研制聚乙炔類導電聚合物獲2000年諾貝爾化學獎。聚乙炔顏色較深，有金屬光澤，用碘、溴等鹵素等摻雜后，其導電率可提高到金屬水平。聚乙炔有順式聚乙炔和反式聚乙炔兩種立體異構體。聚乙炔是尚在開發研究中的新型功能高分子，已成功制成太陽能電池、電極和半導體材料，但尚未達到工業應用階段。
除了聚乙炔，下圖列出的高分子化合物也都具有導電性。
(1) 寫出聚乙炔的結構簡式。
【答案】
(2) 假設上述環狀結構中都含有雙鍵，請你說出導電高分子化合物的結構特點是什么？
【答案】 都具有單、雙鍵相間的結構
3. 阿司匹林[2-(乙酰氧基)苯甲酸，又名乙酰水楊酸]常用于緩解疼痛、治療感冒、流感等發熱疾病的退熱、預防短暫腦缺血發作、心肌梗死等。為了延長阿司匹林在人體內的藥效持續時間，減少酸性對人體帶來的傷害，科學家通過乙二醇的橋梁作用將阿司匹林連接在某高聚物上，制成了一種可用于關節炎和冠心病輔助治療的新型高分子藥物——緩釋長效阿司匹林，其結構簡式如下圖所示。
(1) 已知乙酰氧基的結構為CH3COO—，寫出阿司匹林的結構簡式。
【答案】
(2) 科學家通過乙二醇的橋梁作用，將阿司匹林連接在某高聚物上的反應類型是什么？寫出合成該高聚物單體的結構簡式。
【答案】 取代(酯化)反應　CH2===C(CH3)COOH
(3) 緩釋長效阿司匹林能延長藥效的原因是什么？
【答案】 利用緩釋長效阿司匹林的水解，可以持續、緩慢地得到阿司匹林
課 堂 反 饋
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1. 國家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，該材料為四氟乙烯與乙烯的共聚物，四氟乙烯也可與六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列說法錯誤的是(　 　)
A. ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的連接方式
B. 合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反應均為加聚反應
C. 聚全氟乙丙烯分子的結構簡式可能為—CF2—CF2—CF2—CF—CF3—
D. 四氟乙烯分子中既含有極性鍵，又含有非極性鍵
C
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2. 下列有關新型高分子材料應用的說法不正確的是(　 　)
A. 高分子膜利用其選擇性透過能力，可用于海水淡化、物質制取與回收等方面
B. 作為醫用高分子材料制人造器官，必須考慮其與人體的相容性和機械性能
C. 聚乙烯醇是具有高吸水性的高分子，可與水生成易揮發物，所以稱為“尿不濕”
D. 新材料研究正向智能化、高功能的方向發展
C
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3. 科學家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術，即在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯{? }與水的混合物，使其與沙粒結合，
形成的物質既能阻止地下的鹽分上升，又能攔截、蓄積雨水。下列對聚丙烯酸酯的敘述正確的是(　 　)
A. 單體的結構簡式為CH2===CHCOOR
B. 屬于純凈物
C. 能發生加成反應
D. 通過丙烯酸酯縮聚獲得
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4. 嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水保水的物質。下列高分子中，有可能被采用的是(　 　)
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5. 具有單雙鍵交替長鏈(如：…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…)的高分子有可能成為導電塑料。諾貝爾化學獎曾授予開辟此領域的3位科學家。下列高分子中可能成為導電塑料的是(　 　)
A. 聚乙烯 B. 聚丁二烯
C. 聚苯乙烯 D. 聚乙炔
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6. 光刻膠是大規模集成電路、印刷電路板和激光制版技術中的關鍵材料。某一肉桂酸型光刻膠的主要成分A經光照固化轉變為B。
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(1) A經光照固化轉變為B，發生了________反應(填反應類型)。
(2) 寫出A與NaOH溶液反應的化學方程式：
_________________________________________________________。
(3) 寫出B在酸性條件下水解得到的芳香族化合物的分子式：__________。
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加成
C18H16O4
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