資源簡介

(共33張PPT)
第二節　高分子材料
第2課時　功能高分子材料
第五章　合成高分子
了解功能高分子材料的含義及其在實際應用中的意義。
[學習目標]
神奇的紙魚
視頻導入
功能高分子材料
(1)概念：具有某些特殊化學、物理及醫學功能的高分子材料。
(2)分類
功能高分子材料
高吸水性材料
形狀記憶高分子
磁性高分子
高分子藥物
醫用高分子材料
高分子分離膜
高分子催化劑
人工心臟
保鮮膜和餐巾紙二者同樣為高分子材料，為什么一種不可吸水，一種可吸水？
思考討論
材料 主要成分 結構簡式 官能團
保鮮膜
餐巾紙
聚乙烯
無
—OH
(C6H7O2)
OH
OH
OH
n
親水基團
[ CH2—CH2 ] n
纖維素
含有強親水基團的支鏈，如羧基、羥基、酰氨基等。
結構特點：
氫鍵
易吸水
思考討論
(1)合成方法
淀粉
丙烯酸鈉
接枝共聚物
交聯劑
淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂
線型
網狀
①改造纖維素或淀粉分子，接入強親水基團。
如：
☆改造后的樹脂具有強大的吸水和保水能力，而且可生物降解。
羥基、羧基、醛基、氨基等
1．高吸水性樹脂
②合成新的帶有強親水基團的高分子。
CH2==CHCOOH→CH2==CHCOONa
丙烯酸鈉
如：
交聯劑
網狀聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂
交聯劑
一定條件
網狀結構
1．高吸水性樹脂
在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤，還可用于嬰兒紙尿褲等。
(2)應用
可吸收幾百至幾千倍于自身質量的水，同時保水能力強，還能耐一定的擠壓作用。
吸水前
吸水后
1．高吸水性樹脂
(3)實驗探究——高吸水性樹脂的吸水性能
問題：高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別有多大？
1．高吸水性樹脂
實驗探究
現象及數據處理：
實驗結論：
吸水材料 高吸水性樹脂(尿不濕) 一般吸水材料(餐巾紙)
吸水前質量m1/g 1.00 1.00
吸水現象
吸水后質量m2/g
吸水率 （m2-m1)/m1
83.82
10
呈凝膠狀
吸水后變形程度小
有較好的保水能力
保水能力較差
吸水性強
吸水性較差
84.82
11.00
1．高吸水性樹脂
其他條件相同時，高吸水性樹脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的強。
實驗探究
①為什么高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別這么大？
絕大多數高吸水性樹脂的主鏈或接枝側鏈上含有羧基、羥基等強親水基團。
②為什么高吸水性樹脂能吸水而又不溶于水？
保水能力很強，在一定壓力下也不易失水。
強親水基團
一定的網狀結構
與H2O形成氫鍵
吸收水分子
束縛H2O
溶脹的凝膠體
1．高吸水性樹脂
思考討論
分離膜一般只允許水及一些小分子物質通過，其余物質則被截留在膜的另一側形成濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。
2．高分子分離膜
(1)分離原理
(2)分類
①根據膜孔大小分為：微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。
②根據分離膜材料：醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
2．高分子分離膜
(3)應用
高分子分離膜已廣泛用于海水淡化和飲用水的制取，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域。
飲用水的制取
血液透析
2．高分子分離膜
1.正誤判斷
(1)丙烯酸鈉是高吸水性樹脂的主要成分
(2)由淀粉等物質制取網狀結構的淀粉是為了增強其穩定性
(3)功能高分子材料具有傳統高分子材料的機械性能和某些特殊功能
(4)高分子分離膜用于污水、工業廢水處理和海水淡化等
(5)高吸水性樹脂在吸水后呈凝膠狀，具有較好的保水能力
×
×
√
√
√
2．高分子分離膜
思考討論
2.在橡膠工業中，天然橡膠與合成橡膠一般都要經過硫化工藝，將橡膠的線型結構轉變為網狀結構。在制備高吸水性樹脂時也要加入少量交聯劑，以得到具有網狀結構的樹脂。思考為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉變為網狀結構？
高吸水性樹脂加交聯劑將線型結構連接成網狀結構，是為了使其既具有吸水性而又不溶于水，且耐擠壓。
線型結構
網狀結構
增加橡膠強度
2．高分子分離膜
思考討論
概念及種類
合成方法
高分子分離膜
功能高分子材料
應用
原理
分類
高吸水性樹脂
改造纖維素或淀粉
合成新的帶有強親水基團的高分子
應用
課堂小結
自我測試
1.下列材料中屬于功能高分子材料的是
①高分子膜　②生物高分子材料　③隱身材料　④液晶高分子材料
⑤光敏高分子材料　⑥智能高分子材料
A.①②⑤　　　　　B.②④⑤⑥
C.③④⑤　　　　　D.全部
√
自我測試
2.下列各選項中，對相應高分子材料的類型、功能的說法均正確的是
選項 高分子材料 類型 功能
A 黏合劑 功能高分子材料 黏合作用
B 涂料 功能高分子材料 保護作用
C 離子交換樹脂 功能高分子材料 分離和提純
D 聚乙烯醇 功能高分子材料 制人工心臟
√
自我測試
3.科學家通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿司匹林，用于關節炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿司匹林的結構簡式如下：
請回答下列問題：
(1)高分子載體的結構簡式為_______________。
(2)阿司匹林連接在高分子載體上的有機反應類型是____________________。
酯化反應(或取代反應)
酯基
自我測試
(3)緩釋長效阿司匹林在腸胃中變為阿司匹林的化學方程式是
__________________________________________________________
________________________________________________________。
＋nHOCH2CH2OH＋
(其他合理答案也可)
本節內容結束
1.功能高分子材料
化學
物理
醫學
高吸水性
醫用
目標 答案
2.高吸水性樹脂
(1)合成方法
①改造淀粉或纖維素分子，接入 基團。
a.常見的強親水基團： 、 、 、 等。
b.改造后的樹脂具有強大的 能力，而且可 。
強親水
羥基
羧基
醛基
氨基
吸水和保水
生物降解
目標 答案
②合成新的帶有強親水基團的高分子。
聚丙烯酸鈉(網狀結構
合成的網狀結構的樹脂可吸收幾百至幾千倍于自身質量的水，同時保水能力 ，還能耐一定的擠壓作用。
強
目標 答案
(2)應用
在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤，還可用于嬰兒紙尿褲等。
(3)實驗探究——高吸水性樹脂的吸水性能
①問題：高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別有多大？
目標 答案
②現象及數據處理：
吸水材料 高吸水性樹脂(尿不濕) 一般吸水材料(餐巾紙)
吸水前質量m1/g 1.00 1.00
吸水現象 呈凝膠狀，有較好的保水能力 吸水后變形程度小，保水能力較差
吸水后質量m2/g 84.82 11.00
吸水率(m2－m1)/m1 吸水性___ 吸水性___
實驗結論：其他條件相同時，高吸水性樹脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的 。
83.82
強
10
差
強
目標 答案
③討論
a.為什么高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別這么大？
提示　絕大多數高吸水性樹脂的主鏈或接枝側鏈上含有羧基、羥基等強親水基團。
b.為什么高吸水性樹脂能吸水而又不溶于水？
提示　高吸水性樹脂分子中含有強親水基團和一定的網狀結構(具有一定的交聯度)。利用分子中大量的親水基團與水分子之間產生氫鍵等作用吸收水分子，并且通過網狀結構將水分子束縛在高分子網格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強，在一定壓力下也不易失水。
目標 答案
3.高分子分離膜
(1)分離原理
分離膜一般只允許水及一些小分子物質通過，其余物質則被截留在膜的另一側，形成濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。
目標 答案
(2)分離膜的分類
①根據膜孔大小： 、 、納濾膜和 等。
②根據生產分離膜的材料：醋酸纖維、芳香族聚酰胺、 、_____
等。
(3)應用
高分子分離膜已廣泛用于 和 ，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域。
微濾膜
超濾膜
反滲透膜
聚丙烯
聚四
氟乙烯
海水淡化
飲用水的制取
目標 答案
思考討論
1.正誤判斷
(1)丙烯酸鈉是高吸水性樹脂的主要成分
(2)由淀粉等物質制取網狀結構的淀粉是為了增強其穩定性
(3)功能高分子材料具有傳統高分子材料的機械性能和某些特殊功能
(4)高分子分離膜用于污水、工業廢水處理和海水淡化等
(5)高吸水性樹脂在吸水后呈凝膠狀，具有較好的保水能力
×
×
√
√
√
目標 答案
2.在橡膠工業中，天然橡膠與合成橡膠一般都要經過硫化工藝，將橡膠的線型結構轉變為網狀結構。在制備高吸水性樹脂時也要加入少量交聯劑，以得到具有網狀結構的樹脂。思考為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉變為網狀結構？
提示　橡膠工業將線型結構連接成網狀結構是為了增加橡膠的強度。高吸水性樹脂加交聯劑將線型結構連接成網狀結構，是為了使其既具有吸水性而又不溶于水，且耐擠壓。
思考討論
目標 答案

展開更多......

收起↑