資源簡介

(共32張PPT)
第五章 合成高分子
第二節 高分子材料
第二課時 功能高分子材料
環節一：創設情境，引入新課
環節一：創設情境，引入新課
為了適應高科技產業等對材料的要求，化學工作者合成了具有某些特殊化學、物理及醫學功能的高分子材料。
環節一：創設情境，引入新課
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
干旱地區用于農業、林業、植樹造林時抗旱保水，改良土壤，改造沙漠
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
植物養護泥
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
食品保鮮、人造皮膚
各式吸潮劑
醫用吸水膠布
尿不濕
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
吸水、保水且不溶于水
1．紙尿褲芯體材料應具有哪些性質？
思考與討論
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
思考與討論
碳骨架 較長碳鏈
官能團 含較多親水基團
3. 哪類物質具有類似結構？
淀粉、纖維素等多糖
2．能否從碳骨架和官能團兩個角度預測其可能結構？
不溶于水：
吸水：
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
高吸水性樹脂可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤。也可以用于嬰幼兒紙尿褲，其可吸入自身質量數百倍的尿液而不滴漏。
吸水前
吸水后
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
吸水前
吸水后
脫脂棉 高吸水性
樹脂
脫脂棉 高吸水性
樹脂
定量實驗：比較脫脂棉與高吸水性樹脂吸水效率
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
定量實驗：比較脫脂棉與高吸水性樹脂吸水效率
吸水材料 脫脂棉 高吸水性樹脂
吸水前質量m1/g 1.0 1.0
吸水后質量m2/g 27.0 69.3
吸水率 （m2－m1)/m1 26 68.3
條件：1.0 g材料，70 mL水，攪拌后靜置5 min，傾出未被吸收的水。
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
吸水材料：棉花
主要成分：纖維素
從天然材料獲得啟發
[C6H7O2(OH)3]n
4.如何制備高吸水性樹脂？
思考與討論
棉花的吸水量只有自身質量的20～40倍，擠壓后保有的水量也比較少。如何得到吸水性更好，且耐擠壓、保水性好的高吸水性材料？
結構改進
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
思考與討論
5.以淀粉、纖維素為主要原料，設計合成高吸水性樹脂
淀粉（纖維素）
接枝共聚物
交聯劑
網狀淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂
方法一：
線型
網狀
丙烯酸鈉
CH2
CHCOONa
高吸水性樹脂
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
思考與討論
5.除了對天然吸水材料進行改性，還有其他合成高吸水性樹脂的方法嗎？
丙烯酸鈉
交聯劑
網狀聚丙烯酸鈉
高吸水性樹脂
CH2
CHCOONa
n
一定條件
CH2
COONa
CH
n
請寫出合成聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂的反應方程式：
方法二：
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
1846年，德國學者會拜思用硝基纖維素制成第一張高分子膜。
1920年，麥克戈達開始觀察和研究反滲透現象。
1930年，人們將纖維素膜用于超濾分離。
1940年，離子父換膜開發和利用及電滲析方法建立。
1950年，加拿大學者薩里拉簡研究反滲透。
1960年，洛伯和薩里拉簡成功地制備具有完整表皮和高度不對稱的第一張高效能的反滲透膜，為該法奠定了基礎。
1970年代以來，超濾膜、微濾膜成功地開發和應用，有支撐的液膜和乳液膜及氣體分離膜也相繼問世。
高分子分離膜的發展
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
我國膜科學技術的發展是從1958年研究離子交換膜開始的。
60年代進入開創階段。1965年著手反滲透的探索，1967年開始的全國海水淡化會戰，大大促進了我國膜科技的發展。
70年代進入開發階段，這時期，微濾、電滲析反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發出來。
80年代跨入了推廣應用階段。80年代又是氣體分離和其他新膜開發階段。
我國膜分離技術發展史
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
水資源是人類生存發展不可或缺的自然資源。膜分離技術由于其高效、節能、環保、成本低等優點而廣泛應用于海水淡化、污水處理等水資源再生利用中。膜分離過程是用起分離作用的膜作為核心分離部件，在膜的兩側施加不同的外加壓力、電勢、濃度、氣壓等導致膜兩側外界驅動力不相等，從而使目標產物透過膜達到收集器一側。
1．膜分離技術的優點有哪些？
2．分離膜的驅動力有哪些？
資料
問題
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
核心裝置
原理模擬
應用于海水淡化的膜分離原理
海水
純水
鹽水
純水
高分子分離膜
加壓
高分子分離膜
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
高分子分離膜是用具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜。其能夠讓某些物質有選擇地通過，而把另外一些物質分離掉。生產分離膜的材料有醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等有機高分子材料。
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
結構特點：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。
類型：分離膜根據膜孔大小分為
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
掃描電鏡圖
原理模型
孔徑篩分機理
排斥效應機理
應用于海水淡化的膜分離原理
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
用途： 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
醫用高分子材料
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
人工皮膚
人造腎臟
人造骨骼和關節
人造心臟
人造血管和心臟補片
醫用高分子材料
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
　　一張柔軟的紙，白中透出微黃，這張不起眼的“白紙”就是填補國內空白的高科技“人造皮膚”。這種“人造皮膚”能幫助傷口盡快恢復。比如燒燙傷，把水泡的水放出，用藥清洗后，將“人造皮膚”敷貼在傷口上，很快“人造皮膚”就和人的身體長在一起，成了真的皮膚。
高分子分離膜
環節二：聯系生活，認識高吸水性樹脂
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
1.在制備順丁橡膠和高吸水性樹脂時，都要加入交聯劑。下列有關說法錯誤的是( )
A.加入交聯劑都可使線型結構變為網狀結構
B.橡膠工業中將線型結構連接為網狀結構是為了增強橡膠的強度
C.制備高吸水性樹脂時將線型結構連接為網狀結構是為了使它既吸水又不溶于水
D.順丁橡膠和高吸水性樹脂都可溶于水
D
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
2.用高分子塑料骨釘取代鈦合金骨釘是醫學上的一項新技術，這種塑料骨釘不僅具有相當的強度，而且可在人體內水解，使骨科病人免遭拔釘的痛苦。合成這種塑料骨釘的原料能與強堿溶液反應，也能在濃硫酸條件下形成環酯。則合成這種塑料骨釘的原料是（ ）
A.CH2==CH—CH2Cl B.CH2==CH—COOH
C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH
C
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
3.聚丙烯酸鈉(單體為CH2==CHCOONa)是一種高性能吸水樹脂，可在干旱地區用于農業、林業的抗旱保水。下列關于聚丙烯酸鈉的說法正確的是( )
A.聚丙烯酸鈉的結構簡式為
B.聚丙烯酸鈉可以通過單體發生縮聚反應制得
C.聚丙烯酸鈉具有熱塑性
D.聚丙烯酸鈉是一種體型結構的高分子材料
C
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
4.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
D
習題追蹤
環節四：歸納整理，練習鞏固
5.合成高分子化合物提高了人類的生活質量．下列說法正確的是( )
A. 滌綸、錦綸、蠶絲都屬于合成纖維
B. 高壓聚乙烯密度相對較大
C. 用于生產“尿不濕”的高吸水性樹脂屬于功能高分子材料
D. 酚醛樹脂是酚類物質和醛類物質加聚而成的高分子化合物
C
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