5.2.2功能高分子材料 课件（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 5.2.2功能高分子材料 课件（共20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-16 22:20:23 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第2课时 功能高分子材料
第二节 高分子材料
第五章 合成高分子
功能高分子材料的应用
了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。
学习目标
功能高分子材料
具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料
分类
高分子催化剂
高分子分离膜
形状记忆高分子
磁性高分子
高吸水性材料
医用高分子材料
高分子药物
功能高分子材料
1.定义和分类
2.功能高分子材料的品种
(1)结构特点：①含有强亲水基团的支链，如羧基、羟基、酰氨基等。
②具有网状结构。
(2)性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。
3.高吸水性树脂
(3)合成方法：
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链，以提高它们的吸水能力。
②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。
如：在丙烯酸钠中加入少量交联剂，在一定条件下发生聚合,得到聚丙
(4)应用：可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水、改良土壤。
烯酸钠高吸水性树脂，结构简式为
提示：天然橡胶分子内存在较活泼的碳碳双键，容易发生老化。橡胶硫化后，分子中的碳碳双键被打开，形成了新的共价键，线型结构转变为网状结构。这使硫化橡胶具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性，不易变黏，在有机溶剂中不易溶解，只发生溶胀。
高吸水性树脂在交联前一般是水溶性的，不具备吸水性。形成网状结构后，它可利用分子中大量的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键等作用，吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。
思考与讨论：在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。
1.尿不湿中的吸水剂吸水后挤压不出水，这是为什么呢
2.高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉，试推测高分子分离膜的重要应用。
思考与讨论：
提示：尿不湿所使用的吸水剂是高分子材料吸水树脂，利用高分子材料上的亲水基团吸水，属于功能高分子材料。
提示：(1)海水淡化和饮用水的制取；
(2)果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
(1)结构特点：
分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)类型：分离膜根据膜孔大小分为
4.高分子分离膜
(3)生产分离膜的材料：
主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等
(4)用途：
广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域
(1)所含官能团及性质
官能团 碳碳双键 酯基 羧基 肽键
性质 氧化反应、 加成反应 水解反应 酯化反应、 取代反应 水解反应
(2)常见反应
①降解：在一定条件下高分子降解为小分子，如聚苯乙烯降解为苯乙烯。常见降解方法有：生物降解、化学降解、光降解等。
②催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油和可燃性气体等。
③橡胶硫化：天然橡胶经硫化，破坏碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，由线性结构变为网状结构。
常见高分子材料的化学性质
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
结构 线型结构示意图 支链型结构示意图
网状结构示意图
分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来，形成三维空间网状结构
线型结构、支链型结构和网状结构的性质比较
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好、有可塑性
常见 物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
(1)高吸水性树脂中含有亲水基团。( )
(2)塑料都可以反复加热熔融加工。( )
(3)高分子链越长，软化温度越高、密度越大。( )
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
√
√
×
当堂检测
提示：高吸水性树脂中含有亲水基团，故具有强吸水性。
提示：热固性塑料不可加热熔融。
提示：高分子链越长，相对分子质量越大，高分子间的作用力越大，软化温度越高、密度越大。
2．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是( )
D
解析：有机高分子材料中，若含有易反应的官能团，在一定条件下使官能团发生反应，如羟基缩合、双键交联等，其线型结构就能变成网状结构。
3.高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的掺杂聚乙炔
B
解析：B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
4.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是( )
A.在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料
B.利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化
C.新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物质的特性,所以称为“尿不湿”
D.医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官
C
解析：新型聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有吸收水分形成溶胶的特性，就像蔬菜、水果含水80%~90%，而外表不湿，所以称为“尿不湿”。
5.下列各种高分子材料的研究方向，并不适合未来高分子材料发展的是( )
A.使高分子材料具有“仿生”功能
B.使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展
C.使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能
D.使高分子材料越来越牢固，越来越难降解
D
解析：未来的高分子材料应该越来越易降解，所以D项错误。
本节内容结束
第2课时 功能高分子材料
第二节 高分子材料
第五章 合成高分子
功能高分子材料的应用
了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。
学习目标
功能高分子材料
具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料
分类
高分子催化剂
高分子分离膜
形状记忆高分子
磁性高分子
高吸水性材料
医用高分子材料
高分子药物
功能高分子材料
1.定义和分类
2.功能高分子材料的品种
(1)结构特点：①含有强亲水基团的支链，如羧基、羟基、酰氨基等。
②具有网状结构。
(2)性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。
3.高吸水性树脂
(3)合成方法：
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链，以提高它们的吸水能力。
②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。
如：在丙烯酸钠中加入少量交联剂，在一定条件下发生聚合,得到聚丙
(4)应用：可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水、改良土壤。
烯酸钠高吸水性树脂，结构简式为
提示：天然橡胶分子内存在较活泼的碳碳双键，容易发生老化。橡胶硫化后，分子中的碳碳双键被打开，形成了新的共价键，线型结构转变为网状结构。这使硫化橡胶具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性，不易变黏，在有机溶剂中不易溶解，只发生溶胀。
高吸水性树脂在交联前一般是水溶性的，不具备吸水性。形成网状结构后，它可利用分子中大量的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键等作用，吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。
思考与讨论：在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。
1.尿不湿中的吸水剂吸水后挤压不出水，这是为什么呢
2.高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉，试推测高分子分离膜的重要应用。
思考与讨论：
提示：尿不湿所使用的吸水剂是高分子材料吸水树脂，利用高分子材料上的亲水基团吸水，属于功能高分子材料。
提示：(1)海水淡化和饮用水的制取；
(2)果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
(1)结构特点：
分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)类型：分离膜根据膜孔大小分为
4.高分子分离膜
(3)生产分离膜的材料：
主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等
(4)用途：
广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域
(1)所含官能团及性质
官能团 碳碳双键 酯基 羧基 肽键
性质 氧化反应、 加成反应 水解反应 酯化反应、 取代反应 水解反应
(2)常见反应
①降解：在一定条件下高分子降解为小分子，如聚苯乙烯降解为苯乙烯。常见降解方法有：生物降解、化学降解、光降解等。
②催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油和可燃性气体等。
③橡胶硫化：天然橡胶经硫化，破坏碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，由线性结构变为网状结构。
常见高分子材料的化学性质
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
结构 线型结构示意图 支链型结构示意图
网状结构示意图
分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来，形成三维空间网状结构
线型结构、支链型结构和网状结构的性质比较
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好、有可塑性
常见 物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
(1)高吸水性树脂中含有亲水基团。( )
(2)塑料都可以反复加热熔融加工。( )
(3)高分子链越长，软化温度越高、密度越大。( )
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
√
√
×
当堂检测
提示：高吸水性树脂中含有亲水基团，故具有强吸水性。
提示：热固性塑料不可加热熔融。
提示：高分子链越长，相对分子质量越大，高分子间的作用力越大，软化温度越高、密度越大。
2．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是( )
D
解析：有机高分子材料中，若含有易反应的官能团，在一定条件下使官能团发生反应，如羟基缩合、双键交联等，其线型结构就能变成网状结构。
3.高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的掺杂聚乙炔
B
解析：B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
4.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是( )
A.在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料
B.利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化
C.新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物质的特性,所以称为“尿不湿”
D.医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官
C
解析：新型聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有吸收水分形成溶胶的特性，就像蔬菜、水果含水80%~90%，而外表不湿，所以称为“尿不湿”。
5.下列各种高分子材料的研究方向，并不适合未来高分子材料发展的是( )
A.使高分子材料具有“仿生”功能
B.使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展
C.使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能
D.使高分子材料越来越牢固，越来越难降解
D
解析：未来的高分子材料应该越来越易降解，所以D项错误。
本节内容结束