5.2 第2课时 功能高分子材料 课件(共18张PPT)-高中化学人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 5.2 第2课时 功能高分子材料 课件(共18张PPT)-高中化学人教版选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 19.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-26 09:57:26 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
功能高分子材料
第2课时
第二节 高分子材料
[学习目标]
1.了解功能高分子材料的概念和常见的功能高分子。
2.了解高吸水性树脂和高分子分离膜的结构特点、功能及应用。
[重点难点]
了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
情境导入
80年代，“太空服之父”华人唐鑫源在宇航服里加入高分子吸收体，发明了一种能吸水1400毫升的纸尿片，解决了航天员排尿的一大难题。此技术后来转为民用，就是现在千家万户使用的“尿不湿”。
功能高分子材料
1. 功能高分子材料
(1)概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
(2)分类
功能高分子材料
高吸水性材料
形状记忆高分子
磁性高分子
高分子药物
医用高分子材料
高分子分离膜
高分子催化剂
功能高分子材料
淀粉
（纤维素）
丙烯酸钠
接枝共聚物
交联剂
网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂
线型
网状
①改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团
2. 高吸水性树脂
(1)合成方法
如：
改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解
羟基、羧基、醛基、氨基等
②合成新的带有强亲水基团的高分子
可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。
CH2=CHCOOH→CH2=CHCOONa
丙烯酸钠
如：
交联剂
网状聚丙烯酸钠高吸水性树脂
交联剂
一定条件
网状结构
在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。
(2)应用
导思
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)橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为增加橡胶的强度。
(2)高吸水性树脂加交联剂将线型结构连接成网状结构，是为了使其既具有吸水性而又不溶于水，又耐挤压。
导思
实验探究
高吸水性树脂的吸水性能
问题：高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别有多大？
现象及数据处理：
实验结论：其他条件相同时，高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。
吸水材料 高吸水性树脂（尿不湿） 一般吸水材料（餐巾纸）
吸水前质量m1/g 1.0000 1.0000
吸水现象
吸水后质量m2/g
吸水率 （m2-m1)/m1
83.82
10
呈凝胶状
吸水后变形程度小
有较好的保水能力
保水能力较差
吸水性强
吸水性较差
84.82
11.00
讨论
①为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大？
绝大多数高吸水性树脂的主链或侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。
②为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水？
高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水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。
3. 高分子分离膜
(1)原理
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)分类
②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
(3)应用
高分子分离膜已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。
饮用水的制取
血液透析
正误判断
(1)功能高分子材料具有传统高分子材料的机械性能和某些特殊功能( )
(2)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分( )
(3)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性( )
(4)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状，具有较好的保水能力( )
(5)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等( )
√
×
×
√
√
导思
导练
1. 下列材料中属于功能高分子材料的是（ ）
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料
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
既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料，属于功能高分子材料。
2. 下列有关功能高分子材料用途的叙述不正确的是（ ）
A. 高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B. 离子交换树脂主要用于分离和提纯物质
C. 医用高分子可用于制造医用器械和人造器官
D. 聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化
导练
D
聚乙炔膜属于导电高分子材料，主要用于制造电子器件。
概念及种类
合成方法
课堂小结
高分子分离膜
功能高分子材料
应用
功能
分类
高吸水性树脂
改造纤维素或淀粉
合成新的带有强亲水基团的高分子
应用
功能高分子材料
第2课时
第二节 高分子材料
[学习目标]
1.了解功能高分子材料的概念和常见的功能高分子。
2.了解高吸水性树脂和高分子分离膜的结构特点、功能及应用。
[重点难点]
了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
情境导入
80年代，“太空服之父”华人唐鑫源在宇航服里加入高分子吸收体，发明了一种能吸水1400毫升的纸尿片，解决了航天员排尿的一大难题。此技术后来转为民用，就是现在千家万户使用的“尿不湿”。
功能高分子材料
1. 功能高分子材料
(1)概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
(2)分类
功能高分子材料
高吸水性材料
形状记忆高分子
磁性高分子
高分子药物
医用高分子材料
高分子分离膜
高分子催化剂
功能高分子材料
淀粉
（纤维素）
丙烯酸钠
接枝共聚物
交联剂
网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂
线型
网状
①改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团
2. 高吸水性树脂
(1)合成方法
如：
改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解
羟基、羧基、醛基、氨基等
②合成新的带有强亲水基团的高分子
可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。
CH2=CHCOOH→CH2=CHCOONa
丙烯酸钠
如：
交联剂
网状聚丙烯酸钠高吸水性树脂
交联剂
一定条件
网状结构
在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。
(2)应用
导思
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)橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为增加橡胶的强度。
(2)高吸水性树脂加交联剂将线型结构连接成网状结构，是为了使其既具有吸水性而又不溶于水，又耐挤压。
导思
实验探究
高吸水性树脂的吸水性能
问题：高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别有多大？
现象及数据处理：
实验结论：其他条件相同时，高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。
吸水材料 高吸水性树脂（尿不湿） 一般吸水材料（餐巾纸）
吸水前质量m1/g 1.0000 1.0000
吸水现象
吸水后质量m2/g
吸水率 （m2-m1)/m1
83.82
10
呈凝胶状
吸水后变形程度小
有较好的保水能力
保水能力较差
吸水性强
吸水性较差
84.82
11.00
讨论
①为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大？
绝大多数高吸水性树脂的主链或侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。
②为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水？
高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水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。
3. 高分子分离膜
(1)原理
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)分类
②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
(3)应用
高分子分离膜已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。
饮用水的制取
血液透析
正误判断
(1)功能高分子材料具有传统高分子材料的机械性能和某些特殊功能( )
(2)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分( )
(3)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性( )
(4)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状，具有较好的保水能力( )
(5)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等( )
√
×
×
√
√
导思
导练
1. 下列材料中属于功能高分子材料的是（ ）
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料
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
既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料，属于功能高分子材料。
2. 下列有关功能高分子材料用途的叙述不正确的是（ ）
A. 高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B. 离子交换树脂主要用于分离和提纯物质
C. 医用高分子可用于制造医用器械和人造器官
D. 聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化
导练
D
聚乙炔膜属于导电高分子材料，主要用于制造电子器件。
概念及种类
合成方法
课堂小结
高分子分离膜
功能高分子材料
应用
功能
分类
高吸水性树脂
改造纤维素或淀粉
合成新的带有强亲水基团的高分子
应用