5.2.2 功能高分子材料课件(共33张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3
文档属性
| 名称 | 5.2.2 功能高分子材料课件(共33张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 54.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-02 16:52:23 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
第2课时 功能高分子材料
实验：纸尿裤的秘密
问题
1．纸尿裤芯体材料应具有哪些性质？
2．能否从碳骨架和官能团两个角度预测其可能结构？
吸水、保水且不溶于水
1．纸尿裤芯体材料应具有哪些性质？
碳骨架 较长碳链
官能团 含较多亲水基团
哪类物质具有类似结构？
淀粉、纤维素等多糖
不溶于水：
吸水：
2．能否从碳骨架和官能团两个角度预测其可能结构？
常见的亲水基团
羟基
羧基
醛基
氨基
常见的疏水基团
烃基
卤原子
酯基
一、高吸水性树脂
高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。也可以用于婴幼儿纸尿裤，其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。
吸水前
吸水后
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
吸水前
吸水后
脱脂棉 高吸水性
树脂
脱脂棉 高吸水性
树脂
吸水材料 脱脂棉 高吸水性树脂
吸水前质量m1/g 1.0 1.0
吸水后质量m2/g 27.0 69.3
吸水率 （m2－m1)/m1 26 68.3
条件：1.0 g材料，70 mL水，搅拌后静置5 min，倾出未被吸收的水。
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
如何制备高吸水性树脂？
吸水材料：棉花
主要成分：纤维素
从天然材料获得启发
[C6H7O2(OH)3]n
棉花的吸水量只有自身质量的20～40倍，挤压后保有的水量也比较少。如何得到吸水性更好，且耐挤压、保水性好的高吸水性材料？
结构改进
问题
任务
以淀粉、纤维素为主要原料，设计合成高吸水性树脂。
提高吸水性：在主链上增加强亲水基团。
耐挤压、提高保水性能：形成网状结构。
CH2
CHCOONa
交联剂
丙烯酸钠
解决方法
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
方法一：
线型
网状
除了对天然吸水材料进行改性，还有其他合成高吸水性树脂的方法吗？
小分子直接聚合
问题
请写出合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂的反应方程式：
丙烯酸钠
交联剂
网状聚丙烯酸钠
高吸水性树脂
CH2
CHCOONa
n
一定条件
CH2
COONa
CH
n
方法二：
思路1 天然高分子改性
改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团
思路2 小分子聚合
用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合
使用交联剂将线型结构转变为网状结构
小结
功能高分子
功能高分子是在合成高分子或天然高分子原有性能的基础上，再赋予其传统性能以外的各种特定功能而制得的高分子。其特殊功能主要由它的链结构，链上的功能基的种类、数量和分布，以及高分子的聚集态所决定。
高分子分离膜
医用高分子
高分子催化剂
形状记忆高分子
磁性高分子
高分子药物
高吸水性树脂
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。其能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。生产分离膜的材料有醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等有机高分子材料。
二、高分子分离膜
水资源是人类生存发展不可或缺的自然资源。膜分离技术由于其高效、节能、环保、成本低等优点而广泛应用于海水淡化、污水处理等水资源再生利用中。膜分离过程是用起分离作用的膜作为核心分离部件，在膜的两侧施加不同的外加压力、电势、浓度、气压等导致膜两侧外界驱动力不相等，从而使目标产物透过膜达到收集器一侧。
1．膜分离技术的优点有哪些？
2．分离膜的驱动力有哪些？
资料
问题
膜分离技术的优点：
高效、节能、环保、成本低等。
分离膜的驱动力：
压力差、电势差、浓度差、气压差等。
核心装置
原理模拟
应用于海水淡化的膜分离原理
海水
纯水
盐水
纯水
高分子分离膜
加压
高分子分离膜
扫描电镜图
原理模型
A
B
孔径筛分机理
排斥效应机理
应用于海水淡化的膜分离原理
高分子分离膜分类
按孔径大小分类
物质分离
除应用于海水淡化之外，高分子分离膜还可用于液体（如果汁、乙醇等）浓缩、药物提纯、血液透析等。
高分子分离膜应用
1.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说法错误的是( )
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
D
随堂练习
2.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
随堂练习
3.聚丙烯酸钠(单体为CH2==CHCOONa)是一种高性能吸水树脂，可在干旱地区用于农业、林业的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是( )
A.聚丙烯酸钠的结构简式为
B.聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得
C.聚丙烯酸钠具有热塑性
D.聚丙烯酸钠是一种体型结构的高分子材料
C
随堂练习
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.导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程
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
随堂练习
5.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。根据有关化合物的性质及生物学知识可知，下列高分子不宜用作手术缝合线或人造器官材料的是( )
A.聚乳酸 B.聚氨酯
C.氯纶 D.聚乙烯醇
C
随堂练习
6.下列关于功能高分子材料的说法不正确的是( )
A.在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能
B.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接入含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力
C.以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物，在反应中加入交联剂，得到链状的树脂
D.功能高分子材料的优异性能在通信、交通、航空航天、医疗、医药等许多领域发挥了重要作用
C
随堂练习
本节内容结束
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
第2课时 功能高分子材料
实验：纸尿裤的秘密
问题
1．纸尿裤芯体材料应具有哪些性质？
2．能否从碳骨架和官能团两个角度预测其可能结构？
吸水、保水且不溶于水
1．纸尿裤芯体材料应具有哪些性质？
碳骨架 较长碳链
官能团 含较多亲水基团
哪类物质具有类似结构？
淀粉、纤维素等多糖
不溶于水：
吸水：
2．能否从碳骨架和官能团两个角度预测其可能结构？
常见的亲水基团
羟基
羧基
醛基
氨基
常见的疏水基团
烃基
卤原子
酯基
一、高吸水性树脂
高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。也可以用于婴幼儿纸尿裤，其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。
吸水前
吸水后
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
吸水前
吸水后
脱脂棉 高吸水性
树脂
脱脂棉 高吸水性
树脂
吸水材料 脱脂棉 高吸水性树脂
吸水前质量m1/g 1.0 1.0
吸水后质量m2/g 27.0 69.3
吸水率 （m2－m1)/m1 26 68.3
条件：1.0 g材料，70 mL水，搅拌后静置5 min，倾出未被吸收的水。
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
如何制备高吸水性树脂？
吸水材料：棉花
主要成分：纤维素
从天然材料获得启发
[C6H7O2(OH)3]n
棉花的吸水量只有自身质量的20～40倍，挤压后保有的水量也比较少。如何得到吸水性更好，且耐挤压、保水性好的高吸水性材料？
结构改进
问题
任务
以淀粉、纤维素为主要原料，设计合成高吸水性树脂。
提高吸水性：在主链上增加强亲水基团。
耐挤压、提高保水性能：形成网状结构。
CH2
CHCOONa
交联剂
丙烯酸钠
解决方法
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
方法一：
线型
网状
除了对天然吸水材料进行改性，还有其他合成高吸水性树脂的方法吗？
小分子直接聚合
问题
请写出合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂的反应方程式：
丙烯酸钠
交联剂
网状聚丙烯酸钠
高吸水性树脂
CH2
CHCOONa
n
一定条件
CH2
COONa
CH
n
方法二：
思路1 天然高分子改性
改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团
思路2 小分子聚合
用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合
使用交联剂将线型结构转变为网状结构
小结
功能高分子
功能高分子是在合成高分子或天然高分子原有性能的基础上，再赋予其传统性能以外的各种特定功能而制得的高分子。其特殊功能主要由它的链结构，链上的功能基的种类、数量和分布，以及高分子的聚集态所决定。
高分子分离膜
医用高分子
高分子催化剂
形状记忆高分子
磁性高分子
高分子药物
高吸水性树脂
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。其能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。生产分离膜的材料有醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等有机高分子材料。
二、高分子分离膜
水资源是人类生存发展不可或缺的自然资源。膜分离技术由于其高效、节能、环保、成本低等优点而广泛应用于海水淡化、污水处理等水资源再生利用中。膜分离过程是用起分离作用的膜作为核心分离部件，在膜的两侧施加不同的外加压力、电势、浓度、气压等导致膜两侧外界驱动力不相等，从而使目标产物透过膜达到收集器一侧。
1．膜分离技术的优点有哪些？
2．分离膜的驱动力有哪些？
资料
问题
膜分离技术的优点：
高效、节能、环保、成本低等。
分离膜的驱动力：
压力差、电势差、浓度差、气压差等。
核心装置
原理模拟
应用于海水淡化的膜分离原理
海水
纯水
盐水
纯水
高分子分离膜
加压
高分子分离膜
扫描电镜图
原理模型
A
B
孔径筛分机理
排斥效应机理
应用于海水淡化的膜分离原理
高分子分离膜分类
按孔径大小分类
物质分离
除应用于海水淡化之外，高分子分离膜还可用于液体（如果汁、乙醇等）浓缩、药物提纯、血液透析等。
高分子分离膜应用
1.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说法错误的是( )
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
D
随堂练习
2.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
随堂练习
3.聚丙烯酸钠(单体为CH2==CHCOONa)是一种高性能吸水树脂，可在干旱地区用于农业、林业的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是( )
A.聚丙烯酸钠的结构简式为
B.聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得
C.聚丙烯酸钠具有热塑性
D.聚丙烯酸钠是一种体型结构的高分子材料
C
随堂练习
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.导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程
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
随堂练习
5.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。根据有关化合物的性质及生物学知识可知，下列高分子不宜用作手术缝合线或人造器官材料的是( )
A.聚乳酸 B.聚氨酯
C.氯纶 D.聚乙烯醇
C
随堂练习
6.下列关于功能高分子材料的说法不正确的是( )
A.在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能
B.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接入含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力
C.以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物，在反应中加入交联剂，得到链状的树脂
D.功能高分子材料的优异性能在通信、交通、航空航天、医疗、医药等许多领域发挥了重要作用
C
随堂练习
本节内容结束