功能高分子材料（備課件）高二化學系列（人教版2019選擇性必修3）

第五章合成高分子

第二節(jié)高分子材料第2課時功能高分子材料2022北京冬奧會從開幕式到閉幕式，整個過程用上了各種各樣的功能高分子材料。你知道什么是功能高分子材料嗎？一、功能高分子材料1.性能和分類(1)性能具有某些特殊_____、_____及_____功能的高分子材料(2)分類高分子催化劑;高分子_______;形狀記憶高分子;磁性高分子;_________樹脂;_____高分子材料;緩釋高分子藥物化學物理醫(yī)學分離膜高吸水性醫(yī)用2.高吸水性樹脂（1）啟發(fā)：人們從棉花、紙張等含纖維素物質的吸水性得到啟發(fā),了解到它們的吸水性與纖維素分子鏈帶有許多親水的羥基有關。但是它們的吸水能力只有其自身質量的20~40倍,擠壓后保有的水量也比較少。（2）性能：吸水性更好，耐擠壓、保水好的高吸水性材料（3）思路：一是改造纖維素或淀粉分子，接入強親水基團；二是合成新的帶有強親水基團的高分子。（4）合成方法①對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性,在它們的高分子鏈上再接上含_______________的支鏈,以提高它們的吸水能力。②以帶有_______________的化合物為單體,均聚或共聚得到親水性高聚物。如丙烯酸鈉中加入交聯(lián)劑,在一定條件下發(fā)生聚合,得到聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂,結構簡式為

。強親水性原子團強親水性原子團（5）用途高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤。在苗木根部放上一些吸足了水的高吸水性樹脂,可以使苗木在生長發(fā)育過程中有充足的水分。嬰幼兒使用的紙尿褲可吸人其自身質量數(shù)百倍的尿液而不滴漏,保證了嬰幼兒白天活動與夜晚安睡。在橡膠工業(yè)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?yōu)榫W(wǎng)狀結構。在制備高吸水性樹脂時也要加入少量交聯(lián)劑，以得到具有網(wǎng)狀結構的樹脂。思考為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構。【思考與討論】

天然橡膠分子內存在較活潑的碳碳雙鍵，容易發(fā)生老化。橡膠硫化后，分子中的碳碳雙鍵被打開,形成了新的共價鍵，線型結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構。這使硫化橡膠具有很好的彈性、較高的硬度和耐磨性，不易變黏，在有機溶劑中不易溶解，只發(fā)生溶脹。高吸水性樹脂在交聯(lián)前一般是水溶性的，不具備吸水性。形成網(wǎng)狀結構后，它可利用分子中大量的羧基、羥基等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(wǎng)狀結構將水分子束縛在高分子網(wǎng)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。【討論】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?2.查閱資料，與同學討論為什么高吸水性樹脂能吸水而又不溶于水。

在比較高吸水性樹脂與一般吸水材料的性能差異時，應注意控制變量,保證其他條件基本一致。高吸水性樹脂在吸水后呈凝膠狀，具有較好的保水能力;一般吸水材料吸水后變形程度小，但保水能力較差。3.高分子分離膜目的：天然存在的物質和人工合成得到的產物往往是不純的，需要經過分離純化才能得到較純的物質。發(fā)展：海水中含有豐富的無機鹽，若要將海水轉化為淡水，就要設法除去這些物質。過去人們使用蒸餾法獲得淡水，耗能多，占地大，現(xiàn)在則可使用較為高效的分離膜法進行淡化。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，成為濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。特點：讓某些物質有選擇地通過，而把另外一些物分離掉分類：分離膜根據(jù)膜孔大小分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。材料：高分子分離膜的材料主要是有機高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙讒等。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。比較分類功能高分子材料傳統(tǒng)三大合成材料共同點都是由C、H、O、N、S等元素構成都是由單體經加聚或縮聚反應形成都有線型結構、網(wǎng)狀結構區(qū)別在功能與性能上,與傳統(tǒng)材料相比,新型高分子材料具有特殊功能常見功能高分子材料主要功能高分子膜高分子分離膜