高中化學(xué)第五章進入合成有機高分子化合物的時代5.3功能高分子材料課件新人教版選修5.ppt

1、第三節(jié)功能高分子材料,閱讀思考,自主檢測,任務(wù)、閱讀教材第113頁到第115頁,思考回答下列問題,自主學(xué)習(xí)“功能高分子材料”。 1.當(dāng)今人們認(rèn)為影響社會經(jīng)濟發(fā)展和進步的三大支柱產(chǎn)業(yè)是什么?化學(xué)工作者在研究具有特殊功能的新型功能高分子材料時,常見的研究方向有哪些? 提示當(dāng)今,人們將能源、材料和信息工程視為影響社會經(jīng)濟發(fā)展和進步的三大支柱產(chǎn)業(yè)。 化學(xué)工作者在不斷地研制各種具有特殊功能的新型功能高分子材料。這其中包括具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料,還包括在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團,使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊功能。這些功能高分子材料的優(yōu)異性能在通信、交

2、通、航空航天、醫(yī)療、醫(yī)藥、建筑、印刷、海水淡化、農(nóng)林園藝等許多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。,閱讀思考,自主檢測,2.人們探求某種新型高分子材料時,總要做的研究工作有哪些?設(shè)計功能高分子材料時需要考慮的問題有哪些? 提示人們探求某種新型高分子材料時,總要研究分子結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,設(shè)計出具有特殊功能的高分子結(jié)構(gòu)以及合成它的路線和方法。高分子應(yīng)具有什么樣的主鏈?它應(yīng)該帶有哪種功能基?是由帶功能基的單體合成高分子,還是先合成高分子主鏈,然后再在主鏈上引入功能基?這些都是設(shè)計功能高分子材料時需要考慮的問題,而這也僅僅是探求新型高分子材料的第一步。在實踐過程中還要不斷修正設(shè)計方案,經(jīng)過不斷實驗才能合成出目標(biāo)功

3、能高分子化合物。,閱讀思考,自主檢測,3.舉例說明,近年來,在復(fù)合材料研究方面取得的成果有哪些?有何優(yōu)良特性?有哪些具體應(yīng)用? 提示復(fù)合材料往往可以集合幾種材料的優(yōu)異性能,使其應(yīng)用更加廣泛。例如,以玻璃纖維、碳纖維等無機材料作為增強材料,酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等為基體做成的增強塑料就是典型的復(fù)合材料。它具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等特點,可以應(yīng)用來做建筑材料和汽車、輪船、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的外殼和構(gòu)件。,閱讀思考,自主檢測,1.下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中,不正確的是() A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改造土壤、改造沙漠 B.棉花吸水性強是因為纖維素分子鏈帶有許多親水基團

4、羥基 C.醫(yī)用高分子不能用于制造人造器官 D.高吸水性樹脂保水能力強,還能耐一定的擠壓作用 答案:C 2.下列材料一定屬于復(fù)合材料的是() A.聚丙烯B.鋁合金C.黏合劑D.玻璃鋼 答案:D,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,探究問題 1.高吸水性樹脂的吸水保水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于一般吸水材料,試分析該類樹脂結(jié)構(gòu)上的特點。 提示高吸水性樹脂的獲取可通過對天然吸水材料進行改性,或以帶有強親水性原子團的化合物為單體,均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物,這兩種方法都要在反應(yīng)中加入少量含有兩個雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑,讓高分子鏈間發(fā)生交聯(lián),得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。因此,高吸水性樹脂除含有強親水性原子團外

5、,還具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,2.與同學(xué)討論交流,從使用范圍和要求上分析醫(yī)用高分子材料應(yīng)滿足什么性能? 提示醫(yī)用高分子材料應(yīng)該滿足: (1)無毒,且是化學(xué)惰性的; (2)與人體組織和血液相容性好; (3)具有較高的機械性能; (4)容易制備、純化、加工和消毒。 3.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,它的特點是能讓某些物質(zhì)有選擇地通過,而把另外一些物質(zhì)分離掉,試推測高分子分離膜的重要應(yīng)用。 提示(1)處理廢水、廢液; (2)海水淡化; (3)濃縮果汁、乳品加工、釀酒等。,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,知識點撥 一、功能高分子材料 1.定義

6、 功能高分子材料是指既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。 2.分類 (1)新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料。 (2)特殊功能材料,即在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團,使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊性能。,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,3.高吸水性樹脂 (1)合成方法。 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強親水性原子團的支鏈,以提高它們的吸水能力。 以帶有強親水性原子團的化合物為單體,均聚或共聚得到親水性高聚物。 (2)性能:可吸收數(shù)百倍至上千倍于自重的水,同時保水能力強,還能耐一定的擠壓作用。 (3

7、)應(yīng)用:干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植樹造林時抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,二、復(fù)合材料,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,考向各種高分子材料的相應(yīng)功能判斷 【例題】 新型有機高分子材料在日常生活、尖端科技領(lǐng)域中發(fā)揮著十分重要的作用。下列有關(guān)高分子材料的敘述不正確的是() A.利用高分子分離膜可以進行海水淡化 B.在通用高分子材料基礎(chǔ)上改進的導(dǎo)電塑料屬于新型高分子材料 C.只有一種合成高分子材料作基體、另一種高分子材料作增強材料形成的才是復(fù)合材料 D.醫(yī)用高分子材料的發(fā)展可以使人類能夠制造各種人造器官,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,解析:高分子分

8、離膜的一個重要應(yīng)用就是海水淡化,A項正確;導(dǎo)電塑料屬于高分子材料,B項正確;形成復(fù)合材料的基體不一定是高分子材料,可以是金屬或無機非金屬,C項錯誤;制造各種人造器官是醫(yī)用高分子材料的發(fā)展前景,D項正確。 答案:C,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,規(guī)律方法點撥 1.新型高分子材料和傳統(tǒng)的三大合成材料的聯(lián)系和區(qū)別 (1)聯(lián)系。 從組成元素上看,都主要是由C、H、O、N、S等元素組成; 從合成反應(yīng)上看,都是由單體經(jīng)加聚或縮聚反應(yīng)形成的; 從結(jié)構(gòu)上看,都有線型、體型結(jié)構(gòu)。 (2)區(qū)別。 本質(zhì)上并沒區(qū)別; 它們的重要區(qū)別在功能和性能上,與傳統(tǒng)材料相比,新型有機高分子材料的性能更優(yōu)異,往往具備傳統(tǒng)材

9、料所沒有的特殊性能,可用于許多特殊領(lǐng)域。,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,2.功能高分子材料的功能與應(yīng)用,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,3.功能高分子材料和復(fù)合材料的比較,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,成功體驗下列物質(zhì)不屬于新型有機高分子材料的是() A.高分子分離膜B.液晶高分子材料 C.生物高分子材料D.有機玻璃 解析:有機玻璃屬于傳統(tǒng)三大合成材料,A、B、C選項中的物質(zhì)都是新型高分子材料。 答案:D,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,1.下列有關(guān)功能高分子材料用途的說法不正確的是() A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)的抗旱保

10、水、改造土壤、改造沙漠等 B.離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì) C.醫(yī)用高分子可用于制造醫(yī)用器械和人造器官 D.聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水的淡化 解析:聚乙炔膜屬于導(dǎo)電高分子材料,主要用于制造電子器件。 答案:D,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,2.嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水保水的物質(zhì),下列高分子中有可能被采用的是() 解析:A、C項中有氟、氯元素,有一定的毒性,不適合給嬰兒使用;D項在水中水解生成乙酸,有刺激性;B項中有吸水性基團羥基,符合要求。 答案:B,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,3.一種有機玻璃的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。關(guān)于它的敘述不正確的是() A.該有機玻

11、璃是一種線型結(jié)構(gòu)的高分子材料 B.該有機玻璃的化學(xué)名稱為聚甲基丙烯酸甲酯 C.可用過濾方法除去 CCl4中的少量該有機玻璃 D.它在一定條件下發(fā)生水解反應(yīng)時, CO鍵發(fā)生斷裂 解析:該有機玻璃能夠溶解在CCl4中而并不形成沉淀,因此不可用過濾的方法除去。 答案:C,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,4.宇航員在升空、返回或遇到緊急情況時,必須穿上10 kg重的艙內(nèi)航天服,“神十”宇航員所穿艙內(nèi)航天服是由我國科學(xué)家近年來研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料做成,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的,下列相關(guān)敘述錯誤的是() A.它耐高溫、抗氧化 B.它比鋼鐵輕、硬,但質(zhì)地較脆 C.它沒有固定熔點 D.它是一種新型無機非金屬材料 解析:由“連續(xù)纖維增韌”航空材料的主要成分可知,它的熔點高、耐高溫、抗氧化;它是由碳化硅、陶瓷和碳纖維組成的混合物,因此沒有固定的熔點,它質(zhì)地不可能較脆,否則不可能做成航天服。 答案:B,重點難點探究,重要考向探究,隨堂檢測,5.化合物C和E都是醫(yī)用功能高分子材料,且由相同的元素百分比組成,均可由化合物A(C4H8O3)制得,如圖所示,B和D互為同分異構(gòu)體。 (1)試寫出以下的化學(xué)方程式: AD:; BC:。 (2)反應(yīng)類型:AB, BC, AE。 (3)E的結(jié)