5.2.2 功能高分子材料 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第五章 合成高分子 第一节 高分子材料 课时2 功能高分子材料 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 课堂学习 合成纤维 纤维的分类如右图所示： 动物性纤维(蛋白质纤维)——蚕丝、羊毛等； 植物性纤维(纤维素纤维)——棉、麻等； 再生纤维——以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理得到； 合成纤维——以石油、天然气、煤、农副产品等为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应得到。 纤维 天然纤维 动物性纤维 植物性纤维 化学纤维 再生纤维 合成纤维 课堂学习 合成纤维 产量最大的聚酯纤维——涤纶，主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯纤维。 较早面世的聚酰胺纤维——锦纶，又称锦纶66(尼龙66)，主要成分是聚己二酰己二胺纤维。 课堂学习 合成纤维 锦纶还有锦纶1010，芳纶1414等，它们分别属于脂肪族聚酰胺纤维和芳香族聚酰胺纤维。 与锦纶66相比，它们官能团相同，所以性能相似，但碳骨架不同，所以性质不同。 锦纶1010： 芳纶1414： 合成纤维中的数字分别代表着二胺和二酸分子中所含碳原子的个数。 课堂学习 合成纤维 结构 优点 缺点 涤纶 强度大 耐磨 吸湿性差 锦纶66 强度大 耐磨 吸湿性差 棉花 吸湿性好 耐磨性差 单一的纤维材料往往具有不同的优缺点，所以在实际的生产中，往往采用混纺的方法使其性能互补。 课堂学习 合成橡胶 橡胶广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面，故天然橡胶(顺式聚异戊二烯和反式聚异戊二烯)无论是产量还是性能都远远不能满足需要。 而合成橡胶具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温和不易老化等优良性能，广泛用于各个领域。合成橡胶分为通用橡胶(丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶)和特种橡胶 (耐油性的聚硫橡胶、耐热耐寒性的硅橡胶、耐臭氧耐紫外线的乙丙橡胶)。 课堂学习 合成橡胶 顺丁橡胶的主要成分是聚1，3-丁二烯，合成方法如右图所示。 橡胶中含有碳碳双键，易被酸性KMnO4溶液氧化，或与Br2发生加成，故这类试剂瓶不使用橡胶塞。 课堂学习 合成橡胶 该聚合物呈线型结构，分子链较柔软，性能较差，与硫化剂(硫)混合后加热，呈网状结构，硫化后的橡胶既有弹性，又有强度，但交联程度过大会失去弹性。 课堂学习 功能高分子材料 为了适应高科技产业对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。如罗切斯特大学的Mitch Anthamatten等人开发的一种特殊的形状记忆高分子材料，仅靠体温就可以触发形状改变，而且还有很好的弹性能存储性能。 功能高分子材料的分类： 用于化学反应的高分子催化剂； 用于分离提纯的高分子分离膜； 用于信息储存的磁性高分子； 替代人体器官的医用高分子材料； 用于药物缓释的高分子药物； 用于抗旱保水的高吸水性材料； 用于机械加工的形状记忆高分子。 课堂学习 功能高分子材料 制作高吸水性树脂时，人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发，思考了为什么这些物质具有一定的吸水性。 但是它们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，那应该如何改进呢？ 课堂学习 功能高分子材料 亲水基团吸水性强弱顺序： —COO- > —COOH > —OH。 思路一： 改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团(如羧酸根、羧基、羟基等)。 课堂学习 功能高分子材料 思路二： 合成新的带强亲水基团的高分子。 高吸水性树脂加交联剂的目的是使变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。 课堂学习 功能高分子材料 高吸水性树脂和橡胶硫化工艺中都加入了交联剂制得了网状结构，目的是否相同？ 不同，高吸水性树脂——使其既吸水而又保水，橡胶——使其既有弹性又有强度。 高吸水性树脂的应用： 用于婴幼儿使用的纸尿裤，这项发明在1961年被美国《时代》周刊杂志评为“20世纪最伟大的100项发明之一”； 将吸足了水的高吸水性树脂放在苗木根部，可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。 课堂学习 功能高分子材料 高吸水性树脂一般具有网状结构(需要加入交联剂合成)，含有强亲水性原子团(能够与水分子相互作用并吸水的基团)的支链： 羟基(-OH)——由于氧原子有较高的电负性，它与氢原子形成的键具有较强的极性； 氨基(-NH2)——由于氮原子上的孤对电子，氨基也有一定的氢键形成能力； 羧基(-COOH)——羧基具有很高的电负性，强烈的极性，羟基还能与水分子形成氢键。 胺基(RNH2—伯胺、R2NH—仲胺、R3N—叔胺)类似于氨基，具有良好的水溶性，其亲水性稍逊于氨基。 此外，还有一些其他的亲水基团，如醇基(-R-OH)、醚基(R-O-R1)等，这些基团可以与水分子形成氢键或范德华力等相互作用，从而增加与水的亲和力。 课堂学习 功能高分子材料 生活中，我们常常忽视了自己家中饮用水的卫生情况，而净水器作为一种高效环保的家居必备家电，可为我们提供了清洁可口的饮用水。 RO反渗透膜一般用高分子材料制成，如：醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。 分离原理：只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，成为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 分离膜：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。 课堂学习 功能高分子材料 高分子分离膜的应用： 海水淡化； 饮用水的制取； 血液透析； 果汁浓缩； 乳制品加工； 药物提纯。 一种自修复高分子材料在外力破坏后能够复原，其结构简式和修复原理分别如图1和图2所示。下列说法正确的是 ( ) A．该高分子材料不易溶于水 B．该高分子属于缩聚高分子 C．该材料通过形成氢键完成自修复 D．该高分子材料耐酸碱腐蚀 课堂巩固 A 课堂小结 谢谢观看 THANKS 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 20 Traveling Light Joel Hanson Traveling Light, track 1 Other 208783.17 XXX - 163 key(Don't modify):L64FU3W4YxX3ZFTmbZ+8/TWA8gDlYn/6k9D9xIGo8WXAZ2QiReq2dElL2Uype/05125txy+290yas1na7fVnhLNI+TRhJ61mPhQ1c9cVRJh2tcPYpsqK//UpSWshiZeqtOF5yXaMvFmZLtNMPmHEmWm5zXCbrAgPrcwUiXRZDfBSjdG7+PZv7n9jmrmmXjQNRN7cKgWMidXn/sXnSCWlbL4OWWRI0MBVM5M6UmSUfd5QL+2EbGGtlVDyf6a3kWlh0LVau7yMZUcFzrdeTIrpSoBphMBpsXvzNeBTWAEoolH+2NNQ5qjYw2Ehhy2hVDLv3ktDcgTMGFT2jUCNSlV8bgfzS0LMEGUm8HMdJ2VEZeYIQkVSAVX2yUn/tNcrWGU20lDWCql1jdByW0uuVqLcw1pO4+/9BtqUHjnMYmjcswHCOUm+418eufzpVOdj7Xm47yxOOXjIJXEOCqdGBZQ6bBFwfBf2be2ISzvN7pF2sRM= Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$