课时3 构建未来——功能高分材料的无限可能（课件）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第五单元 合成高分子 课时3 构建未来 ——功能高分材料的无限可能 你的名字 1 学习 目标 高分子分离膜 高吸水性树脂 2 新课导入 为了适应高科技产业等对材料的要求，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。 高分子分离膜 高分子催化剂 高分子人造心脏 高分子隐形眼镜 高分子手术机器人 高吸水性树脂—尿不湿 3 课堂探究 阅读教材，总结功能高分子材料的定义与分类： 具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 定义： 功能 高分子材料 高吸水性树脂 高分子分离膜 形状记忆高分子 磁性高分子 高分子催化剂 医用高分子材料 高分子药物 用于吸水保水 用于分离和纯化的各种滤膜 用于制作传感器 用于信息储存 用于化学反应 用于替换人体组织、器官 用于药物缓释 4 任务一 高吸水性树脂 5 课堂探究 阅读教材，总结高吸水性树脂的结构特点及性能： 结构特点： 不溶于水和有机溶剂，吸水性和保水能力强，耐挤压 1.含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链； 性能： 用途： 1.干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠； 2.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。 2.具有网状结构。 6 课堂探究 【思考与讨论】棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性和保水性不够好的原因是什么? 从官能团角度： 亲水基团吸水性强弱顺序：—COO-> —COOH> —OH 吸水性不够好 从结构角度： 显微结构显示：线型结构 保水性不够好 7 课堂探究 【思考与讨论】阅读教材，科学家是如何改进这种不足的呢？ 方案一： 改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团。 羧酸根、羧基、羟基等 纤维素 (淀粉) 线型 丙烯酸钠 交联剂 网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂 接枝共聚物 高吸水性树脂加交联剂的目的是使线型结构变为网状结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。 8 课堂探究 【思考与讨论】阅读教材，科学家是如何改进这种不足的呢？ 方案二： 合成新的带有强亲水基团的高分子 CH2 CH COOH NaOH 交联剂 引发剂 CH2 CH COONa n CH2 CH COONa 聚丙烯酸钠 (网状结构) 大鹿化学 吸水后 两个方案共同特点： 1.都要在反应中加入少量交联剂； 2.让线状结构变为网状结构。 9 课堂探究 【思考与讨论】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 大鹿化学 橡胶：使其既有弹性又有强度 高吸水性树脂：使其既吸水而又保水 10 课堂探究 【思考与讨论】在橡胶工业及制备高吸水性树脂时，为什么均要加入少量交联剂将它们的线型结构转变为网状结构？ 1.天然橡胶容易发生老化，硫化后线型结构转变为网状结构。硫化橡胶具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性，不易变黏，不溶于有机溶剂，只发生溶胀。 2.高吸水性树脂在交联前一般是水溶性的， 不具备吸水性，形成网状结构后，分子中的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键，吸水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。 11 课堂探究 【探究】：高吸水性树脂与一般的吸水材料性能差别有多大？ 12 任务二 高分子分离膜 13 课堂探究 阅读教材，总结高分子分离膜的分离原理、特点、分类及应用： 分离原理： 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 特点： 让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。 饮用水的制取 14 课堂探究 阅读教材，总结高分子分离膜的分离原理、特点、分类及应用： 分类： 分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 制作材料：有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 15 课堂探究 阅读教材，总结高分子分离膜的分离原理、特点、分类及应用： 应用： 海水淡化、饮用水制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 16 课堂探究 阅读教材【研究与实践】回答不同功能高分子材料的主要功能及应用分别是什么？完成表格内容。 功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子分离膜 高分子传感膜 高分子热电膜 医用高分子材料 选择性地允许某些物质通过 把化学能转换成电能 把热能转换成电能 具有优异的生物相容性以及具有某些特殊功能 废水处理、海水淡化、浓缩果汁、乳制品加工等 发电、开发新型电池 发电、开发新型电池 人造肾脏、人工皮肤、人造心脏、人造血管和心脏补片 17 课堂小结 功能高分子材料 高吸水性树脂 高分子分离膜 结构特点：含有强亲水基、网状结构 性能：强吸水性和保水能力、耐挤压 合成方案：吸水材料改性、含强亲水基团烯类聚合 原理：只允许水及小分子物质通过，其余被截留 分类：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等 应用：海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等 18 课堂检测 【典型例题1】下列说法中，不正确的是（ ） A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等 B．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 C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用， 难以达到生物相容的程度 【答案】D 19 课堂检测 【典型例题2】化学与生活、技术、社会发展息息相关。下列说法不正确 的是（ ） A．天然植物油没有恒定的熔、沸点，常温下难溶于水 B．工业上常用硫与橡胶作用进行橡胶硫化以获得更好的强度、韧性和弹性 C．谷氨酸钠可用作防腐剂 D．聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性，可用于婴儿“尿不湿”中 【答案】C 20 课堂检测 【典型例题3】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 【答案】C 21 课堂检测 【典型例题4】下列材料中属于功能高分子材料的是（ ） ①有机玻璃；②合成橡胶；③高分子分离膜；④生物高分子材料； ⑤隐身材料；⑥液晶高分子材料；⑦光敏高分子材料；⑧智能高分子材料 A．只有①③④⑥⑧ B．只有②④⑥⑦⑧ C．只有③④⑤⑥⑦⑧ D．全部都是 【答案】C 22 THANKS 请，批评指正 23 $$