2015年秋高中化學(xué)第五章第3節(jié)功能高分子材料(精)

1、第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分 子化合物的時(shí)代醪節(jié)功滋爲(wèi)今3材料憑設(shè)計(jì)思路本節(jié)課的授課內(nèi)容是功能高分子材料。首先由課件展現(xiàn)邁 克爾-杰克遜的面部皮膚由黑變白，導(dǎo)入功能高分子材料的新 課。講授功能高分子材料的定義、涵義和分類。幾種功能的高 分子材料：高吸水性樹指、高分子他離膜、醫(yī)用高分子材料。 講授復(fù)合材料的定義、性能和應(yīng)用。課件中插入了形狀記憶的高分子材料的視頻，視頻中演示 了作為防偽鑒別的高分子材料魔術(shù)般的變化效果，對(duì)于提高學(xué) 生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的科學(xué)視野會(huì)起到良好的作用。邁克爾_杰克遜- 界著名流行歌手-4新課講授一、功能高分子材料仁功能高分子材料：指既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能, 以有某些特

2、殊功能的高分子材料。2、功能高分子材料的涵義I八有機(jī)化學(xué)不僅是一門科學(xué),也是一門藝術(shù)在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能的官能團(tuán)，使其 顯示出在光、電、磁、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊功能3、功能高分子材料的品種和分類功能事分子4、幾種功能高分子材料(1)高吸水性樹脂合成方法：ax對(duì)淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性，在他們的高分 子鏈上再接上含強(qiáng)吸水性原子團(tuán)的支鏈。b、以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物，均聚或兩種單體共聚得 到親水性高聚物。如：丙烯酸CH2= CHCOOH為單體，均聚或兩種單體共聚得到 親水性高聚物。高吸水性樹脂高分子膜仿生高分M生物醫(yī)藥高分子丄用高分壬廠高分子藥揚(yáng)電子交換樹瞪

3、上換型高分子I I微生物降解高分子高分子催化劑與試劑r r光敏高分子光致變色高分工感光樹脂丙烯酸單體與NaOH中和得到丙烯酸鈉，加入少量交聯(lián)劑，再 在引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合，得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉高 吸水性樹脂。(1)高吸水性樹脂合成方法的特點(diǎn)：在反應(yīng)中加入少量含兩個(gè)雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑，讓高 聚物分子鏈間發(fā)生交聯(lián)，得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。(2)應(yīng)用：可以在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植物造林時(shí)抗旱保水、改良 土壤、改造沙漠。各式吸醫(yī)用吸植物養(yǎng)郵票用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重幾百倍的水, 但仍保持干爽。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽交聯(lián)可得。啟示食品保鮮、人造皮膚、防止土壤沙漠

4、化。嬰兒尿不濕吸濕性強(qiáng) 粘貼力強(qiáng) 對(duì)人體無(wú)害0JB-S在橡膠工業(yè)中，制造橡膠要經(jīng)過(guò)硫化工藝，將順丁橡膠的線型 結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在制備高吸水性樹脂時(shí)也要加入交連劑 ,以得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。請(qǐng)你想一想，為什么都要做成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)呢？目的是否相同？(1)橡膠工業(yè)將線型結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為增加橡膠的強(qiáng) 度；(2)高吸水性樹脂將線型結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是使它既吸水 又不溶于水。(2)高分子分離膜加壓* v(2)高分子分離膜1高分子分離膜的組成：是用具有特殊分離功能的高分子材料制 成。2高分子分子膜的特點(diǎn)：能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過(guò)，而把另 外一些物質(zhì)分離掉。3分子膜的應(yīng)用：生活用水、工業(yè)廢水等廢液的

5、處理；海水、苦咸水的淡化；濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒、各種能源的轉(zhuǎn)換。小資料二能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達(dá)到大規(guī)模使用的階 段，它也是一種半透膜，只讓水分子通過(guò)，而使含鹽的低分子 溶質(zhì)幾乎不能通過(guò)，施加一定的壓力后，就能使水加速擠出。 采用不同結(jié)構(gòu)的逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料水、無(wú) 菌水、去離子水、洗滌半導(dǎo)體的超純水等。在非洲一些缺水地 區(qū)建立起不少海水淡化裝置。一種PEC1000的海水淡化裝置對(duì) 海水如加壓4070公斤/平方厘米，就可以得到16%20%的 淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自來(lái)水廠，是世界上最大的海水 淡化廠，日供應(yīng)淡水12000噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝置分離

6、膜具有神奇的魔術(shù)師般的本領(lǐng)，從下面的實(shí)驗(yàn)中不 難領(lǐng)會(huì)。將一瓶含酒精4.5%的普通啤酒用水稀釋成兩瓶， 然后倒入玻璃容器內(nèi)，只要將這種溶液通過(guò)薄薄的一層分 離膜，就能夠在幾分鐘內(nèi)提取出酒精濃度達(dá)93%的乙醇。 這種乙醇用一根火柴就能點(diǎn)燃。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中在分離膜的表 面施加了高頻電場(chǎng)， 促使乙醇溶解、 擴(kuò)散、 和水分離， 所 耗電能僅為蒸憎法的十分之一。在過(guò)去要從液體中分離另 一種液體，只能使用蒸憎法。(3)醫(yī)用高分子材料性能：優(yōu)異的生物相容性；很高的機(jī)械性應(yīng)用：制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉 、心、肺、肝、腎等各種人工器官。醫(yī)用高分子材料，具有優(yōu)異的生物相容性， 較少受到排斥，可以滿足人工器官對(duì)材料的

7、苛 刻要求，女th人工心臟、人工關(guān)節(jié)、人造鼻等 ,下面的圖中給出人譴骨骼和關(guān)節(jié)了一些有關(guān)人工器官的圖片人造血管的發(fā)現(xiàn)幾年前，美國(guó)生物醫(yī)藥專家從家豬體內(nèi)提取的細(xì)胞制成了 一條完整的血管，之后，將每條新制的血管放在稱作生物反應(yīng) 器的培養(yǎng)皿中，在反應(yīng)器上安裝一個(gè)微型泵并把它與新制成的 人造血管相連。微型泵可以像人的心臟一樣有規(guī)律地跳動(dòng)。在 這種環(huán)境中培養(yǎng)幾個(gè)星期后，得到一條血管，人工合成的血管 可以像真的血管一樣工作。研究人員將這種人造血管移植到家 豬大腿主動(dòng)脈上，在幾周內(nèi)該血管一直保持開放并且未醫(yī)用高分子材料人造人造發(fā)生血 液凝結(jié)。人造關(guān)節(jié)醫(yī)用高分子及用途人造心臟硅橡膠、聚氨酯橡膠人造血管聚對(duì)苯一

8、甲酸乙一酯隱開眼鏡聚甲基丙烯酸起乙酯、有機(jī)硅橡膠人造腎醋酸纖維、聚酯纖維人造鼻聚乙烯有機(jī)硅橡膠1、土 戶-V-+-聚甲基丙烯酸甲酯人造肌肉硅橡膠和絳綸織物人造皮膚硅橡膠、聚多肽人造角膜、肝臟，人工紅血球、人工血漿、食道、尿道、腹膜拓寬人體器官商店十年后的某一天，一位老人被告之他的心臟正在急速衰 竭，需要更換左心室。主治醫(yī)師將他健康的心臟細(xì)胞組織切 片送到一家組織實(shí)驗(yàn)室，即人造器官工廠。研究人員利用組 織切片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三個(gè)月后，代用 左心室被冷凍、包裝并送往醫(yī)院。醫(yī)生將代用品換到老人的 心臟內(nèi)。由于代用品相當(dāng)于老人自己的器官，手術(shù)之后自然 不會(huì)發(fā)生任何排斥反應(yīng)，老人的生命因

9、此而得到延續(xù)。衣晶材料einitzei發(fā)妙1888年,奧地和Schadt利用液晶的電光效應(yīng)和集成電路相結(jié)合現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示LCD)材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在電子表和計(jì)算器上。80年代中期 功超扭曲向列相液晶顯示 移動(dòng)電話和筆記本電腦上 料的主要成分于混晶配方。舌。20世紀(jì)70年代初，Helfrich將其制成顯示器件，實(shí)(NT-開發(fā)成(STN-LCD)材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在BP機(jī)、 酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是STN-LCD用混晶材 國(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中己有100種以上應(yīng)用B2飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身，除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙使用的是欽 復(fù)合材料外， 其它部分均由碳

10、纖維和石墨等復(fù)合材料構(gòu)成，不易反射雷達(dá)波。并且，這些不同的復(fù)合材料部件不是靠釧 釘拼合，而是經(jīng)高壓壓鑄而成。另外，機(jī)翼的前緣還全部包 覆上了一層特制的吸波材料(RAM)。位于機(jī)翼前部、內(nèi)裝雷 達(dá)掃瞄天線陣列的兩個(gè)方形突出部件，也采用了特殊的吸波 材料。此外，B2A的整個(gè)機(jī)體都噴涂上了特制的吸波油漆 ,這在很大程度上降低了敵方探測(cè)雷達(dá)的回波。二、復(fù)合材料1.復(fù)合材料：指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料O其中一種做為基體，另外材料做為增強(qiáng)劑。2.復(fù)合材料的性能：具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕 等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過(guò)了單一材料。3復(fù)合高分子材料應(yīng)用：宇航材料、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體

11、育用品方面等。A三、有機(jī)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)1、對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣，使他們的性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如新型導(dǎo)電 和電磁屏蔽材料。2、與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也 在不斷加強(qiáng)，并且取得了一定的進(jìn)展，如仿生高分子材料 、高分子智能材料等。K下列不屬于新型有機(jī)高分子材料的是（D ）練A.高分子分離膜B.液晶高分子材料C.生物高分子初料D.有機(jī)玻璃分析:有機(jī)玻璃是傳統(tǒng)三大合成材料中的塑料，它不屬于新型 有機(jī)高分子材料。練2.角膜接觸鏡，俗稱隱形眼鏡。目前大量使用的軟質(zhì)隱形眼 鏡，它常用以下哪種材料制成的（D ）A.有機(jī)玻璃B.硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物

12、C.聚氯乙烯D.聚甲基丙烯酸經(jīng)乙酯分析：隨著社會(huì)的進(jìn)步，越重用。特別是在尖端技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)合成材料提出了更高的要求， 尤其是在具有特殊性質(zhì)的功能性材料和多種功能集一身的復(fù)合材料 啟示：高分子材料的研究方面是一方面對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材 料繼續(xù)改進(jìn)和推廣。另一方面研究與人類自身密切相關(guān)，具有特殊Th臺(tái)E幻詠L演講主題:1.神奇的功能高分子材料；2.神奇的復(fù)合材料3根據(jù)所學(xué)的知識(shí)， 充分發(fā)揮自己的想象力， 以新型高分 子材料為載體，日常生活中的各種需求為目標(biāo)，展開聯(lián)想 ，設(shè)計(jì)各種新型高分子材料的用途（以上任選一個(gè)題目）3.隨著有機(jī)高分子材料的研究不斷的加強(qiáng)和深入，使一些重要的通 用高分子材料的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，下列應(yīng)用范圍是通用高分子材 料的最新研究成果的是（A）新型導(dǎo)電材料（C）高分子智能材料A