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第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
第二课时 功能高分子材料
环节一：创设情境，引入新课
环节一：创设情境，引入新课
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。
环节一：创设情境，引入新课
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
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
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
植物养护泥
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
食品保鲜、人造皮肤
各式吸潮剂
医用吸水胶布
尿不湿
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
吸水、保水且不溶于水
1．纸尿裤芯体材料应具有哪些性质？
思考与讨论
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
思考与讨论
碳骨架 较长碳链
官能团 含较多亲水基团
3. 哪类物质具有类似结构？
淀粉、纤维素等多糖
2．能否从碳骨架和官能团两个角度预测其可能结构？
不溶于水：
吸水：
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
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。也可以用于婴幼儿纸尿裤，其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。
吸水前
吸水后
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
吸水前
吸水后
脱脂棉 高吸水性
树脂
脱脂棉 高吸水性
树脂
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
定量实验：比较脱脂棉与高吸水性树脂吸水效率
吸水材料 脱脂棉 高吸水性树脂
吸水前质量m1/g 1.0 1.0
吸水后质量m2/g 27.0 69.3
吸水率 （m2－m1)/m1 26 68.3
条件：1.0 g材料，70 mL水，搅拌后静置5 min，倾出未被吸收的水。
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
吸水材料：棉花
主要成分：纤维素
从天然材料获得启发
[C6H7O2(OH)3]n
4.如何制备高吸水性树脂？
思考与讨论
棉花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。如何得到吸水性更好，且耐挤压、保水性好的高吸水性材料？
结构改进
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
思考与讨论
5.以淀粉、纤维素为主要原料，设计合成高吸水性树脂
淀粉（纤维素）
接枝共聚物
交联剂
网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂
方法一：
线型
网状
丙烯酸钠
CH2
CHCOONa
高吸水性树脂
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
思考与讨论
5.除了对天然吸水材料进行改性，还有其他合成高吸水性树脂的方法吗？
丙烯酸钠
交联剂
网状聚丙烯酸钠
高吸水性树脂
CH2
CHCOONa
n
一定条件
CH2
COONa
CH
n
请写出合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂的反应方程式：
方法二：
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
1846年，德国学者会拜思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。
1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。
1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。
1940年，离子父换膜开发和利用及电渗析方法建立。
1950年，加拿大学者萨里拉简研究反渗透。
1960年，洛伯和萨里拉简成功地制备具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能的反渗透膜，为该法奠定了基础。
1970年代以来，超滤膜、微滤膜成功地开发和应用，有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。
高分子分离膜的发展
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
我国膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的。
60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索，1967年开始的全国海水淡化会战，大大促进了我国膜科技的发展。
70年代进入开发阶段，这时期，微滤、电渗析反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来。
80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。
我国膜分离技术发展史
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
水资源是人类生存发展不可或缺的自然资源。膜分离技术由于其高效、节能、环保、成本低等优点而广泛应用于海水淡化、污水处理等水资源再生利用中。膜分离过程是用起分离作用的膜作为核心分离部件，在膜的两侧施加不同的外加压力、电势、浓度、气压等导致膜两侧外界驱动力不相等，从而使目标产物透过膜达到收集器一侧。
1．膜分离技术的优点有哪些？
2．分离膜的驱动力有哪些？
资料
问题
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
核心装置
原理模拟
应用于海水淡化的膜分离原理
海水
纯水
盐水
纯水
高分子分离膜
加压
高分子分离膜
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。其能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。生产分离膜的材料有醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等有机高分子材料。
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
结构特点：分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
类型：分离膜根据膜孔大小分为
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
扫描电镜图
原理模型
孔径筛分机理
排斥效应机理
应用于海水淡化的膜分离原理
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
用途： 广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域
饮用水的制取
血液透析
医用高分子材料
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
人工皮肤
人造肾脏
人造骨骼和关节
人造心脏
人造血管和心脏补片
医用高分子材料
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
　　一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将“人造皮肤”敷贴在伤口上，很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。
高分子分离膜
环节二：联系生活，认识高吸水性树脂
习题追踪
环节四：归纳整理，练习巩固
1.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说法错误的是( )
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
D
习题追踪
环节四：归纳整理，练习巩固
2.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具有相当的强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料是（ ）
A.CH2==CH—CH2Cl B.CH2==CH—COOH
C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH
C
习题追踪
环节四：归纳整理，练习巩固
3.聚丙烯酸钠(单体为CH2==CHCOONa)是一种高性能吸水树脂，可在干旱地区用于农业、林业的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是( )
A.聚丙烯酸钠的结构简式为
B.聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得
C.聚丙烯酸钠具有热塑性
D.聚丙烯酸钠是一种体型结构的高分子材料
C
习题追踪
环节四：归纳整理，练习巩固
4.下列材料中属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜　②生物高分子材料　③隐身材料　④液晶高分子材料　
⑤光敏高分子材料　⑥智能高分子材料
A.①②⑤ B.②④⑤⑥
C.③④⑤ D.全部
D
习题追踪
环节四：归纳整理，练习巩固
5.合成高分子化合物提高了人类的生活质量．下列说法正确的是( )
A. 涤纶、锦纶、蚕丝都属于合成纤维
B. 高压聚乙烯密度相对较大
C. 用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂属于功能高分子材料
D. 酚醛树脂是酚类物质和醛类物质加聚而成的高分子化合物
C
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