第三节 功能高分子材料
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第三节功能高分子材料教学设计车琳教学内容:功能高分子材料教学目标1、知识与技能举出日常生活中接触到的新型高分子材料。
了解高分子膜、导电分子、可降解塑料等各种高分子材料的结构特点和重要性能;掌握合成功能高分子的原理。2、过程与方法采用讲解、阅读、讨论相结合的方法,把课前阅读教材、课外读物及进行社会调查的结果带到课堂上讲演、讨论。
3、情感、态度与价值观扩大知识面,培养用科学的方法发现问题,认识问题的意识,感悟到科技发展、日常生活及生命健康与化学学习的紧密关系,激发对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心。
教学重点:各种高分子材料的结构特点和重要性能教学难点:高分子材料的结构特点和重要性能教学策略:采用讲解、阅读、讨论相结合的方法教学进程【课前阅读】(提示:请同学课前务必完成!)一、功能高分子材料1.功能高分子材料定义:2.分类:(1)如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等(2)如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。(3)如生物高分子模拟酶(4)高分子药物、人工骨材料3.常见功能高分子材料(1)高吸水性材料——亲水性高聚物(分子链带有许多亲水原子团)(2)高分子分离膜:①组成: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。
②特点:③应用:。
在实验室中它可用于生产超纯水和提炼微量元素。
在工业上它可用于淡化海水或富集海水中的镭、铀、钚等原子工业的原料,也可用于净化废水、废气以回收有用物质,防止环境污染。
(3)医用高分子材料:①性能:②应用:制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
二、复合材料1.复合材料的涵义:复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。
其中一种材料作为基体,其他的材料作为增强剂。
2.优异的性能:在综合性能上超过了单一材料。
第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗?功能高分子材料的品种与分类有哪些?1.新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言。
从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素构成;从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;从结构看,也就是分两种结构:线型结构、体型结构。
它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
2.功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足:①无毒,且是化学惰性的;②与人体组织和血液相容性好;③具有较高的机械性能;④容易制备、纯化、加工和消毒。
高分子化合物结构链节分子链中重复出现的结构单元聚合度分子链中的链节数,用n表示单体生成高分子化合物的小分子物质线型结构又称支链型、直链型,连成长链,有热塑性体型结构分子链间以共价键“交联”,连成网状结构,成型后不可塑性质1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中,体型高分子只能溶胀2.线型高分子有热塑性,体型高分子有热固性3.高分子材料的强度较大4.高分子材料一般不易导电,弹性好,耐磨,不耐热5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质高分子材料三大合成材料塑料如:聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡胶如:丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶合成纤维如:涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶天然高分子材料如:淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶按来源分合成高分子材料如:塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料功能高分子材料如:高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子按性能分复合材料如:玻璃纤维、碳纤维类型1 高分子材料的分类例1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光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料A.①②③B.③④⑤C.②④⑤⑥D.①②③④⑤⑥答案 D解析根据功能高分子的分类即可顺利解答。
第三节功能高分子材料[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:从新型高分子材料所含官能团的角度,辨析不同类型新型高分子材料及其化学性质的差异,进而体现在用途的不同。
2.科学态度与社会责任:了解新型高分子材料优异的性能,了解新型高分子材料对环境的污染以及研制环保型的新型高分子材料是保护环境的关键。
一、功能高分子材料1.功能高分子材料功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,也有某些特殊功能的高分子材料。
2.新型功能高分子材料3.高吸水性树脂的结构特点及合成方法(1)结构特点①含有强亲水性原子团(—OH)的支链;②具有网状结构。
(2)合成方法①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链,以提高它们的吸水能力。
例如,将淀粉与丙烯酸钠在引发剂作用下共聚,生成以淀粉为主链的接枝共聚物,同时与交联剂反应,生成具有网状结构的淀粉——聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。
②以带有强亲水性原子团的化合物,如丙烯酸CH2==CH—COOH 等为单体,均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。
例如,丙烯酸单体用NaOH中和得到丙烯酸钠,加入少量交联剂,再在引发剂作用下发生聚合,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
这两种方法有一个共同特点,都要在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为交联剂,让线型结构变为网状结构。
(1)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分()(2)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性()(3)功能高分子材料具有传统高分子材料的机械性能和某些特殊功能()(4)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等()答案(1)×(2)×(3)√(4)√1.下列有关功能高分子材料用途的叙述中不正确的是()A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C.医用高分子可用于制造医用器械和人造器官D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化答案 D解析聚乙炔膜属于导电高分子材料,主要用于制造电子器件。
第三节功能高分子材料教学目的:1.了解新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用.2.了解功能高分子材料、复合材料等的主要用途。
3. 通过对新材料结构和功能的介绍,激发学生学习化学的兴趣,充分调动学生学习化学的积极性。
教学重点、难点:功能高分子材料的代表物的结构特点和重要性能课时安排:一课时探究建议:阅读与交流:高分子膜、导电塑料、可降解塑料、医用高分子、高分子涂料、液晶显示材料(LCD)的性能与应用。
教学过程:见PPT文件[课堂练习]一、选择题1.随着社会的发展,复合材料成为一类新型的有发展前途的材料,目前,复合材料最主要的应用领域是A.高分子分离膜B.人类的人工器官 C.宇宙航空工业D.新型药物2.合成人工心脏的高分子材料的主要成分是A.烯烃共聚物B.酚醛缩聚物 C.硅聚合物D.聚氨酯类聚合物3.复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高,其主要原因在于A、复合材料的使用可以使导弹经受超高温的变化B、复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C、复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的压力D、复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化4.下列说法中不正确的是A、传感膜和热电膜均是功能高分子材料的产品B、传感膜能将化学能转换成电能C、热电膜能将热能转换成化学能D、热电膜能将热能转换成电能5、随着医用高分子材料的发展,人们用人工器管代替不能治愈的病变器官,人们目前已经制成的人工器官有:①心脏②皮肤③骨骼④肝⑤肾⑥眼⑦喉A、①②③B、仅①②⑤C、仅②③⑥D、全部6、下列各种高分子材料的研究方向中,并不适合未来高分子材料发展的是A、使高分子材料具有仿生能力B、使高分子材料成为具有特殊物理、化学功能的“功能材料”C、使高分子材料越来越牢固,越来越难分解D、使农用薄膜能够选择性地透过种植某种植物所需要的特定波长的光7、婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水、保水的物质。
下列高分子有可能被采用的是二、填空题8、已知某高分子膜结构如下:试写出其化学式__________.9.除了传统的三大合成材料以外,又出现了高分子膜,具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料,医用高分子材料,隐形材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料.试根据下列用途判断新型有机高分子材料的种类.能用于海水和苦咸水的淡化方面:__ _.10.医用化学杂志报道,用聚乙交酯纤维材料C制作的缝合线比天然高分子材料的肠线为好.它的合成过程如下:(1)写出A的结构简式:__________;(2)写出A制取B的化学方程式:__________.(3)也可以由A直接制备C,则A→C直接制备的化学方程式为__________,其反应类型为__________反应.11、聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为,它是制作软质隐形眼镜的材料。