第五章 第三节 功能高分子材料解析
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《功能高分子材料》讲义一、什么是功能高分子材料在我们的日常生活和众多工业领域中,高分子材料扮演着举足轻重的角色。
然而,普通的高分子材料往往只是在物理性能上发挥作用,比如提供强度、韧性等。
而功能高分子材料则不同,它们除了具备传统高分子材料的特性外,还具有一些特殊的功能,能够对外部环境的变化产生响应,并在特定条件下展现出独特的性能。
功能高分子材料是指那些具有特定的物理、化学、生物等功能的高分子化合物。
这些功能可以包括但不限于电学性能、光学性能、磁学性能、分离性能、催化性能、生物相容性等。
它们在电子、信息、能源、生物医药、环境保护等领域有着广泛的应用。
二、功能高分子材料的分类功能高分子材料的种类繁多,为了更好地理解和研究它们,我们可以根据其功能的不同进行分类。
1、导电高分子材料这类材料具有良好的导电性,能够像金属一样传输电流。
常见的导电高分子材料有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。
它们在电子器件、传感器、防静电材料等方面有着重要的应用。
2、高分子分离膜材料其能够对不同的物质进行分离和提纯,例如在海水淡化、污水处理、气体分离等领域发挥关键作用。
常见的有反渗透膜、超滤膜、纳滤膜等。
3、高分子吸附材料具有对特定物质进行吸附和富集的能力,常用于废水处理中的重金属离子吸附、药物分离和提纯等。
4、高分子催化剂材料能够在化学反应中起到催化作用,提高反应效率和选择性。
比如在有机合成中,一些高分子负载的催化剂表现出了优异的性能。
5、生物医用高分子材料与人体组织和器官具有良好的相容性,可用于制造人工器官、药物载体、组织工程支架等。
例如,聚乳酸、聚乙醇酸等可生物降解的高分子材料在医学领域应用广泛。
6、感光高分子材料对光的照射能够产生物理或化学变化,常用于印刷制版、光刻胶、光存储材料等。
7、智能高分子材料这是一类能够感知外界环境变化,并做出相应响应的材料。
比如温敏性高分子材料在温度变化时会发生体积、相态等的改变;pH 敏感高分子材料则会根据环境的酸碱度发生性质变化。
《功能高分子材料》说课稿尊敬的各位评委、老师:大家好!今天我说课的题目是《功能高分子材料》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课选自人教版高中化学选修 5《有机化学基础》中的第五章“进入合成有机高分子化合物的时代”第三节。
功能高分子材料是有机高分子材料的重要组成部分,它不仅与日常生活息息相关,还在高科技领域有着广泛的应用。
通过本节课的学习,学生将对高分子材料有更深入的了解,为后续学习和生活中的应用打下基础。
教材首先介绍了功能高分子材料的定义和分类,然后重点阐述了高吸水性树脂、高分子分离膜等常见功能高分子材料的结构特点和性能,最后探讨了功能高分子材料的发展前景和面临的挑战。
教材内容丰富,图文并茂,注重联系实际,能够激发学生的学习兴趣和探究欲望。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了有机化学的基础知识,对高分子化合物的概念和合成方法有了一定的了解。
但对于功能高分子材料的结构与性能之间的关系,以及其在实际生活中的应用,还缺乏系统的认识。
此外,学生的抽象思维能力和综合分析能力还有待提高,需要通过教师的引导和启发,逐步培养学生的科学思维和创新能力。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)了解功能高分子材料的定义和分类。
(2)掌握常见功能高分子材料的结构特点和性能。
(3)学会分析功能高分子材料的结构与性能之间的关系。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究和案例分析,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
(2)通过小组讨论和交流,培养学生的合作学习能力和语言表达能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生对化学学科的兴趣,培养学生的创新意识和科学精神。
(2)让学生了解功能高分子材料在生产生活中的重要作用,增强学生的社会责任感和环保意识。
四、教学重难点1、教学重点(1)常见功能高分子材料的结构特点和性能。
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。