高二化学53功能高分子材料选修5省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三节功效高分子材料第三节功效高分子材料(共共1课时课时)第第1页页第第2页页1能能举举例例说说明明生生活活中中接接触触新新异异有有机机高高分分子子材材料料，认认识识到功效材料对人类社会生活生产主要性。到功效材料对人类社会生活生产主要性。2激发对高分子材料学习兴趣和投身科学事业决心。激发对高分子材料学习兴趣和投身科学事业决心。第第3页页第第4页页1取取得得含含有有高高吸吸水水性性能能树树脂脂有有_种种方方法法。(1)对对_等等天天然然吸吸水水材材料料讲讲行行改改性性，在在它它们们高高分分子子链链上上再再接接上上含含_原原子子团团支支链链，以以提提升升它它们们_能能力力。(2)以以带带有有_原原子子团团化化合合物物，如如丙丙烯烯酸酸 等等为为单单体体，_或或两两种种_共共聚聚得得到到_高高聚聚物。物。2将将几几个个不不一一样样材材料料组组合合在在一一起起制制成成材材料料称称为为_材材 料料，这这 种种 材材 料料 含含 有有 强强 度度 _，质质 量量 _，_高温，高温，_腐蚀等特点。腐蚀等特点。第第5页页第五章第五章 进入含成有机高分子化合物的时代进入含成有机高分子化合物的时代人人教教版版化化学学元贝驾考元贝驾考 http:/ http:/ 元贝驾考元贝驾考科目一科目一 科目四科目四驾考宝典网驾考宝典网 http:/ 科目四科目四第第6页页【答案答案】1两两淀淀粉粉，纤纤维维素素强强亲亲水水性性吸吸水水强强亲亲水水性性均聚单体亲水性均聚单体亲水性2复合高轻耐耐复合高轻耐耐第第7页页第第8页页1功功效效高高分分子子材材料料与与复复合合材材料料概概念念、性性能能及及应应用用有有什什么不一样？么不一样？提醒：提醒：材料名称材料名称功效高分子材料功效高分子材料复合材料复合材料概念概念既含有传统高分子材料既含有传统高分子材料机械性能，又含有一些机械性能，又含有一些特殊功效高分子材料特殊功效高分子材料两种或两种以上材料两种或两种以上材料组成新型材料，分基组成新型材料，分基体和增强剂体和增强剂性能性能不一样功效高分子材料，不一样功效高分子材料，含有不一样特征性质含有不一样特征性质普通含有强度高、质普通含有强度高、质量轻、耐高温、耐腐量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能蚀等优异性能应用应用用于制作高分子分离膜、用于制作高分子分离膜、人体器官等人体器官等用于汽车工业、机械用于汽车工业、机械工业、体育用具、航工业、体育用具、航空航天、人类健康等空航天、人类健康等第第9页页2.在在橡橡胶胶工工业业中中，制制造造橡橡胶胶要要经经过过硫硫化化工工艺艺，将将顺顺丁丁橡橡胶胶线线型型结结构构连连接接为为网网状状结结构构。在在制制备备高高吸吸水水性性树树脂脂时时也也要要加加入入交交联联剂剂，以以得得到到含含有有网网状状结结构构树树脂脂。为为何何要要做做成成网网状状结结构构？目标是否相同？目标是否相同？提提醒醒：橡橡胶胶工工业业中中将将线线型型结结构构连连接接为为体体型型结结构构是是为为增增加加橡橡胶胶功功效效，预预防防老老化化；高高吸吸水水性性树树脂脂将将线线型型结结构构连连接接为为体体型型结构可使它既吸水又不溶于水。结构可使它既吸水又不溶于水。第第10页页第第11页页1功效高分子功效高分子在在合合成成高高分分子子主主链链或或支支链链上上连连接接上上带带有有某某种种特特定定功功效效官官能能团团，使使它它们们含含有有特特殊殊功功效效以以满满足足光光学学、电电学学、磁磁学学、化化学学、生物、医学等方面要求，这么形成高分子统称为功效高分子。生物、医学等方面要求，这么形成高分子统称为功效高分子。第第12页页第第13页页3高吸水性树脂高吸水性树脂“尿不湿尿不湿”(1)对对淀淀粉粉、纤纤维维素素等等天天然然吸吸水水材材料料进进行行改改进进，在在它它们们高高分分子子链链上上再再接接上上含含强强亲亲水水性性原原子子团团支支链链，以以提提升升它它们们吸吸水水能能力力。比比如如，将将淀淀粉粉与与丙丙烯烯酸酸钠钠在在引引发发剂剂作作用用下下共共聚聚，生生成成以以淀淀粉粉为为主主接接枝枝共共聚聚物物，同同时时与与交交联联剂剂反反应应，生生成成含含有有网网状状结构淀粉结构淀粉聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。第第14页页(2)以以 带带 有有 强强 亲亲 水水 性性 原原 子子 团团 化化 合合 物物，如如 丙丙 烯烯 酸酸CH2CHCOOH 等等为为单单体体，均均聚聚或或两两种种单单体体共共聚聚得得到到亲亲水水性性高高聚聚物物。比比如如，丙丙烯烯酸酸单单体体用用NaOH中中和和得得到到丙丙烯烯酸酸钠钠，加加入入少少许许交交联联剂剂，再再在在引引发发剂剂作作用用下下发发生生聚聚合合，得得到到含含有有网网状状结结构构聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠高高吸吸水水性性树树脂脂。这这两两种种方方法法共共同同特特点点：均均要要在在反反应应中中加加入入少少许许含含两两个个双双键键二二烯烯化化合合物物作作为为交交联联剂剂，让让高高聚聚物物分分子子链链间间发发生生交交联联，得得到到含含有有网网状状结结构构树树脂脂。婴婴儿儿用用“尿尿不不湿湿”就就因因含含有有这这种种高高吸吸水水性性树树脂脂，因因而而可可吸吸入入其其本本身身重重量量约约几几百百倍倍尿尿液液而而不不滴滴不不漏漏，能能够够确确保保婴婴儿儿夜夜晚晚安安睡睡和和白天活动。白天活动。第第15页页第第16页页【例例1】以以下下相相关关功功效效高高分分子子材材料料用用途途叙叙述述中中，不不正正确是确是()A高高吸吸水水性性树树脂脂主主要要用用于于干干旱旱地地域域抗抗旱旱保保水水、改改良良土土壤、改造沙漠壤、改造沙漠B离子交换树脂主要用于分离和提纯物质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聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化【解解析析】聚聚乙乙炔炔膜膜属属导导电电高高分分子子材材料料，主主要要用用于于制制造造电子器件。电子器件。【答案答案】D第第17页页【例例2】以下材料中属于新型高分子材料是以下材料中属于新型高分子材料是()A合成橡胶合成橡胶B高分子膜高分子膜C黏合剂黏合剂 D涂料涂料【解解析析】A、C、D中中物物质质属属于于传传统统高高分分子子材材料料。故故选选B。【答案答案】B第第18页页以下说法中，不正确是以下说法中，不正确是()A探探求求某某种种新新型型高高分分子子材材料料，需需要要研研究究分分子子结结构构与与功功效之间关系。效之间关系。B新科技革命三大支柱产业为能源、信息和材料。新科技革命三大支柱产业为能源、信息和材料。C带带有有强强亲亲水水性性原原子子团团化化合合物物共共聚聚能能够够得得到到强强亲亲水水性性高聚物。高聚物。D含有网状结构高聚物含有强吸水性。含有网状结构高聚物含有强吸水性。【解解析析】含含有有强强亲亲水水性性原原子子团团作作支支链链，同同时时与与交交联联剂剂反应生成含有网状结构聚合物才含有强吸水性。反应生成含有网状结构聚合物才含有强吸水性。【答案答案】D第第19页页以下材料中，属于功效高分子材料是以下材料中，属于功效高分子材料是()高高分分子子膜膜生生物物高高分分子子材材料料导导电电高高分分子子材材料料离子交换树脂离子交换树脂医用高分子材料医用高分子材料高吸水性树脂高吸水性树脂A BC D【解解析析】惯惯用用功功效效高高分分子子材材料料包包含含高高分分子子膜膜、医医用用高高分分子子材材料料、高高吸吸水水性性树树脂脂、离离子子交交换换树树脂脂、光光敏敏高高分分子子材材料料、导导电电高高分分子子材材料料、生生物物高高分分子子材材料料、高高分分子子材材料料催催化化剂剂和和试试剂等。剂等。【答案答案】D第第20页页一、复合材料一、复合材料指指两两种种或或两两种种以以上上材材料料组组合合成成一一个个新新型型材材料料。其其中中一一个个材料作为基体，另一个材料作为增强剂。材料作为基体，另一个材料作为增强剂。二、复合材料性能二、复合材料性能含含有有强强度度高高、质质量量轻轻、耐耐高高温温、耐耐腐腐蚀蚀等等优优异异性性能能，在在综合性能上超出了单一材料。综合性能上超出了单一材料。第第21页页三、导电高分子材料三、导电高分子材料四、问与答四、问与答1金属能够导电，塑料也能导电吗？金属能够导电，塑料也能导电吗？答：普通塑料不能导电，但一些特殊塑料却能够导电。答：普通塑料不能导电，但一些特殊塑料却能够导电。第第22页页2高分子分离膜有哪些特点及应用？高分子分离膜有哪些特点及应用？答答：(1)特特点点：有有选选择择地地让让一一些些物物质质经经过过，而而把把另另外外一一些物质分离掉。些物质分离掉。(2)应应用用：生生活活污污水水、工工业业废废水水处处理理；废废液液中中有有用用成成份份回回收收；海海水水淡淡化化；浓浓缩缩天天然然果果汁汁、乳乳制制品品加加工工、酿酿酒；酒；气体分离等。气体分离等。(3)常常见见分分离离膜膜有有：离离子子交交换换膜膜(应应用用于于电电解解食食盐盐水水)、反反渗渗透透膜膜(应应用用于于海海水水淡淡化化、有有机机小小分分子子富富集集回回收收)、气气体体分分离离膜膜(富富氧氧膜膜、氢氢气气分分离离膜膜、氮氮气气分分离离膜膜、人人工工鳃鳃等等)、透透过过蒸蒸馏膜馏膜(应用于浓缩天然果汁应用于浓缩天然果汁)等。等。第第23页页3为为何何说说新新型型高高分分子子膜膜为为缓缓解解能能源源不不足足、处处理理环环境境问问题带来了希望？题带来了希望？答答：新新型型高高分分子子膜膜含含有有特特殊殊分分离离功功效效，它它特特点点是是能能够够有有选选择择地地让让一一些些物物质质经经过过，而而把把另另外外一一些些物物质质分分离离掉掉。这这类类分分离离膜膜广广泛泛应应用用于于生生活活污污水水、工工业业废废液液等等污污水水处处理理；而而这这类类材材料料中中传传感感膜膜能能够够把把化化学学能能转转换换成成电电能能，热热电电膜膜能能够够把把热热能能转转换换成成电电能能等等。所所以以，这这种种新新型型高高分分子子膜膜为为缓缓解解能能源源和和资资源源不不足、处理环境问题带来了希望。足、处理环境问题带来了希望。第第24页页4除除传传统统三三大大合合成成材材料料以以外外，又又出出现现了了哪哪些些新新型型有有机机高分子材料？高分子材料？答答：主主要要有有：高高分分子子膜膜；含含有有光光、电电、磁磁等等特特殊殊功功效效高高分分子子材材料料；生生物物高高分分子子材材料料；医医用用高高分分子子材材料料；隐隐身身材材料料和和液晶材料等。液晶材料等。第第25页页第第26页页【例例3】近近年年来来有有一一个个高高强强度度、耐耐高高温温复复合合材材料料，它它是是用用石石墨墨化化纤纤维维与与其其它它高高聚聚物物复复合合制制成成，石石墨墨化化纤纤维维是是聚聚丙丙烯腈纤维在高温条件下经过处理而形成，以下列图所表示：烯腈纤维在高温条件下经过处理而形成，以下列图所表示：第第27页页(1)组组成成石石墨墨化化纤纤维维元元素素是是_，各各种种元元素素简简单单原原子个数之比是子个数之比是_。(2)某某化化工工厂厂合合成成石石墨墨化化纤纤维维简简明明生生产产流流程程可可表表示示为为下下列图所表示：列图所表示：第第28页页用化学方程式表示以下各步转化生产过程。用化学方程式表示以下各步转化生产过程。CHCHHCN：_；AB：_。(3)指出以下转化反应类型。指出以下转化反应类型。BC：_；C石墨化纤维：石墨化纤维：_。第第29页页【解解析析】平平均均一一个个六六边边形形含含3个个碳碳原原子子、1个个氢氢原原子子、1个个氮氮原原子子。所所以以，组组成成石石墨墨化化纤纤维维N、H、C原原子子个个数数比比为为1 1 3。CHCH与与HCN加加成成生生成成A，A聚聚合合成成B，B又又经经过过加加成反应生成成反应生成C，C经过脱氢生成石墨化纤维。经过脱氢生成石墨化纤维。【答案答案】(1)N、H、C；1 1 3第第30页页以下材料属于复合材料是以下材料属于复合材料是()A聚丙烯聚丙烯 B铝合金铝合金C黏合剂黏合剂 D玻璃钢玻璃钢【解解析析】复复合合材材料料是是由由两两种种或或两两种种以以上上材材料料组组合合成成一一个个新新型型材材料料。复复合合材材料料能能够够发发挥挥每每一一个个材材料料优优点点，并并防防止止其其缺缺点点，这这么么既既能能够够充充分分利利用用资资源源，又又能能够够节节约约能能源源。如如玻玻璃璃钢钢是是以以玻玻璃璃纤纤维维作作增增强强材材料料、树树脂脂作作基基体体复复合合材材料料、铝铝合合金金也是一个复合材料。也是一个复合材料。【答案答案】BD第第31页页复复合合材材料料使使用用使使导导弹弹射射程程有有了了很很大大提提升升，其其主主要要原原因因在在于于()A复合材料使用能够使导弹承受超高温改变复合材料使用能够使导弹承受超高温改变B复合材料使用能够使导弹质量减轻复合材料使用能够使导弹质量减轻C复合材料使用能够使导弹承受超高强度改变复合材料使用能够使导弹承受超高强度改变D复合材料使用能够使导弹承受温度猛烈改变复合材料使用能够使导弹承受温度猛烈改变【答案答案】B第第32页页第第33页页1从哪些方面认识高分子化学反应？从哪些方面认识高分子化学反应？(1)概念概念高高分分子子化化学学反反应应：有有高高分分子子化化合合物物参参加加化化学学反反应应称称为为高高分分子子化化学学反反应应。了了解解此此概概念念关关键键是是，必必须须有有高高分分子子化化合合物物作作为反应物参加反应。为反应物参加反应。第第34页页(2)高分子化学反应应用高分子化学反应应用能能够够合合成成带带有有特特定定功功效效基基团团新新型型高高分分子子化化合合物物，也也能能够合成不能直接经过小分子物质聚合而得到高分子化合物。够合成不能直接经过小分子物质聚合而得到高分子化合物。高分子化学反应也可用于橡胶硫化。高分子化学反应也可用于橡胶硫化。经经过过采采取取硫硫化化办办法法，使使直直线线型型橡橡胶胶分分子子经经过过单单硫硫键键(S)或双硫键或双硫键(SS)而交联，形成空间网状结构。而交联，形成空间网状结构。作作用用：经经过过硫硫化化处处理理橡橡胶胶称称为为硫硫化化橡橡胶胶。经经硫硫化化橡橡胶胶，弹性和耐磨性都较未经硫化处理橡胶有显著提升。弹性和耐磨性都较未经硫化处理橡胶有显著提升。第第35页页高高分分子子化化学学反反应应被被广广泛泛应应用用于于纤纤维维素素改改性性，能能够够制制黏黏胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维等。胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维等。高高分分子子化化合合物物降降解解过过程程也也属属于于高高分分子子化化学学反反应应。在在降降解过程中，高分子化合物链节数变小。解过程中，高分子化合物链节数变小。第第36页页2新新型型有有机机高高分分子子材材料料与与传传统统三三大大合合成成材材料料区区分分与与联联络络二二者者在在本本质质上上并并没没有有区区分分，它它们们只只是是相相对对而而言言。从从组组成成元元素素看看，都都是是由由C、H、O、N、S等等元元素素组组成成；从从合合成成反反应应看看，都都是是由由单单体体经经加加聚聚或或缩缩聚聚反反应应形形成成；从从结结构构看看，都都有有线线型型结结构构、体体型型结结构构。它它们们主主要要区区分分在在功功效效与与性性能能上上，与与传传统统材材料料相相比比，新新型型有有机机高高分分子子材材料料性性能能更更优优异异，往往往往具具备备传传统统材料所没有特殊性能，可用于许多特殊领域。材料所没有特殊性能，可用于许多特殊领域。第第37页页【例例4】医医用用化化学学杂杂志志曾曾报报道道，有有一一个个功功效效高高分分子子材材料料为为聚聚乙乙交交酯酯纤纤维维材材料料C，用用这这种种功功效效高高分分子子材材料料制制成成手手术术缝合线比天然高分子材料肠线好。它们合成过程以下：缝合线比天然高分子材料肠线好。它们合成过程以下：第第38页页B是是A合成合成C中间体，它是由两分子中间体，它是由两分子A脱去两分子水形成。脱去两分子水形成。(1)写出由写出由A合成合成C化学方程式：化学方程式：_。(2)写出由写出由A制取制取B化学方程式：化学方程式：_。(3)医用高分子材料应具备哪些特征？医用高分子材料应具备哪些特征？第第39页页第第40页页第第41页页(3)优优异异生生物物相相容容性性，较较少少受受到到排排斥斥，无无毒毒性性，含含有有很很高机械性能以及其它一些特殊性能。高机械性能以及其它一些特殊性能。【点拨点拨】书写书写AB化学方程式时，不要遗漏水。化学方程式时，不要遗漏水。第第42页页(厦厦门门高高二二检检测测)光光刻刻胶胶是是制制大大规规模模集集成成电电路路、印印刷刷电电路路板板和和激激光光制制板板技技术术中中关关键键材材料料。某某一一肉肉桂桂酸酸型型光光刻刻胶胶主主要要成成份份A经光照固化转变为经光照固化转变为B。第第43页页第第44页页(1)请指出请指出A中含有官能团：中含有官能团：_(填两种填两种)。(2)A经经光光照照固固化化转转变变为为B，发发生生了了_反反应应(填填反反应应类型类型)。(3)写写 出出 A与与 NaOH溶溶 液液 反反 应应 化化 学学 方方 程程 式式：_。(4)写写出出B在在酸酸性性条条件件下下水水解解得得到到芳芳香香族族化化合合物物分分子子式式：_。第第45页页第第46页页【答案答案】(1)酯基、碳碳双键酯基、碳碳双键第第47页页第第48页页第第49页页