第二节　第2课时　功能高分子材料 教学设计.docx

第2课时功能高分子材料

[学习目标]1.了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。2.能参与材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论，并作出有科学的判断、评价决策。

任务一高吸水性树脂

1．功能高分子材料

(1)概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。

(2)常见功能高分子材料：高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。

2．高吸水性树脂

(1)合成方法

①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。

a．常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。

b.改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。

②合成新的带有强亲水基团的高分子。

如：

合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。

(2)应用

在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。

(3)实验探究——高吸水性树脂的吸水性能

①问题：高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别有多大？

②现象及数据处理：

吸水材料

高吸水性树脂(尿不湿)

一般吸水材料(餐巾纸)

吸水前质量m1/g

1.00

1.00

吸水现象

呈凝胶状，有较好的保水能力

吸水后变形程度小，保水能力较差

吸水后质量m2/g

84.82

11.00

吸水率(m2－m1)/m1

83.82(吸水性强)

10(吸水性差)

实验结论：其他条件相同时，高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。

[交流研讨](1)为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大？

提示：绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。

(2)为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水？

提示：高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水基团与水分子之间产生氢键等作用吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。

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

答案：D

2．下列合成纤维中吸水性最好的是()

A．聚酰胺纤维 B．聚酯纤维

C．聚乙烯醇纤维 D．聚丙烯纤维

答案：C

解析：四个选项中，聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维中不含羟基，聚乙烯醇纤维中含有醇羟基，吸水性最好，故C正确。

3．现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”，这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质，根据你的推测，这种特殊物质的结构可能是()

A． B．

C． D．CCl2—CCl2

答案：C

解析：“尿不湿”的材料应是亲水但不溶于水的物质，选项中只有中的—OH属于亲水基而其自身属于高分子化合物，不溶于水。

任务二高分子分离膜

1．分离原理

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。

2．分类

(1)根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。

(2)根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。

3．制作材料

主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。

4．应用

高分子分离膜已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。

[交流研讨]在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。

提示：橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为了增加橡胶的强度。高吸水性树脂加交联剂将线型结构连接成网状结构，是为了使其既具有吸水性而又不溶于水，且耐挤压。

1．下列各选项中，对相应高分子材料的类型、功能的说法均正确的是()

选项

高分子材料

类型

功能

A

黏合剂

功能高分子材料

黏合作用

B

涂料

功能高分子材料

保护作用

C

离子交换树脂

功能高分子材料

分离和提纯

D

聚乙烯醇

功能高分子材料

制人工心脏

答案：C

解析：黏合剂和涂料均属于通用高分子材料，A、B错误；离子交换树脂属于功能高分子材料，主要用于硬水软化、海水淡化以及物质的分离和提纯，C正确。聚乙烯醇主要用于纸尿裤，D错误。

2．(2024·湖北浠水高二期末)全氟磺酸质子交换膜广泛