5.2.2功能高分子材料(教案)-高中化学人教版(2019)选择性必修三.pdfVIP

第五章合成高分子

第二节高分子材料

第2课时教学设计

【教学目标】

1.了解功能高分子材料的结构特点和重要性能。（宏观辨识与与微观探析）

2.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。（科

学态度与社会责任）

【教学重难点】

功能高分子的结构对性能的影响

【教学过程】

1.新课导入

[展示]帆船、人造心脏。

[引入]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。

例如，用于化学反应的高分子催化剂，用于分离纯化的各种滤膜；用于信息存储的磁性高分

子，用于传感器的形状记忆高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人体器官、组

织的医用高分子材料；用于药物缓释的高分子药物等。人们探索这些功能高分子材料时，需

要考虑高分子的结构与性能之间的关系，设计出拥有某种功能的高分子的结构。

[指导]需要考虑：高分子应具有怎样的主链？应带有怎样的功能基？直接由带功能基的单体

合成高分子？还是先合成高分子主链，再在主链上引入功能基？

[设计意图]创设情境，引入问题。在已有知识的基础上，引导学生设计陌生有机化合物。

2.新课讲授

[设疑]获得高吸水性能树脂的方法有哪些？这些方法有什么共同特点？

[回答]为了达到吸水性强、保水性强、耐挤压的目的可以对天然吸水材料进行改性或直接由

带有强亲水性原子团的化合物聚合得到。

[设疑]如何获得高吸水性能树脂？

[回答]淀粉/纤维素+含强亲水性原子团的物质（丙烯酸钠等）→接枝共聚物；含强亲

水性原子团的物质→均聚或共聚得高聚物。

[设疑]高吸水性树脂有哪些用途？

[回答]高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，

改造沙漠。例如，在苗木根部放上吸足水分的高吸水性树脂可以使它们在发育过程中始终保

持充足的水分；婴儿用的“尿不湿”可以吸收其自身重量约几百倍的尿液而不滴不漏，保证婴

儿夜晚安睡和白天活动。

[展示]尿不湿

[介绍]美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华

人唐鑫源成为“尿不湿”的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父”。

[展示]太空服、太空服之父

[设疑]你了解“尿不湿”的材料吗？它是怎么合成的？

[讲解]它所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的聚丙烯酸钠）。如何合成聚丙烯酸？

[回答]CH=CHCOOH→CH=CHCOONa→聚丙烯酸钠

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[讲解]在这个过程中需要加入交联剂，起到什么作用呢？高吸水性树脂加交联剂的目的是变

支链型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。

[设计意图]引导学生结合学过的有机反应规律和新的信息设计功能高分子材料的合成路线，

在设计和评价过程中培养绿色化学观念。

[展示]医用高分子材料

[小结]根据高分子结构与性能之间的关系，我们可以优化小分子原料的分子结构，合成带有

强亲水性基团的小分子单体，再聚合生成高分子。

[设计意图]引导学生体会官能团的引入对材料性能的改进，了解合成功能高分子材料的思路。

[过渡]天然存在的物质和人工合成得到的产物往往是不纯的，需要经过分离纯化才能得到较

纯的物质。例如，海水中含有丰富的无机盐，若要将海水转化为淡水，就要设法除去这些物

质。过去人们使用蒸馏法获得淡水，耗能多，占地大，现在则可使用较为高效的分离膜法进

行淡化。

[讲解]分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。可用于分离不同的

物质。生活用水、工业废水等废液的处理；海水、苦咸水的淡化；浓缩天然果汁、乳制品加

工、酿酒、各种能源的转换（传感膜、热电膜）。

[介绍]高分子分离膜的发展、我国膜分离技术发展史。

3.课堂小结

[完成作业]功能高分子材料的种类和用途很多，我们根据生产、生活和科研工作的实际需求，

在高分子材料结构与性能关系的基础上进行分子结构设计和合成路线设计，充分考虑经济和

环保等因素，就能够得到特定功能的高分子材料，使我们的生活更加美好。

4.板书

5.2.2功能高分子材料