2025年高中化学新教材同步 选择性必修第三册 第5章　第2节　第2课时　功能高分子材料.pdf

第2课时功能高分子材料

［核心素养发展目标］了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。

1.功能高分子材料

概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。

例如高分子催化剂、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：CH2CH—COONa

丙烯酸钠

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m/g1.001.00

1

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m/g84.8211.00

2

83.8210

吸水率(m-m)/m

211

吸水性强吸水性差

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。

③讨论

a.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。

b.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。

3.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)分离膜的分类

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)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。

(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()

(5)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状，具有较好的保水能力()

答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√

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(1)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。

(2)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