1、课课 题：题：功能高分子材料功能高分子材料教教 材：材：人人 教教 版版学学 科：科：高中化学高中化学你关注过吗？你关注过吗？为什么会将为什么会将“尿不湿尿不湿”评为评为2020世纪最伟世纪最伟大的大的100100项发明呢项发明呢?最初又是为谁专门设计的呢？最初又是为谁专门设计的呢？美国在上世纪六十年代初，航天事业崛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，起，如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫源华人唐鑫源成为成为“尿不湿尿不湿”的发明人，后来的发明人，后来他被誉为美国他被誉为美国“太空服之父太空服之父”。“尿不湿尿不湿”也成为航天产品也成为航天产品“下凡
2、下凡”的成功典范。的成功典范。美国从美国从19591959起甄选的起甄选的7 7位宇航员合影位宇航员合影前前后后尿不湿吸水前后的变化尿不湿吸水前后的变化 航天员专用航天员专用“尿不湿尿不湿”1 1克能吸收约克能吸收约10001000克水，吸水性远强于一般婴儿使用的克水，吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿尿不湿”。宠物也系宠物也系上了上了“尿不湿尿不湿”出门溜达，以出门溜达，以保护公共卫生。保护公共卫生。宠物宠物“尿不湿尿不湿”【思考思考】“尿不湿尿不湿”应该有什么性能？应该有什么性能？1 1、有强吸湿能力、有强吸湿能力吸收大量液体吸收大量液体2 2、有防渗漏功能、有防渗漏功能不让液体渗漏不让液
3、体渗漏3 3、舒适、刺激性小、舒适、刺激性小适于婴儿娇嫩皮肤适于婴儿娇嫩皮肤4 4、便于一次性处理、便于一次性处理可以燃烧处理或通可以燃烧处理或通 过细菌分解等过细菌分解等“尿不湿尿不湿”的结构分析的结构分析:衬里：衬里：功能性功能性“单向单向”渗水面渗水面料，尿液渗过以后遗留水份很料，尿液渗过以后遗留水份很少，并具有优异的少，并具有优异的抗反渗抗反渗能力。能力。外层：外层：柔软、不透水柔软、不透水，多为，多为PEPE材料。材料。衬垫衬垫：强吸水材料强吸水材料外层外层衬里衬里衬垫衬垫科学探究科学探究 高吸水性树脂高吸水性树脂“尿不湿尿不湿”P114现象：现象：盛棉花的烧杯中留有大量盛棉花的烧杯
4、中留有大量的水，用手挤压，容易挤出的水，用手挤压，容易挤出水。水。盛盛“尿不湿尿不湿”的烧杯中，的烧杯中，小颗粒呈凝胶状，倒置无水小颗粒呈凝胶状，倒置无水流出。流出。“尿不湿尿不湿”的填充物是由高聚物与纤维的填充物是由高聚物与纤维浆状物混合制成，起作用的颗粒物质具有浆状物混合制成，起作用的颗粒物质具有很很强的吸水能力，强的吸水能力，属于一种属于一种功能高分子材料功能高分子材料，常用网状结构的常用网状结构的聚丙烯酸钠聚丙烯酸钠。尿液中的水分。尿液中的水分子与亲水基团紧密结合，子与亲水基团紧密结合，呈凝胶状呈凝胶状并被包裹并被包裹在网状结构之中，所以既能吸水，又能保水。在网状结构之中，所以既能吸水
5、，又能保水。“尿不湿尿不湿”为什么尿而不湿？为什么尿而不湿？思考思考1 1、如何由、如何由CH2=CHCOOH制得聚丙烯酸钠，制得聚丙烯酸钠，请画出合成路线。请画出合成路线。2 2、加入交联剂的目的是什么？、加入交联剂的目的是什么？二烯化合物作为交联剂二烯化合物作为交联剂吸水吸水传统吸水性材料传统吸水性材料吸水性高分子材料吸水性高分子材料种类种类纸、棉布（纤维素）、纸、棉布（纤维素）、动物胶、海绵、泡沫塑动物胶、海绵、泡沫塑料料聚丙烯酸钠等聚丙烯酸钠等吸水性吸水性 吸收与自身等量或最多吸收与自身等量或最多几十倍的水几十倍的水吸收相当于自身几百吸收相当于自身几百倍到几千倍的水倍到几千倍的水保水性
6、保水性 遭受外力易挤出水遭受外力易挤出水遭受外力不挤出水遭受外力不挤出水结论结论良好吸水性良好吸水性优异吸水性、保水性优异吸水性、保水性用途用途十分有限十分有限惊人效益惊人效益据资料显示：据资料显示：19871987年，英国一次性尿布销售利润达年，英国一次性尿布销售利润达2 2亿英亿英镑。设想我们中国这样一个人口大国，利润有多么惊人！镑。设想我们中国这样一个人口大国，利润有多么惊人！结构简式：结构简式：【思考思考 传统吸水性的材料棉花为何有一定传统吸水性的材料棉花为何有一定 的吸水性？的吸水性？（C6H7O2）OHOHOHn 可制成可制成”保水剂保水剂”用于无土栽培、改良土壤、用于无土栽培、改
7、良土壤、改造沙漠等。改造沙漠等。保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材料。无毒无害，反复吸水、释水料。无毒无害，反复吸水、释水“微型水微型水库库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。业、林业、园艺、建筑等。【思考思考】强吸水能力的功能高分子材料除了强吸水能力的功能高分子材料除了 用于用于“尿不湿尿不湿”，还有哪些用途？，还有哪些用途？七彩水晶泥七彩水晶泥 在合成高分子的主链或支链上带有某种特点在合成高分子的主链
8、或支链上带有某种特点的官能团，使其具有特殊的功能。的官能团，使其具有特殊的功能。功能高分子化合物功能高分子化合物（一）吸水性高分子（一）吸水性高分子 制法制法(P113)：1 1、对天然吸水高分子材料、对天然吸水高分子材料(淀粉、纤维素淀粉、纤维素)进行改进行改 性形成接枝共聚物。性形成接枝共聚物。2 2、以带有强亲水基的化合物为单体，均聚或共聚、以带有强亲水基的化合物为单体，均聚或共聚 得到高吸水性树脂。得到高吸水性树脂。隐形眼镜隐形眼镜也是一种也是一种吸水性高分子材料吸水性高分子材料，具有的特点：具有的特点：吸收相当于自重吸收相当于自重80%80%的水，才的水，才变得柔软、透气、舒适、戴时
9、长。变得柔软、透气、舒适、戴时长。制备材料：制备材料：CH2=CHCOOCH2CH2OH【思考思考】1 1、为何在制备隐形眼镜的过程中采用的是、为何在制备隐形眼镜的过程中采用的是 乙二醇而不是乙醇？其优点是什么？乙二醇而不是乙醇？其优点是什么？2 2、在生产隐形眼镜的原料中，往往要加入、在生产隐形眼镜的原料中，往往要加入 一定量的下列单体，试分析加入该单体的一定量的下列单体，试分析加入该单体的 作用。作用。（CH2=CHCOOCH2CH2OH）隐形眼镜的分子结构隐形眼镜的分子结构 第二次世界大战第二次世界大战中，飞机失事，座舱中，飞机失事，座舱盖炸碎，有机玻璃碎盖炸碎，有机玻璃碎片嵌入飞行员眼
10、睛，片嵌入飞行员眼睛，虽多年未取出，但并虽多年未取出，但并未引起不良反应。这未引起不良反应。这说明了什么？对医学说明了什么？对医学材料有什么启示？材料有什么启示？偶然的发现偶然的发现启示：说明某些有机玻璃有好的生物相容启示：说明某些有机玻璃有好的生物相容性，透光性好、化学稳定性强、无毒、易性，透光性好、化学稳定性强、无毒、易加工成型，可用作人工角膜。加工成型，可用作人工角膜。（二）医用高分子材料（二）医用高分子材料 人造血管人造血管人工膀胱人工膀胱人造心脏人造心脏人造膝关节人造膝关节人造肾脏人造肾脏人造皮肤人造皮肤 一张柔软的纸，白中一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的透出微黄，这张不起眼
11、的“白纸白纸”就是填补国内空就是填补国内空白的高科技白的高科技“人造皮肤人造皮肤”。这种这种“人造皮肤人造皮肤”能帮助能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤口尽快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将药清洗后，将“人造皮肤人造皮肤”敷贴在伤口上，很快敷贴在伤口上，很快“人人造皮肤造皮肤”就和人的身体长就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。在一起，成了真的皮肤。医用高分子材料及其用途医用高分子材料及其用途 1963.11.22 1963.11.22美国总统肯尼迪遇刺身美国总统肯尼迪遇刺身亡，总统的不幸遇难，进一步促进了科学亡，总统的不幸遇难，进一步促进了科学家对安全玻璃的研
12、究，也推动了这一领域家对安全玻璃的研究，也推动了这一领域的发展。的发展。安全玻璃的原理安全玻璃的原理 由玻璃（或有机玻璃）由玻璃（或有机玻璃）和优质工程塑料如和优质工程塑料如PVBPVB经特殊经特殊加工得到的一种加工得到的一种复合型材料复合型材料。在受到外界强烈冲击时，在受到外界强烈冲击时，PVBPVB膜片能够吸收冲击能量，不膜片能够吸收冲击能量，不产生破碎片。具有安全特性产生破碎片。具有安全特性的同时，还有优异的隔音、的同时，还有优异的隔音、光控、保温、隔热、防雾等光控、保温、隔热、防雾等性能。性能。9.11事件事件 VS 7.28事件事件20012001年年9 9月月1111日，两架民航客
13、机被恐怖分子劫持日，两架民航客机被恐怖分子劫持后，撞向世贸大厦，两座大楼被撞后燃起熊熊后，撞向世贸大厦，两座大楼被撞后燃起熊熊大火，相继倒塌。大火，相继倒塌。19451945年年7 7月月2828日日,因为雾天，一架因为雾天，一架B-25B-25飞机意外撞飞机意外撞向帝国大厦第向帝国大厦第7979层，机上层，机上3 3人和楼内人和楼内1111人死亡，人死亡，飞机燃油向外泄露，延烧至第飞机燃油向外泄露，延烧至第7575层。但帝国大厦层。但帝国大厦结构完好无损。结构完好无损。两楼采用的材料的不同：世贸大厦用的两楼采用的材料的不同：世贸大厦用的是合金钢（当时世界上最先进的合金材料），是合金钢（当时世
14、界上最先进的合金材料），而帝国大厦采用的是钢筋水泥混凝土结构而帝国大厦采用的是钢筋水泥混凝土结构（一种传统的（一种传统的复合型材料复合型材料）【思考思考】同样是飞机撞楼，为何后果大相径同样是飞机撞楼，为何后果大相径 庭？可能是什么原因？庭？可能是什么原因？研究表明：研究表明：满载油料的飞机撞击爆炸后产生的高满载油料的飞机撞击爆炸后产生的高温使世贸大厦倒塌的主要原因。温使世贸大厦倒塌的主要原因。基基 体体 增强剂增强剂 复合材料复合材料酚醛树脂酚醛树脂 玻璃纤维玻璃纤维 某种玻璃某种玻璃钢钢 复合材料复合材料 将将两种两种或或两种以上两种以上不同性能的材料组合不同性能的材料组合起来，一种材料作为
15、起来，一种材料作为基体基体，另外一，另外一 种材料种材料作为作为增强剂增强剂，就好像人体中的肌肉和骨头一，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的作用，结合在一起就产生某些样，各有各的作用，结合在一起就产生某些特殊性能。特殊性能。例如：玻璃纤维增强塑料例如：玻璃纤维增强塑料(玻璃钢玻璃钢)复合材料复合材料玻璃钢玻璃钢玻璃钢游艇玻璃钢游艇玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔 玻璃钢既玻璃钢既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点，用途的性质，又具有钢铁一样坚硬不碎的特点，用途十分广泛。十分广泛。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特碳纤维主要是由碳元素组成的
16、一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异。碳纤种纤维，其含碳量随种类不同而异。碳纤维复合材料作为汽车部件具有轻质、高强、维复合材料作为汽车部件具有轻质、高强、可设计性好、零部件一体化、耐冲击性好、可设计性好、零部件一体化、耐冲击性好、耐腐蚀性能好等优点。耐腐蚀性能好等优点。复合材料复合材料碳纤维碳纤维 结构型雷达吸波材料是一结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具备复合材料质载作结构件，具备复合材料质轻、高强的优点，又能较好地轻、高强的优点，又能较好地吸收或透过电磁波，已成为当吸收或透过电磁波，已成为当前隐身材料重要的发展方向。前隐身材料重要的发展方
17、向。复合材料复合材料隐身材料隐身材料 1 1、高分子智能材料、高分子智能材料 2 2、超导材料、超导材料 3 3、光电转换材料、光电转换材料 4 4、生物材料、生物材料 5 5、光解水催化剂、光解水催化剂 6 6、热电膜、热电膜 7 7、传感膜、传感膜新型导电塑料、电磁屏蔽材料等新型导电塑料、电磁屏蔽材料等有机高分子材料的发展趋势有机高分子材料的发展趋势一、旧材料性能改进推广一、旧材料性能改进推广二、研制新型功能材料二、研制新型功能材料 A.仅仅 B.仅仅 C.仅仅 D.练习题练习题 下列材料中，属于功能高分子材料的是下列材料中，属于功能高分子材料的是高分子膜生物高分子材料高分子膜生物高分子材
18、料 导电高分子材料离子交换树脂导电高分子材料离子交换树脂 医用高分子材料高吸水性树脂医用高分子材料高吸水性树脂D 复合材料的优点是复合材料的优点是 强度高质量轻耐高温耐腐蚀强度高质量轻耐高温耐腐蚀 A A仅仅 B B仅仅 C C除外除外 D DD 下列有关功能高分子材料的用途的叙述下列有关功能高分子材料的用途的叙述 中，不正确的是中，不正确的是A.A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保 水、改造土壤、改造沙漠水、改造土壤、改造沙漠 B.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.C.医用高分子材料可用于制造医用器械和医用高分子
19、材料可用于制造医用器械和 人造器官人造器官 D.D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的 淡化淡化D宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上上1010公斤重的舱内航天服，神六宇航员所穿舱内公斤重的舱内航天服，神六宇航员所穿舱内航天服是由我国科学家近年来研制的新型航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续连续纤维增韧纤维增韧”航空材料做成，其主要成风是由碳化航空材料做成，其主要成风是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，下列相关叙述错硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，下列相关叙述错误的是误的是A A它耐高温，抗氧化它耐高温，抗氧
20、化B B它比钢铁轻、硬，但质地较脆它比钢铁轻、硬，但质地较脆C C它没有固定熔点它没有固定熔点D D它是一种新型无机非金属材料它是一种新型无机非金属材料B聚合物要能导电，其内部的碳原子之间必须交聚合物要能导电，其内部的碳原子之间必须交替的以单键和双键结合，同时还必须掺杂处理替的以单键和双键结合，同时还必须掺杂处理才能成为真正的导电聚合物下列高分子材料才能成为真正的导电聚合物下列高分子材料可能具有导电性的是可能具有导电性的是A.A.B.B.C.D.C.D.C1.满含泪眼问问春花，春花却不答语，零乱的落花已经飘飞过秋千去。2.怎能忍受这孤独的馆舍正紧紧关住的春寒，特别在杜鹃悲啼不停夕阳将暮之时。3
21、.辞官归隐田园后融入大自然怀抱里的悠闲自得，忘却了荣辱得失，尽享田园生活之恬淡。4.惜别之情不是很浓烈，更没有悲伤，竟被眼前美丽的景观吸引了，若非急着去赴任，诗人定会继续欣赏下去，与大自然共享闲暇。5.文本解读本文是一篇论述生物社会行为的文章。作者选取了独特的视角，将一些群居性生物的行为与人类进行比较，描述了它们在集体行动中所表现出的高度组织性、协调性.6.以及作为群体出现时所表现的巨大力量和智慧，从而得出这样的结论：人类的社会行为与生物的社会行为有极大的共性，并非水火不容，而是可以互为比照的。7.很显然，作者的目的不是为了证明其他生物比人类更高明，也不只是为我们提供生物交流技术方面的有趣知识，更是以一个医学家、生物学家的睿智和敏锐的洞察力.8.对传统生物学过分强调个体行为和动物本能的观点进行了反思，也对人类盲目自大、不能充分认识自身生存危机作出了警示。9.人类虽然最终脱颖而出，主宰了这个世界，但人类的行为方式还具有和其他社会性生物相类似的特点，还需要联合，需要团结，才能源源不断地产生智慧，克服自身发展面临的种种困境，推动社会进步。
