选修5功能高分子材料 ppt课件

2020/11/29
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4．几种常见的功能高分子材料
(1)高吸水性树脂
①定义
能快速吸收大量水分并膨润成凝胶状的树脂。具有高吸水性和保水性，吸水能力可达 自重的数百倍，甚至千倍。通常由水溶性高分子适度交联制成。
吸水前
吸水后
吸水前
尿不湿 吸水后
七彩植物养护水晶泥
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聚丙烯酸钠颗粒
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②制备方法
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传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？
纤维素的结构简式
纤维素链
OH
O
H
OH
亲水基
OH
OH
O
O
O
H
HH
H H
H
O
O
H
HH
H
发现其每个链节上都有—OH，它是一种亲水基
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思考：强吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不湿”，还有哪些用途？
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如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。
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人造皮肤
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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— — “微型水库”。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业、林业、园艺、建筑等。
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上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜 具有特点：吸收相当于自重80%水，才变得柔软、 透气、舒适、戴时长
制备隐形眼镜所用的原料主要是丙烯酸羟乙酯 （CH2=CHCOOCH2CH2OH）
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1．在橡胶工业中，制造橡胶要经过梳化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在
制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。 请你想一想，为什么都要做成网状结构？目的是否相同？
解析：橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为增加橡胶的强 度；高吸水性树脂将线型结构连接为体型结构是使它既吸水又 不溶于水。
聚丙烯酸钠如何合成？
思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物 CH2=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠？
CH2=CHCOOH CH2=CHCOONa 加交联剂得网状结构
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加交联剂的目的是什么？
•高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而
又不溶于水，耐挤压。
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能源
三大 支柱
产业 材料
信息
有机合成材料是材料工业的一 个重要方面
是能源和信息发展的基础 时代 的划分常以材料为标志
社会经济发 展和进步
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1．新型有机高分子材料 (1)概念：
具有传统有机高分子材料所没有的特性的有机高分子材料。如具有光、电、磁等特殊 功能的高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料。
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《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明，其中 “尿不湿” 榜上有名
为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大的100项发明呢?最初是为
谁专门设计的呢？
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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”。
美国从1959起甄选的7位宇航员合影
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“神舟5号”、 “神舟6号”上天的三位航天员先后也都使用了 “尿不湿”
航天员专用“尿不湿”1克能吸收约1000克水 ，吸水性远强于一 般婴儿使用的“尿不湿”
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• “尿不湿”是航天产品“下凡”的成功典 范！现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊 成人使用的，更有趣的是有些宠物也系上 了“尿不湿”出门溜达，以保护公共卫生。
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“2004海水淡化及利用技术国际研讨会”在天津召开.
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(2)高分子分离膜
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①高分子分离膜的组成： 是用具有特殊分离功能的高分子材料制成
②高分子分子膜的特点： 能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。
③分子膜的应用： 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
a.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的 支链．以提高它们的吸水能力。例如，将淀粉与丙烯酸钠在引发剂的作用下共聚，生成以 淀粉为主链的接枝共聚物，同时与交联剂反应，生成具有网状结构的淀粉——聚丙烯酸钠 接枝共聚物高吸水性树脂。
b.以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸CH2＝CH－COOH等为单体，均聚或两种单体共聚 得到亲水性高聚物。例如，丙烯酸单体用NaOH中和得到丙烯酸钠，加入少量交联剂，再 在引发剂作用下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
具有新型骨架结构的高分子材料 和在天然或合成高分子的主链或支
链上接上带有显示某种功能的原子团，使高分子具有特殊的功能，满足光、电、磁、化学、 生物、医学等方面的功能要求，这类高分子通称为功能高分子。
聚丙烯酸钠
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聚乙炔制品
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3．品种和分类
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功能高分子材 料
高吸水性树脂 高分子分离膜 液晶高分子 导电高分子 医用高分子
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水体净化 2020/11/29
高分子分离膜
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(3)医用高分子材料 ①性能 优异的生物相容性；很高的机械性能。 ②应用 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
医用高分子器械
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人造皮肤
人造心脏
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人造关节
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人工心脏瓣膜
资料显示：
1987年，英国
一次性尿布销
售利润达2亿英
镑。设想一下
我们中国这样
一个人口大国，
利润有多么惊
人！
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你了解“尿不湿”的材料吗？它应该有什么性能？
“尿不湿”起作用的物wk.baidu.com是一种功能高分子材料，具有很强的吸水能力。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 ）P114
(2)发展趋势： ①对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不
断扩大。如新型导电塑料和电磁屏蔽材料。 ②与人类自身密切相关、具有特殊功能材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，
如仿生高分子材料、高分子智能材料等。
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2．功能高分子材料
功能高分子材料的涵义P113