人教版高中化学选修第三册：5.2.2 功能高分子材料-教学设计.pdfVIP

第五章合成高分子

第二节高分子材料

第二课时功能高分子材料

塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。在

科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不.仅给社会和人

们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，已成为衡量一个国家现代化程

度的标志之一。

本节教学内容是在学完高分子基本合成方法和结构特点之后，从“三大合成材料”人手认识合成

高分子材料的概貌。“三大合成材料”与学生生活息息相关，教学中应注意联系学生的生活实际，从

身边的常见物质人手。充分利用广泛的生活事例，将会使学生感到熟悉、亲切、生动，可增强学习

的兴趣和热情。教学策略侧重于使学生了解高分子合成材料的分类及主要用途；帮助学生了解塑料、

合成纤维、合成橡胶中典型代表物的有关聚合反应、聚合物的结构、性能特点；通过活动课或探究

性学习介绍治理“白色污染”的途径和方法，培养学生关注和爱护自然，树立社会责任感，培养环境

保护意识。

课程目标学科素养

1.了解功能高分子材料的结构特点和重要1.宏观辨识与与微观探析：了解功能高分子材料的结

性能。构特点和重要性能。

2.了解合成高分子在高新技术领域的应用2.科学态度与社会责任了解合成高分子在高新技术:

以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的

献。贡献。

教学重点：功能高分子的结构对性能的影响

教学难点：功能高分子的结构对性能的影响

讲义教具

【新课导入】

[展示]帆船、人造心脏。

【讲解】

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。

常见功能高分子材料有高分子分离膜、高分子催化剂、磁性高分子、记忆高分子、高吸水性材

料、医用高分子材料、高分子药物等。

任务一：高吸水性树脂

(1)用途：高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。例如,在苗木根部放上一

些吸足了水的高吸水性树脂,可以使苗木在生长发育过程中有充足的水分。再如,婴幼儿使用的纸

尿裤可吸人其自身质量数百倍的尿液而不滴漏,保证了婴幼儿白天活动与夜晚安睡。

(2)启发：人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发,了解到它们的吸水性与纤维素分子

链带有许多亲水的羟基有关。但是它们的吸水能力只有其自身质量的20~40倍,挤压后保有的水

量也比较少。

(3)改进思路：人们要得到比棉花和纸张的吸水性更好.且耐挤压、保水好的高吸水性材料，可以有

两种思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团；二是合成新的带有强亲水基团的高

分子。

(4)合成方法：

①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在它们的主链上再接入带有强亲水基团的支链，以提

高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的

淀粉­聚丙烯酸钠高吸水性树脂。

②以带有强亲水基团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水基团的高聚物。如在丙烯

酸钠中加入少量交联剂，在一定条件下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。

聚丙烯酸钠的结构简式为。

【思考与讨论】

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。

【讲解】

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。

【过渡】

天然存在的物质和人工合成