高中人教版化学选修2课件：第3单元 课题3 高分子化合物与材料

高中人教版化学选修2课件：第3单元 课题3 高分子化合物与材料

第三单元 课题三 高分子化合物与材料 思考： 什么叫高分子化合物？请举例说明 你能说出几种合成高分子材料的方法吗？ 如：淀粉、纤维、蛋白质。相对分子量一般在一万以上，有的可达上千万。 加聚反应；缩聚反应 1. 加聚反应 加聚反应：在一定条件下，可以发生自身加成反应而形成高分子化合物。这一类反应称为加成聚合反应。简称加聚反应。 ［举例］写出聚氯乙烯的化学反应方程式 指出各反应的单体、链节和聚合度 ［练习］写出聚乙烯的化学反应方程式。 　　　　指出各反应的单体、链节和聚合度。 ［注意］ 高分子化合物为混合物，没有固定的溶沸点 一、高分子化合物的合成 ２ . 缩聚反应 缩聚反应：由单体分子之间发生一系列类 似于酸与醇合成酯类的反应叫缩合聚合反应。简称缩聚反应。 写出对苯二甲酸与乙二醇反应方程式 发生缩聚反应的必要条件是什么？ 两种单体分子都含有两个以上能够相互反应的 官能团 . 常见产品：涤纶、锦纶、酚醛树脂 二、塑料制品的加工 热塑性塑料 热固性塑料 可以反复加工，多次使用 一旦加工成型就不会受热熔化 添加了特定用途的添加剂的树脂 聚乙烯 酚醛树脂 线性结构 网状（体形）结构 １ . 塑料的改性 三、性能优异的合成材料 填充改性 共混改性 共聚改性 因素： 单体的组成和结构、高分子的相对分子质量、高分子链的形状以及高分子的聚集状态 2. 功能高分子材料 方法： 直接聚合 - 能导电的 主链或侧链引入特殊功能基团－高吸水性的 加工成型实现－微胶囊 类型：离子交换树脂、离子交换膜、高分子药物、人造器官、光纤、液晶、光盘、磁盘等。 3. 复合材料 复合材料一般由起黏结作用的基体和起增强作用的增强体两种材料构成。 玻璃钢：将玻璃纤维和高分子化合物（如聚酯树脂、环氧树脂等）复合而成的。 四、环境中的高分子材料 高分子材料的老化：高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差，这种现象称为高分子材料老化。 环境降解高分子材料：可降解材料是指一类各项性能在保存和使用期内满足要求，使用后在自然环境中可降解为无害物质的材料。 废旧高分子材料的回收：再生。 材料的分子设计是指应用已有的系统化的分子结构和性能等知识和信息，指导合成具有预期性能的材料。 通常采用“ 逆向而行 ”的思维方法，即根据所需性能来设计结构并进行制备。 科学家成功地设计了 半导体超晶格材料 ，通过人工设计和调控材料中的电子结构，由组分不同的半导体超薄层交替生长而成多层异质周期结构材料，从而极大地推动了半导体激光器的研制。 材料的分子设计 目前作为针对性的或局部性的高分子设计已取得很大进展。 纤维分子设计中的 仿丝绸 纤维设计，难燃性、耐热纤维的设计等； 塑料的分子设计中的 ABS 系树脂的分子设计，透明聚氯乙烯用的助剂的分子设计等； 为了保护环境、消除 “ 白色污染 ” 的 自然降解高分子 的分子设计，具有某种生物效能的高分子的分子设计等。 研制 自然降解型高分子 的基本方法就是在原料聚合物中引进或造成感光性或感氧性结构或可发生微生物降解结构。 (1) 用共聚法在高分子链上引入极少量羰基 乙烯与一氧化碳、苯乙烯与丙烯醛共聚可得： 聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它们的共聚物等也可以用通过共聚引入羰基的方法达到类似的效果，获得具有预期寿命的聚合物。 由于 羰基 的存在，制品易被阳光降解。 现以光降解和微生物降解的分子设计为例，举例简介于下： 可降解高聚物的分子设计 天然高分子如淀粉、纤维素等可被微生物分解。但合成高分子由于硬度、疏水性等原因，酶不能渗入其内部，无法被分解。 方法一 ：采用 改性天然高分子 如改性淀粉与合成高分子共混，使其制品在自然条件下因天然高分子组分被生物分解而粉碎。但是残留的碎片是合成高分子。 方法二 ：采用 聚合物改性 方法，把少量亲水性基团引入聚烯烃分子中，使微生物能够渗入到材料内部从而发生微生物降解。 (2) 合成可为微生物分解的聚合物 选读材料 医用功能高分子 功能高分子材料指除传统使用性能外，还具有某种特定功能的高分子材料。 功能高分子材料 电磁功能高分子材料 如导电高分子材料、高分子磁性体、磁记录材料等。 光功能高分子材料 如光导材料、光记录、光敏剂、感光材料等。 分子材料和化学功能材料 如分离膜、离子交换树脂、高分子催化剂等。 生物医用高分子材料 如人造器官、医用高分子器械、医用高分子药物、仿生高分子等。 作为 医用高分子材料 ，应符合以下要求： ④ 不因高压煮沸、干燥灭菌、药液等发生变质。 ① 化学性能稳定，对生理组织的适应性良好，无毒； ② 无致癌性和生理排异性，不导致血液凝固与溶血，不产生新陈代谢的异常现象，不引起生理机能的恶化与降低； ③ 耐生物老化； 表 7-3 医用高分子材料和用途 应用范围 材料名称 人造血管 人造丝、尼龙、腈纶，硅橡胶、聚四氟乙烯 人工心脏 聚氨酯橡胶、硅橡胶、天然橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚四氟乙烯、涤纶 人工心脏瓣膜 聚氨酯橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯 心脏起搏器 硅橡胶、聚氨酯橡胶 ( 续上表 ) 人工食道 聚乙烯醇、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶 人工气管 聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶、聚乙烯醇 人工输尿管 聚四氟乙烯、硅橡胶、水凝胶 人工头盖骨 聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、碳纤维 人工喉 硅橡胶、聚乙烯 人工膀胱 硅橡胶 人工血浆 右旋糖肝、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮 人工眼球 泡沫硅橡胶 高分子材料应用于医疗上的很多方面：塑料注射器、血液袋、避孕器具、牙科材料、人造器官、人造关节、人造骨骼等。 作为人工器官材料，必须具备生物功能性质，具备 生物相容性 ，由于各种器官在生物体中所处的位置和功能不同，对材料的要求也不能一概而论。 如 人工心脏 和 人工血管 ，具有高度机械性能和耐疲劳性能； 人工肾 ，具有高度选择透过功能等。