1、第三节 功能高分子材料案例探究 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑。当今有人将能源、材料和信息并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究、开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的需要。除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料，医用高分子材料，隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。这些新型有机高分子材料在我们的日常生活、工农业生产和尖端科学技
2、术领域中起着越来越重要的作用。思考：1.有1种新型有机高分子材料，它能使海水变为淡水，你知道它的名称是什么吗？试写出它的另外1种用途。2.你知道导电塑料和尿不湿（婴儿尿布）的主要材料是什么吗？自学导引 1.人们将_、_和_视为影响社会经济发展和进步的三大支柱产业，_是能源和信息发展的基础。答案：能源 材料 信息 材料2.在合成高分子主链或支链上引入某种_，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。答案：功能原子团3.有两种办法可以获得具有高吸水性能的树脂。（1）_。（2）_。答案：（1）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
3、，以提高它们的吸水能力（2）以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸CH2CHCOOH等为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物4.为弥补某种单一材料在性能上的缺陷，可将几种不同材料组合在一起制成_。答案：复合材料疑难剖析一、功能高分子材料和复合材料的比较材料名称功能高分子材料复合材料概 念既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组成的新型材料，分基体和增强剂性 能不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能应 用用于制作高分子分离膜、人体器官等用于汽车工业、机械工业、体育用品、航空航天、人类健康等【例1】 下
4、列物质不属于新型有机高分子材料的是（ ）A.高分子分离膜 B.液晶高分子材料C.生物高分子材料 D.有机玻璃思路分析：有机玻璃属传统三大合成材料，A、B、C选项中的物质都是新型高分子材料。答案：D二、有机高分子材料的发展趋势（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。【例2】 随着有机高分子材料研究的不断加强和深入，一些重要的通用高分子材料的应用范围不断扩大。下列应用范围是通用高分子材料的最新研究成
5、果的是（ ）A.新型导电材料 B.仿生高分子材料C.高分子智能材料 D.电磁屏蔽材料思路分析：随着社会的进步、科学技术的发展，高分子材料的作用越来越重要。特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高的要求，尤其是具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料。答案：AD三、两种常见功能高分子材料（1）高分子分离膜组成：高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。特点：能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。应用：物质分离。（2）医用高分子材料性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。【例3】 已知某高分子
6、膜结构如下：试写出其化学式_。思路分析：方法1：分别数出C、H、O、S原子个数，可得其化学式：（C30H28SO5）n。方法2：（1）数出C原子数：30，求出30个C原子饱和链烃分子中的H的原子数：302+2-2=60，减2是因为两端都未连H原子。（2）数出分子C=C双键数和C原子环数之和（即不饱和度）：16；根据烃分子中每增加1个C=C双键或1个C原子环，烃分子中就少2个H原子的道理，求出该分子中的H原子数：60-2=60-216=28。（3）分别数出分子中的S、O原子个数：1和5，得化学式：（C30H28SO5）n。答案：（C30H28SO5）n思维启示：不要将化学式写成（C30H30SO
7、5）n（忽略高分子的两端），也不要将化学式写成C30H28SO5（忽略高分子的聚合度）。拓展迁移 拓展点：生物高分子材料生物高分子材料可以粗略地分为三大类：软性即橡胶状聚合物、半结晶聚合物和其他有关聚合物。医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。1.主要的软性生物高分子材料聚合物名称主要用途硅橡胶组织代用品、药物释放器件、粘合剂、管形材料、接触镜等聚醚氨酯血液泵、贮血袋、人工心脏、管形材聚氯乙烯管形材、贮血袋橡胶管形材2.主要的半结晶生物高分子材料聚合物名称主要用途聚酯脉管接枝物、缝线、心脏瓣膜缝合环聚四氟乙烯脉管接枝物、血液和氧合器膜尼龙66缝线、敷料聚乙烯人工关节、宫内节育器
8、、药物释放器件纤维素肾渗析膜、药物释放器件、接触镜3.其他有关聚合物聚合物名称主要用途聚甲基丙烯酸烷基酯硬和软接触镜、牙科填料、骨粘固粉、眼内镜聚甲基丙烯酸-羟乙酯软接触镜、烧伤、敷料、涂药物释放基质聚甲基丙烯酸软接触镜组分、生物功能细珠聚丙烯酸胺软接触镜组分、生物电极聚N-乙烯基叱咯烷酮软接触镜组分、前期代血浆扩张剂聚氰基丙烯酸酯组织粘合剂、血管闭合剂聚丙烯酸锌盐牙科粘固粉 上面三个表中列举的是有关主要材料的主干结构类别。事实上，往往任何单一的聚合物都难以满足对生物材料的所有要求，因而又不得不采用共聚、接枝、交联以及表面化学修饰等多种手段（统称为改性），以制成各种复合材料，使其性能尽可能适应使用的特殊需要。