3.3 高分子化合物與材料 教學(xué)建議 1.高分子化合物的合成 教學(xué)中要對比介紹加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的原理,突出高分子化合物在組成、結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量的特點。為了易于理解,教學(xué)中要從比較簡單的有機(jī)反應(yīng)開始引入有關(guān)的聚合反應(yīng),并采用對比分析的方法,結(jié)合教科書中常見制品圖片,幫助學(xué)生認(rèn)識這兩種重要反應(yīng),理解它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。 2.塑料制品的加工 高分子化合物在組成和結(jié)構(gòu)上的差異造成了熱塑性塑料和熱固性塑料具有不同的特點,由此可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合高分子化合物對“物質(zhì)(組成)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)(性能),以及在一定條件下,物質(zhì)的性質(zhì)(性能)決定物質(zhì)的用途”這些化學(xué)基本觀念有一個新的認(rèn)識。 3.性能優(yōu)異的合成材料 能導(dǎo)電的高分子化合物、高吸水性樹脂以及微膠囊不僅是“科學(xué)視野”中提供的一些功能高分子材料的實例,而且也是目前獲得功能高分子材料三種主要途徑的典型產(chǎn)品,同時也充分體現(xiàn)了化學(xué)合成的魅力。此外,塑料的改性以及復(fù)合材料則是獲得性能優(yōu)異合成材料的另外兩個重要途徑。 4.環(huán)境中的高分子材料 教學(xué)中要注意兩方面的問題,即在生產(chǎn)和使用中要考慮材料的使用壽命和保護(hù),同時,防止廢棄高分子材料對環(huán)境的污染。 參考資料 世界上最輕的材料“全碳?xì)饽z” 中國的科學(xué)家們研制出了一種全世界超輕材料,這種被稱為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅每立方厘米0.16毫克,是空氣密度的六分之一,也是迄今為止世界上最輕的材料。 “氣凝膠”是半固體狀態(tài)的凝膠經(jīng)干燥、去除溶劑后的產(chǎn)物,外表呈固體狀,內(nèi)部含有眾多孔隙,充斥著空氣,因而密度極小。浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授的課題組將含有石墨烯和碳納米管兩種納米材料的水溶液在低溫環(huán)境下凍干,去除水分、保留骨架,成功刷新了“最輕材料”的紀(jì)錄。此前的“世界紀(jì)錄保持者”是由德國科學(xué)家在2012年底制造的一種名為“石墨氣凝膠”的材料,密度為每立方厘米0.18毫克?！啊?xì)饽z’的構(gòu)造類似于‘碳海綿’,哪怕將一個馬克杯大小的氣凝膠放在狗尾草上,纖細(xì)的草須也不會被壓彎?！备叱f。雖然看上去“脆弱不堪”,但“全碳?xì)饽z”可以在數(shù)千次被壓縮至原體積的20%之后迅速復(fù)原。此外,“全碳?xì)饽z”還是吸油能力最強(qiáng)的材料之一?，F(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸收自身質(zhì)量10倍左右的有機(jī)溶劑,而“全碳?xì)饽z”的吸收量可高達(dá)自身質(zhì)量的900倍。