高中化学 化学与生活《垃圾的妥善处理与利用》教案4 鲁科版选修

1、课题5 几种高分子材料应用教学资源 1导电塑料与发光塑料 导电塑料是目前国际上十分活跃的研究开发领域，已从实验室研究发展到应用研究阶段，成为新一代电子材料。 绝大部分的高分子合成材料都具有绝缘性，这是由结构决定的。而聚乙炔(CH=CHCH=CHCH=CH)及类似结构的高分子化合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等具有导电性，称为结构型导电高分子。这类导电高分子材料的合成工艺复杂，成本较高。而复合型导电高分子，即在高分子中加人各种导电物，如金属、石墨粉等，经加工形成表面导电膜。这类导电高分子材料加工简单、成本低，因而被广泛应用于电子、汽车、民用等领域。 导电塑料最重要的用途之一是制造电池。用导电塑料制成

2、的电池，一极是金属锂，一极是聚苯胺导电塑料，电池可多次重复充电使用，工作寿命长。导电塑料制成的电池是轻薄便于携带的电源，有的像硬币大小，有的如明信片一般大小。导电塑料能把太阳光中几乎所有能量都吸收下来，因此它是制作太阳能电池的理想材料。 导电塑料具有防静电的特性，因此可以用于电磁屏蔽，是理想的电磁屏蔽替代品，可以应用在计算机房、手机、电视机、电脑和心脏起搏器上。塑料芯片成本低，有可能取代硅芯片，成为未来极有发展潜力的新一代芯片。根据部分导电塑料可电致发光的原理，已开发出新型可发光显示器。导电塑料显示器可用在移动电话、太阳能电池和微型电视以及可折叠的电视屏幕、超大型或弯曲型显示屏上。导电聚合物与

3、纳米技术相结合，可制成分子电线、分子电路以及分子器件和电子元件，为推动世界IT产业的进步，开辟更广阔的空间。导电塑料还可以作为机器人的人工肌肉，能膨胀、收缩，类似人的四肢运动。导电塑料能根据环境湿度变化制成智能恒温电缆用于农业温室土壤加热；用于石油管道、机场跑道的保温；还可制成恒温地毯、恒温床垫等。美国则已把导电塑料用在隐形飞机上。 现在，不少电影院和剧场的坐位牌都用发光塑料制成，城市街道的路牌、路标、交通示意图以及家庭中门把手、电灯开关、电话键盘等也都用发光塑料制成。塑料本身是不会发光的，发光塑料是在塑料中加进去如硫化锌、硫化钙等金属化合物和一些所谓发光染料等物质，再经过紫外线或其他短波射线

4、激发，才会在夜问或黑暗处发出荧光。 2聚氨酯树脂 法国化学家拜尔于1937年发现了异氰酸酯与活泼氢的反应开始了聚氨酯(PU)树脂的研究与应用。自20世纪40年代法国人制取聚氨酯黏合剂以来，聚氨酯树脂的研究与应用在世界范围内的应用日益广泛，生产规模不断扩大，相继发明了聚氨酯混炼胶、浇注胶、泡沫塑料等。20世纪70年代以后，聚氨酯合成材料向系列化、合成与加工连续化、自动化高效率发展；80年代品牌达300个以上；改革开放后我国聚氨酯新材料迅速发展。聚氨酯弹性体主要用途有：生产汽车保险杠及汽车外围、轮胎、传送带、设备衬里、防滑踏板、高压密封件、飞机油箱、输油管、电线、电缆、泡沫及薄膜包装材料、理想防震

5、橡胶、服装革、鞋底、弹性纤维纺织品、塑胶跑道及各种运动场地、弹性地板涂料、黏合剂、塑胶地板砖、人造地毯、油墨、压敏纸及防水材料等。 回收废聚氨酯可以达到保护环境和节约材料和能源的目的。回收方法有： (1)材料回收：将废旧聚氨酯粉碎，然后黏合、加压、挤出成型，重新做成板材或用做填料，制作地板革、田径赛场铺面材料。 (2)化学回收：用低分子量二元醇、二元胺使废旧聚氨酯解聚成原料；经醇解得到的多元醇可作为原料使用。(3)能量回收：聚氨酯燃烧时放出的热量介于聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)之间；产生有毒气体氢化氰的量低于尼龙、羊毛等，同时还产生一氧化碳等有毒气体，故必须注意防止对大气环境的污染。 3

6、高吸水性树脂 高吸水性树脂也叫超强吸水剂，是广泛应用的具有实用价值的功能高分子材料。高吸水性树脂是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团并具有一定交联度网状结构的高聚物。如聚丙烯酸用多元酸交联成网状结构；聚乙烯醇用顺丁烯二酸酐交联成网状结构等。它不溶于水，也不溶于有机溶剂，并具有独特的性能：通过水合作用能迅速地吸收几十倍乃至上千倍自身重量的液态水，吸水溶胀以后具有凝胶化性质，即使在加压下也具有保水眭。1 96 1年，美国农业部北方研究所等从淀粉接枝丙烯腈开始研究，并首先应用在土壤改良、保水抗旱、育种保苗等方面。 高吸水性树脂吸水后形成的凝胶有一定的强度，对生物组织无机械刺激作用，同时吸氨性好，1 9

7、79年在日本首先将其引入卫生用品使用，市场潜力和应用受到人们的重视，消费量也迅速增长。除卫生用品外，在日用化工、农林与园林绿化、电缆、土木建筑、石油开采、医疗、食品工业、电子工业等领域也得到广泛应用，如最新研制的地下防水材料“膨胀橡胶”，用它堵塞漏水的缝隙，效果十分显著。 高吸水性树脂按原料来源分为淀粉系、纤维素系、蛋白质系、其他天然高分子化合物及衍生物系、合成树脂系等几大类。淀粉等天然高分子化合物虽然具有一定的吸水能力，但是必须经过接枝共聚等结构上的改造才能变为高吸水性树脂。合成树脂类尤其是聚丙烯酸盐类，具有原料来源丰富、工艺简单、防霉变、综合吸水陛能优良等特点，成为高吸水性树脂产品的主流。 高吸水性树脂普遍存在吸盐水能力差的问题。通过使亲水基因多样化和进行接枝共聚等措施，使吸盐水率明显提高。高吸水性树脂材料的复合化显示出优越的性能。使高吸水性树脂与无机物、有机化合物、高分子材料等复合，能制备出性能优良的、成本较低的吸水性复合材料，如吸水性纤维、吸水性橡胶、吸水性塑料、高吸水性树脂高岭土复合材料等。 高吸水性材料在应用方面卫生材料仍为主流，其需求量不断增大。由于我国淡水资源十分贫乏，水土流失严重，荒漠化土地日趋扩展；并且我国正处在工业化、城市化加速发展阶段，城市草坪业和花卉业将有巨大发展空间。高吸水性树脂作为土壤