新型有机高分子材料
教学目标
1．使学生初步了解两类新型有机高分子材料的功能和用途。

2．通过对新型有机分子材料的学习，培养学生的阅读能力和想象能力。

3．认识有机高分子材料在日常生活、高科技等领域中所发挥的重要作用，激发学生的学习兴趣和热爱科学、崇尚科学的精神。

教学重点、难点
功能高分子材料（高分子分离膜和医用高子材料）和复合材料的功能及用途。

教学方法
采用阅读、讨论相结合的方法。

教学过程
[提问]当代社会新技术革命的三大支柱是什么？
[学生回答]材料、能源、信息。

[介绍引入]其中材料又是能源和信息发展的物质基础。

随着科学的发展，特别在一些高科技领域中人们对传统材料提出了更高的要求来适应科学发展的需要。

有需求，科学家们就要想办法解决，因此产生了一系列的新型高分子材料。

今天我们主要通过分析社会上急待解决的几个问题让学生发挥自己的想象来合成新型的材料。

[讲授新知]新型有机高分子材料
[问题]水资源危机是当今社会上的重要能源危机之一，思考有哪些方法可以解决？学生讨论，教师引导。

[学生总结回答]几种可行方法，如：节约用水、把污染的水净化或把海洋的水淡化。

[提问]如何把海水和污染的水去除杂质？
[学生回答]蒸馏、沉淀、磺化媒、过滤等方法。

[讲解]对学生所提的方法进行评价，帮肋找出错误或不足。

蒸馏：不适合大量的生产；沉淀：海水中Na+不容易沉淀，而且这种化学方法还会引进其他杂质离子；磺化媒是用来软化硬水的，它的原理是把硬水中的Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+ 进行交换，除掉了Ca2+、Mg2+，但又引进了Na+。

[设想]既然有能进行阳离子交换的树脂，能否设计可以进行阴离子交换的树脂？
[学生回答]可以。

[设想]即然有进行阳离子交换的树脂又有进行阴离子交换的树脂，那就可以把溶液分别通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，这样原溶液中的离子就通过交换变成别的阴、阳离子，思考变成什么阴、阳离子最好？
[学生回答]转变成H+和OH?，最后得到不含其他离子的纯净水。

[讲解]科学家根据这样的思路已经把它应用到实际生活中，如生产去离子水，主要应用于锅炉用水等，但这种方法不适合大面积的生产生活用水。

[引导]通常化学中的过滤是用来固液分离，而我们要把海水淡化是希望让海水中的水分子“滤过”，但海水中的Na+、Cl?、Mg2+等不要“滤过”，有无这样的“滤纸”呢？（提示生物中的膜）[学生回答]合成一种像细胞膜一样的选择性透过膜，这种膜只能让水分子透过，而不能让其他离子透过。

[讲解]利用仿生学原理，我们只要让海水通过这层膜，Na+、Cl?、Mg2+等被拒之门外，而纯净的水
可透过膜，方法简单，适合大规模的生产。

科学家已经把这种方法应用在大规模生产中，相信不用多久，我们水资源缺乏的问题就要解决了。

[提问]这种膜能否应用到污水处理、消毒、食品工业等上呢？
[学生分析]我们可以把这个高分子离膜改进，让细菌、微生特等不能通过，这样就可以进行污水处理、消毒等。

让一些营养物质不能通过，在食品工业上就可以浓缩营养物质，如果汁浓缩等。

[介绍]膜分离技术是被公认为20世纪到21世纪中期最有发展前途的高技术之一，它被广泛应用到各个生产领域，已形成相当规模的工业技术体系。

[讲解]这些膜不同于普通的高分子材料，它们都具有让某些物质选择性透过，而让另一些物质分离掉的功能。

我们把这一类既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料称为功能高分子材料。

[板书]一、功能高分子材料
1、高分子分离膜：
功能：选择性透过
[讲述]我们可以再大胆地想像一下这种膜不仅用在物质的分离上，未来我们还可以将它用在能量转换上，如用它来制传感膜把化学直接转变成电能，不需要设计成原电池；再如电膜把热能转化成电能等，这种新型的高分子膜为缓解能源和资源的不足带来希望。

[板书]2、医用药分子材料
功能：生物相溶性、机械性
材料：主要是橡胶、纤维、塑料
[展示]一些人造器官的图片。

[过渡]材料家族中有合成高分子材料、金属材料和无机非金属材料等。

它们都在社会中占有一定的分量，可它们又各有缺点。

如金属材料易腐蚀，合成高分子材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易破裂等。

能不能找到一种兼具它们优点的材料呢？复合材料的出现很好地回答了这个问题。

[板书]二、复合材料
[投影]用复合材料制成的船体、保暖内衣、直升飞机的螺旋桨、玻璃钢桌椅，用石墨和玻璃纤维合成的跳高用撑杆等实物图片。

[投影]介绍玻璃钢的组成、性能和应用的文字资料。

[讨论]阅读后，由学生叙述玻璃的组成，并避免其弱点，既能充分利用资源，又能节约能源。

它在汽车、机械、体育等行业，尤其是宇航工业有广泛的应用。

[讨论]展望21世纪，谈谈你所知道的未来有机高分子材料的发展趋势或者你对高分子材料的设想等。

[讲解]有机高分子的发展趋势：一方面是原有材料的改进和推广，另一方面是研制有特殊功能的新型材料。

未来复合材料的研究方向主要集中在纳米复合材料、仿生复合材料和发展多功能、机敏、智能复合材料等领域。

[作业]试举出日常生活中你接触到的新型有机高分子材料，简要叙述它们的主要功能和用途。

发挥你的想象力，设想未来高分子材料可能具有的功能。

有兴趣的同学可围绕这一主题写一篇科幻小文章。