1、13.3 高分子化合物与材料教学建议1.高分子化合物的合成教学中要对比介绍加聚反应和缩聚反应的原理,突出高分子化合物在组成、结构、相对分子质量的特点。为了易于理解,教学中要从比较简单的有机反应开始引入有关的聚合反应,并采用对比分析的方法,结合教科书中常见制品图片,帮助学生认识这两种重要反应,理解它们之间的区别和联系。2.塑料制品的加工高分子化合物在组成和结构上的差异造成了热塑性塑料和热固性塑料具有不同的特点,由此可以引导学生结合高分子化合物对“物质(组成)结构决定物质的性质(性能),以及在一定条件下,物质的性质(性能)决定物质的用途”这些化学基本观念有一个新的认识。3.性能优异的合成材料能导电
2、的高分子化合物、高吸水性树脂以及微胶囊不仅是“科学视野”中提供的一些功能高分子材料的实例,而且也是目前获得功能高分子材料三种主要途径的典型产品,同时也充分体现了化学合成的魅力。此外,塑料的改性以及复合材料则是获得性能优异合成材料的另外两个重要途径。4.环境中的高分子材料教学中要注意两方面的问题,即在生产和使用中要考虑材料的使用寿命和保护,同时,防止废弃高分子材料对环境的污染。参考资料世界上最轻的材料“全碳气凝胶”中国的科学家们研制出了一种全世界超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅每立方厘米 0.16 毫克,是空气密度的六分之一,也是迄今为止世界上最轻的材料。“气凝胶”是半固体状态
3、的凝胶经干燥、去除溶剂后的产物,外表呈固体状,内部含有众多孔隙,充斥着空气,因而密度极小。浙江大学高分子科学与工程学系高超教授的课题组将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干,去除水分、保留骨架,成功刷新了“最轻材料”的纪录。此前的“世界纪录保持者”是由德国科学家在 2012 年底制造的一种名为“石墨气凝胶”的材料,密度为每立方厘米 0.18 毫克。“全碳气凝胶的构造类似于碳海绵,哪怕将一个马克杯大小的气凝胶放在狗尾草上,纤细的草须也不会被压弯。”高超说。虽然看上去“脆弱不堪”,但“全碳气凝胶”可以在数千次被压缩至原体积的 20%之后迅速复原。此外,“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一。现有的吸油产品一般只能吸收自身质量 10 倍左右的有机溶剂,而“全碳气凝胶”的吸收量可高达自身质量的 900 倍。
