2019高中化学 应用广泛的高分子材料 功能高分子材料（基础）知识讲解学案 新人教版选修5.doc

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1、1应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料 功能高分子材料功能高分子材料【学习目标学习目标】 1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能，了解“三大合成材料”的结构、性能和用途； 2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用，了解治理“白色污染”的途径和方法； 3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用； 4、以合成高分子化合物的背景，了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料（包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂 料等） ；功能高分子材料（包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等）

2、和复 合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。 【要点梳理要点梳理】 要点一、塑料【高清课堂：高清课堂：应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#应用广泛的高分子材料 功能高分子材料】1塑料的成分。塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的 具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如，提高柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止塑料老 化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。2塑料的种类。分类的原则类型特征和举例热塑性以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、 聚苯乙烯等按树脂受热 时的特

3、征热固性以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，如酚醛树脂、脲醛 树脂等通用塑料通用性强，用途广泛、产量大、价格低，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙 烯、聚丙烯等按应用范围 及性能特点工程塑料机械性能较好，强度高，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、 聚碳酸酯、氟塑料等3几种重要的塑料的性质。（1）聚乙烯塑料的性质。聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达100；化学稳定性好，能耐大多 数酸、碱的腐蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。聚乙烯塑料品种很多，应用广泛，主要有：薄膜（低密度聚乙烯，有良好的透明度和一定的抗拉强度） 用于各种食品、医

4、药、衣物、化肥等的包装；中空制品（高密度聚乙烯，强度较高）用于塑制各种瓶、桶、罐、 槽等容器；管板材（高密度聚乙烯）用于铺设地下管道和建筑材料；纤维（线型低密度聚乙烯）用于生产渔网 绳索；包覆材料，用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。（2）酚醛树脂。酚醛树脂是用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。酚醛树脂属于热固性塑料，体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。 要点二、合成纤维【高清课堂：高清课堂：应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#合成纤维】1化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。2合成纤

5、维：类型特征和举例合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点。如天然纤维：如棉花、羊毛、麻等化学纤维：人造纤维：如黏胶纤维 合成纤维：如“六大纶” 、光导纤维等纤维2涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶特种合成纤维具有某些特殊性能。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等合成纤维性能优异，原料来源丰富、价格便宜、用途广泛、生产不受气候等自然条件的限制。涤纶、锦纶、 腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合成纤维的“六大纶” 。它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖 等优点。合成纤维除了改善了人们的穿着外，还被广泛用于工农业生产和高科技的各个领域。 要

6、点三、橡胶1橡胶是具有高弹性的高分子化合物。2根据来源不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。3合成橡胶以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成，已经发展有丁苯橡胶、顺丁橡胶、 合成天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等品种。4合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。比如，顺丁橡胶的特点是 弹性高，耐磨、耐寒 性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。 要点四、功能高分子材料1概念。在合成高分子的主链或支链上接上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能，以满足光学、电 学、磁学、热学、化学、生物学、医学等方面的要求，这样形成的高分

7、子统称为功能高分子。2分类。目前，常用的功能高分子材料的分类可表示如下：3几种重要的功能高分子材料。（1）高吸水性树脂：有两种方法可以获得具有高吸水性能的树脂：a对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，住它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提 高它们的吸水能力。b以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性聚合物。这两种方法的共同点是：都要在反应中加入少量含有两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链 间发生交联，得到具有网状结构的树脂。高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改造土壤、改造沙漠。（2）离子交换树脂主要用于分离

8、和提纯，如制取去离子水，回收工业废水中的金属，硬水的软化等。（3）医用高分子（如硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等）的生物相容性较好、安全无毒，可用于制造 医用器械和人造器官。 要点五、复合材料1概念。复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，其中一种材料作为基体，其他材料作为增强剂。2性能。复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过单一材料。3应用。高吸水性树脂 离子交换树脂 光敏高分子 导电高分子 高分子催化剂和试剂 医用高分子 高分子膜常用功能高分子材料3复合材料主要应用于宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。 要点六、合成

9、材料的应用及发展合成材料广泛应用于工农业、国防、医药卫生、交通及日常生活等领域。随着经济的发展，各行各业对材 料的需求在逐渐增多，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，在人们的生产和生活中将发挥越来越重要的作用。合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一些塑料制品所带来的“白色污 染”尤为严重。目前，治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始，从长远来看，可逐步以可降解塑 料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”问题。【典型例题典型例题】 类型一：合成材料的性能及用途例 1 下列说法中正确的是（ ） 。A天

10、然纤维就是纤维素B合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品C化学纤维的原料可以是天然纤维D生产合成纤维的过程中发生的是物理变化 【思路点拨】本题考查对合成材料的性能、用途的理解与掌握以及对三大合成材料的优缺点的对比与分析。【答案】B、C【解析】天然纤维不仅包括纤维素，还包括羊毛、蚕丝等；生产合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤 和农副产品，在生产过程中必包含有加聚或缩聚反应，应属化学变化；化学纤维的原料可以是天然纤维。如黏 胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。 【总结升华】注意本节要点中概念的内涵和外延。在学习化学的过程中，需要准确理解概念的实质才能应 对题干中一些模糊的选

11、项做出判断。举一反三：举一反三：【变式 1】下列原料或制成的成品中，可溶于有机溶剂的是（ ） 。A有机玻璃B从废轮胎上刮下的橡胶粉末C涤纶绳（其主要成分为）D电木 【答案】A、C【变式 2】下列说法中正确的是（ ） 。A合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维B酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料C锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的臭味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末D维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有羟基的缘故 【答案】A、D【变式 3】下列说法中正确的是（ ） 。4A硫化橡胶遇汽油能发生溶胀B聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能C合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚

12、合而成的高分子D橡胶的老化实质上发生的是酯化反应 【答案】A、C例 2 橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某 些橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理，即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应；橡胶制品硫化程 度越高，强度越大，同时弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是（ ） 。A医用橡胶手套 B皮鞋胶底 C自行车内胎 D橡皮筋 【答案】B【解析】皮鞋胶底要求强度大，弹性差，此时硫化程度高。类型二：功能高分子材料及复合材料的结构和性能例 3 下列材料属于复合材料的是（ ） 。A聚丙烯 B铝合金 C黏合剂 D玻璃钢 【思路点拨】本题考查

13、复合材料的结构、性能和应用等。 【答案】D 【解析】复合材料是由两种或两种以上的材料组合成的一种新型材料。复合材料可以发挥每一种材料的长 处，并避免其缺点，这样既可以充分利用资源，又可以节约能源。如玻璃钢是以玻璃纤维作增强材料，树脂作 基体的复合材料，玻璃钢是一种复合材料。 【总结升华】聚丙烯、黏合剂均属于高分子材料，铝合金是铝和其他金属的特殊混合物，都不是复合材料。举一反三：举一反三：【变式 1】下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是（ ） 。A高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤、改造沙漠B离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C医用高分子可用于制造医用器械和人造器官D聚乙

14、炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化 【答案】D类型三：合成材料对环境的危害例 4 环保专家预言：废弃的地膜最终将成为祸害。武汉大学张俐娜教授提出用甘蔗渣、麦秆、芦苇浆做原 料生产“再生纤维素共混膜”的研究课题，终获成功。使用“再生纤维素共混膜”不但能使农作物增产 20， 而且其使用寿命一旦终结，其成分的 30可被微生物吃掉，剩余部分会在 40 多天内自动降解，对土壤无副作 用。请回答下列问题：（1）普通地膜能造成什么“祸害”？（2）有人建议焚烧处理这些普通塑料废弃物，你认为可行吗？为什么？（3）写出这种“再生纤维素共混膜”的主要化学成分（纤维素）的基本结构简式，该薄膜降解可能生成什 么？【答案

15、】 （1）普通地膜等塑料废弃物性质稳定，在自然界中难被生物降解，长期留在土壤中，会破坏土壤 结构，降低土壤肥效，对农业生产造成危害。（2）不行。焚烧废弃塑料，尤其是含氯塑料会严重污染环境。 （3）C6H7O2(OH)3n，该薄膜降解可能生成 CO2和 H2O（及其他无机盐）等。【解析】塑料废弃物形成污染的主要原因是所用的合成树脂结构稳定。不易降解成小分子。而“再生纤维5素共混膜”可以自动降解。故可以防止污染的产生。 举一反三：举一反三： 【变式 5】下列高分子在空气中燃烧只生成 CO2和 H2O 的是( )A、白明胶(动物胶) B、粘胶纤维C、氯丁橡胶 D、毛发【答案】B【变式 2】为了保护人类的生存环境，人们开始着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：_ _ _。科学家展望，21 世纪的高分子化学，要制造出对 环境友好的高分子，包括在环境中可降解的塑料。例如，以_和_为原料制成聚乙烯光降解塑 料；以_和_为原料制成微生物降解塑料等。【答案】直接用作材料 热解成单体 制成燃油和燃气 乙烯 CO 纤维素 淀粉