2013届高二化学课件5-3功能高分子材料(选修5).ppt

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1、第三节功能高分子材料第三节功能高分子材料(共共1课时课时)1能能举举例例说说明明生生活活中中接接触触的的新新异异的的有有机机高高分分子子材材料料，认识到功能材料对人类社会生活生产的重要性。认识到功能材料对人类社会生活生产的重要性。2激激发发对对高高分分子子材材料料学学习习的的兴兴趣趣和和投投身身科科学学事事业业的的决心。决心。1获获得得具具有有高高吸吸水水性性能能的的树树脂脂有有_种种办办法法。(1)对对_等等天天然然吸吸水水材材料料讲讲行行改改性性，在在它它们们的的高高分分子子链链上上再再接接上上含含_原原子子团团的的支支链链，以以提提高高它它们们的的_能能力力。(2)以以带带有有_原原子子

2、团团的的化化合合物物，如如丙丙烯烯酸酸 等等为为单单体体，_或或两两种种_共聚得到共聚得到_高聚物。高聚物。2将将几几种种不不同同材材料料组组合合在在一一起起制制成成的的材材料料称称为为_材材料料，这这种种材材料料具具有有强强度度_，质质量量_，_高温，高温，_腐蚀等特点。腐蚀等特点。【答案答案】1两两淀淀粉粉，纤纤维维素素强强亲亲水水性性吸吸水水强强亲亲水水性性均聚单体亲水性均聚单体亲水性2复合高轻耐耐复合高轻耐耐1功功能能高高分分子子材材料料与与复复合合材材料料的的概概念念、性性能能及及应应用用有什么不同？有什么不同？提示：提示：材料名称材料名称功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料

3、概念概念既具有传统高分子材料的既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料殊功能的高分子材料两种或两种以上材料两种或两种以上材料组成的新型材料，分组成的新型材料，分基体和增强剂基体和增强剂性能性能不同的功能高分子材料，不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质具有不同的特征性质一般具有强度高、质一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能蚀等优异性能应用应用用于制作高分子分离膜、用于制作高分子分离膜、人体器官等人体器官等用于汽车工业、机械用于汽车工业、机械工业、体育用品、航工业、体育用品、航空航天、人类健康等空航天、人类健康等2.在在

4、橡橡胶胶工工业业中中，制制造造橡橡胶胶要要经经过过硫硫化化工工艺艺，将将顺顺丁丁橡橡胶胶的的线线型型结结构构连连接接为为网网状状结结构构。在在制制备备高高吸吸水水性性树树脂脂时时也也要要加加入入交交联联剂剂，以以得得到到具具有有网网状状结结构构的的树树脂脂。为为什什么么要要做做成成网状结构？目的是否相同？网状结构？目的是否相同？提提示示：橡橡胶胶工工业业中中将将线线型型结结构构连连接接为为体体型型结结构构是是为为增增加加橡橡胶胶的的功功能能，防防止止老老化化；高高吸吸水水性性树树脂脂将将线线型型结结构构连连接接为体型结构可使它既吸水又不溶于水。为体型结构可使它既吸水又不溶于水。1功能高分子功能

5、高分子在在合合成成高高分分子子的的主主链链或或支支链链上上连连接接上上带带有有某某种种特特定定功功能能的的官官能能团团，使使它它们们具具有有特特殊殊的的功功能能以以满满足足光光学学、电电学学、磁磁学学、化化学学、生生物物、医医学学等等方方面面的的要要求求，这这样样形形成成的的高高分分子子统称为功能高分子。统称为功能高分子。3高吸水性树脂高吸水性树脂“尿不湿尿不湿”(1)对对淀淀粉粉、纤纤维维素素等等天天然然吸吸水水材材料料进进行行改改进进，在在它它们们的的高高分分子子链链上上再再接接上上含含强强亲亲水水性性原原子子团团的的支支链链，以以提提高高它它们们的的吸吸水水能能力力。例例如如，将将淀淀粉

6、粉与与丙丙烯烯酸酸钠钠在在引引发发剂剂作作用用下下共共聚聚，生生成成以以淀淀粉粉为为主主的的接接枝枝共共聚聚物物，同同时时与与交交联联剂剂反反应应，生生成成具具有有网网状状结结构构的的淀淀粉粉聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠接接枝枝共共聚聚物物高高吸吸水水性性树脂。树脂。(2)以以带带有有强强亲亲水水性性原原子子团团的的化化合合物物，如如丙丙烯烯酸酸CH2CHCOOH 等等为为单单体体，均均聚聚或或两两种种单单体体共共聚聚得得到到亲亲水水性性高高聚聚物物。例例如如，丙丙烯烯酸酸单单体体用用NaOH中中和和得得到到丙丙烯烯酸酸钠钠，加加入入少少量量交交联联剂剂，再再在在引引发发剂剂作作用用下下发发生生聚聚合

7、合，得得到到具具有有网网状状结结构构的的聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠高高吸吸水水性性树树脂脂。这这两两种种方方法法的的共共同同特特点点：均均要要在在反反应应中中加加入入少少量量含含两两个个双双键键的的二二烯烯化化合合物物作作为为交交联联剂剂，让让高高聚聚物物分分子子链链间间发发生生交交联联，得得到到具具有有网网状状结结构构的的树树脂脂。婴婴儿儿用用的的“尿尿不不湿湿”就就因因含含有有这这种种高高吸吸水水性性树树脂脂，因因而而可可吸吸入入其其自自身身重重量量约约几几百百倍倍的的尿尿液液而而不不滴滴不不漏漏，可可以以保保证证婴儿夜晚安睡和白天的活动。婴儿夜晚安睡和白天的活动。【例例1】下下列列有有关关功功

8、能能高高分分子子材材料料的的用用途途的的叙叙述述中中，不正确的是不正确的是()A高高吸吸水水性性树树脂脂主主要要用用于于干干旱旱地地区区抗抗旱旱保保水水、改改良良土壤、改造沙漠土壤、改造沙漠B离子交换树脂主要用于分离和提纯物质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医用高分子可用于制造医用器械和人造器官D聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化【解解析析】聚聚乙乙炔炔膜膜属属导导电电高高分分子子材材料料，主主要要用用于于制造电子器件。制造电子器件。【答案答案】D【例例2】下下列列材材料料中中属属于于新新型型高高分分子子材材料

9、料的的是是()A合成橡胶合成橡胶B高分子膜高分子膜C黏合剂黏合剂 D涂料涂料【解解析析】A、C、D中中的的物物质质属属于于传传统统高高分分子子材材料料。故选故选B。【答案答案】B下列说法中，不正确的是下列说法中，不正确的是()A探探求求某某种种新新型型高高分分子子材材料料，需需要要研研究究分分子子结结构构与与功能之间的关系。功能之间的关系。B新科技革命的三大支柱产业为能源、信息和材料。新科技革命的三大支柱产业为能源、信息和材料。C带带有有强强亲亲水水性性原原子子团团的的化化合合物物共共聚聚可可以以得得到到强强亲亲水性高聚物。水性高聚物。D具有网状结构的高聚物具有强吸水性。具有网状结构的高聚物具

10、有强吸水性。【解解析析】具具有有强强亲亲水水性性原原子子团团作作支支链链，同同时时与与交交联剂反应生成具有网状结构的聚合物才具有强吸水性。联剂反应生成具有网状结构的聚合物才具有强吸水性。【答案答案】D下列材料中，属于功能高分子材料的是下列材料中，属于功能高分子材料的是()高高分分子子膜膜生生物物高高分分子子材材料料导导电电高高分分子子材材料料离子交换树脂离子交换树脂医用高分子材料医用高分子材料高吸水性树脂高吸水性树脂A BC D【解解析析】常常用用的的功功能能高高分分子子材材料料包包括括高高分分子子膜膜、医医用用高高分分子子材材料料、高高吸吸水水性性树树脂脂、离离子子交交换换树树脂脂、光光敏敏

11、高高分分子子材材料料、导导电电高高分分子子材材料料、生生物物高高分分子子材材料料、高高分分子子材材料料催催化剂和试剂等。化剂和试剂等。【答案答案】D一、复合材料一、复合材料指指两两种种或或两两种种以以上上材材料料组组合合成成的的一一种种新新型型材材料料。其其中一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。中一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。二、复合材料的性能二、复合材料的性能具具有有强强度度高高、质质量量轻轻、耐耐高高温温、耐耐腐腐蚀蚀等等优优异异性性能能，在综合性能上超过了单一材料。在综合性能上超过了单一材料。三、导电高分子材料三、导电高分子材料四、问与答四、问与答1金属能够导电，塑料也能导

12、电吗？金属能够导电，塑料也能导电吗？答答：普普通通塑塑料料不不能能导导电电，但但一一些些特特殊殊的的塑塑料料却却能能够够导电。导电。2高分子分离膜有哪些特点及应用？高分子分离膜有哪些特点及应用？答答：(1)特特点点：有有选选择择地地让让某某些些物物质质通通过过，而而把把另另外外一些物质分离掉。一些物质分离掉。(2)应应用用：生生活活污污水水、工工业业废废水水的的处处理理；废废液液中中有有用用成成分分的的回回收收；海海水水的的淡淡化化；浓浓缩缩天天然然果果汁汁、乳乳制制品品加工、酿酒；加工、酿酒；气体分离等。气体分离等。(3)常常见见的的分分离离膜膜有有：离离子子交交换换膜膜(应应用用于于电电解

13、解食食盐盐水水)、反反渗渗透透膜膜(应应用用于于海海水水淡淡化化、有有机机小小分分子子富富集集回回收收)、气气体体分分离离膜膜(富富氧氧膜膜、氢氢气气分分离离膜膜、氮氮气气分分离离膜膜、人人工工鳃鳃等等)、透透过过蒸馏膜蒸馏膜(应用于浓缩天然果汁应用于浓缩天然果汁)等。等。3为为什什么么说说新新型型高高分分子子膜膜为为缓缓解解能能源源不不足足、解解决决环环境问题带来了希望？境问题带来了希望？答答：新新型型高高分分子子膜膜具具有有特特殊殊的的分分离离功功能能，它它的的特特点点是是能能够够有有选选择择地地让让某某些些物物质质通通过过，而而把把另另外外一一些些物物质质分分离离掉掉。这这类类分分离离膜

14、膜广广泛泛应应用用于于生生活活污污水水、工工业业废废液液等等污污水水的的处处理理；而而此此类类材材料料中中的的传传感感膜膜能能够够把把化化学学能能转转换换成成电电能能，热热电电膜膜能能够够把把热热能能转转换换成成电电能能等等。因因此此，这这种种新新型型的的高高分分子子膜膜为为缓缓解解能源和资源的不足、解决环境问题带来了希望。能源和资源的不足、解决环境问题带来了希望。4除除传传统统的的三三大大合合成成材材料料以以外外，又又出出现现了了哪哪些些新新型型有机高分子材料？有机高分子材料？答答：主主要要有有：高高分分子子膜膜；具具有有光光、电电、磁磁等等特特殊殊功功能能的的高高分分子子材材料料；生生物物

15、高高分分子子材材料料；医医用用高高分分子子材材料料；隐隐身身材料和液晶材料等。材料和液晶材料等。【例例3】近近年年来来有有一一种种高高强强度度、耐耐高高温温的的复复合合材材料料，它它是是用用石石墨墨化化纤纤维维与与其其他他高高聚聚物物复复合合制制成成的的，石石墨墨化化纤纤维维是是聚丙烯腈纤维在高温条件下经过处理而形成的，如下图所示：聚丙烯腈纤维在高温条件下经过处理而形成的，如下图所示：(1)构构成成石石墨墨化化纤纤维维的的元元素素是是_，各各种种元元素素简简单的原子个数之比是单的原子个数之比是_。(2)某某化化工工厂厂合合成成石石墨墨化化纤纤维维的的简简要要生生产产流流程程可可表表示示为下图所

16、示：为下图所示：用化学方程式表示下列各步转化的生产过程。用化学方程式表示下列各步转化的生产过程。CHCHHCN：_；AB：_。(3)指出下列转化的反应类型。指出下列转化的反应类型。BC：_；C石墨化纤维：石墨化纤维：_。【解解析析】平平均均一一个个六六边边形形含含3个个碳碳原原子子、1个个氢氢原原子子、1个个氮氮原原子子。因因此此，构构成成石石墨墨化化纤纤维维的的N、H、C原原子子个个数数比比为为113。CHCH与与HCN加加成成生生成成A，A聚聚合合成成B，B又经过加成反应生成又经过加成反应生成C，C经过脱氢生成石墨化纤维。经过脱氢生成石墨化纤维。【答案答案】(1)N、H、C；113下列材料

17、属于复合材料的是下列材料属于复合材料的是()A聚丙烯聚丙烯 B铝合金铝合金C黏合剂黏合剂 D玻璃钢玻璃钢【解解析析】复复合合材材料料是是由由两两种种或或两两种种以以上上的的材材料料组组合合成成的的一一种种新新型型材材料料。复复合合材材料料可可以以发发挥挥每每一一种种材材料料的的长长处处，并并避避免免其其缺缺点点，这这样样既既可可以以充充分分利利用用资资源源，又又可可以以节节约约能能源源。如如玻玻璃璃钢钢是是以以玻玻璃璃纤纤维维作作增增强强材材料料、树树脂脂作作基基体体的的复复合合材材料料、铝合金也是一种复合材料。铝合金也是一种复合材料。【答案答案】BD复复合合材材料料的的使使用用使使导导弹弹的

18、的射射程程有有了了很很大大的的提提高高，其其主要原因在于主要原因在于()A复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化B复合材料的使用可以使导弹的质量减轻复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变D复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化【答案答案】B1从哪些方面认识高分子化学反应？从哪些方面认识高分子化学反应？(1)概念概念高高分分子子化化学学反反应应：有有高高分分子子化化合合物物参参与与的的化化学学反反应应称称为为高高分分子子化化学学

19、反反应应。理理解解此此概概念念的的关关键键是是，必必须须有有高高分分子子化合物作为反应物参与反应。化合物作为反应物参与反应。(2)高分子化学反应的应用高分子化学反应的应用可可以以合合成成带带有有特特定定功功能能基基团团的的新新型型高高分分子子化化合合物物，也也可可以以合合成成不不能能直直接接通通过过小小分分子子物物质质聚聚合合而而得得到到的的高高分分子子化化合物。合物。高分子化学反应也可用于橡胶的硫化。高分子化学反应也可用于橡胶的硫化。通通过过采采取取硫硫化化措措施施，使使直直线线型型的的橡橡胶胶分分子子经经过过单单硫硫键键(S)或双硫键或双硫键(SS)而交联，形成空间网状结构。而交联，形成空

20、间网状结构。作作用用：经经过过硫硫化化处处理理的的橡橡胶胶称称为为硫硫化化橡橡胶胶。经经硫硫化化的橡胶，弹性和耐磨性都较未经硫化处理的橡胶有明显提高。的橡胶，弹性和耐磨性都较未经硫化处理的橡胶有明显提高。高高分分子子化化学学反反应应被被广广泛泛应应用用于于纤纤维维素素的的改改性性，可可以制黏胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维等。以制黏胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维等。高高分分子子化化合合物物的的降降解解过过程程也也属属于于高高分分子子化化学学反反应应。在降解过程中，高分子化合物链节数变小。在降解过程中，高分子化合物链节数变小。2新新型型有有机机高高分分子子材材料料与与传传统统的的三三大大合合成成材材料料的

21、的区区别与联系别与联系二二者者在在本本质质上上并并没没有有区区别别，它它们们只只是是相相对对而而言言。从从组组成成元元素素看看，都都是是由由C、H、O、N、S等等元元素素构构成成；从从合合成成反反应应看看，都都是是由由单单体体经经加加聚聚或或缩缩聚聚反反应应形形成成；从从结结构构看看，都都有有线线型型结结构构、体体型型结结构构。它它们们的的重重要要区区别别在在功功能能与与性性能能上上，与与传传统统材材料料相相比比，新新型型有有机机高高分分子子材材料料的的性性能能更更优优异异，往往往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。【例例4】医

22、医用用化化学学杂杂志志曾曾报报道道，有有一一种种功功能能高高分分子子材材料料为为聚聚乙乙交交酯酯纤纤维维材材料料C，用用这这种种功功能能高高分分子子材材料料制制成成的的手手术术缝缝合合线线比比天天然然高高分分子子材材料料的的肠肠线线好好。它它们们的的合合成成过过程程如如下：下：B是是A合合成成C的的中中间间体体，它它是是由由两两分分子子A脱脱去去两两分分子子水水形成的。形成的。(1)写出由写出由A合成合成C的化学方程式：的化学方程式：_。(2)写出由写出由A制取制取B的化学方程式：的化学方程式：_。(3)医用高分子材料应具备哪些特征？医用高分子材料应具备哪些特征？(3)优优异异的的生生物物相相

23、容容性性，较较少少受受到到排排斥斥，无无毒毒性性，具具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能。有很高的机械性能以及其他一些特殊性能。【点拨点拨】书写书写AB的化学方程式时，不要遗漏水。的化学方程式时，不要遗漏水。(2011厦厦门门高高二二检检测测)光光刻刻胶胶是是制制大大规规模模集集成成电电路路、印印刷刷电电路路板板和和激激光光制制板板技技术术中中的的关关键键材材料料。某某一一肉肉桂桂酸酸型型光光刻胶的主要成分刻胶的主要成分A经光照固化转变为经光照固化转变为B。(1)请指出请指出A中含有的官能团：中含有的官能团：_(填两种填两种)。(2)A经经光光照照固固化化转转变变为为B，发发生生了了_反反应应(填填反反应类型应类型)。(3)写写 出出 A与与 NaOH溶溶 液液 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式：_。(4)写写出出B在在酸酸性性条条件件下下水水解解得得到到的的芳芳香香族族化化合合物物的的分分子式：子式：_。【答案答案】(1)酯基、碳碳双键酯基、碳碳双键