1、第二节第二节 高分子材料高分子材料 学业水平目标 核心素养对接 1.能举例说明塑料、合成橡胶、合成纤 维的组成和结构特点。 2 能列举重要的合成高分子化合物， 说 明它们在材料领域中的应用。 3 新型功能高分子材料在日常生活、 工 农业生产、 科学研究等方面的重要作用。 微观探析：塑料、合成橡胶、合成纤维、 新型高分子材料的组成和结构特点。 模型认知：塑料、合成纤维、合成橡胶、 新型高分子材料的性能和用途。 知识梳理 知识点一、通用高分子材料 1塑料 (1)成分 塑料的主要成分是合成树脂。 (2)分类 塑料按受热时 的特征 热塑性塑料：可反复加工多次使用 热固性塑料：加工成型后不能加热熔融 (
2、3)几种常见的塑料 聚乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯 合成条件 150 MPa300 MPa， 200 左右，引发剂 0.1 MPa2MPa， 60100 、催化剂 高分子链 较短 较长 相对分 子质量 较低 较高 密度 较低 较高 结构 支链型结构 线型结构 酚醛树脂 微思考 1塑料就是合成树脂，这种说法对吗？为什么？ 答案 说法不正确。塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色料等 加工助剂所组成的，其主要成分是树脂。树脂是指人工合成的、未经加工处理的 聚合物。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但添加剂也起着重要的作用。 2合成纤维 (1)纤维的分类 天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻
3、等 化学纤维 再生纤维，如人造丝、人造棉等 合成纤维，如六大纶 (2)两种常见的纤维 聚酯纤维涤纶，其制备反应原理是 。 聚酰胺纤维锦纶 66，其制备反应原理是 nH2N(CH2)6NH2 催化剂 (2n1)H2O。 微思考 2合成纤维和再生纤维都是人工合成的高分子化合物吗？ 答案 天然植物纤维经化学加工所得的纤维为再生纤维， 是将天然纤维加工改造， 故称为再生纤维，再生纤维不是合成高分子化合物。 3合成橡胶 如顺丁橡胶是以 1，3丁二烯为原料经聚合得到以顺式结构为主的聚 1，3丁 二烯，其化学方程式为 nCH2=CHCH=CH2 催化剂 。 微思考 3橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫
4、化，其目的是什么？ 答案 硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键，以SS键将橡胶的线型结 构连接为网状结构，得到既有弹性，又有强度的橡胶。 知识点二、功能高分子材料 功能高分子材料是指有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 1高吸水性树脂 (1)结构特点 含强亲水性原子团(如OH、COOH 等)的支链。 具有网状结构。 (2)合成方法 对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在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。 以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。 2高分子分离膜 分离膜只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，
5、成为 浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 微思考 4新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别？ 答案 两者在本质上并没区别。从组成元素上看，都是由 C、H、O、N、S 等元 素组成的； 从合成反应上看， 都是由单体经加聚或缩聚反应形成的； 从结构上看， 都有线型、体型结构。它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料相比，新型 有机高分子材料的性能更优异，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。 探究一 有机高分子化学反应的特点 探究素材 (1)与结构的关系 结构决定性质，有机高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间 的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解
6、、醇解，羧基易发生酯化、取代 等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应 降解 在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解 为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降 解方法有：生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。 橡胶硫化 天然橡胶经硫化，破坏了碳碳双键，形 成单硫键(S)或双硫键(SS)，线型结构变为体型结构。 催化裂化 塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。 探究题目 1人造象牙的主要成分的结构简式是CH2O，它是通过加聚反应制得的， 则合成人造象牙的单体的结构简式是 _。 (2)某药物的结构简式为，1 mol 该物
7、质与足量的 NaOH 溶液反应，消耗 NaOH 的物质的量为_。 答案 (1)HCHO (2)4n mol 探究二 有机高分子化合物的结构与性质 探究素材 线型高分子 体型(网状)高分子 结构 分子中的原子以共价键相 连，构成一条很长的卷曲状 态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键 交联起来，形成三维空间的网状结构 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、 绝缘性好 强度大、绝缘性好 常见 物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡 胶 酚醛树脂、硫化橡胶 探究题目 2下列有关塑料的说法不正确
8、的是( ) A塑料的主要成分是合成树脂 B热塑性塑料可以反复加工，多次使用 C酚醛树脂可制热固性塑料 D通用塑料可以在任何领域中通用 解析 塑料的主要成分是合成树脂，为了适应工农业生产和生活的各种要求，通 常在高分子材料中掺入各种加工助剂来改善其性能，A 项正确。塑料根据其受热 特征可分为热塑性塑料和热固性塑料，酚醛树脂就是热固性塑料，B、C 两项正 确。通用塑料指价格低、产量大、用途广泛的塑料，在日常生活中通用性强，但 在许多领域需用特殊塑料，D 项错误。 答案 D 3食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC) 等。下列有关叙述不正确的是( ) APVC
9、 保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精 BPVC 的单体可由 PE 的单体与氯化氢加成制得 C PVC 的 结 构 简 式 为， PVDC 的 结 构 简 式 为 D等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等 解析 聚氯乙烯(PVC)的结构简式为， 属于链状聚合 物， 在高温时易熔化， 并且易溶于有机溶剂苯、 酒精等， A 项正确； 聚氯乙烯(PVC) 的单体是 CH2=CHCl，可以由乙炔(CHCH)和氯化氢加成制得，而不能由聚 乙烯(PE)的单体 CH2=CH2和 HCl 加成制得，B 项错误；聚偏二氯乙烯(PVDC) 的结构简式为，C 项正确；乙烯和聚乙烯的含碳量和含氢量均
10、相同，等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时，消耗氧气的物质的量相等，D 项正确。 答案 B 名师点拨 有机高分子化合物的性质，主要有四个方面 (1)一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有 的只有一定程度的溶胀。 (2)线型的具有热塑性，体型的具有热固性。 (3)一般不导电。 (4)往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温。 探究三 常见功能高分子材料 探究素材 常见功能高 分子材料 主要功能 主要应用 高分子膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通 过 废水处理 海水淡化 浓缩果汁、乳制品加工、 酿酒等 高分子 传感膜 把化学能转换成电能 发电 开发新型电池 高分子 热电膜
11、 把热能转换成电能 发电 开发新型电池 医用高分 子材料 具有优异的生物相容性 具有某些特殊功能 人工器官 探究题目 4 高分子材料发展的主要趋势是高性能化、 功能化、 复合化、 精细化和智能化， 下列材料不属于功能高分子材料的是( ) A用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 B用于制造 CPU 芯片的良好半导体材料单晶硅 C能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂 D能导电的掺杂聚乙炔 解析 B 项中半导体材料单晶硅， 属于无机非金属材料。 A 项中光敏高分子材料、 C 项中高吸水性树脂、D 项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。 答案 B 5下列各选项中，对相应高分子材料的分类、功能的说法正确的
12、是( ) 选项 高分子材料 类型 功能 A 黏合剂 功能高分子材料 黏合作用 B 涂料 功能高分子材料 保护作用 C 离子交换树脂 功能高分子材料 分离和提纯 D 聚乙烯醇 功能高分子材料 制人工心脏 解析 黏合剂属于传统的高分子材料，A 错误；涂料是一种涂于物体表面后能形 成坚韧保护膜的物质，属于传统高分子材料，常用于家具、汽车、船舶等表面， 可以起到保护、美化的作用，B 错误；离子交换树脂属于功能高分子材料，主要 用于硬水软化、海水淡化以及其他方面的分离提纯，C 正确；聚乙烯醇属于功能 高分子材料，具有良好的吸水功能，可以用于制作“尿不湿”等，用于制作人工 心脏的材料主要有硅橡胶、聚氨酯橡
13、胶等，D 错误。 答案 C 1橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫 化程度最高的是( ) A橡皮筋 B汽车外胎 C普通气球 D医用乳胶手套 解析 橡皮筋和普通气球的弹性好，所以硫化程度小；汽车外胎与医用乳胶手套 相比，前者要承受更大的压力，所以制汽车外胎的橡胶硫化程度更高。 答案 B 2下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( ) A聚乙烯塑料 B聚氯乙烯塑料 C酚醛树脂 D聚苯乙烯塑料 解析 乙烯合成聚乙烯、氯乙烯合成聚氯乙烯、苯乙烯合成聚苯乙烯均属于加聚 反应，苯酚和甲醛合成酚醛树脂属于缩聚反应。 答案 C 3下列说法正确的是( ) A合成纤维
14、和再生纤维统称为化学纤维 B聚氯乙烯是热固性塑料 C 锦纶丝接近火焰时先卷缩， 燃烧时有烧焦羽毛的气味， 灰烬为有光泽的硬块， 易压成粉末 D某些合成材料和塑料制品废弃物可以倾倒到海洋中 解析 合成纤维和再生纤维统称为化学纤维，A 正确；聚氯乙烯为热塑性塑料， B错误；锦纶为合成纤维，结构简式为 ，属于多肽，和蛋白质有相似之 处，但灰烬不易压成粉末，C 错误；合成材料和塑料废弃物不可乱倒，D 错误。 答案 A 4下列材料中属于功能高分子材料的是( ) 高分子膜 生物高分子材料 隐身材料 液晶高分子材料 光敏高 分子材料 智能高分子材料 A B C D全部 解析 既有传统高分子材料的机械性能，又
15、有某些特殊功能的高分子材料，属于 功能高分子材料。 答案 D 5高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于 高分子分离膜的应用范围的是( ) A分离工业废水，回收废液中的有用成分 B食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 C将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D海水淡化 解析 高分子分离膜的特点是能够让某些物质有选择地通过， 而把另外的物质分 离掉。应用范围：生活污水、工业废水等废水处理及回收废液中的有用成分； 海水和苦咸水的淡化；浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒等。 答案 C 6在高科技工业上，有的高分子材料能用在能量的转换上。如传感膜能把化学 能转化为电能，热电膜能把热能转化为电能等，这种高分子材料是( ) A高分子膜 B医用高分子材料 C生物高分子材料 D液晶高分子材料 解析 医用高分子材料可用于制造人体器官及医疗器械； 从材料的一般用途和性 能上分析只有选项 A 符合题意。 答案 A
