人教版选修5 第五章第二、三节　应用广泛的高分子材料功能高分子材料 学案.doc

第二、三节应用广泛的高分子材料功能高分子材料学习目标：1.了解高分子化合物结构与性能之间的关系。2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。(重点)3.知道功能高分子材料的分类，能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。(重点)4.知道复合材料的组成特点，能举例说明常见复合材料的应用。自 主 预 习探 新 知一、合成材料的分类分类依据类型实例用途和性能合成高分子材料三大合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)和黏合剂、涂料等功能高分子材料高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子等复合材料结构线型结构低压聚乙烯支链型结构高压聚乙烯网状结构酚醛树脂二、三大合成材料(一)塑料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。2塑料的分类分类依据类型特征按树脂受热时的特征热塑性加热可熔融，能溶于一些溶剂中，可重复加工，反复使用热固性加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型3几种常见的塑料(1)聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件高温高压引发剂低压催化剂分子结构类型支链型线型相对分子质量相对较小相对较大熔融温度相对较低相对较高密度相对较小相对较大硬度相对较小相对较大溶解性可溶于适当有机溶剂可溶于适当有机溶剂用途制作薄膜制作板、管、棒材(2)酚醛树脂含义：是用酚类(如苯酚)和醛类(如甲醛)在酸或碱的催化作用下相互缩合而生成的高分子化合物。制备和结构：如在酸性催化下：(n1)h2o。微点拨：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。(二)合成纤维1纤维的分类纤维(1)合成纤维：利用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得的单体，再经聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。(2)人造纤维：利用芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等为原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的纤维素而制得的纤维。2六大纶六大纶包括：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。(1)维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。(2)合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维涤纶，其制备原理是：微点拨：合成纤维和纤维素不同，纤维素是多糖，是植物细胞壁的构成的基础物质，合成纤维是人工合成的高分子化合物。(三)合成橡胶1橡胶的分类2合成橡胶(1)原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。(2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。(3)几种常见的合成橡胶名称单体结构简式顺丁橡胶ch2=chch=ch2ch2ch=chch2丁苯橡胶(sbr)ch2=chch=ch2氯丁橡胶(cbr)微点拨：绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。三、功能高分子材料1概念与分类功能高分子材料2高吸水性树脂(1)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。如淀粉与丙烯酸钠在引发剂作用下共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。 以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。如丙烯酸钠与交联剂在引发剂作用下聚合得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。(2)性能：可吸收数百到上千倍于其自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压。(3)应用：干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。四、复合材料复合材料微点拨：复合材料并非两种材料的简单化合物，其中一种材料作基体，其他材料作为增强剂。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)塑料就是合成树脂。()(2)并不是所有的塑料都可以反复加热熔融加工。()(3)高分子化合物的链越长，熔点越低，密度越小。()(4)高吸水性树脂中含有亲水性原子团。()(5)玻璃钢是由高分子树脂和玻璃纤维经过复合工艺而制成的。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2用于北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料etfe，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是() aetfe分子中可能存在“ch2ch2cf2cf2”的连接方式b合成etfe及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应c聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为d四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键c聚全氟乙丙烯的结构简式应为：，故c项是错误的。3下列关于新型有机高分子材料的说法中，不正确的是()a高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工业、酿酒等b复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂c导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料d合成高分子材料制成的人工器官一般都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度d合成高分子材料广泛应用到医学上，目前人类已制成的各种人工器官，一般都具有优良的生物相容性。合 作 探 究攻 重 难有机高分子材料的结构与性能背景材料现有下列物质：聚氯乙烯凉鞋、电木插座、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃。思考交流分析上述物质，思考下列问题：(1)它们哪些是线型高分子，哪些是体型高分子？(2)它们有什么性质？【提示】(1)线型高分子有：聚乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃；体型高分子有：电木插座。(2)线型高分子能缓慢溶于有机溶剂，具有热塑性、绝缘性好，而体型高分子不易溶解，具有热固性、有可塑性。线型、体型高分子材料的比较分类线型高分子体型(网状)高分子线型结构支链结构体型结构结构分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链”分子链与分子链之间有许多共价键交联起来，形成三维空间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，有可塑性常见物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶对点训练1橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构简式为。请回答下列问题：(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是因为_，天然橡胶加入适量的硫进行硫化后，其结构由_变成_，因而硫化橡胶_(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水_(填“能”或“不能”)褪色。【解析】(1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂，天然橡胶硫化后，引入的硫原子可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能使溴水褪色。【答案】(1)天然橡胶是线型结构线型结构网状结构(或体型结构)不能(2)能新型高分子材料的结构与性能典例在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列有关“人造金属”的说法正确的是()a“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同b强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料c“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽 d“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属ba项，“人造金属”和普通金属的制取方法不同，原料不相同。c项，“人造金属”能够导电传热，不一定有金属光泽。d项，“人造金属”具有金属的一般特性，它们不属于金属。新型高分子材料功能高分子材料复合材料概念既有传统高分子的机械性能，又有一些特殊性能的高分子材料两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料。含有基体和增强剂两种材料性能高分子分离膜能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。医用高分子材料具有优异的生物相容性、很高的机械性能强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀用途高分子分离膜用于生活污水、工业的废液处理、海水淡化、食品工业、医用高分子材料，可制成人工器官用作宇航材料，用于汽车工业、机械工业、体育用品发展趋势对重要的通用的有机高分子材料，不断提高使用性能，扩大应用范围。与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并取得了一定的进展对点训练2新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中正发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是 () a在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料b利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化c导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程d医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官c根据物理学知识可知，导弹的射程与其本身的质量有关，因此提高导弹的射程是利用复合材料质量轻的特点。当 堂 达 标固 双 基1下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法正确的是 ()a高分子化合物的相对分子质量都很大b纯净的淀粉属于纯净物c线型高分子具有热固性d高分子材料都不易燃烧aa项，高分子化合物的相对分子质量都很大，一般都超过10 000以上，正确；b项，淀粉是高分子化合物，纯净的淀粉属于混合物，错误；c项，线型高分子具有热塑性，错误；d项，高分子材料不一定都不易燃烧，错误。2航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是()a塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产b塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料c塑料用途广泛，可从自然界中直接得到d塑料是有机物，不会和强酸强碱作用b飞船速度很大，所以其材料要求质轻、耐高温、耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。3下列说法正确的是()a合成纤维和人造纤维统称为化学纤维b酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料 c锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末d对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中a合成纤维和人造纤维统称化学纤维，a正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，b错；锦纶(即尼龙)属于合成纤维，燃烧时没有烧焦羽毛的气味，c错；塑料废弃物不可以乱倒，d错。4天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯：()，许多合成橡胶也有类似的结构，下列试剂与该橡胶较长时间接触不会发生反应的是()akmno4(h)溶液b溴水c浓hno3dnaoh溶液d由天然橡胶的结构可知：其含有，易被氧化，也能与溴水发生加成反应。5复合材料是指由两种或两种以上材料组合成的一种新材料。其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。下列物质中不属于复合材料的是 ()a聚苯乙烯树脂 b铝塑管c涤棉织品d玻璃钢a复合材料是指两种或两种以上材料组成的一种新型材料，所以复合材料应具有两种或两种以上成分。铝塑管、涤棉织品、玻璃钢是复合材料；聚苯乙烯树脂是由苯乙烯这一单一成分加聚产生，故不是复合材料。6聚合物 (部分结构)可被人体吸收，常作为外科缝合手术的材料，该物质是由下列哪种物质聚合而成的()ach3ch(oh)coohbhcooch2ohchoch2ch2coohdhoch(ch3)cooch(ch3)ch2oha由题干中给出的高聚物的部分结构可知，该高聚物中含有酯基，是某单体通过缩聚反应制得的，若题干中给出的高聚物的部分结构中的酯基水解，会得到ch3ch(oh)cooh。7使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。最近研制出的一种可降解塑料，代号为3hb，结构简式为，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解。请回答下列问题：(1)该可降解塑料在自然界中可通过_(填字母)反应降解为该聚合物单体。a加成 b消去c水解 d氧化(2)该聚合物的单体的结构简式为_，该单体具有的官能团名称为_。