《功能高分子材料》復習學案

8/8第三節(jié)功能高分子材料【重難點講解】一、新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料有本質(zhì)上的差別嗎？功能高分子材料的品種與分類有哪些？1．新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料的區(qū)別與聯(lián)系新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料在本質(zhì)上并沒有區(qū)別，它們只是相對而言。從組成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素構成；從合成反應看，都是由單體經(jīng)加聚或縮聚反應形成；從結(jié)構看，也就是分兩種結(jié)構：線型結(jié)構、體型結(jié)構。它們的重要區(qū)別在于功能與性能上，與傳統(tǒng)材料相比，新型有機高分子材料的性能更優(yōu)異，往往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能，可用于許多特殊領域。2．功能高分子材料的品種與分類特別提醒醫(yī)用高分子材料應該滿足：①無毒，且是化學惰性的；②與人體組織和血液相容性好；③具有較高的機械性能；④容易制備、純化、加工和消毒。二、高分子化合物與高分子材料的比較高分子化合物結(jié)構鏈節(jié)分子鏈中重復出現(xiàn)的結(jié)構單元聚合度分子鏈中的鏈節(jié)數(shù)，用n表示單體生成高分子化合物的小分子物質(zhì)線型結(jié)構又稱支鏈型、直鏈型，連成長鏈，有熱塑性體型結(jié)構分子鏈間以共價鍵“交聯(lián)”，連成網(wǎng)狀結(jié)構，成型后不可塑性質(zhì)1.線型高分子能溶解在適當?shù)娜軇┲?，體型高分子只能溶脹2.線型高分子有熱塑性，體型高分子有熱固性3.高分子材料的強度較大4.高分子材料一般不易導電，彈性好，耐磨，不耐熱5.部分高分子材料還具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、難降解的性質(zhì)高分子材料三大合成材料塑料如：聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡膠如：丁苯橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠合成纖維如：滌綸、腈綸、錦綸、丙綸、維綸、氯綸按來源分天然高分子材料如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠合成高分子材料如：塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料按性能分功能高分子材料如：高分子分離膜、醫(yī)用高分子、吸水高分子復合材料如：玻璃纖維、碳纖維【典例精講】類型1高分子材料的分類例1下列材料中，屬于功能高分子材料的是()①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④導電高分子材料⑤離子交換樹脂⑥液晶高分子材料A．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D(zhuǎn)．①②③④⑤⑥答案D解析根據(jù)功能高分子的分類即可順利解答。類型2功能高分子材料的結(jié)構與性能例2隨著醫(yī)用高分子材料的發(fā)展，人們已可用人工器官代替不能治愈的病變器官。目前已經(jīng)制成的人工器官有()①皮膚②肝③肺④腎⑤骨骼⑥眼A．①②③B．②③④C．①⑤D．全部答案D解析醫(yī)用高分子材料的應用十分廣泛，利用其特殊結(jié)構和特殊性質(zhì)，可以制備與人體器官功能相同的人工器官。醫(yī)用高分子材料必須滿足的條件：①無毒，且是化學惰性的；②與人體組織和血液相容性好；③具有較高的機械性能；④容易制備、純化、加工和消毒。類型3復合材料的結(jié)構與性能例3碳纖維強化塑料是一種新型的高強度復合材料，其強度比鋼鐵材料大而密度比鋁小。據(jù)報道，每架波音767飛機使用了1噸碳纖維材料，而一種新型的波音757飛機使用了9噸以上的碳纖維。制取碳纖維的一種方法是將聚丙烯腈纖維在稀有氣體中進行高溫處理而獲得，這種碳纖維的結(jié)構可表示如下：(1)構成這種碳纖維的元素是____________，其原子個數(shù)比為__________。(2)用乙炔和HCN為原料合成這種碳纖維的流程可表示如下：CH≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN))Aeq\o(→,\s\up7(高聚物))Beq\o(→,\s\up7(高溫處理))Ceq\o(→,\s\up7(脫氫))碳纖維用化學方程式表示以下過程：CH≡CH與HCN反應__________________________________________；②A→B_______________________________________________________。答案(1)C、H、N3∶1∶1(2)①CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2=CH—CN②nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化劑))解析碳纖維材料是一種重要的新型復合材料，題目已知給出制取這種碳纖維是將聚丙烯腈經(jīng)高溫處理而得，聚丙烯腈的結(jié)構為，注意到題給碳纖維的結(jié)構，可以將聚丙烯腈結(jié)構寫為：其中—CN的結(jié)構為—C≡N。這種變換寫法是解答本題的關鍵一步，根據(jù)生產(chǎn)流程所示，聚丙烯腈經(jīng)兩步反應獲得碳纖維，第一步高溫處理，應是在上述結(jié)構的基礎上將氰基—C≡N中的三鍵打開重新結(jié)合構成環(huán)狀結(jié)構，即生成C，C在催化劑作用下脫氫，在C中環(huán)狀結(jié)構的—CH2—與上各脫去一個氫原子而形成雙鍵結(jié)構，形成碳纖維。顯然，在—CH2—原子團上脫去一個H原子后，還有一個氫原子，所以可知這種碳纖維由C、H、N三種元素構成，考查其中的一個基本結(jié)構單元，可看出C、H、N三種原子的個數(shù)比應為3∶1∶1?！咀詼y題】1．下列物質(zhì)中不屬于新型有機高分子材料的是()A．高分子分離膜B．液態(tài)高分子材料C．生物高分子材料D．有機玻璃2．復合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，另外一種材料作為增強劑，這樣可發(fā)揮每一種材料的長處，并避免其弱點。下列物質(zhì)中不屬于復合材料的是()A．聚苯乙烯樹脂B．鋁塑管C．滌棉織品D．純棉內(nèi)衣3．下列材料中，屬于功能高分子材料的是()①高分子膜②生物高分子材料③導電高分子材料④離子交換樹脂⑤醫(yī)用高分子材料⑥高吸水性樹脂A．①③⑤⑥B．②④⑤⑥C．②③④⑤D．①②③④⑤⑥4．高分子分離膜可以有選擇地讓某些物質(zhì)通過而將物質(zhì)分離，下列應用不屬于高分子分離膜的應用范圍的是()A．分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分B．將化學能轉(zhuǎn)換成電能，將熱能轉(zhuǎn)換成電能C．食品工業(yè)中，濃縮天然果汁、乳制品加工和釀酒D．海水淡化5．下列說法不正確的是()A．探求某種新型高分子材料時，需要研究分子結(jié)構與功能之間的關系B．三大支柱產(chǎn)業(yè)為能源、材料和信息工程C．帶有強親水性原子團的化合物共聚可以得到強親水性高聚物D．具有網(wǎng)狀結(jié)構的物質(zhì)即具有強吸水性6．聚丙烯酸酯類涂料是目前市場上流行的墻面涂料之一，它具有彈性好、不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等特點。下邊是聚丙烯酸酯的結(jié)構簡式，它屬于()①無機化合物②有機化合物③高分子化合物④離子化合物⑤共價化合物A．①③④B．①③⑤C．②③⑤D．②③④7．我國科學家前不久成功地合成了3nm長的管狀碳納米管，此管居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼的eq\f(1,4))、熔點高、化學穩(wěn)定性好的特點，因此被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法不正確的是()A．它是制造飛機的某些部件的理想材料B．它的主要組成元素是碳C．它的結(jié)構與石墨相似D．碳纖維復合材料不易導電8．聚甲基丙烯酸羥乙酯的結(jié)構簡式為，它是制作軟質(zhì)隱形眼鏡的材料。請寫出下列有關反應的化學方程式：(1)由甲基丙烯酸羥乙酯制備聚甲基丙烯酸羥乙酯________________________________________________________________。(2)由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯________________________________________________________________。(3)由乙烯制備乙二醇___________________________________________________________________。9．感光性高分子是一種在彩電熒光屏及大規(guī)模集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料。其結(jié)構簡式為：試回答下列問題：(1)在一定條件下，該高聚物可發(fā)生的反應有________(填寫編號)。①加成反應②氧化反應③消去反應④酯化反應⑤取代反應(2)該高聚物和NaOH溶液發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________。(3)該高聚物在催化劑和酸性環(huán)境下水解后得到相對分子質(zhì)量較小的產(chǎn)物是A，則：①A在一定條件下與甲醇發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________。②A的同分異構體有多種，其中屬于不同類別且含有苯環(huán)、，苯環(huán)上有兩個取代基的結(jié)構簡式是(任寫兩種)___________________________________________________________________________________________。參考答案自測題1.答案D2.答案AD3.答案D解析常用功能高分子材料包括高分子膜、醫(yī)用高分子材料、高吸水性樹脂、離子交換樹脂、光敏高分子材料、導電高分子材料、生物高分子材料、高分子催化劑和試劑等。4.答案B解析高分子分離膜的特點是能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過，而把另一些物質(zhì)分離掉。主要應用于生活污水、工業(yè)廢水等廢液處理和海水淡化工程等；而將化學能轉(zhuǎn)換成電能是傳感膜的應用，把熱能轉(zhuǎn)化成電能是熱電膜的應用。5.答案D6.答案C解析聚丙烯酸酯類