功能高分子材料

功能高分子材料The document was prepared on January 2, 2021

第三节功能高分子材料

一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗功能高分子材料的品种与分类有哪些

1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系

新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言.从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看,也就是分两种结构：线型结构、体型结构.它们的重要区别在于功能与性能上,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.

2．功能高分子材料的品种与分类

特别提醒医用高分子材料应该满足：①无毒,且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒.

高分

子化合物结构

链节分子链中重复出现的结构单元

聚合度分子链中的链节数,用n表示

单体生成高分子化合物的小分子物质

线型结构又称支链型、直链型,连成长链,有热塑性体型结构分子链间以共价键“交联”,连成网状结构,成型后

不可塑

性质

1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中,体型高分子只能溶胀

2.线型高分子有热塑性,体型高分子有热固性

3.高分子材料的强度较大

4.高分子材料一般不易导电,弹性好,耐磨,不耐热

5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质

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

合成橡胶如：丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶

合成纤维如：涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶按来源分天然高分子材料如：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶

合成高分子材料如：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料

按性能分功能高分子材料如：高分子分离膜、医用高分子、吸水高分

子

复合材料如：玻璃纤维、碳纤维

类型1 高分子材料的分类

例1下列材料中,属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导电高分子材料⑤离子交

换树脂⑥液晶高分子材料

A．①②③ B．③④⑤ C．②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥

答案D

解析根据功能高分子的分类即可顺利解答.

类型2 功能高分子材料的结构与性能

例2随着医用高分子材料的发展,人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官.目前已经制成的人工器官有

①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼

A．①②③ B．②③④ C．①⑤ D．全部

答案D

解析医用高分子材料的应用十分广泛,利用其特殊结构和特殊性质,可以制备与人体器官功能相同的人工器官.

医用高分子材料必须满足的条件：①无毒,且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒.

类型3 复合材料的结构与性能

例3碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料,其强度比钢铁材料大而密度比铝小.据报道,每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料,而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维.制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得,这种碳纤维的结构可表示如下：

1构成这种碳纤维的元素是____________,其原子个数比为__________.

2用乙炔和HCN 为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：

CH≡CH――→HCN A ――→高聚物B ――→高温处理C ――→脱氢

碳纤维

用化学方程式表示以下过程：

① CH≡CH 与HCN 反应_________________________________________________；

②A―→B________________________________________________________________.

答案 1C 、H 、N 3∶1∶1

2①CH≡CH＋HCN ――→催化剂CH 2===CH —CN ②nCH 2===CH —CN ――→催化剂

解析 碳纤维材料是一种重要的新型复合材料,题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙

烯腈经高温处理而得,聚丙烯腈的结构为,注意到题给碳纤维的结构,可以将聚丙烯腈结构写为：其中—CN 的结构为—C≡N .

这种变换写法是解答本题的关键一步,根据生产流程所示,聚丙烯腈经两步反应获得碳纤

维,第一步高温处理,应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N 中的三键打开重新结合构成环

状结构,即生成C,C 在催化剂作用下脱氢,在C 中环状结构的—CH 2—与

上各脱去一个氢原子而形成双键结构,形成碳纤维.显然,在—CH 2—原子团上脱去一个H 原子后,还

有一个氢原子,所以可知这种碳纤维由C 、H 、N 三种元素构成,考查其中的 一个基本结构单元

,可看出C 、H 、N 三种原子的个数比应为3∶1∶1.

在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构.在

制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂.请你想一想,为什么都要

做成网状结构目的是否相同

点拨橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水.

1．

点拨高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时,碳链并没有参加反应.

2．B

3．

点拨乳酸是一种羟基羧酸,由于其结构的特殊性,已成为高考化学命题的热点.它不但能形成链酯和聚酯,而且还可以形成环酯.

1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是

A．高分子分离膜 B．液态高分子材料

C．生物高分子材料 D．有机玻璃

答案D

2．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,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．纯棉内衣

答案AD

3．下列材料中,属于功能高分子材料的是

①高分子膜②生物高分子材料③导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子

材料⑥高吸水性树脂

A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥

C．②③④⑤ D．①②③④⑤⑥