2020-2021学年度高二化学《应用广泛的高分子材料 功能高分子材料》知识点归纳总结+典例导析

应用广泛的高分子材料功能高分子材料
【学习目的】
1、理解常见功能高分子材料的成分及优异性能，理解“三大合成材料〞的构造、性能和用处；
2、理解功能高分子材料在人类消费、生活中的重要应用，理解治理“白色污染〞的途径和方法；
3、理解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用；
4、以合成高分子化合物的背景，理解有机合成在开展经济、进步生活质量方面的奉献。

合成材料品种很多，按用处和性能可分为合成高分子材料〔包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等〕；功能高分子材料〔包括高分子别离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等〕和复合材料。

其中，被称为“三大合成材料〞的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。

【要点梳理】
要点一、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。

在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要参加的具有某些特定用处的加工助剂以改良其性能。

如，进步柔韧性的增塑剂，改良耐热性的热稳定剂，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。

3．几种重要的塑料的性质。

〔1〕聚乙烯塑料的性质。

①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达－100℃；化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的腐蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。

②聚乙烯塑料品种很多，应用广泛，主要有：薄膜〔低密度聚乙烯，有良好的透明度和一定的抗拉强度〕用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装；中空制品〔高密度聚乙烯，强度较高〕用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器；管板材〔高密度聚乙烯〕用于铺设地下管道和建筑材料；纤维〔线型低密度聚乙烯〕用于消费渔网绳索；包覆材料，用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。

〔2〕酚醛树脂。

①酚醛树脂是用酚类〔如苯酚〕与醛类〔如甲醛〕在酸或碱的催化下互相缩合而成的高分子化合物。

②酚醛树脂属于热固性塑料，体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。

③酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。

要点二、合成纤维【高清课堂：应用广泛的高分子材料功能高分子材料#合成纤维】
1．化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。

合成纤维性能优异，原料来源丰富、价格廉价、用处广泛、消费不受气候等自然条件的限制。

涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合成纤维的“六大纶〞。

它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点。

合成纤维除了改善了人们的穿着外，还被广泛用于工农业消费和高科技的各个领域。

要点三、橡胶
1．橡胶是具有高弹性的高分子化合物。

2．根据来源不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。

3．合成橡胶以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成，已经开展有丁苯橡胶、顺丁橡胶、合成天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等品种。

4．合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。

比方，顺丁橡胶的特点是弹性高，耐磨、耐寒’
性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。

要点四、其他高分子材料
1．涂料。

〔1〕涂料是一种涂布于物体外表后能结成坚韧保护膜的物质，它常用于家具、道路指示牌以及船舶外表，可以起到保护、指示以及美化的作用。

〔2〕涂料的主要成分——成膜物质〔也称固着剂〕，用于溶解成膜物质的有机溶剂会污染环境。

目前，涂料正向无毒溶剂或无溶剂化方向开展。

2．黏合剂。

〔1〕目前使用的黏合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。

〔2〕502瞬间强力胶是日常生活中常用的黏合剂，它是在聚 -氰基丙烯酸乙酯中参加适当填料制成的。

要点五、功能高分子材料
1．概念。

在合成高分子的主链或支链上接上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能，以满足光学、电学、磁学、热学、化学、生物学、医学等方面的要求，这样形成的高分子统称为功能高分子。

2．分类。

目前，常用的功能高分子材料的分类可表示如下：
3．几种重要的功能高分子材料。

〔1〕高吸水性树脂： ①有两种方法可以获得具有高吸水性能的树脂：
a ．对淀粉、纤维素等天然吸水材料进展改性，往它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以进
步它们的吸水才能。

b ．以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性聚合物。

这两种方法的共同点是：都要在反响中参加少量含有两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间
发生交联，得到具有网状构造的树脂。

②高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改造土壤、改造沙漠。

〔2〕离子交换树脂主要用于别离和提纯，如制取去离子水，回收工业废水中的金属，硬水的软化等。

〔3〕医用高分子〔如硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等〕的生物相容性较好、平安无毒，可用于制造医用器械和人造器官。

要点六、复合材料
1．概念。

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，其他材料作为增强剂。

2．性能。

复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过单一材料。

3．应用。

复合材料主要应用于宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类安康等方面。

高吸水性树脂 离子交换树脂
光敏高分子 导电高分子 高分子催化剂和试剂 医用高分子 高分子膜 常用功能高分子材料
要点七、合成材料的应用及开展
合成材料广泛应用于工农业、国防、医药卫生、交通及日常生活等领域。

随着经济的开展，各行各业对材料的需求在逐渐增多，对重要的通用有机高分子材料继续进展改良和推广，使它们的性能不断进步，应用范围不断扩大，在人们的消费和生活中将发挥越来越重要的作用。

合成材料的快速开展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一些塑料制品所带来的“白色污染〞尤为严重。

目前，治理“白色污染〞主要应从减少使用和加强回收开场，从长远来看，可逐步以可降解塑料取代如今普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染〞问题。

【典型例题】
类型一：合成材料的性能及用处
例1 以下原料或制成的产品中，如出现破损不可以进展热修补的是〔〕
A．聚氯乙烯凉鞋B．电木插座C．自行车内胎D．聚乙烯塑料膜
【思路点拨】此题考察对合成材料的性能、用处的理解与掌握以及对三大合成材料的优缺点的比照与分析。

【答案】B
【解析】聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑型塑料树脂加工而成的，可以反复加工，屡次使用，出现破损时可进展热修补，而电木插座是用热固性塑料电木加工而成的，受热不熔化，出现破损时不能进展热修补。

【总结升华】热塑性塑料是以热塑性树脂为根本成分，受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等；热固性塑料是以热固性树脂为根本成分，加工成型以后变为不熔状态，如酚醛树脂、脲醛树脂等。

举一反三：
【变式1】以下原料或制成的成品中，可溶于有机溶剂的是〔〕
A．有机玻璃
B．从废轮胎上刮下的橡胶粉末
C．涤纶绳〔其主要成分为〕
D．电木
【答案】A、C
【变式2】以下说法中正确的选项是〔〕
A．合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维
B．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料
C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的臭味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末
D．维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有羟基的缘故
【答案】A、D
【变式3】〔2021 荆州质检〕以下说法正确的选项是〔〕
A．塑料的主要成分是增塑剂B．塑料受热后都能软化甚至熔融
C．高压聚乙烯就是高密度聚乙烯D．酚醛树脂属于热固性塑料
【答案】D
【解析】塑料的主要成分是合成树脂，所添加的加工助剂有增塑剂、热稳定剂、防老化剂、着色剂等；热塑性塑料受热后都能软化甚至熔融，而热固性塑料受热时既不软化也不熔融；高压聚乙烯是低密度塑料，低压聚乙烯是高密度塑料。

例2 以下说法中正确的选项是〔〕
A．天然纤维就是纤维素
B．合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品
C．化学纤维的原料可以是天然纤维
D．消费合成纤维的过程中发生的是物理变化
【答案】B、C
【解析】天然纤维不仅包括纤维素，还包括羊毛、蚕丝等；消费合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品，在消费过程中必包含有加聚或缩聚反响，应属化学变化；化学纤维的原料可以是天然纤维。

如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。

类型二：功能高分子材料及复合材料的构造和性能
例3 以下有关新型高分子材料的说法中，不正确的选项是〔〕
A．高分子别离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等
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都受到人体的排挤作用，难以到达生物相容的程度
【思路点拨】此题考察有关新型高分子材料的知识，认识功能材料对人类社会消费的重要性；理解高分子膜、导电分子、可降解塑料等各种高分子材料的性能和应用。

【答案】D
【解析】并不是所有人工合成的高分子材料植入人体都出现排挤反响，有不少的新型高分子材料具有优异的生物兼容性，在人体中排异很小，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。

【总结升华】高分子别离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。

采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等别离技术相比，具有省能、高效和干净等特点，因此被认为是支撑新技术革命的重大技术。

膜别离过程主要有反浸透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体别离、浸透汽化和液膜别离等。

用来制备别离、浸透汽化和液膜别离等。

用来制备别离膜的高分子材料有许多种类。

如今用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。

膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。

推广应用高分子别离膜能获得宏大的经济效益和社会效益。

例如，利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源：利用反浸透进展海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用气体别离膜从空气中富集氧可大大进步氧气回收率等。

举一反三：
【变式1】除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子别离膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，医用高分子材料，隐形高分子材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。

试根据以下用处判断新型有机高分子材料的种类。

〔1〕用于海水和苦咸水的淡化方面：________。

〔2〕用于制造人工器官〔如人工心脏〕的材料：________。

【答案】〔1〕高分子别离膜〔2〕医用高分子材料〔如硅聚合物和聚氨酯等高分子材料〕
类型三：合成材料对环境的危害
例4塑料废弃物的危害有〔〕
①难以分解，破坏土壤构造，影响植物生长；②污染海洋；③危及海洋生物的生存；④造成海难事件；⑤破坏环境卫生，污染地下水
A．①②③④⑤B．①②③④C．②③④D．①⑤
【思路点拨】此题考察了塑料制品废弃物的危害，注意塑料制品在自然界中难以降解处理的特点。

【答案】A
【解析】用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品在自然界中难以降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象，长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存，造成海难事件等等，所以①②③④⑤都属于塑料废弃物的危害，应选A。

【总结升华】对废弃的塑料制品造成的‘白色污染’的原因、后果及预防的考察〞、“对为防止“白色污染〞而使用的新材料的考察〞都是近几年考试中出现频度较高的测试内容，需要纯熟掌握化学用语的使用。

举一反三：
【变式1】据CCTV?科技博览?报道，近年来中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳，以下相关说法合理的是〔〕
A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反响制得的
B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C．聚二氧化碳塑料与干冰都是纯洁物
D．聚二氧化碳塑料的使用会产生“白色污染〞
【答案】A
【变式2】为了保护人类的生存环境，人们开场着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：
①___________ ②____________ ③___________。

科学家展望，21世纪的高分子化学，要制造出对环境友好的高分子，包括在环境中可降解的塑料。

例如，以_________和__________为原料制成聚乙烯光降解塑料；以_____________和_____________为原料制成微生物降解塑料等。

【答案】①直接用作材料②热解成单体③制成燃油和燃气乙烯CO 纤维素淀粉。