新版高中化学讲义(选择性必修第三册)：高分子材料

第27讲高分子材料知识导航知识精讲一、高分子材料的分类二、塑料1. 塑料的成分主要成分合成树脂(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等)加工助剂增塑剂(提高柔韧性)、热稳定剂(提高耐热性)，着色剂等2. 塑料的分类根据受热时的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。

类型结构特征举例热塑性塑料线型或链状结构受热软化，可以反复加热熔融加工聚乙烯、聚氯乙烯等热固性塑料网状结构不能加热熔融，只能一次成型酚醛树脂、脲醛树脂等3. 常见的塑料(1)聚乙烯①制备：②高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较【答案】低高多少大小低高低高(2)酚醛树脂①定义：酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。

②制备：苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂。

a. 在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羧基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成_______结构的高分子。

b. 在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成_______结构的酚醛树脂。

【答案】线型网状③酚醛树脂的性质及应用具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。

酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。

可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。

(3)脲醛树脂由尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚而成。

4．高分子化合物的基本结构合成高分子化合物结构大致可以分三类：______结构、______结构和______结构。

【答案】线型、支链型、网状三、合成纤维1. 纤维的分类2. 合成纤维的性能和用途除了满足人们的穿着需求外，还广泛应用于工农业生产与高科技领域。

如工业用的隔音、隔热、绝缘材料，渔业用的渔网、缆绳，医疗用的缝合线、止血棉，航空航天用的降落伞、航天服。

3. 常见的合成纤维(1)聚酯纤维合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。

涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。

①反应原理②涤纶的性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差。

③涤纶的用途：应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物，以及工业用纤维制品等。

(2)聚酰胺纤维聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一，由己二胺与己二酸的缩聚反应得到的聚己二酰己二胺纤维，又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含碳原子的个数)。

①反应原理②锦纶66的性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨，强度大。

③锦纶66的用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等产品。

(3)高强度芳纶纤维聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，又称芳纶1414(商品名凯芙拉，数字1和4指单体对苯二甲酸和对苯二胺的官能团在苯环上的位置)。

①反应原理②芳纶1414的性能：强度高、密度低(只有钢的1/5)，并且具有耐酸、耐碱、耐高温、耐磨等。

③芳纶1414的用途：防弹装甲、消防服、防切割耐热手套，以及交通工具的结构材料和阻燃内饰等。

四、合成橡胶橡胶是一类具有弹性的物质，在外力作用下，橡胶的形状会发生改变，去除外力后又能恢复原来的形状。

橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高，一般在105~106。

1. 橡胶的分类2. 天然橡胶天然橡胶是异戊二烯(2­甲基­1,3­丁二烯)的聚合物，具有顺式结构，称为顺式聚异戊二烯。

3. 顺丁橡胶以1，3-丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应得到的以顺式结构为主的聚合物。

①反应原理：②结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。

③顺丁橡胶的硫化将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(-S-S-)等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。

但硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。

④顺丁橡胶的用途：顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。

五、功能高分子材料化学工作者合成的具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。

如高分子催化剂、各种滤膜、磁性高分子、形状记忆高分子、高吸水性材料、医用高分子材料、高分子药物等。

1. 高吸水性树脂2. 高分子分离膜对点训练题型一：高分子材料的定义、分类、通性【变1-2】新中国成立70年以来，高分子材料以独特的结构和性能在科学技术、国防建设和国民经济等领域发挥重要作用。

下列材料中主要成分不属于．．．有机高分子的是A B C D塑料制品汽车轮胎防护服石墨烯【答案】D【分析】有机高分子化合物为高聚物，相对分子质量在10000以上，塑料、橡胶、聚碳酸脂、聚酰胺纤维织物均为高分子化合物，而石墨烯为单质，据此分析解答。

【详解】A．塑料为常见的有机高分子化合物，故A不选；B．汽车轮胎主要成分为橡胶，为常见的有机高分子化合物，故B不选；C．防护服主要成分是无色透明、坚韧如钢的工程塑料--聚碳酸酯，故C不选；D．石墨烯为碳单质，不属于高分子化合物，故D选；故答案选D。

题型二：塑料【变2-1】可降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB)可由3-羟基丁酸生产，下列说法正确的是A．合成PHB的反应属于加聚反应B．合成PHB的反应属于缩聚反应C．PHB的结构简式为D．PHB的结构简式为【答案】B【解析】A.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB()和水，故A错误；B.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB()和水，故B正确；C.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB和水，则PHB的结构简式为：，故C错误；D.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB和水，则PHB的结构简式为：，故D错误。

故选：B。

【变2-3】(双选)尿素()中与氮原子相连的氢原子可以像苯酚中苯环上的氢原学那样与甲醛发生反应，生成交联脲醛树脂，其结构片段如图所示(图中表示链延长)。

下列说法错误的是A．尿素可以与甲醛发生加成反应生成B．合成交联脲醛树脂的反应为加聚反应C．交联脲醛树脂在一定条件下可以发生水解反应，重新生成尿素和甲醛D．甲醛可以使交联成网状结构的脲醛树脂【答案】BC【解析】A．由题给条件，尿素()中与氮原子相连的氢原子可以像苯酚中苯环上的氢原子那样与甲醛发生反应，则二者反应的化学方程式为HCHO，A项正确；+→催化剂B．尿素和甲醛的加成产物发生聚合反应，生成物有小分子水，属于缩聚反应，B项错误；C．交联脲醛树脂的官能团中有酰胺基，其水解产物主要是氨基化合物和二氧化碳，C项错误；D．甲醛可以使交联成如题图的网状结构的脲醛树脂，D项正确；答案选BC。

【例4】(1)制备线型酚醛树脂的方程式：__________。

(2)用甘氨酸(H2NCH2COOH)和丙氨酸()缩合最多可形成_____种二肽(链状结构)。

(3)①麦芽糖发生水解反应的方程式是_____________。

②硬脂酸甘油酯与氢氧化钠发生皂化反应的方程式_______________。

(4)下列化合物中：①H2C=O；②HOCH2CH2OH；③H2C=CH2；④；⑤。

适合制作食品保鲜膜的单体是(填序号，下同)________，适合制作开关面板的单体是_______，适合制作漂亮校服织物面料的单体是________。

催化剂 2 【答案】nHCHO+n+H→+(n-1)H2O 4 C12H22O11(麦芽糖)+H2O−−−→C6H12O6(葡萄糖) +3NaOH→3C17H35COONa+③①⑤②④【分析】(1)在酸性条件下,苯酚与甲醛发生缩聚反应生成线型酚醛树脂；(2)氨基酸发生脱水反应生成二肽就是两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个肽键；(3)①麦芽糖是二糖，在稀硫酸或酶做催化剂作用下，1mol麦芽糖发生水解反应生成2mol葡萄糖；②硬脂酸甘油酯与氢氧化钠溶液发生皂化反应生成硬脂酸钠和甘油；(4)聚乙烯可作塑料食品盒；适合制作开关面板的材料为酚醛树脂；适合制作漂亮校服织物面料是合成纤维。

【详解】(1)在酸性条件下,苯酚与甲醛发生缩聚反应生成线型酚醛树脂，反应的化学方程式为nHCHO+n+H→+(n-1)H2O，故答案为：nHCHO+n+H→+(n-1)H2O；(2)氨基酸发生脱水反应生成二肽就是两个氨基酸分子脱去一个水分子形成一个肽键，当甘氨酸和丙氨酸同种氨基酸脱水时，可生成2种二肽；当是不同种氨基酸脱水时，可以是甘氨酸脱去羟基，丙氨酸脱氢，也可以丙氨酸脱羟基，甘氨酸脱去氢，可以生成2种二肽，则甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成共4种，故答案为：4；(3)①麦芽糖是二糖，在稀硫酸或酶做催化剂作用下，1mol麦芽糖发生水解反应生成2mol葡萄糖，反应的化催化剂 2 C6H12O6(葡萄糖)，故答案为：C12H22O11(麦芽糖)+H2O学方程式为C12H22O11(麦芽糖)+H2O−−−→催化剂 2 C6H12O6(葡萄糖)；−−−→②硬脂酸甘油酯与氢氧化钠溶液发生皂化反应生成硬脂酸钠和甘油，反应的化学方程式为+3NaOH→3C17H35COONa+，故答案为：+3NaOH→3C17H35COONa+；(4)聚乙烯可作塑料食品盒，合成聚乙烯的单体为CH2=CH2；适合制作开关面板的材料为酚醛树脂，酚醛树脂可由苯酚、甲醛发生缩聚反应生成；适合制作漂亮校服织物面料是合成纤维，合成纤维的单体可能是HOCH2CH2OH和，故答案为：③；①⑤；②④。

【点睛】当甘氨酸和丙氨酸同种氨基酸脱水时，可生成2种二肽；当是不同种氨基酸脱水时，可以是甘氨酸脱去羟基，丙氨酸脱氢，也可以丙氨酸脱羟基，甘氨酸脱去氢，可以生成2种二肽是分析解答关键，也是易错点。

题型三：合成纤维【变5-1】涤纶的主要成分是聚酯纤维()，下列有关该聚酯纤维的说法错误的是A．其化学名称为聚对苯二甲酸乙二酯B．它是通过缩聚反应制得的聚合物C．含有羧基、羟基和酯基D．合成它的单体中含有芳香烃【答案】D【解析】A．合成该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇，由单体的名称结合聚合物的命名方法可知，该聚合物名称为聚对苯二甲酸乙二酯，故A正确；B．该聚酯纤维是由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成的聚合物，故B正确；C．由该聚酯纤维的结构可知，其含有羧基、羟基和酯基，故C正确；D．合成该聚酯纤维的单体有对苯二甲酸、乙二醇，二者均不是芳香烃，故D错误；答案选D。