2020高中化学 应用广泛的高分子材料 功能高分子材料(提高)知识讲解学案 新人教版选修5

应用广泛的高分子材料 功能高分子材料

【学习目标】

1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能，了解“三大合成材料”的结构、性能和用途；

2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用，了解治理“白色污染”的途径和方法；

3、了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，了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

合成材料品种很多，按用途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（包括高分子分离膜、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【高清课堂：应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#应用广泛的高分子材料 功能高分子材料】

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，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如，提高柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。

2．塑料的种类。

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）用于生产渔网绳索；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）在酸或碱的催化下相互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。

天然纤维：如棉花、羊毛、麻等

化学纤维： 人造纤维：如黏胶纤维 合成纤维：如“六大纶”、光导纤维等 纤维

合成纤维性能优异，原料来源丰富、价格便宜、用途广泛、生产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生产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，已经发展有丁苯橡胶、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。比如，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表面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表面，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发展。

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 -氰基丙烯酸乙酯中加入适当填料制成的。 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行改性，住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。

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：都要在反应中加入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，得到具有网状结构的树脂。

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分离和提纯，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、安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。

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、人类健康等方面。

要点七、合成材料的应用及发展

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。随着经济的发展，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行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大，在人们的生产和生活中将发挥越来越重要的作用。

合成材料的快速发展与大量应用，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始，从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，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途

例1 下列原料或制成的产品中，如出现破损不可以进行热修补的是（）。

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】本题考查对合成材料的性能、用途的理解与掌握以及对三大合成材料的优缺点的对比与分析。

【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，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用热固性塑料电木加工而成的，受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。

【总结升华】热塑性塑料是以热塑性树脂为基本成分，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基本成分，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】下列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】下列说法中正确的是（）。

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