PAGEPAGE9應用廣泛的高分子材料、功能高分子材料[課標要求]1．了解高分子化合物結構與性能之間的關系。2．了解塑料、合成纖維、合成橡膠的性能和用途。3．知道功能高分子材料的分類，能舉例說明其在生產生活、高新技術領域中的應用。4．知道復合材料的組成特點，能舉例說明常見復合材料的應用。1.塑料、合成纖維、合成橡膠被稱為“三大合成材料”。2．高分子材料有線型、支鏈型和網狀三種結構。線型結構可以帶有支鏈，線型高分子有熱塑性，可溶于適當的溶劑，網狀高分子具有熱固性，一般難溶于有機溶劑或者有的只有肯定程度的溶脹。3．功能高分子材料既具有傳統高分子材料的機械性能，又具有某些特殊功能，緣由是在高分子的主鏈或支鏈上引入了某種功能原子團。4．復合材料是由兩種或兩種以上材料組合在一起而形成的新型高分子材料，其中一種材料作基體，另一種材料作增加體，一般具有強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕等優異性能。eq\a\vs4\al(塑料)1．成分塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成樹脂。2．分類3．幾種常見的塑料(1)聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件150MPa～300MPa，170℃～200℃，引發劑低壓、催化劑高分子鏈較短較長相對分子質量較低較高密度較低較高(2)酚醛樹脂①概念：酚醛樹脂是用酚類(如苯酚)與醛類(如甲醛)在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。②形成：在酸催化下，等物質的量的甲醛和苯酚反應形成線型結構高分子，其反應為在堿催化下，等物質的量的甲醛與苯酚或過量的甲醛與苯酚反應生成網狀結構的酚醛樹脂。4．合成高分子化合物的結構可分為三類：線型結構、支鏈型結構和網狀結構(也稱體型結構)。[特殊提示](1)樹脂和塑料不是同種物質，樹脂是指沒有跟各種添加劑混合的高聚物；塑料是由樹脂及增塑劑、穩定劑、著色劑等組成的，其主要成分是樹脂。(2)甲醛與苯酚在酸催化下形成線型結構，在堿催化下形成網狀結構。1．下列有關塑料的說法中不正確的是()A．塑料的主要成分是合成樹脂B．熱塑性塑料可以反復加工，多次運用C．酚醛樹脂可制熱固性塑料D．通用塑料可以在任何領域中通用解析：選D塑料的主要成分是合成樹脂，為了適應工農業生產和生活的各種要求，通常在高分子材料中摻入各種加工助劑來改善其性能，A項正確。塑料依據其受熱特征可分為熱塑性塑料和熱固性塑料，酚醛樹脂就是熱固性塑料，B、C項正確。通用塑料指價格低、產量大、用途廣泛的塑料，在日常生活中通用性強，但在很多領域需用特殊塑料，D項錯誤。2．下列塑料只能一次性運用，不能熱修補的是()A．聚氯乙烯 B．酚醛樹脂C．聚乙烯 D．聚苯乙烯解析：選B聚氯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補，A錯誤；酚醛樹脂屬于熱固性材料，不能熱修補，B正確；聚乙烯塑料膜屬于熱塑性材料，可以熱修補，C錯誤；聚苯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補，D錯誤。3．下列有關線型高分子和體型高分子的說法錯誤的是()A．線型高分子是由很多鏈節相互連接成鏈狀，通常不具有或很少具有支鏈，而體型高分子則是長鏈跟長鏈之間產生交聯B．線型高分子通常具有熱塑性，而體型高分子通常具有熱固性C．線型高分子可在適當溶劑中溶解，而體型高分子通常很難溶解在任何溶劑中D．體型高分子化合物的相對分子質量肯定比線型高分子化合物的相對分子質量大解析：選D線型高分子是由很多鏈節相互連接成鏈狀，通常不具有或很少具有支鏈，而體型高分子則是長鏈跟長鏈之間產生交聯，A項正確；線型高分子通常具有熱塑性，而體型高分子通常具有熱固性，B項正確；線型高分子可在適當溶劑中溶解，而體型高分子通常很難溶解在任何溶劑中，C項正確；體型高分子化合物和線型高分子化合物都是高分子化合物，相對分子質量沒有肯定的大小關系，D項錯誤。eq\a\vs4\al(合成纖維)1．分類纖維eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(自然纖維：)如棉花、羊毛、蠶絲和麻等,化學纖維\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(人造纖維：將木材等自然纖維經化學加工,處理所得的纖維。如黏膠纖維),\a\vs4\al(合成纖維：以煤、石油、自然氣和農副產品,為原料加工制得單體，然后經過聚合反,應制得的纖維。如“六大綸”)))))2．性能“六大綸”都具有強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、質輕保暖等優點，而且還具有各自獨特的性能。它們除了改善人們的穿著外，在生產和國防上也有很多用途。如錦綸可制著陸傘繩、輪胎簾子線、纜繩和漁網等。3．聚酯纖維——滌綸合成纖維中目前產量占第一位的是聚酯纖維——滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維的商品名。其合成反應為[特殊提示](1)人造纖維只是將自然纖維加工處理制得，不是合成高分子化合物；合成纖維是以石油、自然氣為原料人工合成的高分子化合物。(2)維綸具有較好的吸濕性，是因為其分子鏈上含有羥基。1．下列說法中正確的是()A．合成纖維和人造纖維可統稱為化學纖維B．纖維素屬于糖類，與淀粉互為同分異構體C．錦綸絲接近火焰時先蜷縮，燃燒時有燒毛發的臭味，灰燼為有光澤的硬塊，能壓成粉末D．不能用點燃的方法區分棉花和羊毛等自然纖維解析：選A化學纖維可分為合成纖維和人造纖維，A項正確；纖維素和淀粉的分子式中n值不同，不互為同分異構體，B項錯誤；錦綸是合成纖維，燃燒時無燒毛發的臭味，C項錯誤；棉花主要成分是纖維素，羊毛主要成分是蛋白質，可以用燃燒的方法區分，D項錯誤。2．自然纖維的吸濕性優于合成纖維，合成纖維中吸濕性較好的是()A．聚酰胺纖維(錦綸)B．聚酯纖維(滌綸)C．聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸)D．聚氯乙烯纖維(氯綸)解析：選C聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸)分子結構中含有吸水性強的基團——羥基，故吸濕性較好。3．奧運祥瑞物福娃外材料為純羊毛線，內充物為無毒的聚酯纖維()。下列說法正確的是()A．羊毛與聚酯纖維的化學成分相同B．聚酯纖維和羊毛在肯定條件下均能水解C．該聚酯纖維單體為對苯二甲酸和乙醇D．由單體合成聚酯纖維的反應屬加聚反應解析：選B聚酯纖維水解生成對苯二甲酸和乙二醇，羊毛屬于蛋白質，也能水解。eq\a\vs4\al(合成橡膠)1．橡膠的分類橡膠eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然橡膠,合成橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(通用橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(丁苯橡膠,順丁橡膠,氯丁橡膠)),特種橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(聚硫橡膠：有耐油性,硅橡膠：有耐熱、耐寒性))))))2．合成橡膠(1)原料：以石油、自然氣中的二烯烴和烯烴為原料。(2)性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐高溫或耐低溫等性能。3．合成橡膠的合成過程(以順丁橡膠為例)(1)主要原料：1,3-丁二烯(2)合成原理：nH2C=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))在催化劑存在下，1,3-丁二烯得到以順式結構為主的聚1,3-丁二烯。順式聚1,3-丁二烯與硫磺等硫化劑混煉即得到順丁橡膠。硫化劑的作用是打開順式聚1,3-丁二烯的雙鍵，以—S—S—鍵將順丁橡膠的線型結構連接為網狀結構，得到既有彈性、強度又大的橡膠，但交聯程度不宜過大，否則會失去彈性。1．橡膠是重要的工業原料，生膠的彈性好但強度較差，將其硫化后，強度增大但彈性減弱，且硫化程度越高，強度越大，彈性越差。在以下橡膠制品中，你認為硫化程度最高的是()A．氣球 B．醫用乳膠手套C．汽車外胎 D．橡皮筋解析：選C氣球須要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故A錯誤；醫用乳膠手套須要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故B錯誤；汽車外胎應具有彈性差、強度很大的特征，硫化程度較高時符合要求，故C正確；橡皮筋須要較好的彈性，硫化程度不宜過高，故D錯誤。2．新型的合成材料“丁苯吡橡膠”，結構簡式為它是由三種單體________________、________________和__________________，經________反應而制得的。解析：首先分析高分子鏈中的主鏈的結構簡式，該合成材料是由不飽和的單體發生加聚反應而形成的，然后再將高分子鏈節(即重復結構單元)斷成三段：3．橡膠樹是熱帶植物，在我國海南已大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取自然橡膠，自然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結構簡式為試回答下列問題：(1)自然橡膠能溶于汽油的根本緣由是_____________________________________，自然橡膠加入適當的硫進行硫化后，其結構由________變成________，因而硫化橡膠________(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)自然橡膠的單體是一種無色液體，將該無色液體加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。解析：(1)從自然橡膠成分的結構簡式可知，自然橡膠為線型結構的高分子。能溶于汽油等有機溶劑。自然橡膠硫化后，引入的硫原子可通過形成共價鍵，使高分子鏈發生交聯，形成網狀結構，故硫化橡膠不能溶于汽油。(2)自然橡膠的單體中含有兩個碳碳雙鍵，能發生加成反應，使溴水褪色。答案：(1)自然橡膠是線型結構線型結構網狀結構不能(2)能eq\a\vs4\al(功能高分子材料和復合材料)1．功能高分子材料(1)含義功能高分子材料是指既有傳統高分子材料的機械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。(2)分類①新型骨架結構的高分子材料。②特殊功能材料，即在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團，使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學、生物、醫學等方面的特殊功能。(3)高吸水性樹脂①合成 方法：a．對淀粉、纖維素等自然吸水材料進行改性，在它們的高分子鏈上再接上含強親水性原子團的支鏈，以提高它們的吸水實力。b．以帶有強親水性原子團的化合物為單體，均聚或共聚得到親水性高聚物。②性能：可汲取幾百至幾千倍于自身質量的水，同時保水實力強，還能耐肯定的擠壓作用。③應用：干旱地區用于農業、林業、植樹造林時抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。2．復合材料(1)含義指將幾種不同的材料組合在一起制成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他材料作為增加材料。高分子、金屬、陶瓷等都可作為基體，目前發展最快的是碳纖維作增加劑。(2)性能具有強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕等優異性能，彌補了單一材料在性能上的缺陷。(3)應用宇宙航空工業、汽車工業、機械工業、體育用品、人類健康等方面。[特殊提示](1)新型高分子材料與傳統合成材料在本質上沒有區分，二者重要區分在功能和性能上，新型高分子材料的性能更優異。(2)復合材料是由兩種或多種材料合成的性能優異的材料，不肯定是高分子材料。1．下列關于新型有機高分子材料的說法中，不正確的是()A．高分子分別膜應用于食品工業中，可用于濃縮自然果汁、乳制品加工業、釀酒等B．復合材料一般是以一種材料作為基體，另一種材料作為增加劑C．導電塑料是應用于電子工業的一種新型有機高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官一般都受到人體的排斥作用，難以達到生物相容的程度解析：選D合成高分子材料廣泛應用到醫學上，目前人類已制成的各種人工器官，一般都具有優良的生物相容性。2．高分子材料發展的主要趨勢是高性能化、功能化、復合化、精細化和智能化，下列材料不屬于功能高分子材料的是()A．用于生產光盤等產品的光敏高分子材料B．用于制造CPU芯片的良好半導體材料單晶硅C．能用于生產“尿不濕”的高吸水性樹脂D．能導電的摻雜聚乙炔解析：選BB項中半導體材料單晶硅，屬于傳統的無機非金屬材料。A項中光敏高分子材料、C項中高吸水性樹脂、D項中導電高分子材料均屬于功能高分子材料。3．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入強氧化劑或還原劑后，它們的導電性能大大提高。因為這些塑料具有金屬的一般特性，所以人們稱之為“人造金屬”，下列有關“人造金屬”的說法正確的是()A．“人造金屬”和一般金屬的制取方法不同，但原料相同B．強氧化劑或還原劑是制取“人造金屬”的重要材料C．“人造金屬”能夠導電傳熱，所以有金屬光澤D．“人造金屬”具有金屬的一般特性，所以它們屬于金屬解析：選BA項，“人造金屬”和一般金屬的制取方法不