高中化学 第五章 第三节 功能高分子材料同步学案 新人教版选修5

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1、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、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。二、高分子化合物与高分子材料的比较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

3、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

4、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．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D．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．①②③B．②③④C．①⑤D．全部答案　D解析　医用高分子材料的应用十

5、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

6、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≡CHABC碳纤维用化学方程式表示以下过程：①CH≡CH与HCN反应_________________________________________________；②A―→B________________________________________________________________。答案　(1)C、H、N　3∶1∶1(2)①CH≡CH＋HCNCH2===CH—CN

7、②nCH2===CH—CN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—CH2—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—CH2—原子团上脱去一

8、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