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

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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。
分类的原则类型按树脂受热热塑性时的特征
热固性
特征和举例
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
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
按应用范围通用塑料通用性强,用途广泛、产量大、价格低,主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙及性能特点烯、聚丙烯等
工程塑料机械性能较好,强度高,可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、
聚碳酸酯、氟塑料等
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
纤维人造纤维:如黏胶纤维
化学纤维:
合成纤维:如“六大纶”、光导纤维等
2.合成纤维:
类型合成纤维

特征和举例
具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点。如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶
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特种合成纤维具有某些特殊性能。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等合成纤维性能优异,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。
2502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:
高吸水性树脂
离子交换树脂
光敏高分子
常用功能高分子材料导电高分子
高分子催化剂和试剂
医用高分子
高分子膜
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。

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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
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】AC
【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】AD

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本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/8a89d1027f21af45b307e87101f69e314232fa68.html

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