1、第三节 功能高分子材料,新知预习,自主测试,一、功能高分子材料 1.定义 功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。 2.分类 (1)新型骨架结构的高分子材料。 (2)特殊功能材料,即在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团,使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊性能。,新知预习,自主测试,3.高吸水性树脂 (1)合成方法。 对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在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。 以带有强亲水性原子团的化合物为单体,均聚或共聚得到亲水性高聚物。 (2)性能:可吸收数百倍至上千倍于
2、自重的水,同时保水能力强,还能耐一定的挤压作用。 (3)应用:干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。,新知预习,自主测试,二、复合材料,新知预习,自主测试,1.下列有关功能高分子材料用途的叙述中,不正确的是( ) A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤、改造沙漠 B.棉花吸水性强是因为纤维素分子链带有许多亲水基团羟基 C.医用高分子不能用于制造人造器官 D.高吸水性树脂保水能力强,还能耐一定的挤压作用 答案C 2.下列材料一定属于复合材料的是( ) A.聚丙烯 B.铝合金 C.黏合剂 D.玻璃钢 答案D,新知预习,自主测试,3.“喷水溶液法”是一种使沙漠变
3、绿洲的技术,它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液,水溶液中的高分子与沙土粒子相结合,在地表下3050 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层,既能阻止地下的盐分上升,又有拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是 ( ) A.它的单体的结构简式为CH2=CHCOOR B.它在一定条件下能发生加成反应 C.它在一定条件下能发生水解反应 D.它没有固定的熔、沸点,新知预习,自主测试,解析聚丙烯酸酯的结构简式为 :,其单体为CH2=CHCOOR,它的分子中含有酯基官能团,故能发生水解反应;聚丙烯酸酯是高聚物,属混合物,没有固定的熔、沸点;因其分子中没有碳碳双键,故不能发生加成反应。
4、答案B,新知预习,自主测试,4.生物降解塑料是在微生物的作用下降解生成二氧化碳和水,从而消除废弃塑料对环境的污染,PHB塑料就属于这种塑料,其结构简式为 。下面关于PHB的说法正确的是( )A.PHB有固定的熔、沸点 B.PHB的降解过程不需要氧气参加反应 C.合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH D.通过加聚反应可制得PHB 解析高聚物分子中的n值不同,是混合物,没有固定的熔、沸点,A错;该高聚物降解生成CO2和H2O,从高聚物的组成知需要氧气参加反应,B错;该高聚物是通过缩聚反应生成的,其单体为CH3CH2CH(OH)COOH,D错,C正确。 答案C,任务,随堂演练,功能高分
5、子材料的特点与应用 问题探究 1.高吸水性树脂的吸水保水能力远远强于一般吸水材料,试分析该类树脂结构上的特点。 提示高吸水性树脂的获取可通过对天然吸水材料进行改性,或以带有强亲水性原子团的化合物为单体,均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物,这两种方法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,让高分子链间发生交联,得到具有网状结构的树脂。因此,高吸水性树脂除含有强亲水性原子团外,还具有网状结构。,任务,随堂演练,2.与同学讨论交流,从使用范围和要求上分析医用高分子材料应满足什么性能? 提示医用高分子材料应该满足: (1)无毒,且具有化学惰性; (2)与人体组织和血液相容性好; (3)
6、具有较高的机械性能; (4)容易制备、纯化、加工和消毒。 3.高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜,它的特点是能让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉,试推测高分子分离膜的重要应用。 提示(1)处理废水、废液; (2)海水淡化; (3)浓缩果汁、乳品加工、酿酒等。,任务,随堂演练,思维建模 1.新型高分子材料和传统的三大合成材料的联系和区别 (1)联系。 从组成元素上看,都主要是由C、H、O、N、S等元素组成; 从合成反应上看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成的; 从结构上看,都有线型、体型结构。 (2)区别。 本质上并没区别; 它们的重要区别在功能和性能上,与传统材料
7、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。,任务,随堂演练,2.功能高分子材料的功能与应用,任务,随堂演练,3.功能高分子材料和复合材料的比较,任务,随堂演练,典例引领 【例题】 新型有机高分子材料在日常生活、尖端科技领域中发挥着十分重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是( ) A.利用高分子分离膜可以进行海水淡化 B.在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料 C.只有一种合成高分子材料作基体、另一种高分子材料作增强材料形成的才是复合材料 D.医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人造器官 解析高分子分离膜的一个重要应
8、用就是海水淡化,A项正确;导电塑料属于高分子材料,B项正确;形成复合材料的基体不一定是高分子材料,可以是金属或无机非金属,C项错误;制造各种人造器官是医用高分子材料的发展前景,D项正确。 答案C,任务,随堂演练,任务,随堂演练,变式训练高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是( ) A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅 C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂 D.能导电的掺杂聚乙炔 解析B项中半导体材料单晶硅,属于无机非金属材料。A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子
9、材料均属于功能高分子材料。 答案B,任务,随堂演练,1.下列有关功能高分子材料用途的说法不正确的是( ) A.高吸水性树脂主要用于干旱地区的抗旱保水、改造土壤、改造沙漠等 B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质 C.医用高分子可用于制造医用器械和人造器官 D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化 解析聚乙炔膜属于导电高分子材料,主要用于制造电子器件。 答案D,任务,随堂演练,2.婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质,下列高分子中有可能被采用的是( )解析A、C项中有氟、氯元素,有一定的毒性,不适合给婴儿使用;D项在水中水解生成乙酸,有刺激性;B项中有吸水性基团羟基,符合要求。 答案B
10、,任务,随堂演练,3.一种有机玻璃的结构简式如图所示。关于它的叙述不正确的是( )A.该有机玻璃是一种线型结构的高分子材料 B.该有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯 C.可用过滤方法除去 CCl4中的少量该有机玻璃 D.它在一定条件下发生水解反应时, CO键发生断裂 解析该有机玻璃能够溶解在CCl4中,因此不能用过滤的方法除去CCl4中的有机玻璃。 答案C,任务,随堂演练,4.宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10 kg重的舱内航天服,“神十”宇航员所穿舱内航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的,下列相关叙述错
11、误的是( ) A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆 C.它没有固定熔点 D.它是一种新型无机非金属材料 解析由“连续纤维增韧”航空材料的主要成分可知,它的熔点高、耐高温、抗氧化;它是由碳化硅、陶瓷和碳纤维组成的混合物,因此没有固定的熔点,它质地不可能较脆,否则不可能做成航天服。 答案B,任务,随堂演练,5.化合物C和E都是医用功能高分子材料,且由相同的元素百分比组成,均可由化合物A(C4H8O3)制得,如图所示,B和D互为同分异构体。,任务,随堂演练,(1)试写出以下反应的化学方程式: AD: ; BC: 。 (2)反应类型:AB ,BC ,AE 。 (3)E的结构简式: 。 (4)A的同分异构体(同类别且有烷基支链)的结构简式: 、 。,任务,随堂演练,解析由题目给定条件“A分子式为C4H8O3,具有酸性”知A分子中应有一个COOH,且除“C=O”外再无双键。又因为A可以发生消去反应生成B,也可以脱去一分子H2O形成五元环状化合物,则A在4号位C上有一个羟基。则A的结构简式为 。,任务,随堂演练,
