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1、第三节 功能高分子材料,阅读思考,自主检测,任务、阅读教材第113页到第115页,思考回答下列问题,自主学习“功能高分子材料”。 1.当今人们认为影响社会经济发展和进步的三大支柱产业是什么?化学工作者在研究具有特殊功能的新型功能高分子材料时,常见的研究方向有哪些? 提示当今,人们将能源、材料和信息工程视为影响社会经济发展和进步的三大支柱产业。 化学工作者在不断地研制各种具有特殊功能的新型功能高分子材料。这其中包括具有新型骨架结构的高分子材料,还包括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、医学等方面的特殊功能。这些功能高分子材料的优异性能在通信、
2、交通、航空航天、医疗、医药、建筑、印刷、海水淡化、农林园艺等许多领域发挥了重要作用。,阅读思考,自主检测,2.人们探求某种新型高分子材料时,总要做的研究工作有哪些?设计功能高分子材料时需要考虑的问题有哪些? 提示人们探求某种新型高分子材料时,总要研究分子结构与功能之间的关系,设计出具有特殊功能的高分子结构以及合成它的路线和方法。高分子应具有什么样的主链?它应该带有哪种功能基?是由带功能基的单体合成高分子,还是先合成高分子主链,然后再在主链上引入功能基?这些都是设计功能高分子材料时需要考虑的问题,而这也仅仅是探求新型高分子材料的第一步。在实践过程中还要不断修正设计方案,经过不断实验才能合成出目标
3、功能高分子化合物。,阅读思考,自主检测,3.举例说明,近年来,在复合材料研究方面取得的成果有哪些?有何优良特性?有哪些具体应用? 提示复合材料往往可以集合几种材料的优异性能,使其应用更加广泛。例如,以玻璃纤维、碳纤维等无机材料作为增强材料,酚醛树脂、环氧树脂等为基体做成的增强塑料就是典型的复合材料。它具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特点,可以应用来做建筑材料和汽车、轮船、人造卫星、宇宙飞船的外壳和构件。,阅读思考,自主检测,1.下列有关功能高分子材料的用途的叙述中,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
4、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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题 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
5、水性原子团外,还具有网状结构。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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。 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。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨 一、功能高分子材
6、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。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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自重的水,同时保水能力强,还能耐一定的挤压
7、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。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、复合材料,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向 各种高分子材料的相应功能判断 【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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测
8、,解析:高分子分离膜的一个重要应用就是海水淡化,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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨 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,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异
9、,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。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.功能高分子材料的功能与应用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.功能高分子材料和复合材料的比较,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验下列物质不属于新型有机高分子材料的是( ) A.高分子分离膜 B.液晶高分子材料 C.生物高分子材料 D.有机玻璃 解析:有机玻璃属于传统三大合成材料,A、B、C选项中的物质都是新型高分子材料。 答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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
10、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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.一种有机玻璃的结构简式如图所示。关于它的叙述不
11、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中而并不形成沉淀,因此不可用过滤的方法除去。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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,下列相关叙述错误的是( ) A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢
12、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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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。 (1)试写出以下的化学方程式: 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(同类别且有支链)的结构简式: 、 。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,
