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第二节 高分子材料
学习目标
1.通过对高分子材料分类的学习，能列举常见的通用高分子材料和功能高分子材料，能
列举其用途，能认识两者性质和用途的差异，培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
2.通过高分子材料在生产、生活中的用途，认识其工业生产的必要性，也要认识其对环
境的不良影响，培养科学态度与社会责任的核心素养。
任务分项突破
学习任务1 探究通用高分子材料
自主梳理
一、高分子材料的分类
高分子材料按______和______可分为____________材料和____________材料等类别。
用途
性能
通用高分子
功能高分子
二、通用高分子材料
通用高分子材料包括______、__________、__________、黏合剂、涂料等。
1.塑料
（1）定义及成分。
塑料
合成纤维
合成橡胶
（2）分类。
合成树脂
热塑性
热固性
（3）几种常见塑料。
①聚乙烯。
比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 ， 左 右，使用______剂 ， ，使 用______剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度/ 软化温度/ 主要性能 无毒，较柔软 ____________
主要用途 生产______________________ __ ____等 生产瓶、桶、板、管等
引发
催化
无毒，较硬
食品包装袋、薄膜、
绝 缘材料
②酚醛树脂。
.定义：酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高
分子。
.制备：苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂。
在酸催 化下 等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成
生成____________，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成______结构的高分
子。
_______________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________
在碱催 化下 苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三
羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成______结构的酚醛树脂。
___________________________________________________________________________________________________
_______________________
羟甲基苯酚
线型
网状
2，4，三羟甲基苯酚
.酚醛树脂的性质及应用。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生产烹饪器具的手
柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
③脲醛树脂可以用尿素 与甲醛的缩聚反应合成，其化学方程式为
_ ___________________________________________。
2.合成纤维
（1）纤维的分类。
天然
再生
合成
（2）常见的合成纤维。
①聚酯纤维。
______是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防
军工特殊织物以及工业用纤维制品等。合成反应的化学方程式
为 。
涤纶
②聚酰胺纤维（又称锦纶或尼龙）。
合成反应的化学方程式为
_ ___________________________________________________________________________。
③高强度芳纶纤维。
合成反应的化学方程式为
_ ___________________________________________________________________________。
3.合成橡胶
（1）天然橡胶的单体为__________，合成反应的化学方程式
为 。
（2）合成橡胶。
具有耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等优点。
如顺丁橡胶合成反应的化学方程式为
_ ________________________________________。
异戊二烯
（3）橡胶的硫化。
将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的______打开，以二硫
键 等把线型结构连接为__________，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
注意：绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素（如硫），故橡胶有较强的还原
性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质（如高锰酸钾）的试剂瓶不能用橡胶塞。
双键
网状结构
互动探究
材料一 废弃的塑料制品会危害环境，造成“白色污染”。为了根除“白色污染”，人
们联想到淀粉、纤维素可以在自然中被微生物降解，以及有些高分子材料在吸收光能的
光敏剂的帮助下也能降解的事实，研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物
降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为 和
等物质。光降解高分子在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解。它
们为消除“白色污染”带来了希望。
材料二 一些微生物降解高分子，如聚乳酸（ ）具有良好的生物相
容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等，手术后
不用拆线或取出固定材料，减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混
合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和药品包装等；以及加入光敏剂的聚
乙烯等光降解塑料，可用于农用地膜、包装袋等领域。
材料三 近年来，我国科学工作者已成功研究出以 为主要原料生产可降解高分
子材料的技术。 是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土
催化剂能活化 ，使之与环氧丙烷（ ）等反应生成聚合物。这种工艺目前
已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。
探究 “白色污染”及解决之道
问题1： 废弃塑料成为“白色污染”的根本原因是什么？为了根除“白色污染”，人们研究
出了哪两类材料？
提示：在自然界中降解非常慢；微生物降解高分子材料和光降解高分子材料。
问题2： 写出合成聚乳酸的化学方程式，指明反应类型。
提示： ；缩聚反应。
问题3： 用聚乳酸与淀粉混合制成的降解塑料容易降解的原因是什么？
提示：聚乳酸或淀粉在自然界中可以发生水解。
问题4： 在特定催化剂作用下， 与环氧丙烷（ ）发生聚合反应生成聚合
物，写出化学方程式并指明反应类型。
提示： ；加聚反应。
归纳拓展
高分子材料的结构及性能特点
结构类型 结构特点 性能特点 举例
线型结构 由许多链节相互连成一条长 链的高聚物 具有高弹性，在适当的 溶剂中能缓慢溶解，加 热能熔融，硬度和脆度 较小（热塑性） 高密度聚乙烯
支链型结构 支链型结构与线型结构类 似，是由许多链节相互连成 一条长链的高聚物，但是在 链节的主链上存在支链 熔点、密度比线型结构 的更低 低密度聚乙烯
结构类型 结构特点 性能特点 举例
网状结构 一般由多官能团单体相互作 用，使主链与主链之间以共 价键相连接，形成三维空间 的立体网状结构 不能溶解和熔融，只能 溶胀，硬度和脆度较大; 不能反复熔化，只能一 次加工成型（热固性） 碱作催化剂
时，制备的酚
醛树脂
续表
题组例练
题点一 常见塑料
1.下列有关说法不正确的是( )
C
A.聚乙烯是合成高分子材料 B.聚乙烯在自然环境中不易降解
C.聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.由乙烯制聚乙烯的反应类型为加聚反应
解析: 聚乙烯由乙烯发生加聚反应生成，属于合成高分子材料，A、D正确;聚乙烯是乙
烯的加聚产物，化学稳定性较强，在自然环境中不易降解，B正确;聚乙烯分子内不含有
碳碳不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C不正确。
2. 塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式如图所示。下列有
关 塑料的说法不正确的是( )
C
A. 塑料属于聚酯类
B. 塑料是人工合成的高分子材料
C.合成塑料的单体是
D.塑料在微生物降解下的产物可能有和
解析: 由的结构简式可知含有酯基且属于高聚物，故 塑料属于聚酯类，A正确；
自然环境中没有，是人类通过缩聚反应得到的，B正确；合成 的单体是
，C不正确；塑料在微生物作用下降解为和 ，D正确。
题点二 合成橡胶与合成纤维
3.橡胶是一种重要的战略物资，一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡
胶的一种，其结构简式为 。下列说法正确的是( )
D
A.它的单体是
B.装液溴、溴水的试剂瓶均可用丁苯橡胶作瓶塞
C.丁苯橡胶是 和 通过缩聚反应制得的
D.丁苯橡胶会老化
解析: 丁苯橡胶是通过1，丁二烯和苯乙烯（ ）发
生加聚反应制得的，故A、C错误；由于链节中含有碳碳双键，故能与溴单质发生加成
反应，因此装液溴、溴水的试剂瓶均不能用丁苯橡胶作瓶塞，故B错误；丁苯橡胶受氧
气、臭氧、日光特别是高能辐射的作用容易老化，故D正确。
4.一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材
料。其结构片段如图所示。下列关于该高分子的说法正确
的是( )
B
A.属于聚酯类合成高分子材料
B.完全水解产物的单个分子中，含有官能团 或
C.合成该芳纶纤维的单体只有一种
D.氢键不会影响该高分子的沸点、密度、硬度等性能
解析: 图中结构中不含酯基，不属于聚酯类高分子材料，A错误；图中结构的官能团为
酰胺基，完全水解后的产物中含有的官能团是或 ，B正确；图中结构水
解后的单体为对苯二甲胺和对苯二甲酸，共2种单体，C错误；氢键会影响高分子的沸
点、密度等物理性质，D错误。
5.合成材料在宇宙飞船和航天服等方面得到广泛应用，回答下列问题。
（1）合成材料品种很多，其中被称为“三大合成材料”的是______、__________和合成橡胶。
塑料
合成纤维
解析: “三大合成材料”是塑料、合成纤维和合成橡胶。
（2）飞船上的柔性材料常用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯可利用乙烯和氯气作原料制备，
其流程是乙烯 ________________ 乙炔 ________ 聚氯乙烯。（填有机化合物
的名称）
1，二氯乙烷
氯乙烯
解析: 由乙烯制聚氯乙烯时，制备流程是乙烯，二氯乙烷 乙炔 氯乙烯 聚
氯乙烯。
（3）制作航天服的材料聚酯纤维（聚对苯二甲酸乙二酯纤维）商品名叫涤纶，其单体
的结构简式分别为_ ________________和_ ________。
解析: 聚对苯二甲酸乙二酯（ ）的链节上断开酯基中的 ，
两端分别连接和 即得到合成该高聚物的单体 和 。
（4）酚醛树脂 可做宇宙飞船外壳的烧蚀材料，其原料是苯酚和甲醛。
写出下列反应的化学方程式。
①苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水产生白色沉淀_ _____________________________；
解析: 苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水，发生取代反应生成2，4， 三溴苯酚沉淀和
，即 。
②甲醛与苯酚在催化剂作用下制备酚醛树脂
_ _____________________________________________。
解析: 甲醛与苯酚在催化剂作用下发生缩聚反应，生成酚醛树脂和水， 即
。
学习任务2 探究功能高分子材料
自主梳理
功能高分子材料是指具有某些特殊______、______及______功能的高分子材料。常见的
有高分子催化剂、______________、磁性高分子、形状记忆高分子、______________、
医用高分子材料等。
化学
物理
医学
高分子分离膜
高吸水性材料
1.高吸水性树脂
结构特点 （1）含有强亲水性基团 的支链;
（2）具有网状结构
合成方法 （1）对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在淀粉或纤维素的主链
上再接入带有____________的支链，可以提高它们的吸水能力；
（2）用带有强亲水基团的__________进行聚合，得到含亲水基团的高聚
物。这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量________，让线
型结构变为__________
应用 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤;可用于婴幼儿使用的纸
尿裤
强亲水基团
烯类单体
交联剂
网状结构
2.高分子分离膜
浓缩液
反渗透膜
海水淡化
互动探究
材料一 高吸水性树脂是近年来开发的一种含有强亲水性基团并具有一定交联度的
功能高分子材料。它能够吸收自身重量几百倍至几千倍的水分，无毒、无害、无污染。
高吸水性树脂除了吸水，还能吸收肥料、农药，并缓慢地释放出来以增加肥效和药效。
高吸水性树脂以其优越的性能,在许多领域有广泛应用。
材料二 高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的薄膜。推广应
用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如高分子分离膜用于浓缩天然果
汁、乳制品加工、酿酒等食品工业中，因无须加热，可保持食品原有的风味。采用高分
子富氧膜能简便地获得富氧空气，以用于医疗，还可用于制备电子工业用超纯水和无菌
医药用超纯水。用分离膜装配的人工肾、人工肺，能净化血液，治疗肾功能不全患者以
及用作手术时人工心肺机中的氧合器等。
探究1 高吸水性树脂的性能与制备
问题1： 高吸水性树脂的重要性能有哪些
提示：强吸水性、强保水性且耐挤压。
问题2： 高吸水性树脂与一般吸水材料在结构上的主要差别是什么
提示：高吸水性树脂的分子链上连有含强亲水基团的支链，提高了吸水能力。
问题3： 制备高吸水性树脂有哪些方法
提示：在淀粉、纤维素等天然吸水材料的高分子链上接上含强亲水性基团的支链，提高
吸水能力；用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。
问题4： 橡胶工业中将线型结构连接为网状结构与制高吸水性树脂将线型结构连接为网
状结构的目的分别是什么
提示：橡胶工业为了增加橡胶的强度;制高吸水性树脂目的是既吸水又不溶于水。
探究2 高分子分离膜的性能与用途
问题5： 高分子分离膜的特点是什么
提示：具有特殊分离功能，只允许水及一些小分子物质通过。
问题6： 制作高分子分离膜的主要材料有哪些
提示：主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
问题7： 高分子分离膜的主要应用有哪些
提示：主要用于物质净化、分离和浓缩等，如海水淡化、果汁浓缩、药物提纯、血液透
析等。
归纳拓展
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、、、、 等元素组成;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，分三种结构：线型结构、支链型结构、网状结构。它们的
主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。
题组例练
1.下列说法不正确的是( )
D
A.高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等
B.高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤
C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度
解析: 医用高分子材料归属于功能高分子材料，它们都无毒，具有良好的生物相容性和
稳定性，有足够的机械强度等特点，D不正确。
2.科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯
（ ）与水的混合物，使其与沙粒结合，既能阻止地下的盐分上升，又能拦
截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述正确的是( )
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为
B
②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
A.③④ B.①② C.①②③ D.①②③⑤
解析: 由高分子化合物的结构简式可知其单体为 ，①正确；聚丙烯酸酯
的聚合度 不确定，属于混合物，没有固定的熔、沸点，②正确；聚丙烯酸酯含酯基，
一定条件下能发生水解反应，没有碳碳双键，不能发生加成反应，③错误；合成聚丙烯
酸酯属于加聚反应，合成酚醛树脂是缩聚反应，④错误；聚丙烯酸酯属于酯类，与水互
不相溶，没有吸水性，⑤错误。综上分析，B正确。
学科素养测评
合成高分子材料用途广泛，性能优异，其功能与分子结构有密切的关系。下面是几种高
分子材料的结构简式：
（1）A是天然橡胶的主要成分，易老化，A中含有的官能团名称是__________。
碳碳双键
解析: A中含有碳碳双键（ ）。
（2）B的单体是苯酚和_________________，这两种单体在碱催化下，可得到网状高分
子材料，俗称电木，电木是________（填“热塑性”或“热固性”）塑料。
甲醛（或）
热固性
解析: B为酚醛树脂，它的单体为苯酚和甲醛，在碱催化下可形成网状结构的热固性塑料。
（3）C与 溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，该树脂的结构简式是
_ ____________ 。
解析: C与溶液在一定条件下水解生成 和 ， 中含
有 ，具有吸水性。
（4）D是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维——涤纶，可由两种单体在一定条件下
合成，该合成反应的两种单体是_ _____________________________。
和
解析: 由D的结构简式知，其是由缩聚反应制得的，单体为 和
。
命题解密与解题指导
情境解读：本题以高分子材料的结构与用途为背景，着重考查了新型高分子材料的合成
方法及用途。
素养立意：通过高分子结构与性质的关系，培养证据推理和模型认知的核心素养。
思考路径：观察高分子的结构 推断反应类型 据所学知识推断单体。

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