资源简介

(共46张PPT)
[学习目标]
结合典型实例,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
1.定义和分类
化学
物理
医学
2.高吸水性树脂
(1)合成方法
①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。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___________的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。
(2)性能:可吸收几百倍甚至上千倍高于自身质量的水,同时_____能力强,还能耐一定的挤压。
(3)应用:干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。
强亲水基团
强亲水基团
保水
[实验探究]——高吸水性树脂的吸水性能
①问题:高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别有多大
②现象及数据处理:
吸水材料 高吸水性树脂(尿不湿) 一般吸水材料(餐巾纸)
吸水前质量m1/g 1.00 1.00
吸水现象 呈凝胶状,有较好的保水能力 吸水后变形程度小,保水能力较差
吸水后质量m2/g 84.82 11.00
吸水率(m2-m1)/m1 _______,吸水性___ ___,吸水性___
83.82
强
10
差
实验结论:其他条件相同时,高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的___。
强
3.高分子分离膜
[自我思考]
1.为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大
提示　绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水基团。
2.尿不湿中的吸水剂吸水后挤压挤不出水,这是为什么
提示　尿不湿所使用的吸水剂是高吸水性树脂,利用高分子材料上的亲水基团吸水,属于功能高分子材料。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状,具有较好的保水能力。( )
(2)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性。( )
(3)功能高分子材料具有通用高分子材料的机械性能和某些特殊功能。( )
(4)光致抗蚀剂是一种用于光加工工艺的光敏高分子,又称光刻胶,光致抗蚀剂属于功能高分子。( )
(5)高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等。( )
×
√
√
√
1.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项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
B
2.某强酸阳离子交换树脂是在苯乙烯—二乙烯苯共聚交联结构的高分子基体上带有磺酸基(—SO3H)的离子交换树脂,其酸性相当于硫酸、盐酸等无机酸,它在碱性、中性,甚至酸性介质中都有离子交换功能。有关该树脂的一些性质和应用正确的是(　　)
A.此树脂可以溶于有机溶剂,如苯和四氯化碳
B.此树脂是一种优良的热塑性材料,可反复加工、多次应用
C.此树脂可以用于海水淡化
D.由于此树脂具有强酸性,发生交换后树脂不能再生
解析　由于该高分子是共聚交联结构,说明是网状结构,具有热固性,故不能溶于有机溶剂,也不能反复加工、多次应用。又由于基体上带有磺酸基的离子交换树脂,能够用于海水淡化,而离子交换树脂的离子交换是可逆过程,在一定条件下可再生。
C
3.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有α 氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是(　　)
B
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
解析　碳碳双键发生加聚反应形成线型结构,故A错误;氰基和酯基使碳碳双键的极性增大,更容易断键发生加聚反应,B正确;该医用胶中的氰基和酯基具有强极性,但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂,C错误;α 氰基丙烯酸酯可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气,发生阴离子聚合实现固化,D错误。
[名师点睛]
功能高分子材料的比较
功能高分子材料 主要功能 主要应用
高
分
子
膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理
②海水淡化
③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子传感膜 把化学能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
高分子热电膜 把热能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
医用高
分子材料 ①具有优异的生物相容性
②具有某些特殊功能 人造器官
1.(2025·哈尔滨师范大学附属中学期末)下列有关高分子材料的叙述中不正确的是(　　)
A.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂属于功能高分子材料
B.利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化
C.导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程
D.医用高分子材料的发展使人类能够制造各种人工器官
解析　高吸水性树脂是一种特殊的功能高分子材料, 能够吸收其自身重量数百倍甚至上千倍的水, 并展现出极强的保水能力,A正确;高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化,B正确;根据物理学知识,导弹的射程与其本身的质量有关,因此提高导弹的射程与复合材料的耐腐蚀性能无关,C错误;医用高分子材料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,因此医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官,D正确。
C
B
3.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是(　　)
A.分离工业废水,回收废液中的有用成分
B.食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒
C.将化学能转换成电能,将热能转换成电能
D.海水淡化
解析　高分子分离膜属于功能高分子材料,结合题给信息进行分析,可得出其能够有选择地让某些物质通过,而把另一些物质分离掉,显然其不能实现能量转化。将化学能转换成电能是传感膜的应用,把热能转化成电能是热电膜的应用。
C
B
解析　①由高分子化合物的结构简式可知其单体为CH2==CHCOOR,正确;②聚合度n不确定,聚丙烯酸酯属于混合物,没有固定的熔、沸点,正确;③聚丙烯酸酯含有酯基,在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,错误;④合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应,酚醛树脂的聚合方式是缩聚反应,错误;⑤聚丙烯酸酯属于酯类,与水互不相溶,没有吸水性,错误;故选B。
5.科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上,制成缓释长效阿司匹林,用于关节炎和冠心病的辅助治疗,缓释长效阿司匹林的结构简式如下:
(1)高分子载体的结构简式为　　　　　　　　　　　。
(2)阿司匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是　　　　　　　　　　。
酯化反应(或取代反应)
(3)缓释长效阿司匹林在肠胃中变为阿司匹林的化学方程式是
________________________________________________________________________
__________________________________。
解析　本题的关键信息是“通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上”,观察高聚物结构可以把缓释长效阿司匹林分为三部分:①高分子载体;②阿司匹林;③作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿司匹林的反应,属于水解反应,从而找到正确的解题思路。
1.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。根据有关化合物的性质及生物学知识可知,下列高分子不宜用作手术缝合线或人造器官材料的是(　　)
A.聚乳酸 B.聚氨酯
C.氯纶 D.聚乙烯醇
解析　由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,A不符合题意;聚氨酯具有优良的生物相容性,逐渐被广泛用作生物医用材料,可用于人工心脏起搏器、人工血管等,B不符合题意;氯纶的分子中含有大量的氯原子,所以在使用过程中会逐渐释放出含氯的有毒物质,对人体有害,不能作手术缝合线或人造器官材料,C符合题意;聚乙烯醇无毒,对人体皮肤无刺激性,可作手术缝合线材料,D不符合题意。
C
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2.(2025·东北育才学校鞍山一中等五校联考)科技创新是发展新质生产力的核心要素,下列说法错误的是(　　)
A.我国空间站使用了氮化硼陶瓷基复合材料,氮化硼为共价晶体
B.可降解塑料聚羟基丁酸酯,可由3 羟基丁酸加聚反应合成
C.婴儿纸尿裤使用了高吸水性树脂,高吸水性树脂属于功能高分子材料
D.航天员返回所用降落伞使用了聚酯纤维材料,聚酯纤维属于合成纤维
解析　氮化硼是以共价键结合的三维空间立体网状结构的共价晶体,A正确;可降解塑料聚羟基丁酸酯,可由3 羟基丁酸缩聚反应合成,B错误;高吸水性树脂是一种特殊的功能高分子材料,以其超强的吸水能力著称,能够吸收其自身重量数百倍甚至上千倍的水,展现出极强的保水能力,C正确;聚酯纤维如涤纶等常用于生产服装面料,属于合成纤维,D正确;故选B。
B
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3.下列各选项中,对相应高分子材料的类型、功能的说法均正确的是(　　)
C
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选项 高分子材料 类型 功能
A 黏合剂 功能高分子材料 黏合作用
B 涂料 功能高分子材料 保护作用
C 离子交换树脂 功能高分子材料 分离和提纯
D 聚丙烯酸钠 功能高分子材料 制人工心脏
解析　黏合剂和涂料均属于通用高分子材料,A、B错误;离子交换树脂属于功能高分子材料,主要用于硬水软化、海水淡化以及物质的分离和提纯,C正确;聚丙烯酸钠具有很强的吸水性,常用于制造尿不湿,D错误。
4.下列关于功能高分子材料的说法不正确的是(　　)
A.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
B.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入含强亲水原子团的支链,以提高它们的吸水能力
C.以带有强亲水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,在反应中加入交联剂,得到链状的树脂
D.功能高分子材料的优异性能在通信、交通、航空航天、医疗、医药等许多领域发挥了重要作用
解析　以带有强亲水原子团的化合物为单体,均聚或两种单体共聚,得到亲水高聚物,在反应中加入交联剂,得到网状结构的树脂,具有较高的强度、韧性及化学稳定性,C错误。
C
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5.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术,这种塑料骨钉不仅具有相当的强度,而且可在人体内水解,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应,也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料是(　　)
A.CH2==CH—CH2Cl B.CH2==CH—COOH
C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH
解析　能与强碱溶液反应,则应有羧基或酚羟基、酯基等;能形成环状酯,则分子中同时含有—OH和—COOH,故选C。
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6.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列有关说法错误的是(　　)
A.加入交联剂可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
解析　加入交联剂将聚合物中的双键打开,把线型结构连接为网状结构,A正确;橡胶工业中将线型结构连接为网状结构得到既有弹性又有强度的橡胶,是为了增强橡胶的强度,B正确;制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为网状结构,这样做的目的是为了使它既吸水又不溶于水,C正确;顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎,因此顺丁橡胶不溶于水,D错误。
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(2)写出由A制取B的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(3)医用高分子材料应具备哪些特性 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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优异的生物相容性,较少受到排斥,无毒性,具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能
9.(2024·佛山市顺德区月考)材料的合成条件、组成和结构发生变化,其性能也会发生变化,对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列叙述不合理的是(　　)
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选项 原料 反应条件、组成或结构改变 效果
A 蔗糖 三个氯原子取代蔗糖分子中的三个羟基 分子结构修饰后得到蔗糖素
B 高分子聚合物 增加强亲水基团 产生高吸水性树脂
C 头发 二硫键的断裂与形成 定型成需要的形状
D 苯酚、甲醛 碱性条件下,主要生成2,4,6 三羟甲基苯酚中间体 得到线型结构酚醛树脂
解析　三个氯原子取代蔗糖分子中的三个羟基,分子结构修饰后得到蔗糖素,三氯蔗糖是一种人造甜味剂,不会被人体吸收,可供糖尿病患者食用,故A不符合题意;在高分子聚合物中增加强亲水基团,如加强亲水基团羧基,可制成高吸水性树脂,故B不符合题意;头发烫染时通过二硫键的断裂与形成,可将头发定型成需要的形状,故C不符合题意;苯酚、甲醛碱性条件下,主要生成2,4,6 三羟甲基苯酚中间体,得到体型结构的酚醛树脂,故D符合题意;故选D。
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10.可用作安全玻璃夹层的高分子PVB的合成路线如下:
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A.该全氟磺酸质子膜单体可能是CF2==CF2和CF2==CF—SO3H
B.—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响
C.若将全氟代物主链改为烃链,则该膜稳定性下降,但导电性能更好
D.电池工作时,若负极有D2放电,停止工作时,质子膜中可能检测出含—SO3D
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12.(2025·宣威市第六中学月考)由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为C7H5NO。
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已知:Ⅰ.芳香烃X用质谱仪测出的质谱图如图所示:
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请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)G的分子式是　　　　　。
(2)③的反应类型是　　　　　。
(3)反应⑤的化学方程式是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
C7H5NO4
还原反应
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①③
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