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第五章
第二节　高分子材料
课时2　功能高分子材料
合成高分子
1．了解新型高分子材料的优异性能及其应用。
2．认识高分子材料结构与性质的联系。
活动一：认识高分子分离膜的作用
1．下图为高分子分离膜功能示意图。
(1) 根据可通过粒子半径由大到小的顺序写出图中所示高分子分离膜的名称。
【答案】 微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜
(2) 高分子分离膜在生产、生活等方面有哪些应用？
【答案】 水的淡化或净化、有机物的分离提纯等
2．目前制作分离膜的材料主要是有机高分子材料。如早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙－4、尼龙－66等制成的中空纤维膜。这类产品对盐水的分离率在80%～90%之间，但透水速率很低，仅0.076 mL/(cm2·h)。后来发展了芳香族聚酰胺，用它们制成的分离膜，pH适用范围为3～11，分离率可达99.5%(对盐水)，透水速率为0.6 mL/(cm2·h)，长期使用稳定性好。由于酰胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有较高要求。DP－Ⅰ型膜即由此类膜材料制成的，它的合成路线如下式所示。
DP-Ⅰ型膜
(1) DP－Ⅰ型膜是主链上含有酰胺基团(—NHCO—)的高分子化合物，pH适用范围为3～11，如果酸性或碱性过强时可能发生的反应类型是什么？
【答案】 水解反应
(2) 上面案例合成DP－Ⅰ型膜的反应中，还有一种产物是什么？
【答案】 HCl
活动二：认识部分高分子材料结构与性质的联系
1．阅读下列材料，回答问题。
如果只是丙烯酸钠聚合，则只能形成线型结构高分子，常用的聚丙烯酸钠是网状结构。要形成网状结构，必须将丙烯酸钠和二烯烃先共聚形成线型结构分子，然后再用交联剂将链联结。
(1) 聚丙烯酸钠、棉花都具有吸水性，其分子中亲水性强的基团分别是什么(写出基团的结构简式)？它们和水分子间的主要作用力是什么？
【答案】 —COO－和—OH　氢键
(2) 请你分析将聚丙烯酸钠加工成网状结构的高聚物意义。
【答案】 一方面可以避免线型结构高分子可能在水中的溶解；另一方面还可起到包含水分子的作用。
(3) 据此你还可以想到聚丙烯酸钠的应用有哪些？
【答案】 可用在干旱季节或沙漠地带使土壤保水；在风沙多的地域栽种植物幼株时进行长时间保水供水。
2．阅读下列材料，回答问题。
日本化学家白川英树因成功研制聚乙炔类导电聚合物获2000年诺贝尔化学奖。聚乙炔颜色较深，有金属光泽，用碘、溴等卤素掺杂后，其导电率可提高到金属水平。聚乙炔有顺式聚乙炔和反式聚乙炔两种立体异构体。聚乙炔是尚在开发研究中的新型功能高分子，已成功制成太阳能电池、电极和半导体材料，但尚未达到工业应用阶段。
除了聚乙炔，下图列出的高分子化合物也都具有导电性。
(1) 写出聚乙炔的结构简式。
(2) 假设上述环状结构中都含有双键，请你说出导电高分子化合物的结构特点是什么？
【答案】 都具有单、双键相间的结构
3．阿司匹林[2-(乙酰氧基)苯甲酸，又名乙酰水杨酸]常用于缓解疼痛、治疗感冒、流感等发热疾病的退热、预防短暂脑缺血发作、心肌梗死等。为了延长阿司匹林在人体内的药效持续时间，减少酸性对人体带来的伤害，科学家通过乙二醇的桥梁作用将阿司匹林连接在某高聚物上，制成了一种可用于关节炎和冠心病辅助治疗的新型高分子药物——缓释长效阿司匹林，其结构简式如下图所示。
(1) 已知乙酰氧基的结构为CH3COO—，写出阿司匹林的结构简式。
【答案】
(2) 科学家通过乙二醇的桥梁作用，将阿司匹林连接在某高聚物上的反应类型是什么？写出合成该高聚物单体的结构简式。
【答案】 取代(酯化)反应　CH2══C(CH3)COOH
(3) 缓释长效阿司匹林能延长药效的原因是什么？
【答案】 利用缓释长效阿司匹林的水解，可以持续、缓慢地得到阿司匹林。
1．国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是 (　　)
A．ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式
B．合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应
C．聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为
D．四氟乙烯分子中既含有极性键，又含有非极性键
1
C
2．下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是 (　　)
A．高分子膜利用其选择性透过能力，可用于海水淡化、物质制取与回收等方面
B．作为医用高分子材料制人造器官，必须考虑其与人体的相容性和机械性能
C．聚乙烯醇是具有高吸水性的高分子，可与水生成易挥发物，所以称为“尿不湿”
D．新材料研究正向智能化、高功能的方向发展
2
2
【解析】 聚乙烯醇具有高吸水性是因为分子中含大量羟基(—OH)，可与水形成氢键而吸水；“尿不湿”的主要成分是高吸水性树脂，如聚丙烯酸钠，而非聚乙烯醇，C错误。
【答案】 C
A．单体的结构简式为CH2══CHCOOR
B．属于纯净物
C．能发生加成反应
D．通过丙烯酸酯缩聚获得
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3
【解析】 高分子化合物均为混合物，因聚合度(链节数量)不同，不存在固定的相对分子质量，故聚丙烯酸酯是混合物，B错误；聚丙烯酸酯的分子中不含碳碳双键，不能发生加成反应，C错误；丙烯酸酯含碳碳双键，通过加聚反应生成聚丙烯酸酯，D错误。
【答案】 A
4．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 (　　)
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4
【解析】 一次性纸尿片中能吸水保水的物质是高吸水性树脂，其分子结构中必须含有大量亲水基团(如—OH、—COOH、—COONa 等)，这些基团能与水分子形成氢键或发生电离，从而快速吸收并锁住水分。
【答案】 B
5．具有单双键交替长链(如：…—CH══CH—CH══CH—CH══ CH—…)的高分子有可能成为导电塑料。诺贝尔化学奖曾授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是 (　　)
A．聚乙烯　 B．聚丁二烯
C．聚苯乙烯　 D．聚乙炔
5
【解析】 聚乙炔由乙炔(CH≡CH)加聚而成，加聚过程中每个碳碳三键断开一条π键，形成…—CH══CH—CH══CH—CH══CH—…的结构，分子中存在严格的单、双键交替长链，电子可在共轭体系中自由移动，具备导电潜力，因此可能成为导电塑料。
D
6．光刻胶是大规模集成电路、印刷电路板和激光制版技术中的关键材料。某一肉桂酸型光刻胶的主要成分A经光照固化转变为B。
6
A　　　　　　　　　　　　　B
(1) A经光照固化转变为B，发生了________反应(填反应类型)。
(2) 写出A与NaOH溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________。
(3) 写出B在酸性条件下水解得到的芳香族化合物的分子式：
____________。
加成
6
＋nNaOH—→n
＋
C18H16O4

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