高分子材料-2024年高中化學講義（選擇性必修三）

第26課高分子材料

學習目標

1.了解合成高分子材料（塑料、纖維、橡膠）的性質(zhì)和用途；

2.了解功能高分子材料的結(jié)構(gòu)特點和重要性能。

2.了解合成高分子化合物在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面的貢獻。

一、高分子材料的命名和分類

1、命名

（1）天然高分子一般有習慣使用的專有名稱，如淀粉纖維素、蛋白質(zhì)、RNA、DNA等。

（2）合成高分子的名稱一般在單體名稱前加上“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯等。由兩種單體聚合成的高聚物

的命名法：在縮合產(chǎn)物或兩種單體前加“聚”，如聚對苯二甲酸乙二酯等；在兩種單體名稱后加上“樹脂”，

如麻醛樹脂（由尿素與甲醛合成）等。

（3）合成橡膠的名稱通常在單體名稱后加上“橡膠”，如乙（烯）丙（烯）橡膠、順?。ǘ┫鹉z等。

（4）合成纖維的名稱常用“綸”，如滌綸（聚對苯二甲酸乙二酯纖維）、氯綸（聚氯乙烯纖維）等。

2、分類

廠無硝用料如:滔會綃瞌熱田切螺

「塑料

合覺雒

噲，j

支毆弱

二、通用高分子材料

1、塑料

1）塑料的成分：主要成分是合成樹脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、胭醛樹脂

等；輔助成分是改善塑料性能的加工助劑：為提高柔韌性加入增塑劑，為提高耐熱性加入熱穩(wěn)定劑，為賦

予它

各種漂亮的顏色加入著色劑。

【名師提醒】合成樹脂和塑料的關(guān)系

1.樹脂是指未加工處理的聚合物，沒有添加各種加工助劑，而塑料是由合成樹脂及各種加工助劑組成的,

塑料的主要成分是合成樹脂。這兩個名詞有時也混用，因為有些塑料基本上是由合成樹脂組成的，不含或

含少量其他加工助劑，如有機玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。

2.塑料的基本性能主要取決于樹脂的性質(zhì)，但加工助劑也起著重要作用。

2)塑料的分類(按樹脂受熱時的特征)

⑴熱塑性塑料：為線型結(jié)構(gòu)，可以反復加熱熔融加工，可以多次成型，多次使用，如聚乙烯、聚氯乙烯

等制成的塑料。

⑵熱固性塑料：為體型結(jié)構(gòu)，不能加熱熔融，只能一次成型，但加工成型后就不會受熱熔化，如用具有

不同結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂等制成的塑料。

⑶判斷方法；

①根據(jù)溶解性判斷：能溶于適當溶劑的高分子材料一般為線型結(jié)構(gòu)，如聚乙烯、聚氯乙烯等；在溶劑中

難溶解的高分子材料一般為體型結(jié)構(gòu)，如酚醛塑料等。

②根據(jù)熱塑性、熱固性判斷：具有熱塑性，受熱能熔化的高分子材料具有線型結(jié)構(gòu)；具有熱固性，受熱

不熔化的高分子材料具有體型結(jié)構(gòu)。

3)常見的塑料

(1)聚乙烯

高壓法聚乙烯與低壓法聚乙烯的對比

高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯

150Mpa?300Mpa,200°C左右，使用引發(fā)0.1MPa-2MPa,60~100℃,使用催化

聚合反應(yīng)條件

劑劑

高分子鏈的結(jié)構(gòu)含有較多支鏈支鏈較少

密度/（g,cnT3）0.91?0.93（較低）0.94?0.97（較高）

類別低密度聚乙烯(LDPE)高密度聚乙烯(HDPE)

軟化溫度/汽105?120120—140

主要性能無毒，較柔軟無毒，較硬

高分子鏈較短較長

相對分子質(zhì)量較低較高

用途生產(chǎn)食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等生產(chǎn)瓶、桶、板、管等

【名師提醒】①高壓法聚乙烯的密度和熔點均低于低壓法聚乙烯的原因為高壓法聚乙烯的主鏈有較多的

支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力就比低壓法聚乙烯的小，熔點和密

度也就較低。

②聚乙烯(一般高分子化合物)具有一定彈性的原因是聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連，常溫

下

聚乙烯分子鏈上的碳碳單鍵可以發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使分子鏈不可能呈一條直線，只能呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。大量

聚乙烯分子糾纏在一起，好像一團亂麻。當有外力作用時，卷曲的高分子鏈可以被拉直或部分被拉直，除

去外力又恢復卷曲狀態(tài)。

③兩種聚乙烯塑料均有熱塑性，加熱均可熔融。

(2)酚醛樹脂

①含義：是用酚類（如苯酚或甲苯酚）和醛類（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子。

②合成——實驗51pl40

酸催化堿催化

2K紫酣+

3ml.4O%的

個最溶液+3

滴濃鹽酸，在

實驗

操作a.

b.待混合物接近沸騰時，取出試管并用玻璃棒攪拌反應(yīng)物，觀察現(xiàn)象;

C.試管冷卻至室溫后，向試管中加入適量乙醇，觀察現(xiàn)象；

d.再把試管放在熱水浴中加熱，觀察現(xiàn)象

混合溶液變渾濁，有黏稠的粉紅色混合溶液變渾濁，有黏稠的乳黃色物質(zhì)生

實驗

物質(zhì)生成；加入乙醇，不溶解；再成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質(zhì)

現(xiàn)象

加熱，黏稠物質(zhì)溶解仍不溶解

在酸催化下，生成的線型結(jié)構(gòu)的酚在堿催化下，生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂具

結(jié)論

醛樹脂具有熱塑性有熱固性

a.在酸（濃鹽酸）催化下，等物質(zhì)的量苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的魏基加成生成羥

甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)的高分子

b.在堿（濃氨水）催化下，苯酚與過量的甲醛反應(yīng)，生成羥甲基苯酚的同時，還生成二羥甲基苯酚、三強

甲基苯酚等，繼續(xù)反應(yīng)就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂

OH

-j^-CFfeOH

HOI-feC

CH20H

2.4—2.4.6—

③制備和結(jié)構(gòu)

笨酚、縮反應(yīng)

|I中醛A1

。他里（網(wǎng)狀）高分子

④結(jié)構(gòu)特點：具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于一般溶劑。

⑤用途：酚醛樹脂主要用作絕緣（開關(guān)、燈頭）、隔熱、難燃、隔音器材和復合材料?？捎糜谂腼兤骶叩氖直?，一

些電器與汽車的零部件，火箭發(fā)動機、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。

⑶服醛樹脂：可以用尿素（H2NCONH2）與甲醛縮聚反應(yīng)合成

MH3NCONH2+nHCHO-HALM.H+NHOONHCHJ-J^OH+（n-l）HjO

4）線型高分子與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子性質(zhì)比較

線型高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子

很難溶解，但往往有一定程度的脹

溶解性能緩慢溶解于適當溶劑

大

性能具有熱塑性，無固定熔點具有熱固性，受熱不熔化

特性強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強度大、絕緣性好，無可塑性

2、合成纖維

1）纖維的定義：指凡具備或可以保持長度大于本身直徑100倍的均勻線條或絲狀的線型高分子材料。

2）纖維的分類

如:幫&疏轉(zhuǎn)毒繆

C［務(wù)*腌如：的S*整6觸魂蛙

⑴天然纖維：棉花、羊毛、蠶絲和麻等是大自然賦予人們的天然纖維，天然纖維又分為植物纖維和動物

纖維。植物纖維是富含多糖纖維素，只含C、H、O三種元素（如：棉花、麻等），動物纖維主要成分是蛋

白質(zhì)，蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下可水解（如：羊毛和蠶絲等）

⑵化學纖維：化學纖維指的是用天然或人工合成的高分子物質(zhì)經(jīng)化學、機械加工而制得的纖維，包括再

生纖維和合成纖維

（3）再生纖維：以木材、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)過加工處理得到的纖維

（4）合成纖維：以石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品等為原料加工制得的單體，再經(jīng)過聚合反應(yīng)而制得的纖

維。其原料本身不是纖維。

①合成纖維的性能：合成纖維的優(yōu)點是強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等，但在吸濕性、透氣

性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”

②合成纖維的“六大綸”是指滌綸（的確良）、錦綸（尼龍）、月青綸（人造羊毛）、丙綸、維綸和氯綸

常見“六綸”的結(jié)構(gòu)簡式、單體和性能

名稱結(jié)構(gòu)簡式單體性能用途

衣料、室內(nèi)裝修

抗皺性好、強度

HO-PJ-^-XH.CH^HOOC-QHCOOH材料、電絕緣材

滌綸高、耐酸腐蝕、耐

HO—CHjCHj-OH料、繩索、漁網(wǎng)

磨、吸濕性差

等

0耐磨、強度高、耐衣料、繩索、漁

錦綸H2N(CH2)5COOH

H拙光、耐堿、有彈性網(wǎng)等

彈性高、保溫性能

*HL即衣料、毛毯、幕

臘綸CH2=CH—CN好、耐光、耐酸但

布、工業(yè)用布等

不耐堿

機械強度高、電絕

可制成薄膜、日

*H?一‘味緣性好、耐化學腐

丙綸CH=CH—CH常用品、管道、

23蝕、質(zhì)輕、耐油性

CH3

包裝材料等

差

可與棉花混紡，

：吸濕性優(yōu)良，有“人作維棉混紡織

-[CH—-CH2—CH-|^CH3COOCH=CH2

維綸0-CRji

和HCHO造棉花”之稱物，制成濾布、

帆布、傳送帶等

可編織窗紗、篩

網(wǎng)、網(wǎng)袋與繩

4€小一肝難燃，耐酸、堿，

氯綸

CH2=CH—Cl子，制成毛線、

吸濕性差

毛毯、棉絮、濾

布等

3)常見的合成纖維

(1)聚酯纖維一滌綸(聚對苯二甲酸乙二酯纖維)

①合成纖維中目前產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合

成反應(yīng)為

0000

MHOJ-—C—OH+nHO—CHjCHj—HO-pl-—(Lo—CH1即甘+(2n—l)HjO

②滌綸性能：強度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透氣性和吸濕性差，可以與天然纖維混紡獲得

改進。

③滌綸用途：是應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品(如運動服、被套、睡袋等)、各種

裝飾布料、國防軍工特殊織物(航天服、降落傘)，以及工業(yè)用纖維制品(過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子

線、傳送帶)等。

(2)聚酰胺纖維一錦綸66或尼龍66(聚己二酰己二胺纖維)

①聚己二酰己二胺纖維不溶于普通溶劑，耐磨，強度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH

合

成的，其合成反應(yīng)如下：

nHjN-CCH^fi—NH2+nHOJ—HOp5—(CH2)4-j—NH(CH2)(5NH^H+(2n-l)H2O

②尼龍66性能：不溶于普通溶劑，熔化溫度高于260℃,拉制的纖維具有天然絲的外觀和光澤，耐磨性

和強度較大。

③尼龍66用途：生產(chǎn)絲襪、降落傘、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等。

(3)高強度芳綸纖維合成

0000

MH2NHQ-NH2+心(2n-l)H3O

4)合成纖維的性能

①優(yōu)點:具有強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等；

②缺點：吸濕性和透氣性明顯不及天然纖維。

3、合成橡膠

1)橡膠的概念

橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)，在外力作用下，橡膠的形狀發(fā)生改變，去除外力后又能恢復原來的形狀

2)橡膠的分類

麴*有耐船

的膠：有跟惶而隹眼

3)天然橡膠

(1)單體：異戊二烯即2甲基1,3丁二烯

/%一

(2)合成反應(yīng)方程式為:CH

【思考與討論】pl45參考答案:

4)合成橡膠

(1)原料：以石油、天然氣為原料，以二烯煌和烯煌等為單體，聚合而成

(2)性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油性、耐高溫或耐低溫等性能

(3)順丁橡膠合成：順丁橡膠是以1,3丁二烯為原料，在催化劑作用下，通過加聚反應(yīng)，得到以順式結(jié)構(gòu)為

主的聚1,3丁二烯

nCHj=CH—CH=CH2

(4)橡膠的硫化

將線型結(jié)構(gòu)的橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的雙鍵打開，以二硫鍵(一S—S—)等把線

型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。

【名師提醒】絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性元素(如硫)，故橡膠有較強的還原性。因此，在

實驗室中盛放強氧化性物質(zhì)(如高鎰酸鉀)的試劑瓶不能用橡膠塞。

(5)順丁橡膠的用途：順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造輪胎。

(6)幾種常見的合成橡膠

名稱單體結(jié)構(gòu)簡式

順丁橡膠

CH2=CH—CH=CH2

H/、HJ-

CH:=CH—CH=CH?、-ECH,—CH—€H—CH,—€H,—CHi

丁苯橡膠?.6

CpCH-CH]

(SBR)

氯丁橡膠CH、=CH—C=CH、-ECH,—CH=C—CH,玉

?I‘二1二

(CR)ClCl

4、高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1）有機高分子的結(jié)構(gòu)及其性能（高分子化合物有線型、支鏈型和體型結(jié)構(gòu)）

基本類型結(jié)構(gòu)特點性質(zhì)特點常見物質(zhì)

在適當?shù)娜軇┲心芫徛芙猓?/p>

加熱能熔融，硬度和脆度較低壓聚乙烯、、

分子中的原子以共價鍵相互連接，

線型結(jié)構(gòu)小，具有熱塑性，無固定熔聚氯乙烯、天然

構(gòu)成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈”

點，強度大、可拉絲、吹薄橡膠

膜、絕緣性好

支鏈型結(jié)構(gòu)與線型結(jié)構(gòu)類似，是由

支鏈型結(jié)構(gòu)許多鏈節(jié)相互連成一條長鏈的高聚熔點、密度比線型結(jié)構(gòu)的更低高壓聚乙烯

物，但是在鏈節(jié)的主鏈上存在支鏈

不能溶解和熔融，只能溶脹，

分子鏈與分子鏈之間還有許多共價

體型結(jié)構(gòu)硬度和脆度較大；不能反復熔堿作催化劑時制

鍵交聯(lián)起來，形成三維空間的網(wǎng)狀

（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）化，只能一次加工成型（熱固備的酚醛樹脂

結(jié)構(gòu)

性），強度大、絕緣性好

2）有機高分子化合物的性質(zhì)，主要有四個方面

（1）一般線型的高分子化合物可溶于有機溶劑，網(wǎng)狀的一般難溶于有機溶劑，有的只有一定程度的溶脹

⑵線型的具有熱塑性，體型的具有熱固性

（3）它們一般不導電

（4）它們往往易燃燒，線型高分子化合物一般不耐高溫

3）有機高分子化學反應(yīng)的特點

（1）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點、官能團與基團之間的影響。

如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解、醇解，竣基易發(fā)生酯化、取代等反應(yīng)

（2）常見的有機高分子化學反應(yīng)

①降解：在一定條件下，高分子材料降解為小分子。如有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）熱解為甲基丙烯酸甲

酯；聚苯乙烯用氧化鋼處理，能分解為苯乙烯。常見的高分子降解方法有：生物降解、化學降解、光降解

等

-E-CH：—<'=<'H—<H,4

I

②橡膠硫化：天然橡膠（11>）經(jīng)硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵（一S—）或雙硫鍵

（―S—S—）,線型結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)

③催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃氣體等。

【思考與討論】P141參考答案

（1）高分子結(jié)構(gòu)的比較

線型結(jié)構(gòu)支鏈型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點由許多鏈節(jié)相互連成一條與線型結(jié)構(gòu)類似，但在主鏈一般由多官能團單體相互作用，使

長鏈，且大多數(shù)呈卷曲狀上存在較多長短不一的支主鏈與主鏈間以共價鍵相連接，形

鏈，分子排列松散，分子間成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

作用力弱

結(jié)構(gòu)模型

很難溶解，但往往有一定程度的脹

溶解性能緩慢溶解于適當溶劑

大

性能具有熱塑性，無固定熔點具有熱固性，受熱不熔化

特性強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好，具有熱塑性強度大、絕緣性好，具有熱固性

舉例低壓法聚乙烯高壓法聚乙烯堿催化下制備的酚醛樹脂

(2)H2NCONH2+HCHO-H2NCONHCH2OH+H2OnH2NCONHCH2OH+fz3ZHCHWH+(ni)H2O

三、功能高分子材料

1、定義：具有某些特殊化學、物理及醫(yī)學功能的高分子材料。如，高分子催化劑；各種濾膜；磁性高分

子；形狀記憶高分子；高吸水性材料；醫(yī)用高分子材料；高分子藥物等

2、分類

高

脂

吸水

磁

高

性

子

高

子

物

分

子

高

離

牘

分

詢

醫(yī)

子

用

劑

子

高

化

分

公

忙

取

支

功能高分子材料J+

3、高吸水性樹脂

(1)結(jié)構(gòu)特點

①含有強親水性原子團(如瑞基、羥基、酰氨基等)的支鏈

②具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

⑵性能：不溶于水，也不溶于有機溶劑，與水接觸后在很短的時間內(nèi)溶脹，可吸收其本身質(zhì)量的數(shù)百倍

甚至上千倍的水，同時保水能力要強，還能耐一定的擠壓作用

(3)改進思路：一是改造纖維素或淀粉分子，接入強親水基團；二是合成新的帶有強親水基團的高分子

(4)合成方法

①對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性。在淀粉或纖維素的主鏈上再接入帶有強親水基團的支鏈，

可以提高它們的吸水能力。如淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物。

為防止此共聚物溶于水，還需在交聯(lián)劑作用下生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淀粉聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂

②用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合，得到含親水基團的高聚物。如在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)

劑，再在一定條件下發(fā)生聚合，可得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。聚丙烯酸鈉的結(jié)構(gòu)簡式

-ECH,—CH3n

為COONa

這兩種方法有一個共同特點，都要在反應(yīng)中加入少量交聯(lián)劑，讓線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

(5)應(yīng)用：可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤；可用于嬰幼兒使用的紙尿褲

【思考與討論】pl47參考答案：橡膠加交聯(lián)劑的目的是變支鏈型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其具有不變黏、彈

性較高、耐熱性好、拉伸強度大、有機溶劑中不溶解、不易折斷等；高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變支

鏈型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其既有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。

4、高分子分離膜

⑴分離原理：分離膜一般只允許水及一些小分子物質(zhì)通過，其余物質(zhì)被截留在膜的另一側(cè)，稱為濃縮

液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。

(2)特點：讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物分離掉。

(3)分類：分離膜根據(jù)膜孔大小分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。

(4)制作材料：主要是有機高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。

⑸應(yīng)用：高分子分離膜已廣泛用于海水淡化和飲用水的制取，果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液

透析等。

5、功能高分子材料的比較

常見功能高分子材料主要功能主要應(yīng)用

①廢水處理

選擇性地允許某些物質(zhì)②海水淡化

高分子分離膜

高通過③濃縮果汁、乳制品加工、釀酒

分等

子①發(fā)電

高分子傳感膜把化學能轉(zhuǎn)換成電能

膜②開發(fā)新型電池

①發(fā)電

高分子熱電膜把熱能轉(zhuǎn)換成電能

②開發(fā)新型電池

①具有優(yōu)異的生物相容

醫(yī)用高分子材料性人造器官

②具有某些特殊功能

四、白色污染與高分子降解

(1)廢棄的塑料制品會危害環(huán)境，造成“白色污染”。為了根除“白色污染”，人們聯(lián)想到淀粉、纖維素可以在

自然中被微生物降解，以及有些高分子材料在吸收光線的光敏劑的幫助下也能降解的事實，研究出微生物

降解和光降解兩類高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切斷某些化學鍵，降解為小分子，再

進一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O等物質(zhì)而消失。光降解高分子在陽光等的作用下，高分子的化學鍵被破壞而發(fā)

生降解。它們?yōu)橄鞍咨廴尽睅砹讼Ｍ?/p>

0

IIr

HO+C—CH—03?H

I

(2)一些微生物降解高分子，如聚乳酸(CH?)具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可

以用于手術(shù)縫合線、骨科固定材料、藥物緩釋材料等，手術(shù)后不用拆線或取出固定材料，減輕了患者與醫(yī)

生的負擔?，F(xiàn)在還出現(xiàn)了聚乳酸與淀粉等混合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和藥品包裝

等；以及加入光敏劑的聚乙烯等光降解塑料，可用于農(nóng)用地膜、包裝袋等

(3)近年來，我國科學工作者已成功研究出以CO?為主要原料生產(chǎn)可降解高分子材料的技術(shù)。C02是穩(wěn)定分

子，要讓它轉(zhuǎn)化為高分子是很困難的。然而他們發(fā)現(xiàn)稀土催化劑能活化CO2,使之與環(huán)氧丙烷

CH,—CHCH,

VZ1

(0)等反應(yīng)生成聚合物。這種工藝目前已投入小規(guī)模生產(chǎn)，為消除“白色污染”和減輕溫室效應(yīng)

作出了貢獻。

問題探究

A問題一高分子材料的分類及其應(yīng)用

【典例11下列關(guān)于高聚物的說法錯誤的是

A.聚乙煥可以用于制作導電部件

B.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂可以加熱重塑

C.聚丙烯酸鈉是一種高吸水性樹脂

D.順丁橡膠彈性好，可用于輪胎制造

【答案】B

【解析】A.聚乙煥是由單鍵和雙鍵交替組成的塑料，具有電子容易流動的性質(zhì)，用b做摻雜后可制備導

電高分子材料，選項A正確；B.具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子不能加熱熔融，只能一次成型，因此網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的

酚醛樹脂不可以進行熱修補，選項B錯誤；C.聚丙烯酸鈉(單體為CH2=CHC00Na)是一種高性能吸水

樹脂，可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植樹造林時的抗旱保水，選項C正確；D.順丁橡膠主要用于輪

胎、制鞋、高抗沖聚苯乙烯以及ABS樹脂的改性等方面，選項D正確；答案選B。

【解題必備】1.高分子化合物的分類

(1)按來源分：天然高分子、合成高分子。

(2)按結(jié)構(gòu)分：線型高分子、體型高分子、支鏈型高分子。

(3)按性質(zhì)分：熱塑性高分子、熱固性高分子。

(4)按用途分：塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑等。其中，塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱

為“三大合成材料”。

2.高分子化合物的基本性質(zhì)

(1)溶解性:線型高分子(如有機玻璃)能溶解在適當?shù)挠袡C溶劑中;網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子(如硫化橡膠)不溶于有機溶

劑，只有一定程度的溶脹。

(2)熱塑性和熱固性:線型高分子具有熱塑性(如聚乙烯)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子具有熱固性(如電木、硫化橡膠)。

(3)強度:高分子材料強度一般比較大。

(4)電絕緣性:通常高分子材料電絕緣性良好。

【變式11】尼龍10HXH刊取伊)「^?8＜可).田“叫是制作艙外航天服的一種材料。下列有關(guān)尼龍1010的

說法正確的是

A.尼龍1010是純凈物

口4sCM/*曰H,N（CH）NHCOICH.）COOH

B.尼龍1010的單體是:'3'

C.尼龍1010是通過縮聚反應(yīng)制成的

D.制作艙外航天服的材料要質(zhì)輕，方便航天員在艙外行走

【答案】C

【解析】A.尼龍1010是高分子化合物，屬于混合物，A錯誤；B.合成尼龍1010的單體是

H:N|：CH;i!oNH,^HOOC（CH.\COOH；Bc根據(jù)尼龍血。的化學式可以知道，它是

即（里泌國和11。0（：陽”（：00叫過縮聚反應(yīng)生成的，C正確；D.由于艙外航天服是在太空失

重的情況下穿的，不需要考慮是否選輕質(zhì)材料，D錯誤；故選C。

【變式12】下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中，不正確的是（）

A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠

B.離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì)

C.醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官

D.聚乙快膜可用于分離工業(yè)廢水和海水淡化

【答案】D

【解析】A.保水劑是一種強吸水樹脂，能在短時間內(nèi)吸收自身重量幾百倍至上千倍的水分，高吸水性樹

脂可做保水劑，A正確；B.離子交換樹脂是帶有官能團（有交換離子的活性基團）、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不

溶性的高分子化合物，主要用于分離和提純物質(zhì)，B正確；C.醫(yī)用高分子材料是指用以制造人體內(nèi)臟、

體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械的聚合物材料，可用于制造醫(yī)用器械和人造器官，C正確；D.聚乙快膜

屬于導電高分子，主要用于電子元件，D錯誤；故選D。

A問題二白色污染與高分子降解

【典例2】甲基丙烯酸甲酯。乩=（:一（：。0€乩）在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)得到線型聚合物2,再通過和

交聯(lián)劑b作用形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物，其結(jié)構(gòu)片段如下圖所示。

CH5CH,CH,CH,

—CH]—c——CH2—c——CH2-c——CH2—c——

O—Fo—d。工

—CH,—C——CH,—C——CH2—C——CH,—C——

|.|'|

CH,CHXCH.CH.

己知：RC0°RJRQHTRC0°R,+ReH下列說法錯誤的是：

A.由線型聚合物a形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物的過程高分子也由熱塑性變?yōu)闊峁绦苑肿?/p>

B.交聯(lián)過程中有甲醇生成

C.線型聚合物a能通過和乙醇交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

D.在一定條件下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物水解，可實現(xiàn)交聯(lián)劑b的回收再利用

【答案】C

【解析】A.線性聚合物一般為熱塑性材料，體型聚合物一般為熱固性材料，因此由線型聚合物a形成網(wǎng)

狀結(jié)構(gòu)聚合物的過程高分子也由熱塑性變?yōu)闊峁绦苑肿?，故A正確；B.結(jié)合已知信息，線型聚合物a與

乙二醇交聯(lián)過程中有甲醇生成，故B正確；C.由圖和題干已知信息可知，線型聚合物a與乙二醇交聯(lián)形

成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物含有竣基與乙二醇形成的酯基，在一定條件下能水解生成乙

二醇，可以實現(xiàn)交聯(lián)劑b(乙二醇)的回收再利用，故D正確；故選C。

【解題必備】⑴廢棄的塑料制品會危害環(huán)境，造成“白色污染”。為了根除“白色污染”，人們聯(lián)想到淀粉、

纖維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線的光敏劑的幫助下也能降解的事實，

研究出微生物降解和光降解兩類高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切斷某些化學鍵，降解

為小分子，再進一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃Ch和H2O等物質(zhì)而消失。光降解高分子在陽光等的作用下，高分子的化學

鍵被破壞而發(fā)生降解。它們?yōu)橄鞍咨廴尽睅砹讼Ｍ?/p>

0

H—CH—CHnH

I

(2)一些微生物降解高分子，如聚乳酸(CH，)具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可

以用于手術(shù)縫合線、骨科固定材料、藥物緩釋材料等，手術(shù)后不用拆線或取出固定材料，減輕了患者與醫(yī)

生的負擔?，F(xiàn)在還出現(xiàn)了聚乳酸與淀粉等混合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和藥品包裝

等；以及加入光敏劑的聚乙烯等光降解塑料，可用于農(nóng)用地膜、包裝袋等。

(3)近年來，我國科學工作者已成功研究出以CCh為主要原料生產(chǎn)可降解高分子材料的技術(shù)。CCh是穩(wěn)定分

子，要讓它轉(zhuǎn)化為高分子是很困難的。然而他們發(fā)現(xiàn)稀土催化劑能活化CO2,使之與環(huán)氧丙烷

CH、一CHCH.

V/

(0)等反應(yīng)生成聚合物。這種工藝目前己投入小規(guī)模生產(chǎn)，為消除“白色污染”和減輕溫室效應(yīng)

作出了貢獻。

Il-fO-CH-ChOH

【變式21］已知聚乳酸CH,?？稍谌樗峋饔孟路纸猓铝杏嘘P(guān)聚乳酸的說法正確的是

A.聚乳酸是一種純凈物

B.聚乳酸的單體是HOCH2cH2coOH

C.聚乳酸是由單體之間通過縮聚反應(yīng)生成的

D.聚乳酸是一種不可降解高分子材料

【答案】C

【解析】A.聚乳酸是一種高分子聚合物，屬于混合物，故A錯誤；B.由聚乳酸的結(jié)構(gòu)可知，該物質(zhì)是

由羥基和竣基脫水而形成的，屬于縮聚反應(yīng)，故B錯誤；C.反應(yīng)為縮聚反應(yīng)，故C正確；D.聚乳酸中

酯基

結(jié)構(gòu)能水解，所以聚乳酸是一種可降解高分子材料，故D錯誤；答案選C。

【變式221一種基于二硫鍵(T-S-)的自修復熱塑性聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)如下：

該聚合物由

)和Y(）聚合而成，二

硫鍵在氧化劑或還原劑作用下發(fā)生變化，二硫鍵斷裂轉(zhuǎn)化為兩個筑基（一SH）或者兩個疏基重新結(jié)合為二硫

鍵，基于該原理可以實現(xiàn)聚合物結(jié)構(gòu)的修復，下列說法正確的是

A.X中碳氮雙鍵比碳氧雙鍵更容易與Y發(fā)生反應(yīng)

B.生成該聚合物的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)

C.二硫鍵在氧化劑作用下斷裂，在還原劑作用下恢復

D.該聚合物在一定條件下發(fā)生取代反應(yīng)，能降解成兩種單體分子

【答案】A

【解析】A.從X和Y的聚合反應(yīng)來看，斷裂的是C=N雙鍵，故碳氮雙鍵比碳氧雙鍵更容易與Y發(fā)生反

應(yīng)，A正確；B.通過斷鍵機理可知，X與Y的聚合反應(yīng)屬于加成聚合，B錯誤；C.二硫鍵在氧化劑或

還原劑的作用下都可以發(fā)生斷裂，生成筑基，或兩個疏基重新結(jié)合成二硫鍵，而不是在氧化劑作用下斷

裂，在還原劑作用下恢復，C錯誤；D.該聚合物含有酰胺基，在強酸強堿作用下可以發(fā)生水解，即取代

反應(yīng)，但生成的單體有三種，故D錯誤；故選A。

強化訓I練

□□化

―CH?—CH-J—

1.氯乙烯（C1CH=CH2）是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料（CI）的原料。下列說法正確的是

A.聚氯乙烯分子呈平面結(jié)構(gòu)

B.氯乙烯不能使酸性高銹酸鉀溶液褪色

C.氯乙烯分子中C—C1鍵采用的成鍵軌道是sp2-p

D.聚氯乙烯塑料可作食品包裝袋

【答案】c

【解析】A.聚氯乙烯分子中碳原子為飽和碳原子，不呈平面結(jié)構(gòu)，A錯誤；

B.氯乙烯中含有碳碳雙鍵，能被酸性高銃酸鉀氧化而使酸性高錦酸鉀溶液褪色，B錯誤；C.氯乙烯分

子中碳原子為sp2雜化，c—C1鍵采用的成鍵軌道是sp2—p,C正確；

D.聚氯乙烯是經(jīng)常使用的一種塑料，所添加的增塑劑、防老劑等主要輔料有毒性；聚氯乙烯塑料制品在

較高溫度下會慢慢地分解出氯化氫氣體，這種氣體對人體有害，因此聚氯乙烯制品不能應(yīng)用于食品包裝材

料，D錯誤；故選C。

2.下列關(guān)于合成材料的說法不正確的是

A.尼龍、滌綸、懵綸都是有機合成纖維

B.聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等，其單體是CH2=CHC1

rOH

H~—ci〔2~-（）H

c.合成酚醛樹脂（“）的單體是苯酚和甲醇

HH

C=C

D.合成順丁橡膠（的單體是CH2=CH—CH=CH2

【答案】c

【解析】A.尼龍、滌綸、睛綸都是有機合成纖維，屬于有機合成材料，故A正確；

B.聚氯乙烯單體是CH2=CHC1,故B正確；C.酚醛樹脂是由苯酚與甲醛縮聚而得，故C錯誤；D.根

-fCH：戶?十

/C=CZ

據(jù)加聚反應(yīng)的特點可推知，u/一的單體是CH2=CHCH=CH2，故D正確；故答案為C。

3.化學是材料學的基礎(chǔ)。下列說法不正確的是

A.可降解聚乳酸塑料的推廣應(yīng)用可減少“白色污染”

B.制造特種防護服的芳綸纖維屬于有機高分子材料

C.北京冬奧會火炬使用的碳纖維不屬于有機高分子材料

D.制作電器開關(guān)用的胭醛樹脂屬于熱塑性塑料

【答案】D

【解析】A.“白色污染”是指塑料污染，因此可降解聚乳酸塑料的推廣應(yīng)用可減少“白色污染”，故A說法

正確；B.有機高分子材料包括塑料、合成纖維、合成橡膠，芳綸纖維屬于合成纖維，即屬于有機高分子

材料，故B說法正確；C.碳纖維是碳單質(zhì)，不屬于有機物，故C說法正確；D.JR醛樹脂制成的塑料制

品不能加熱熔融，只能一次成型，是熱固性，故D說法錯誤；答案為D。

4.天然橡膠具有彈性，但強度差，易發(fā)黏。研究人員在研究天然橡膠改性過程中，意外發(fā)現(xiàn)橡膠與硫磺

混合共熱，可以使橡膠制品性能大為改觀。橡膠硫化程度越高，強度越大，彈性越差。下列橡膠制品中，

硫化程度較高的是

A.醫(yī)用橡皮手套B.皮鞋膠底

C.自行車內(nèi)胎D.橡皮筋

【答案】B

【解析】A.醫(yī)用橡皮手套強度小，可伸縮，彈性強，不符合硫化程度較高的彈性差的性質(zhì)，A不符合題

意；B.皮鞋膠底可承重大，強度大，但伸縮性差，彈性小，符合硫化程度較高的強度大、彈性差的性

質(zhì)，B符合題意；C.自行車內(nèi)胎彈性大，強度較小，不符合硫化程度較高的強度大、彈性差的性質(zhì)，C

不符合題意誤；D.橡皮筋彈性大，強度小，不符合硫化程度較高的強度大、彈性差的性質(zhì)，D不符合題

意；故選B。

5.下列說法正確的為

A.聚酯纖維、有機玻璃、碳纖維都屬于有機高分子材料

B.用木材等經(jīng)加工制成的粘膠纖維屬于合成纖維

C.通常將葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖等不能水解的糖稱為單糖

D.“倫乃造意用樹膚，麻頭及弊布、漁網(wǎng)以為紙。”其中“樹膚”與“麻頭”的主要成分屬于糖類

【答案】D

產(chǎn)

-KH,-C-h

【解析】A.聚酯纖維是有機高分子化合物，有機玻璃的結(jié)構(gòu)簡式為COOCH,,屬于有機高分子

化合物，碳纖維是碳單質(zhì)，不屬于有機高分子化合物，故A錯誤；B.用木材等經(jīng)加工制成的粘膠纖維屬

于再生纖維，不屬于合成纖維，故B錯誤；C.蔗糖、乳糖屬于二糖，能發(fā)生水解，葡萄糖、果糖為單

糖，不能發(fā)生水解，故C錯誤；D.“樹膚”、“麻頭”的主要成分是纖維素，纖維素屬于多糖，故D正確；

答案為D。

6.芳綸1414(）是制作消防服、防切割耐熱手套的一種材

料。下列有關(guān)芳綸1414的說法正確的是

A.芳綸1414是天然有機高分子材料

00

H2N—~~NHrHO—~―OH

B.芳綸1414的單體是和

C.芳綸1414是通過加聚反應(yīng)制成的

D.芳綸1414具有耐酸、耐堿等優(yōu)異特性，但是熱穩(wěn)定性較差

【答案】B

【解析】A.芳綸1414是人工合成的高分子化合物，A錯誤；B.根據(jù)芳綸1414的結(jié)構(gòu)簡式可知，其單

H2N~~k~\-NH,HO—C-—C—OH

體是和,B正確；C.芳綸1414是通過

o0

H2N—-NH:HO—C--C—OH

和經(jīng)過縮聚反應(yīng)生成的，c錯誤；D.芳綸

1414是一種高科技合成纖維，其有強度高、耐高溫，耐酸堿，密度小、熱穩(wěn)定性高等特點，D錯誤；故選

Bo

7.高分子材料與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法錯誤的是

A.聚苯胺可用于制備導電高分子材料

B.含增塑劑的聚氯乙烯薄膜可用于食品包裝

C.人造草坪使用了合成纖維

D.酚醛樹脂可作為宇宙飛船外殼的燒蝕材料

【答案】B

【解析】A.聚苯胺，是一種高分子化合物，具有特殊的電學、光學性質(zhì)，經(jīng)摻雜后可具有導電性及電化

學性能，可用于制備導電高分子材料，A正確；B.聚氯乙烯有毒，不能用于食品包裝，B錯誤；C.合成

纖維性能優(yōu)異，用途廣泛且生產(chǎn)條件可控，原料來源豐富，不受自然條件影響，可用于制備人造草坪，C

正確；D.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、阻燃隔音材料和復合材料，可用于生產(chǎn)烹飪器具的

手柄、一些電器與汽車的零部件，火箭發(fā)動機、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料，D正確；故選