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第五章 合成高分子
第二節 高分子材料 課時2
1.認識橡膠的組成和結構特點；
2.了解新型高分子材料的優異性能及其在高新技術領域的應用。
二、通用高分子材料
3.合成橡膠
在耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐老化等方面各有其優勢。
橡膠的相對分子質量比大多數塑料和合成纖維的都要高，一般在105~106。
丁苯橡膠
順丁橡膠
丁腈橡膠
氯丁橡膠
乙丙橡膠
硅橡膠
①結構特點：順丁橡膠中存在碳碳雙鍵，分子呈線型結構，分子鏈較柔軟，性能較差。易加成也易被氧化，所以盛放酸性高錳酸鉀、溴水、濃硝酸、濃硫酸等試劑瓶的塞子不能用橡膠塞。
(1)常見的合成橡膠——順丁橡膠
將順丁橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的碳碳雙鍵打開，以二硫鍵(—S—S—)等把線型結構連接為網狀結構，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。
②順丁橡膠的硫化
注意：橡膠的硫化交聯程度不宜過大，否則會使橡膠失去彈性。
天然橡膠是三葉樹膠(順式聚異戊二烯)，杜仲膠是反式聚異戊二烯，你能寫出杜仲膠的結構簡式嗎？
思考與討論
為了適應高科技產業等對材料的要求，化學工作者合成了具有某些特殊化學、物理及醫學功能的高分子材料。
功能高分子材料
用于化學反應的高分子催化劑
用于分離純化的各種濾膜
用于信息存儲的磁性高分子
用于傳感器的形狀記憶高分子
用于吸水保水的高吸水性材料
可以替代人體器官、組織的醫用高分子材料
用于藥物緩釋的高分子藥物
三、功能高分子材料
1.高吸水性樹脂
高吸水性樹脂可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水，改良土壤。
人們要得到比棉花和紙張的吸水性更好，且耐擠壓、保水好的高吸水性材料，可以有兩種思路：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。
(1)淀粉、纖維素等天然吸水材料的改性
在淀粉或纖維素的主鏈上再接上帶有強親水基團的支鏈,以提高它們的吸水能力。
[含有強親水基團的支鏈，如羧基、羥基、酰氨基等。]
如：淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發生反應，生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物
接枝共聚物示意圖
在橡膠工業中，天然橡膠與合成橡膠一般都要經過硫化工藝，將橡膠的線型結構轉變為網狀結構。在制備高吸水性樹脂時也要加入少量交聯劑，以得到具有網狀結構的樹脂。為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉變為網狀結構
天然橡膠分子內存在較活潑的碳碳雙鍵，容易發生老化。橡膠硫化后，分子中的碳碳雙鍵被打開，形成了新的共價鍵，線型結構轉變為網狀結構。這使硫化橡膠具有很好的彈性、較高的硬度和耐磨性，不易變黏，在有機溶劑中不易溶解，只發生溶脹。
高吸水性樹脂在交聯前一般是水溶性的，不具備吸水性。形成網狀結構后，它可利用分子中大量的羧基、羥基等基團與水分子之間產生氫鍵等作用，吸收水分子，并且通過網狀結構將水分子束縛在高分子網格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強，在一定壓力下也不易失水。
思考與討論
如:在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑,在一定條件下發生聚合,得到聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。
(2)用帶有強親水基團的烯類為單體進行聚合,得到含親水基團的高聚物
—CH2CH—
COONa
]
[
n
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溶脹，可吸收其本身質量的數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。
(1)結構特點：
分離膜一般只允許水及一些小分子物質通過，其余物質則被截留在膜的另一側，形成濃縮液，達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。
(2)類型：分離膜根據膜孔大小分為
2.高分子分離膜
(3)生產分離膜的材料：
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
試推測高分子分離膜的重要應用
①海水淡化和飲用水的制取;
②果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等。
[練一練]
1.判斷正誤
(1)天然橡膠易被氧化是因為其鏈節中有碳碳雙鍵。(　　)
(2)高吸水性樹脂中含有親水基團。(　　)
(3)高分子鏈越長,軟化溫度越高、密度越大。(　　)
2.新型有機高分子材料在日常生活中、工農業生產和尖端科技領域中發揮著越來越重要的作用。下列有關高分子材料的敘述中不正確的是( )
A.在通用高分子材料基礎上改進的導電塑料屬于新型高分子材料
B.利用高分子分離膜可以進行海水淡化或污水凈化
C.導彈技術中利用復合材料的耐腐蝕性能提高導彈的射程
D.醫用高分子材料的發展可以使人類能夠制造人工器官
C
3.高分子分離膜可以讓某些物質有選擇地通過而將物質分離,下列應用不屬于高分子分離膜的應用范圍的是( )
A.分離工業廢水,回收廢液中的有用成分
B.將化學能轉換成電能,將熱能轉換成電能
C.食品工業中,濃縮天然果汁、乳制品加工和釀酒
D.海水淡化
B
4.嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水保水的物質,下列高分子中有可能被采用的是( )
A. B.
C. D.
B
5.聚丙烯酸鈉(單體為CH2===CHCOONa)是一種高性能吸水樹脂，可在干旱地區用于農業、林業、植樹造林時的抗旱保水。下列關于聚丙烯酸鈉的說法正確的是(　　)
A．聚丙烯酸鈉的結構簡式為
B．聚丙烯酸鈉可以通過單體發生縮聚反應制得
C．聚丙烯酸鈉具有熱塑性
D．聚丙烯酸鈉是一種網狀結構的高分子材料
C
6.科學家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術,即在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯( )與水的混合物,使其與沙粒結合,既能阻止地下的鹽分上升,又能攔截、蓄積雨水。下列對聚丙烯酸酯的敘述中正確的是(　　)
①聚丙烯酸酯的單體的結構簡式為CH2=CHCOOR
②聚丙烯酸酯沒有固定的熔、沸點
③聚丙烯酸酯在一定條件下能發生水解反應和加成反應
④其聚合方式與酚醛樹脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很強的吸水性
A.只有③④ B.只有①② C.①②③⑤ D.①②③④
B
高分子材料
高吸水樹脂
聚丙烯酸鈉、淀粉接枝聚丙烯酸鈉
高分子分離膜
分類
材料
應用
結構特點
合成橡膠
順丁橡膠
結構特點
硫化

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