第五章 高聚物的分子运动
1假定聚合物的自由体积分数(f )的分子量依赖性为:n
M M f f A +=∞ 式中A 为常数;下标M 或∞分别指分子量为M 或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化温度(g T )与分子量的经验关系式M
K T T g g -=∞)( 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和,试根据自由体积理论,导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式:
)()()1()2()
1(2g g g g g g T T T T K T T W -+--=
式中,)1()2(/f f K αα??=,而g r f ααα-=?;2W 为组分2的重量分数;g T 、)1(g T 和)2(g T 分别为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。
3
(1) 解释下列聚合物g T 温度高低次序的原因: Si O CH 3
CH 3,CH 2C CH 3CH 3,
CH 2C Cl Cl ,CH 2O C T g 120:- C T g 70:- C T g 17:- C T g 50:-
(2) 预计下列聚合物g T 温度高低的次序:
CH 2CH
CH 3,
CH 2CH Cl ,CH 2CH
,CH 2CH CN , C CH 3CH 3O O C O ,O CH 3CH 3
,
4试判别在半晶态聚合物中,发生下列转变时,熵值如何改变?并解释其原因:
(1)g T 转变; (2)m T 转变;
(3)形成晶体; (4)拉伸取向。
5 大分子链长对结晶聚合物熔点的影响,可用下式表示:
n
u m m M H RM T T ?+=00211 已知涤纶树脂的熔点0m T =540K ,摩尔单元融化热133.24-?=?mol kJ H u ,试预计涤纶树脂平均分
子量从12000增大到20000时,其熔点升高多少?
6 下图为共聚和增塑对聚合物熔点和玻璃化温度的影响,试以分子运动观点来解释这种变化规律,并指出这些规律在选择塑料品种时有何参考价值?
7 在相同温度下,用旋转粘度计测得三种高分子流体在不同切变速率下的切变应力数据如下表。试做出切应力(σ)—切变速率(γ)关系图,并判别它们各为何种类型流体?
8 实验测定不同分子量的天然橡胶的流动活化能分别为25.08、40.13、53.50、53.9、54.3kJ . mol -1(单元),而单体异戊二烯的蒸发热为25.08kJ . mol -1,试求:
(1)上述五种情况下高分子流动时链段各为多长(链段所含的碳原子数)?
(2)天然橡胶大分子链段至少应包括几个链节?链段分子量约为多大?
第六章功能高分子材料及新技术研究 功能材料的概念最早由美国贝尔实验室J. A. Morton博士提出,主要指具有声、光、电、磁、热、化学、生物学等功能及转换功能的一类材料。功能高分子是功能材料中的新军,由于高分子材料具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点,功能高分子材料的研究和发展十分迅速,成为近年来高分子科学最活跃的研究领域。功能高分子及有关新技术研究的前沿领域包括:电子功能聚合物及信息技术研究(光电磁功能高分子、高分子液晶显示技术、电致发光技术、塑料高密度电池、分子器件、非线性光学材料、高密度记录材料等)、医药功能高分子及卫生保健技术研究(高分子药物、控制药物释放材料、医用材料、医疗诊断材料、人体组织修复材料等)、信息高分子的合成及应用技术等。此外,通用高分子的改性技术、天然高分子的利用及改性、聚合物生物降解材料及聚合物资源的再利用技术等,也归属于这一领域。本章重点选择电子功能高分子及电光技术、医药功能高分子及卫生保健技术、环境友好高分子材料——完全生物降解高分子材料的应用予以介绍。 第一节电子功能高分子及电光技术研究 电子功能材料具体指那些具有电特性的材料,如电阻材料、导电材料、介电材料、超导材料、电光转换材料、电热转换材料等。电子功能材料在微电子技术、激光技术,特别是近年来迅速发展的信息技术方面发挥着越来越重要的作用。 一、结构型导电高分子(π共轭高分子) (一)典型共轭高分子的合成 有机高分子一直是以电绝缘性著称的,广泛被用作电器开关、闸刀、电线电缆外绝缘层等。直到1977年日本的白川英树发现掺杂聚乙炔具有与传统的金属,如铜、铝接近的电导率时,结构导电高分子才被认识。经过二十几年的发展,导电高分子已成为化学及物理学的重要研究领域,不仅提出了孤子理论(SSH理论)解释聚乙炔的导电行为,还相继合成了聚对苯、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯硫醚等多种结构导电高分子,产生了导电高分子这门新兴的学科。导电高分子的三位发明人黑格教授、麦克迪尔米德教授和白川英树教授也被授予2000年诺贝尔化学奖。 表6-1 几种典型导电高分子的结构和室温电导率 名称结构式电导率/s·cm-1
人教版高中化学教案【精品学案】 一、教材分析 当今国际社会普遍认为, 能源、 信息和材料是国民经济发展的三大支柱产业。 材料是指 人类利用化合物的某些功能来制作物件时所用到的化学物质。 材料对人类社会的发展贡献巨 大,它是人类赖以生存和发展的重要物质基础。没有耐高温、 高强度的特殊结构材料, 就不 可能有今天的宇航技术;没有半导体材料,就不可能有目前的计算机技术;没有光导纤维, 就不会出现信息的长距离传输, 实现高速、高容量的光通讯; 没有有机高分子材料,人类的 生活就不会像今天这样丰富多彩。材料的发明和开发使用,极大地促进了人类社会的进步, 是人类社会文明的重要标志之一。 人类社会的发展历史, 也可以说是一部材料科学和技术的 发展史,材料代表着生产力的发展水平,历史上的石器时代、陶器时代、青铜器、铁器时代 等,就是以材料作为标志来命名的。 可以相信,材料科学和材料技术的发展和突破,必将为 人类社会发展做出更大的贡献,把人类文明推向更高的层次。教学策略中可利用上网查询, 从历史的角度使学生体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影, 通过对不同时期化学 材料发展过程的了解,使学生对化学科学发展的进程有所认识。 二、教学目标 1?知识目标 ⑴举出日常生活中接触到的新型高分子材料 ⑵认识到功能材料对人类社会生产的重要性。 2?能力目标. ⑴培养学生阅读、自学和讨论、归纳总结的能力 ⑵培养学生动手实验的能力 3?情感、态度和价值观目标 培养学生用科学的方法发现问题、认识问题的意识。 三、 教学重点难点 重点:举出日常生活中接触到的新型有机高分子材料, 的重要性。 难点:扩大学生的知识面,激发学生对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心。 四、 学情分析 教材介绍的新型功能高分子材料的重点是较常见的高吸水性树脂和一些复合材料, 教学中可 作适当的补充, 教师可以收集多方面的素材, 介绍用于印刷的感光树脂、液晶高分子、 磁性 高分子、高分子导体、高分子药物、高吸水性树脂、高分子智能材料等。如高分子分离膜、 人造器官的图片、 实物和视频提供给学生, 使他们能够对所学内容有一个感性的认识, 以动员学生从身边熟悉的事物入手,将学生分成若干组,引导学生通过观察、调查、参观、 收集、阅读、讨论、角色扮演、实验等活动,突出学生自主实 践活动,自己撰写有关高分子 材料的论文。 除走出去参观, 也可以请进来, 安排一两次专业技术人员作功能高分子材料的 科普讲座等 第五章 进入合成有机高分子化合物时代 第三节 功能高分子材料 认识到功能材料对人类社会生活生产 也可
第三节 功能高分子材料 1.知道功能高分子材料的分类,能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。 2.知道复合材料的组成特点,能举例说明常见复合材料的应用。 3.体验化学科学的进步与材料科学发展的联系,能科学评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。 知识点 功能高分子材料 复合材料[学生用书 P89] 阅读教材P 113~P 115,思考并填空。 1.功能高分子材料 (1)含义 功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。 (2)分类 功能高分子材料?????新型骨架结构高分子材料特殊功能高分子材料?????高分子分离膜液晶高分子导电高分子医用高分子高吸水性树脂 (3)特点和应用 特殊功能高分子材料是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。 (4)高吸水性树脂 高吸水性树脂???????合成? ????①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上含强亲水性原子团的支链,以提高它们的吸水能力②以带有强亲水性原子团的化合物为单体, 均聚或两种单体共聚得到亲水性聚合物性能:可吸收几百至几千倍于自身重量的水, 同时保水能力强,还能耐一定的挤压应用:干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱 保水,改良土壤,改造沙漠
2.复合材料 (1)概念 复合材料是指几种不同材料组合在一起制成的一种新型材料,其中一种材料作为增强材料,其他材料作为基体。 (2)性能 复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特点,在综合性能上超过单一材料。 (3)应用 复合材料主要用来作建筑材料和汽车、轮船、人造卫星、宇宙飞船的外壳和构件。 1.判断正误 (1)新型高分子材料和传统高分子材料有本质的区别。() (2)高吸水性树脂中含有亲水性原子团。() (3)玻璃钢是由高分子树脂和玻璃纤维经过复合工艺而制成的,故属于复合材料。() (4)将高吸水性树脂的线型结构连接成体型结构,是为了增加其吸水性。() 答案:(1)×(2)√(3)√(4)× 2.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的导电高分子材料 解析:选B。B项中半导体材料单晶硅,属于传统的无机非金属材料。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。 3.下列说法错误的是() A.玻璃钢是以玻璃纤维作为增强材料、合成树脂作基体的复合材料 B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增强材料、纤维为基体的复合材料 C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作增强材料 D.航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的 解析:选B。飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强材料,金属为基体的复合材料,B项中将基体与增强材料颠倒了。
第三节功能高分子材料 目标要求 1.了解新型高分子材料的组成和性能。2.了解复合材料的组成和性能。 一、功能高分子材料 1.分类 (1)新型________的高分子材料。 (2)特殊功能材料,即在合成高分子的__________上引入某种__________,使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊性能。 2.高吸水性树脂 (1)合成方法 ①对____________等天然吸水材料进行改性,在它们的高分子链上再接上含__________的支链,以提高它们的吸水能力。 ②以带有______________的化合物为单体,均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。 (2)性能:可吸收几百至几千倍于自重的水,同时__________能力强,还能耐一定的______作用。 (3)应用 干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。 二、复合材料 1.复合材料 是指两种或两种以上材料组合成的一种________。其中一种材料作为____,其他材料作为增强剂。 2.复合材料的性能 具有________、________、________、________等优异性能,在综合性能上超过了单一材料。 3.应用 宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。 知识点1功能高分子材料 1.新科技革命的三大支柱通常是指() ①能源②交通③通信④材料⑤信息工程
A.①②③B.①③⑤ C.②③⑤D.①④⑤ 2.下列材料中:①高分子膜;②生物高分子材料;③隐身材料;④液晶高分子材料; ⑤光敏高分子材料;⑥智能高分子材料。属于功能高分子材料的是() A.只有①②⑤B.只有②④⑤⑥ C.只有③④⑤D.①②③④⑤⑥ 3.角膜接触镜俗称隐形眼镜,其性能要有良好的透气性和亲水性,目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是() 4.化合物被涂在手术伤口表面,在数秒钟内发生固化(加聚)并起黏结作用以代替通常的缝合,形成一种性能优良的功能高分子材料。写出该化合物固化时的化学反应方程式_________________________________ ________________________________________________________________________。 知识点2复合材料 5.复合材料的优点是() ①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀 A.仅①④B.仅②③ C.除③外D.①②③④ 6.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于() A.复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化 B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻 C.复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化 D.复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化 练基础落实 1.下列材料中属于功能高分子材料的是()
一、名词解释 1.药用高分子材料:主要指在药物制剂中应用的高分子辅料及高分子包装材料。 2.药用高分子材料学:主要介绍一般高分子材料的基础理论知识及药剂学中常用的高分子材料的结构、制备、物理化学性质及其功能与应用。 3.药用辅料:在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分。广义上指将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂,若为高分子则称为药用高分子辅料。 4.高分子化合物(高分子):分子量很高并由多个重复单元以共价键连接所形成的一类化合物。 5.单体:必须含有能使链增长活性中心稳定化的吸电子基团 6.聚合度:大分子重复单元的个数 7.重复单元:重复组成高分子的最小的结构单元。 7.结构单元:聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团 8.均聚物:在合成高分子时,由一种单体成分反应生成的聚合物。 9.共聚物:由两种或多种不同的单体或聚合物反应得到的高分子。 10.高分子链结构:单个高分子链中原子或基团间的几何排列 11.近程结构:单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构,又叫一次结构或化学结构 12.远程结构:单个分子在整个分子链范围内的空间形态和构象,又叫二次结构 13.聚集态结构:单位体积内许多大分子链之间的排列、堆砌方式,也称三次结构 14.键接顺序:是指高分子链各结构单元相互连接的方式. 15.功能高分子:具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料。 16.线型高分子:每个重复单元仅与另外两个单元相连接,形成线性长链分子。 17.支化高分子:当分子内重复单元并不都是线性排列时,在分子链上带有一些长短不一的分枝,这类高分子称为支化高分子 18.支链:支化高分子链上带有的长短不一的分枝称为支链。 19.体型高分子或网状高分子:线型高分子或支化高分子上若干点彼此通过支链或化学键相键接可形成一个三维网状结构的大分子,称为体型高分子或网状高分子。 20.交联:由线型或支链高分子转变成网状高分子的过程叫做交联。 21.端基:高分子链终端的化学基团 22.单键内旋转:高分子主链中的单键可以绕键轴旋转,这种现象称为单键内旋转. 25.玻璃化温度Tg: 27.取向态结构:聚合物在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列形成的结构。 31.织态结构:不同聚合物之间或聚合物与其他成分之间的堆砌排列。 32.聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。 33.加聚反应:单体经过加成聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。 34.自由基引发剂:是在一定条件下能够分解生成自由基,并能引发单体聚合的化合物。 39.自由基共聚合:共聚物若使用自由基作为聚合的引发剂时,称为自由基共聚合。 40.离子型聚合:链增长活性中心为离子的聚合反应称为离子型聚合。 41.活性链:链活性中心直到单体消耗完仍保持活性称为活性链 开环聚合:环状单体在引发剂或催化剂作用下开环,形成线性聚合物的反应。 42.缩聚反应:是由含有两个或两个以上官能度的单体分子间逐步缩合聚合形成聚合物,同时析出低分子副产物的化学反应。 45.本体聚合:不加其它介质,只有单体本身,在引发剂、热、光等作用下进行的聚合反应。 46.溶液聚合:把单体和引发剂溶在适当溶剂中进行聚合。 47.悬浮聚合:是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合。 48.乳液聚合:单体在水介质中,由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合。
人教版高中化学选修五第五章第三节功能高分子材料 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共12题;共24分) 1. (2分)科学家研究表明:聚乙炔经溴或碘掺杂之后导电性会提高到金属水平,如今聚乙炔已用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等.下列有关聚乙炔的叙述错误的是() A . 聚乙炔属于混合物 B . 聚乙炔的分子中不含有碳碳叁键 C . 聚乙炔的相对分子质量为26 D . 聚乙炔中碳的质量分数为92.3% 2. (2分)新科技革命三大支柱通常是指() ①能源②交通③通讯④材料⑤信息 A . ①②③ B . ①③⑤ C . ②③⑤ D . ①④⑤ 3. (2分)(2018·佛山模拟) 人民币可以在较长的时间内使用而不易损坏,制造人民币的主要原料是() A . 尼龙 B . 棉花 C . 羊毛 D . 聚乙烯 4. (2分)已知二甲醚和乙醇是同分异构体,下列鉴别方法中不可行的是()
A . 利用金属钠 B . 利用质谱法 C . 利用红外光谱法 D . 利用核磁共振氢谱 5. (2分) (2019高一下·盐城期末) 下列物质中,一定不是天然高分子的是() A . 丝绸 B . 橡胶 C . 尼龙 D . 滤纸 6. (2分) (2018高二下·辽宁期末) 我国科学家屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾新疗法而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖,已知青蒿素的结构简式如下。下列说法错误的是() A . 青蒿素的分子式为C15H20O5 B . 青蒿素难溶于水,能溶于NaOH溶液 C . 青蒿素分子中所有的碳原子不可能都处于同一平面内 D . 青蒿素可能具有强氧化性,具有杀菌消毒作用 7. (2分)下列塑料的合成,所发生的化学反应不同于另外三种的是() A . 聚乙烯塑料 B . 聚氯乙烯塑料 C . 聚苯乙烯塑料
人教版高中化学选修五第五章第三节:功能高分子材料B卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共6题;共12分) 1. (2分) (2018高二下·临汾期末) 化学与人类的生产、生活密切相关,下列说法正确的是() A . 某糕点只含面粉、油脂、蛋白质,不含糖,是糖尿病人的最佳食品 B . 用作荧光灯内壁保护层的氧化铝纳米材料属于胶体 C . 尼龙、羊毛和棉花都是天然纤维 D . 高温结构陶瓷耐高温、耐氧化,是喷气发动机的理想材料 【考点】 2. (2分)一种有机玻璃的结构如图所示。关于它的叙述不正确的是() A . 该有机玻璃是一种线型结构的高分子材料 B . 该有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯 C . 可用过滤方法除去CCl4中的少量该有机玻璃 D . 它在一定条件下发生水解反应时,C—O键发生断裂 【考点】 3. (2分) (2020高三上·安徽月考) 化学与生活密切相关。下列说法错误的是() A . 疫苗必须冷藏存放,其目的是避免疫苗蛋白质变性
B . 医用外科口罩的核心功能层聚丙烯熔喷布属于有机高分子材料 C . 将84消毒液和医用酒精混合使用,会降低杀死新冠病毒效果 D . 华为首款5G手机搭载了麒麟980芯片,此芯片主要成分是二氧化硅 【考点】 4. (2分)下列关于有机物的说法中,正确的一组是() ①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应 ②“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇而制成的一种燃料,它是一种新型化合物 ③除去乙酸乙酯中残留的乙酸,加过量饱和碳酸钠溶液振荡后,静置分液 ④石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化 ⑤淀粉遇碘酒变蓝色;在加热条件下葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应 ⑥塑料、橡胶和纤维都是合成高分子材料 A . ③④⑤ B . ①③⑥ C . ①③⑤ D . ②③④ 【考点】 5. (2分)(2020·海淀模拟) 医用外科口罩的结构示意图如下图所示,其中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯,具有阻隔部分病毒和细菌的作用。
第一章1、什么是功能高分子材料?与普通高分子材料的区别、什么是功能高分子材料?与普通高分子材料的区别? 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性(如光,电,磁灯)或化学特性(如反应,催化等)或生物特性(治疗,相容,生物降解等)的新型高分子材料。区别:区别:常规高分子材料由于其分子量巨大,分子内缺少活性官能团,通常表现为难以形成完整晶体,难溶于常规溶剂,没有明显熔点,不导电,并呈现化学惰性等共同特性。功能高分子材料带有特殊物理化学性质和功能,其性能和特征都大大超出了常规高分子。第二章1、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。优点:a) 简化操作过程。b) 有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。c) 可提高实际的稳定性和安全性。d) 所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度。e) 提高化学反应的选择性。f) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。缺点:a) 增加实试剂生产的成本。b) 降低化学反应速度。2、常用试剂的辨认(种类、判断官能团)、常用试剂的辨认(种类、判断官能团)。高分子氧化剂(高分子过氧酸):稳定性好,贮存、运输、使用方便高分子还原剂(高分子锡还原试剂):稳定性好、无气味、低毒性、还原某些羰基化合物、选择性还原二醛中的一个、定量的将卤代烃中的卤素转变为氢优点:选择性高,可再生。3、常用的氧化还原试剂,卤代试剂,酰基化试剂分别有哪些、常用的氧化还原试剂,卤代试剂,酰基化试剂分别有哪些?常用的氧化还原试剂:醌型,硫醇型,吡啶型二茂铁型,多核芳香杂环型。卤代试剂:二卤化磷型,N-卤代酰亚胺型,三价碘型。酰基化试剂(分别使氨基,羧基和羟基生成酰胺,酸酐和酯类化合物):高分子活性酯和高分子酸酐。4、高分子氧化还原试剂——特点:能够在不同情况下表现出不同的反应活性。——特点、高分子氧化还原试剂——特点:高分子氧化还原试剂具有可逆的氧化还原特性醌型硫醇型吡啶型二茂铁型多核芳香杂环型第三章1、复合型导电高分子材料的定义、构成,与本征型的区别。、复合型导电高分子材料的定义、构成,与本征型的区别。定义:复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质,如炭定义:黑、金属粉等,通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料,其中以分散复合最为常用。组成:组成:1.导电填充物:提供载流子的作用,它的形态、性质和用量直接决定材料的导电性。2.聚合物基体材料:将导电颗粒牢固地粘结在一起,使导电高分子具有稳定的导电性,同时它还赋于材料加工性。区别:与结构型导电高分子不同,在复合型导电高分子中,高分子材料本身并不具备导电性,区别:只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。2、复合型导电高分子的导电机理。、复合型导电高分子的导电机理。导电机理a) 宏观的渗流理论(导电通道学说)主要是解释电阻率-填料浓度的关系,不涉及导电本质,只是从宏观角度解释复合物的导电现象------导电填料相互接触形成网链,从而使其导电。b) 微观量子力学的隧道效应用来解释粒子间隙很大时导电现象。该理论认为间隙很大时仍有导电网链形成,但不是靠导电粒子直接接触导电,是热振动时电子在粒子间迁移形成某种隧道造成的。c) 场致发射效应为相邻的导电粒子存在电位差,在电场作用下发生电子发射,实现电子的定向移动3、影响其电导率的因素(温度)、影响其电导率的因素(温度)。当温度升高时,电导能力下降,即电阻值升高,具备这种性质的材料称为正温度系数导电材料,包括金属和复合型高分子导电材料。4、复合型导电材料的应用、复合型导电塑料:电磁屏蔽材料、抗静电材料。橡胶:外科手术橡胶制品、抗高压电缆电晕放电的电线保持套。涂料:加热漆、抗静电涂料。黏合剂:5、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素(温度)、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素(温度)。结构特点:结构特点:具有共轭π键,其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。本征导电中的载流子是电子和空穴。本征导电中的载流子是电导率的影响因素:电导率的影响因素:a) 掺杂量:掺杂率小时,电导率
人教版高中化学选修五第五章第三节:功能高分子材料C卷(考试) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共6题;共12分) 1. (2分)复合材料是一种新型的有发展前途的材料。目前,复合材料最主要的应用领域是() A . 高吸水性树脂 B . 人类的人造器官 C . 新型治疗药物 D . 航空航天工业 2. (2分) (2019高二上·辽宁期末) 奥运吉祥物外材为纯羊毛线,内充物为无毒的聚酯纤维,该聚酯纤维 的结构简式为:,下列说法正确的是() A . 聚酯纤维是高分子化合物,是一种纯净物 B . 该聚酯纤维和羊毛在一定条件下均不能水解 C . 合成该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇 D . 由单体合成该聚酯纤维的反应属加聚反应 3. (2分)天然橡胶与硫磺混合共热,可以使橡胶制品性能大为改观.橡胶硫化程度越高,强度越大,弹性越差.下列橡胶制品中,硫化程度较高的是() A . 自行车内胎 B . 橡皮筋 C . 皮鞋胶底 D . 医用橡胶手套 4. (2分)下列塑料可用作不粘锅的表面材料的是() A . 聚氯乙烯 B . 聚四氟乙烯 C . 聚苯乙烯 D . 有机玻璃 5. (2分)人们用人工器官代替不能治愈的病变器官.目前人们已经制成的人工器官有()①心脏②皮肤③骨骼④肝⑤肾⑥眼⑦喉. A . ①②③ B . ①②⑥ C . ②③⑥ D . 全部
6. (2分)下列有关塑料的说法不正确的是() A . 塑料的主要成分是合成树脂 B . 热塑性塑料可以反复加工,多次使用 C . 酚醛树脂可制热固性塑料 D . 通用塑料可以在任何领域中通用 二、填空题 (共2题;共16分) 7. (12分) (2018高二下·石家庄期末) (1)染纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。据此写出合成涤纶的化学方程式________。 (2)天然橡较的主要成分顺式聚异戊二烯,其结构简式为________。 (3)维生素A的分子结构为,其分子式为________。 8. (4分) (2016高二下·钦州期末) 现有下列高聚物:A.聚乙烯 B.天然橡 C.硫化橡胶 D.酚醛树脂E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯) 其中属于线型结构的是________,属于体型结构的是________,加热可熔融的是________,用于制备轮胎的是________,用于制备插座、电器把手的是________,用于制造车窗玻璃的是________. 三、综合题 (共1题;共4分) 9. (4分) (2018高二上·江苏期中) A.《化学与生活》 (1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。 ①水泥是最常用的建筑材料,它属于________(填字母)。 a. 金属材料 b. 无机非金属材料 c. 有机高分子材料 ②下列硅酸盐产品的生产原料中不需要石灰石的是________(填字母)。 a. 陶瓷 b. 水泥 c. 玻璃 ③高岭土是烧制瓷器的重要原料,其组成可以表示为Al2Si2Ox(OH)y ,其中x , y的数值分别是________(填字母)。 a. 5、4 b. 6、3 c. 7、2 ④下列物品的构成材料中主要是合成高分子材料的是________(填字母)。 a. 宣纸 b. 羊毛衫 c. 保鲜膜 ⑤橡胶是制造轮胎的主要原料,天然橡胶是________结构(填“线型”或“体型”),需经过硫化处理改变其结构,增强其机械强度。 (2)某品牌果冻标签如图所示。回答下列问题:
人教版高中化学选修五第五章第三节功能高分子材料A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共12题;共24分) 1. (2分) (2018高一下·桂林期末) 下列物质中不属于有机合成材料的是() A . 合成纤维 B . 合成橡胶 C . 玻璃 D . 塑料 2. (2分)研究成果表明,塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电,其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合(再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析,下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是() A . B . C . D . 3. (2分)(2019·全国Ⅱ卷) “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是() A . 蚕丝的主要成分是蛋白质 B . 蚕丝属于天然高分子材料 C . “蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
D . 古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物 4. (2分) (2018高二下·鞍山开学考) 有机物的结构用核磁共振仪处理后,得到右图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是() A . C2H5OH B . C . D . 5. (2分) (2019高二上·深圳期末) 高分子材料的合成与应用使我们的生活变得更加丰富多彩。下列关于高分子材料的说法正确的是() A . 聚乙烯结构中存在碳碳双键 B . 聚乙烯可由乙烯通过取代反应制得 C . 聚乙烯与聚氯乙烯都是合成高分子材料 D . 聚氯乙烯可由氯气与乙烯通过加聚反应制得 6. (2分) (2018高一下·大同期末) 下列说法正确的是() A . 60I和80I属于同素异形体 B . 16O2和18O2互为同位素 C . CH3CH(CH3)CH2CH3和C(CH3)4互为同分异构体 D . 与属于同系物 7. (2分) (2015高三上·清远期末) 下列说法不正确的是()
第一节高分子材料的应用 一、塑料 塑料的主要成分是合成高分子化合物,即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外,还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如提高柔韧性的增塑剂,改进耐热性的热稳定剂,防止塑料老化的防老化剂,赋予塑料颜色的着色剂等。 塑料的分类如下表所示: 分类原则类型特征和举例 按树脂 受热时 的特征 热塑性 以热塑性树脂为基本成分,受热软化,可以反复塑 制,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等 热固性 以热固性树脂为基本成分,加工成型以后变为不熔状 态,如酚醛树脂、脲醛塑料等 1、聚乙烯 聚乙烯具有极其广泛的用途,有高压聚乙烯和低压聚乙烯之分。高压 聚乙烯是在150~300 MPa、170~200 ℃的温度下,并在引发剂作用下 使乙烯发生加成聚合反应,得到的聚乙烯相对分子质量较低,密度也 低(0.91~0.93 g·m-3),主链上带有长短不一的支链,熔融温度为 105~115 ℃,称为低密度聚乙烯(LDPE)。低压聚乙烯是在较低压强 下,在催化剂的作用下使乙烯发生加成聚合反应,生成的聚乙烯相对 分子质量较高(≥50万),密度也较高(0.94~0.96 g·cm-3),熔融温 度为131~137 ℃,称为高密度聚乙烯(HDPE)。 高压聚乙烯一般用做薄膜,可做食品包装袋等;低压聚乙烯较硬,可 以做瓶、桶、板、管与棒材等。 2、酚醛树脂 酚醛树脂是酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合 而成的高分子化合物。在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应, 苯酚邻位或对位上的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后 羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子:
高分子材料发展史随着生产和科学技术的发展,人们不断对材料提出各种各样的新要求。而高分子材料的出现逐渐满足了人们的需要。并对人类的生产生活产生了巨大的影响。 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1870年,美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料,是有划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,真正标志着人类应用合成方法有目的的合成高分子材料的开始。1953年,德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta,发明了配位聚合催化剂,大幅度地扩大了合成高分子材料的原料来源,得到了一大批新的合成高分子材料,使聚乙烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户,确立了合成高分子材料作为当代人类社会文明发展阶段的标志。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。并且高分子材料资源丰富、原料广,轻质、高强度,成形工艺简易。很容易为人所用。 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅
高分子发展浅谈 摘要:本文介绍了高分子材料的历史以及在当今社会的重要作用,并简单介绍了高分子材料和材料性能的发展趋势。 关键字:高分子材料、性能、发展趋势。 一、高分子科学 材料、能源、信息是21世纪科学技术的三大支柱,其中材料科学是当今世界的带头学科。材料是一切技术发展的物质基础,人类的生活和社会的发展总是离不开材料,而新材料的出现是推动生活和社会的发展动力。人们使用及制造材料虽已有几千年的历史,但材料成为一门科学——材料科学,仅有30多年的时间,此为一门新兴学科,是一门集众多基础学科与工程应用学科相互交叉、渗透、融合的综合学科,因而对于材料科学的研究,具有深远的意义[9]。 其中,高分子科学作为材料科学发展的带头学科之一,它的发展具有蓬勃的生命力。高分子科学是研究高分子材料化合物的合成、改性,及其聚集态的结构、性能,聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科,其主要研究目标是为人类获取高分子新材料提供理论依据和制备工艺。高分子科学具有广阔的开发新材料的背景,二十世纪三十年代首先由有机化学派生出高分子化学,当时恰好处在世界经济飞跃发展的氛围中,对新材料的需求日益迫切,因此高分子化学进而又融合了物理化学、物理学、数学、工程学、医学等有关学科的内容,逐渐形成了高分子科学这门独立的综合性学科,现在的高分子科学已经形成了高分子化学、高分子物理、高分子工程三个分支领域相互交融、相互促进的整体学科。 二、高分子材料的历史 高分子材料是材料领域中的新秀,它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在航空航天、国防建设和国民经济等各个领域得到广泛应用,已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料由于原料来源丰富、制造方便、品种繁多、用途广泛、性价比高,因此在材料领域中的地位日益突出,增长最快,产量与于金属、木材和水泥的用量总和持平。高分子材料不仅为工农业生产及人们的日常生活提供不可缺少的材料,而且为发展高新技术提供更多更有效的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。 高分子材料的发展大致经历了三个时期,即:天然高分子的利用与加工,天然高分子的改性和合成,高分子的工业生产(高分子科学的建立)。
人教版高中化学选修五第五章第三节:功能高分子材料B卷(练习) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共6题;共12分) 1. (2分) (2018高三上·广州期末) 化学深入我们生活,下列说法不正确的是() A . 食盐可做食物调味剂,也可做食品防腐剂 B . 高锰酸钾溶液、酒精、双氧水都能杀菌消毒,都利用了强氧化性 C . 海水淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法等 D . 通常所说的三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维 【考点】 2. (2分) (2019高二下·潍坊期末) 丝绸是纺织品里的“贵族”,是蚕丝织品的总称。下列有关说法错误的是() A . 蚕丝的主要成分为蛋白质 B . 蚕丝制品可用强碱性的洗涤剂洗涤 C . 仿毛织品的成分聚丙烯腈()的单体为CH2=CH-CN D . 棉织品由天然的植物纤维素加工制造而成,成分属于糖类 【考点】 3. (2分) (2019高二下·滦平期中) 氟代硼铍酸钾(KBe?BO3F2)是一种能够用于制造深紫外激光器的晶体。下列有关说法正确的是() A . 该晶体含4种元素
B . 摩尔质量是154 C . 属于高分子化合物 D . 属于无机非金属材料 【考点】 4. (2分)(2020·漳州模拟) 2019年12月以来,我国部分地区突发了“新型冠状病毒肺炎”疫情。以下是人们的一些认识,你认为不符合科学道理的是() A . 火神山医院在建造过程中大量使用HDPE防渗膜,这种塑料膜是一种新型的无机材料 B . 84消毒液和75%的酒精是经常使用的消毒液,它们都可以使蛋白质变性 C . 佩戴医用口罩预防病毒的原理相当于化学实验中的过滤 D . 《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》第六版增加“新型冠状病毒在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。”此处气溶胶中的分散剂是空气 【考点】 5. (2分)下列关于有机物的说法中,正确的一组是() ①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应 ②“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇而制成的一种燃料,它是一种新型化合物 ③除去乙酸乙酯中残留的乙酸,加过量饱和碳酸钠溶液振荡后,静置分液 ④石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化 ⑤淀粉遇碘酒变蓝色;在加热条件下葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应 ⑥塑料、橡胶和纤维都是合成高分子材料 A . ③④⑤
一、工科:偏合成的:浙江大学(国内高分子鼻祖,尤其在合成方面)、华东理工、北京化工大学、清华大学;偏加工和应用的:四川大学、华南理工、东华大学(原中国纺织大学)、上海交通大学 理科:偏合成的:北京大学(好像北大遥遥领先,其他象南开、南京大学明显差一些);偏性能形态研究的:南京大学、复旦大学、北京大学 5-10年这个行业发展都会不错。 二、高分子材料与工程就业前景分析高分子材料与工程专业排名一览表 【北京市】清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、北京化工大学、北京服装学院、北京石油化工学院、北京工商大学 【天津市】天津大学、天津科技大学 【河北省】河北工业大学、河北科技大学、河北大学、燕山大学 【山西省】太原理工大学、华北工学院 【辽宁省】大连轻工业学院、沈阳化工学院、大连理工大学、大连轻工业学院、沈阳工业大学、沈阳工业学院 【吉林省】吉林大学、长春工业大学、吉林建筑工程学院 【黑龙江省】哈尔滨工业大学、哈尔滨理工大学、齐齐哈尔大学、东北林业大学 【上海市】复旦大学、华东理工大学、东华大学、上海大学 【江苏省】江苏大学、南京理工大学、江南大学、扬州大学、南京工业大学、江苏工业学院、江苏大学、南京林业大学、华东船舶工业学院 【浙江省】浙江大学、浙江工业大学 【安徽省】中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学、安徽建筑工业学院、安徽工业大学、安徽理工大学 【福建省】福建师范大学 【江西省】南昌大学、华东交通大学 【山东省】山东大学、青岛大学、青岛科技大学、济南大学、烟台大学六 【河南省】郑州大学、河南科技大学、郑州轻工业学院 【湖北省】湖北大学、武汉理工大学、湖北工学院、武汉化工学院、武汉科技学院、湖
1.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是() A.在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料 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可以使人类能够制造各种人工器官 解析: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是利用复合材料质量轻的性质。 答案:C 2.现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”,这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质,根据你的推测,这种特殊物质的结构可能是() 解析:“尿不湿”的材料应是亲水但不溶于水的物质,选项中只有中的—OH属于亲水基团,而其自身属于高分子化合物,不溶于水。 答案:C 3.在下列关于新型有机高分子材料的说法不正确的是() A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B.复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为增强剂 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一般都受到人体的排斥作用,难以达到生物相容的程度 解析:功能高分子材料应是既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能。有的新型高分子材料具有优异的生物兼容性,较少受到排斥,可以满足人工器官对材料的苛刻要
求。答案为D。 答案:D 4.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,也能在浓硫酸作用下形成环酯。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 答案:C 5.X是一种性能优异的高分子材料,其结构简式为,已被广泛应用于声、热、光的传感等方面,它是由HCCH、(CN)2、CH3COOH和H2O四种单体通过适宜的反应形成的。由X的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有() ①加成反应②取代反应③缩聚反应④加聚反应⑤酯化反应 A.①④⑤B.①④ C.①②④D.①②③ 解析:由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物,其单体为和CH2===CHOOCCH3,显然,前者是HC≡CH和(CN)2的加成产物,后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物。 答案:B 6.神舟七号的返回舱外形看起来像一口大钟,大约3吨多重,是世界上现有的最大的返回舱。为了防止飞船与大气层摩擦产生高温而燃烧,应该选择某种特殊材料覆盖在飞船表面,这种材料应该具有的性质是() A.良好的导电性 B.密度较大,以增大飞船的惯性 C.轻质防热,可承受上千摄氏度的高温 D.质地柔软,以利于飞船的变形 解析:为了防止飞船在升空和着陆时因摩擦产生高温而燃烧,覆盖在飞船表面的物质应具备受热易挥发的特点,受热分解挥发时吸收热量而使飞船表面的温度降低。
第一章高分子材料学 1、影响高分子材料性能的化学因素有哪些? 答:高分子材料的化学结构,即构成元素的种类及其连接方式(重复结构单元的特性)、端基、支化与交联、结构缺陷、基团的空间位置等是决定其性能的主要化学因素。 2、按高分子材料的主链构成元素可将其分成哪几类?试举例。答:(1)碳链高分子主链以碳-碳共价键相联结而成,大多由加聚反应制得,分子间主要以次价力(范德华力)或氢键相吸引而显示一定强度,耐热性较低,不易水解。如PE、PP、PVC、PS、PMMA 等。 (2)杂链高分子由碳-氧、碳-氮、碳-硫等以共价键相联结而成,主要是由缩聚反应或开环聚合制得。特点是链刚性较大,耐热性和力学性能较高,但一般易水解、醇解或酸解。如PET、PA、PF、POM、PSF、PEEK等。 (3)元素有机高分子主链中常含硅、磷、硼等,常见的为有机硅高分子化合物,热稳定性好,具有较好的弹性和塑性,高耐热性是其特征。 3、影响高分子材料性能的物理因素有哪些? 答:一、相对分子质量及其分布;二、结晶性;三、粒径与粒度分布; 四、成型过程中的取向;五、熔体粘度与成形性 4、相对分子质量对高分子材料制品的哪些性能影响较大,哪些性 能影响较小?
答:受相对分子量影响大的性能有:拉伸强度、弯曲强度、弹性模量、冲击强度、玻璃化转变温度、熔点、热变形温度、熔融粘度、溶液粘度、溶解性、溶解速度等。 受相对分子量影响较小的性能有:比热、热传导率、折射率、透光性、吸水性、透气性、耐化学药品性、热稳定性、耐候性、燃烧性等。5、高分子材料相对分子质量分布与其成型性及制品性能的关系任 何?为兼顾成型性和制品的性能,可采取什么措施? 答:对于塑料制品,一般要求相对分子量分布较窄,这样成型加工性和制品性能都较均一。相对分子量分布过宽说明其中存在相对分子量偏低和过高部分。当相对分子量偏低部分所占比例过高时,有利于改善加工性能,但力学性能、耐热性、热稳定性、电气绝缘性能和耐老化性能均有下降;而当相对分子量过高的部分比例过高时,则塑化困难,影响制品的内在质量,降低外观质量,甚至出现象“鱼眼”一样的未塑化颗粒。对于塑料的成型加工来说,相对分子量分布可适当宽些。往往采用双峰分布的树脂,其相对分子量高的部分赋予制品优良的机械性能,而相对分子量低的部分则提供足够的成型加工流动性。对于合成纤维,则希望相对分子量分布尽可能窄些。 6、高分子化合物的哪些链结构因素有利于其结晶? 答:有利于结晶性的因素有: 1)链结构简单,重复结构单元较小,相对分子量适中; 2)主链上不带或只带极少的支链; 3)主链化学对称性好,取代基不大且对称;