课时作业(二十一)
一、选择题1．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进行太空探索。其依据是( )
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：塑料中加入不同的添加剂可以增加强度、韧性，提高导电性等，是一种性能优异的新型材料。
答案：B
2．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列对“人造金属”的说法正确的是( )
A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属解析：“人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同，人造金属是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得，普通金属是用金属化合物加入还原剂还原或电解等方法制得；“人造金属”尽管有金属的一般特性，但它属于高分子化合物中的塑料。
答案：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．海水的淡化
解析：题中分离工业废水、食品工业、海水淡化是高分子分离膜的应用，
将化学能转换成电能的传感膜和将热能转换成电能的热电膜是能量转化的高分子膜。
答案：C
4．我国科学家不久前成功合成了3 mm 长的管状定向碳纳米管，长度居世
1 界之首，这种碳纤维具有强度高、硬度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的14)、熔点高、化学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维”。对碳纤维的下列说法中不正确的是( )
A．它是制造飞机的理想材料B．它的主要组成元素是碳
C．它的结构与石墨相似D．碳纤维复合材料不易导电解析：“超级纤维”硬度高，与石墨不相似。
答案：C
5．下列关于复合材料的说法正确的是( ) A．将不同性质的材料经简单混合便制成复合材料B．合金就是复合材料
C．复合材料中的各部分作用相同D．复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
解析：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，
不同于混合物和合金，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。
答案：D
6．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构应是( )
解析：由题给信息“无机耐火橡胶”可知该物质不是有机物，而A、B、D 都属于有机高分子化合物。
答案：C
7．下列关于新型有机高分子材料的说法中，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都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度
解析：医用高分子材料一般具有优异的生物兼容性，较少受到排斥，
可满足人工器官对材料的苛刻要求。
答案：D
8．2012年6月29日神舟九号飞船返回舱成功着陆。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。
答案：C 9．科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚
丙烯酸酯( )与水的混合物，使其与沙粒结合，形成既能阻止地下
的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是()
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2===CHCOOR ②聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点③聚丙烯酸酯能发生加成反应④合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应
A．③④B．①②
C．①②③D．①②③④
解析：聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯发生加聚反应得到的高分子化合物；由于聚丙烯酸酯属于混合物，因此没有固定的熔沸点。
答案：B
10 ．H 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
HC≡CH、(CN)2、CH3COOH 三种单体通过适宜的反应形成的。由H 的结构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：根据H的结构简式，可以判断为和
答案：B
二、非选择题
11．感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料，其结构简式为
试回答下列问题：
(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简
式______ 、______ 。
(2)写出在(1) 中由两种单体生成高聚物的化学反
应方程式
(3)对此高聚物的性质判断不正确的是( ) A．在酸性条件下可以发生
水解
B．此高聚物不能使溴水褪色
C．此高聚物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色D．此高聚物水解后可得到另
一种高聚物解析：由题中的结构式可知，链节中含酯的结构，且是由双键加聚得到
(3)B 12．聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式如图，它是制作软质隐形眼镜的材料。 请写出下列有关反应的化学方程式。
(1) 由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯： 。
(2)
由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯：
。
(3) 由乙烯制备乙二醇：
。
解析： (1)甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为 它生成聚甲基丙烯酸羟乙
酯的反应是加聚反应， 根据加聚反应的特点可以写 出该反应的化学方程式。
解答(2)(3)问可采用逆推法：
13．碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料，其强度比钢铁材
料大而密度比铝小。据报道，每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料，而一种新型的波音757 飞机使用了9 吨以上的碳纤维。制取碳纤维的一
种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得，这种碳纤维
的结构可表示如下：
(1)______________________ 构成这种碳纤维的元素是，其原子个数比为_________________________
(2)用乙炔和HCN 为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：HCN
高聚物高温处理脱氢
CH≡CH――→A ――→ B ――→ C――→碳纤维
用化学方程式表示以下过程：
①CH≡CH 与HCN 反应__
②A―→B ____________
解析：碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已给出这种碳纤维是将
聚丙烯腈经高温处理而得信息，聚丙烯腈的结构为注意到题给出
的碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为：
中—CN 的结构为—C≡ N。这种变换写法是解答本题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的基
础上将氰基—C≡N 中的三键打开重新结合构成环状结构，即生成C，C 在催化剂的作用下脱氢。在C 中环状结构的—CH2—与上各脱去一个氢原子而
结构，从而形成碳纤维。显然，在—CH2—上脱去一个氢原子
后，
还有一个氢原子，所以可知这种碳纤维由C、H、N 三种元素构成，考查其中的
一个基本结构单元可看出C、H、N 三种原子的个数比应为3∶1∶1。
催化剂答案：(1)C、H、N 3∶1∶1 (2)①CH≡CH＋
HCN ――→ CH2===CH—CN
14．宇航员头盔的盔壳由聚碳酸酯制成，具有隔音、隔热、防碰撞、减震性
好、质量小等特点。已知苯酚分子中与酚羟基直接相连的碳原子的邻、对位上的氢原子有很好的反应活性，易跟某些含羰基的化合物如CROR′(R、R′代表烷
基或H 原子)发生缩合反应，生成新的有机物和水。苯酚还能发生如下反应生成有机酸酯：
下图是合成聚碳酸酯的过程(反应条件和部分产物未写出)：
请写出：
(1)_______________________________________________ X 的结构简式：_________________________________________________ 。_
(2)在一定条件下X 与反应合成聚碳酸酯的化学方程式：
(3)________________________________ X 和浓溴水反应时，1 mol X 最多能消耗Br2 ________________________ m ol。
解析：(1)解决本题需要利用好题给信息并采用逆推法。可得出X 的结构简式为
(3)酚羟基邻位和对位上的氢原子易和浓溴水发生取代反应。
1.功能高分子概述 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 主要研究目标和内容：新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。 2.构效关系分析 官能团的性质与聚合物功能之间的关系，功能高分子中聚合物骨架的作用，聚合物骨架的种类和形态的影响。 3.什么叫反应型高分子？应用特点？ 反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂。 应用特点：具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用。 4.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。 5.高分子酸碱催化剂的制备及应用 阳离子交换树脂：苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯，将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂。 CH=CH 2 CH=CH 2 CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2n CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 交联苯乙烯 P P SO 3H + H 2SO 4(发烟)+ H 2O 交联苯乙烯强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂 阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂，产率高，污染少，便于分离 阴离子交换树脂：在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂
2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。 答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等； 工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自 润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等； 工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。 热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；) 热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。 简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如：PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料，经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维：又称再生纤维，以天然聚合物为原料，经过人工加工而改性制得。如：粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维：以石油、天然气等为原料，通过人工合成和纺丝的方法制成。如：涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3．高分子材料成型加工的定义和实质。 高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答：晶态聚合物：Tm～Td；非晶态聚合物：Tf～Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时，最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连续相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3．为什么聚合物的结晶温度范围是Tg～Tm 答：T>Tm 分子热运动自由能大于内能，难以形成有序结构 T 第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万 化学与生活知识点总结 专题一洁净安全的生存环境 第一单元空气质量的改善 一、空气质量报告 （一）、空气质量评价包括：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物 空气污染指数：根据空气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。首要污染指数即位该地区的空气污染指数 （二）、大气主要污染物及其危害 1、温室效应 （1）原因：①全球化石燃料用量猛增排放出大量的CO2；②乱砍乱伐导致森林面积急剧减少，吸收CO2能力下降。 2、主要危害：（1）冰川熔化，使海平面上升（2）地球上的病虫害增加（3）气候反常，海洋风暴增多（4）土地干旱，沙漠化面积增大。 3、控制温室效应的措施 （1）逐步调整能源结构，开发利用太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等，减少化石燃料的燃烧；（2）进一步植树造林、护林、转化空气中的CO2 2、酸雨 （1）原因：酸性氧化物（SO2、NO2）SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2==2H2SO4 （2）防止方法：①开发新能源（太阳能、风能、核能等）②减少化石燃料中S的含量 钙基脱硫CaCO3==CaO+CO2 CaO+SO2==CaSO3 2CaSO3+O2==2CaSO4 ③吸收空气中的SO2 ④加强环保教育 3、机动车尾气污染：尾气净化装置2NO+2CO N2+2CO2 4、CO 能和人体的血红蛋白结合使能中毒 5、可吸入颗粒物：静电出尘 6、居室空气污染物：甲醛、苯及其苯的同系物、氡等 危害：甲醛对人体健康的影响（肝功能异常等） 7、白色污染的危害：①破坏土壤结构②降低土壤肥效③污染地下水④危及海洋生物的生存第二单元水资源的合理利用 一、自来水厂净化水的一般步骤 混凝沉降过滤活性碳吸附池除味杀菌消毒 明矾---目的：净水原理：Al3++3H2O Al（OH）3（胶体）+3H+ Al（OH）3（胶体）有吸附性吸附水中杂质沉降 活性碳目的：去除异味。原理：吸附性 液氯目的：杀菌消毒Cl2+H2O HCl+H ClO（强氧化性） 二、污水处理中化学方法及其原理 污水处理常见有物理方法、化学方法、生物方法 1、化学方法中和法氧化还原法沉淀法 （1）中和法适合于处理酸性污水 （2）氧化还原法适合处理油类、氰化物、硫化物等（空气、臭氧、氯气）是常见氧化剂（3）沉淀法适合于处理含重金属离子污水（如加入适量的碱控制废水的PH值） 第三单元生活垃圾的分类处理 无害化处理:焚烧法、卫生填埋法、回收作特殊处理 垃圾处理资源化处理:垃圾产生沼气、废弃塑料回收、废玻璃的回收利用 专题二营养均衡与人体健康 第一单元摄取人体必需的化学元素 1功能高分子材料的特点：①产量小，产值高，制造工艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 能 ③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/ 功能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能 2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高 分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性 高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料， 医用高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化 物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功 能高分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染 作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加 ②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥 作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合 一同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于 树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使 其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水 后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生 的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结 构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展 力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内 构成了含有大量水的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等有关 1、LDPE、LLDPE、HDPE的分子结构和物理机械性能有何不同？P24表2-1 高密度聚乙烯（HDPE），又称低压聚乙烯，因为在低压下生产，含有较多长键，因此密度高。低密度聚乙烯（LDPE)，用高压法（147.17—196.2MPa）生产，支链较多，强度低。线性低密度聚乙烯（LLDPE）是通过在聚乙烯的主链上共聚一些具有短支链的共聚物生成的。 热导率，HDPE(高)>LLDPE （线）>LDPE（低）； 线膨胀系数，LDPE>LLDPE >HDPE 2、聚丙烯有三种不同的立构体。试分析一下哪种结构能结晶，为什么？ 聚丙烯存在等规、间规、无规三种立体结构。P40 聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性，这也是影响其结晶能力、结晶速度的主要结构因素。分子链的对称性越高，规整性越好，越容易规则排列形成高度有序的晶格。等规聚丙烯的结构规整性好，具有高度的结晶性；无规聚丙烯为无定形材料，结构的对称性和规整性差，因此不结晶；间规聚丙烯的结构对称性和规整性介于两者之间，结晶能力较差。 3、热固性酚醛树脂与热塑性酚醛树脂的合成条件及分子结构有何不同，热固性酚醛树脂的固化历程如何？ （1）热塑性酚醛树脂：合成条件：甲醛:苯酚摩尔比<1 （0.8~0.86），酸催化（pH<7）；分子结构：线型结构； 热固性酚醛树脂：合成条件：甲醛:苯酚摩尔比>1（1.1~1.5），碱催化（pH=8~11）；分子结构：体型结构。 （2）热固性酚醛树脂是体型缩聚控制在一定反应程度的产物。因此，在合适的条件下可使体型缩聚继续进行，固化成体型缩聚物。 固化机理P67-68 热固性酚醛树脂是多元酚醇的缩聚物。 (因为加成反应结果：单元酚醇与多元酚醇的混合物) 酚醇之间的反应与温度有关，以170℃为分界线。 低于170℃主要是分子链的增长，主要发生两类反应。 a ．酚核上的羟甲基与其他酚核上的邻、对位的—H 发生反应，生成亚甲基键： b ．两个酚核上的羟甲基相互反应，生成二苄基醚 苄基醚不稳定，能否形成与体系的酸碱性有很大关系 OH CH 2 OH OH CH 2OH CH 2OH HO HOH 2C CH 2 CH 2OH OH H 2 O OH CH 2 OH OH CH 2OH CH 2OH OH CH 2OCH 2 OH CH 2OH H 2O 第四版习题答案 （第一章）思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子DP=n 特征 第一章功能高分子材料概述 1.高性能高分子材料定义：对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 2.功能高分子材料定义：当受外部刺激时，能以化学或物理方式，表现出与常规高分子明显不同的物理化学性质并具有某些特殊功能的高分子。 3.功能高分子材料的构效关系：是指功能高分子材料结构变化与所引起性能变化之间的因果关系。 4.功能高分子中官能团的作用 ①功能取决于所含官能团 如：高分子氧化剂中的过氧酸基 N，N-二取代联吡啶的电致发光功能 季胺基、磺酸基的离子交换功能 ②官能团与聚合物骨架协同作用 固相合成试剂(聚对氯甲基苯乙烯) ③官能团与聚合物骨架不同区分 主链型聚合物液晶(致晶原在主链上) 导电高分子(具有线性共轭结构的聚乙炔、聚苯胺) ④官能团只起辅助作用 改善溶解性、降低Tg 5.功能高分子中聚合物骨架的作用 ①稳定作用、离子交换树脂中的三维网状高分子 ②机械支撑作用 ③模板作用,高分子骨架的空间限制立体选择合成及光学异构体的合成 6.聚乙烯醇的制备及与小分子化合物反应使其功能化的路线。 聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解可制得聚乙烯醇。酸和碱都有催化作用。 聚乙烯醇的功能化 7.功能高分子的制备技术 ①功能性小分子的高分子化 功能性小分子的高分子化可利用聚合反应，如共聚、均聚等；也可将功能性小分子化合物通过化学键连接的化学方法与聚合物骨架连接，将高分子化合物作为载体；甚至可通过物理方法，如共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。 如：将小分子过氧酸引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高；N, N－二甲基联吡啶经过高分子化后，可将其修饰固化到电极表面，便可以成为固体显色剂和新型电显材料；将青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。 ②已有高分子材料的功能化 利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。如，聚苯乙烯与氯甲醚反应可以得到聚对氯甲基苯乙烯，将这种氯甲基化的聚苯乙烯在二甲基亚砜中用碳酸氢钾处理，可形成聚对甲醛苯乙烯，进一步氧化则可得到高分子过氧酸。 ③多功能材料的复合及已有功能高分子的功能扩展。 如以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中；又如在离子交换树脂中的离子取代基邻位引入氧化还原基团，如二茂铁基团，以该法制成的功能材料对电极表面进行修饰，修饰后的电极对测定离子的选择能力受电极电势的控制。 第二章离子交换树脂和吸附树脂 1.离子交换树脂：是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能-离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。 2.从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重要的功能高分子材料。如离子交换纤维、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。 3. 离子交换纤维：是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型材料。其基本特点与离子交换树脂相同，但外观为纤维状，并还可以不同的织物形式出现，如中空纤维、纱线、布、无纺布、毡、纸等。 4.吸附树脂：也是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。 5.离子交换树脂的结构 离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状 高分子材料，外形一般为颗粒状。树脂由三部分组成： 三维空间结构的网络骨；骨架上连接的可离子化的功能 基团；功能基团上吸附的可交换的离子。 聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图 《高分子加工工程》主要习题 第一章绪论 1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？ 将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。 1.研究各种成型加工方法和技术； 2.研究产品质量与各种因素之间的关系； 3.研究提高产量和降低消耗的途径。 2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。 A.如何使聚合物产生流动与变形？方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。 B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型 3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。 a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。 b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等 c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化 方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解 4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？ 1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工： 2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类： a.主要发生物理变化： b.主要发生化学变化： c.既有物理变化又有化学变化： 5. 简述成型加工的基本工序？ 1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 2.成型：赋予聚合物一定型样 3.机械加工：车，削，刨，铣等。 4.修饰：美化制品。 5.装配：粘合，焊接，机械连接等。 6. 简述塑料的优缺点。 优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。 缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。 7. 举实例说明高分子材料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等领域的应用。 8. 学习高分子材料加工成型原理的目的、意义？ 1、有利于合理的制定加工工艺方案 2、对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义 3、新材料、新制品、新技术、新…… 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释： 最新高二化学重点知识点总结分享五篇 相信有很多同学到了高中会认为化学是理科，所以没必要死记硬背。其实这是错误的想法，高中化学知识点众多，光靠一个脑袋是记不全的，好记性不如烂笔头，要想学好数学，同学们还是要多做知识点的总结。 高二化学知识点1 一、硫及其化合物的性质 1.铁与硫蒸气反应：Fe+S△==FeS 2.铜与硫蒸气反应：2Cu+S△==Cu2S 3.硫与浓硫酸反应：S+2H2SO4(浓)△==3SO2↑+2H2O 4.二氧化硫与硫化氢反应：SO2+2H2S=3S↓+2H2O 5.铜与浓硫酸反应：Cu+2H2SO4△==CuSO4+SO2↑+2H2O 6.二氧化硫的催化氧化：2SO2+O22SO3 7.二氧化硫与氯水的反应：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 8.二氧化硫与氢氧化钠反应：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 9.硫化氢在充足的氧气中燃烧：2H2S+3O2点燃===2SO2+2H2O 10.硫化氢在不充足的氧气中燃烧：2H2S+O2点燃===2S+2H2O 二、镁及其化合物的性质 1.在空气中点燃镁条：2Mg+O2点燃===2MgO 2.在氮气中点燃镁条：3Mg+N2点燃===Mg3N2 3.在二氧化碳中点燃镁条：2Mg+CO2点燃===2MgO+C 4.在氯气中点燃镁条：Mg+Cl2点燃===MgCl2 5.海水中提取镁涉及反应： ①贝壳煅烧制取熟石灰：CaCO3高温===CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2 ②产生氢氧化镁沉淀：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ ③氢氧化镁转化为氯化镁：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O ④电解熔融氯化镁：MgCl2通电===Mg+Cl2↑ 三、Cl-、Br-、I-离子鉴别： 1.分别滴加AgNO3和稀硝酸，产生白色沉淀的为Cl-;产生浅黄色沉淀的为Br-;产生黄色沉淀的为I- 2.分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡，下层溶液为无色的是Cl-;下层溶液为橙红色的为Br-;下层溶液为紫红色的为I-。 四、常见物质俗名 ①苏打、纯碱：Na2CO3;②小苏打：NaHCO3;③熟石灰：Ca(OH)2; ④生石灰：CaO;⑤绿矾：FeSO4?7H2O;⑥硫磺：S;⑦大理石、石灰石主要成分：CaCO3;⑧胆矾：CuSO4?5H2O;⑨石膏：CaSO4?2H2O;⑩明矾：KAl(SO4)2?12H2O 五、铝及其化合物的性质 1.铝与盐酸的反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2.铝与强碱的反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 1功能高分子材料的特点：①产景小，产值高，制造丁.艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 fib ③既可以单独使用，也可与M:它材料复合制成构建，实现结构/ 功 能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输山的信息能量属于hd—种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能景具奋不同形式，材料其能量转化作川，这种功能称二次功能2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分了，化学功能高分了，生物功能和民用高分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分了材料，光敏型高分了材料，电活性高 分子材料，膜型高分子材料,吸附性高分子材料,高性能工程材料，医用 高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分了高分了?化②已冇通用高分了?材料功能化物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功能高 分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电焼，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：川量少，ph适川范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理髙效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染作用原理：①带电絮凝剂吋与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撺增加② 一个分散微粒可以同吋吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥作用， 曲高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分了链也可同时吸附两个以上微粒，高分了?乐意在多出与微粒结合一 同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含暈，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为艽具冇天然或介成的岛分子电解质三维交联结构，首先由于树脂 中亲水基团与水形成鉍键，产生相互作用，水进入树脂而使其溶胀， 俏交联构成的三维结构乂阻止树脂的溶解，此后，吸水后高分子中 电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生的由外h'd A 的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结构扩展，似足 交联结构乂阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展力达到平衡，水 不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水 的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等奋关 2.分别区分“通用塑料”与“工程塑料”,“热塑性塑料”与“热固性塑料”,“简单组分高分子材料”与“复杂组分高分子材料”,并请各举2～3例。 答:通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有:PE,PP,PVC,PS等; 工程塑料:就是指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的,刚性好、蠕变小、自 润滑、电绝缘、耐腐蚀等,可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有:PA,PET,PBT,POM等; 工程塑料就是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,就是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。 热塑性塑料:加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程就是可逆的,可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都就是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都就是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动、冷却变硬的过程就是物理变化;) 热固性塑料:第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化就是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正就是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状与尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前就是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱与聚酯、有机硅等塑料,都就是热固性塑料。 简单组分高分子材料:主要由高聚物组成(含量很高,可达95%以上),加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如:PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料:复杂组分塑料则就是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成,如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如:PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料,经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维: 又称再生纤维,以天然聚合物为原料,经过人工加工而改性制得。如:粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维: 以石油、天然气等为原料,通过人工合成与纺丝的方法制成。如:涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3.高分子材料成型加工的定义与实质。 高分子材料成型加工就是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下,聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动,并取得所需要的形状,然后设法保持取得的形状(即硬化),流动-硬化就是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就就是一个定构的过程,也就就是使聚合物结构确定,并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答:晶态聚合物:Tm～Td;非晶态聚合物:Tf～Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说,在不结晶或结晶度低时,最高使用温度就是Tg,当结晶度达到40%以上时,晶区互相连接,形成贯穿整个材料的连续相,因此在Tg以上仍不会软化,其最高使用温度可提高到结晶熔点。 熔点(Tm):就是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3.为什么聚合物的结晶温度范围就是Tg～Tm？ 答:T>Tm 分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构 T 第一章绪论 1、与低分子化合物相比，高分子化合物有什么特点能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物 答：与低分子化合物相比，高分子化合物主要特点有：（1）相对分子质量很大，通常在104～ 106之间；（2）合成高分子化合物的化学组成比较简单，分子结构有规律性；（3）各种合成 聚合物的分子形态是多种多样的；（4）一般高分子化合物实际上是由相对分子质量大小不等 的同系物组成的混合物，其相对分子质量只具有统计平均的意义及多分散性；（5）由于高 分子化合物相对分子质量很大，因而具有与低分子化合物完全不同的物理性质。 不能。由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力，当温度升高到汽化 温度以前，就发生主链的断裂和分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构，因而不能用蒸 馏的方法提纯高分子化合物。 2、何谓相对分子质量的多分散性如何表示聚合物相对分子质量的多分散性 答: 聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物,其相对分子质量或聚合度是一平均值. 这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性.相对分子质量多分散性可以用 重均分子量和数均分子量的比值来表示.这一比值称为多分散指数, 其符号为D. 即D =M w/M n. 分子量均一的聚合物其D为越大则聚合物相对分子质量的多分散程度越大. 相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示.以相对分子质量 为横坐标, 以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标, 即得相对分子质量的质量或数 量分布曲线.相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能. 聚合物相对分子质量多分散性产生的原因注意由聚合物形成过程的统计特性所决定. 3、各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。 (2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 答：(1)天然无机高分子:石棉、金刚石、云母；天然有机高分子:纤维素、土漆、天然橡胶； 生物高分子：蛋白质、核酸 (2)碳链聚合物:聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯；杂链聚合物:聚甲醛、聚酰胺、聚酯 (3)塑料：PE、PP、PVC、PS；橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶 化学纤维:尼龙、聚酯、腈纶、丙纶;功能高分子:离子交换树脂、光敏高分子、高分子催化 剂 4、什么叫热塑性塑料什么叫热固性塑料试各举两例说明。 热塑性塑料是指可反复进行加热软化或熔化而再成型加工的塑料，其一般由线型或支链型聚合物作为基材。如以PE、PP、PVC，PS和PMMA等聚合物为基材的塑料。 热固性塑料是指只能进行一次成型加工的塑料，其一般由具有反应活性的低聚物作基材，在成型加工过程中加固化剂经交联而变为体型交联聚合物。一次成型后加热不能再软化或熔化，因而不能再进行成型加工。其基材为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和脲醛树脂等。 5、高分子链的结构形状有几种它们的物理、化学性质有何不同 答: 高分子链的形状主要有直线形、支链形和网状体形三种,其次有星形、梳形、梯形等(它 们可以视为支链或体形的特例). 直线性和支链形高分子靠范德华力聚集在一起, 分子间力较弱.宏观物理性质表现为密度小、强度低.聚合物具有热塑性, 加热可融化, 在溶剂中可溶解. 其中支链形高分子由于支 链的存在使分子间距离较直线形的大, 故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线形的低, 而溶解性能更好, 其中对结晶度的影响最为显著. 网状体形高分子分子链间形成化学键, 其硬度、力学强度大为提高. 其中交联程度低的具有 韧性和弹性, 加热可软化但不熔融, 在溶剂中可溶胀但不溶解. 交联程度高的, 加热不软化, 在溶剂中不溶解. 第二章逐步聚合反应 第一章水溶性高分子 水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（-SO3H）；阴离子交换树脂（-N+R3Cl-）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生；b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格） 第一章绪论 1.什么是功能高分子？ 带有特殊功能基团并具有功能性的聚合物就是功能高分子。 一般认为：其具有普通高分子的结构性质，同时具有一定的功能，主要指具有物质、能量和信息的贮存、传递、转化等作用的高分子。 一次功能：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式，材料只能起到能量传送部件的作用，这种功能称为一次功能。（如导电、导热） 二次功能：当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时，材料起能量转换部件的作用，这种功能称为二次功能。 高分子的功能：（1）化学功能－离子交换、催化、氧化还原（2）物理功能－导电、热电、压电、磁记录。（3）生物功能－医用高分子 2.功能高分子的主要种类？（1）离子交换树脂（2）高分子吸水材料（3）高分子功能膜（4）液晶高分子（5）导电高分子6）医用高分子（7）感光高分子（8）其他功能高分子（智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水材料） 1.离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。 ? 功能：能在液相中与带相同电荷的离子进行交换，此交换反应可逆的，即可用适当的电解质冲洗，使树脂恢复到原有状态（再生），可反复使用。 3.合成功能高分子的一般方法？ 通过化学或者物理的方法将功能基与高分子骨架相结合，实现预定功能。 ①. 分子合成化学方法：分子结构设计、官能团设计、引入感光功能集团则赋予了材料感光性。措施：共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等 ②. 特殊加工物理方法：把高分子加工成极薄的膜，把高分子纤维化，如人造羊毛（介绍其主体结构）有些功能高分子极难加工，如光缆、导电、聚丙烯 ③. 复合手段：如将高分子中掺入银粉得到导电高分子。复合两种或几种高分子：纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法，可得新功能。(1、功能性小分子的高分子材料化2、高分子材料的功能化)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)----锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶 第四版习题答案 （第一章)思考题 １.举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用２种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达１0４-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。 均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。 答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（ｐolymer）可以看作是高分子(macr ｏｍolecule）的同义词,也曾使用largｅor big ｍｏlecule的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作１条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 ３.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元) 聚氯乙烯-[－ＣH2ＣHCl-]-n 聚苯乙烯－[-CＨ2CＨ(C6H５）－］n 涤纶-[－OCH2CＨ2O?OCC6Ｈ4CＯ-]n 尼龙6６(聚酰胺－66)－[－NH（CＨ２)６NH?CO(CH2)4ＣO-]n 聚丁二烯-［－CH2CH＝CHCH2 －]n 天然橡胶-［CＨ２ＣＨ=C(CH３)CH2-]n高分子化学课后习题问题详解
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