资源简介 (共41张PPT)第1课时通用高分子材料第二节 高分子材料[学习目标]1.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途,理解高聚物的结构与性质的关系。2.了解合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献。[重点难点]能从物质的微观层面理解线型结构、支链型结构、网状结构和性质的关系。情境导入2020年11月24日凌晨,嫦娥5号在长征5号火箭巨大的推力下,启程前往月球,经20多天旅程后带着月壤返回,这是中国航天“探月工程”向世界展示出“中国力量”。其中制作国旗材料之一是高强度芳纶纤维,属于高分子材料。高分子材料高分子材料目标一 高分子材料概述1. 高分子材料的分类高分子材料按用途和性能分类通用高分子材料功能高分子材料塑料合成纤维合成橡胶黏合剂涂料等高分子分离膜导电高分子医用高分子高吸水性树脂等2. 高分子的命名(1)天然高分子:如淀粉、纤维素、甲壳质、蛋白质等。专有名称(2)合成高分子一种单体:如聚乙烯、聚丙烯在单体名称前加“聚”字两种单体如聚对苯二甲酸乙二酯在缩合产物或两种单体名称前加“聚”字如酚醛树脂、脲醛树脂在两种单体名称后加“树脂”合成橡胶:如顺丁橡胶在单体名称后加“橡胶”合成纤维:涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)腈纶(聚丙烯腈纤维)常用“纶”导练有机化学对于人类生活有着十分重要的作用。下列说法正确的是( )A. 涤纶、锦纶、蚕丝都属于合成纤维B. 按用途和性能,合成材料分为合成高分子材料、功能高分子材料和复合材料C. 制作N95型口罩的“熔喷布”,其主要组成为聚丙烯,聚丙烯是有机高分子D. 蛋白质是结构复杂的高分子,分子都由C、H、O三种元素组成C目标二 通用高分子材料——塑料1. 塑料的成分塑料加工助剂如:聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等增塑剂热稳定剂着色剂提高柔韧性提高耐热性赋予塑料各种颜色合成树脂改善性能2. 塑料的分类塑料特性:可以反复加热熔融加工如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料特性:不能加热熔融,只能一次成型如:不同结构酚醛树脂等制成的塑料热塑性塑料热固性塑料3. 常见的塑料(1)聚乙烯①分类及比较高压法聚乙烯低压法聚乙烯聚乙烯按合成方法高温、高压引发剂支链较少,密度和软化温度较高低温、低压催化剂支链较多,密度和软化温度较低低密度聚乙烯高密度聚乙烯比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯主要性能主要用途无毒、较柔软无毒、较硬生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等生产瓶、桶、板、管等②聚乙烯的弹性聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转卷曲的高分子链被拉直或部分被拉直分子链常呈不规则的卷曲状态恢复卷曲状态所以,一般的高分子材料都具有一定的弹性③聚乙烯分子结构与其软化温度、密度之间的关系高分子链之间的作用力与链的长短和链之间的疏密远近有关。高分子链越长高分子链之间越密,支链越少相对分子质量越大链之间易于接近高分子链之间的作用力越大软化温度和密度越高④聚乙烯的转化网状结构支链型结构线性结构的聚乙烯可以在一定条件下变为网状结构的聚乙烯,以增加强度线型结构(2)酚醛树脂酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。①概念②实验探究——酚醛树脂的合成反应实验 操作 实验 现象实验 结论 混合溶液变浑浊,生成黏稠粉红色物质混合溶液变浑浊,生成黏稠淡黄色物质苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂③酸性、碱性条件对酚醛树脂结构的影响a.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脱水缩合成线型结构的高分子。+(n-1)H2Ob.在碱催化下,苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚,继续反应生成网状结构的酚醛树脂。OHCH2OHCH2OH二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OHHOCH2三羟甲基苯酚④酚醛树脂的性质及用途酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。具有网状结构的酚醛树脂受热后不能软化或熔融,也不溶于一般溶剂。导思1. 简述线型结构、支链型结构、网状结构对合成高分子性能的影响。导思结构 结构特点 性质特点线型 没有支链的长链分子,且大多数呈卷曲状 受热后熔化,冷却后固化,具有热塑性支链型 主链上有长支链和短支链,分子排列松散,分子间作用力弱 柔软度和溶解度较线型高分子的大,密度、强度和软化温度低于线型高分子网状 线型或支链型高分子以化学键交联,形成网状结构 柔软度降低,刚性提高,不能熔融,在溶剂中会发生溶胀,但不能溶解2. 为何酚醛树脂能作烹饪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以?酚醛树脂属于热固性材料,受热不熔融或者软化,而聚苯乙烯属于热塑性材料,受热容易熔融或者软化,不能用于制作烹饪器具的手柄。导思导练尿素(H2NCONH2)可以与甲醛发生反应,最终缩聚成具有线型或网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可用于生产木材黏合剂、生活器具和电器开关。则尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式为__________________________________________________________。nH2NCONH2+―→+(n-1)H2OOnHCHOH[ HN—C—NH—CH2 ]OH——n目标三 通用高分子材料——合成纤维和合成橡胶1. 合成纤维(1)纤维的分类以石油、天然气、煤、农副产品等为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应得到合成纤维以木材、秸杆等农副产品为原料,经加工处理可以得到的纤维如棉花、羊毛、蚕丝和麻等再生纤维合成纤维天然纤维化学纤维纤维如锦纶、涤纶、氯纶、腈纶、维纶、丙纶等。如粘胶纤维(人造丝、人造棉)等优点强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖缺点吸湿性和透气性明显不及天然纤维(维纶吸湿性较好,且有“人造棉花”的美称)改性方法将天然纤维和合成纤维混合纺织得到的混纺纤维实现了优势互补,性能更加优良(2) 合成纤维的性能(3)常见的合成纤维合成纤维包括“六大纶”【涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶】等①聚酯纤维+(2n-1)H2O合成纤维中目前产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。a.合成原理:它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的,化学方程式:c.用途:涤纶是应用最广泛的合成纤维品种,大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物以及工业用纤维制品等。b.性能:涤纶纤维的强度大,耐磨,易洗,快干,保形性好,但透气性和吸湿性差。②聚酰胺纤维a.合成原理:己二胺与己二酸缩聚合成锦纶66的化学方程式为nH2N—(CH2)6—NH2+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。美国化学家卡罗瑟斯成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)。c.用途:用于生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。b.特性:不溶于普通溶剂,熔化温度高、耐磨性好、强度大等。丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等(1)橡胶的分类2. 合成橡胶顺式聚异戊二烯( )天然橡胶合成橡胶橡胶(2)性能及用途合成橡胶与天然橡胶相比,具有高弹性,在绝缘性、耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀方面有着其独特的优势,广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。②结构特点:(3)常见的橡胶--顺丁橡胶呈线型结构,分子链较柔软,性能较差。①合成原理:③改进措施:将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的双键打开,以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶,这一加工过程称为橡胶的硫化。优点:橡胶硫化后,具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎。注意:硫化交联的程度不宜过大,否则会使橡胶失去弹性。请观察顺丁橡胶 的结构特点,实验室中哪些试剂瓶的瓶塞不能选用橡胶塞?顺丁橡胶中存在碳碳双键,易发生加成反应和氧化反应,所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶,不能用橡胶塞。导思导练天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为 。试回答下列问题:(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是____________________,天然橡胶加入适当的硫进行硫化后,其结构由__________变成__________,因而硫化橡胶______(填“能”或“不能”)溶于汽油。天然橡胶是线型结构线型结构网状结构不能(2)天然橡胶是顺式聚异戊二烯,杜仲胶是反式聚异戊二烯,试写出杜仲胶的结构简式:_______________________。C CCH2CH2HH3Cn高分子材料分类命名塑料的成分与分类课堂小结合成橡胶通用高分子材料常见的塑料常见的合成纤维常见的橡胶合成纤维塑料聚乙烯酚醛树脂涤纶锦纶橡胶的分类及性能合成纤维的分类与性能天然橡胶顺丁橡胶1234自我测试1. 合成高分子化合物提高了人类的生活质量,下列说法正确的是( )A. 涤纶、锦纶、蚕丝都属于合成纤维B. 高压法聚乙烯密度相对较大C. 不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜包装食品D. 酚醛树脂是酚类物质和醛类物质加聚而成的高分子C蛋白质较小缩聚1234自我测试2. 下列生活中主要由合成纤维制造的是( )A. 尼龙绳 B.宣纸 C.羊绒衫 D.棉衬衣制造尼龙绳的尼龙属于合成纤维;制造宣纸、羊绒衫、棉衬衣的原料为天然纤维。A1234自我测试3. 下列关于橡胶的说法不正确的是( )A. 天然橡胶和合成橡胶都属于合成材料B. 硫化后的橡胶适合制造汽车轮胎C. 加入炭黑可增强轮胎的耐磨性D. 天然橡胶的产量远远不能满足人类的需要A天然橡胶不是合成材料1234自我测试4. 现有下列高聚物:A.?CH2—CH2?,B.天然橡胶,C.硫化橡胶,D.用于制备电木的酚醛树脂,E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)。其中属于线型结构的是_____(填字母,下同),属于网状结构的是____,可溶于有机溶剂的是_____,加热能熔融的是_____,用于制备轮胎的是___,用于制备车窗玻璃的是___,用于制备插座、电器把手的是___。ABECDABEABECED根据高聚物的结构特点,上述酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构,其他为线型结构,线型高分子能溶于有机溶剂,加热能熔融。 展开更多...... 收起↑ 资源预览