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(共37张PPT)
第1课时　通用高分子
材料
第二节　高分子材料
化学
1.通过对通用高分子材料的学习，进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认识思路，认识塑料、橡胶、合成纤维的组成和结构特点。
2.通过对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响，了解高分子与有机小分子的主要不同之处。扩展并完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。
学习目标
学习目标
3.通过不同条件下合成酚醛树脂的实验探究，进一步体会“化学反应是可以控制的”“条件不同产物不同”等化学观念。通过高分子材料吸水性能的对比实验，体会通过分析微观结构解释化学性质的思路，以及结构、性质和应用之间的关系。
4.体验功能导向的高分子材料合成的价值，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域的应用。
重点：
高分子材料的结构与性质的关系；三大合成材料的应用。
难点：
合成高分子材料的反应原理。
学习重难点
生活中的高分子材料
导入新课
人造草坪
聚酯纤维
吸水树脂
多彩的塑料制品
合成橡胶
塑胶跑道
课堂探究
一、高分子材料的分类与命名
【学习任务1】阅读教材，总结高分子材料的分类与命名。
通用高分子材料
功能高分子材料
高分子材料
按用途
和性能
塑料（合成树脂）、合成纤维、合成橡胶
黏合剂、涂料等
三大合成材料
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
一、高分子材料的分类与命名
【学习任务1】阅读教材，总结高分子材料的分类与命名。
1.天然高分子：如淀粉、纤维素、蛋白质、RNA、DNA等。
2.合成高分子
一种单体：在单体名称前加“聚”字，如聚乙烯、聚丙烯等
两种单体
在缩合产物或两种单体前加“聚”，如聚对苯二甲酸乙二酯等
在两种单体名后加“树脂”，如酚醛树脂等
3.合成橡胶：在单体名称后加上“橡胶”，如乙（烯）丙（烯）橡胶、顺丁（二烯）橡胶等。
4.合成纤维：常用“纶”，如涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、氯纶（聚氯乙烯纤维）等。
课堂探究
一、高分子材料的分类与命名
【评价任务1】对下列高分子进行命名。
聚苯乙烯
聚异戊二烯（异戊橡胶）
课堂探究
一、高分子材料的分类与命名
【评价任务2】聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？
聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，稳定剂等。室温下，增塑剂小分子会逐渐“逃逸”出来。，这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来，使柔软的塑料制品逐渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性。所以，不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
【学习任务1】阅读教材，总结高分子材料的分类与命名。
1.成分：
树脂：未经加工处理的，没有与添加剂混合的聚合物
合成树脂
加工助剂
聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。
主要成分是合成树脂，还可加入具有特定作用的加工助剂
增塑剂
热稳定剂
着色剂
提高柔韧性
赋予各种颜色
提高耐热性
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
2.分类:
塑料
可以反复加热熔融加工
聚乙烯、聚氯乙烯等
不能加热熔融，只能一次成型
环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等
热固性塑料
热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化。因此能反复加热软化和冷却硬化。
热固性塑料第一次加热时软化流动，到一定温度时链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成网状结构，硬化定型。此后再次加热时不能软化。
热塑性塑料
线型结构
不
带
支
链
的
带
支
链
的
网状结构
交联的
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
聚合反应条件 150 Mpa~300 MPa,200 ℃左右， 使用引发剂 0.1 Mpa~2 MPa,60~100 ℃，
使用催化剂
高分子链的结构 含有较多支链 支链较少
密度/ (g·cm－3) 0.91~0.93 0.94~0.97
软化温度/℃ 105~120 120~140
主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬
主要用途 生产食品包装袋、薄膜等 生产瓶、桶、板、管等
(低密度)
(高密度)
软化温度较高
软化温度较低
链较短
线型分子，链较长
相对分子质量较低
相对分子质量较高
→高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中
(低密度聚乙烯)LDPE
(高密度聚乙烯)HDPE
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
影响高分子熔点、密度的因素：
1)高分子链长
2)链与链之间的疏密程度
→熔点、密度越高
→分子间的作用力越大
→相对分子质量越大
→链之间的作用力越大
→熔点、密度越高
链越长
链之间越密
为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的熔点低、密度也低呢？
低密度聚乙烯的主链有较多的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，熔点和密度也就较低。
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。
为什么一般的高分子都具有一定的弹性？
当有外力作用时，卷曲的高分子可以被拉直或部分被拉直，除去外力，高分子又恢复卷曲状态，因此，高分子都具有一定的弹性。
耳机线为什么总缠在一起？
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
不同的工艺的聚乙烯用途是否相同？
①低密度聚乙烯不用加入增塑剂就显得十分柔软。
可做无毒的食品包装袋等薄膜制品
②高密度聚乙烯较硬一些,可做瓶、桶、板、管与棒材等。
→通过改进聚合反应的催化剂，现已得到超高相对分子质量的聚乙烯(相对分子质量大于106)。其具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀。
可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
课堂探究
三联弹夹
二、通用高分子材料——塑料
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
【实验5-1】探究酚醛树脂的制备
实验操作
实验现象
②混合溶液变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质仍不溶解。
①2g苯酚＋3 mL40%的甲醛溶液＋3滴浓盐酸，在沸水浴中加热
②2g苯酚＋3 mL40%的甲醛溶液＋0.5 mL浓氨水，在沸水浴中加热
①混合溶液变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质溶解。
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
实验原理 ①酸催化：
②碱催化：
缩合成线型高分子
2，4-二羟甲基苯酚
2，4，6-三羟甲基苯酚
缩合成网状高分子
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
酚醛树脂的性质特点和用途
具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。
酚醛树脂主要用作绝缘（开关、灯头）、隔热、阻燃、隔音器材和复合材料。可用于烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和航天飞船外壳等的烧蚀材料。
航天飞船返回舱烧蚀后的外壳
使用酚醛树脂底板制成的集成电路板
课堂探究
二、通用高分子材料——塑料
【评价任务3】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。请写出尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式。
1:2加成
HOCH2HNCONHCH2OH
分子间脱水
nH2NCONH2 + 2nHCHO
催化剂
n
H
OH
CH2NHCONH
O
CH2
+ (n-1) H2O
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
合成纤维应用
服装
航天服
降落伞
绝缘材料
隔音、隔热材料
止血棉
医用缝合线
渔网
麻绳
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
阅读教材，总结合成纤维的分类：
：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，如锦纶、涤纶、氯纶、腈纶、维纶、丙纶等。
：以木材、秸杆等农副产品为原料，经加工处理可以得到再生纤维，又称人造纤维。如粘胶纤维(人造丝、人造棉)等。
：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
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
1.涤纶（的确良）：产量最大的聚酯纤维
单体：
反应原理：
CH2
CH2
H O
O H
O
C
HO
C
O
OH
催化剂
△
CH2
CH2
H O
O H
+
n
O
C
HO
C
O
OH
（2n 1）
CH2
CH2
O
O
[ ]n
C
O
HO
C
O
H
+
H2O
n
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
涤纶性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进。
涤纶用途：是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品(如运动服、被套、睡袋等)、各种装饰布料、国防军工特殊织物(航天服、降落伞),以及工业用纤维制品(过滤材料绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等。
航天飞船降落伞
课堂探究
催化剂
△
（2n 1）
[ ]n
O
HO
C
O
H
C(CH2)4
NH(CH2)6NH
C(CH2)4
O
HO
C
O
OH
+
n
(CH2)6
H NH
NH H
n
H2O
+
三、通用高分子材料——合成纤维
2.锦纶：较早面世的聚酰胺纤维
单体：
反应原理：
H2N-(CH2)6-NH2 HOOC-(CH2)4-COOH
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
锦纶66性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较大。
锦纶66用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。
锦纶在发展：由6-氨基已酸合成的锦纶6、由癸二酸和癸二胺合成的锦纶1010等脂肪族聚酰胺纤维(锦纶)，以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺纤维(芳纶)
课堂探究
三、通用高分子材料——合成纤维
名称 结构简式 单体
涤纶(的确良)
锦纶
腈纶(人造毛)　　
维纶
丙纶
氯纶
CH2=CHOH
CH2=CH—CH3
CH2=CH—Cl
课堂探究
HOCH2CH2OH
四、通用高分子材料——合成橡胶
阅读教材，总结合成橡胶的分类：
橡 胶
天然橡胶
合成橡胶
三叶树胶（顺式聚异戊二烯）
杜仲树胶（反式聚异戊二烯）
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
聚硫橡胶:有耐油性
硅橡胶:有耐热、耐寒性
通用橡胶
特种橡胶
乙丙橡胶：耐臭氧、耐紫外线
课堂探究
四、通用高分子材料——合成橡胶
顺丁橡胶合成过程：
3.性能：
2.结构特点：
顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。
呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。
1.原料：
1，3-丁二烯：
【思考1】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？
课堂探究
四、通用高分子材料——合成橡胶
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。
【思考2】顺丁橡胶呈线型结构，分子链较柔软，性能较差不能制造汽车轮胎，如何改进？
用硫化措施
课堂探究
四、通用高分子材料——合成橡胶
顺丁橡胶的硫化：
注意：交联程度过大会失去弹性
呈网状结构，硫化后的橡胶既有弹性，又有强度
硫化剂
(硫磺)
将橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开，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硫化橡胶。
课堂探究
四、通用高分子材料——合成橡胶
【评价任务5】：天然橡胶是顺式聚异戊二烯，杜仲树胶是反式聚异戊二烯，你写出杜仲树胶的结构式吗？
天然橡胶的结构简式
CH2
C
C
CH3
CH2
H
n
顺式聚异戊二烯
杜仲胶的结构简式
H
C
C
CH3
CH2
CH2
n
反式聚异戊二烯
课堂探究
课堂练习
D
1.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说法错误的是（ ）
A．加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B．橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C．制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D．顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
2．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是（ ）
A．可用X射线衍射实验区分晶体和非晶体
B．酚醛树脂俗称电木，是一种混合物，不易燃烧，是一种电绝缘体
C．乙二醇的水溶液凝固点很高，可作汽车发动机的抗冻剂
D．在低温实验中，可用干冰作制冷剂
课堂练习
C
课堂小结
通用高分子材料
聚合反应：“六大纶”、碳纤维、光导纤维
塑料
合成纤维
合成橡胶
加工助剂
主要成分
热塑性塑料
热固性塑料
成分
分类
线型结构,可反复加热熔融加工
网状结构,不可反复加热熔融
分类
性能
应用
强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖
隔音、热、绝缘材料，网，止血棉，航天服
丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶
高弹性、绝缘性、耐油、耐高温或耐低温
分类
性能
增塑剂、热稳定剂、着色剂等
合成树脂。如聚乙烯、酚醛树脂等
布置作业
1.完成学案中的“素养专练”。
2.结合所学知识撰写《生活中高分子材料的性质和用途》。
谢谢大家

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