2022-2023學(xué)年人教版選擇性必修3 5.2 高分子材料 學(xué)案

1、第二節(jié)高分子材料結(jié)合合成高分子的實例，認(rèn)識塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點，了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。 通用高分子材料高分子材料按用途和性能可分為_通用高分子_材料(包括塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等)和_功能高分子_材料(包括高分子分離膜、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂等)等類別。1.塑料改善塑料性能的加工助劑：為提高柔韌性加入_增塑_劑，為提高耐熱性加入_熱穩(wěn)定_劑，為賦予它各種漂亮的顏色加入著色劑分類塑料eq blc(avs4alco1(熱塑性塑料：反復(fù)加熱熔融加工，可以多次

2、成型,熱固性塑料：不能加熱熔融，只能一次成型)(1)聚乙烯高壓法聚乙烯與低壓法聚乙烯的對比比較項目高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯聚合反應(yīng)條件150 MPa300 MPa，200 左右，使用_引發(fā)_劑0.1 MPa2 MPa，60100 ，使用_催化_劑高分子鏈的結(jié)構(gòu)含有較多支鏈支鏈較少密度/ (gcm3)0.910.930.940.97軟化溫度/105120120140主要性能無毒，較柔軟無毒，較硬主要用途生產(chǎn)食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等生產(chǎn)瓶、桶、板、管等特別提醒高壓法聚乙烯的密度和熔點均低于低壓法聚乙烯的原因為高壓法聚乙烯的主鏈有較多的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用

3、力就比低壓法聚乙烯的小，熔點和密度也就較低。兩種聚乙烯塑料均有熱塑性，加熱均可熔融。(2)酚醛樹脂定義：酚醛樹脂是_酚_(如苯酚)與_醛_(如甲醛)在_酸或堿_的催化下相互縮合而成的高分子。合成a.在酸性(濃鹽酸)下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合生成線型結(jié)構(gòu)的高分子。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為?？偡磻?yīng)為b.在堿催化下，等物質(zhì)的量的甲醛與苯酚或過量甲醛與苯酚反應(yīng)，生成_羥甲基苯酚_、_二羥甲基苯酚_、_三羥甲基苯酚_等，然后加熱繼續(xù)反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。脲醛樹脂可以用尿素(H2NCONH2)與甲醛縮聚反應(yīng)合成，其化學(xué)方程式為。2.合成纖維(1)纖維的

4、分類纖維eq blc(avs4alco1(天然纖維：如羊毛、棉花、蠶絲、麻等,化學(xué)纖維blc(avs4alco1(再生纖維：如人造絲、人造棉等,合成纖維：如“六大綸”等)合成纖維：以_石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品_等為原料加工制得的單體，再經(jīng)過聚合反應(yīng)而制得的纖維。其原料本身_不是纖維_。再生纖維：以木材、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)過加工處理得到的纖維。六綸包括：_滌綸_、_錦綸_、_腈綸_、_丙綸_、_維綸_、_氯綸_。其性能具有_強(qiáng)度_高、_彈性_好、耐腐蝕、不縮水、保暖等優(yōu)點，纖維的_吸濕_性和透氣性明顯不足。(2)常見合成纖維的合成聚酯纖維滌綸聚對苯二甲酸乙二酯纖維，它是對苯二甲酸與乙二醇

5、在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成的，合成方程式為。聚酰胺纖維聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66)，它是己二胺與己二酸縮聚反應(yīng)而成。合成方程式為。高強(qiáng)度芳綸纖維聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，又稱芳綸1414，具有耐酸、耐堿、耐高溫、耐磨等優(yōu)異特性。 (3)合成橡膠天然橡膠的單體為異戊二烯(2甲基1，3丁二烯)，合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為。合成橡膠a.優(yōu)良性能有耐磨、耐油、耐寒、耐熱、耐腐蝕等。b.合成順丁橡膠的方程式為nCH2=CHCH=CH2eq o(,sup7(催化劑)。c.橡膠的硫化將線型結(jié)構(gòu)的橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的_雙鍵_打開，以_二硫鍵(SS)_等把線型結(jié)構(gòu)連接為

6、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的順丁橡膠。特別提醒絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性元素(如硫)，故橡膠有較強(qiáng)的還原性。因此，在實驗室中盛放強(qiáng)氧化性物質(zhì)(如高錳酸鉀)的試劑瓶不能用橡膠塞。1.判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成橡膠。 ()(2)高壓聚乙烯比低壓聚乙烯的熔點高。 ()(3)苯酚與甲醛通過縮聚反應(yīng)一定形成線狀結(jié)構(gòu)高分子。 ()(4)腈綸為合成纖維。 ()(5)天然橡膠易被氧化是因為其鏈節(jié)中有碳碳雙鍵。 ()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2.橡膠的硫化程度越高，強(qiáng)度越大，但彈性越差。下列橡膠制品中，硫化程度最高的是()A.醫(yī)用乳

7、膠手套 B.皮鞋膠底 C.自行車內(nèi)胎 D.橡皮筋答案：B 功能高分子材料常見功能高分子材料有高分子分離膜、高分子催化劑、磁性高分子、記憶高分子、高吸水性材料、醫(yī)用高分子材料、高分子藥物等。1.高吸水性樹脂(1)改進(jìn)思路：一是改造纖維素或淀粉分子，接入_強(qiáng)親水_基團(tuán)；二是合成新的帶有_強(qiáng)親水基團(tuán)_的高分子。(2)合成方法淀粉、纖維素等天然吸水材料的改性。在它們的主鏈上再接入帶有_強(qiáng)親水_基團(tuán)的支鏈，以提高它們的吸水能力。如淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發(fā)生共聚后與交聯(lián)劑反應(yīng)生成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淀粉聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。用帶有_強(qiáng)親水_基團(tuán)的烯類單體進(jìn)行聚合，得到含親水基團(tuán)的高聚物。如在丙烯酸鈉中加入

8、少量交聯(lián)劑，在一定條件下發(fā)生聚合，得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。聚丙烯酸鈉的結(jié)構(gòu)簡式為。2.高分子分離膜(1)原理：分離膜一般只允許_水_及一些_小分子_物質(zhì)通過，其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè)，成為濃縮液，達(dá)到對原液凈化、分離和濃縮的目的。(2)分類：分離膜根據(jù)膜孔大小分為_微濾膜_、_超濾膜_、_納濾膜_和_反滲透膜_等。(3)應(yīng)用：高分子分離膜已廣泛用于_海水淡化_和_飲用水_的制取，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領(lǐng)域。下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中，不正確的是()A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B.離子交換樹脂主要用于分離和提

9、純物質(zhì)C.醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官D.聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水的淡化答案：D 高分子材料1.高吸水性樹脂與一般性吸水材料相比，在結(jié)構(gòu)上的主要差別是什么？析疑：高吸水性樹脂的分子鏈上連有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈，提高了吸水能力。2.具備什么結(jié)構(gòu)的線型高聚物才能轉(zhuǎn)化為具有體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)的高聚物？析疑：線型結(jié)構(gòu)里必須還存在能發(fā)生加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)的官能團(tuán)。1.高分子材料的結(jié)構(gòu)及其性能高分子化合物有線型、支鏈型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)特點如下表：基本結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)特點性能特點舉例線型結(jié)構(gòu)由許多鏈節(jié)相互連成一條長鏈的高聚物具有高彈性，在適當(dāng)?shù)娜軇┲心芫徛芙?，加熱能熔融，硬度和脆?/p>

10、較小(熱塑性)高密度聚乙烯支鏈型結(jié)構(gòu)支鏈型結(jié)構(gòu)與線型結(jié)構(gòu)類似，是由許多鏈節(jié)相互連成一條長鏈的高聚物，但是在鏈節(jié)的主鏈上存在支鏈熔點、密度比線型結(jié)構(gòu)更低低密度聚乙烯網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(體型結(jié)構(gòu))一般由多官能團(tuán)單體相互作用，使主鏈與主鏈之間以共價鍵相連接，形成三維空間的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆度較大；不能反復(fù)熔化，只能一次加工成型(熱固性)酚醛樹脂2.常見“六綸”的結(jié)構(gòu)簡式、單體和性能名稱結(jié)構(gòu)簡式單體性能用途滌綸抗皺性好、強(qiáng)度高、耐酸腐蝕、耐磨、吸濕性差衣料、室內(nèi)裝修材料、電絕緣材料、繩索、漁網(wǎng)等錦綸H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH耐磨、強(qiáng)度高、耐光、耐堿、有彈性

11、衣料、繩索、漁網(wǎng)等腈綸CH2=CHCN彈性大、保溫性能好、耐光、耐酸但不耐堿衣料、毛毯、幕布、工業(yè)用布等丙綸CH2=CHCH3機(jī)械強(qiáng)度高、電絕緣性好、耐化學(xué)腐蝕、質(zhì)輕、耐油性差可制成薄膜、日常用品、管道、包裝材料等維綸CH3COOCH=CH2和HCHO吸濕性優(yōu)良，有“人造棉花”之稱可與棉花混紡，作維棉混紡織物，制成濾布、帆布、傳送帶等氯綸CH2=CHCl難燃，耐酸、堿，吸濕性差可編織窗紗、篩網(wǎng)、網(wǎng)袋與繩子，制成毛線、毛毯、棉絮、濾布等3.常見合成橡膠的單體、結(jié)構(gòu)簡式、性能和用途名稱單體結(jié)構(gòu)簡式性能和用途順丁橡膠CH2=CHCH=CH2彈性大、耐寒、耐磨。主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶等丁苯橡膠耐

12、磨、耐熱、耐油、耐老化?？刹糠只蛉看嫣烊幌鹉z。主要用于制造輪胎、乳膠帶、膠管、膠鞋等氯丁橡膠耐燃、耐油。主要用于制造耐燃、耐油橡膠制品，如耐熱運(yùn)輸帶、耐油膠管、膠輥等丁腈橡膠CH2CHCHCH2、CH2=CHCN耐油性能優(yōu)異。主要用于制造耐油制品，如輸油管、化工容器襯里等乙丙橡膠CH2=CH2、CH2=CHCH3耐老化、耐臭氧、彈性大。主要用于制造汽車零件、電氣制品、建筑材料等硅橡膠無毒、無味，耐高溫與低溫。主要用于制造耐高溫與低溫的墊圈、密封件、高溫電線、人造心臟、人造血管等【例題】有甲、乙兩種高聚物，甲能溶于有機(jī)溶劑，加熱可熔融；乙不溶于任何溶劑，加熱不會變軟或熔融，則下列敘述中錯誤的是()A.高聚物甲可能具有彈性，而高聚物乙沒有彈性B.高聚物甲可能是線型高分子材料C.高聚物甲一定是體型高分子材料D.高聚物乙一定是體型高分子材料解析：C。根據(jù)題意可知，甲為熱塑性高分子材料，乙為熱固性高分子材料，故甲可能是線型高分子材料，也可能是支鏈型高分子材料，乙一定是體型高分子材料，所以選項C錯誤?！咀兪筋}】聚丙烯酸鈉(單體為CH2=CHCOO