人教版應(yīng)用廣泛的高分子材料 省賽獲獎(jiǎng)

第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代

第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料

第一課時(shí)課件1

本節(jié)課的授課內(nèi)容是應(yīng)用廣泛的高分子材料。首先通過(guò)課件展現(xiàn)有關(guān)三大有機(jī)合成材料(塑料、合成纖維、合成橡膠)的圖片導(dǎo)入新課。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，歸納高分子化合物的分類。講授塑料的定義、分類、性質(zhì)，重點(diǎn)講授酚醛樹(shù)脂的制備；講授合成纖維的分類，性質(zhì)及用途；講授合成橡膠的分類、天然橡膠、幾種常用的橡膠及用途。對(duì)于酚醛樹(shù)指的制備實(shí)驗(yàn)，課件中插入了苯酚與甲醛發(fā)生縮聚反應(yīng)斷鍵方式的動(dòng)畫，還插入了酚醛樹(shù)脂制備的實(shí)驗(yàn)微課。動(dòng)畫和微課對(duì)于幫助學(xué)生理解反應(yīng)機(jī)理和實(shí)驗(yàn)操作都起到了很好的作用。1．高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)(1)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學(xué)反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)與基團(tuán)之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易發(fā)生酯化、取代等反應(yīng)。(2)常見(jiàn)的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)①降解在一定條件下，高分子材料解聚為小分子。如有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)熱解為甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化鋇處理，能分解為苯乙烯；生物降解塑料；化學(xué)降解塑料；光降解塑料等。②橡膠硫化天然橡膠經(jīng)硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵(－S－)或雙硫鍵(－S－S－)，線型變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。③催化裂化塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃?xì)怏w等。2．高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)線型高分子體型(網(wǎng)狀)高分子結(jié)構(gòu)分子中的原子以共價(jià)鍵相互連結(jié)，構(gòu)成一條很長(zhǎng)的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間還有許多共價(jià)鍵交聯(lián)起來(lái)，形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶解性能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑很難溶解，但往往有一定程度的脹大性能具有熱塑性，無(wú)固定熔點(diǎn)具有熱固性，受熱不熔化特性強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強(qiáng)度大、絕緣性好，有可塑性常見(jiàn)物質(zhì)聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠酚醛樹(shù)脂、硫化橡膠塑料熱塑性塑料：高分子鏈間無(wú)永久性的化學(xué)交聯(lián),只有微弱的分子間作用力

以及由于鏈間糾纏所造成的暫時(shí)性物理交聯(lián)

，此交聯(lián)會(huì)隨加工過(guò)程而有糾纏及去纏的現(xiàn)象；因此熱塑性塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于流動(dòng)的現(xiàn)象:隨溫度下降則有固化變硬的情形，為可逆過(guò)程。

常見(jiàn)的熱固性塑料包括環(huán)氧樹(shù)脂、酚系樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂熱固性塑料：塑料在加工過(guò)程中受熱發(fā)生聚合反應(yīng)，透過(guò)交聯(lián)劑(或稱做架橋劑)的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應(yīng)本身是不可逆的化學(xué)反應(yīng)，因此熱固性塑料在加工后并不會(huì)如熱塑性塑料般會(huì)受熱軟化，若溫度過(guò)高則發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形的現(xiàn)象。一、高分子化合物的分類分類依據(jù)類型實(shí)例來(lái)源__________高分子化合物如__________、__________、____________________高分子化合物如____________________、____________________、__________等天然淀粉

纖維素

蛋白質(zhì)

合成合成高分子材料功能高分子材料

復(fù)合材料

分類依據(jù)類型實(shí)例用途和性能合成高分子材料三大合成材料(___________________________)和黏合劑、涂料等功能高分子材料高分子分離膜、液晶高分子、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子等復(fù)合材料/結(jié)構(gòu)__________結(jié)構(gòu)低壓聚乙烯__________結(jié)構(gòu)高壓聚乙烯__________結(jié)構(gòu)酚醛樹(shù)脂塑料、合成纖維、合成橡膠線型支鏈型網(wǎng)狀二、合成材料的分類三、三大合成材料1．塑料(1)主要成分：合成高分子化合物，即合成樹(shù)脂。(2)分類類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特征________線型(支鏈型)加熱可熔融，能溶于一些溶劑中，可重復(fù)加工，反復(fù)使用________體型(網(wǎng)狀)加熱后不能軟化或熔融，也不能溶于任何溶劑，只能一次成型熱塑性熱固性(3)常見(jiàn)的塑料①聚乙烯。高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件高溫、高壓、引發(fā)劑低壓、催化劑分子結(jié)構(gòu)類型支鏈型線型相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)__________相對(duì)__________熔融溫度相對(duì)__________相對(duì)__________密度相對(duì)__________相對(duì)__________硬度相對(duì)__________相對(duì)__________溶解性可溶于適當(dāng)有機(jī)溶劑可溶于適當(dāng)有機(jī)溶劑用途制作薄膜制作板、管、棒材較小

較大

較低

較高較小較大

較小

較大

1.聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件分子結(jié)構(gòu)類型有無(wú)支鏈高分子鏈長(zhǎng)短相對(duì)分子質(zhì)量高壓高溫引發(fā)劑較低壓力催化劑線型支鏈型√少有或沒(méi)有相對(duì)較長(zhǎng)相對(duì)較短相對(duì)較小相對(duì)較大高壓聚乙烯低壓聚乙烯熔融溫度密度硬度分子間作用力低密度相對(duì)較低相對(duì)較小相對(duì)較小相對(duì)較高高密度相對(duì)較大相對(duì)較大高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中酚類

醛類

線型網(wǎng)狀2.酚醛樹(shù)脂反應(yīng)物：酚類＋醛類苯酚＋甲醛酚醛樹(shù)脂（電木）酸催化－線型堿催化－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（體型）具熱塑性，能溶于一些有機(jī)溶劑中具熱固性，不溶于任何溶劑理解掌握、注意書(shū)寫！酚醛樹(shù)脂的制取和性質(zhì)分組編號(hào)ⅠⅡ?qū)嶒?yàn)步驟①苯酚+甲醛+濃鹽酸①苯酚+甲醛+濃氨水產(chǎn)品外觀加熱試驗(yàn)酒精溶解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)5-1②水浴加熱15min③洗凈、烘干粉紅色固體軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）溶解不溶解線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)—OH+H—C—HO—OHCH2OH—OHCH2OHCH2OHHOCH2點(diǎn)撥：樹(shù)脂與塑料的區(qū)別：樹(shù)脂是沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理的沒(méi)有與添加劑等混合的高聚物，塑料是指以樹(shù)脂(或在加工過(guò)程中用單體直接聚合)為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤(rùn)滑劑，著色劑等添加劑為輔助成分，在加工過(guò)程中能流動(dòng)成型的材料。思考與交流：1．什么條件下可得到網(wǎng)狀的酚醛樹(shù)

脂？為什么？2．合成線型脲醛樹(shù)脂的化學(xué)反應(yīng)方程式？3．如何理解體型（網(wǎng)狀）脲醛樹(shù)脂的生成？4．究竟怎樣的線型高聚物才可能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型？3.幾種常見(jiàn)塑料的性能和用途名稱性能用途聚丙烯機(jī)械強(qiáng)度好，電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，質(zhì)輕，無(wú)毒，耐油性差，低溫發(fā)脆，容易老化可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等聚苯乙烯電絕緣性好，透光性好，耐水、耐化學(xué)腐蝕，無(wú)毒；室溫下硬、脆，溫度較高時(shí)變軟，耐溶劑性差可制高頻絕緣材料，電視、雷達(dá)部件，醫(yī)療衛(wèi)生用具，合成纖維、涂料，還可制成泡沫塑料用于防震、防濕、隔音等名稱性能用途聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)透光性好，質(zhì)輕，耐水，耐酸、堿，抗霉，易加工，耐磨性較差，能溶于有機(jī)溶劑可制飛機(jī)、汽車用玻璃，光學(xué)儀器、醫(yī)療器械等酚醛塑料(俗稱電木)絕緣性好，耐熱，抗酸可作電工器材、汽車部件、涂料、日常用品等，用玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛塑料可用于宇航領(lǐng)域聚四氟乙烯耐低溫、高溫，耐化學(xué)腐蝕，耐溶劑性好，電絕緣性好可制電器、航空、化學(xué)、醫(yī)藥、冷凍等工業(yè)的耐腐蝕、耐高溫、耐低溫的制品提示：一些塑料制品的使用給我們帶來(lái)了“白色污染”，嚴(yán)重的影響了人們的生產(chǎn)和生活。目前，治理“白色污染”主要應(yīng)從減少使用和加強(qiáng)回收開(kāi)始。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可逐步以可降解塑料取代現(xiàn)在普遍使用的塑料，從根本上解決“白色污染”的問(wèn)題。同步練習(xí)1.現(xiàn)有兩種高聚物A、B，已知A能溶于氯仿等有機(jī)溶劑，并加熱到一定條件下熔融成粘稠的液體，B不溶于任何溶劑，加熱不會(huì)變軟或熔融，則下列敘述中不正確的是()A.高聚物A可能具有彈性，而B(niǎo)一定沒(méi)有彈性B.高聚物A一定是線型高分子材料C.高聚物A一定是體型高分子材料D.高聚物B一定是體型高分子材料C2.(雙選)下列說(shuō)法中正確的是(

)A．只有熱塑性高分子材料才可能是塑料B．用于包裝食品的塑料通常是聚氯乙烯C．有機(jī)玻璃是一種透光性好的塑料制品D．塑料在自然環(huán)境下不易分解，可造成白色污染CD【解析】

有熱塑性塑料，也有熱固性塑料；聚氯乙烯易分解形成有毒的氯化氫，不可作為食品包裝用，用于食品包裝的是聚乙烯塑料；有機(jī)玻璃是一種透光性好、質(zhì)輕、耐水、耐酸堿、抗霉、易加工的塑料制品，它是一種高聚酯；塑料在自然環(huán)境下難以分解、腐爛，能造成白色污染?！敬鸢浮?/p>

CD3．下列有關(guān)塑料的說(shuō)法不正確的是(

)A．塑料的主要成分是合成樹(shù)脂B．熱塑性塑料可以反復(fù)加工，多次使用C．酚醛樹(shù)脂可制熱固性塑料D．通用塑料可以在任何領(lǐng)域中通用解析：通用塑料指價(jià)格低、產(chǎn)量大、用途廣泛的塑料，在日常生活中通用性強(qiáng)，但在許多領(lǐng)域需用特殊塑料。D4．有下列五種高聚物：①聚乙烯塑料②聚氯乙烯塑料③酚醛樹(shù)脂④聚苯乙烯塑料⑤有機(jī)玻璃屬于線型結(jié)構(gòu)的有________，屬于體型結(jié)構(gòu)的有________．分析：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃屬于線型結(jié)構(gòu)，具有熱塑性，而酚醛樹(shù)脂屬于體型結(jié)構(gòu)，具有熱固性．答案：①②④⑤

③5．高壓聚乙烯和低壓聚乙烯哪一個(gè)的熔點(diǎn)低？分析：高壓聚乙烯主鏈帶有長(zhǎng)短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力比低壓聚乙烯低，故高壓聚乙烯的熔點(diǎn)低．答案：高壓聚乙烯的熔點(diǎn)低6．天然高分子