2021-2022學(xué)年人教版新教材選擇性必修3 第五章第二節(jié) 高分子材料 課件（38張）

1、第五章 合成高分子第二節(jié) 高分子材料2020年11月24日凌晨,嫦娥5號在長征5號火箭巨大的推力下,啟程前往月球,經(jīng)20多天旅程后帶著月壤返回,這是中國航天“探月工程”向世界展示出“中國力量”。其中制作國旗材料之一是高強(qiáng)度芳綸纖維，屬于高分子材料?！厩榫乘伎肌恐攸c(diǎn)：三大合成材料的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。難點(diǎn)：功能高分子的結(jié)構(gòu)對性能的影響。1.認(rèn)識塑料、合成纖維、合成橡膠的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能列舉重要的合成高分子。2.了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在材料領(lǐng)域、高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重難點(diǎn)高分子材料通用高分子材料功能高分子材料 高分子材料的分類按性質(zhì)和用途（包括塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑

2、、涂料等）（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）.【探究導(dǎo)學(xué)】熱塑性塑料熱固性塑料可以反復(fù)加熱熔融加工不能加熱熔融，只能一次成型主要成分是合成樹脂。例如，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂等。一、通用高分子材料1.塑料：分類實(shí)例：聚乙烯、聚氯乙烯等例如：酚醛樹脂、脲醛樹脂等熱固性塑料受熱時(shí)形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)（1）聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯聚合反應(yīng)條件150MPa300MPa,200左右，使用引發(fā)劑0.1MPa2MPa,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/(gcm-3)

3、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、絕緣體等生產(chǎn)瓶、桶、板、管等為什么高壓聚乙烯比低壓聚乙烯的熔點(diǎn)低、密度也低呢？影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的因素：高分子鏈越長相對分子質(zhì)量越大分子間的作用力越大熔點(diǎn)、密度越高鏈與鏈之間越密鏈之間的作用力越大熔點(diǎn)、密度越高思考：我們平時(shí)用的耳機(jī)線為什么總纏在一起？聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連，單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可能成一條直線，只能成不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。 除聚乙烯外，生活中我們還經(jīng)常接觸到聚氯乙烯、聚四氟乙烯和聚丙烯酸甲酯，你知道合成它們的單體是什么嗎？（2）酚醛樹

4、脂 酚醛樹脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）與醛（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子。苯酚、甲醛縮聚反應(yīng)酸堿線性結(jié)構(gòu)酚醛樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)酚醛樹脂分組編號實(shí)驗(yàn)步驟苯酚+甲醛+濃鹽酸苯酚+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)水浴加熱15min洗凈、烘干米黃色略帶粉色 軟化（熱塑性） 不軟化（熱固性）溶解不溶解線型結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 淡黃色【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】分組編號實(shí)驗(yàn)步驟苯酚+甲醛+濃鹽酸苯酚+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)水浴加熱15min洗凈、烘干【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】苯酚與甲醛在酸催化下等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏腍原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間脫水縮

5、合成線型結(jié)構(gòu)的高分子。苯酚與過量甲醛在堿催化下生成羥甲基苯酚的同時(shí)，還生成_、_繼續(xù)反應(yīng)生成_結(jié)構(gòu)酚醛樹脂二羥甲基苯酚三羥甲基苯酚 網(wǎng)狀OHCH2OHCH2OH2,4-二羥甲基苯酚OHCH2OHCH2OHHOCH22,4,6-三羥甲基苯酚 OHCH+ H2O+CNHCH2OHOHOCH2NHCNHCH2 OHOH OCH2NH n【練一練】尿素(H2NCONH2)可以與甲醛發(fā)生反應(yīng)，最終縮聚成具有線型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。脲醛樹脂可用于生產(chǎn)木材黏合劑、生活器具和電器開關(guān)。請寫出尿素與甲醛反應(yīng)得到線型聚合物的化學(xué)方程式。 CNHCH2OHOHOCH2NHn+H NH CNH HO（n 1）OHC

6、H具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于一般溶劑。酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、難燃、隔音器材和復(fù)合材料?？捎糜谂腼兤骶叩氖直恍╇娖髋c汽車的零部件，火箭發(fā)動機(jī)、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。 塑料的性質(zhì)和用途纖維2.合成纖維（1）纖維的分類天然纖維化學(xué)纖維棉花 羊毛蠶絲 麻人造纖維合成纖維以木材、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)加工處理得到 用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品等為原料，將其轉(zhuǎn)化為單體，經(jīng)聚合反應(yīng)得到 優(yōu)點(diǎn)： 強(qiáng)度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖 缺點(diǎn)： 吸濕性和透氣性明顯不及天然纖維(維綸吸濕性較好，且有“人造棉花”的美稱) 改性方法： 將天然纖維和合成纖維混合紡織得到

7、的混紡纖維實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)，性能更加優(yōu)良 合成纖維的性能合成纖維除滿足人們的穿著需求外，還廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域。如工業(yè)用的隔音、隔熱、絕緣材料，漁業(yè)用的漁網(wǎng)、纜繩，醫(yī)療用的縫合線、止血棉，航空航天用的降落傘、航天服，等等常見合成纖維：“六大綸”滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸合成纖維的用途（1）聚酯纖維：合成纖維中產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸，滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱，俗稱的確良。 制?。?單體： 和 催化劑 聚對苯二甲酸乙二酯CH2CH2H OO H+nOCHOCOOH（2n1）CH2CH2OO nCOHOCOH+H2O性能： 滌綸纖維的強(qiáng)度大，耐磨，易洗，快干，保

8、形性好，但透氣性和吸濕性差，可以與天然纖維混紡獲得改進(jìn)。 用途： 滌綸是應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品(如運(yùn)動服、被套、睡袋等)、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物(航天服、降落傘),以及工業(yè)用纖維制品(過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶)等。 聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一。聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66,兩個(gè)數(shù)字6分別代表二胺和二酸分子中所含碳原子的個(gè)數(shù)) H2N-(CH2)6-NH2和HOOC-(CH2)4-COOH制?。海?）聚酰胺纖維單體：催化劑 H2O（2n1） nOHOCOHC(CH2)4NH(CH2)6NH+C(CH2)4OHOCOOH

9、+n(CH2)6H NHNH Hn聚己二酰己二胺性能： 聚己二酰己二胺不溶于普通溶劑，熔化溫度高于260,拉制的纖維具有天然絲的外觀和光澤，耐磨性和強(qiáng)度較大。 用途： 生產(chǎn)絲襪、降落傘、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等 發(fā)展： 由6-氨基已酸合成的錦綸6、由癸二酸和癸二胺合成的錦綸1010等脂肪族聚酰胺纖維(錦綸)，以及耐高溫、高強(qiáng)度的芳香族聚酰胺纖維(芳綸) 橡膠天然橡膠合成橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠乙丙橡膠硅橡膠（1）橡膠的分類具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。3.合成橡膠順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料，在催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng)得到的以順式結(jié)構(gòu)為主的聚合物。CH2 催

10、化劑C C HHCH2CH2nCHn CH2 CH 其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)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的順丁橡膠。但硫化交聯(lián)的程度不宜過大，否則會使橡膠失去彈性。順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造輪胎。缺點(diǎn)：該聚合物呈線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，性能較差。改進(jìn)措施：二、功能高分子材料例如，用于化學(xué)反應(yīng)的高分子催化劑，用于分離純化的各種濾膜；用于信息存儲的磁性高分子，用于傳感器的形狀記憶高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人體器官、組織的醫(yī)用高分子材料；用于藥物緩釋的高分子藥物等。為了適應(yīng)高科技產(chǎn)業(yè)等對材料

11、的要求，化學(xué)工作者合成了具有某些特殊化學(xué)、物理及醫(yī)學(xué)功能的高分子材料。1.高吸水性樹脂時(shí)代周刊評出20世紀(jì)最偉大的100項(xiàng)發(fā)明，其中“尿不濕”榜上有名對淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性,在它們的高分子鏈上再接上含_的支鏈,以提高它們的吸水能力。用帶有_的烯類單體進(jìn)行聚合，得到含有親水基團(tuán)的高聚物。強(qiáng)親水基團(tuán)強(qiáng)親水性原子團(tuán)(1)合成方法如:在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)劑，在一定條件下發(fā)生聚合,可得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉高吸收性樹脂。CH2CHCOONan一定條件干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植樹造林時(shí)抗旱保水、改良土壤,改造沙漠。嬰兒用的“尿不濕”可以吸收其自身重量約幾百倍的尿液而不滴不漏，保證嬰兒

12、夜晚安睡和白天活動?？晌掌渥陨碣|(zhì)量數(shù)百倍甚至上千倍的水,同時(shí)_能力強(qiáng),還能耐一定的擠壓作用。保水（2）性能（3）應(yīng)用高分子分離膜分類按孔徑大小分類應(yīng)用:生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海水、苦咸水的淡化；濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒、各種能源的轉(zhuǎn)換（傳感膜、熱電膜）。2.高分子分離膜高分子材料通用高分子材料功能高分子材料高分子分離膜塑料合成纖維合成橡膠高吸水性樹脂【課堂小結(jié)】1.工程塑料PBT的結(jié)構(gòu)簡式如下。下列有關(guān)說法正確的是（ ）A.PBT是加聚反應(yīng)得到的高分子化合物B.PBT中含有羧基、羥基和酯基C.PBT的單體中有芳香烴D.PBT的單體均能與Na、NaOH溶液、Na2CO3溶液反應(yīng)B【隨堂訓(xùn)練】2.下列說法中,不正確的是( )A.線型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子都可以溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲蠦.某些高分子化合物具有熱固性,它們在受熱時(shí)不會熔化C.高分子化合物中的分子鏈之間存在較強(qiáng)的作用力,因而其強(qiáng)度較高D.普通高分子材料存在易被氧化、不耐高溫等缺點(diǎn)A3.關(guān)于天然橡膠的下列敘述中,不正確的是（ ）A.天然橡膠是天然高分子化合物B.天然橡膠受空氣、日光作用,不會被氧化而老化C.天然橡膠能溶于汽油、苯等有機(jī)溶劑D.天然橡膠含有雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng)B4.下列材料中:高分子膜 生物高分子材料 隱身材料液晶高分子材料 光敏高分