化學(xué)選修5第五章第二節(jié)-合成纖維素合成橡膠

【知識(shí)與

技能】

1.

通過(guò)“三大合成材料”的實(shí)例，說(shuō)明合成纖維、合成橡膠的結(jié)構(gòu)、性能和用途。

2.

高分子結(jié)

構(gòu)對(duì)性能的影響?！具^(guò)程與方法】

1.聯(lián)系生活實(shí)際，從身邊常見(jiàn)的物質(zhì)入手，了解高分子合成材料的分類(lèi)及主要用途。2.了解“三大合成材料”典型代表物的有關(guān)聚合反應(yīng)，聚合物的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)?！厩楦?、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)】通過(guò)活動(dòng)課研究、學(xué)習(xí)治理“白色污染”的途徑和方法，關(guān)注和愛(ài)護(hù)自然，樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

高分子化合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系

【教學(xué)難點(diǎn)】

“三大合成材料”的結(jié)構(gòu)

與性能之間的關(guān)系第一頁(yè)2023/11/91第二頁(yè)，共36頁(yè)。

用有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。棉花、羊毛、天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料。第二頁(yè)2023/11/92第三頁(yè)，共36頁(yè)。合成纖維第三頁(yè)2023/11/93第四頁(yè)，共36頁(yè)。閱讀與交流（P109)1、什么是天然纖維、人造纖維、合成纖維和化學(xué)纖維？2、合成纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？哪些缺點(diǎn)？如何加以改善？纖維天然纖維化學(xué)纖維人造纖維：合成纖維：動(dòng)物纖維如羊毛、蠶絲等用木材為原料，經(jīng)化學(xué)加工處理所得以各種單體為原料經(jīng)聚合反應(yīng)制成植物纖維如棉花、麻等二、合成纖維合成纖維第四頁(yè)2023/11/94第五頁(yè)，共36頁(yè)。纖維天然合成滌綸丙綸錦綸棉花羊毛（簡(jiǎn)稱(chēng)有機(jī)合成材料）維綸腈綸氯綸合成纖維包括聚酯（滌綸）、聚酰胺（尼龍）、聚烯烴（腈綸、維綸、丙綸、氯綸）。第五頁(yè)2023/11/95第六頁(yè)，共36頁(yè)。合成纖維：用石油、天然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)合成加工制得的纖維如腈綸(人造羊毛)、錦綸(尼龍)、維綸、氯綸、滌綸(的確良)和丙綸等“六大綸”

合成纖維具有優(yōu)良的性能：如強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲(chóng)蛀等。合成纖維第六頁(yè)2023/11/96第七頁(yè)，共36頁(yè)。世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維是20世紀(jì)30年代美國(guó)杜邦公司科研小組研制出的尼龍66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺縮聚而成的，寫(xiě)出合成尼龍-66的化學(xué)方程式第七頁(yè)2023/11/97第八頁(yè)，共36頁(yè)。nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-H[OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH]nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺縮聚合成尼龍-66的化學(xué)方程式第八頁(yè)2023/11/98第九頁(yè)，共36頁(yè)。維綸——聚乙烯醇吸濕性好，因其分子鏈上有羥基結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式？合成纖維[CH2-CH]OHn維綸第九頁(yè)2023/11/99第十頁(yè)，共36頁(yè)。滌綸腈綸合成纖維丙綸氯綸第十頁(yè)2023/11/910第十一頁(yè)，共36頁(yè)。

2003年3月26日，在伊拉克的英國(guó)皇家海軍陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?zhàn)士埃里克·沃爾德曼頭盔連中四槍。

沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專(zhuān)門(mén)為戰(zhàn)爭(zhēng)打造的，其外層和普通頭盔沒(méi)什么區(qū)別，里料則采用的是一種名叫“凱夫拉爾”的特制纖維。該纖維含有高分子聚合塑料，硬度比普通鋼鐵高40%。質(zhì)地如此堅(jiān)硬，能夠刀槍不入也就不足為奇了。合成纖維第十一頁(yè)2023/11/911第十二頁(yè)，共36頁(yè)。高強(qiáng)纖維的代表:Kevlar芳綸：全芳香族聚酰胺抗拉強(qiáng)度3.4GPa模量（59～190）GPa斷裂伸長(zhǎng)5%合成纖維第十二頁(yè)2023/11/912第十三頁(yè)，共36頁(yè)。宇航員費(fèi)俊龍、聶海勝凱旋歸來(lái)合成纖維第十三頁(yè)2023/11/913第十四頁(yè)，共36頁(yè)。宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài)，供給宇航員生命所需的氧氣，控制溫度和濕度，防止輻射，還要經(jīng)得起微流星的沖擊。宇航服中已經(jīng)應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機(jī)合成材料。密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成，密閉服由耐高溫的防火聚酰胺纖維織物等特殊材料組成。宇航服面罩是由碳材料制成的金剛石膜。合成纖維第十四頁(yè)2023/11/914第十五頁(yè)，共36頁(yè)。【思考】合成纖維和天然纖維比較有什么優(yōu)點(diǎn)和不足？合成纖維中的維綸(聚乙烯醇)為什么吸濕性很好？

合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕，做成的服裝挺括不皺，但它的吸濕性和透氣性較差。因此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來(lái)既舒適又挺括。

性能互補(bǔ)維綸（聚乙烯醇）具有較好的吸濕性，稱(chēng)為人造棉花，是因?yàn)樵谄浞肿渔溕虾辛u基的緣故。第十五頁(yè)2023/11/915第十六頁(yè)，共36頁(yè)。如果服裝面料是由一種纖維材料制成的，則用“純X”或“100％X”來(lái)表示。如“純棉”“純毛”或“100％棉”“100％毛”；如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的，標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類(lèi)的含量，如“滌綸20％棉80％”等。服裝標(biāo)簽第十六頁(yè)2023/11/916第十七頁(yè)，共36頁(yè)。橡膠產(chǎn)品合成橡膠第十七頁(yè)2023/11/917第十八頁(yè)，共36頁(yè)。橡膠的來(lái)源森林中有一種高大的喬木，叫作“三葉樹(shù)”。如果用小刀在它的樹(shù)皮上割開(kāi)一個(gè)小口子，便會(huì)有牛奶似的樹(shù)汁流淌出來(lái)。這種樹(shù)汁，就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來(lái)源。在印第安人的土語(yǔ)中，“橡膠”就是“樹(shù)木的眼淚”的意思。第十八頁(yè)2023/11/918第十九頁(yè)，共36頁(yè)。小學(xué)生用的五顏六色的橡皮擦是一種硫化橡膠?，F(xiàn)在使用的橡膠輪胎，包括大多數(shù)自行車(chē)輪胎，都是經(jīng)過(guò)加硫磺、炭黑、纖維等一系列加工步驟后制成的。合成橡膠是以石油和煤為原料，采用高分子合成技術(shù)制造出來(lái)的。

現(xiàn)在已發(fā)展了20多個(gè)大品種，人們常用型合成橡膠主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。思考：橡膠分為哪兩類(lèi)？天然橡膠的結(jié)構(gòu)式是怎樣的？如何增加它的彈性和強(qiáng)度？第十九頁(yè)2023/11/919第二十頁(yè)，共36頁(yè)。二.橡膠

橡膠是制造飛機(jī)、汽車(chē)和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯：2、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠等性能全面，但易老化性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣密性、耐高溫或低溫等性能。合成橡膠第二十頁(yè)2023/11/920第二十一頁(yè)，共36頁(yè)。3、橡膠的分類(lèi)：橡膠天然橡膠合成橡膠三葉樹(shù)膠（順）杜仲樹(shù)膠（反）

丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠硅橡膠共同點(diǎn)：各種高聚物分子中均存在不飽和鍵性質(zhì)：耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐老化等各有其優(yōu)勢(shì)。合成橡膠通用橡膠特種橡膠

聚硫橡膠第二十一頁(yè)2023/11/921第二十二頁(yè)，共36頁(yè)?！究茖W(xué)視野】天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？?jī)煞N：巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯，根據(jù)天然橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說(shuō)說(shuō)它的性質(zhì)可能有哪些不足？如：橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)？

A、Br2水B、KMnO4(H+)C、HClD、汽油E、HNO3F、O2橡膠的老化概念有無(wú)辦法對(duì)橡膠進(jìn)行改性，使它克服這些缺點(diǎn)？天然橡膠含有雙鍵，易起加成反應(yīng)和易被氧化，所以易老化。KMnO4

溶液、濃HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。第二十二頁(yè)2023/11/922第二十三頁(yè)，共36頁(yè)。天然橡膠CH2=C-CH=CH2CH3異戊二烯天然橡膠——線(xiàn)型硫磺硫化劑網(wǎng)狀體型橡膠硫化后，其柔韌性和彈性都會(huì)增大第二十三頁(yè)2023/11/923第二十四頁(yè)，共36頁(yè)。丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，合成丁苯橡膠CH2=CH-CH=CH2

CH2=CH丁苯橡膠SBR1,3-丁二烯苯乙烯合成橡膠[CH2-CH=CH-CH2-

CH2-CH]

n丁苯橡膠第二十四頁(yè)2023/11/924第二十五頁(yè)，共36頁(yè)。順丁橡膠

1，3-丁二烯為原料，在催化劑存在下，得到順式聚1，3-丁二烯的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)。nCH2=CH-CH=CH2催化劑C=CCH2CH2HHn12341423分子鏈較柔軟，具有較好的彈性合成橡膠第二十五頁(yè)2023/11/925第二十六頁(yè)，共36頁(yè)。合成橡膠氯丁橡膠

2-氯-1，3-丁二烯為原料，在催化劑存在下，得到聚2-氯-1，3-丁二烯的線(xiàn)型結(jié)構(gòu)。氯丁橡膠第二十六頁(yè)2023/11/926第二十七頁(yè)，共36頁(yè)。硅橡膠合成橡膠將單體二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，經(jīng)脫水縮聚成聚硅氧烷，即硅橡膠。特種橡膠第二十七頁(yè)2023/11/927第二十八頁(yè)，共36頁(yè)。第二十八頁(yè)2023/11/928第二十九頁(yè)，共36頁(yè)。合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活中。第二十九頁(yè)2023/11/929第三十頁(yè)，共36頁(yè)。1.嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水保水的物質(zhì)。下列高分子中有可能被采用的是（）B

練習(xí)第三十頁(yè)2023/11/930第三十一頁(yè)，共36頁(yè)。2.下列原料或制成的產(chǎn)品中，若出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補(bǔ)的是（）A.聚氯乙烯涼鞋B.電木插座C.自行車(chē)內(nèi)胎D.聚乙烯塑料膜B

練習(xí)第三十一頁(yè)2023/11/931第三十二頁(yè)，共36頁(yè)。有機(jī)高分子天然（棉花、蠶絲、麻）合成合成材料功能高分子材料復(fù)合材料塑料合成纖維合成橡膠

小結(jié)第三十二頁(yè)2023/11/932第三十三頁(yè)，共3