2021_2022版高中化學(xué)第五章進入合成有機高分子化合物的時代第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料課件新人教版選修5202103172239

1、第二節(jié) 應(yīng)用廣泛的高分子材料 生活中見到的滑翔傘、塑膠跑道等。它們不僅美觀，生活中見到的滑翔傘、塑膠跑道等。它們不僅美觀， 而且實用。這些都是用高分子材料制成的。那么這而且實用。這些都是用高分子材料制成的。那么這 些高分子材料有哪些特性？有哪些用途呢？些高分子材料有哪些特性？有哪些用途呢？ 1.1.以聚乙烯和酚醛樹脂為例，了解高分子化合物的以聚乙烯和酚醛樹脂為例，了解高分子化合物的 結(jié)構(gòu)特點和基本性質(zhì)，體會高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之結(jié)構(gòu)特點和基本性質(zhì)，體會高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之 間的關(guān)系。間的關(guān)系。 2.2.了解常見高分子材料的合成及重要應(yīng)用。（了解常見高分子材料的合成及重要應(yīng)用。（重點）重點） 3.

2、3.了解合成高分子在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及在發(fā)展了解合成高分子在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及在發(fā)展 經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面中的貢獻。經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面中的貢獻。 體會課堂探究的樂趣，體會課堂探究的樂趣， 汲取新知識的營養(yǎng)，汲取新知識的營養(yǎng)， 讓我們一起讓我們一起 吧！吧！ 進進走走課課堂堂 人工合成高分子化合物的成功為人工合成材人工合成高分子化合物的成功為人工合成材 料開辟了新的道路，改變了只能依靠天然材料的料開辟了新的道路，改變了只能依靠天然材料的 歷史。合成材料品種很多，按用途和性能可分為歷史。合成材料品種很多，按用途和性能可分為 合成高分子材料、功能高分子材料和復(fù)合材料。合成高分子材料、功

3、能高分子材料和復(fù)合材料。 其中，被稱為其中，被稱為“三大合成材料三大合成材料”的塑料、合成纖的塑料、合成纖 維和合成橡膠應(yīng)用最為廣泛。維和合成橡膠應(yīng)用最為廣泛。 塑料塑料 有機高分子有機高分子 天然高分子（棉花、蠶絲、麻）天然高分子（棉花、蠶絲、麻） 合成合成 高分子高分子 合成高分子材料合成高分子材料 功能高分子材料功能高分子材料 復(fù)合材料復(fù)合材料 塑料塑料 合成橡膠合成橡膠 高分子化合物的分類高分子化合物的分類 合成纖維合成纖維 稱為稱為“三大三大 合成材料合成材料” 塑料塑料 熱塑性塑料熱塑性塑料 熱固性塑料熱固性塑料 可以反復(fù)加可以反復(fù)加 工，多次使用工，多次使用 一旦加工成型一旦加工

4、成型 就不會受熱熔化就不會受熱熔化 主要成分主要成分:合成高分子化合物即合成樹脂合成高分子化合物即合成樹脂 聚乙烯聚乙烯 酚醛樹脂酚醛樹脂 塑料的主要成分和分類塑料的主要成分和分類 塑料按性能分為塑料按性能分為 塑料塑料 熱固性塑料熱固性塑料受熱受熱 時形成體型網(wǎng)狀時形成體型網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，硬化定型結(jié)構(gòu)，硬化定型 為什么兩種塑料的特性不同呢為什么兩種塑料的特性不同呢? ? 熱塑性塑料熱塑性塑料具有具有 長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)長鏈狀的線型結(jié)構(gòu) 塑料塑料 根據(jù)下列兩幅聚乙烯根據(jù)下列兩幅聚乙烯(PE)(PE)產(chǎn)品，總結(jié)聚乙烯塑產(chǎn)品，總結(jié)聚乙烯塑 料的特性和用途。料的特性和用途。 保鮮膜保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄

5、膜吹塑成型的聚乙烯薄膜 無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合作食品和藥物的包裝材料無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合作食品和藥物的包裝材料 塑料塑料 高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯 合成條件合成條件 分子結(jié)構(gòu)類型分子結(jié)構(gòu)類型 有無支鏈有無支鏈 高分子鏈長短高分子鏈長短 相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 高壓、高溫、引發(fā)劑高壓、高溫、引發(fā)劑較低壓力、催化劑較低壓力、催化劑 線型線型支鏈型支鏈型 少有或沒有少有或沒有 相對較長相對較長相對較短相對較短 相對較小相對較小相對較大相對較大 有有 根據(jù)下表分析高壓聚乙烯和低壓聚乙烯的區(qū)別根據(jù)下表分析高壓聚乙烯和低壓聚乙烯的區(qū)別 塑料塑料 高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚

6、乙烯 熔融溫度熔融溫度 密度密度 硬度硬度 分子間分子間 作用力作用力 低密度低密度 相對較低相對較低 相對較小相對較小 相對較小相對較小 相對較大相對較大 高密度高密度 相對較高相對較高 相對較大相對較大 高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當?shù)挠袡C溶劑中高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當?shù)挠袡C溶劑中 塑料塑料 思考：我們平時用的耳機線為什么總纏在一起？思考：我們平時用的耳機線為什么總纏在一起？ 聚乙烯分子鏈上的碳原聚乙烯分子鏈上的碳原 子完全由碳碳單鍵相連，子完全由碳碳單鍵相連， 單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可 能成一條直線，只能成能成一條直線，只能成 不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。不規(guī)則的卷曲狀態(tài)

7、。 除聚乙烯外，生活中我們還經(jīng)常接觸到聚氯乙除聚乙烯外，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？單體是什么嗎？ 塑料塑料 觀察下列聚氯乙烯（觀察下列聚氯乙烯（PVCPVC）的制品，請你寫出其）的制品，請你寫出其 單體的化學(xué)式。單體的化學(xué)式。 化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕， 使用溫度不宜超過使用溫度不宜超過6060，在低，在低 溫下會變硬，分為：軟質(zhì)塑料溫下會變硬，分為：軟質(zhì)塑料 和硬質(zhì)塑料。和硬質(zhì)塑料。 單體單體: CH: CH2 2=CHCl=CHCl 塑料塑料 單體：單體

8、：CF2CF2 聚甲基聚甲基 丙烯酸丙烯酸 甲酯（甲酯（ 有機玻有機玻 璃）璃） 觀察下列塑料制品，請你寫出其單體的化學(xué)式。觀察下列塑料制品，請你寫出其單體的化學(xué)式。 單體：單體： CH2=C-COOCH3 CH3 聚四氟乙烯塑料聚四氟乙烯塑料 透光性好，不易破裂，耐磨性能透光性好，不易破裂，耐磨性能 差，能溶于多種有機溶劑，可用差，能溶于多種有機溶劑，可用 來制造飛機、汽車玻璃，光學(xué)儀來制造飛機、汽車玻璃，光學(xué)儀 器和許多日常生活用品。器和許多日常生活用品。 塑料塑料 反應(yīng)物：酚類醛類反應(yīng)物：酚類醛類 酚醛樹脂酚醛樹脂 （電木）（電木） 酸催化酸催化線型高分子線型高分子 堿催化堿催化體型高分

9、子（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）體型高分子（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)） 【具有熱塑性，能溶于一具有熱塑性，能溶于一 些有機溶劑中些有機溶劑中】 【具有熱固性，不溶于任何溶劑具有熱固性，不溶于任何溶劑】 苯苯 酚酚 甲甲 醛醛 說出合成酚醛樹脂的反應(yīng)物和性質(zhì)說出合成酚醛樹脂的反應(yīng)物和性質(zhì) 酚醛樹脂酚醛樹脂具有良好的電絕緣性，耐熱抗水，但易被具有良好的電絕緣性，耐熱抗水，但易被 強酸強堿腐蝕，可制電工器材，儀表外殼等。強酸強堿腐蝕，可制電工器材，儀表外殼等。 塑料塑料 酚醛樹脂的線型結(jié)構(gòu)高分子是如何形成的？酚醛樹脂的線型結(jié)構(gòu)高分子是如何形成的？ 你能寫出形成的方程式嗎你能寫出形成的方程式嗎? ? 在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛

10、反應(yīng)，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坏臍湓优c甲醛的羰基加成生成羥苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的羰基加成生成羥 甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線 型結(jié)構(gòu)高分子。型結(jié)構(gòu)高分子。 塑料塑料 【提示提示】 為什么用堿催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？為什么用堿催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？ 你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？ 【思考與交流思考與交流】 OHOH+3HCH+3HCH O O OHOH CHCH2 2OHOH CHCH2 2OHOH HOHHOH2 2C C OHOH-

11、 - 塑料塑料 酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu) 塑料塑料 根據(jù)下列裝置圖，分析課本根據(jù)下列裝置圖，分析課本108頁的頁的【實驗實驗5-1】 分別在酸性、堿性條件下形成的酚醛樹脂的不同。分別在酸性、堿性條件下形成的酚醛樹脂的不同。 實驗操作：實驗操作： 苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃鹽酸濃鹽酸 苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃氨水濃氨水 塑料塑料 分組編號分組編號 實驗步驟實驗步驟 苯酚苯酚+ +甲醛甲醛+ +濃鹽酸濃鹽酸苯酚苯酚+ +甲醛甲醛+ +濃氨水濃氨水 產(chǎn)品外觀產(chǎn)品外觀 加熱試驗加熱試驗 酒精溶解酒精溶解 結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點 水浴加熱水浴加熱15min15min 洗凈、烘干洗凈、烘干 米黃色略帶粉色米黃

12、色略帶粉色 軟化（熱塑性）軟化（熱塑性） 不軟化（熱固性）不軟化（熱固性） 溶解溶解不溶解不溶解 線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 淡黃色淡黃色 【實驗結(jié)論實驗結(jié)論】 塑料塑料 尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素氮尿素氮 原子上的氫原子上的氫原子可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生原子可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生 加成反應(yīng)加成反應(yīng)，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你 能寫出它們的能寫出它們的形成過程形成過程嗎？嗎？ 思考交流思考交流 脲醛樹脂的形成脲醛樹脂的形成 友情提醒：友情提醒： 甲醛分子中甲醛

13、分子中 的羰基斷裂的羰基斷裂 【交流與討論交流與討論】 線型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分別是怎么形成的？線型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分別是怎么形成的？ 甲醛與尿素甲醛與尿素先反應(yīng)生成穩(wěn)定的一羥基甲基脲先反應(yīng)生成穩(wěn)定的一羥基甲基脲 【結(jié)論結(jié)論】 H H2 2N-CO-NHN-CO-NH2 2+HCHOH+HCHOH2 2N-CO-NH-CHN-CO-NH-CH2 2OHOH 一羥甲基脲可再與甲醛反應(yīng)生成二羥甲基脲一羥甲基脲可再與甲醛反應(yīng)生成二羥甲基脲 H H2 2N-CO-NH-CHN-CO-NH-CH2 2OH + HCHOHO-CHOH + HCHOHO-CH2 2-HN-CO-NH-CH-HN-CO-NH-CH

14、2 2OHOH 羥甲基脲中含有活潑的羥甲基（羥甲基脲中含有活潑的羥甲基（-CH-CH2 2OHOH），可進一），可進一 步縮合生成聚合物而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。步縮合生成聚合物而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 塑料塑料 合成高分子化合物結(jié)構(gòu)合成高分子化合物結(jié)構(gòu) 線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu) 支鏈型結(jié)構(gòu)支鏈型結(jié)構(gòu) 熱固型熱固型 熱塑型熱塑型 加工成型后受熱不再熔化加工成型后受熱不再熔化 可反復(fù)加工，多次使用可反復(fù)加工，多次使用 能溶解在適當?shù)挠袡C溶劑里能溶解在適當?shù)挠袡C溶劑里 不易溶解，只有一定程度的脹大不易溶解，只有一定程度的脹大 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ( (體型結(jié)構(gòu) 體型結(jié)構(gòu)) ) 塑料屬于高分子化合物，在我們生活中經(jīng)常使用，塑料屬于

15、高分子化合物，在我們生活中經(jīng)常使用， 具有以下性能：具有以下性能： 知道了塑料的性能，我們穿的衣服纖維又有哪些知道了塑料的性能，我們穿的衣服纖維又有哪些 性能呢？性能呢？ 塑料塑料 纖維纖維 天然纖維天然纖維 化學(xué)纖維化學(xué)纖維 棉花棉花 羊毛羊毛 蠶絲蠶絲 麻麻 合成纖維合成纖維 人造纖維人造纖維 滌綸滌綸 錦綸錦綸 腈綸腈綸 丙綸丙綸 維綸維綸 氯綸氯綸 六大綸六大綸 纖維的分類纖維的分類 合成纖維合成纖維 合成纖維具有合成纖維具有 優(yōu)良的性能：優(yōu)良的性能： 如強度高、彈如強度高、彈 性好、耐磨、性好、耐磨、 耐化學(xué)腐蝕和耐化學(xué)腐蝕和 不怕蟲蛀等。不怕蟲蛀等。 合成纖維和天然纖維相比有什么優(yōu)

16、點和不足？合成合成纖維和天然纖維相比有什么優(yōu)點和不足？合成 纖維中的維綸纖維中的維綸( (聚乙烯醇聚乙烯醇) )為什么吸濕性很好？為什么吸濕性很好？ 【提示提示】合成纖維的強度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)合成纖維的強度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué) 腐蝕，但它的吸水性和透氣性較差。因此，合成纖維腐蝕，但它的吸水性和透氣性較差。因此，合成纖維 常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既 舒適又挺括。舒適又挺括。 維綸具有較好的吸濕性，是因為其分子鏈上含有維綸具有較好的吸濕性，是因為其分子鏈上含有 羥基。羥基。 【思考與交流思考與交流】 讓我們感受一下纖維在

17、我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用吧。讓我們感受一下纖維在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用吧。 合成纖維合成纖維 滌綸滌綸尼龍尼龍 紡綸纖維織成紡綸纖維織成 的防彈衣腈綸的防彈衣腈綸 腈綸腈綸 合成纖維合成纖維 神十航天員載譽歸來神十航天員載譽歸來 合成纖維合成纖維 宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài)，供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。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。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)是有機合成材料。其中多數(shù)是有機合成

18、材料。 密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成，密閉服由耐高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制成。面罩是由碳材料制成的金剛石膜制成。 合成纖維合成纖維 纖維是我們穿衣服的主要成分，而橡膠是制造飛纖維是我們穿衣服的主要成分，而橡膠是制造飛 機、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略機、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略 物資。請你說出天然橡膠的化學(xué)組成。物資。請你說出天然橡膠的化學(xué)組成。 天然橡膠的化學(xué)組成是順式聚異戊二烯：天然橡膠的化學(xué)組成是順式聚異戊二烯： 性能全面

19、，但易老化。性能全面，但易老化。 合成橡膠合成橡膠 合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠，請你舉例合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠，請你舉例 說明哪些是通用橡膠，哪些是特種橡膠。說明哪些是通用橡膠，哪些是特種橡膠。 通用橡膠：通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。 特種橡膠：特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐 嚴寒的硅橡膠等。嚴寒的硅橡膠等。 總結(jié)橡膠的分類：總結(jié)橡膠的分類： 天然橡膠天然橡膠 合成橡膠合成橡膠 丁苯橡膠丁苯橡膠 順丁橡膠順丁橡膠 合成天然橡膠合成天然橡膠 氯丁橡膠氯丁橡膠 乙丙橡膠乙丙橡膠 硅橡膠硅橡

20、膠 橡膠橡膠 共同點：各種共同點：各種 高聚物分子中高聚物分子中 均存在不飽和鍵均存在不飽和鍵 合成橡膠合成橡膠 天然橡膠為何容易老化？實驗室盛哪些藥品天然橡膠為何容易老化？實驗室盛哪些藥品 的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？ 【提示提示】天然橡膠含有雙鍵，易發(fā)生加成反應(yīng)天然橡膠含有雙鍵，易發(fā)生加成反應(yīng) 和易被氧化，所以易老化。和易被氧化，所以易老化。 實驗室盛實驗室盛KMnOKMnO4 4溶液、濃硝酸、液溴、汽油、苯、溶液、濃硝酸、液溴、汽油、苯、 四氯化碳等的試劑瓶不能用橡膠塞。四氯化碳等的試劑瓶不能用橡膠塞。 【想一想想一想】 合成橡膠合成橡膠 順丁橡膠是以順丁橡膠

21、是以1，3-丁二烯為原料，在催化劑的作丁二烯為原料，在催化劑的作 用下生成的線型高分子。其反應(yīng)原理是用下生成的線型高分子。其反應(yīng)原理是1，3-丁二丁二 烯分子間通過烯分子間通過1號和號和4號碳原子加成而形成的。你能號碳原子加成而形成的。你能 寫出方程式嗎？寫出方程式嗎？ 【提示提示】 【想一想想一想】 合成橡膠合成橡膠 有機高分子材料有機高分子材料 天然有機高分子材料（棉花、蠶絲、麻）天然有機高分子材料（棉花、蠶絲、麻） 合成有合成有 機高分機高分 子材料子材料 合成材料合成材料 功能高分子材料功能高分子材料 復(fù)合材料復(fù)合材料 塑料塑料 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠 1.1.下列有關(guān)塑料的說法不正確的是下列有關(guān)塑料的說法不正確的是 A A塑料的主要成分是合成樹脂塑料的主要成分是合成樹脂 B B熱塑性塑料可以反復(fù)加工、多次使用熱塑性塑料可以反復(fù)加工、多次使用 C C酚醛樹脂可制熱固性塑料酚醛樹脂可制熱固性塑料 D D塑料制品容易被微生物分解，所以廢棄塑料制塑料制