新教材人教版高中化學(xué)選擇性必修三 5.2.1 通用高分子材料 教學(xué)課件

1、 課時(shí)1 通用高分子材料 第二節(jié)高分子材料車身：鋼板（金屬材料）車窗：玻璃（無機(jī)非金屬材料）輪胎：橡膠（有機(jī)高分子材料）座椅：海綿、皮革（有機(jī)高分子材料）材料金屬材料有機(jī)高分子材料無機(jī)非金屬材料天然有機(jī)高分子材料合成有機(jī)高分子材料純金屬、合金陶瓷、玻璃、水泥傳統(tǒng)材料新型材料晶體硅、SiO2、新型陶瓷、碳納米材料棉花、羊毛、天然橡膠塑料、合成橡膠、合成纖維、黏合劑、涂料(1)按來源分:(2)按結(jié)構(gòu)分:(3)按性質(zhì)分:天然高分子、合成高分子線型高分子、體型高分子一、高分子材料1.概念相對分子質(zhì)量很大，達(dá)到幾萬甚至幾千萬的有機(jī)化合物（10000），簡稱為高分子或聚合物。2.分類熱塑性高分子、熱固性高

2、分子不帶支鏈帶支鏈交聯(lián)(1)溶解性線型高分子:不溶于水,能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?。體型高分子:不溶于任何溶劑,只能發(fā)生一定程度的溶脹。3.基本性質(zhì)具有熱塑性，在一定溫度范圍內(nèi)可軟化、熔化，冷卻時(shí)又硬化(如聚乙烯塑料)。(2)熱塑性和熱固性線型高分子:體型高分子:具有熱固性，加熱后不能熔化，只能裂解(如酚醛樹脂即電木)。(3)高分子材料強(qiáng)度大、電絕緣、不耐高溫,易燃燒。1.塑料主要成分是合成樹脂，還可加入具有特定作用的添加劑。樹脂：未經(jīng)加工處理的，沒有與添加劑混合的聚合物合成樹脂加工助劑聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。提高柔韌性：_防止老化：_提高柔韌性：著色劑增塑劑防老劑

3、熱穩(wěn)定劑都是合成的塑料的分類熱塑性塑料熱固性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等；加熱軟化，冷卻硬化，可反復(fù)加工，多次使用。如酚醛樹脂（電木）、脲醛樹脂等；不能加熱熔化，只能一次成型。思考：聚氯乙烯薄膜能用于食品包裝嗎？聚氯乙烯本身較硬，需加入增塑劑，室溫下，增塑劑小分子會逐漸“逃逸”出來。塑料穩(wěn)定劑主要成分是硬脂酸鉛，有毒性，這種鉛鹽易析出，會使人體積蓄性鉛中毒。（1）聚乙烯支鏈較少，密度和軟化溫度較高低密度聚乙烯高密度聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯聚乙烯按合成方法高溫高壓引發(fā)劑低溫低壓催化劑支鏈較多，密度和軟化溫度較低比較項(xiàng)目高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯聚合反應(yīng)條件150 MPa300

4、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、管等高分子材料一般都具有一定的彈性當(dāng)有外力作用時(shí)，卷曲的高分子鏈可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢復(fù)卷曲狀態(tài)。因此，一般的高分子材料都具有一定的彈性。為什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低，密度也低呢？思考與討論鏈的疏密遠(yuǎn)近：高分子鏈越長，高分子相對分子質(zhì)量越大，高分子鏈之間的作用力越大。支鏈越少，鏈

5、之間越容易接近，高分子鏈之間相互作用力大。低密度聚乙烯的主鏈有較多長短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力就小，軟化溫度和密度也就較低；高密度聚乙烯的支鏈較少，鏈之間易于接近，相互作用力較大，軟化溫度和密度都較高。鏈的長短：高分子鏈之間的作用力網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)的聚乙烯可以在一定條件下變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚乙烯，以增加強(qiáng)度支鏈型結(jié)構(gòu)(2)酚醛樹脂實(shí)驗(yàn)5-1在試管中加入2g苯酚、3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的甲醛溶液和3滴濃鹽酸，水浴加熱。當(dāng)試管中反應(yīng)物接近沸騰時(shí)，從沸水浴中職出試管，并用玻璃棒攪拌，觀察顏色和狀態(tài)。在酸催化下,等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛發(fā)生反應(yīng),苯酚的鄰

6、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,生成線型結(jié)構(gòu)的高分子。反應(yīng)如下:(2)酚醛樹脂 在堿催化下,苯酚與過量的甲醛反應(yīng),生成羥甲基苯酚的同時(shí),還生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等。(2)酚醛樹脂 堿催化下，苯酚與過量甲醛生成繼續(xù)反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。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。酚醛樹脂的應(yīng)用主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音等器材和復(fù)合材料?？捎糜谏a(chǎn)烹飪器具的手柄，一些電器與汽車的零部件，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。思考：為何酚醛樹脂能作烹飪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以? 酚醛樹脂屬于熱固性材料

7、,受熱不熔融或者軟化,而聚苯乙烯屬于熱塑性材料,受熱容易熔融或者軟化,不能用于制作手柄等器具。以石油、天然氣和煤等為原料制成有機(jī)小分子單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)生產(chǎn)合成纖維。例如六大綸：錦綸、滌綸、腈綸、維綸、氯綸、丙綸2.合成纖維天然纖維：化學(xué)纖維纖維動物纖維如羊毛、蠶絲；植物纖維如棉花、麻等用化學(xué)方法將植物纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子加工成黏膠纖維、大豆蛋白纖維等再生纖維：合成纖維：合成纖維具有優(yōu)良的性能：具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕、不縮水、保暖、不怕蟲蛀等優(yōu)點(diǎn)。合成纖維的性質(zhì)：合成纖維可滿足人們穿著需求,同時(shí)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與高科技領(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

8、,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。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，它是對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的。+nHOCH2CH2OH+ (2n-1)H2O滌綸纖維的強(qiáng)度大，耐磨，易洗，快干，保型性好，但透氣性和吸濕性差。用于服裝和床上用品,各種裝飾布料。（俗稱滌綸）(2)聚酰胺纖維由己二胺與己二酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66，前一個(gè)6代表二胺中碳原子數(shù)，后一個(gè)6代表二酸中碳原子數(shù))。聚酰胺纖維不溶于普通溶劑，熔化溫度高于260，具有天然絲的外觀和光澤，耐磨性和強(qiáng)度較高，可用于生產(chǎn)絲襪、降落傘、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等。（商品名錦綸，俗稱尼龍）+ nH2N(CH2)6NH2 + (2n-1)H2O 氯綸：丙綸：腈綸：維綸：聚氯乙烯纖維（PVC）CH2CHCH2CHOH nOH+ n HCHO催化劑CH2CHCH2CHOCH2 nO+ n H2O聚丙烯纖維（PP）聚丙烯腈纖維（PAN）聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）1.判斷：(1)滌綸、錦綸、蠶絲都屬于合成纖維。()(2)高