2021_2022版高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代第二节应用广泛的高分子材料课件新人教版选修5202103172239

1、第二节 应用广泛的高分子材料 生活中见到的滑翔伞、塑胶跑道等。它们不仅美观，生活中见到的滑翔伞、塑胶跑道等。它们不仅美观， 而且实用。这些都是用高分子材料制成的。那么这而且实用。这些都是用高分子材料制成的。那么这 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.以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的 结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之 间的关系。间的关系。 2.2.了解常见高分子材料的合成及重要应用。（了解常见高分子材料的合成及重要应用。（重点）重点） 3.

2、3.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展 经济、提高生活质量方面中的贡献。经济、提高生活质量方面中的贡献。 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进走走课课堂堂 人工合成高分子化合物的成功为人工合成材人工合成高分子化合物的成功为人工合成材 料开辟了新的道路，改变了只能依靠天然材料的料开辟了新的道路，改变了只能依靠天然材料的 历史。合成材料品种很多，按用途和性能可分为历史。合成材料品种很多，按用途和性能可分为 合成高分子材料、功能高分子材料和复合材料。合成高分子材料、功

3、能高分子材料和复合材料。 其中，被称为其中，被称为“三大合成材料三大合成材料”的塑料、合成纤的塑料、合成纤 维和合成橡胶应用最为广泛。维和合成橡胶应用最为广泛。 塑料塑料 有机高分子有机高分子 天然高分子（棉花、蚕丝、麻）天然高分子（棉花、蚕丝、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 复合材料复合材料 塑料塑料 合成橡胶合成橡胶 高分子化合物的分类高分子化合物的分类 合成纤维合成纤维 称为称为“三大三大 合成材料合成材料” 塑料塑料 热塑性塑料热塑性塑料 热固性塑料热固性塑料 可以反复加可以反复加 工，多次使用工，多次使用 一旦加工成型一旦加工

4、成型 就不会受热熔化就不会受热熔化 主要成分主要成分:合成高分子化合物即合成树脂合成高分子化合物即合成树脂 聚乙烯聚乙烯 酚醛树脂酚醛树脂 塑料的主要成分和分类塑料的主要成分和分类 塑料按性能分为塑料按性能分为 塑料塑料 热固性塑料热固性塑料受热受热 时形成体型网状时形成体型网状 结构，硬化定型结构，硬化定型 为什么两种塑料的特性不同呢为什么两种塑料的特性不同呢? ? 热塑性塑料热塑性塑料具有具有 长链状的线型结构长链状的线型结构 塑料塑料 根据下列两幅聚乙烯根据下列两幅聚乙烯(PE)(PE)产品，总结聚乙烯塑产品，总结聚乙烯塑 料的特性和用途。料的特性和用途。 保鲜膜保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄

5、膜吹塑成型的聚乙烯薄膜 无毒，化学稳定性好，适合作食品和药物的包装材料无毒，化学稳定性好，适合作食品和药物的包装材料 塑料塑料 高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯 合成条件合成条件 分子结构类型分子结构类型 有无支链有无支链 高分子链长短高分子链长短 相对分子质量相对分子质量 高压、高温、引发剂高压、高温、引发剂较低压力、催化剂较低压力、催化剂 线型线型支链型支链型 少有或没有少有或没有 相对较长相对较长相对较短相对较短 相对较小相对较小相对较大相对较大 有有 根据下表分析高压聚乙烯和低压聚乙烯的区别根据下表分析高压聚乙烯和低压聚乙烯的区别 塑料塑料 高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚

6、乙烯 熔融温度熔融温度 密度密度 硬度硬度 分子间分子间 作用力作用力 低密度低密度 相对较低相对较低 相对较小相对较小 相对较小相对较小 相对较大相对较大 高密度高密度 相对较高相对较高 相对较大相对较大 高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中 塑料塑料 思考：我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？思考：我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？ 聚乙烯分子链上的碳原聚乙烯分子链上的碳原 子完全由碳碳单键相连，子完全由碳碳单键相连， 单键可旋转，使它不可单键可旋转，使它不可 能成一条直线，只能成能成一条直线，只能成 不规则的卷曲状态。不规则的卷曲状态

7、。 除聚乙烯外，生活中我们还经常接触到聚氯乙除聚乙烯外，生活中我们还经常接触到聚氯乙 烯、聚四氟乙烯和聚丙烯酸甲酯，你知道合成它们的烯、聚四氟乙烯和聚丙烯酸甲酯，你知道合成它们的 单体是什么吗？单体是什么吗？ 塑料塑料 观察下列聚氯乙烯（观察下列聚氯乙烯（PVCPVC）的制品，请你写出其）的制品，请你写出其 单体的化学式。单体的化学式。 化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，化学稳定性好，耐酸碱腐蚀， 使用温度不宜超过使用温度不宜超过6060，在低，在低 温下会变硬，分为：软质塑料温下会变硬，分为：软质塑料 和硬质塑料。和硬质塑料。 单体单体: CH: CH2 2=CHCl=CHCl 塑料塑料 单体：单体

8、：CF2CF2 聚甲基聚甲基 丙烯酸丙烯酸 甲酯（甲酯（ 有机玻有机玻 璃）璃） 观察下列塑料制品，请你写出其单体的化学式。观察下列塑料制品，请你写出其单体的化学式。 单体：单体： 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，能溶于多种有机溶剂，可用差，能溶于多种有机溶剂，可用 来制造飞机、汽车玻璃，光学仪来制造飞机、汽车玻璃，光学仪 器和许多日常生活用品。器和许多日常生活用品。 塑料塑料 反应物：酚类醛类反应物：酚类醛类 酚醛树脂酚醛树脂 （电木）（电木） 酸催化酸催化线型高分子线型高分子 碱催化碱催化体型高分

9、子（网状结构）体型高分子（网状结构） 【具有热塑性，能溶于一具有热塑性，能溶于一 些有机溶剂中些有机溶剂中】 【具有热固性，不溶于任何溶剂具有热固性，不溶于任何溶剂】 苯苯 酚酚 甲甲 醛醛 说出合成酚醛树脂的反应物和性质说出合成酚醛树脂的反应物和性质 酚醛树脂酚醛树脂具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被 强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等。强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等。 塑料塑料 酚醛树脂的线型结构高分子是如何形成的？酚醛树脂的线型结构高分子是如何形成的？ 你能写出形成的方程式吗你能写出形成的方程式吗? ? 在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛

10、反应，在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应， 苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟 甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线 型结构高分子。型结构高分子。 塑料塑料 【提示提示】 为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？ 你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？ 【思考与交流思考与交流】 OHOH+3HCH+3HCH O O OHOH CHCH2 2OHOH CHCH2 2OHOH HOHHOH2 2C C OHOH-

11、 - 塑料塑料 酚醛树脂局部结构酚醛树脂局部结构 塑料塑料 根据下列装置图，分析课本根据下列装置图，分析课本108页的页的【实验实验5-1】 分别在酸性、碱性条件下形成的酚醛树脂的不同。分别在酸性、碱性条件下形成的酚醛树脂的不同。 实验操作：实验操作： 苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓盐酸浓盐酸 苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓氨水浓氨水 塑料塑料 分组编号分组编号 实验步骤实验步骤 苯酚苯酚+ +甲醛甲醛+ +浓盐酸浓盐酸苯酚苯酚+ +甲醛甲醛+ +浓氨水浓氨水 产品外观产品外观 加热试验加热试验 酒精溶解酒精溶解 结构特点结构特点 水浴加热水浴加热15min15min 洗净、烘干洗净、烘干 米黄色略带粉色米黄

12、色略带粉色 软化（热塑性）软化（热塑性） 不软化（热固性）不软化（热固性） 溶解溶解不溶解不溶解 线型结构线型结构 网状结构网状结构 淡黄色淡黄色 【实验结论实验结论】 塑料塑料 尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮尿素氮 原子上的氢原子上的氢原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生 加成反应加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。你，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。你 能写出它们的能写出它们的形成过程形成过程吗？吗？ 思考交流思考交流 脲醛树脂的形成脲醛树脂的形成 友情提醒：友情提醒： 甲醛分子中甲醛

13、分子中 的羰基断裂的羰基断裂 【交流与讨论交流与讨论】 线型结构和网状结构分别是怎么形成的？线型结构和网状结构分别是怎么形成的？ 甲醛与尿素甲醛与尿素先反应生成稳定的一羟基甲基脲先反应生成稳定的一羟基甲基脲 【结论结论】 H H2 2N-CO-NHN-CO-NH2 2+HCHOH+HCHOH2 2N-CO-NH-CHN-CO-NH-CH2 2OHOH 一羟甲基脲可再与甲醛反应生成二羟甲基脲一羟甲基脲可再与甲醛反应生成二羟甲基脲 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 羟甲基脲中含有活泼的羟甲基（羟甲基脲中含有活泼的羟甲基（-CH-CH2 2OHOH），可进一），可进一 步缩合生成聚合物而成网状结构。步缩合生成聚合物而成网状结构。 塑料塑料 合成高分子化合物结构合成高分子化合物结构 线型结构线型结构 支链型结构支链型结构 热固型热固型 热塑型热塑型 加工成型后受热不再熔化加工成型后受热不再熔化 可反复加工，多次使用可反复加工，多次使用 能溶解在适当的有机溶剂里能溶解在适当的有机溶剂里 不易溶解，只有一定程度的胀大不易溶解，只有一定程度的胀大 网状结构网状结构 ( (体型结构 体型结构) ) 塑料属于高分子化合物，在我们生活中经常使用，塑料属于

15、高分子化合物，在我们生活中经常使用， 具有以下性能：具有以下性能： 知道了塑料的性能，我们穿的衣服纤维又有哪些知道了塑料的性能，我们穿的衣服纤维又有哪些 性能呢？性能呢？ 塑料塑料 纤维纤维 天然纤维天然纤维 化学纤维化学纤维 棉花棉花 羊毛羊毛 蚕丝蚕丝 麻麻 合成纤维合成纤维 人造纤维人造纤维 涤纶涤纶 锦纶锦纶 腈纶腈纶 丙纶丙纶 维纶维纶 氯纶氯纶 六大纶六大纶 纤维的分类纤维的分类 合成纤维合成纤维 合成纤维具有合成纤维具有 优良的性能：优良的性能： 如强度高、弹如强度高、弹 性好、耐磨、性好、耐磨、 耐化学腐蚀和耐化学腐蚀和 不怕虫蛀等。不怕虫蛀等。 合成纤维和天然纤维相比有什么优

16、点和不足？合成合成纤维和天然纤维相比有什么优点和不足？合成 纤维中的维纶纤维中的维纶( (聚乙烯醇聚乙烯醇) )为什么吸湿性很好？为什么吸湿性很好？ 【提示提示】合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学 腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维 常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既 舒适又挺括。舒适又挺括。 维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有 羟基。羟基。 【思考与交流思考与交流】 让我们感受一下纤维在

17、我们日常生活中的应用吧。让我们感受一下纤维在我们日常生活中的应用吧。 合成纤维合成纤维 涤纶涤纶尼龙尼龙 纺纶纤维织成纺纶纤维织成 的防弹衣腈纶的防弹衣腈纶 腈纶腈纶 合成纤维合成纤维 神十航天员载誉归来神十航天员载誉归来 合成纤维合成纤维 宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供 给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止 辐射，还要经得起微流星的冲击。辐射，还要经得起微流星的冲击。 宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。 其中多数是有机合成材料。其中多数是有机合成

18、材料。 密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高 温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服 面罩是由碳材料制成的金刚石膜制成。面罩是由碳材料制成的金刚石膜制成。 合成纤维合成纤维 纤维是我们穿衣服的主要成分，而橡胶是制造飞纤维是我们穿衣服的主要成分，而橡胶是制造飞 机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略 物资。请你说出天然橡胶的化学组成。物资。请你说出天然橡胶的化学组成。 天然橡胶的化学组成是顺式聚异戊二烯：天然橡胶的化学组成是顺式聚异戊二烯： 性能全面

19、，但易老化。性能全面，但易老化。 合成橡胶合成橡胶 合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶，请你举例合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶，请你举例 说明哪些是通用橡胶，哪些是特种橡胶。说明哪些是通用橡胶，哪些是特种橡胶。 通用橡胶：通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。 特种橡胶：特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐 严寒的硅橡胶等。严寒的硅橡胶等。 总结橡胶的分类：总结橡胶的分类： 天然橡胶天然橡胶 合成橡胶合成橡胶 丁苯橡胶丁苯橡胶 顺丁橡胶顺丁橡胶 合成天然橡胶合成天然橡胶 氯丁橡胶氯丁橡胶 乙丙橡胶乙丙橡胶 硅橡胶硅橡

20、胶 橡胶橡胶 共同点：各种共同点：各种 高聚物分子中高聚物分子中 均存在不饱和键均存在不饱和键 合成橡胶合成橡胶 天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品 的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？ 【提示提示】天然橡胶含有双键，易发生加成反应天然橡胶含有双键，易发生加成反应 和易被氧化，所以易老化。和易被氧化，所以易老化。 实验室盛实验室盛KMnOKMnO4 4溶液、浓硝酸、液溴、汽油、苯、溶液、浓硝酸、液溴、汽油、苯、 四氯化碳等的试剂瓶不能用橡胶塞。四氯化碳等的试剂瓶不能用橡胶塞。 【想一想想一想】 合成橡胶合成橡胶 顺丁橡胶是以顺丁橡胶

21、是以1，3-丁二烯为原料，在催化剂的作丁二烯为原料，在催化剂的作 用下生成的线型高分子。其反应原理是用下生成的线型高分子。其反应原理是1，3-丁二丁二 烯分子间通过烯分子间通过1号和号和4号碳原子加成而形成的。你能号碳原子加成而形成的。你能 写出方程式吗？写出方程式吗？ 【提示提示】 【想一想想一想】 合成橡胶合成橡胶 有机高分子材料有机高分子材料 天然有机高分子材料（棉花、蚕丝、麻）天然有机高分子材料（棉花、蚕丝、麻） 合成有合成有 机高分机高分 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 复合材料复合材料 塑料塑料 合成纤维合成纤维 合成橡胶合成橡胶 1.1.下列有关塑料的说法不正确的是下列有关塑料的说法不正确的是 A A塑料的主要成分是合成树脂塑料的主要成分是合成树脂 B B热塑性塑料可以反复加工、多次使用热塑性塑料可以反复加工、多次使用 C C酚醛树脂可制热固性塑料酚醛树脂可制热固性塑料 D D塑料制品容易被微生物分解，所以废弃塑料制塑料制