高分子化合物与材料 课件(人教版选修2)

1、写出下列反应化学方程式写出下列反应化学方程式(1)乙烯加聚生成聚乙烯：乙烯加聚生成聚乙烯：_。(2)氯乙烯加聚生成聚氯乙烯：氯乙烯加聚生成聚氯乙烯：_ 。课题课题3 高分子化合物与材料高分子化合物与材料1什么是高分子化合物？什么是高分子化合物？提示提示如淀粉、纤维素、蛋白质等，相对分子质量一般在如淀粉、纤维素、蛋白质等，相对分子质量一般在一万以上，有的可达上千万的化合物。一万以上，有的可达上千万的化合物。2能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。成高分子的结构分析其链节和单体。知道加聚反应和缩聚反应的特

2、点。知道加聚反应和缩聚反应的特点。举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面中的应用，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。的贡献。123高分子化合物的表示方法高分子化合物的表示方法有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而成。如聚乙烯：成。如聚乙烯：(1)结构简式：结构简式：_。(2)链节：链节：(重复结构单元重复结构单元)_ 。(3)聚合度：是指聚合度：是指高分子链所含高分子链所含_的数目的数目n。(4)单体：是指单体：

3、是指_ 。聚乙。聚乙烯的单体是烯的单体是_。笃学笃学一一高分子化合物的合成高分子化合物的合成1.CH2CH2链节链节能合成高分子化合物的小分子物质能合成高分子化合物的小分子物质CH2=CH2加成聚合反应加成聚合反应由含有由含有_的低分子以的低分子以_的方的方式结合成高分子化合物的反应，简称式结合成高分子化合物的反应，简称_ 。如：。如：2双键、三键或环状结构双键、三键或环状结构加成反应加成反应加聚反应加聚反应缩合聚合反应缩合聚合反应单体分子之间反应生成高分子化合物，同时产生单体分子之间反应生成高分子化合物，同时产生小分子副小分子副产物产物的反应，简称缩聚反应。如：的反应，简称缩聚反应。如：_3

4、线型高分子：分子呈线型高分子：分子呈_状，可溶于状，可溶于_ ，受热，受热_ 、 _ ，有，有_性。性。体型高分子：高分子链之间通过化学键产生体型高分子：高分子链之间通过化学键产生 ，形成，形成 。不易溶于。不易溶于，受热，受热 熔化，熔化，有有 性。性。笃学二笃学二塑料制品的结构和性能塑料制品的结构和性能1.2长链长链有机溶剂有机溶剂软化软化熔融熔融热塑热塑交联交联立体网状结构立体网状结构有机溶剂有机溶剂不不热固热固塑料的改性塑料的改性常用的方法有常用的方法有_、 _ 、 _ 。功能高分子材料功能高分子材料高分子材料发展的主要趋势是高分子材料发展的主要趋势是_ 、 _、 _ 、 _和和_ 。

5、复合材料复合材料(1)组成：复合材料由组成：复合材料由_和和_构成。构成。(2)性能：具有性能：具有_ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _等优良性能。等优良性能。笃学三笃学三性能优越的合成材料性能优越的合成材料1.23填充改性填充改性共混改性共混改性共聚改性共聚改性高性能化高性能化功能化功能化复合化复合化精细化精细化智能化智能化基体基体增强体增强体强度高强度高质量轻质量轻耐腐蚀耐腐蚀抗冲击抗冲击绝缘性好绝缘性好高分子材料的老化高分子材料的老化(1)概念：高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其概念：高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其 _等性能逐渐变差等性能逐渐变差的现象。的现象。(2)高

6、分子材料的保护高分子材料的保护加入加入_、_和和_等精细化学品改善等精细化学品改善其性能。其性能。避免接触能与其发生反应或催化这种反应的化学试剂和避免接触能与其发生反应或催化这种反应的化学试剂和能使它们溶解的有机溶剂。能使它们溶解的有机溶剂。笃学四笃学四环境中的高分子材料环境中的高分子材料1.光稳定剂光稳定剂抗氧剂抗氧剂阻燃剂阻燃剂强度、弹性、硬度强度、弹性、硬度(1)可降解高分子材料定义：一类各项性能在保存期和使用可降解高分子材料定义：一类各项性能在保存期和使用期内满足要求，使用后在自然环境中可降解为期内满足要求，使用后在自然环境中可降解为 物质的物质的材料。材料。(2)降解的定义：降解的定

7、义： 因素引起聚合物分子断裂的过因素引起聚合物分子断裂的过程，主要涉及程，主要涉及 、 三种过程。三种过程。(3)目前环境降解材料的开发以目前环境降解材料的开发以为主。为主。 2可降解高分子材料的开发可降解高分子材料的开发 无害无害化学和物理化学和物理生物降解生物降解光降解光降解化学降解化学降解生物降解材料生物降解材料 属于有机高分子化合物吗？属于有机高分子化合物吗？提示提示不是，它的相对分子质量为不是，它的相对分子质量为890，比高分子化合物，比高分子化合物的相对分子质量小得多，也不符合有机高分子化合物的结的相对分子质量小得多，也不符合有机高分子化合物的结构特征。构特征。【慎思慎思1】有机高

8、分子化合物为什么是混合物？有机高分子化合物为什么是混合物？提示提示对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平分子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。均值。【慎思慎思2】 聚苯乙烯聚苯乙烯 的单体、链节是什么？的单体、链节是什么？提示提示单体：单体： ；链节：；链节： 。【慎思慎思3】 缩聚反应的产物一定是高分子吗？缩聚反应的产物一定是高分子吗？提示提示不是。缩聚反应的产物中有高分子化合

9、物，也有小不是。缩聚反应的产物中有高分子化合物，也有小分子的副产物。分子的副产物。【慎思慎思4】热塑性塑料和热固性塑料有何异同？热塑性塑料和热固性塑料有何异同？提示提示(1)热塑性热塑性以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复塑制，如以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，一般为线型结构，如图聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，一般为线型结构，如图(a)，或支链型结构，如图，或支链型结构，如图(b)。【慎思慎思5】(2)热固性热固性以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，如酚醛、脲醛树脂等，一般为体

10、型结构，如图。如酚醛、脲醛树脂等，一般为体型结构，如图。网状结构网状结构 功能高分子材料的特定功能主要通过哪些途径获功能高分子材料的特定功能主要通过哪些途径获得？得？提示提示由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合；由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合；通过化学反应在高分子主链和侧链上引入某些具有特定通过化学反应在高分子主链和侧链上引入某些具有特定功能的基团；功能的基团；通过合理的加工成型实现材料的功能化。通过合理的加工成型实现材料的功能化。【慎思慎思6】引起高分子材料老化的原因有哪些？引起高分子材料老化的原因有哪些？提示提示外因：外力、热、光的作用，接触空气、水、微外因：外力、热、光的作用，

11、接触空气、水、微生物和化学试剂等。生物和化学试剂等。内因：高分子链之间发生交联而变硬、变脆、丧失弹内因：高分子链之间发生交联而变硬、变脆、丧失弹性；高分子链发生断裂、相对分子质量降低而变软，发黏性；高分子链发生断裂、相对分子质量降低而变软，发黏等。等。【慎思慎思7】废旧高分子材料的回收利用有哪几种途径？废旧高分子材料的回收利用有哪几种途径？提示提示废旧高分子材料的回收利用有三种途径废旧高分子材料的回收利用有三种途径(1)通过再生和改性利用，重新做成多种有用的材料和制通过再生和改性利用，重新做成多种有用的材料和制品；品；(2)采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种采用热裂解或化学处理的

12、方法使其分解，用于制备多种化工原料；化工原料；(3)将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能。将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能。【慎思慎思8】加聚反应加聚反应由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的化合物分子的反应。大的化合物分子的反应。要点一要点一 | 合成有机高分子化合物的常见反应类型合成有机高分子化合物的常见反应类型1缩聚反应缩聚反应有两个或两个以上官能团的单体相互结合，生成高分子化有两个或两个以上官能团的单体相互结合，生成高分子化合物，同时生成小分子合物，同时生成小分子(如如H2O、HCl、NH3和醇等和醇等)。例如：酚醛树脂

13、的合成例如：酚醛树脂的合成2由加聚聚合物推单体的方法由加聚聚合物推单体的方法(1)如：加聚聚合物如：加聚聚合物 (2)方法：边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键。键尾相方法：边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键。键尾相遇按虚线部分，断键成单体。遇按虚线部分，断键成单体。3(3)单体：单体：CH2=CHCH3CH2=CH2用于北京奥运会的国家游泳中心用于北京奥运会的国家游泳中心(水立方水立方)的建筑采的建筑采用了膜材料用了膜材料ETFE，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物。，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物。四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说

14、法错误的是错误的是 ()。AETFE分子中可能存在分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2” 的连接方式的连接方式B合成合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应C聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为D四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键【例例1】 解析解析ETFE是是CF2=CF2与与CH2=CH2的共聚物，结构的共聚物，结构简式可表示为：简式可表示为： 。聚全氟乙丙烯是聚全氟乙丙烯是CF2=CF2与与CF2=CFCF3的共聚的共聚物，结构简式可表示为：物，结构简式可表示为： 。

15、CF2=CF2分子中的分子中的 键是非极性键，键是非极性键，CF键键是极性键。是极性键。答案答案C 上连接的原子或原子团，在高分子化上连接的原子或原子团，在高分子化合物中只能是支链。合物中只能是支链。下列塑料的合成，所发生的反应类型与另外三种不下列塑料的合成，所发生的反应类型与另外三种不同的是同的是 ()。A聚乙烯塑料聚乙烯塑料B聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料C酚醛树脂酚醛树脂D聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料【体验体验1】 解析解析酚醛树脂的合成发生的是缩聚反应。酚醛树脂的合成发生的是缩聚反应。答案答案C功能高分子功能高分子要点二要点二 | 功能高分子的品种和分类功能高分子的品种和分类1几种功能高分子材料

16、几种功能高分子材料(1)高分子分离膜高分子分离膜组成：高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料组成：高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。制成的薄膜。特点：能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质特点：能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。分离掉。应用：物质分离。应用：物质分离。(2)医用高分子材料医用高分子材料性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。等各种人工器官。2(3)高吸水性树脂高吸水性树脂合

17、成方法：对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改进，在合成方法：对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改进，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力，或以带有强亲水性原子团的化合物，高它们的吸水能力，或以带有强亲水性原子团的化合物，如以如以CH2=CHCOOH等为单体，均聚或两种单体共聚得等为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。到亲水性高聚物。高吸水性树脂合成方法的特点：在反应中加入少量含两个高吸水性树脂合成方法的特点：在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交双键的二烯化合物作为交联剂，让高

18、聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。联，得到具有网状结构的树脂。应用：可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱应用：可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改良土壤、改造沙漠等。保水、改良土壤、改造沙漠等。下列材料中属于功能高分子材料的是下列材料中属于功能高分子材料的是 ()。高分子膜高分子膜生物高分子材料生物高分子材料隐身材料隐身材料液晶高液晶高分子材料分子材料光敏高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料智能高分子材料A BC D全部全部解析解析既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料都属于功能高分子材料。能

19、的高分子材料都属于功能高分子材料。答案答案D【例例2】 功能高分子材料与传统的三大合成材料功能高分子材料与传统的三大合成材料(塑料、合成纤塑料、合成纤维、合成橡胶维、合成橡胶)在本质上没有区别，它们只是相对而言。在本质上没有区别，它们只是相对而言。从组成元素上看，都是由从组成元素上看，都是由C、H、O、N、S等元素构成；等元素构成；从合成反应上看，都是由单体通过加聚或缩聚反应形成从合成反应上看，都是由单体通过加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型和体型两种结构。它们的重的；从结构上看，都有线型和体型两种结构。它们的重要区别在于功能和性能上，与传统材料相比，新型有机要区别在于功能和性能上，与

20、传统材料相比，新型有机高分子材料性能更优异，往往具备传统材料所没有的特高分子材料性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。殊性能，可用于许多特殊领域。单一材料性能的优缺点单一材料性能的优缺点一种单一材料在性能方面往往具有较明显的优点和缺点，例一种单一材料在性能方面往往具有较明显的优点和缺点，例如：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆如：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。性大；合成材料密度小，但不耐高温等。复合材料复合材料(1)定义：将两种或两种以上性能不同的材料经过特殊加工制定义：将两种或两种以上性能不同的材

21、料经过特殊加工制成的材料叫做复合材料。成的材料叫做复合材料。(2)构成：复合材料由两大部分构成，一部分称为基体，在复构成：复合材料由两大部分构成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体(也叫增强剂也叫增强剂)在复在复合材料中起骨架作用。构成复合材料的基体与增强体的关合材料中起骨架作用。构成复合材料的基体与增强体的关系，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的作用。系，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的作用。要点三要点三 | 复合材料复合材料12(3)性能：复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分性能：复合材料既保持了原有材料的特点，

22、又使各组分之间协同作用，形成了优于原有材料的特性。之间协同作用，形成了优于原有材料的特性。几种重要的复合材料几种重要的复合材料几种复合材料的比较几种复合材料的比较(见下表见下表)3复合材料复合材料基体基体增强体增强体主要性能主要性能玻璃钢玻璃钢合成合成树脂树脂玻璃纤维玻璃纤维强度高，密度小，耐化强度高，密度小，耐化学腐蚀，绝缘性和机械学腐蚀，绝缘性和机械加工性能好加工性能好碳纤维增强碳纤维增强复合材料复合材料合成合成树脂树脂碳纤维碳纤维韧性好，强度高，质轻韧性好，强度高，质轻航空航空复复合合材料材料金属金属最广泛的是碳纤最广泛的是碳纤维，还有硼纤维，还有硼纤维，碳化硅纤维维，碳化硅纤维和氧化铝

23、纤维等和氧化铝纤维等耐高温，强度高，导电耐高温，强度高，导电性好，不吸湿和不易老性好，不吸湿和不易老化化陶瓷陶瓷多为碳纤维，碳多为碳纤维，碳化硅纤维或氧化化硅纤维或氧化硅纤维硅纤维耐高温，韧性强耐高温，韧性强下列关于复合材料的说法不正确的是下列关于复合材料的说法不正确的是 ()。A复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B复合材料保持了原材料的优点，又优于原材料的特点复合材料保持了原材料的优点，又优于原材料的特点C在复合材料中，基体起骨架作用在复合材料中，基体起骨架作用D在复合材料中，增强体起骨架作用在复合材料中，增强体起骨架作用解析解析复合材料中一定含

24、有两种或两种以上的材料，但这复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，但这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，复两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，复合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的是基体。是增强体，起黏结作用的是基体。答案答案C【例例3】 复合材料是由多种材料组合起来的，它的设计自由复合材料是由多种材料组合起来的，它的设计自由度很大；不仅可以选择不同的组分材料，而且可以度很大；不仅可

25、以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各种组分材料的含量来满足不同的需求。通过改变各种组分材料的含量来满足不同的需求。2012年年6月，月，“天宫一号天宫一号”与与“神九神九”的对接，标志的对接，标志着我国在载人航天史上迈出重要一步。材料科学在航天领着我国在载人航天史上迈出重要一步。材料科学在航天领域占有重要地位。下列关于材料的说法正确的是域占有重要地位。下列关于材料的说法正确的是()。A自然界存在的物质都可以称为材料，它可分为无机非自然界存在的物质都可以称为材料，它可分为无机非 金属材料、金属材料、有机高分子材料等金属材料、金属材料、有机高分子材料等B光导纤维主要成分为二氧化硅，是一种发展很

26、快的传光导纤维主要成分为二氧化硅，是一种发展很快的传 统非金属材料统非金属材料C能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，且能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，且 能源、信息是材料发展的基础能源、信息是材料发展的基础D宇航工业是复合材料的重要应用领域，复合材料是指宇航工业是复合材料的重要应用领域，复合材料是指 两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料【体验体验3】 解析解析“自然界存在的物质都可以称为材料自然界存在的物质都可以称为材料”这种说法显然这种说法显然是错误的；光导纤维是一种新型无机非金属材料；材料是是错误的；光导纤维是一种新型无机非金

27、属材料；材料是能源和信息发展的基础；复合材料是指两种或两种以上材能源和信息发展的基础；复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料。料组合成的一种新型的材料。答案答案D复合材料一般是由起黏结作用的基体和起增强作用复合材料一般是由起黏结作用的基体和起增强作用的增强体两种材料构成。例如，玻璃钢就是将玻璃纤维与的增强体两种材料构成。例如，玻璃钢就是将玻璃纤维与高分子化合物高分子化合物(如酚醛树脂如酚醛树脂)复合而成。复合而成。(1)酚醛树脂可由苯酚和甲醛缩聚而成，反应化学的方程式酚醛树脂可由苯酚和甲醛缩聚而成，反应化学的方程式为：为： ，已知该反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯已知该反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中酚的反应釜中_加入甲醛，且反应釜应装有加入甲醛，且反应釜应装有_实验探究九实验探究九 复合材料的结构和性质复合材料的