高分子材料+高二下学期化学人教版选择性必修3

人教

版化学选择性必修3第五章合成高分子第二节高分子材料第1课时

阅读教材,总结高分子材料的分类与命名：通用高分子材料功能高分子材料高分子材料按用途和性能塑料（合成树脂）、合成纤维、合成橡胶黏合剂、涂料等三大合成材料高分子分离膜液晶高分子导电高分子医用高分子高吸水性树脂任务一

认识塑料一、塑料塑料合成树脂加工助剂实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂增塑剂热稳定剂着色剂提高柔韧性提高耐热性赋予塑料各种颜色塑料的分类按受热分类可以反复加热熔融加工实例：聚乙烯、聚氯乙烯等热塑性塑料不能加热熔融,只能一次成型例如：酚醛树脂、脲醛树脂等热固性塑料1.聚乙烯按合成方法高压法聚乙烯低压法聚乙烯支链较多密度和软化温度较低高温高压引发剂低密度聚乙烯LDPE无毒，较柔软生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等支链较少密度和软化温度较高低温低压催化剂高密度聚乙烯HDPE无毒，较硬生产瓶、桶、板、管等加热均融化溶于某些溶剂聚乙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯高分子链越长相对分子质量越大分子链之间的作用力越大链与链之间越密链之间的作用力越大熔点、密度越高分子链之间的作用力为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低,密度也低呢？导致分子链只能呈不规则的卷曲状态外力作用卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直除去外力恢复卷曲状态所以一般的高分子材料都具有一定的弹性

为什么聚乙烯材料具有一定弹性？聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转低密度聚乙烯高密度聚乙烯通过改进聚合反应的催化剂得到的超高相对分子质量聚乙烯2.酚醛树脂用酚与醛在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子苯酚或甲苯酚等甲醛等缩聚反应酸线型结构高分子碱网状结构高分子苯酚甲醛实验5-1酚醛树脂的制备分组编号ⅠⅡ实验步骤①苯酚+甲醛+浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水②水浴加热15min

③洗净、烘干产品外观加热试验结构特点变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成软化（热塑性）不软化（热固性）线型结构网状结构在酸的催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子苯酚与甲醛反应只能发生在邻位或对位,得到线型分子。2.酚醛树脂在碱催化下,苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂.具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融,也不溶于一般溶剂。2.酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料【思考与讨论】由尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚生成具有线型或网状结构的脲醛树脂,可用于生成木材黏合剂、生活器具和电器开关,请写出有关方程式。nH2NCONH2+2nHCHO催化剂+(n-1)H2O1:2加成

HNCONHCH2

HOCH2

OHnHOH

HNCONHCH2

OCH2

阅读教材,总结合成纤维的分类：以石油、天然气、煤、农副产品等为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应得到合成纤维,如锦纶、涤纶、氯纶、腈纶、维纶、丙纶等。以木材、秸杆等农副产品为原料,经加工处理可以得到再生纤维,又称人造纤维。如粘胶纤维(人造丝、人造棉)等。如棉花、羊毛、蚕丝和麻等再生纤维合成纤维天然纤维化学纤维纤维二、合成纤维常见的合成纤维：涤纶(的确良)：产量最大的聚酯纤维单体：反应原理：CH2CH2HOOHOCHOCOOH常见的合成纤维：锦纶：较早面世的聚酰胺纤维单体：反应原理：H2N-(CH2)6-NH2

HOOC-(CH2)4-COOH常见的合成纤维：几种不同的锦纶：NH(CH2)6NHHCOCOHOn(CH2)4NH(CH2)10NHHCOCOHOn(CH2)8NHCOCOHOnNHH脂肪族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维官能团相同,性能相似；碳骨架不同,性能有差异。锦纶66：芳纶1414：锦纶1010：

六大纶:涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等吸湿性、透气性差。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性,被称为“人造棉花”缺点：应用工业用隔音、隔热、绝缘材料渔业用的渔网、缆绳医疗用的缝合线、止血棉航空航天用的降落伞、航天服等三、合成橡胶橡胶三叶树胶杜仲树胶CH2CCCH3CH2Hn顺式聚异戊二烯三叶树胶杜仲胶HCCCH3CH2CH2n反式聚异戊二烯丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶通用橡胶特种橡胶乙丙橡胶(耐臭氧耐紫外线)聚硫橡胶(耐油性)硅橡胶(耐热耐寒性)天然橡胶合成橡胶顺丁橡胶合成过程：3.性能:顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎。2.结构特点:呈线型结构,分子链较柔软,性能较差1.原料:1,3-丁二烯4.顺丁橡胶的硫化注意:交联程度过大会失去弹性呈网状结构,硫化后的橡胶既有弹性,又有强度硫化剂(硫磺)将橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开,以二硫键

(-S-S-)等,把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的硫化橡胶。

【思考与讨论】天然橡胶是顺式聚异戊二烯,杜仲树胶是反式

聚异戊二烯,你写出杜仲树胶的结构式吗？天然橡胶的结构简式CH2CCCH3CH2Hn顺式聚异戊二烯杜仲胶的结构简式HCCCH3CH2CH2n反式聚异戊二烯【深度思考】为什么酸性高锰酸钾,溴水等试剂所用的试剂瓶塞不能用橡胶塞？橡胶含有碳碳双键,易被酸性KMnO4溶液氧化,或与溴水发生加成反应,因此,这类试剂瓶不适合使用橡胶塞。任务二功能高分子材料一、高吸水性树脂结构特点不溶于水和有机溶剂,吸水性和保水能力强,耐挤压1.含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链；性能用途1.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；2.用于婴幼儿纸尿裤,其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。2.具有网状结构。【思考与讨论】棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性和保水性不够好的

原因是什么?从官能团角度：亲水基团吸水性强弱顺序：—COO->—COOH>—OH吸水性不够好从结构角度：显微结构显示：线型结构保水性不够好【思考与讨论】阅读教材，科学家是如何改进这种不足的呢？方案一：改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团。羧酸根、羧基、羟基等纤维素(淀粉)线型丙烯酸钠交联剂网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂接枝共聚物高吸水性树脂加交联剂的目的是使线型结构变为网状结构,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压。方案二：合成新的带有强亲水基团的高分子CH2CHCOOHNaOH交联剂引发剂CH2CHCOONanCH2CHCOONa聚丙烯酸钠(网状结构)大鹿化学吸水后两个方案共同特点：1.都要在反应中加入少量交联剂；2.让线状结构变为网状结构。【思考与讨论】高吸水性树脂和橡胶硫化工艺中都加入了交联剂制得了网状结构，目的是否相同?不同大鹿化学橡胶：使其既有弹性又有强度高吸水性树脂：使其既吸水而又保水【探究】高吸水性树脂与一般的吸水材料性能差别有多大？分离原理分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质被截留在膜的另一侧,称为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。特点让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉。饮用水的制取二、高分子分离膜分类标准：分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。制作材料:有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。应用：海水淡化、饮用水制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。阅读教材【研究与实践】回答不同功能高分子材料的主要功能及应用分别是什么？完成表格内容。功能高分子材料主要功能主要应用高分子分离膜高分子传感膜高分子热电膜医用高分子材料选择性地允许某些物质通过把化学能转换成电能把热能转换成电能具有优异的生物相容性以及具有某些特殊功能废水处理、海水淡化、浓缩果汁、乳制品加工等发电、开发新型电池发电、开发新型电池人