高分子材料 课件 【备课精准教研】高二化学人教版（2019）选择性必修3

第二节

高分子材料第五章合成高分子导入新课—合成材料概况随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命——人工合成材料。第一个完全人工合成的高分子聚合物酚醛树脂于1910年开始投入生产。三大“合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶已渗透到国民经济的各个部门，成为现代化建设不可缺少的材料。高分子化合物的分类高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物蛋白质淀粉纤维素合成高分子材料功能高分子材料复合材料塑料合成纤维合成橡胶黏合剂涂料三大合成材料高分子化合物的命名1、天然高分子化合物：2、合成高分子化合物：3、合成橡胶：4、合成纤维：专有名称单体名称后加“橡胶”常用“纶”单体前加“聚”或在两种单体名称后加“树脂”(树脂是指未加工处理的聚合物)应用广泛的高分子材料—塑料一、塑料1、塑料的组成：合成树脂、添加剂抗老化剂热稳定剂增塑剂应用广泛的高分子材料—塑料一、塑料2、塑料的主要性能(1)热塑性塑料(2)热固性塑料特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化应用广泛的高分子材料—塑料为什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型结构决定性质应用广泛的高分子材料—塑料热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联，只有微弱的分子间作用力以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象，随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程。应用广泛的高分子材料—塑料热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。线型高分子与体型高分子的比较线型高分子体型高分子结构溶解性性

能特

性常见物质链状结构网状结构能缓慢溶解于适当溶剂难溶解，有一定程度胀大具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化强度大、可拉丝吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好、有可塑性聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶应用广泛的高分子材料—塑料1、聚乙烯(PE)产品聚乙烯保鲜膜聚乙烯塑料管无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料nCH2=CH2

－CH2－CH2－［］n聚乙烯——高压、低压聚乙烯的比较高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件分子结构类型有无支链高分子链长短相对分子质量有机溶剂高压高温引发剂较低压力催化剂线型支链型有少有或没有相对较长相对较短相对较小相对较大溶解溶解聚乙烯——高压、低压聚乙烯的比较高压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力相对较低相对较高高密度低密度相对较小相对较大相对较大相对较小聚乙烯——高压、低压聚乙烯的比较思考：为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢？影响高分子化合物熔点、密度的因素：高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的作用力越大——熔点、密度越高链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高应用广泛的高分子材料—塑料2、聚氯乙烯(PVC)化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬，分为：软质塑料和硬质塑料nCH2=CHCl

－CH2－CH－［］nCl应用广泛的高分子材料—塑料3、聚苯乙烯CH=CH2

－CH－CH2－［］nn应用广泛的高分子材料—塑料4、聚四氟乙烯塑料nCF2=CF2

－C－C－[

]nFFFF应用广泛的高分子材料—塑料5、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)nCH2=C—COOCH3CH3—CH2—C—CH3COOCH3[

]n应用广泛的高分子材料—塑料6、酚醛树脂：

用酚类和醛类在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子化合物单体：苯酚、甲醛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。应用广泛的高分子材料—酚醛树脂(1)酸催化:在酸催化下，等物质的量的苯酚和甲醛反应，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OH＋

H－C－HOH＋OHCH2OHH＋OHCH2OHnOHCH2OHH[]

n＋(n－1)H2O应用广泛的高分子材料—酚醛树脂(2)碱催化:在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，2,4,6-三羟甲基苯酚2,4-二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OHOHCH2OHCH2OHOHCH2

然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。应用广泛的高分子材料—酚醛树脂酚醛树脂的制取和性质分组编号ⅠⅡ实验步骤①苯酚+甲醛+浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水产品外观加热试验酒精溶解结构特点②水浴加热15min③洗净、烘干米黄色略带粉色固体软化(热塑性)不软化(热固性)溶解不溶解线性结构体型结构米黄色固体应用广泛的高分子材料—酚醛树脂冷凝回流温度计水浴加热酚醛树脂的制取反馈练习练、下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是(

)A．聚乙烯塑料B．聚氯乙烯塑料C．酚醛塑料

D．聚苯乙烯塑料解析：A、B、D发生的是加聚反应，而C发生的是缩聚反应。C反馈练习练、保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是(

)A.PE、PVC都属于链状高分子化合物，受热易熔化B.PE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色C.焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体HClD.废弃的PE、PVC均可回收利用以减少污染B反馈练习练、下列各种高聚物中，具有热固性的是(

)A.有机玻璃

B.聚氯乙烯C.聚丙烯

D.酚醛塑料D解析：线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性。酚醛塑料属于体型结构，具有热固性。应用广泛的高分子材料—合成纤维纤维天然纤维化学纤维人造纤维：合成纤维：动物纤维：如羊毛、蚕丝等植物纤维：如棉花、麻等

用天然高分子化合物，经过一系列的化学处理和机械加工而制得的纤维。如人造丝、人造棉等

用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成和加工制得的纤维(如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等)

应用广泛的高分子材料—合成纤维合成纤维的优势：

合成纤维性能优异，原料来源丰富、价格便宜、用途广泛，生产不受气候等自然条件的限制。世界上出现的第一种合成纤维是20世纪30年代美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙66(Nylon，聚酰胺66)，它是由己二酸和己二胺缩聚而成的。合成纤维

—六大纶名称结构简式涤纶(的确良)锦纶腈纶(人造毛)

CH2CH2OHHO[]

nCCOOOOHHNH(CH2)5C[]

nO

－CH2－CH－［］nCN合成纤维

—六大纶名称结构简式维纶丙纶氯纶

－CH2－CH－［］nOH

－CH2－CH－［］nCH3

－CH2－CH－［］nCl维纶称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性合成纤维

—高强纤维的代表:凯夫拉(Kevlar)聚酰胺结构模型防弹头盔防割手套该纤维含高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%，质地坚硬几种具有某些特殊性能的合成纤维芳纶纤维碳纤维防火纤维光导纤维应用广泛的高分子材料—合成橡胶橡胶产品橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等必需的材料，是重要的战略物资应用广泛的高分子材料—天然橡胶1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯结构简式：

－CH2－C=CH－CH2－［

］nCH3单体:性质：结构特点：

CH2=C—CH=CH2CH3线性结构、链上含有双键易起加成反应和易被氧化应用广泛的高分子材料—天然橡胶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？有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。KMnO4溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等不能用橡胶塞。用硫化措施使线型结构的双键发生加成反应后变为相互交联的体型结构。应用广泛的高分子材料—天然橡胶硫化橡胶优点:具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等应用广泛的高分子材料—天然橡胶拓展：天然橡胶

－CH2－C=CH－CH2－［

］nCH3C=CnCH3－CH2CH2－HC=CnCH3－CH2CH2－H三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）应用广泛的高分子材料—合成橡胶2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶、耐油的聚硫橡胶等性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。应用广泛的高分子材料—通用橡胶丁苯橡胶：顺丁橡胶：—CH2—CH=CH—CH2—CH2—CH—［

］n丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体C=CnH－CH2CH2－H顺式聚1,3-丁二烯小结：合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶三叶树胶(顺)杜仲树胶(反)通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶氟橡胶使用合成材料的负面作用及对策对策：

治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。反馈练习练、橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某种橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理(即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应)；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是(

)A．橡皮筋

B．汽车外胎C．普通气球

D．医用乳胶手套解析：根据题中信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，B中汽车外胎强度最大，弹性最差B反馈练习练、关于天然橡胶的下列叙述中错误的是()

－CH2－C=CH－CH2－［

］nCH3A．天然橡胶是天然高分子化合物B．天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂D．天然橡胶含有双键，能发生加成反应B功能高分子材料1、功能高分子材料：

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。

一、功能高分子材料2、功能高分子材料的研制(1)具有新型骨架结构的高分子材料(2)在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团防水透气材料高吸水性材料功能高分子材料

一、功能高分子材料3、几种功能高分子材料(1)高吸水性树脂——亲水性高聚物①结构特点：分子链带有许多强亲水性原子团；具有网状结构思考：如何获得具有高吸水性能的树脂？功能高分子材料(1)高吸水性树脂——亲水性高聚物一种是对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。二是以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物。②获取途径功能高分子材料(1)高吸水性树脂——亲水性高聚物④应用③性能可吸收几百至几千倍于自身质重的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。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。功能高分子材料3、几种功能高分子材料(2)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，而把另外一些物质分离掉。应用：物质分离性能：优异的生物相溶性；很高的机械性能。应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。功能高分子材料3、几种功能高分子材料(3)医用高分子材料GK型双叶心脏瓣膜功能高分子材料每种材料都有它的优缺点：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。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？——复合材料功能高分子材料——复合材料二、复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特点，在综合性能上超过单一材料指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，其中一种材料作为基体材料，其他材料作为增强。1、概念：2、性能：功能高分子材料——复合材料二、复合材料3、应用：建筑材料和汽车、轮船、人造卫星、宇宙飞船的外壳和构件复合材料

——玻璃钢玻璃钢(即玻璃