2024-2025学年高二化学课件（人教版2019选择性必修3）第五章第二节高分子材料第2课时

第五章合成高分子 第二节高分子材料第2课时功能高分子材料2合成橡胶1本节重点本节难点最新市场报告：2024年，全球市场轮胎总销量将达到27.5亿条，橡胶是汽车轮胎的主要原材料之一，用于制造轮胎的胎体、胎面、侧壁等部分大鹿化学橡胶三叶橡胶树天然橡胶类型一合成橡胶橡胶的分类天然橡胶的结构简式CH2CCCH3CH2Hn顺式聚异戊二烯天然橡胶天然橡胶类型一合成橡胶橡胶的分类杜仲树杜仲胶杜仲胶的结构简式HCCCH3CH2CH2n反式聚异戊二烯橡胶广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。仅每年制造汽车、飞机用的轮胎就要消耗大量的橡胶，天然橡胶无论是产量还是性能都远远不能满足需要合成橡胶类型二合成橡胶橡胶的分类合成橡胶早在20世纪初就已问世，20世纪40年代得到了迅速发展，其具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温和不易老化等优良性能，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活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)合成橡胶示例分析：顺丁橡胶合成过程CH2CCHCH2Hn

1，3-丁二烯催化剂顺丁橡胶HCH2CCHCH2n聚1，3-丁二烯合成橡胶示例分析：顺丁橡胶合成过程CH2CCHCH2Hn呈线型结构，分子链较柔软，性能较差CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2合成橡胶示例分析：顺丁橡胶合成过程SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS硫化剂(硫磺)CH2CHSSCHCH2CH2CHCHCH2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Br2水发生加成反应，因此，这类试剂瓶不适合使用橡胶塞解析：气球需要较高的弹性，硫化程度不宜过高，故A错误；医用乳胶手套需要较高的弹性，硫化程度不宜过高，故B错误；汽车外胎应具有弹性差、强度很大的特征，硫化程度较高时符合要求，故C正确；橡皮筋需要较好的弹性，硫化程度不宜过高，故D错误。【例1】橡胶是重要的工业原料，生胶的弹性好但强度较差，将其硫化后，强度增大但弹性减弱，且硫化程度越高，强度越大，弹性越差。在以下橡胶制品中，你认为硫化程度最高的是A.气球 B.医用乳胶手套C.汽车外胎 D.橡皮筋为了适应高科技产业对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料形状记忆高分子暴露于体温后恢复到原来的形状(多重曝光图像)罗切斯特大学的MitchAnthamatten等人开发的一种特殊的形状记忆高分子材料，仅靠体温就可以触发形状改变，而且还有很好的弹性能存储性能功能高分子材料高吸水性树脂可吸入自身质量数百倍的水思考：为什么这些由纤维素分子组成的物质具有吸水性呢？功能高分子材料高吸水性树脂发展历史人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发功能高分子材料高吸水性树脂结构分析纤维素的结构简式OHOHOHOHOHHOHHOHHOHH亲水基氢键纤维素链但是它们的吸水量只有自身质量的20~40倍，挤压后保有的水量也比较少思考：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?纤维素的分子结构吸水性不够好官能团亲水基团吸水性强弱顺序：—COO->—COOH>—OH纤维素显微结构示意图碳骨架亲水基团线型结构保水性不够好科学家是如何改进这种不足的呢？功能高分子材料高吸水性树脂两种思路改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团思路一羧酸根、羧基、羟基等示例分析淀粉(纤维素)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功能高分子材料高吸水性树脂两种思路合成新的带有强亲水基团的高分子思路二CH2CHCOOHNaOH交联剂引发剂CH2CHCOONanCH2CHCOONa聚丙烯酸钠(网状结构)高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压功能高分子材料高吸水性树脂吸水前吸水后大鹿化学思考：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?大鹿化学不同，高吸水性树脂——使其既吸水而又保水，橡胶——使其既有弹性又有强度应用1可用于婴幼儿使用的纸尿裤功能高分子材料高吸水性树脂的应用这项发明在1961年被美国《时代》周刊杂志评为“20世纪最伟大的100项发明之一”应用2功能高分子材料高吸水性树脂的应用可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤大鹿化学放在苗木根部的一些吸足了水的高吸水性树脂结构特点功能高分子材料归纳总结：高吸水性树脂①含有_________原子团的支链②具有_________结构强亲水性能够与水分子相互作用并吸水的基团由于氧原子有较高的电负性，它与氢原子形成的键具有较强的极性，使得羟基具有良好的水溶性羟基(-OH)由于氮原子上的孤对电子，氨基也有一定的氢键形成能力，有助于与水分子相互作用氨基(-NH2)羧基具有很高的电负性，有强烈的极性。羧基还可以通过羟基与水分子形成氢键，增加与水的相互作用，提高溶解性羧基(-COOH)结构特点功能高分子材料归纳总结：高吸水性树脂①含有_________原子团的支链②具有_________结构强亲水性网状能够与水分子相互作用并吸水的基团胺基类似于氨基，具有良好的水溶性，其亲水性稍逊于氨基胺基(RNH2—伯胺、R2NH—仲胺、R3N—叔胺)此外，还有一些其他的亲水基团，如醇基(-R-OH)、醚基(R-O-R1)等。这些基团可以与水分子形成氢键或范德华力等相互作用，从而增加与水的亲和力都要在反应中加入少量_________让_________结构变为_________结构交联剂线型网状功能高分子材料归纳总结：高吸水性树脂合成方法共同特点RO反渗透膜一般用高分子材料制成，如：醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜生活中，我们常常忽视了自己家中饮用水的卫生情况。而净水器作为一种高效环保的家居必备家电，可为我们提供了清洁可口的饮用水。分离原理功能高分子材料高分子分离膜

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、分离和浓缩的目的分类标准功能高分子材料高分子分离膜大小应用1功能高分子材料高分子分离膜的应用海水淡化和饮用水的制取应用2功能高分子材料高分子分离膜的应用血液透析应用3功能高分子材料高分子分离膜的应用其他人造血管人造皮肤人造心脏人造骨骼【例1】现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”，这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质，根据你的推测，这种特殊物质的结构可能是()A. B.C. D.[CCl2CCl2]nC嵊泗列岛海水淡化工程1．分子的组成和结构决定了分子的性质，是确定其应用领域的基础。下列说法错误的是A．聚乙烯塑料制品可反复加热熔融加工B．酚醛树脂可用作宇宙飞船外壳的烧蚀材料C．再生纤维与合成纤维均可由石油产品经聚合反应获得D．天然橡胶硫化后具有网状结构，增强了其强度与弹性【答案】C【详解】A．聚乙烯塑料制品可以反复加热熔融加工，属于热塑性塑料，故A正确；B．网状结构的酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃隔音材料和复合材料，可用于生产烹饪器具的手柄、一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料，故B正确；C．再生纤维指用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工为粘胶纤维、大豆蛋白纤维等，故C错误；D．天然橡胶为线型高分子，经硫化后转变成网状结构，性能提高，增加了它的弹性和强度，故D正确。答案选C。2．橡胶的硫化程度越高，强度越大，但弹性越差。下列橡胶制品中，硫化程度最低的是A．橡胶跑道 B．橡皮筋 C．皮鞋胶底 D．乳胶管【答案】B【详解】橡胶跑道、皮鞋胶底和乳胶管都不需要较好的弹性，硫化程度较高，而橡皮筋需要较好的弹性，硫化程度不能太高，所以硫化程度最低的是橡皮筋，故B正确；故答案为：B。3．医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应，快速黏合伤口，且黏合部位牢固，它的结构中含有a-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是

A．碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构B．氰基和酯基使碳碳双键活化，更易发生加聚反应C．医用胶中含有极性基团，故水溶性很好D．医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键【答案】B【详解】A．碳碳双键发生加聚反应形成线状结构，故A错误；B．氰基和酯基使碳碳双键的极性增大，更容易断键发生加聚反应，故B正确；C．该医用胶中的氰基和酯基具有强极性，但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂，故C错误；D．α-氰基丙烯酸酯，可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气，发生阴离子聚合实现固化，故D错误；故选：B。4．一种自修复高分子材料在外力破坏后能够复原，其结构简式和修复原理分别如图1和图2所示。下列说法正确的是A．该高分子材料不易溶于水

B．该高分子属于缩聚高分子C．该材料通过形成氢键完成自修复

D．该高分子材料耐酸碱腐蚀【答案】A【详解】A．该有机物分子中含有酯基，且无其他亲水基团，因此不溶于水，选项A正确；B．通过分析高分子结构可知其应该是加聚高分子，选项B错误；C．由图2可知，该高分子不能形成氢键，因此不是通过氢键完成修复，选项C错误；D．该高分子含有酯基，酯基与酸、碱均可反应，因此不耐酸碱腐蚀，选项D错误；答案选A。5．中国科学院大连化学物理研究所和西湖大学合作合成出一种新的高分子材料(如图所示，硫原子连接的波浪线代表键延长)。下列叙述错误的是A．X中的含氧官能团是酯基

B．X的水解产物之一是C．Y是线型结构高分子材料，具有热塑性

D．Y在碱性介质中能降解【答案】C【详解】A．由题干有机物X的结构简式可知，X中的含氧官能团是酯基

-COO-，A正确；B．由题干有机物X的结构简式可知，X分子中的3个酯基完全水解之后可知，X的水解