第二节　应用广泛的高分子材料优质公开课教案

第二节 应用广泛的高分子材料

一、教学目标

1.知识与技能

明确合成高分子化合物的结构特点；

理解高分子化合物的结构与性质的关系。

2.过程与方法

联系生活实际，从身边常见的物质入手，了解高分子合成材料的分类及主要用途，举例说明合成高分子的组成与结构特点。

3.情感、态度与价值观

通过了解治理“白色污染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，培养环境保护意识。

二、教学重点

高分子化合物结构与性能之间的关系 三、教学难点

以典型实例说明高分子结构对性能的影响。

四、教学过程

【新课导入】

塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。在科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，也成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。你了解“三大合成材料”的结构和性质吗？

【新课讲授】

一、塑料

1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

树脂和塑料的关系：

树脂就是指还有跟各种添加剂混合的高聚物，如是聚乙烯树脂，是聚丙烯树脂。

塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分为是树脂。有时这两个名词也混用，因为有些塑料基本上是由树脂所组成的，不含或少含其他添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。

2．塑料的主要性能

热塑性：树脂为线型结构，有热塑性。

热固性：树脂为体型结构，有热固性。

3．几种常见塑料的性能和用途

名

称

性

能

机械强度好，电绝缘性好，耐化聚丙烯

学腐蚀，质轻，无毒

耐油性差，低温发脆，容易老化

电绝缘性好，透光性好，耐水、聚苯乙烯

耐化学腐蚀，无毒

室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差

聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）

透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易加工

耐磨性较差，能溶于有机溶剂

用

途

可制薄膜、日常用品、

管道、包装材料等

可制高频绝缘材料，电视、雷达部件，医疗卫生用具，合成纤维、涂料，还可制成泡沫塑料用于防震、防湿、隔音、包装垫材等

可制飞机、汽车用玻璃，光学仪器、医疗器械等

可作电工器材、汽车部件、涂酚醛塑料

（俗称电木）

绝缘性好，耐热，抗酸

料、日常用品等，用玻璃纤维增强的酚醛塑料可用于宇航领域

耐低温、高温，耐化学腐蚀，耐溶剂性好，电绝缘性好

可制电器、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、耐低温的制品

聚四氟乙烯

4．简介几种具有特殊用途的塑料

工程塑料、增强塑料、改性塑料等。

【思考题】合成高分子材料的结构和性能有什么关系？

提示：结构决定性能，线型结构具有热塑性，网状(体型)结构具有热固性。

二、合成纤维

1．纤维的分类

2．“六大纶”的性能和重要用途

“六大纶”都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，而且每一种还具有各自独特的性能。它们除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，锦纶可制衣料织品、降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。

3．几种具有某些特殊性能的合成纤维

芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。

三、合成橡胶

1．橡胶的分类

2．合成橡胶的性能和主要用途

合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

3．使用合成材料的负面作用及对策

合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一

些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。目前，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。

【思考题】橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化，其目的是什么？

提示：

硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键，以—S—S—键将橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性，又有强度的橡胶。

【小结】

1.问题导思

（1）常见的有机高分子化学反应有哪些？

提示：降解

橡胶硫化

催化裂化

（2）盛放酸性KMnO4溶液或溴水的试剂瓶，为什么不能使用橡胶塞？

提示：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。

（3）聚氯乙烯塑料为线型结构，推测其具有什么性质？

提示：热塑性。

2． 高分子化合物的结构与性质

线型高分子

分子中的原子以共价键相互联结，构成一条很长的卷曲状态的“链”

体型(网状)高分子

分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

具有热固性，受热不熔化

结构

溶解性

性能

特性

常见

物质

能缓慢溶解于适当溶剂

具有热塑性，无固定熔点

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

【反馈练习】

1．下列物质不属于合成材料的是(

) A．人造纤维

B．顺丁橡胶 C．有机玻璃 D．锦纶纤维

2．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

3．下列高分子材料中，属于体型结构的是(

) A．有机玻璃 B．硫化橡胶 C．聚氯乙烯 D．聚乙烯

4．下列说法正确的是(

) A．合成纤维和人造纤维统称为化学纤维

B．聚氯乙烯是热固性塑料

C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末

D．对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中

5．温室效应引起国际的关注，我国也积极应对，采取措施。中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法合理的是(

) A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的

B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体

C．聚二氧化碳塑料的使用也会产生白色污染

D．聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物

6．下列对于废弃塑料制品的处理方法中最有前景的是(

) A．积极寻找纸等纤维类制品替代塑料

B．将废弃物焚烧

C．将废弃物填埋或倾倒于海洋中

D．将废弃物用化学方法加工成防水涂料与汽油

7．卤代烃分子中的卤原子与活泼金属阳离子结合，发生下列反应：

乙醇溶液R—X＋2Na＋X—R′――→R—R′＋2NaX 乙醇溶液R—X＋NaCN――→R—CN＋NaX 根据下列物质的转化关系，回答下列问题：

加聚

加聚C2H3Cl――→B――→D (一种合成纤维)――→C――→F

(一种合成橡＋KCN

＋Na

＋HCl加聚胶)――→A――→E (一种合成塑料) HgCl2，△

(1)A的分子式是________，E的结构简式是________。

(2)B→D的化学方程式(不必注明反应条件) ______________________________________________________________。

(3)C→F的化学方程式(不必注明反应条件) ______________________________________________________________。

【答案】

(1)CH≡CH

一定条件(2)nCH2===CH—CN――→CH2—CHCH2—CHCl CN

催化剂(3)nCH2===CH—CH===CH2――→CH2—CH===CH—CH2