第二节　应用广泛的高分子材料优质课教案设计

第五章

第二节

应用广泛的高分子材料

教

知识

技能

学

过程

方法目

通过“三大合成材料”的实例，分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途

了解“三大合成材料”典型代表物的有关聚合反应，聚合物的结构、性能特点。

的

情感

通过活动课研究、学习治理“白色污染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会

价值观

责任感，培养环境保护意识。

重

点

难

点

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

第二节 应用广泛的高分子材料

一、塑料

1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

知

识

结

构

与

板

书

设

计

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

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。

二、合成纤维

1．纤维的分类 2．“六大纶”的性能和重要用途

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

3．使用合成材料的负面作用及对策

教学过程

备注

［引入］人工合成高分子化合物的成功为人工合成材料开辟了新的道路，改变了只能依靠天然材料的历史。合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料；功能高分子材料和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最为广泛。

第二节 应用广泛的高分子材料

［讲］合成材料的品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料(包括塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等)；功能高分子材料(包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高

1

吸水性树脂等)和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛 一、塑料

1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

［讲］塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如提高柔韧性的增塑剂，改进耐热的热稳定性，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料的着色剂等。

［讲］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。

［讲］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。

［讲］聚乙烯塑料无臭、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达-100℃，化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的侵蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。

实验探究线型结构和网状（体型）结构两类有机高分子的性质

1．高分子材料在溶剂中的溶解

首先组织同学观察实验：

2

现象：

结论：线型高分子能溶解在适当的溶剂里，溶解过程缓慢，而体型高分子难于溶解，但有一定程度的胀大。

2．实验探究高分子材料在不同温度下的性能

（1）组织学生观察实验：

（2）用稍加热的铁锯条或用电烙铁，垫上玻璃纸对塑料袋进行封口的实验，封口时塑料受热熔融，冷却后粘接，说明线型高分子材料具有热塑性。

（3）用废酚醛塑料炊具把手、插销（深色，即电木）的碎末或废脲醛树脂（浅色）的插销、插座的碎末做受热熔融实验。

结论：受热熔化，冷却固化，加热又熔化，这就是线型高分子的热塑性，利用这个性质可将热塑性高分子加工成各种形状。

而体型高分子受热不会熔化，温度更高时，体型高分子的化学键出现断裂，高分子结构就被破坏，所以体型高分子具有热固性，一经加工成型后就不再受热熔化。

3

3．几种常见塑料的性能和用途

［演示实验5-1］酚醛树脂的制备及性质

1、在试管中加入2克苯酚，3 mL 质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在沸水浴中加热。

2、当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，注意观察并记录实验现象

3、待试管冷却至室温，向试管中加入适量乙醇，观察树脂是否溶解

4、再把试管放在热水浴中加热，观察树脂是否溶解

醋酸树脂的制备原理：

［思考与交流］为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？

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。

［小结］通过以上的学习我们可以知道，合成高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链性结构和网状结构(也称为体型结构) 二、合成纤维

1．纤维的分类

［投影］

［讲］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。

2．“六大纶”的性能和重要用途

涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)、锦纶、腈纶、丙纶、维纶(聚乙烯醇、人造棉花)和氯纶。

［投影］涤纶的制备原理：

［讲］“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

［投影］

4

［讲］合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。

［投影］顺丁橡胶的制备原理：

2．合成橡胶的性能和主要用途

［讲］相比而言，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

［讲］一些塑料制品所带来的“白色污染”。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。

［小结］这节课我们主要了解高分子合成材料的分类及主要用途。

教学回顾：

塑

料

1．下列关于塑料的说法中，正确的是(

) A．聚乙烯塑料的单体是乙烯，所以聚乙烯塑料是纯净物

B．塑料不都是经过人工合成制成的

C．酚醛树脂塑料可以用作绝缘和隔热材料

D．只有热塑性高分子材料才可能是塑料

解析：选C。对于一块高分子材料，是由含有单体数目不等的高聚物分子组成的，因此不是纯净物，而是混合物，A错误；塑料属于合成材料，都是经过人工合成制成的，B错误；具有网状结构的酚醛树脂不导电、不导热、受热也不能软化或熔融，因此可以用作绝缘和隔热材料，C正确；塑料具有热塑性与热固性之分，D错误。

2．PBT是最坚韧的工程热塑性材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性，其结构简式为

，下列叙述错误的是(

) A．PBT具有热固性，受热不熔化

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B．PBT的单体是对苯二甲酸和丁二醇

C．由单体合成PBT的反应属于缩聚反应

D．1 mol PBT与NaOH溶液反应时，最多可消耗2n mol NaOH 解析：选A。根据PBT的结构简式可知该高分子化合物属线型结构，具有热塑性，A项错误；合成PBT可由单体通过缩聚反应而生成；如果1 mol PBT完全水解则生成n

mol 液反应时可消耗2n mol NaOH，B、C、D项正确。

和n

mol ，与NaOH溶3．聚苯乙烯的结构简式为，试回答下列问题：

(1)聚苯乙烯的链节是__________，单体是__________；

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该聚合物的聚合度n为________；

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：它________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有________(填“热塑”或“热固”)性。

平均相对分子质量52 000解析：(2)n＝＝＝500。(3)线型高分子具有热塑性，易溶于有机溶剂。

104链节的相对质量答案：(1)

(2)500

(3)能

热塑

知识点二

合成纤维

合成纤维

1．舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压强、足够的氧气、适宜的温度和湿度，航天服还要具有足够的强度，防止辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害，保证航天员的工作能力；航天服还能提供可靠有效保障及遥测通信保障等。制作这种航天服的材料以氨纶和尼龙为主。其中尼龙-1010的结构简式如下所示：

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下列有关尼龙-1010的说法正确的是(

) A．尼龙-1010是通过加聚反应制成的

B．尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C．尼龙-1010是通过缩聚反应制成的

D．制作舱外航天服的材料要质轻，方便航天员在舱外行走

解析：选C。尼龙-1010分子结构中含有若干肽键，因此它是通过缩聚反应制成的，A项错误、C项正确；合成尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH，B项错误；由于舱外航天服是航天员在太空失重的情况下穿的，不需要考虑选轻质材料，D项错误。

2．耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是聚合物耐纶分子中的重复结构单元片段：

请据此回答：

(1)合成耐纶的单体有________种。

(2)具有碱性的单体的结构简式________________________________________________________________________。

(3)合成耐纶的反应类型为________反应。

解析：耐纶分子中含有肽键—NH—C—O，从肽键中N—C 键处断开补加氢原子和羟基即得到单体，分别为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH。

答案：(1)2

(2)H2N(CH2)6NH2

(3)缩聚

合成橡胶

3．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构简式应是(

)

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解析：选C。由于合成的是无机耐火材料，把握“无机”二字，即分子中没有碳、氢原子即可得出答案。

4．新型的合成材料“丁苯吡橡胶”，其结构简式为

它是由三种单体________________、________________和________________经________反应而制得的。

解析：首先分析高分子链中的主链的结构简式，该合成材料是由不饱和的单体发生加聚反应而形成的，然后再将高分子链节(即重复结构单元)断开成三段：

答案：CH2===CH—CH===CH2

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重难易错提炼

1.高分子材料

(1)分类：①按结构——线型结构、支链型结构和体型结构；

②按性质——热塑性和热固性。

(2)三大合成材料——塑料、合成纤维和合成橡胶。

2.塑料

(1)热塑性塑料——聚乙烯、聚氯乙烯等。

(2)热固性塑料——酚醛树脂等。

3.合成纤维

(1)原料：石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得的单体。

(2)种类——六大纶：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。

4.合成橡胶

(1)原料：石油、天然气作原料制得的二烯烃和烯烃为单体。

(2)种类——通用橡胶和特种橡胶。

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