第二节　应用广泛的高分子材料教学实录

第五章 进入合成有机高分子化合物的时代

第二节

应用广泛的高分子材料

教学目标

【知识与技能】

1、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。

2、高分子结构对性能的影响。

【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，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。

【情感、态度与价值观】

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，树立社会责任感，培养环境保护意识。

教学重点

高分子化合物结构与性能之间的关系

教学难点

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

课时安排

1课时

教学过程

【引入】师：

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。

【板书】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

【说明】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。

【板书】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，耐化学腐蚀，质轻，无毒

耐油性差，低温发脆，容易老化

用 途

可制薄膜、日常用品、

管道、包装材料等

聚

丙

烯

聚苯乙烯

可制高频绝缘材料，电视、电绝缘性好，透光性好，雷达部件，医疗卫生用具，合成耐水、耐化学腐蚀，无毒

纤维、涂料，还可制成泡沫塑料室温下硬、脆，温度较高用于防震、防湿、隔音、包装垫时变软，耐溶剂性差

材等

透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易加工

可制飞机、汽车用玻璃，光耐磨性较差，能溶于有机学仪器、医疗器械等

溶剂

绝缘性好，耐热，抗酸

可作电工器材、汽车部件、涂料、日常用品等，用玻璃纤维增强的酚醛塑料可用于宇航领域

聚

甲

基

丙烯

酸

甲

酯（有机玻璃）

酚

醛

塑

料

（俗称电木）

聚四氟乙烯

可制电器、航空、化学、医耐低温、高温，耐化学腐药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高蚀，耐溶剂性好，电绝缘性好

温、耐低温的制品

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。

【板书】二、合成纤维

1．纤维的分类

【板书】2．“六大纶”的性能和重要用途

师：“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。

【板书】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。

【板书】三、合成橡胶

1．橡胶的分类

2．合成橡胶的性能和主要用途

师：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

师：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。

【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。

第三节

功能高分子材料

教学目标

【知识与技能】

1、举出日常生活中接触到的新型高分子材料。

2、认识到功能材料对人类社会生产的重要性。

【过程与方法】

利用上网查询，从历史的角度体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影，对化学科学发展的进程有所认识，培养用科学的方法发现问题，认识问题的意识。

【情感、态度与价值观】

扩大知识面，激发对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心。

教学重点

功能高分子结构与性能之间的关系

教学难点

功能高分子材料和复合材料的结构对性能的影响

课时安排

1课时

教学过程

一、复习上节课学习的内容：——三大合成材料

三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡胶。

二、新知识点讲解：

【引入】师：材料的重要性：

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑。当今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料，医用高分子材料，隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。这些新型有机高分子材料在我们的日常生活、工农业生产和尖端科学技术领域中起着越来越重要的作用。

【板书】第三节

功能高分子材料

一、功能高分子材料：

1．功能高分子材料的涵义：

功能高分子材料是指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。

2．几种功能高分子材料：

（1）高吸水性材料——亲水性高聚物（分子链带有许多亲水原子团）

师：高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。又如，婴儿用的“尿不湿”可吸入其自身重量约几百倍的尿液而不滴不漏，可以保证婴儿夜晚安睡和白天的活动。

（2）高分子分离膜：

①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。

②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。

③应用：物质分离

（3）医用高分子材料：

①性能：优异的生物相溶性；很高的机械性能。

②应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。

（为拓展学生的知识面，下面再介绍另外一类新型高分子材料）

【板书】二、复合材料：

1．复合材料的涵义：

复合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，其他材料作为增强剂。

2．优异的性能

强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀，在综合性能上超过了单一材料。

3．应用

宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。

【过渡】通过以上所举的例子，我们认识到功能材料对我们日常生活和人类社会生产的重要性，那么，有机高分子材料的发展趋势是怎么样的呢？

三、有机高分子材料的发展趋势

对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。

与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展。

【小结】1．功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用

材料名称

概 念

功能高分子材料

既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料

不同的功能高分子材料，具有不同的特征性质

用于制作高分子分离膜、人体器官等

复

合

材

料

两种或两种以上材料组成的新型材料，分基体和增强剂

一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能

用于汽车工业、机械工业、体育用品、航空航天、人类健康等

性 能

应 用

2．膜分离的工业应用

金属工艺

金属回收，污染控制

余热回收，药剂回收，污染控制

代替蒸馏，纤维回收，污染控制

净化，浓缩，消毒，副产品回收

有机物除去或回收，药剂回收再利用

人造器官，血液分离，消毒，水净化

海水、苦咸水的淡化，废水处理

淡水供应，医院污水净化

纺织、制革

造 纸

食品、生化

化学工业

医药保健

水处理

国 防

3．

医用高分子及用途

人造心脏

人造血管

人造气管

人造肾

人造鼻

人造骨、关节

人造肌肉

人造皮肤

硅橡胶、聚氨酯橡胶

聚对苯二甲酸乙二酯

聚乙烯、有机硅橡胶

醋酸纤维、聚酯纤维

聚乙烯 有机硅橡胶

聚甲基丙烯酸甲酯

硅橡胶和绦纶织物

硅橡胶、聚多肽

人造角膜、肝脏，人工红血球、人工血浆、食道、尿道、腹膜