第二节　应用广泛的高分子材料教学实录与评析

学习目标

1．了解合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。

2．了解高分子结构对性能的影响。

3．了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

自主预习

合成材料的分类

1．合成材料的种类很多，按用途和性能可分为 _、____________和复合材料。

2．三大合成材料： 、合成纤维、 。

一、塑料

1．塑料的主要成分是__________，即合成树脂，例如 。根据塑料受热时的表现，可把塑料分为______ __（如 ）和 （如 ）。

2．常见合成材料 （1）聚乙烯

性质

相对分子质量

密度

有无支链

生成条件

用途

（2）酚醛树脂[来源:学优高考网gkstk]高压聚乙烯

高压、催化剂

低压聚乙烯

很少

低压、催化剂

①概念：酚醛树脂是用 _____（如 ）与____ _（如 ）在 或 的催化下相互 而成的高分子化合物。

②形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成______结构高分子；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______结构的酚醛树脂。

3．什么叫白色污染？白色污染的防治方法有哪些？

二、合成纤维

1

1．纤维的分类

2．合成纤维

定义：利用 ，再经 而制成的纤维。其原料本身 纤维。重要的合成纤维——“六大纶”是指： 、 、 、 、 、 、

性能：合成纤维具有 、 、 、 、 的优点，但在 、 等方面不如天然纤维。合成纤维中，维纶(聚乙烯醇)，被称为“ ”，其分子链上含有 ，所以具有较好的吸湿性。合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维—— ，它是由对苯二甲酸和乙二醇在催化的作用下生成的，写出聚酯纤维—涤纶的制备方程式。 。

三、合成橡胶

橡胶是一类具有 性的物质，天然橡胶无论在产量还是在性能上都不能满足需要。

1、

天然橡胶

结构简式为： 单体为： ；是 型高分子 ，经 后转化为 结构，增加了它的弹性和强度。

2．合成橡胶

（1）合成：顺丁橡胶以

为原料经

得到以顺式结构为主的 ，其结构简式为 ，然后再与硫磺等硫化剂混炼而成的。

合成聚1,3—丁二烯的反应方程式为： （2）性能：具有 、 、 、 、 、 、 等性能。

预习检测

1．下列物质中，不属于合成材料的是(

) A．塑料

B．蛋白质 C．合成纤维

D．合成橡胶

2．下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是(

) A．将废弃物切成碎片，填埋于土壤中 B．将废弃物焚烧

C．将废弃物倾倒于海洋中 D．将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油

3．下列关于聚乙烯的用途错误的是( ) 2

A．高压聚乙烯可做薄膜 B．低压聚乙烯可做桶

C．高压聚乙烯可做瓶 D．低压聚乙烯可做管

4．下列不属于合成纤维的是 ( ) A．涤纶 B．人造棉花 C．锦纶 D．羊毛

5．天然纤维的吸湿性优于合成纤维，合成纤维中吸湿性较好的是（ ）

A．聚丙烯纤维（丙纶）

B．聚酯纤维（涤纶）

C．聚乙烯醇缩醛纤维（维纶）

D．聚酰胺纤维（锦纶）

6．婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质．下列高分子中有可能被采用的是（ ）

合作探究

探究活动一：材料的分类

聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式为，它属于（ ）

①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物

A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②③④

【思考交流】[来源:学优高考网gkstk]

能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，其中材料是能源和信息发展的基础，尤为重要，常见的材料有哪些？怎样对它们进行分类？

【归纳整理】

3

【学以致用】

1．下列物质不属于新型有机高分子材料的是（ ）

A．高分子分离膜 B．液晶高分子材料 C．生物高分子材料 D．有机玻璃

2．下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是（ ）

A．有机高分子化合物称为高聚物或聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得

B．有机高分子化合物的相对分子质量很大

C．对于一块高分子材料，n

是一个正整数，因而它的相对分子质量是确定的

D．高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

探究活动二：有机高分子化合物的结构、性质

实践活动

1．分别将装有聚乙烯塑料碎片和电木碎片的试管放在酒精灯上缓缓加热，观察现象，冷却，观察现象。

2．从聚乙烯食品袋上剪下一条塑料薄膜，量出其长度，用力拉伸至接近断裂为止，再测其长度。

3．取一小段聚丙烯塑料绳，试一试在哪个方向上容易撕扯开。

【思考交流】

描述各实验的实验现象，试解释产生现象的原因。

【归纳整理】

1．塑料是由树脂和加工助剂构成的，塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，加工助剂也起重要作用．

2．热塑性塑料具有长链状的线型结构，如下图Ⅰ、Ⅱ。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，如下图Ⅲ，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。

4

结构

成一条很长的卷曲状态的“链”

溶解性

性能

特性

常见物质

【学以致用】

3．下列原料或制成的成品中，若出现破损不可进行热修补的是 (

) A．聚氯乙烯凉鞋

B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜

4．耳机线为什么总缠在一起？

探究活动三：酚醛树脂的合成

实验5-1：酚醛树脂的制取和性质

分组编号

Ⅰ

①苯酚+甲醛+浓盐酸实验步骤[来源:gkstk.Com][来源:gkstk.Com]线型高分子

分子中的原子以共价键相互连结，构体型(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

不溶，有些在有机溶剂里发生溶涨

具有热固性，受热不熔化

强度大、绝缘性好，有可塑性

酚醛树脂

可溶于有机溶剂

具有热热塑性，无固定熔点

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

聚乙烯塑料

Ⅱ

①苯酚+甲醛+浓氨水[来源:学优高考网]

产品外观

加热试验

酒精溶解

结构特点

【思考交流】

结构

结构

1．苯酚和甲醛如何相互缩合成高分子化合物？

5

2．尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂（电玉）。你能写出它们的结构吗？

【归纳整理】

1．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。

在碱性条件下：甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂(米黄色) 2．尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂（电玉）。

【学以致用】

5．酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出，下列有关叙述正确的是(

) A．酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂

B．酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂

C．两种条件下制得的都是线型酚醛树脂

D．两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂

6

6．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．聚丙烯塑料 探究活动四：合成纤维

下列说法正确的是(

) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

【思考交流】

1．人造纤维和合成纤维的区别

2．阅读课本109最后一段，了解制作衣服的纤维有什么要求？

【归纳整理】

1．人造纤维和合成纤维的区别

化学纤维类别

人造纤维

蔗渣、短棉、木材等）

石油、天然气、煤和农合成纤维

副产品

2．衣服柔软贴身要求：聚合物为无支链或无较大支链的线型分子，易围绕单健健轴旋转运动的线状分子链互相缠绕，使纤维柔软有弹性。

衣服结实耐穿要求：高分子链在拉伸方向上的取向局部链段有序排列，增大分子链间的吸引力。

【学以致用】

7．奥运吉祥物福娃外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维,下列说法不正确的是

（ ）

A．羊毛与聚酯纤维可以用燃烧的方法区别

B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解

C．纯羊毛不是纯净物 D．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同

8．下列说法中正确的是 （ ）

A．天然纤维就是纤维素

B．合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品

7

B．聚氯乙烯塑料 C．酚醛塑料

D．聚苯乙烯塑料

原料

天然纤维（如芦苇、甘合成方法

加工处理

例如

人造丝

聚合反应

“六大纶”

C．化学纤维的原料部可以是天然纤维

D．生产合成纤维的过程发生的是物理变化

探究活动五：合成橡胶

橡胶是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理，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

【思考交流】

橡胶中硫化剂的作用是？列举几种常见的合成橡胶，及其性能。

【归纳整理】

橡胶中硫化剂的作用：打开橡胶分子中的碳碳双键，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。但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。即硫化程度越高，强度越高，但弹性降低。相比而言，合成橡胶一般具有高弹性、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。

【学以致用】

9．丁腈橡胶成丁腈橡胶的原料是 (

)

具有优良的耐油、耐高温性，合

A．③⑥

B．①②

C．①③

D．④⑤

10．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法中错误的是(

) ①高分子化合物的相对分子质量都很大

②纯净的淀粉属于纯净物

③有机高分子的结构分为线型结构和体型结构

④线型高分子具有热固性

⑤高分子材料一般不易燃烧

A．④⑤

B．①③ C．②⑤

D．②④⑤

11．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，它的结构应是(

) 8

1．下列说法不正确的是（

）

A．聚乙烯制成的塑料可以反复加热熔融，是热塑性材料

B．用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构，不溶于任何溶剂

C．在制备高吸水性树脂时要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂

D．通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成洗涤剂

2．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法正确的是

A．高分子化合物的相对分子质量都很大

B．纯净的淀粉属于纯净物

C．线型高分子具有热固性

D．高分子材料都不易燃烧

3．下列关于合成材料的说法中，不正确的是

A．塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料

B．聚氯乙烯可制成薄膜、软管等，其单体是CH2===CHCl C．合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇

D．合成顺丁橡胶()的单体是CH2===CH—CH===CH2

4．丁腈橡胶丁腈橡胶的原料是(

) 9

具有优良的耐油、耐高温功能，合成

A．③⑥

B．②③

C．④⑤

D．①③

5．硅橡胶是一种医用高分子材料，用于人造心脏、人造肌肉、人造皮肤等。它具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度，而且易于加工、消毒。硅橡胶是一种耐高温橡胶，它是由二甲基二氯硅烷经过两步反应制得：

，

其合成过程中涉及的反应类型分别是(

) ①水解反应

②加成反应

③加聚反应

④缩聚反应

A．①③

B．①②

C．②④

D．①④

6．某高分子化合物的结构简式为，下列有关叙述正确的是

A．其单体是CH2＝CH2和HCOOC2H5

B．它是缩聚反应产物

C．其链节是CH3CH2—COOC2H5

D．其单体是CH2＝CH—COOC2H5

7．（1）肉桂酸甲酯由C、H、O三种元素组成，质谱分析其分子的相对分子质量为162，核磁共振氢谱谱图显示有6个峰，其面积之比为1︰2︰2︰1︰1︰3 ，利用红外光谱仪检测其中的某些基团，测得红外光谱如图：则肉桂酸甲酯的结构简式是

_______（不考虑立体异构）。

10

（2）有机玻璃聚丙烯酸甲酯的结构简式为，写出其单体____________；若聚合度n为3000，求有机玻璃的相对分子质量为________；

（3）制备酚醛树脂的化学反应方程式：_________________________________；

（4）与足量NaOH溶液的反应方程式：

______________________________________________________________。

（5）发生反应生成八元环状物质的反应方程式：

_______________________________________________________________；

通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。

自评：

本节学习中的问题与思考：

师评：

年 月 日

11