第二节　应用广泛的高分子材料教学设计一等奖

第二节

应用广泛的高分子材料

学习目标

1. 了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系。

2. 了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。

3. 进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能、加聚和缩聚反应的书写。

学习过程

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。

一、塑料

1. 塑料的成分：塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂。

2. 塑料的分类：塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。

3. 常见的两种塑料：聚乙烯和酚醛树脂。

4. 塑料和树脂的区别：[来源:学_科_网] (1)塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料等助剂所组成的，其主要成分是树脂。

(2)树脂是指人工合成的、未经加工处理的聚合物。

(3)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的作用。

5. 几种塑料的性质与用途

名称

结构简式

单体

性能

机械强度好、电绝缘聚乙烯

CH2===CH2

性好、耐化学腐蚀、质轻、无毒、耐油性差、易老化

机械强度好、电绝缘聚氯乙烯

CH2===CHCl 性好、耐化学腐蚀、耐水、有毒

绝缘性好、耐热、抗酚醛塑料

透光性好、质轻、耐有机玻璃

二、合成纤维与合成橡胶

1. 合成纤维：

水、耐酸、耐碱、抗霉、易加工、耐磨性较差

酸

排水管、凉鞋、雨衣、化工厂容器贮槽

可作电工器材、汽车部件、涂料日常用品等

可制飞机、汽车用玻璃、光学仪器、医疗器械等

用途

饮料纸盒涂层、导线绝缘层、薄膜、包装桶等

(1)纤维的分类：

(2)六大纶：六大纶包括涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。“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。合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，其制备原理是：

（3）人造纤维和合成纤维的比较：人造纤维的主要原料是天然高分子化合物，主要是纤维素；而合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品——气态或液态烃及其衍生物，是小分子化合物。人造纤维的主要生产目的是改变天然高分子化合物的性能，如醋酸纤维比纤维素难燃烧。合成纤维的生产目的是把非纤维状物质转变为纤维状的物质。

2. 合成橡胶：

(1)橡胶的分类：

(2)合成橡胶：

①原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。

②性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。

(3)几种常见的合成橡胶：

名称

顺丁橡胶

单体

CH2===CH—CH===CH2

结构简式

丁苯橡胶(SBR)

氯丁橡胶(CBR)

例题

聚酰胺-66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：

H2OH2已知反应：R—CN―H―+→R—COOH，R—CN―Ni―→R—CH2NH2

(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为________________________。

(2)D的结构简式为_________________；①的反应类型为____________。

(3)为检验D中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及________________________。

(4)由F和G生成H的反应方程式为________________________。

答案：(1)CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO(2)ClCH2CH2CH2CH2Cl

取代反应(3)稀HNO3、AgNO3溶液

(4)

当堂检测

1. 尼龙-66是一种重要的合成纤维，它是由己二酸和己二胺[H2N—(CH2)6—NH2]以相等的物质的量在一定条件下聚合而成的，下列叙述中不正确的是(

)

A. 尼龙-66的结构简式是：B. 合成尼龙-66的反应属于缩合聚合反应

C. 合成尼龙-66的反应基础是酯化反应

D. 尼龙-66的长链结构中含有肽键

2. 塑料制品废弃物会严重污染环境，俗称为“白色污染”，为了防止这种污染，有一条途径是将合成的高分子化合物重新变成小分子化合物。目前对结构为

的高分子材料已成功地实现上述处理。试分析若用CH3OH来处理它，下列物质中不能得到的有机物是(

)

3. 如图所示的某聚酰胺树脂是波音飞机材料中的一种，具有较好的导热性、耐水性。则下列说法正确的是(

)

A. 碳纤维复合材料比普通材料性能更优越

B. 复合材料是未来材料发展的趋势，因此应该停止金属材料的研究

C. 该树脂中所有原子共平面

D. 该树脂可由单体和通过加聚反应制的

4. (1)两种或两种以上单体的聚合反应叫共聚反应，如乙烯与异戊二烯的加成聚合反应：，写出的量之比1∶1发生加成聚合反应的化学方程式：___________。

(2)氯丁橡胶的化学结构可表示为____________，单体为____________。

与CH3—CH===CH2按物质，则其链节为5. 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为___________________________________________。

(3)合成耐纶的反应称为________反应。

参考答案

1.C 解析：尼龙-66是HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2通过成肽反应缩聚而成的高分子化合物，分子中含有肽键(2.C 解析：构成此高分子材料的单体为乙二醇和对苯二甲酸，故得不到苯；用CH3OH处理后得到的单体或片段中有—COOH，则和CH3OH形成酯

3.A 解析：碳纤维复合材料比其他普通材料性能更优越，A正确；不可能停止金属材料的研究，B错误；该聚酰胺树脂分子中的N原子与周围的原子成三角锥构型，C错误；该聚酰胺树脂是由单体通过缩聚反应制得，D错误

)，在一定条件下可以发生水解

4. (1) （2）—CH2—CCl===CH—CH2—

CH2===CCl—CH===CH2

解析：若单体为含1个双键的有机物，则加聚时此双键打开，形成链节为2个碳原子的主碳链，若单体为含2个双键的有机物(如二烯烃)，加聚时2个双键均打开，但在2个双键的中间位置又形成一个新的双键，因此形成链节为

4个碳原子的主碳链，且此主碳链上还有双键。若是不同分子间的加聚，将上述两种情况综合起来即可

5. (1)2

(2)H2N(CH2)6NH2

(3)缩聚

解析：耐纶分子中含有肽键和HOOC(CH2)4COOH

，从肽键中N—C键处断开补加氢原子和羟基即得单体，分别为H2N(CH2)6NH2