第二节　应用广泛的高分子材料教学实录及点评

选修5《有机化学基础》

第二节 应用广泛的高分子材料

教学目标

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．了解合成高分子化合物的结构特点：线型结构、支链型结构、网状结构(体型结构)。

以及高分子结构对性能的影响。

3. 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。

4.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

2课时

教学过程

【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

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。

2．塑料的分类

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。

[设疑]为什么两种塑料的特性不同呢? 高分子结构对其性能有何影响？

热塑性塑料具有长链状的线型结构。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，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型

3．几种常见塑料的结构、性能和用途

①聚乙烯

［讲述］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。聚乙烯具有极其广泛的用途，有高压聚乙烯和低压聚乙烯之分。

合成条件

分子结构类型

有无支链

高分子链长短

相对分子质量

[思考]为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢？

第一：高分子相对分子质量越高，高分子之间的作用力越大；第二：高压聚乙烯带有长短不一的支链（低压聚乙烯少有或没有支链，作用力大），支链结构有碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比低压聚乙烯低，熔点和密度也就越低。

名

称

性

能

用

途

高压聚乙烯

高温高压引发剂

支链型

有长短不一的支链

相对较短

较低

低压聚乙烯

较低压力催化剂

线型

少有或没有

相对较长

较高

聚

丙

烯

机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质轻，可制薄膜、日常用品、

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、耐化学腐蚀，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、涂料、绝缘性好，耐热，抗酸

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

聚苯乙烯

无毒

室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差

聚甲基丙烯

透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易酸甲酯（有机玻璃）

酚

醛

塑

料

（俗称电木）

加工

耐磨性较差，能溶于有机溶剂

聚四氟乙烯

酚醛树脂

酚醛树脂的制备原理：

n

+nHCHO + nH2O

［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？

在碱性条件下，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅发生在邻位，还可发生在对位，从而得到网状结构的酚醛树脂。

二、合成纤维

1．纤维的分类

写出制取尼龙-66和涤纶的方程式

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、碳纤维等

三、合成橡胶

1．橡胶的分类

天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，它的单体是什么?写出结构简式

天然橡胶单体: 天然橡胶: ［思考与交流］天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？

［思考与交流］天然橡胶具有良好的弹性，但强度较差。有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？

用硫化措施使线型结构的双键发生加成反应后变为相互交联的体型结构。

2．合成橡胶的性能和主要用途

介绍几种常见的合成橡胶：丁苯橡胶，顺丁橡胶等

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.橡胶制品的防老化

老化是指高分子材料在加工、贮存和使用过程中，物理、化学性质及力学性能发生不可逆的坏变的现象。热、光、辐射和与腐蚀性物质接触，都会导致高分子材料的老化，塑料的变脆

也是典型的老化现象。通常人们在材料中加入一些稳定剂来缓解材料的老化。例如，在橡胶制品中加入炭黑就可以挡住光对材料的辐射，从而减缓橡胶的老化。

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。

【板书设计】 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

2．塑料的分类和主要性能

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．几种常见塑料的结构、性能和用途 二、合成纤维

1．纤维的分类

2．“六大纶”的性能和重要用途

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.橡胶制品的防老化