第二节　应用广泛的高分子材料教学设计一等奖

《用途广泛的高分子材料》教案

第一课时 塑料

一、课程标准分析

用途广泛的高分子材料第一课时围绕塑料的结构和性质展开，该部分内容在《普通高中化学课程标准（2017版）》中属于选修五有机化学基础主题3：生物大分子及合成高分子，在课程标准中对塑料的内容作了如下要求：

内容要求：1、合成高分子：认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域的应用。

二、学情分析

学生已具有高分子化合物的一些基本概念,本节内容以聚乙烯、酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯与顺丁橡胶为典型代表物介绍三大合成材料---塑料、合成纤维与合成橡胶的概貌。这部分内容与生产、生活和科技发展联系比较紧密，贴近学生的生活。

三、教材分析

本节在了解了高分子化合物的一些基本概念后，分别以聚乙烯、酚醛树脂、聚对笨二甲酸二乙酯与顺丁橡胶为典型代表物介绍了三大合成材料-塑料、合成纤维与合成橡胶的概貌，这部分与生产、生活和科技发展联系较为紧密，贴近学生的生活。在介绍聚合物个例时，贯穿一条主线-结构决定性质，性质决定用途。浅显的介绍高分子化合物的线型、支链型与网状结构，并以高压与低压聚乙烯为例，说明高分子作用力及其对性能的影响，对比聚乙烯与酚醛树脂的结构，说明线型结构与网状结构高分子性能的差异，通过线型高分子结构的涤纶与网状结构的顺丁橡胶的学习，可进一步查明结构决定性质的观念。

四、教学重难点

重点：通过“三大合成材料”的个例，分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。

难点：高分子结构对性能的影响。

五、教学法

讲授法、讨论法、实验

六、教学过程

新课导入

教师活动

从某种角度上来说，人类文明发展的历史也是材料文明的发展历史，人类文明的发展经历的石器时代、瓷器时代、青铜时代，铁器时代都是以材料为标志来命名的，接下来是不是进入了高分子时代呢？

我们以货币与材料的发展为例，早期人类采取以物易物，货币是羊皮，兔子等生物材料，后来贝壳作为货币也就无机非金属材料，再后来金银铜货币出现，标志着货币发展到金属材料时代，而学生活动

聆听，感受情境。

设计意图

以材料的发展引入，让学生体会材料的发展与化学学科及社会发展的关系。

了解高分子材料

白色污染问题导入

认识塑料

现在，货币发展为银票纸币和银行卡，这些货币都是高分子材料。

高分子化合物从来源角度分为：天然高分子化合物和合成高分子化合物。合成高分子化合物按照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，其中合成高分子材料中的塑料、合成纤维和合成橡胶是“三大合成材料”，应用最为广泛。

通过资料卡片简单了解一下高分子化合物的命名。

1.天然高分子材料：习惯专有名词，如纤维素、淀粉、蛋白质等。

2.合成高分子材料: 如果是由一种单体聚合成的高聚物，一般在单体名称前加上“聚”字，如聚乙烯、聚丙烯等。

如果是由两种单体聚合成的高聚物， ①在两种单体前加聚，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 ②在两种单体名称后加上树脂，如酚醛树脂、脲醛树脂等。

树脂最早指天然树脂是植物渗出来的无定形半固体或固体有机物，后用来指是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物。

合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”如乙丙橡胶 合成纤维的名称后面常用“纶”，如涤纶，腈纶。 高分子材料的广泛应用，也伴随产生了环境问题，如白色污染。

6月5日是世界环境日，2018年的主题是塑战速决。

那在日常生活中白色污染是怎么形成的，那么我们来看一下晚间新闻的报道：一只塑料袋的漂流

通过这个视频你有什么感受？

***提出绿水青山就是金山银山，我们如何合理地应用塑料，治理白色污染，带着这个问题，我们学习塑料的知识。

阅读课本104-105页的内容，找出塑料的主要成分和分类。

1、主要成分: 合成树脂 + 加工助剂

塑料的主要成分是合成树脂，还需添加各种加工助剂，为什么要加入加工助剂，请同学们通过实例来说明一下。

2、塑料的分类，按照塑料的性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料，按照其结构可以分成线性结构、支链型结构和网状（体型）结构。在有机化合物学习中我们强调结构决定性质，具体看一下在塑料的分类中是如何体现结构决定性能的？

热塑性塑料是指反复加热融化加工的塑料。

了解高分子材料本节侧重于的分类和命名。

学生了解高分子材料的分类及用途。

观看视频，引发思考。

用新闻视频引起学生关注环境问题，引发其思考白色污染的成因及治理。

学生阅读课本，找出塑料的组成及分类。

聚乙烯是一种无色、硬质、耐热差的材料，为了改善它的性能，提高其使用价值，为了提高聚氯乙烯的柔韧性加入增塑剂，为了提高它的耐热通过自主学习，了解塑料的相关知识。

通过塑料的分类方法，体会结构决

聚乙烯

酚醛树脂

这种塑料具有长链状的线型结构，链间只有微弱的分子间作用力。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，为可逆过程。常见的热塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。 热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型。 分子链间形成共价键，产生化学交联，形成紧密的网状(体型) 结构，是不可逆的化学反应。在加工后并不会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。 常见的热固性塑料包括环氧树脂、酚系树脂、聚酯树脂

课本上介绍了两种常见的塑料

一、聚乙烯

聚乙烯是通过乙烯单体通过加聚反应形成的。

下面通过阅读课本105-106页的内容填如下表格。

高压聚乙烯、低压聚乙烯的合成条件、结构特点、性能特点和应用。

在不同的合成条件下，得到的聚乙烯的结构有所不同，结构决定了其性能，性能决定了其用途。

下面我们通过两个动手实验来感受一下高分子的结构特点。

1、从聚乙烯食品袋上剪下一片塑料薄膜，量出它的长度，用力拉伸至接近断裂为止，再量出它的长度。 2、取一段聚丙烯塑料绳，试一试在那个方向上容易撕扯开？ 通过两个实验能说明什么问题？

应用：

聚乙烯除了在生活中常见的应用外，如做包装袋、餐具等。

PE（聚乙烯）无纺布具有无毒、亲肤、热粘合性好、手感柔软等特点。特别适合医疗卫生领域，是手术衣、防护服、卫生巾、纸尿裤等产品绝佳材料。

通过改良聚合反应的催化剂，得到了超高相对分子质量（≥100万）、性能更为优越的聚乙烯，具有高强度和高耐磨性，熔融温度为135-137℃，使用温度在100℃以上

，可用作防弹头盔、防弹衣的材料。

酚醛树脂是指用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子材料。

我们以最简单的酚和醛的为例来看一下酚醛树脂的形成。

单体是苯酚与甲醛。

性加入热稳定剂，为赋予其各种漂亮的颜色加入着色剂。

定性能的关系。

阅读课本，填表格，从合成条件、结构特点、性能特点和应用四个方面了解聚乙烯。

学生活动，并思考结构与性能的关系？

了解聚乙烯的应用。

通过比较高压聚乙烯和低压聚乙烯的合成条件、结构特点、性能特点和应用，体会结构对性能的影响。

通过实验，感受线性高分子材料的分子间作用力对性能的影响。

回顾酚醛树脂的形成原理。

观看酚醛树脂的

了解其他塑料

白色污染的防治

在酸性条件下，等物质的量的苯酚和甲醛反应，苯酚邻对位或对位的氢原子，甲醛的羰基加成反应生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间脱水缩合合成线型结构高分子。

我们通过实验视频看一下酚醛树脂的合成。

在碱催化下，等物质的量的甲醛或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后继续加热反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。

酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。

可以用做烹饪器具的手柄，一些电器和汽车部件，导弹的头部、宇宙飞船的外壳。

思考与交流，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(俗称电玉)。脲醛树脂可做木材等的粘合剂、制作食用器具。 你能写出脲醛树脂可能的结构吗？

1、聚氯乙烯PVC。用作排水管、凉鞋、雨衣、化工厂容器贮槽。 2、聚丙烯PP。用作管道、阀门和容器、设备衬里。 3、聚苯乙烯PS。用作盆、梳子、玩具、包装材料 4、聚四氟乙烯PTFE。用作法兰垫片、轴承、不粘锅涂层、设备及管道衬里、生涂带、绝缘材料。 5、有机玻璃PMAA。用作透明材料、轻质管材、板材。 白色污染的防治

1、垃圾变宝贝

将用过的塑料瓶用于储物、作花盆等等。北京奥运会运动员入场每个人发到一个T恤，这个T恤用塑料瓶做的。制成这样一件T恤只需要5个旧可乐瓶子，经化学方法把废塑料瓶中的乙二醇和聚酯分离，抽成丝再跟棉线一起织成布，可乐瓶线和棉线的比例分别占53%和47%，穿在身上的感觉和纯棉一样舒适。

国外开始流行穿塑料衣服了。

2、循环使用。

许多饮料瓶、矿泉水瓶的底部都有一个带有箭头的三角形标志,裏面标有数字,不同的数字代表不同的材料。

例如，01，PET聚乙烯对苯二甲酯，这种塑料适合装暖饮或冻饮，装热饮或反复使用有害。

3、可降解塑料

①微生物降解高分子在微生物酶的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为CO2制备视频。

了解酚醛树脂的应用。

了解酚醛树脂结构特点与性能特点和应用，体会结构对性能的影响。

通过图片素材，了解塑料在生活中应用。

了解塑料在生活中的应用。

通过塑料的学习，讨论白色污染的治理方法。

了解可降解塑料。

通过介绍白色污染治理的途径和方法，培养学生关注和保护自然，树立社会责任感，培养环境保护的意识。

和H2O而消失。 例如：聚乳酸

是一种新型生物降解的高分子材料，主要用于制造可降解纤维，可降解塑料和医用材料。 以淀粉为原料，先水解为葡萄糖，再在乳酸菌的作用下，将葡萄糖装变为乳酸，乳酸在催化剂的催化下聚合成聚乳酸。 聚乳酸材料废弃后，先水解成乳酸，乳酸在微生物作用下分解为CO2和H2O。 ②光降解高分子是在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解的过程。

通过这节课的学习，我们对塑料有了一定的认识，在日常生活中要少使用一次塑料，美丽中国，我是行动者。

七、教学反思

本节以白色污染问题的解决导入，通过塑料知识的学习，落实到白色污染的治理上，培养学生关注自然和环境保护意识。在塑料知识的讲授中，贯穿“结构决定性质，性质决定用途”的主线，以聚乙烯和酚醛树脂为例，介绍了塑料的结构、性能及用途。