第二节　应用广泛的高分子材料教学实录

第二节

应用广泛的高分子材料

南涧一中

樊明赟

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，了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。 教学难点

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系，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、缩聚反应方程式的书写。

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

[基础·初探] 1．高分子材料的分类



黏合剂等按性质和用途功能高分子材料，如医用高分子

材料等复合材料，如玻璃钢线型高分子按碳骨架结构支链型高分子体型高分子热塑性高分子材料按受热时性状热固性高分子材料

合成高分子材料，如三大合成材料、



2．高分子材料的结构和性质

线型高分子

分子中的原子以共价键相互联结，构成一条很长的卷曲状态的“链”

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

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

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、硫化橡胶

结构

溶解性

性能

特性

常见物质

能缓慢溶解于适当溶剂

具有热塑性，无固定熔点

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

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

聚

丙

烯

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

电绝缘性好，透光性好，耐水、耐化学腐蚀，无毒

室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差

用 途

可制薄膜、日常用品、

管道、包装材料等

聚苯乙烯

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

聚

甲

基

丙烯

酸

透光性好，质轻，耐水，耐酸、可制飞机、汽车用玻璃，光学仪甲

酯（有机玻璃）

碱，抗霉，易加工

器、医疗器械等

耐磨性较差，能溶于有机溶剂

酚

醛

塑

料

（俗称电木）

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

聚四氟乙烯

耐低温、高温，耐化学腐蚀，可制电器、航空、化学、医药、耐溶剂性好，电绝缘性好

冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、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。

合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶，其中被称作“人造棉花”的是维纶。

(3)写出生成涤纶的化学方程式

【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。

(2)合成橡胶

①原料：以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料。

②性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。

(3)几种常见的合成橡胶

名称

单体

结构简式

顺丁橡胶

CH2===CH—CH===CH2

CH2—CH===CH—CH2

CH2===CH—CH===CH2、

丁苯橡胶

(SBR)

氯丁橡胶

(CBR) 3.天然橡胶

结构简式：

，其单体为

；天然橡胶为线型高分子化合物，分子中含有碳碳双键，易发生氧化反应。

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。

[题组·冲关] 1．关于塑料的说法中，正确的是(

) A．聚乙烯塑料的单体是乙烯，所以聚乙烯塑料是纯净物

B．塑料不都是经过人工合成制成的

C．酚醛树脂塑料可以用作绝缘和隔热材料

D．只有热塑性高分子材料才可能是塑料

B项，【解析】

A项，塑料属于高分子材料，属于混合物；塑料属于合成高分子材料，

均经过人工合成制成；D项，塑料有热塑型和热固型两种。

【答案】

C 2．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC广泛用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是(

) A．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精

B．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得

C．PVC的化学式为CH2CHCl，PVDC的化学式为CH2CCl2

D．等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等

【解析】

聚氯乙烯(PVC)的单体是CH2===CHCl，可以由乙炔和氯化氢加成制得，而不能由聚乙烯(PE)的单体CH2===CH2和HCl加成制得，B项错误。

【答案】

B 3．聚乙烯的结构为CH2—CH2，试回答下列问题：

(1)聚乙烯制成塑料可以反复加热熔融加工，是________塑料。

(2)从制造条件上聚乙烯可分为________和________。

(3)________十分柔软，可用作薄膜，________较硬一些，可用作瓶、桶、板、棒材等。

【答案】

(1)热塑型

(2)低压聚乙烯

高压聚乙烯

(3)高压聚乙烯

低压聚乙烯

题组1

合成纤维

1．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(

) 【导学号：88032077】

A．聚酰胺纤维(锦纶) B．聚酯纤维(涤纶) C．聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶) D．聚氯乙烯纤维(氯纶) 【解析】

聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶)分子结构中含有吸水性强的基团——羟基，故吸湿性较好。

【答案】

C 2．88是一种重要的合成纤维，尼龙-它是由辛二酸和辛二胺[H2N—(CH2)8—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-88的结构简式是：

B．合成尼龙-88的反应属于缩合聚合反应

C．合成尼龙-88的反应类型是酯化反应

D．尼龙-88的长链结构中含有肽键

88是HOOC(CH2)6COOH和H2N(CH2)8NH2通过成肽反应缩聚而成的【解析】

尼龙-高分子化合物，分子中含有肽键(【答案】

C 3．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：

)，在一定条件下可以发生水解。

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。

【解析】

根据耐纶结构单元片段，将肽键()中C—N键断开，—NH—连接H原子形成—NH2，连接—OH形成—COOH，可得单体结构简式为H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH。

【答案】

(1)2

(2)H2N—(CH2)6—NH2

(3)缩聚

题组2

合成橡胶

4．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(

)

A．CH2—CH===CH—CH2

B．

C．

D．

【解析】

由题意知无机耐火橡胶不含碳元素，故选C。

【答案】

C 5．新型的合成材料“丁苯吡橡胶”，结构简式为

它是由三种单体________________、______________和______________经______________反应而制得的。

【答案】

CH2===CH—CH===CH2

加聚

6．橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为请回答下列问题：

(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是________________________________ ______________________________________________________________。

天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由________变成________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。

(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。

【解析】

从天然橡胶成分的结构简式可知，天然橡胶为。

线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂，同时链节中含有不饱和的碳碳双键能发生加成反应，使溴水褪色，当与硫进行硫化后，线型分子间通过硫原子发生交联变成网状结构，故其性质发生改变。

【答案】

(1)天然橡胶是线型结构

线型结构

网状结构

不能

(2)能