第二节　应用广泛的高分子材料ppt配套的教学设计及说课稿

第五章

第二节

应用广泛的高分子材料

教

知识

技能

学

过程

方法目

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

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。

的

情感

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，

价值观

树立社会责任感，培养环境保护意识。

重

点

难

点

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

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

知

识

结

构

与

板

书

设

计

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

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。

二、合成纤维

1．纤维的分类 2．“六大纶”的性能和重要用途

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。

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．使用合成材料的负面作用及对策

高分子化合物的结构及性质1.高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成；通常有如下两种情况：线性结构热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联,只有微弱的分子间作用力以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程。···CH2-CH2-CH2-CH2······CH2-CH-CH2-CH···CH3CH3

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热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。常见的热固性塑线型结构料包括环氧树脂、酚系树脂、聚酯树脂支链型结构高分子化合物的结构及性质体性结构2.高分子化合物的性质：线型分子溶解性热塑性可溶于有机溶剂有热塑性体型分子不溶于有机溶剂无热塑性有热固性链节中含有可以进一步加聚或缩聚的官能团-C=C-、-NH2、-OH、-COOH等热塑性：线型高分子因受热易熔化，冷凝后又固化，可反复加工热固性：体型高分子受热难熔化，成型后不能再熔化加工为什么两种塑料的特性不同呢?合成材料合成高分子材料按用途和性能分类功能高分子材料塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料三大合成材料高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水树脂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，硬化定型有机高分子复合材料天然（棉花、蚕丝、麻淀粉、纤维素、蛋白质）

多媒体展示：由高分子化合物制成的产品

[引入]高分子化合物是指由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很高的一类化合物，常简称为高分子，也称为聚合物或高聚物。

［投影］有机高分子化合物的结构特点：

1、有机高分子化合物具有线型结构和体型结构

2、线型结构呈长线链状，可以带支链，也可以不带支链，高分子支链之间以分子间作用力紧密结合。

3、体型结构的高分子链之间将形成化学键，产生交联，形成网状结构。

［投影］线形和型结构图

［讲］由于有机高分子化合物的相对分子质量较大及结构上的特点，因而具有与小分子化合物明显不同的一些性质。

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［投影］有机高分子化合物的主要性质

1、溶解性一般：线型结构能溶解在适当的溶剂里，而体型结构不溶

2、热塑性和热固性：线型结构具有热塑性，而体型结构具有热固性。

3、强度：高分子材料的强度一般比较大

4、电绝缘性：通常是很好的电绝缘材料

［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

［讲］合成材料的品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料(包括塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等)；功能高分子材料(包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)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广泛

一、塑料

1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

［讲］塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如提高柔韧性的增塑剂，改进耐热的热稳定性，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料的着色剂等。

［讲］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。

［讲］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。

［讲］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。

一、塑料1.聚乙烯添加了特定用途的添加剂的树脂。合成条件高压聚乙烯高压高温引发剂低压聚乙烯较低压力催化剂主要成分: 合成树脂及加工助剂热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等)特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用分子结构类型有无支链高分子链长短相对分子质量支链型线型少有或没有相对较长相对较大塑料√相对较短相对较小热固性塑料（酚醛塑料）特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化

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影响高分子化合物熔点、密度的因素：高压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力相对较低低密度相对较小相对较小低压聚乙烯相对较高高密度相对较大相对较大1．高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的作用力越大——熔点、密度越高2．链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多－低压、高密度、高熔点－管材、桶高压、低密度、低沸点－塑料薄膜高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中耳机线为什么总缠在一起？◆聚乙烯(PE)产品结构聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。形状◆聚氯乙烯（PVC）单体: CH2=CHCl无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料单体: CH2=CH2吹塑成型的聚乙烯薄膜保鲜膜化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬分为：软质塑料和硬质塑料◆聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料单体：CH2=CHC6H5单体：CF2＝CF2

3．几种常见塑料的性能和用途

名

称

性

能

用

途

聚

丙

烯

机械强度好，电绝缘性好，耐化可制薄膜、日常用品、

学腐蚀，质轻，无毒

管道、包装材料等

耐油性差，低温发脆，容易老化

聚苯乙烯

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

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

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聚

甲

基

丙透光性好，质轻，耐水，耐酸、烯

酸

甲

酯碱，抗霉，易加工

（有机玻璃）

耐磨性较差，能溶于有机溶剂

可制飞机、汽车用玻璃，光学仪器、医疗器械等

酚

醛

塑

料绝缘性好，耐热，抗酸

（俗称电木）

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，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

酚醛树脂的制取和性质O2.酚醛树脂（电木）反应物：酚类＋醛类酸催化－线型—OH+H—C—HH+OH-—OHHOCH2CH2OHCH2OH—OHCH2OH❖苯酚＋甲醛酚醛树脂具热塑性，能溶于一些有机溶剂中碱催化－网状结构（体型）理解掌握、注意书写！具热固性，不溶于任何溶剂酚醛树脂的制取和性质实验5-1酚醛树脂的制取和性质水浴加热分组编号Ⅰ①苯酚+甲醛+浓盐酸Ⅱ①苯酚+甲醛+浓氨水实验步骤②水浴加热15min产品外观加热试验酒精溶解结构特点③洗净、烘干粉红色(或黄色)固体软化（热塑性）不软化（热固性）溶解线性结构不溶解网状结构思考与交流P.1081、为什么用碱性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？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。你能写出它们的结构吗？酚醛树脂局部结构

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［演示实验5-1］酚醛树脂的制备及性质

1、在试管中加入2克苯酚，3 mL 质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在沸水浴中加热。

2、当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，注意观察并记录实验现象

3、待试管冷却至室温，向试管中加入适量乙醇，观察树脂是否溶解

4、再把试管放在热水浴中加热，观察树脂是否溶解

醋酸树脂的制备原理：

［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？

◆酚醛塑料单体：合成高分子按结构分类——线型合成高分子热塑型支链型网状体－热固型结型构可反复加工，多次使用能溶解在适当的有机溶剂里加工成型后受热不再熔化不易溶解，只有一定程度的胀大苯酚、甲醛具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）•下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（）BCA.单体：CH2=CCOOCH3学科网[CH2－CH2－CH－CH2]nOHCH3究竟怎样的线型高聚物才可能进一步转变为体型？CH3透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。B.[ CH2]nCl[CH2－CH2＝CH－CH2]nC．D．[CH2－CH]nCl线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为体型结构。•现有两种高聚物A、B，已知A能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘稠的液体，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中不正确的是•下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是BA聚氯乙烯凉鞋B电木插座C自行车内胎D聚乙烯塑料膜CA.高聚物A可能具有弹性，而B一定没有弹性B.高聚物A一定是线型高分子材料C.高聚物A一定是体型高分子材料D.高聚物B一定是体型高分子材料

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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。

［小结］通过以上的学习我们可以知道，合成高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链性结构和网状结构(也称为体型结构) 二、合成纤维

1．纤维的分类

［投影］

［讲］合成纤维性能优异，原料

来源丰富、价格便宜、用途广泛，生产不受气候等自然条件的限制。

2．“六大纶”的性能和重要用途

涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)、锦纶、腈纶、丙纶、维纶(聚乙烯醇、人造棉花)和氯纶。

［投影］涤纶的制备原理：

［讲］“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、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。

三、合成橡胶

1．橡胶的分类

［讲］合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。

［投影］顺丁橡胶的制备原理：

2．合成橡胶的性能和主要用途

［讲］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．使用合成材料的负面作用及对策

［讲］一些塑料制品所带来的“白色污染”。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。

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