5.2 高分子材料-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第五章 第二节 高分子材料 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．了解高分子材料的结构特点和重要性能。 2．了解高分子材料在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的中的贡献。 【素养目标】 1．通过研究高分子材料的结构与重要性能，培养学生的“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2、通过认识高分子材料对人类社会生产的重要性，培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：高分子材料 分类依据 类型 实例 用途和性能 通用高分子材料 三大合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)和黏合剂、涂料等 功能高分子材料 高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等 知识点二：通用高分子材料 1．塑料 (1)主要成分：合成树脂。如，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。 (2)分类： 类型 特征 热塑性塑料 加热可熔融，能溶于一些溶剂中，可重复加工，反复使用 热固性塑料 加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型 常见的塑料 (1)聚乙烯 ①制备： ②高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较 (2)酚醛树脂 ①组成：酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱催化下相互缩合而成的高分子化合物。 ②合成方法 a．酸催化合成 在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。 b．碱催化合成 在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚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，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。 2，4-二羟甲基苯酚 2，4，6-三羟甲基苯酚 ③酚醛树脂的性质及应用 a．性质：受热后不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。此外，酚醛树脂的电绝缘性优良，耐腐蚀，还 具有良好的物理机械性能。 b．应用：主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料等。可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。 【实验探究】 酚醛树脂的制备及性质 酸催化 碱催化 实验 操作 a． a． b．待混合物接近沸腾时，取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，观察现象； c．试管冷却至室温后，向试管中加入适量乙醇，观察现象； d．再把试管放在热水浴中加热，观察现象 实验 现象 混合溶液变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质溶解 混合溶液变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质仍不溶解 结论 在酸催化下，生成的线型结构的酚醛树脂具有热塑性 在碱催化下，生成的网状结构的酚醛树脂具有热固性 (3)脲醛树脂 由尿素（H2NCONH2）与甲醛缩聚而成。 2．合成纤维 (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。 a．维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。 b．合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它的制备原理为： c．聚酰胺纤维——锦纶 d．芳香族聚酰胺纤维——芳纶 (3)应用 除了满足人们的穿着需求外，还广泛应用于工农业生产与高科技领域。如工业用的隔音、隔热、绝缘材料，渔业用的渔网、缆绳，医疗用的缝合线、止血棉，航空航天用的降落伞、航天服。 3．合成橡胶 橡胶是一类具有弹性的物质，在外力作用下，橡胶的形状会发生改变，去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高，一般在105~106。 (1)橡胶的分类 (2)天然橡胶 天然橡胶是异戊二烯（2­甲基­1,3­丁二烯）的聚合物，具有顺式结构，称为顺式聚异戊二烯。 (3)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。 如，顺丁橡胶：以1，3-丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应得到的以顺式结构为主的聚合物。 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结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 ④顺丁橡胶的硫化 将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键（-S-S-）等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。但硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 ⑤顺丁橡胶的用途：顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 典例1．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法