5.2.1通用高分子材料 课件 -2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦通用高分子材料，涵盖塑料、合成纤维、合成橡胶等核心知识点。以北京水立方ETFE膜材料导入，引出高分子材料分类，再从定义、组成、分类逐步深入，通过结构（线型、支链型、网状）解析性能（热塑性、热固性），搭建“组成-结构-性能-用途”的学习支架。 该资料亮点在于融合化学观念与科学思维，以“结构决定性质”为主线，通过不同标号塑料（如PET、HDPE）的结构与用途对比，酚醛树脂缩聚反应探究等实例，培养学生分析能力。助力学生建立知识逻辑，教师可借助丰富实例与探究活动提升教学效率。

第五章 合成高分子 第2节　高分子材料 第1课时 通用高分子材料 人教版选择性必修第三册 揭示目标 1.了解高分子材料结构与性能的关系。 2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。 学习目标 2 新课导入 北京的地标性建筑——水立方，屋顶采用ETFE的材料，其是一种非常轻薄且透明的塑料，比玻璃轻，具有优越的耐候性和耐化学腐蚀性。 ETFE膜 (乙烯-四氟乙烯共聚物) 新课导入 高分子材料按性能和用途可以分为通用高分子材料和功能高分子材料； 通用 高分子材料 功能 高分子材料 高分子材料 按用途 和性能 塑料（合成树脂）、合成纤维、合成橡胶 黏合剂、涂料等 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 高吸水性树脂 塑料 合成纤维 高分子分离膜 医用高分子 一、通用高分子材料 合成 纤维 合成 橡胶 涂料 黏合剂 塑料 一、通用高分子材料 1.塑料 （1）定义：是指具有可塑性能的高分子材料 塑料 主要成分 加工助剂 合成树脂 实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂 增塑剂 热稳定剂 着色剂 提高柔韧性 提高耐热性 赋予塑料各种颜色 （2）组成： 二者共同决定塑料的基本性能 (3)塑料的分类： 热塑性塑料——可以反复加热熔融加工; 如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 热固性塑料——不能加热熔融，只能一次成型; 如用具有不同结构的尿醛树脂、酚醛树脂等制成的塑料。 一、通用高分子材料 1.塑料 一、通用高分子材料 1.塑料 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 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 02 HDPE 04 LDPE 06 PS 03 PVC 05 PP 07 OTHER 01 PETE 大 鹿 化 学 塑料 不同标号塑料材质 聚对苯 二甲酸 乙二醇酯 高密度 聚乙烯 低密度 聚乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸酯或其他 聚氯乙烯 聚丙烯 一、通用高分子材料 1.塑料 （4）几种常见的塑料 ①聚乙烯： 按合成方法可分为高压法聚乙烯和低压法聚乙烯 02 HDPE 乙 烯 0.1 MPa~2 Mpa，60~100 ℃ 催化剂 低压法聚乙烯 线型结构 04 LDPE 乙 烯 150 MPa~300 MPa，200 ℃ 引发剂 高压法聚乙烯 支链型结构 支链较多，密度和软化温度较低 用来引发聚合反应的物质 支链较少，密度和软化温度较高 两种聚乙烯塑料均有热塑性 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 一、通用高分子材料 1.塑料 聚乙烯的软化温度、密度与高分子链之间的作用力有关。 高分子链之间的作用力越大，聚乙烯的软化温度越高、密度也越高。 高分子 链越长 相对分子 质量越大 分子链之间 的作用力越大 链与链 之间越密 链之间的作 用力越大 熔点、密度 越高 分子链之间的作用力 （4）几种常见的塑料 ①聚乙烯： 为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低呢？ 低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低 相反，高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 低密度 聚乙烯 高密度 聚乙烯 通过改进聚合反应的催化剂得到的超高相对分子质量聚乙烯 1.塑料 （4）几种常见的塑料 ①聚乙烯： 一、通用高分子材料 生产瓶、桶、板、管棒材等 食品包装袋（不需加入增塑剂）、薄膜、绝缘材料等 超高分子量聚乙烯具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等 PE(超高分子量聚乙烯)防弹衣 高强度聚乙烯缆绳 一、通用高分子材料 适合冷饮和暖饮，不适合装热饮，用完即丢，不能循环使用 01 PETE 大 鹿 化 学 PET 聚对苯 二甲酸 乙二醇酯 特点 用途 70℃易变形，会产生对人体有害的物质 矿泉水瓶、碳酸饮料瓶、果汁瓶、食用油瓶等 塑料 不同标号塑料材质 02 HDPE 大 鹿 化 学 PEHD 高密度 聚乙烯 特点 用途 沐浴露的瓶子、白色药盒、超市塑料袋等 较硬，弹性较差，密度较高，熔融温度为120-140°C，短期盛放食物，清洁干净后可循环使用(非食物的容器) 塑料 不同标号塑料材质 04 LDPE 大 鹿 化 学 PEBD 低密度 聚乙烯 柔软，弹性好，密度较低，熔融温度为105-120°C，可装食物，但耐热不强，不能微波加热 保鲜膜、保鲜袋、牙膏管、牛奶盒内贴膜等 塑料 不同标号塑料材质 特点 用途 03 PVC 大 鹿 化 学 聚氯 乙烯 不能用于食品包装 人造革、雨衣、pvc塑料管、塑料开关和插座、电线外皮等 增塑剂在室温下会逐渐“逃逸”出来，使柔软的塑料制品逐渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性 塑料 不同标号塑料材质 特点 用途 05 PP 大 鹿 化 学 聚丙烯 最安全的、唯一可用于微波加热的塑料 微波炉专用碗、口罩、保鲜盒等 塑料 不同标号塑料材质 特点 用途 06 PS 大 鹿 化 学 聚苯 乙烯 可装食物，但不能用于微波加热 一次性快餐盒、方便面碗、塑料杯盖等 塑料 不同标号塑料材质 特点 用途 07 OTHER 大 鹿 化 学 PC 聚碳酸酯 或其他 可装食物，但高温下会释放有毒物质，谨慎使用 水壶、太空杯、奶瓶、CD光盘、桶装水瓶等 塑料 不同标号塑料材质 特点 用途 聚对苯二甲酸乙二酯 聚己二酰己二胺 聚丙烯氰 聚氯乙烯 聚丙烯 天然高分子一般有习惯使用的专有名称，如纤维素等。 思考：合成高分子，如何命名呢? 聚+单体名称 聚+产物名称 资料卡片 一、通用高分子材料 1.塑料 （4）几种常见的塑料 ②酚醛树脂 用酚与醛在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 苯酚或甲苯酚等 甲醛等 缩聚 反应 酸 线型结构高分子 碱 网状结构高分子 苯酚 甲醛 一、通用高分子材料 1.塑料 （4）几种常见的塑料 ②酚醛树脂 在酸的催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应，苯酚邻位或对位的H原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，形成线型结构高分子 OH H H O C H+ O CH2 H O CH2 OH O CH2 H OH O CH2 H n H+ H OH O CH2 H n H (n-1) H2O 羟甲基苯酚 一、通用高分子材料 1.塑料 （4）几种常见的塑料 ②酚醛树脂 在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，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 OH CH2OH CH2OH 2，4，6-三羟甲基苯酚 OH CH2OH CH2OH HOCH2 羟甲基苯酚 OH CH2OH 网状结构的酚醛树脂 受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。 主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料 烹饪器具手柄 集成电路板 宇宙飞船返回舱 烧蚀材料 思考与讨论P141 (1)比较不同高分子的结构特点与性能的关系？ 线型结构 支链型结构 网状结构 结构特点 结构模型 溶解性 由许多链节相互连成一条长链，且大多呈卷曲状 与线型结构类似，但在主链上存在较多长短不一的支链，分子排列松散，分子间作用力弱 多官能团单体相互作用，主链间以共价键相连接，形成立体网状结构 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 特性 举例 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 柔软度降低，刚性提高，不能熔融，在溶剂中会发生溶胀，但不能溶解 支链型柔软度和溶解度较线型高分子的大， 密度、强度和软化温度低于线型高分子 低压法聚乙烯 高压法聚乙烯 碱催化下制备的酚醛树脂 （2）由尿素（H2NCONH2）与甲醛缩聚生成具有线型或网状结构的脲醛树脂，可用于生成木材黏合剂、生活器具和电器开关。 写出尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式： 思考与讨论P141 H H O C n H2N NH2 O C n (n-1) H2O HN NH O C n H OH CH2 O CH2 一、通用高分子材料 2.合成纤维 (蛋白质纤维)——蚕丝、羊毛等； (纤维素纤维)——棉、麻等； 以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理得到； 以石油、天然气、煤、农副产品等为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应得到。 纤维 天然纤维 动物性纤维 植物性纤维 化学纤维 再生纤维 合成纤维 合成纤维性能 强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等 吸湿性、透气性等方面不如天然纤维。 合成纤维中维纶具有较好的吸湿性，被称为“人造棉花” 优点 缺点 合成纤维用途 穿着，工农业生产与高科技领域。如隔音、隔热、绝缘材料，渔业用的渔网、缆绳，医疗用的缝合线、止血棉，降落伞、航天服，人造草坪等 渔业用的渔网 降落伞 航天服 人造草坪 一、通用高分子材料 2.合成纤维 单体 单体 涤纶 产量最大的聚酯纤维 聚对苯二甲酸乙二酯纤维 OCH2CH2O H C O C O HO n OH H C O C O HO OH OCH2CH2O H H 一、通用高分子材料 2.合成纤维 (的确良) 单体 单体 锦纶 较早面世的聚酰胺纤维 聚己二酰己二胺纤维 又称锦纶 66、尼龙 66 NH(CH2)6NH H C O C O HO n (CH2)4 OH H C O C O HO (CH2)4 OH NH(CH2)6NH H H 一、通用高分子材料 2.合成纤维 锦纶66 锦纶1010 芳纶1414 NH(CH2)6NH H C O C O HO n (CH2)4 NH(CH2)10NH H C O C O HO n (CH2)8 NH C O C O HO n NH H 脂肪族 聚酰胺纤维 芳香族 聚酰胺纤维 官能团相同，性能相似 碳骨架不同，性能有差异 锦纶 较早面世的聚酰胺纤维 一、通用高分子材料 2.合成纤维 合成纤维中的数字分别代表着二胺和二酸分子中所含碳原子的个数。 数字1.4指的是官能团的位置 一、通用高分子材料 2.合成纤维 混纺使性能互补 结构 优点 缺点 涤纶 锦纶66 棉花 OCH2CH2O H C O C O HO n NH(CH2)6NH H C O C O HO n (CH2)4 [C6H7O2(OH)3]n 吸湿性好 耐磨性差 强度大 耐磨 吸湿性差 强度大 耐磨 吸湿性差 一、通用高分子材料 3.合成橡胶 橡胶广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面，故天然橡胶(顺式聚异戊二烯和反式聚异戊二烯)无论是产量还是性能都远远不能满足需要。 一、通用高分子材料 3.合成橡胶 而合成橡胶具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温和不易老化等优良性能，广泛用于各个领域。 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 丁腈橡胶 通用 橡胶 特种 橡胶 乙丙橡胶(耐臭氧耐紫外线) 聚硫橡胶(耐油性) 硅橡胶(耐热耐寒性) 合成橡胶分为： 一、通用高分子材料 3.合成橡胶 顺丁橡胶 顺丁橡胶的主要成分是聚1，3-丁二烯，合成方法如右图所示。 该聚合物呈线型结构，分子链较柔软，性能较差，与硫化剂(硫)混合后加热，呈网状结构，硫化后的橡胶既有弹性，又有强度，但交联程度过大会失去弹性。 思考：为什么酸性高锰酸钾，溴水等试剂所用的试剂瓶塞不能用橡胶塞？ 思考与讨论 橡胶含有碳碳双键，易被酸性KMnO4溶液氧化，或与Br2水发生加成反应，因此，这类试剂瓶不适合使用橡胶塞 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $