5.2 高分子材料 第2课时（教学课件）化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦合成橡胶（分类、结构、硫化原理）与功能高分子材料（高吸水性树脂、高分子分离膜），通过轮胎销量数据、纸尿裤等生活实例导入，衔接高分子合成知识，搭建结构-性质-用途的学习支架。 其亮点在于融合化学观念（结构决定性质）与科学思维（证据推理），以顺丁橡胶硫化、高吸水性树脂网状结构等实例，采用实例分析与归纳总结方法。帮助学生联系实际提升应用能力，教师可借助丰富案例与习题优化教学。

第五章 合成高分子 第二节 高分子材料 第2课时 功能高分子材料 人教版选择性必修3 功能高分子材料 2 合成橡胶 1 知识导航 1.了解橡胶的分类，能写出天然橡胶(顺式聚异戊二烯)、杜仲胶(反式聚异戊二烯)和顺丁橡胶的结构简式，掌握合成橡胶硫化的原理，理解硫化程度对橡胶性能的影响。 2.能从结构角度解释酸性高锰酸钾、溴水试剂瓶不能使用橡胶塞的原因，区分通用橡胶与特种橡胶的用途差异。 3.掌握高吸水性树脂的结构特点(含强亲水性基团、网状结构)与合成方法，了解高分子分离膜的分离原理和常见应用。 明·学习目标 最新市场报告：2024年，全球市场轮胎总销量将达到27.5亿条，橡胶是汽车轮胎的主要原材料之一，用于制造轮胎的胎体、胎面、侧壁等部分。 大鹿 化学 橡胶 引·新课导入 01 合成橡胶 三叶橡胶树 天然橡胶 类型一 天然橡胶的结构简式 CH2 C C CH3 CH2 H n 顺式聚异戊二烯 天然橡胶 合成橡胶 橡胶的分类 探·知识奥秘 杜仲树 杜仲胶 杜仲胶的结构简式 H C C CH3 CH2 CH2 n 反式聚异戊二烯 合成橡胶 橡胶的分类 天然橡胶 类型一 探·知识奥秘 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。仅每年制造汽车、飞机用的轮胎就要消耗大量的橡胶，天然橡胶无论是产量还是性能都远远不能满足需要 探·知识奥秘 合成橡胶 类型二 合成橡胶早在20世纪初就已问世，20世纪40年代得到了迅速发展，其具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温和不易老化等优良性能，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活 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 橡胶的分类 探·知识奥秘 CH2 C C H CH2 H n 1，3- 丁二烯 催化剂 顺丁橡胶 H CH2 C C H CH2 n 聚1，3-丁二烯 合成橡胶 示例分析：顺丁橡胶合成过程 探·知识奥秘 CH2 C C H CH2 H n 呈线型结构，分子链较柔软，性能较差 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 合成橡胶 示例分析：顺丁橡胶合成过程 探·知识奥秘 S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 硫化剂 (硫磺) CH2 CH S S CH CH2 CH2 CH CH CH2 注意：交联程度过大会失去弹性 呈网状结构，硫化后的橡胶既有弹性，又有强度 合成橡胶 示例分析：顺丁橡胶合成过程 探·知识奥秘 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? 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。 探·知识奥秘 解析：气球需要较高的弹性，硫化程度不宜过高，故A错误； 医用乳胶手套需要较高的弹性，硫化程度不宜过高，故B错误； 汽车外胎应具有弹性差、强度很大的特征，硫化程度较高时符合要求，故C正确； 橡皮筋需要较好的弹性，硫化程度不宜过高，故D错误。 【例1】橡胶是重要的工业原料，生胶的弹性好但强度较差，将其硫化后，强度增大但弹性减弱，且硫化程度越高，强度越大，弹性越差。在以下橡胶制品中，你认为硫化程度最高的是 A.气球 B.医用乳胶手套 C.汽车外胎 D.橡皮筋 析·典型范例 02 功能高分子材料 为了适应高科技产业对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料 形状记忆高分子暴露于体温后恢复到原来的形状(多重曝光图像) 罗切斯特大学的Mitch Anthamatten等人开发的一种特殊的形状记忆高分子材料，仅靠体温就可以触发形状改变，而且还有很好的弹性能存储性能 探·知识奥秘 可吸入自身质量数百倍的水 功能高分子材料 高吸水性树脂 探·知识奥秘 发展历史 人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发 功能高分子材料 高吸水性树脂 思考：为什么这些由纤维素分子组成的物质具有吸水性呢? 探·知识奥秘 结构分析 纤维素的结构简式 O H O H O H O H O H H O H H O H H O H H 亲水基 氢键 纤维素链 但是它们的吸水量只有自身质量的20~40倍，挤压后保有的水量也比较少 功能高分子材料 高吸水性树脂 探·知识奥秘 思考：棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性和保水性不够好的原因是什么? 纤维素 的分子 结构 吸水 性不 够好 官能团 亲水基团吸水性强弱顺序：—COO-> —COOH> —OH 纤维素 显微结 构示意图 碳骨架 亲水基团 线型结构 保水 性不 够好 探·知识奥秘 科学家是如何改进这种不足的呢? 探·知识奥秘 两种思路 改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团 思路一 羧酸根、羧基、羟基等 示例分析 淀粉 (纤维素) 线型 丙烯酸钠 交联剂 网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂 接枝共聚物 功能高分子材料 高吸水性树脂 探·知识奥秘 合成新的带有强亲水基团的高分子 思路二 CH2 CH COOH NaOH 交联剂 引发剂 CH2 CH COONa n CH2 CH COONa 聚丙烯酸钠 (网状结构) 功能高分子材料 高吸水性树脂 两种思路 探·知识奥秘 高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压 吸水前 吸水后 大鹿化学 功能高分子材料 高吸水性树脂 探·知识奥秘 思考：高吸水性树脂和橡胶硫化工艺中都加入了交联剂制得了网状结构，目的是否相同? 大鹿化学 不同，高吸水性树脂——使其既吸水而又保水，橡胶——使其既有弹性又有强度 探·知识奥秘 应用1 可用于婴幼儿使用的纸尿裤 这项发明在1961年被美国《时代》周刊杂志评为“20世纪最伟大的100项发明之一” 功能高分子材料 高吸水性树脂的应用 探·知识奥秘 应用2 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤 大鹿 化学 放在苗木根部的一些吸足了水的高吸水性树脂 功能高分子材料 高吸水性树脂的应用 探·知识奥秘 结构特点 ①含有_________原子团的支链 ②具有_________结构 强亲水性 能够与水分子相互作用并吸水的基团 由于氧原子有较高的电负性，它与氢原子形成的键具有较强的极性，使得羟基具有良好的水溶性 羟基(-OH) 由于氮原子上的孤对电子，氨基也有一定的氢键形成能力，有助于与水分子相互作用 氨基(-NH2) 羧基具有很高的电负性，有强烈的极性。羧基还可以通过羟基与水分子形成氢键，增加与水的相互作用，提高溶解性 羧基(-COOH) 功能高分子材料 归纳总结：高吸水性树脂 探·知识奥秘 网状 胺基类似于氨基，具有良好的水溶性，其亲水性稍逊于氨基 胺基(RNH2—伯胺、R2NH—仲胺、R3N—叔胺) 此外，还有一些其他的亲水基团，如醇基(-R-OH)、醚基(R-O-R1)等。这些基团可以与水分子形成氢键或范德华力等相互作用，从而增加与水的亲和力 功能高分子材料 归纳总结：高吸水性树脂 结构特点 ①含有_________原子团的支链 ②具有_________结构 强亲水性 能够与水分子相互作用并吸水的基团 探·知识奥秘 都要在反应中加入少量_________ 让_________结构变为_________结构 交联剂 线型 网状 合成方法 共同 特点 功能高分子材料 归纳总结：高吸水性树脂 探·知识奥秘 RO反渗透膜一般用高分子材料制成，如：醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜 生活中，我们常常忽视了自己家中饮用水的卫生情况。而净水器作为一种高效环保的家居必备家电，可为我们提供了清洁可口的饮用水。 探·知识奥秘 只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的 功能高分子材料 高分子分离膜 分离原理 探·知识奥秘 分类标准 大 小 功能高分子材料 高分子分离膜 探·知识奥秘 应用1 海水淡化和饮用水的制取 功能高分子材料 高分子分离膜的应用 探·知识奥秘 应用2 血液透析 功能高分子材料 高分子分离膜的应用 探·知识奥秘 应用3 其他 人造 血管 人造 皮肤 人造 心脏 人造 骨骼 功能高分子材料 高分子分离膜的应用 探·知识奥秘 【例1】现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”，这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质，根据你的推测，这种特殊物质的结构可能是( ) A. B. C. D. [ CCl2CCl2 ] n C 析·典型范例 嵊泗列岛海水淡化工程 迁·拓展延伸 1．高分子材料在生产、生活中有广泛应用。下列说法错误的是 A．聚氨酯弹性体用于制造运动鞋鞋底，利用的是其具有良好的弹性 B．聚氯乙烯塑料常用于制造食品保鲜膜，因其化学性质稳定 C．酚醛树脂因具有良好的绝缘性，用于制造电器开关外壳 D．聚丙烯材料由于质轻、耐腐蚀，用于制造汽车发动机护板 【答案】B 练·技能实战 2．聚ε-己内酯(PCL)可制成微球、纳米粒或胶囊，实现药物的缓释或控释，延长药效，减少给药频率和副作用，其催化解聚(SnO催化剂体系)过程如图所示： 【答案】B 下列叙述错误的是 A．PCL在酸性或碱性条件下均可发生水解反应而降解 B．PEG可由乙二醇通过加聚反应得到 C．中间体能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．PCL和PEG均属于线型高分子 练·技能实战 3．通用高分子材料和功能高分子材料在生产生活中有广泛应用。下列说法错误的是 A．高压法聚乙烯支链多，密度和软化温度均高于低压法聚乙烯 B．网状聚丙烯酸钠高吸水树脂可将水分子束缚在高分子网络，因此保水能力强 C． 与环氧丙烷可通过聚合反应，生成可降解聚合物： D．尿素与甲醛生成线型脲醛树脂： 【答案】A 练·技能实战 4．地处黄河中游的库布齐沙漠的治理。采用“绿进沙退”和光伏治沙协同推进的模式(如图)，将逐步实现沙化土地的全面治理。下列说法错误的是 A．光伏板发电过程中，将光能转化为电能，不涉及化学变化 B．光伏板的表面常涂覆氮化硅减反射膜，氮化硅属于新型无机非金属材料 C．治沙时常用聚丙烯酸钠作土壤保水剂，是因其结构中含有大量强亲水基团 D．沙棘能适应沙漠的干旱盐碱环境，与其细胞内积累的可溶性有机物能降低细胞液渗透压有关 【答案】D 练·技能实战 5．高分子材料在生产、生活中应用广泛。下列说法错误的是 A．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀，可用于制作酸碱通用滴定管的活塞 B．脲醛树脂具有良好的绝缘性，可用于制作电器开关等 C．医用口罩的熔喷布主要成分为聚丙烯，其化学性质较稳定 D．天然橡胶的主要成分是顺式聚异戊二烯，不易被氧化 【答案】D 练·技能实战 第二节 高分子材料 第2课时 天然橡胶 功能高分子材料 结构简式 示例分析：高吸水性树脂 示例分析：高分子分离膜 三叶橡胶树 合成橡胶 通用橡胶 特种橡胶 示例分析：顺丁橡胶合成过程 杜仲树 理·核心要点 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修3 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $