5.1.1通用高分子材料课件2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修三

该高中化学课件聚焦通用高分子材料，系统涵盖其分类、结构与性能关系及塑料、合成纤维、合成橡胶等典型代表，通过高分子材料树状分类表导入，构建从概述到具体类别的知识支架，帮助学生梳理前后逻辑。 其亮点是以“结构决定性质”化学观念为核心，结合聚乙烯高低压法对比、酚醛树脂制备实验等科学思维方法，通过课堂训练巩固。既助学生建立微观与宏观联系，提升科学探究能力，也为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

第五章 合成高分子 第二节　高分子材料 第1课时 通用高分子材料　 (1)按来源分: (2)按结构分: (3)按性质分: 天然高分子材料、合成高分子材料。 线型高分子材料、体型网状高分子材料。 高分子材料概述 1.概念 相对分子质量很大，达到几万甚至几千万的有机高分子化合物或材料（≥10000），简称为高分子材料或聚合物材料。 2.分类 热塑性高分子材料、热固性高分子材料。 不带支链 带支链 交联 (4)按用途和性能分： 通用高分子材料、功能高分子材料。 高分子材料 按用途和 性能分类 通用高分子材料 功能高分子材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 粘合剂 涂料 高分子分离膜 导电高分子 医用高分子 高吸水性树脂 高分子材料树状分类表 高分子材料概述 2.分类 相对分子质量很大，达到几万甚至几千万的有机高分子化合物或材料（≥10000），简称为高分子材料或聚合物材料。 线型高分子:不溶于水,能溶解在适当的有机溶剂里。 体型高分子:不溶于任何溶剂,只能发生一定程度的溶胀。 3.基本性质 线型高分子具有热塑性，在一定温度范围内可软化、熔化，冷却时又硬化(如聚乙烯塑料)。 (2)热塑性和热固性： 体型高分子具有热固性，加热后不能熔化，只能裂解(如酚醛树脂即电木),炭化,烧焦。 (3)高分子材料其它性质：强度大、电绝缘、不耐高温,易燃烧。 高分子材料概述 相对分子质量很大，达到几万甚至几千万的有机高分子化合物或材料（≥10000），简称为高分子材料或聚合物材料。 (1)溶解性： 1.塑料 ①主要成分是合成树脂，还可加入具有特定作用的添加剂作加工助剂的固体混合物。 树脂：未经加工处理的，没有与添加剂混合的有机高分子化合物/高聚物/聚合物。 合成树脂： 加工助剂 聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等合成有机高分子化合物。 提高柔韧性。 防止老化。 提高稳定性。 增塑剂（酯类） 抗老化剂 热稳定剂 ——都是合成的！ 一、通用高分子材料 着色剂 塑料；合成纤维；合成橡胶；粘合剂；涂料 ②塑料的分类 热塑性塑料 热固性塑料 如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等线形高分子材料； 性质：加热软化，冷却硬化，可反复加工，多次使用。 如酚醛树脂（电木）、脲醛树脂等体型网状高分子材料； 性质：加热不软化不熔化，只能一次成型。 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 思考：聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？ 聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，室温下，增塑剂小分子会逐渐“逃逸”出来；塑料稳定剂主要成分是硬脂酸铅，有毒性，这种铅盐易析出，会使人体积蓄性铅中毒；及含氯。 比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 150 MPa～300 MPa,200 ℃左右，使用引发剂 0.1 MPa～2 MPa,60～100 ℃，使用催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度/ (g·cm－3) 低密度（0.91～0.93） 高密度（0.94～0.97） 软化温度/℃ 105～120 120～140 主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬 主要用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 （1）聚乙烯PE 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 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？ nCH2=CH2 [CH2—CH2]n 链的长短： 高分子链之间的作用力 链的疏密远近： 高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。 支链越少，链之间越容易接近，高分子链之间相互作用力大。 高压/低密度聚乙烯的主链较短且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，且相对分子质量小，故链之间的作用力就小，软化温度和密度也就较低； 低压/高密度聚乙烯的主链较长且支链较少，链之间易于接近，且相对分子质量大，故链之间的作用力较大，软化温度和密度都较高。 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？ （1）聚乙烯PE [CH2—CH2]n 网状体型结构 线型结构 线性结构的聚乙烯可以在一定条件下变为网状结构的聚乙烯。 支链型结构 （1）聚乙烯PE 低压/高密度/线型结构聚乙烯也可软化可熔融，但软化温度和密度都较高，较硬。 网状结构的聚乙烯：强度增加，且难软化熔化。 高压/低密度/支链型结构聚乙烯的主链较短且有较多长短不一的支链，可软化可熔，且，软化温度和密度也较低，较软！ [CH2—CH2]n 为什么高分子材料一般都具有一定的弹性？ 当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。 （1）聚乙烯PE [CH2—CH2]n (2)酚醛树脂 [实验5-1]在试管中加入2g苯酚、3 mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，水浴加热。当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中职出试管，并用玻璃棒搅拌，观察颜色和状态。 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 (2)酚醛树脂 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 [实验5-1]在试管中加入2g苯酚、3 mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，水浴加热。当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中职出试管，并用玻璃棒搅拌，观察颜色和状态。 在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛发生反应,苯酚的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,生成线型结构的高分子。反应如下:  (2)酚醛树脂 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 羟甲基苯酚 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。 碱催化下，苯酚与过量甲醛生成 继续缩聚反应生成网状结构的酚醛树脂（俗称电朩）。  具有网状结构的高分子如酚醛树脂（俗称电朩）受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。具有热固性！ (2)酚醛树脂 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 烹饪器具的黑色手柄 宇宙飞船的外壳涂层。 电路板PCB 主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合器材。 (2)酚醛树脂 1.塑料 合成树脂中加入具有特定作用的添加剂作加工助剂。的固体混合物。 思考：为何酚醛树脂能作烹饪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以? 酚醛树脂属于网状体型/热固性材料,受热不熔融或者软化。而聚苯乙烯属于线型/热塑性材料,受热容易熔融或者软化,不能用于制作锅子手柄等器具。 以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应生产的纤维称合成纤维。例如六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 2.合成纤维 天然纤维： 化学纤维 纤维 动物纤维如羊毛、蚕丝（成分：蛋白质！）； 植物纤维如棉花、麻等（成分：多糖之纤维素） 用化学方法将植物纤维素、蛋白质等天然高分子纤维分别加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等。 再生纤维： 合成纤维： 注：纤维与纤维素的不同 六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 合成纤维具有优良的性能：具有强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不缩水、保暖、不怕虫蛀等优点。 ●合成纤维的性质： 合成纤维可满足人们穿着需求（服装面料，）,同时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,等等。 ●合成纤维的用途： 2.合成纤维 六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 (1)聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。 +nHO—CH2CH2—OH + (2n-1)H2O　 涤纶纤维的强度大，耐磨，易洗，快干，保型性好，但透气性和吸湿性差。用于服装和床上用品,各种装饰布料。 （俗称涤纶PET） 2.合成纤维 六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 (2)聚酰胺纤维 由己二胺与己二酸发生缩聚反应生成聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66，前一个6代表二胺中碳原子数，后一个6代表二酸中碳原子数)。 聚酰胺纤维不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较高，可用于生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线，缆绳等。 （商品名锦纶，又俗称尼龙） + nH2N—(CH2)6—NH2 + (2n-1)H2O　 2.合成纤维 六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 氯纶： 丙纶： 腈纶： 维纶： 聚氯乙烯纤维（PVC） 聚丙烯纤维（PP） 聚丙烯腈纤维（PAN） 聚乙烯醇缩甲醛（PVFM） —CH2—CH—CH2—CH— OH [ ]n OH + n HCHO 催化剂 —CH2—CH—CH2—CH— O—CH2— [ ]n O + n H2O 2.合成纤维 六大纶：锦纶、涤纶、氯纶、丙纶、腈纶、维纶 1.橡胶的来源：三叶橡胶树 三、橡胶(天然橡胶与合成橡胶) 森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，酸性条件下会很快凝固成白色胶状固体！称橡胶生胶，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 特种橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 丁腈橡胶 氯丁橡胶 ——硅橡胶 巴西三叶树橡胶 杜仲胶 2.橡胶分类与合成橡胶 丁二烯；苯乙烯 合成橡胶的单体： 丁二烯 丁二烯；丙烯腈 氯丁二烯 说明：合成橡胶的单体一般要有二烯烃！ 三、橡胶(天然橡胶与合成橡胶) 天然橡胶的单体： 异戊二烯 或：2-甲基丁二烯 或：2-甲基-1,3-丁二烯 或： 1,3-丁二烯 CH2=C-CH=CH2 CH3 耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀性、耐老化等方面有着其独特的优势。 橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高，一般在105～106范围内。 橡胶是一类具有高弹性的物质，当施以外力时形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形状。 3.合成橡胶的性质： 三、橡胶(天然橡胶与合成橡胶) 4.天然橡胶及硫化： [CH2-C=CH-CH2]n CH3 异戊二烯或2-甲基丁二烯 硫化剂(硫磺等交联剂) 天然橡胶（生胶）——线型(有一定弹性) 网状（硫化天然橡胶） 橡胶生胶在硫化后，其弹性和柔韧性，强度都会明显增大!（高弹性体！） 天然橡胶的单体： CH2=C-CH=CH2 CH3 顺式聚异戊二烯(线形结构 ) 硫化 丁二烯和苯乙烯共聚而成的加聚物，再硫化合成丁苯橡胶。 CH2=CH-CH=CH2 CH2= CH 1,3-丁二烯 苯乙烯 5.合成橡胶： 1）丁苯橡胶 丁苯橡胶，顺丁橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶，乙丙橡胶 顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。 nCH2=CH-CH=CH2 催化剂 C=C CH2 CH2 H H n 1 2 3 4 1 4 2 3 2）顺丁橡胶： 5.合成橡胶： 丁苯橡胶，顺丁橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶，乙丙橡胶 1，3-丁二烯 顺式聚-1，3-丁二烯 原料为1，3-丁二烯，在催化剂存在下，得到顺式聚-1，3-丁二烯的线型结构。 1 4 催化剂 nCH2=CH-CH=CH2 C=C CH2 CH2 H H n 1 2 3 4 2 3 硫化剂的作用是打开顺式聚-1，3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有高弹性又有高强度的硫化顺丁橡胶或顺丁橡胶制品如轮胎等！ 2）顺丁橡胶的硫化： 硫化剂(硫磺等交联剂) 5.合成橡胶： 丁苯橡胶，顺丁橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶，乙丙橡胶 1，3-丁二烯 顺式聚-1，3-丁二烯(线型结构) 但交联程度不宜过大，否则会形成致密网状结构，失去高弹性！ 而转化为热固性！ 硫化顺丁橡胶 合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而合成橡胶与天然橡胶共同广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。实际工业生产中天然橡胶与合成橡胶一般混合使用！用量约各占50％左右。 6、合成橡胶的用途： 五颜六色的橡皮擦/橡皮筋是一种硫化橡胶（软弹性-即形变大！）。 现在使用的橡胶轮胎（硬弹性！），包括大多数汽车/自行车轮胎等，都是经过在橡胶生胶中加硫磺(硫化)、炭黑(增加强度/硬度/耐磨性)、纤维(增加强度)等一系列加工措施和步骤后制成的橡胶制品（硬弹性-形变小！）。 合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的。 现在已发展了20多个大品种，常用型合成橡胶主要有丁苯橡胶，顺丁橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶，乙丙橡胶，硅橡胶等。 7.橡胶的发展 硫化橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。 如表面上表现为龟裂、硬化、发粘、软化、粉化、变色、长霉等。 8.橡胶的老化 1．天然纤维的吸湿性一般优于合成纤维，合成纤维中吸湿性较好的是（ ） A．锦纶 B．涤纶 C．丙纶 D．维纶 D 2．下列说法正确的是（ ） A．合成纤维和再生纤维统称为化学纤维 B．酚醛树脂和聚氯乙烯塑料都是热固性塑料 C．锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末 D．制作航天服的聚酯纤维属于天然高分子材料 A $