高二化学选修1化学与生活高分子材料和复合材料课件 苏教.ppt

第三第三单元元 高分子材料和复合材料高分子材料和复合材料专题三三 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料金属材料金属材料无机非金属材料无机非金属材料高分子材料和复合材料高分子材料和复合材料江苏省徐州市矿务集团一中江苏省徐州市矿务集团一中 高二化学备课组高二化学备课组2021/8/11 星期三1【学习目标】【学习目标】1、了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。、了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。2、知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。、知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。3、区别聚合反应的几种类型，掌握加聚反应和缩聚反应两大基本的聚合反应类型。、区别聚合反应的几种类型，掌握加聚反应和缩聚反应两大基本的聚合反应类型。4、通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常、通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常生活中扮演的角色。生活中扮演的角色。5、理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改选与优化。、理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改选与优化。6、了解功能高分子材料的分类，列举功能高分子材料在生产生活各个层面、高新技术领、了解功能高分子材料的分类，列举功能高分子材料在生产生活各个层面、高新技术领域中的应用。域中的应用。7、认识复合材料的、认识复合材料的结构结构，说出常见的复合材料及其应用。，说出常见的复合材料及其应用。8、体验化学科学的进步与材料科学发展的联系，从人类利用天然硅酸盐材料到开发、研、体验化学科学的进步与材料科学发展的联系，从人类利用天然硅酸盐材料到开发、研制和利用新型材料的历史说明科学技术的发展，尤其是材料科学的发展与人们生活质量制和利用新型材料的历史说明科学技术的发展，尤其是材料科学的发展与人们生活质量的关系，评价高分子材料的使用对环境质量的影响。的关系，评价高分子材料的使用对环境质量的影响。【教学重点】【教学重点】塑料和橡胶的结构特点。塑料和橡胶的结构特点。【教学难点】【教学难点】塑料、橡胶和纤维的结构特点。塑料、橡胶和纤维的结构特点。2021/8/11 星期三2了解：高分子化合物的分类了解：高分子化合物的分类天然高分子天然高分子合成高分子合成高分子线型高分子线型高分子体型高分子体型高分子热塑性高分子热塑性高分子热固性高分子热固性高分子塑料纤维橡胶塑料纤维橡胶 涂料粘合剂涂料粘合剂功能高分子材料功能高分子材料v高分子按来源分：高分子按来源分：v高分子按结构分：高分子按结构分：v高分子按性质分：高分子按性质分：v高分子按性能高分子按性能 和用途分：和用途分：2021/8/11 星期三3阅读课本阅读课本101面中间两段，了解下列问题面中间两段，了解下列问题1、塑料的主要成分是什么？（掌握）塑料的主要成分是什么？（掌握）2、生产塑料的合成树脂有哪些？（了解）、生产塑料的合成树脂有哪些？（了解）3、塑料有什么优点？（了解）、塑料有什么优点？（了解）4、塑料常见种类有哪些？（了解、塑料常见种类有哪些？（了解）合成树脂合成树脂聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等密度小、强度高、化学性质稳定、耐磨擦等密度小、强度高、化学性质稳定、耐磨擦等通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等特种塑料：氟塑料、聚乙烯醇、聚砜等特种塑料：氟塑料、聚乙烯醇、聚砜等工程塑料：工程塑料：ABS塑料、聚碳酸酯等塑料、聚碳酸酯等一、塑料一、塑料2021/8/11 星期三4知识回顾（重点掌握）知识回顾（重点掌握）1.聚合反应：聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子（单体单体）互相结合成相互相结合成相互相结合成相互相结合成相对分子质量大的对分子质量大的对分子质量大的对分子质量大的高分子化合物高分子化合物高分子化合物高分子化合物的反应。聚合反应分为的反应。聚合反应分为的反应。聚合反应分为的反应。聚合反应分为加聚加聚加聚加聚反应反应反应反应和和和和缩聚反应缩聚反应缩聚反应缩聚反应两种基本反应类型。两种基本反应类型。两种基本反应类型。两种基本反应类型。2.加聚反应：（加聚反应：（1）均聚反应）均聚反应同一种单体同一种单体乙烯（单体）乙烯（单体）链节链节聚合度聚合度 高聚物如高聚物如何判断单何判断单体？体？2021/8/11 星期三52021/8/11 星期三6练习一（课本P110第二题）（1）人造象牙的结构可表示为）人造象牙的结构可表示为CH2On它的单它的单体是（体是（）A.(CH3)2OB.CH3CHOC.HCHOD.CH3CHO（2）三位科学家因发现导电塑料荣获）三位科学家因发现导电塑料荣获2000年诺贝尔化年诺贝尔化学奖。导电塑料的结构可表示为学奖。导电塑料的结构可表示为CHCHn，则其单，则其单体为（体为（）。）。A.乙烯乙烯B.1,3丁二烯丁二烯C.乙炔乙炔D.乙烷乙烷练习二练习二写出由丙烯制取聚丙烯的反应方程式写出由丙烯制取聚丙烯的反应方程式?CCnCH3CHCH2 催化剂催化剂CH3 CHCH2n2021/8/11 星期三72.加聚反应：加聚反应：(2)共聚反应共聚反应两种以上单体两种以上单体如工程塑料如工程塑料ABS塑料的合成塑料的合成单体为：丙烯腈、单体为：丙烯腈、1,3丁二烯、苯乙烯丁二烯、苯乙烯（P110第第5题）题）练习四练习四（课本（课本110面第面第6题）题）答案：答案：DCH2-CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CHnCN2021/8/11 星期三83.缩聚反应缩聚反应(注意注意:除生成高分子化合物外除生成高分子化合物外,还有小分子生成还有小分子生成)催化剂催化剂 OHn+OnHCH+nH2O OHCH2n2021/8/11 星期三9塑料的分类塑料的分类:分类分类原则原则类型类型 特征和举例特征和举例按按受热受热时的特时的特征征按按应用应用范围及范围及性能性能特特点点其他其他热塑性塑料热塑性塑料成分为成分为热塑性树脂热塑性树脂。可以反复塑制，。可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热固性塑料热固性塑料通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料成分为成分为热固性树脂热固性树脂。加工成型后为。加工成型后为不熔状态，如酚醛、氨基塑料等。不熔状态，如酚醛、氨基塑料等。通用性强、用途广、产量大、价格低。通用性强、用途广、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，聚丙烯等。聚丙烯等。机械性能好、强度高，可以代替金属机械性能好、强度高，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。聚碳酸酯、氟塑料等。其他分类，分为通用、工程、耐高温和特种塑料四其他分类，分为通用、工程、耐高温和特种塑料四大类；或通用、工程和其他塑料三大类。大类；或通用、工程和其他塑料三大类。2021/8/11 星期三10热固型：热固型：塑料按受热的情况可分为：塑料按受热的情况可分为：热塑型：热塑型：线型高分子，可反复加工，多次使用。线型高分子，可反复加工，多次使用。如聚乙烯如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯体型高分子，成型后不再会熔化。体型高分子，成型后不再会熔化。如酚醛树脂、尿醛树脂等如酚醛树脂、尿醛树脂等2021/8/11 星期三11原因：原因：1长链分子间是以分子间作用力结合在一起的。当受热时，长链分子间是以分子间作用力结合在一起的。当受热时，这些长链会加快振动，使链与链之间作用力减弱，长链间发生相对这些长链会加快振动，使链与链之间作用力减弱，长链间发生相对滑动，因此塑料会熔化成液体。当冷却时，长链所含的能量降低，滑动，因此塑料会熔化成液体。当冷却时，长链所含的能量降低，彼此之间的距离拉近，相互吸引力增强，所以会重新硬化。彼此之间的距离拉近，相互吸引力增强，所以会重新硬化。2热固性塑料在形成初期也是长链的，受热会软化，可以被热固性塑料在形成初期也是长链的，受热会软化，可以被塑制成一定的形状。但在进一步受热时，链与链之间会形成共价键，塑制成一定的形状。但在进一步受热时，链与链之间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。再受热时，链状分产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。再受热时，链状分子的滑动受到限制，因此不会熔化。子的滑动受到限制，因此不会熔化。2021/8/11 星期三12聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)产品产品保鲜膜保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜无毒，化学稳定性好，无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包适合做食品和药物的包装材料装材料常见的塑料常见的塑料2021/8/11 星期三13聚氯乙烯聚氯乙烯（PVCPVC）化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过不宜超过60，在低温下会变硬。，在低温下会变硬。分为：软质塑料和硬质塑料分为：软质塑料和硬质塑料2021/8/11 星期三14酚醛树脂酚醛树脂聚聚丙丙烯烯有有机机玻玻璃璃2021/8/11 星期三15聚丙烯聚丙烯(PP)聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)有机玻璃有机玻璃(聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸甲酯甲酯PMMA)尿醛塑料尿醛塑料(电玉电玉)2021/8/11 星期三16聚四氟乙烯塑料王塑料王2021/8/11 星期三17聚四氟乙烯聚四氟乙烯(PTFE)ABS塑料塑料作业：课本作业：课本P110第第1、2、3、4、5、6题做在课本上题做在课本上2021/8/11 星期三18二、纤维二、纤维纤纤维维天天天天然然然然纤纤纤纤维维维维化化化化学学学学纤纤纤纤维维维维棉花棉花棉花棉花羊毛羊毛羊毛羊毛木材木材木材木材草类草类草类草类合成纤维合成纤维合成纤维合成纤维：用石油、天然：用石油、天然：用石油、天然：用石油、天然气等为原料制成的单体，气等为原料制成的单体，气等为原料制成的单体，气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维再经聚合制成的纤维再经聚合制成的纤维再经聚合制成的纤维人造纤维人造纤维人造纤维人造纤维：用化学方法对：用化学方法对：用化学方法对：用化学方法对木材等天然纤维加工制成。木材等天然纤维加工制成。木材等天然纤维加工制成。木材等天然纤维加工制成。羊羊羊羊毛毛毛毛是是是是纤纤纤纤维维维维蛋蛋蛋蛋白白白白2021/8/11 星期三19合成纤维优点优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。学腐蚀和不怕虫蛀等。缺点缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。：吸水性和透气性不如天然纤维。常见合成纤维常见合成纤维：锦纶：锦纶(尼龙尼龙)、涤纶、涤纶(的的确良确良)、腈纶、腈纶(人造羊毛人造羊毛)、维纶、氯纶、维纶、氯纶、丙纶。丙纶。2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21（尼龙）（尼龙）2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23三、橡胶三、橡胶橡橡胶胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶通通用用橡橡胶胶特特种种橡橡胶胶聚硫橡胶聚硫橡胶硅橡胶硅橡胶主主要要成成分分是是聚聚聚聚异异异异戊戊戊戊二二二二烯烯烯烯丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶2021/8/11 星期三241,3丁二烯的加聚反应丁二烯的加聚反应天然橡胶主要成天然橡胶主要成分的结构：分的结构：nCH2=CH-CH=CH2CH2-CH=CH-CH2n催化剂催化剂天然橡胶的单体为？天然橡胶的单体为？CH2=CH-C=CH2CH3异戊二烯异戊二烯聚异戊二烯聚异戊二烯2021/8/11 星期三25根据天然橡胶根据天然橡胶的的的结构特点的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足说说它的性质可能有哪些不足?如如:橡胶遇到下列物质各发生什么反应橡胶遇到下列物质各发生什么反应?A、溴水、溴水B、酸性高锰酸钾、酸性高锰酸钾C、氯化氢、氯化氢D、汽油、汽油E、硝酸、硝酸F、氧气、氧气想一想？想一想？2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大。橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大。橡胶的硫化橡胶的硫化2021/8/11 星期三28橡胶的硫化橡胶的硫化2021/8/11 星期三29氯丁橡胶氯丁橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶硅橡胶硅橡胶硅橡胶硅橡胶2021/8/11 星期三30合成橡胶合成橡胶2021/8/11 星期三31“2004海水淡化及利用技术国际研讨会海水淡化及利用技术国际研讨会”2021/8/11 星期三32高分子分离膜高分子分离膜2021/8/11 星期三33四、功能高分子材料四、功能高分子材料1功能高分子材料：功能高分子材料：2功能高分子材料的种类功能高分子材料的种类（1）高分子分离膜：）高分子分离膜：指既有传统高分子材料的机械性能，又有指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。某些特殊功能的高分子材料。这是具有特殊这是具有特殊_功能的高分子材料制成的功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质薄膜，它的特点是能让某些物质_通过，通过，而把另外一些物质分离掉，应用于物质分离而把另外一些物质分离掉，应用于物质分离。分离分离有选择地有选择地2021/8/11 星期三34（2）医用高分子材料：）医用高分子材料：一些有关人工器官的图片一些有关人工器官的图片人造人造关节关节 人工人工心脏瓣膜心脏瓣膜 人造人造皮肤皮肤人造人造心脏心脏 人造人造肾脏肾脏 人造人造膝关节膝关节生物相容性生物相容性排斥排斥具有优异的具有优异的_，较少受到，较少受到_，可以，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。满足人工器官对材料的苛刻要求。如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。2021/8/11 星期三35五、复合材料五、复合材料1复合材料：复合材料：指两种或两种以上材料组合成的一种新型指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为材料。其中一种做为_，另外材料做为，另外材料做为_。具有具有_等等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。优异性能，在综合性能上超过了单一材料。2复合材料的性能：复合材料的性能：基体基体增强剂增强剂强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀2021/8/11 星期三36复合材料玻璃钢复合材料玻璃钢玻玻 璃璃 钢钢 游游 艇艇玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包括神州五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用业包括神州五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用2021/8/11 星期三37 碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量轻等碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用人造丝、石油沥青优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。或煤沥青为原料。复合材料复合材料碳纤维碳纤维2021/8/11 星期三38复合材料复合材料隐形飞机上的特殊材料隐形飞机上的特殊材料2021/8/11 星期三39有机高分子材料的发展趋势有机高分子材料的发展趋势1旧旧材材料料改改进进推推广广(新新型型导导电电塑塑料料、电电磁磁屏屏蔽材料蔽材料)2研制新材料研制新材料(高分子智能材料、超导材料、高分子智能材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等热电膜、传感膜等)。2021/8/11 星期三40鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣 轻便赛车轻便赛车2021/8/11 星期三41尿不湿尿不湿液晶显示器液晶显示器2021/8/11 星期三42波音波音767AV8B鹞式飞机鹞式飞机 2021/8/11 星期三432021/8/11 星期三442021/8/11 星期三51