【高中化学】应用广泛的高分子材料（课件） 2022-2023学年高二化学人教版2019选择性必修3.pptx

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1、第二节第二节 应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料第五章第五章 进入合成有机高分子化合物的时代进入合成有机高分子化合物的时代第一课时第一课时 通用高分子材料通用高分子材料 生活中经常看见美丽漂亮的椅子、冲锋舟等。它生活中经常看见美丽漂亮的椅子、冲锋舟等。它们不仅美观，而且耐用。这些都是用高分子材料制成们不仅美观，而且耐用。这些都是用高分子材料制成的。那么这些高分子材料有哪些特性？有哪些用途呢的。那么这些高分子材料有哪些特性？有哪些用途呢？1、通过对高分子材料分类的学习，能列举常见的通用、通过对高分子材料分类的学习，能列举常见的通用高分子材料和功能高分子材料，能列举其用途，能认识高分子材料和

2、功能高分子材料，能列举其用途，能认识两者性质和用途的差异。两者性质和用途的差异。2、通过高分子材料在生产、生活中的用途，认识其工、通过高分子材料在生产、生活中的用途，认识其工业生产的必要性，也要认识其对环境的不良影响。业生产的必要性，也要认识其对环境的不良影响。3、通过比较不同高分子材料的功能，能根据情况选择、通过比较不同高分子材料的功能，能根据情况选择合适的高分子材料，并做出基本的科学判断。合适的高分子材料，并做出基本的科学判断。高高分分子子材材料料按用途和按用途和性能分类性能分类通用高分通用高分子材料子材料功能高分功能高分子材料子材料高分子材料的分类高分子材料的分类塑料、合成纤维塑料、合成

3、纤维合成橡胶、黏合剂合成橡胶、黏合剂涂料等涂料等高分子分离膜高分子分离膜导电高分子导电高分子医用高分子医用高分子高吸水性树脂等高吸水性树脂等1、塑料、塑料（1）塑料的成塑料的成分分合成合成树树脂脂加工加工助助剂剂塑料的塑料的成分成分塑料的主要成分是合成塑料的主要成分是合成树树脂脂树树脂：脂：指未加工指未加工处处理的聚合物理的聚合物举举例：例：增塑增塑剂剂、热稳热稳定定剂剂等等作用：作用：改善塑料的性能，适改善塑料的性能，适应应工工农业农业生生产产和人和人们们的生活需求的生活需求一、通用高分子材料一、通用高分子材料类型类型特征特征种类种类热塑性塑料热塑性塑料热固性塑料热固性塑料可反复加可反复加热

4、热熔融加工熔融加工聚乙聚乙烯烯、聚苯乙聚苯乙烯烯等等（2）塑料的塑料的分分类类不能加不能加热热熔融，熔融，只能一次成型只能一次成型酚酚醛树醛树脂、脂、脲醛树脲醛树脂等脂等（3）常）常见见的塑料的塑料聚乙聚乙烯烯保保鲜鲜膜膜聚乙聚乙烯烯塑料管塑料管无毒无毒，化学，化学稳稳定性好定性好，适合做食品和，适合做食品和药药物的包装材料。物的包装材料。n CH2CH2 CH2CH2聚乙聚乙烯烯催化催化剂剂加加热热、加、加压压 n 聚乙烯聚乙烯比较项目比较项目高压法聚乙烯高压法聚乙烯低压法聚乙烯低压法聚乙烯聚合反聚合反应条件应条件150 Mpa300 Mpa，200 左右左右，使用，使用 剂剂0.1 Mpa

5、2 Mpa，60100，使用，使用 剂剂高分子链的结构高分子链的结构含有较多支链含有较多支链支链较少支链较少密度密度/(gcm-3)0.910.930.940.97软化温度软化温度/105120120140主要性能主要性能无毒无毒，较，较柔软柔软无毒无毒，较硬，较硬主要用途主要用途生成食品包装袋、薄膜、绝生成食品包装袋、薄膜、绝缘材料等。缘材料等。生产瓶、桶、板、管等生产瓶、桶、板、管等引发引发催化催化高高压压法聚乙法聚乙烯烯和低和低压压法聚乙法聚乙烯烯的比的比较较 1、我们平时用的耳机线为什么总缠在、我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？一起？为什么高分子化合物具有一定为什么高分子化合物具有一

6、定的弹性？的弹性？聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能呈一条直线，只能成不规则的卷键可旋转，使它不可能呈一条直线，只能成不规则的卷曲状态。有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或曲状态。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。的高分子材料都具有一定的弹性。2、为为什么低密度聚乙什么低密度聚乙烯烯比高密度聚乙比高密度聚乙烯烯的的软软化温度化温度低、密度也低呢？低、密度也低呢？高分子化合物高分子化合物软

7、软化温度化温度、密度的、密度的影响影响因素：因素：(1)链链的的长长短短：高分子高分子链链越越长长，相，相对对分子分子质质量越大量越大高分子高分子链链之之间间的作用力越大的作用力越大软软化温度、密度越高化温度、密度越高(2)链链的疏密的疏密：链链与与链链之之间间越密越近越密越近链链之之间间的作用的作用力越大力越大软软化温度、密度越高化温度、密度越高 低密度聚乙低密度聚乙烯烯的主的主链链有有较较多多长长短不一的支短不一的支链链，支，支链结链结构有碍碳碳构有碍碳碳单键单键的旋的旋转转和和链链之之间间的接近，的接近，链链之之间间的作用力的作用力就比高密度聚乙就比高密度聚乙烯烯的小，的小，软软化温度和

8、密度也就化温度和密度也就较较低低。高密度聚乙高密度聚乙烯烯的支的支链较链较少，少，链链之之间间易于接近易于接近，相互作，相互作用力用力较较大，大，软软化温度和密度都化温度和密度都较较高。高。低密度聚乙低密度聚乙烯烯(LDPE)低密度、低低密度、低软软化温度、化温度、较软较软生产生产食品包装袋等薄膜食品包装袋等薄膜制品，不用加入增塑制品，不用加入增塑剂剂就就显显得十分柔得十分柔软软。高密度、高高密度、高软软化温度、化温度、较较硬硬生产瓶、桶、板、生产瓶、桶、板、管与棒材等。管与棒材等。高密度聚乙高密度聚乙烯烯(HDPE)通通过过改改进进聚合反聚合反应应的催化的催化剂剂，得到的超高相，得到的超高相

9、对对分子分子质质量聚乙量聚乙烯烯(相相对对分子分子质质量大于量大于106)，具有高，具有高强强度和高度和高耐磨性，使用温度范耐磨性，使用温度范围围广，耐化学腐广，耐化学腐蚀蚀，可用于制造，可用于制造防防弹弹服、防服、防弹头弹头盔、盔、绳缆绳缆等。等。超高相超高相对对分子分子质质量聚乙量聚乙烯烯 a、定义：酚醛树脂是、定义：酚醛树脂是 (如苯酚或甲苯酚等如苯酚或甲苯酚等)与与 (如如甲醛甲醛)在在 的催化下相互缩合而成的高分子。的催化下相互缩合而成的高分子。酚酚醛醛酸或碱酸或碱现现象：象：结论结论：液体变浑浊，有黏稠物质生成。液体变浑浊，有黏稠物质生成。苯酚与甲醛在酸或碱作用下均发生缩聚反应苯酚

10、与甲醛在酸或碱作用下均发生缩聚反应生成酚醛树脂。生成酚醛树脂。酚酚醛树醛树脂脂实验探究：实验探究：实验实验51 酚醛树脂的制备及性质酚醛树脂的制备及性质b、形成：、形成：在酸催化下，在酸催化下，等物等物质质的量的量的的苯酚苯酚与与甲甲醛醛反反应应，苯酚，苯酚邻邻位位或或对对位位的的氢氢原子与甲原子与甲醛醛的的羰羰基基加成生成加成生成邻邻或或对羟对羟甲基苯酚甲基苯酚，然后然后羟羟甲基苯酚甲基苯酚之之间间相互脱水相互脱水缩缩合成合成线线型型结结构高分子。构高分子。在在碱碱催化下，催化下，苯酚与苯酚与过量过量的甲醛反应，生成羟甲基苯的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成酚的同时，还生成二羟甲基苯酚

11、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚三羟甲基苯酚等，等，继继续反应，就可以生成续反应，就可以生成网状网状结构的酚醛树脂。结构的酚醛树脂。用作用作绝缘绝缘、隔、隔热热、阻燃、隔音器材和复合材料。可、阻燃、隔音器材和复合材料。可用于生用于生产产烹烹饪饪器具的手柄，一些器具的手柄，一些电电器与汽器与汽车车的零部件，的零部件，火箭火箭发动发动机、返回式机、返回式卫卫星和宇宙星和宇宙飞飞船外壳等的船外壳等的烧蚀烧蚀材料。材料。c、用途：、用途：交交与与考考思思流流1、尿素是蛋白、尿素是蛋白质质的代的代谢产谢产物，随尿排出体外。物，随尿排出体外。尿素氮原尿素氮原子上的子上的氢氢原子原子可以像可以像苯苯环环上的上的氢

12、氢原子那原子那样样与甲与甲醛发醛发生加生加成反成反应应，并可，并可缩缩聚成聚成线线型和网状型和网状结结构的构的脲醛树脲醛树脂脂。线型结构的脲醛树脂线型结构的脲醛树脂网状网状结结构的构的脲醛树脲醛树脂脂线线型型结结构里必构里必须还须还存在能存在能发发生生加聚加聚或或缩缩聚聚反反应应的官能的官能团团，如如双双键键、羟羟基、氨基基、氨基等，才有可能等，才有可能转变为转变为网状网状结结构。构。含有含有两个官能团两个官能团的单体缩聚后生成的缩聚物呈现的单体缩聚后生成的缩聚物呈现为为线型结构线型结构。线型结构的高聚物上如果还有能起反应线型结构的高聚物上如果还有能起反应的官能团的官能团,当它与别的物质发生反

13、应时当它与别的物质发生反应时,高分子链之间高分子链之间将形成化学键将形成化学键产生交联产生交联,从而从而形成形成网状结构网状结构。练练一一练练1、下列塑料的合成，所、下列塑料的合成，所发发生的化学反生的化学反应类应类型与另外型与另外三种不同的是三种不同的是()A聚乙聚乙烯烯塑料塑料B聚聚氯氯乙乙烯烯塑料塑料C酚酚醛醛塑料塑料 D聚苯乙聚苯乙烯烯塑料塑料解析：解析：A、B、D发发生的是加聚反生的是加聚反应应，而，而C发发生的是生的是缩缩聚反聚反应应。C2、合成合成纤维纤维（1）纤维纤维的分的分类类天然天然纤维纤维化学化学纤维纤维纤纤维维植物植物纤维纤维：如棉花、麻等如棉花、麻等(成分成分纤维纤维

14、素素)动动物物纤维纤维：如羊毛、蚕如羊毛、蚕丝丝等等(成分蛋白成分蛋白质质)再生再生纤维纤维：如黏胶如黏胶纤维纤维、大豆蛋白、大豆蛋白纤维纤维等等合成合成纤维纤维：如聚如聚酯纤维酯纤维、聚、聚酰酰胺胺纤维纤维等等注意：注意：化学化学纤维纤维：通过化学方法处理并加工而得到的纤维；通过化学方法处理并加工而得到的纤维；再生再生纤维纤维：以木材、秸秆等天然纤维为原料，经加工处理制以木材、秸秆等天然纤维为原料，经加工处理制得的纤维；合成得的纤维；合成纤维纤维：以石油、天然气、煤、农副产品等为：以石油、天然气、煤、农副产品等为原料，将其转化为单体，再经聚合反应制得的纤维。原料，将其转化为单体，再经聚合反应

15、制得的纤维。合成纤维合成纤维包括包括“六大纶六大纶”聚酯（涤纶）、聚酰胺（聚酯（涤纶）、聚酰胺（锦纶又锦纶又称称尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）、碳纤维等。、碳纤维等。（2）常见的合成纤维常见的合成纤维名称结构简式单体涤纶(的确良)锦纶腈纶(人造毛)维纶(人造棉)丙纶氯纶CH2=CHOHCH2=CHCH3CH2=CHCl（3）合成）合成纤维纤维的性能和的性能和应应用用性性能能优点优点缺点缺点改进改进方法方法用途用途强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖吸湿性和透气性明显不及天然纤维吸湿性和透气性明显不及天然纤维将

16、天然纤维和合成纤维混合纺织，得到的混纺将天然纤维和合成纤维混合纺织，得到的混纺纤维实现了优势互补，性能更加优良纤维实现了优势互补，性能更加优良合成纤维除满足人们的穿着需求外，还广泛应用合成纤维除满足人们的穿着需求外，还广泛应用于工农业生产和高科技领域。如工业用的隔音、于工农业生产和高科技领域。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，航天用的降落伞、航天服等的缝合线、止血棉，航天用的降落伞、航天服等3、合成橡胶（1）合成橡胶的原料及性能原料原料性能性能以石油、天然气为原料，以烯烃和二烯烃为单体聚合而成的高分子具有高弹性

17、、绝缘性、气密性，耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀（2）顺顺丁橡胶丁橡胶 顺顺丁橡胶的合成原理及丁橡胶的合成原理及结结构特点构特点CCnHCH2CH2H合成原理：合成原理：结结构特点：构特点：nCH2CH2CH2CH2催化催化剂剂分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。顺顺丁橡胶的硫化：丁橡胶的硫化：将将顺顺丁丁橡橡胶胶与与硫硫等等硫硫化化剂剂混混合合后后加加热热，硫硫化化剂剂将将聚聚合合物物中中的的碳碳碳碳双双键键打打开开，以以二二硫硫键键(SS)等等与与碳碳原原子子结结合合，把把线线型型结结构构连连接接成成网网状状结结构构，得得到到既既有有弹弹性又有性

18、又有强强度的度的顺顺丁橡胶。丁橡胶。应应用：用于制造用：用于制造轮轮胎胎 天然橡胶有两种，一种是巴西三叶橡胶天然橡胶有两种，一种是巴西三叶橡胶树产树产出的出的橡胶，通常称橡胶，通常称为为天然橡胶；另一种是杜仲数天然橡胶；另一种是杜仲数产产出的橡出的橡胶，称胶，称为为杜仲胶或古塔波胶。杜仲胶或古塔波胶。CCnHCH2CH2H天然橡胶天然橡胶顺顺式聚异戊二式聚异戊二烯烯CCnHCH2CH2H杜仲胶杜仲胶反式聚异戊二反式聚异戊二烯烯（3）天然橡胶）天然橡胶简简介介第二节第二节 应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料第五章第五章 进入合成有机高分子化合物的时代进入合成有机高分子化合物的时代制作人：阳

19、海斌制作人：阳海斌第二课时第二课时 功能高分子材料功能高分子材料二、功能高分子材料二、功能高分子材料1、定、定义义 在天然或合成高分子的主在天然或合成高分子的主链链或支或支链链上引入某上引入某种功能原子种功能原子团团，使其具有特殊的功能，使其具有特殊的功能，满满足化学、足化学、物理或医学等方面的功能要求，物理或医学等方面的功能要求，这类这类高分子称高分子称为为功能高分子。功能高分子。功功能能高高分分子子化学化学功能高分子功能高分子物理物理功能高分子功能高分子生物生物功能高分子功能高分子功能功能转换型转换型高分子高分子如电致发光高分子、光致变色高分如电致发光高分子、光致变色高分子、形状记忆树脂等

20、子、形状记忆树脂等如高分子药物、软组织替代高分子如高分子药物、软组织替代高分子如发光高分子、导电高分子、高传导如发光高分子、导电高分子、高传导热高分子、吸声高分子等热高分子、吸声高分子等如高分子试剂、高分子催化剂、离子如高分子试剂、高分子催化剂、离子交换膜等交换膜等2、分、分类类3、几种功能高分子材料、几种功能高分子材料（1）高吸水性高吸水性树脂树脂 亲水性高聚物亲水性高聚物 结构特点：结构特点：分子链带有许多分子链带有许多强亲水性强亲水性原子团；原子团；具有具有网状网状结构结构思考：如何获得具有高吸水性能的树脂？思考：如何获得具有高吸水性能的树脂？一种是对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改一种

21、是对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。团的支链，以提高它们的吸水能力。二是以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯二是以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物。高聚物。获取途径获取途径 应用应用 性能性能可可吸吸收收几几百百至至几几千千倍倍于于自自身身质质重重的的水水，同同时时保保水水能力强，还能耐一定的能力强，还能耐一定的挤压挤压作用。作用。干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，干旱地区用于农

22、业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。改良土壤，改造沙漠。(1)改造改造纤维纤维素或淀粉分子，接入素或淀粉分子，接入强强亲亲水基水基；(2)合成新的合成新的带带有有强强亲亲水基水基团团的高分子。的高分子。制取制取（2）高高分子分离膜分子分离膜 组组成成：高高分分子子分分离离膜膜是是用用具具有有特特殊殊分分离离功功能能的的高高分子材料制成的薄膜。分子材料制成的薄膜。分离原理分离原理：特特点点：能能够够让让某某些些物物质质有有选选择择地地通通过过，而而把把另另外外一些物质分离掉。一些物质分离掉。类型：类型：根据膜孔大小的不同，分离膜可分为微滤根据膜孔大小的不同，分离膜可分为微滤膜、超滤

23、膜、纳滤膜和反渗透膜等。膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。用途用途：广泛用于海水淡化、饮用水的制取，以及广泛用于海水淡化、饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液渗析等领果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液渗析等领域。域。1、下列材料中属于功能高分子材料的是、下列材料中属于功能高分子材料的是 ()高分子膜高分子膜 生物高分子材料生物高分子材料 隐身材料隐身材料 液晶高分子材料液晶高分子材料 光敏高分子材料光敏高分子材料 智能高分子材料智能高分子材料 A B C D全部全部解析：既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊解析：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

24、，属于功能高分子材料，所以选功能的高分子材料，属于功能高分子材料，所以选D。D2、下列关于功能高分子材料的说法中下列关于功能高分子材料的说法中，不正确的是不正确的是()A.离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软化、回收工业废水中的金属等化、回收工业废水中的金属等B.婴儿用的婴儿用的“尿不湿尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的主要成分是具有强吸水性的树脂的树脂C.导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件D.医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到与生物体相容的程度斥作用，难以达到与生物体相容的程度D