第五章 合成高分子\n第二节 高分子材料\n学习目标核心素养1.结合典型实例，认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。2．结合典型实例，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。1.宏观辨识与微观探析：从身边常见的通用高分子材料、功能高分子材料入手，了解高分子合成材料的分类、结构和性能及主要用途，能从物质的微观层面理解线型结构、体型结构和性质的关系。2．科学探究与创新意识：通过实验探究了解酸性和碱性条件下酚醛树脂的制备方法的不同。3．科学态度与社会责任：通过活动课研究、学习治理“白色污染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，具有绿色化学观念和可持续发展意识。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系。\n课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情境呈现名师博客呈现\n新课情境呈现\n塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。在科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。\n课前素能奠基\n一、高分子材料的分类新知预习通用塑料合成纤维合成橡胶高分子分离膜导电医用\n二、通用高分子材料1．塑料(1)塑料的成分合成树脂增塑剂热稳定剂着色剂\n(2)分类热塑性热固性酚醛树脂\n(3)聚乙烯①高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较高压法聚乙烯低压法聚乙烯合成条件高温、高压、引发剂低压、催化剂分子结构类型支链型线型相对分子质量相对________相对________熔融温度相对________相对________较小较大较低较高\n高压法聚乙烯低压法聚乙烯密度相对________相对________硬度相对________相对________主要性能无毒、无味、较________无毒、无味、较______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，相对分子质量更大的(>106)可用于制造防弹服、防弹头盔等较小较大较小较大柔软硬\n长短越长越大越大疏密远近\nb．影响低密度、高密度聚乙烯熔点、密度的主要因素类型结果因素低密度聚乙烯高密度聚乙烯支链支链较______支链较______分子间作用力低密度聚乙烯________高密度聚乙烯熔点、密度低密度聚乙烯________高密度聚乙烯多少小于低于\n(4)酚醛树脂①实验探究——酸性、碱性条件下制备酚醛树脂实验操作在试管中加入2g苯酚、3mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在沸水浴中加热，当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中取出试管，并用玻璃棒搅拌在另一试管中加入2g苯酚和3mL质量分数为40%的甲醛溶液，置于水浴中加热片刻，稍加振荡后，加入0.5mL浓氨水，在水浴中加热实验现象产生________________产生________________实验结论甲醛和苯酚在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂白色固体物质白色固体物质\n②酚醛树脂的形成和结构线型网状\na．在酸催化下的化学方程式为______________________________________________________，_______________________________________________________。\n二羟甲基苯酚三羟甲基苯酚网状\n③酚醛树脂的用途酚醛树脂主要用作________、________、阻燃、隔音等器材和________材料，如烹饪器具手柄，家用电器开关等。绝缘隔热复合\n2．合成纤维(1)纤维的分类木材秸秆石油煤天然气单体聚合反应\n(2)合成纤维的性能和应用高好绝缘缝合线\n(3)常见合成纤维①六大纶包括：________、________、________、________、________、________，其中________被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。涤纶锦纶腈纶丙纶维纶氯纶维纶\n②两类合成纤维的比较聚酯纤维聚酰胺纤维实例涤纶锦纶成分聚对苯二甲酸乙二酯纤维聚己二酰己二胺纤维性能强度大，耐磨，易洗，快干，保型性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度高应用大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物，以及工业用纤维制品等丝袜、降落伞、渔网、轮胎、帘子线等\n聚酯纤维聚酰胺纤维制备反应涤纶：________________________________________________________________________________________________锦纶：____________________________________________________________________________________\n天然合成丁苯顺丁硅\n(2)合成橡胶的原料与性能①原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。②性能：具有__________、__________、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能。高弹性绝缘性\n线型二硫键\n三、功能高分子材料1．性能和分类化学物理医学分离膜高吸水性医用\n2．高吸水性树脂(1)合成方法①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__________________的支链，以提高它们的吸水能力。②以带有__________________的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。如：丙烯酸钠中加入交联剂，在一定条件下发生聚合，得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂，结构简式为_______________。强亲水性原子团强亲水性原子团\n(2)性能可吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水，同时________能力强，还能耐一定的挤压作用。(3)应用：干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改良土壤，改造沙漠，婴幼儿纸尿裤等。保水\n3．高分子分离膜水小分子反渗透有机高分子醋酸海水淡化血液透析\n预习自测1．新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是()A．在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料B．利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化C．新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物质的特性，所以称为“尿不湿”D．医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官C\n2．关于高分子材料，下列说法不正确的是()A．有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)为线型结构，可溶于适当的溶剂(如氯仿)B．酚醛树脂为热固性塑料，受热变软，熔化C．聚乙烯为热塑性塑料，受热变软，熔化D．硫化橡胶为网状结构，不能溶于一般溶剂B\n3．下列各种高分子材料的研究方向，并不适合未来高分子材料发展的是()A．使高分子材料具有“仿生”功能B．使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展C．使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能D．使高分子材料越来越牢固，越来越难降解解析：未来的高分子材料应该越来越易降解，所以D项错误。D\n要点归纳\n课堂素能探究\n知识点问题探究：(1)为了研究高分子材料的溶解性，进行如下实验：高分子的结构和性质\n看到除橡皮粉末发生溶胀外，其他三个试管内的高分子材料都溶解了，你能得出什么结论？(2)能用带橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液等强氧化性物质吗？探究提示：(1)大多数高分子可以溶解于适当的有机溶剂，这一类是线型高分子材料；少数高分子材料不能溶解于有机溶剂，但能发生溶胀，这一类是网状高分子材料。(2)不能。橡胶中含有碳碳双键，易被氧化。\n知识归纳总结：1．高分子化学反应的特点(1)与结构的关系结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解，羧基易发生酯化、取代等反应。\n(2)常见的有机高分子化学反应①降解在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有：生物降解，化学降解，光降解等。\n\n2．高分子的结构与性质合成高分子的分子结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构。\n分类线型高分子网状高分子线型结构支链型结构网状结构溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的溶胀性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有热固性常见物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶\n(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是__________________，天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由____________变成____________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水是否褪色？________；分析其原因：____________________________________。典例1它是线型高分子线型结构网状结构不能褪色单体中含有碳碳双键，可使溴水褪色\n解析：(1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于适当的溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构。故硫化橡胶不能溶于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能与溴发生加成反应，使溴水褪色。\n〔变式训练1〕一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如图\nB\n知识点问题探究：(1)下列材料中，哪些不属于功能高分子材料？①有机玻璃②合成橡胶③高分子分离膜④生物高分子材料⑤隐身材料⑥液晶高分子材料⑦光敏高分子材料⑧智能高分子材料(2)尿不湿中的吸水剂吸水后挤压挤不出水，这是为什么呢？功能高分子材料\n探究提示：(1)有机玻璃属于传统合成材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大传统合成材料，它们不属于新型有机高分子材料。则答案为①、②。(2)尿不湿所使用的吸水剂是高分子材料吸水树脂，利用高分子材料上的亲水基团吸水，属于功能高分子材料。\n知识归纳总结：1．功能高分子材料的品种与分类\n2．功能高分子材料的比较常见功能高分子材料主要功能主要应用高分子膜高分子分离膜选择性地允许某些物质通过①废水处理②海水淡化③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等高分子传感膜把化学能转换成电能①发电②开发新型电池高分子热电膜把热能转换成电能①发电②开发新型电池医用高分子材料①具有优异的生物相容性②具有某些特殊功能人造器官\n典例2\nC\n\n〔变式训练2〕一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下：\nA\n名师博客呈现\n\n2．二者的比较二者在本质上并没有区别，它们只是相对而言。从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素组成的；从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成的；从结构看，都有线型结构、体型结构，它们的重要区别在功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。\n课堂达标验收\nD\nC\n解析：顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂是人工合成高分子材料，A错误；顺丁橡胶的单体为1,3－丁二烯，与反－2丁烯的分子式不同，不互为同分异构体，B错误；酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛，D错误。\n\n该塑料有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。试回答下列问题：(1)这种可降解塑料的A、B、C结构所对应的三种单体依次是：a________________、b_________________、c________________。(2)可降解塑料A、B、C在自然界可通过____________(填反应类型)对应降解为a、b、c三种小分子有机物。水解反应\n(3)单体a和c各1mol在浓硫酸和加热条件下，可生成含有六元环的环状化合物，写出有关反应的化学方程式___________________________________________________________________________________。\n(4)单体b在浓H2SO4加热条件下可发生消去反应生成不饱和羧酸，此不饱和羧酸的结构简式是_____________________________。此不饱和羧酸属于链状羧酸的同分异构体还有_____种(考虑立体异构)。CH2==CH—CH2COOH3\n\n\n
