人教版高中化学选修五 5_2应用广泛的高分子材料第1课时（课件1）

人教版高中化学选修五 5_2应用广泛的高分子材料第1课时（课件1）

2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 1 第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第二节 应用广泛的高分子材料 第 1 课时 新课标人教版高中化学课件系列 选修 5 有机化学基础 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 2 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 3 学习目标 1. 以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系 2. 了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途 3. 进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能，加聚、缩聚反应的书写 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 4 加聚反应与缩聚反应的比较 反应类型 加聚反应 缩聚反应 单体特征 产物特征 产物种类 端基原子 单体类别 含碳碳双键或碳碳叁键等 含两个以上官能团 与单体组成相同 与单体组成不同 只有聚合物 聚合物和小分子 无 有 烯烃、炔烃、二烯烃、甲醛等 二元醇、二元羧酸、氨基酸、 酚和醛等 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 5 设问：高分子化合物有何结构特点？ 1 、线型结构 2 、体型结构 平均相对分子质量越大，分子强度越高 加聚产物：单官能团单体 缩聚产物：双官能团单体 加聚产物：双官能团单体 缩聚产物：多官能团单体 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 6 有机高分子 天然（棉花、蚕丝、麻） 合成 合成材料 功能高分子材料 复合材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 7 资料卡片： P104 高分子化合物的命名 1 、天然高分子化合物的名称 2 、合成高分子化合物的名称 3 、合成橡胶的名称 4 、合成纤维的名称 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 8 有机高分子化合物的性质 1. 溶解性 ：通常难溶于水，即使在适当的溶剂中它们溶解得也很慢，或者只有一定程度的胀大 2. 热塑性、热固性 有机高分子加热时会变软，流动受冷时又硬化即反复加热，受热再造。而有些高分子化合物受热时不会变软只能彻底被裂解，因些不能通过加热受冷反复再造。 3. 电绝缘性 4 、可燃性 性质上的差异与什么有关呢？ 应用广泛的高分子材料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 9 一、塑料 添加了特定用途的添加剂的树脂 树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物 塑料＝树脂＋添加剂 树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 10 一、塑料 热塑性塑料 ( 聚乙烯 , 聚氯乙烯 , 聚丙烯等 ) 塑料 热固性塑料（酚醛塑料） 特性： 受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用 特性： 在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化 主要成分 : 合成树脂及加工助剂 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 11 热固性塑料 再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成 体型网状结构 ，硬化定型 为什么两种塑料的特性不同呢 ? 热塑性塑料 具有长链状的 线型结构 。 受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 12 热塑性塑料： 高分子链间无永久性的化学交联 , 只有 微弱的分子间作用力 以及由于链间纠缠所造成的 暂时性物理交联 ， 此交联会随加工过程而有 纠缠及去缠的现象；因此 热塑性塑料会随加热而有 软化变形乃至于流动 的现象 : 随温度下降则有固化变硬 的情形， 为可逆过程 。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 13 常见的热固性塑料包括环氧树脂、酚系树脂、聚酯树脂 热固性塑料： 塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂 ( 或称做架桥剂 ) 的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 14 耳机线为什么总缠在一起？ 形状 结构 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，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 15 ◆ 聚乙烯 (PE) 产品 保鲜膜 吹塑成型的聚乙烯薄膜 无毒 ，化学 稳定性好 ，适合做食品和药物的包装材料 单体 : CH 2 =CH 2 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 16 1. 聚乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯 合成条件 分子结构类型 有无支链 链长短 相对分子质量 高压高温引发剂 较低压力催化剂 线型 支链型 √ 少有或没有 相对较长 相对较短 相对较小 相对较大 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 17 高压聚乙烯 低压聚乙烯 熔融温度 密度 硬度 分子间作用力 相对较低 相对较高 低密度 高密度 相对较小 相对较大 相对较小 相对较大 1 、结构决定性质。 2 、由于碳碳单键可以旋转故高分子链不可能是一条直线，只能呈不规则的卷曲状态，因此高分子化合物具有一定的弹性。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 18 3 、影响高分子化合物熔点、密度的因素： (1) 高分子 链越长 —— 相对分子质量越大 —— 分子间的作用力越大 —— 熔点、密度越高 (2) 链与 链 之间 越密 —— 链之间的作用力越大 —— 熔点、密度越高 4 、无论是直链还是支链结构具有热塑性 练习：完成教材上的实践活动 科学视野： P107 可降解高分子材料 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 19 ◆ 聚氯乙烯（ PVC ） 化学 稳定性 好，耐酸碱腐蚀，使用 温度 不 宜 超 过 60℃ ， 在 低温 下会 变硬 分为： 软 质塑料和 硬 质塑料 单体 : CH 2 =CHCl 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 20 聚 四 氟 乙 烯 塑 料 单体： CF 2 ＝ CF 2 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 21 ◆ 聚苯乙烯 单体： CH 2 =CH C 6 H 5 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 22 聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃） 单体： CH 2 =C CH 3 COOCH 3 透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机 、 汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 23 ◆ 酚醛塑料 单体： 苯酚、甲醛 具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 24 酚醛树脂的制备和性质 分组编号 Ⅰ Ⅱ 实验步骤 ①苯酚 + 甲醛 + 浓盐酸 ①苯酚 + 甲醛 + 浓氨水 产品外观 加热试验 酒精溶解 结构特点 ②水浴加热 15min ③洗净、 烘干 米黄色略带粉色 软化（热塑性） 不软化（热固 性） 溶解 不溶解 线性 结构 网状 结构 淡黄色 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 25 水浴加热 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 26 酚醛树脂 反应物：酚类＋醛类 苯酚＋甲醛 酚醛树脂 （电木） 酸催化苯酚过量－线型 碱催化甲醛过量－网状结构（体型） 具热塑性，能溶于一些丙酮、乙醇有机溶剂中 具热固性，不溶于任何溶剂 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 27 思考与交流 P108 1 、为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？ 在碱性条件下，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在灵位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂（淡黄色） 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 28 —OH + H—C—H O —OH CH 2 OH —OH CH 2 OH CH 2 OH HOCH 2 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 29 酚醛树脂局部结构 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 30 思考与交流 P108 2 、尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。你能写出它们的结构吗？ 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 31 思考与交流： 究竟怎样的线型高聚物才可能进一步转变为网状？ 线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为网状结构。 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 32 下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（ ） [CH 2 － CH 2 － CH － CH 2 ] n CH 3 OH [ CH 2 ] [CH 2 － CH 2 ＝ CH － CH 2 ] n Cl n [CH 2 － CH] n Cl A ． B ． C ． D ． BC 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 33 现有两种高聚物 A 、 B ，已知 A 能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘稠的液体， B 不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中不正确的是（ ） A. 高聚物 A 可能具有弹性，而 B 一定没有弹性 B. 高聚物 A 一定是线型高分子材料 C. 高聚物 A 一定是体型高分子材料 D. 高聚物 B 一定是体型高分子材料 C 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 34 Thanks 谢谢您的观看！ 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 35 支链型结构 塑料 2021/2/12 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 36 线型结构 塑料