人教版高中化学选修5课件 第5章 第2节 应用广泛的高分子材料

人教版高中化学选修5课件 第5章 第2节 应用广泛的高分子材料

第二节 应用广泛的高分子材料 一、高分子化合物 1．高分子化合物的分类 淀粉 纤维素 蛋白质 合成高分子 功能高分子 复合 合成树脂 聚乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯 二、塑料 塑料的主要成分是合成高分子化合物即_________，例如， _______、__________、_______、聚苯乙烯、酚醛树脂等。为 了适应工农业生产和生活的各种要求，还需要在高分子材料中 掺入各种加工助剂来改进其性能。 塑料 合成纤维 合成橡胶 1．聚乙烯 聚乙烯有极广泛的用途，可分为__________和__________。 相对分子质量较低，熔点和密度也较低的聚乙烯为__________， 也称之为______________；相对分子质量较高，熔点和密度也 较高的聚乙烯为______________，也称之为_______________。 两者的区别如下表： 高压聚乙烯 低密度聚乙烯 低压聚乙烯 高密度聚乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯 合成条件 高压、高温、引发剂 较低压力、催化剂 分子结构类型 支链型 线型 有无支链 有 少有或没有 高分子链长短 相对较短 相对较长 相对分子质量 相对较小 相对较大 熔融温度 相对较低 相对较高 密度 低密度 高密度 硬度 相对较小 相对较大 分子间作用力 相对较小 相对较大 2.酚醛树脂 酚类 醛类 线型 网状 酚醛树脂是用_______与______在酸或碱的催化下相互缩 合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲 醛可缩合成_______结构的酚醛树脂；在碱催化下,可生成_____ 结构的酚醛树脂。 三、合成纤维 1．纤维的分类 天然 棉花 羊毛 化学 人造 合成 2．六大纶 六大纶包括：_____、_____、_____、____、____、____。 其中_____被称为“人造棉花”，因其分子链上含有____，而具 有较好的吸水性；合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维 ——_____，其制备原理是______________________________ __________________________________________________。 涤纶 锦纶 腈纶 丙纶 维纶 氯纶 维纶 羟基 涤纶 四、合成橡胶 天然 合成 1．橡胶的分类 ________________________。 2．合成橡胶 (1)顺丁橡胶 ①合成原料：____________。1,3-丁二烯 ②合成化学方程式：________________________________ CH2—CH===CH—CH2 线型 柔软 弹性高 耐磨 ③性能：顺式聚 1,3-丁二烯是_____结构，分子链也较____， 具有_______、_____、__________的特点。耐寒性好 nCH2===CH－CH===CH2 催化剂 名称 主要性能 主要用途 天然橡胶 高弹性、机械强度好、电 绝缘性好、不耐酸碱腐蚀 汽车轮胎、医用手套、 胶布、胶鞋、橡皮筏 丁苯橡胶 高弹性、耐老化、耐腐蚀、 黏结性稍差、电绝缘性好 汽车轮胎、电 绝缘材 料、胶管、胶鞋、橡皮 氯丁橡胶 高弹性、耐油、耐老化、 耐酸碱腐蚀 化工厂的管道、垫圈 特种合成橡胶 (有机硅橡胶) 高弹性、耐高温或低温、 耐氧化、电绝缘性好 航空、电器工业中的垫 圈、薄膜、胶管 (2)常用橡胶的性能和用途 分类的原则 类型 特征和举例 按树脂受热 时的特征 热塑性 以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可 以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯 乙烯等 热固性 以热固性树脂为基本成分，加工成型以后 变为不熔状态，如酚醛塑料、脲醛塑料等 塑料 1．塑料的分类 分类的原则 类型 特征和举例 按应用范围 及性能特点 通用塑料 通用性强、用途广泛、产量大、价格 低，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯 乙烯、聚丙烯等 工程塑料 机械性能较好，强度高，可以代替金 属作用工程结构材料。如聚酯、聚酰 胺、聚碳酸酯、氟塑料等 续表 单体 单体名称 聚合物名称 用途 苯乙烯 聚苯乙烯 (PS) 盆、梳子、玩具、包装 材料 CH2===CH－Cl 氯乙烯 聚氯乙烯 (PVC) 排水管、电线电缆、化 工厂容器贮槽 CF2===CF2 四氟乙烯 聚四氟乙烯 (特氟隆 PTFE) 垫片和垫圈，轴承、不 粘锅涂层，设备及管道 衬里，绝缘材料等 CH2===CH－CN 丙烯腈 聚丙烯腈 (PAN) 人造羊毛、地毯、毛毯 2.常见塑料的性能和用途 单体 单体名称 聚合物名称 用途 CH2===CH2 乙烯 聚乙烯(PE) 饮料纸盒涂层、薄 膜、包装桶等 CH2===CH—CH3 丙烯 聚丙烯(PP) 管道、阀门及容 器、设备衬里 CH3COOC===CH2 乙酸乙烯 酯 聚醋酸乙烯 酯(PVA) 乳胶漆 甲基丙烯 酸甲酯 有机玻璃 透明材料、轻质管 材、板材 CH2==CH—CH==CH2、 CH2==CH—CN、 丁二烯、 丙烯腈、 苯乙烯 ABS 塑料 高强度头盔、电器 外壳、手提箱 续表 酚醛树脂的制备及性质 1．原理 酚醛树脂用苯酚和甲醛为原料，在酸或碱的催化作用下缩 聚而成。苯酚过量，在酸性催化剂作用下，缩聚成线型结构的 热塑性酚醛树脂。甲醛过量，在碱性催化剂作用下，缩聚成体 型结构的热固性酚醛树脂。 2．操作 (1)用盐酸作为催化剂 在一个大试管里加入苯酚 2 g，注入 3 mL 甲醛溶液和 3 滴 浓盐酸混合后，用带有玻璃管的橡皮塞塞好，放在沸水浴里加 热约 15 min。待反应物接近沸腾时，液体变成白色浑浊状态。 从水浴中取出试管，用玻璃棒搅拌反应物，稍冷。将试管中的 混合物倒入蒸发皿中，倾去上层的水，下层就是缩聚成线型结 构的热塑性酚醛树脂(米黄色中略带粉色)。它能溶于丙酮、乙 醇等溶剂中。 (2)用浓氨水作催化剂 在另一个试管里加入 2.5 g 苯酚，注入 3～4 mL 40%甲醛溶 液，混匀后再加 1 mL 浓氨水。振荡混合，也用带有玻璃管的橡 皮塞塞好，在水浴中加热。约 15 min 后，试管里逐渐出现白色 的浑浊状态，暂停加热。待发生的气泡稍少时，再继续加热， 过一会儿，就变成黏稠的半流动性液体。将所得黏稠物倒入一 瓷蒸发皿里，在 50 ℃温度下烘 1 h 后，再继续在 70 ℃～80 ℃ 下烘 8 h，即能缩合成体型固体酚醛树脂(淡黄色)，它不溶于任 何溶剂。 3．清洗试管的方法 倒掉试管上部的液体后，在试管底部剩下的酚醛树脂中， 加入约 1 mL 的福尔马林，再用玻璃棒刮擦，可使酚醛树脂成团 地拉出来。若是体型结构的酚醛树脂，取出后，试管壁上还会 留下一些橙红色的碎粒，同样可用福尔马林清洗。 对聚乙烯性质的考查 C A．高压聚乙烯可做薄膜 B．低压聚乙烯可做桶 C．高压聚乙烯可做瓶 D．低压聚乙烯可做管 【解析】高压聚乙烯硬度较小，可做食品包装食袋等薄膜 制品；低压聚乙烯硬度较大，可做瓶、桶、板、管等。 A．电木插座 B．聚氯乙烯拖鞋 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜 A 2．从化学角度看，下列做法合理可行的是( )。C A．使用聚氯乙烯塑料制品直接盛装食物 B．做馒头时可加入适量的烧碱 C．用灼烧的办法鉴别羊毛织品和纯棉织品 D．用铝制餐具可长时间存放咸味食物 解析：聚氯乙烯会产生有毒的物质，故不能用来直接盛装 食物；做馒头时可加入适量的纯碱，而不是烧碱；氯化钠在水 中可充当电解质溶液，会加快金属铝的腐蚀，不能用铝制餐具 来长时间存放咸味食物。 对高分子材料结构和性质的考查 是( )。 A．有机高分子化合物称为高聚物或聚合物，是因为它们 大部分是由小分子通过聚合反应而制得的 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而结构繁 杂且无规律 C．对于一块高分子材料，n 是一个正整数，因而它的相对 分子质量是确定的 D．高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材 料两大类 【解析】有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但在 通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连 接而成的；对于一块高分子材料来说，它是由许多聚合度相同 或不同的高分子混合起来的，因而 n 是一个平均值，也就是说 它的相对分子质量只能是一个平均值。 【答案】BC 3．尿醛树脂的结构简式为 ，其单体为尿素 )。DCO(NH2)2 和甲醛，合成脲醛树脂的反应类型为( A．氧化反应 B．取代反应 C．加聚反应 D．缩聚反应 4．耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、耐 拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是高聚物耐纶分子的 一部分： 。 (1)合成耐纶的单体有____种。 (2)具有碱性的单体的结构简式为___________________。 (3)合成耐纶的反应称为_____反应。 解析：(1)将—CONH—键断裂，复原为羧基和氨基，该高 聚物应是 H2N(CH2)6NH2 和 HOOC(CH2)4COOH 两种单体缩聚的 产物。 (2)两种单体中，HOOC(CH2)4COOH 属于二元酸，具有酸 性，而 H2N(CH2)6NH2 分子中含有氨基，具有碱性。 (3)合成耐纶所发生的反应是—NH2 和—COOH 之间脱去 H2O 分子，以—CONH—键形成长链大分子的缩聚过程。 (3)缩聚答案：(1)2 (2)H2N－(CH2)6－NH2