进入合成有机高分子化合物.ppt

第五章 进入合成有机高分子化合物的时代,选修5 有机化学基础第五章 进入合成有机高分子化合物的时教材分析,北京二中 杨晓琳 20091022,引入有机合成的意义,一、课标要求在人类已知的化合物中，有机化合物占了绝大多数。与生命活动密切相关的有机化合物广泛存在于人类居住的地球上，使地球充满生机与活力。近年来，新合成的有机化合物数量以千万计，极大地丰富了我们的物质世界，满足了日益增长的社会需要，提高了人们对物质及其变化的认识。当今，有机化合物的应用已深入到人类生活的各个领域，因此学习有机化合物对提高学生的科学素养有着重要的意义。,有机合成的任务,“有机化学基础”是为高中学生提供的选修课程模块。通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：1.初步掌握有机化合物的组成、结构、性能等方面的基础知识。2.认识实验在有机化合物研究中的重要作用，了解有机化合物研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能。3.认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。,主题4 合成高分子化合物 内容标准 1能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。2能说明加聚反应和缩聚反应的特点。3举例说明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，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。活动与探究建议 阅读与交流：常见塑料、合成纤维和合成橡胶的应用与合成。实验：区别聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。阅读与交流：高分子膜、导电高分子、可降解塑料、医用高分子、高分子涂料、液晶显示材料（LCD）的性能与应用。实验：聚苯乙烯的热降解，酚醛树脂的合成。,单体分析,说明特点分析反应,新型高分子的教学点STS教学情感态度价值观,1、通过典型示例，了解高分子化合物的基本合成方法加成聚合、缩合聚合。,2、通过聚乙烯、酚醛树脂了解高分子化合物结构特点线型结构、支链型结构、网状（体型）结构，及它们的结构与其性能的关系；在聚酯、顺丁橡胶例子中进一步强化这种高分子结构与性能关系的概念。,二、本章教材在中学化学中的地位和作用,必修2 主题3 化学与可持续发展,化学与生活 主题2 生活中的材料,化学与生活 主题3 化学与可持续发展,第五章 内容结构,顺丁橡胶,酚醛树脂,全章3节,1、通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出的聚合反应方程式和聚合物结构式,或从简单的聚合物结构式分析出单体。2、通过聚乙烯、酚醛树脂、聚酯（涤纶）、顺丁橡胶、高吸水性树脂（聚丙烯酸钠）等实例说明高分子材料的优异性能，初步知道高分子化合物的结构与性能之间的关系。3、体验日新月异的高分子材料在工农业生产、提高人民生活质量和高新技术领域中的重要作用。,第五章要求的内容,在学习本章之前，学生已经学习了合成有机化合物的基本思路和方法，并全面整合了有机化合物、官能团、结构、反应、性质、转化和合成之间的关系，在此基础上，本章教材的设置是基于两条线索来构建。,一方面，从具体物质线索出发，介绍常见合成高分子化合物与功能高分子化合物，使学生认识到合成高分子化合物是一大类重要的且具有广泛应用的有机化合物，以典型实例介绍了三大合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）与功能高分子材料（高吸水性树脂）的合成、性能及应用；,物质主线,方法主线,另一方面，有关高分子化合物的合成是有机合成的重要应用领域，学会合成高分子化合物的基本方法，可以使学生进一步体会有机合成在推动材料发展、提高社会文明中的重要作用。全章内容都贯穿了学习有机化合物的重要思维方法：结构决定性质，性质决定用途。,三、教材内容在高考中的体现,3了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。4了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。,1了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。2了解加聚反应和缩聚反应的特点。,（一）知识与技能目标1了解合成高分子化合物的组成与结构特点。2能依据简单有机合成高分子的结构分析其链节和单体，并根据单体结构式确定加聚反应或缩聚反应产物的结构式。,四、教学建议本章教学目标,3理解加聚反应和缩聚反应的特点和区别，并会书写常见加聚反应和缩聚反应的化学方程式。4知道高分子材料与高分子化合物的关系，初步知道高分子化合物的结构与性能之间的关系。能举例说明一些常见高分子材料的用途，了解几种功能高分子材料的特殊性能。,5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。6了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献，高分子材料的发展方向。,（二）过程与方法目标1教学过程中培养学生密切联系生活实际，细心观察，从生活中学习化学的方法2开展探究性学习，实施STS教育，使学生通过亲身实践获得直接体验，培养学生的协作能力，以及归纳推理、演绎推理、类比推理等科学方法与逻辑思维方法,（三）情感态度与价值观目标1初步体验高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用2赞赏有机化学家们为人类社会发展所作的贡献3知道绿色合成思想是优选合成路线的重要原则，由此树立可持续发展的观念,本章的教学重难点：了解加聚反应和缩聚反应的特点和区别、根据有机合成高分子的结构分析其链节和单体、正确书写简单加聚反应和缩聚反应的化学方程式,第一节 合成高分子化合物的基本方法 2课时第二节 应用广泛的高分子材料 2课时第三节 功能高分子材料 1课时复习 2课时,课时建议,和化学与生活第三章第四节整合,第一节 合成高分子化合物的基本方法,加成聚合反应,链节、聚合度,聚合反应,酯化反应,缩合聚合反应,端基原子团、原子,学习难点,学习目标：1、知识和技能(1)能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。(2)能说明加聚反应和缩聚反应的特点(3)正确书写简单加聚反应和缩聚反应的化学方程式 2、过程与方法 了解高分子化合物合成的基本方法。3、情感、态度与价值观 感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。,重难点分析：重点：聚合反应的概念、特点，加聚物、单体、链节、聚合度等概念。缩合聚合的概念、特点，缩合聚合反应与加成聚合反应的区别。难点：学会由单体写出加聚反应方程式，或由聚合物结构式分析出它的单体 缩合聚合反应的反应物结构，反应方程式，缩合聚合反应的单体与加成聚合反应单体的不同，生成小分子的量的判断。课时安排：2课时,教材分析与教学建议：,教材呈现：首先，用乙烯聚合说明加成聚合反应，用己二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体的反应条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节聚合度等概念能识别加聚反应与缩聚反应单体的区别。利用“学与问”“思考与交流等栏目”初步学会由简单的单体写出聚合反应的方程式、聚合物结构简式，或由简单聚合物结构式分析出它的单体，为后续介绍聚合物个例奠定基础,教材分析与教学建议：,教学建议：首先复习以下知识：（1）什么是不饱和烃，它的典型性质有哪些？加成反应有什么特点。（2）什么是酯化反应，具有什么结构特点的物质可以发生酯化反应，酯化反应有哪些类型（分子内、分子间）。学习中比较乙烯生成聚乙烯和乙烯与溴水的反应异同，思考聚乙烯的结构特点、相对分子质量等，通过对课本中的“思考与交流”，加深对加聚反应的理解和掌握。对于缩聚反应的学习应首先掌握酯化反应的本质（以乙醇和乙酸反应为例），然后逐步扩展到多元酸与多元醇的反应，为了进一步理解聚合反应的本质，可以从高聚物入手分析形成高聚物的单体。,请写出下列反应的化学方程式（可不写条件）。（1）由乙烯制备聚乙烯（2）由苯乙烯制备聚苯乙烯,聚乙烯和聚苯乙烯都可以做成我们日常生活中重要的塑料用品，聚乙烯用于制作：保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等。而聚苯乙烯则经常被用来制作泡沫塑料制品，各种一次性塑料餐具，透明CD盒等等。它们都是重要的合成有机高分子化合物。,实际上我们的衣食住行都已经离不开合成的有机高分子化合物，我们已进入了合成有机高分子化合物的时代。,P.101 思考与交流,有何特征？,思考1：有机高分子化合物按其来源来分，可分为哪几类？你能举例说明吗？,天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等,思考2：合成高分子化合物对我们的生活有什么意义？,天然有机高分子和合成有机高分子。,合成高分子：塑料、合成纤维、合成橡胶等,合成有机高分子材料改变了我们的生活,高分子作为结构材料具有质轻、不腐、不蚀、色彩绚丽等优点，广泛应用于工农业生产、医疗器械、家用器具、文化体育、娱乐用品，儿童玩具等，大大丰富和美化了人们的生活。,一座年产8万吨的合成橡胶厂相当于145万亩橡胶园的年产量。,一座年产万吨的合成纤维厂相当于30万亩棉田或250万头绵羊的棉毛产量。,合成纤维,合成橡胶,思考3：有机高分子化合物与低分子有机化学物有什么不同?1.相对分子质量的大小和数值是否明确不同:（1）高分子的分子量很_，一般高达_。低分子相对分子质量较_，一般在_以下。（2）低分子有机相对分子分子量都有一个_的数值，而高分子化合物的相对分子质量只是一个_值。想一想：油脂（例硬脂酸甘油酯）是高分子化合物吗？为什么？,大,104-106,小,1000,明确,平均,思考3：有机高分子化合物与低分子有机化学物有什么不同?2.基本结构不同：高分子化合物是以低分子有机物作原料，经_反应得到的若干具有_(填不重复或重复)结构单元的组成。而低分子物质只具有_（填不单一或单一）分子结构，小分子_重复结构单元。,聚合,重复,单一,没有,思考3：有机高分子化合物与低分子有机化学物有什么不同?3.物质组成不同：高分子化合物是由各种相对分子质量_等的同系列的物质组成的_物。_固定的熔沸点。而低分子物质是_物。_固定熔沸点。4.物理、化学性质有较大的差别高分子化合物通常处于固体状态，有较好的机械强度，绝缘性能，耐腐蚀性能，可塑性，高弹性。,不,混合,没有,纯净,有,你能说出一些乙烯与聚乙烯的性质不同点吗？,思考4：用以合成高分子化合物的方法有哪些？,加聚反应与缩聚反应,第一节 合成高分子化合物的基本方法,第五章 进入合成有机高分子化合物的时代,一、加成聚合反应（加聚反应）,什么是加聚反应？,定义：小分子 间通过加成反应的形式形成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。,（二）、加成聚合物的结构特点,定义：小分子 间通过加成反应的形式形成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。,单体,链节,聚合度,（一）加聚反应定义,一、加成聚合反应（加聚反应）,作为加聚反应的单体必须具有什么结构特点?在单体的什么部位发生加聚？是否可以用一个通式来表示这些反应呢？,（二）、加成聚合物的结构特点,这种加聚反应的类型又称为烯烃自聚型,1、烯烃自聚型：2、二烯烃与炔烃自聚型：,写出下列三个加聚反应的产物的结构简式：,HCCH,（三）、加聚反应的类型,1、烯烃自聚型：2、二烯烃与炔烃自聚型：3、烯烃共聚型：、烯烃与烯烃：、烯烃与二烯烃：,写出下列两个加聚反应的产物的结构简式：,（三）、加聚反应的类型,小结：加聚反应的特点 1、单体必须是含有_键、_键等不饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含_键的化合物。例：在人造象牙中，主要成分的结构是它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体是（）(CH3)2O B.HCHOC.CH3CHO D.CH3OCH3,双,叁,B,不饱和,小结：加聚反应的特点 1、单体必须是含有双键、叁键等不饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。2、发生加聚反应的过程中，_副产物产生，聚合物中的链节与单体的化学组成及相对分子质量_同，但性质_同。聚合物的相对分子质量为单体式量的_倍。,没有,相,不,整数,练习：写出形成下列聚合物的单体的结构简式：,CH2=CHCl,思考：通过上面的5例，若链节的主链上只有2个碳原子的（除氢原子外无其它原子）的高聚物，在推断它的单体时，有何规律？,解题指导：由加聚聚合物推单体的方法,1凡链节的主碳链为两个碳原子，其单体必为_种。将链节的两个半键闭全即为单体。,思考,一,解题指导：由加聚聚合物推单体的方法,1凡链节的主碳链为两个碳原子，其单体必为一种。将链节的两个半键闭全即为单体。,2凡链节中主碳链为4个碳原子，无碳碳双键结构，其单体必为_种，从主链中间断开后，再分别将两个半键闭合即得单体。,两,3凡链节中主碳链为4个碳原子，含有碳碳双键结构，单体为_种，属_烃：,思考：,解题指导：由加聚聚合物推单体的方法,1凡链节的主碳链为两个碳原子，其单体必为一种。将链节的两个半键闭全即为单体。,2凡链节中主碳链为4个碳原子，无碳碳双键结构，其单体必为两种，从主链中间断开后，再分别将两个半键闭合即得单体。,一,二烯,解题指导：由加聚聚合物推单体的方法,思考：,思考：工程塑料ABS树脂（结构式如下）合成时用了三种单体，请写出这三种单体的结构式。,CH2=CH CH=CH2,CH2=CH CH=CH2,解题指导：由加聚聚合物推单体的方法,4、凡链节的主链上有多个碳原子的（除氢原子外无其它原子）并存在碳碳双键的高聚物，其规律是：“见双键、四个碳；无双键、两个碳；画线断开，单双互变。”,1下列物质中，属于天然高分子化合物的是()A淀粉 B植物油与动物脂肪C聚乙烯 D硝化纤维E、氨基酸 F、棉花,AF,练 习,2、下列单体中，在一定条件下能发生加聚反应生成,的是（）,C.CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D.CH3CH=CH2,A.B.,C,3聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好，不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式为（R表示饱和烃基）。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是（）A单体的结构简式为CH2=CH-COOR B不能使溴水褪色 C能发生水解反应 D具有固定的熔点,D,练 习,4.某高分子化合物的部分结构如下，下列说法不正确的是()A.聚合物的链节是B.聚合物的分子式是(C3H3Cl3)nC.聚合物的单体是CHClCHClD.若n为聚合度，则其相对分子质量为97n,AB,5“不粘锅”饮具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯号称塑料之王，稳定性极好。写出由四氟乙烯生成聚四氟乙烯反应的化学方程式：_下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是()A在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键B聚四氟乙烯在高温时容易燃烧C聚四氟乙烯的化学性质很稳定，正常使用时不会发生化学变化 D聚四氟乙烯中无氢原子，且不能使溴水褪色，但它的单体能使溴水褪色。,CD,、用于2008年北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成全氟乙丙烯。下列说法错误的是()A.ETFE分子中存在“-CH2-CH2-CF2-CF2-”的连接方式B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为-(-CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-)n-D.四氟乙烯中既含有极性键又含有非极性键,C,7、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）的结构简式可用 表示。设聚合度n为3000。回答下列问题：（1）指出有机玻璃的单体和链节；（2）求有机玻璃的相对分子质量；,（2）300000,练 习,CH3,复习 请同学们写出下列反应的化学方程式，并说明断键成键的特点 1、乙酸与乙醇酯化反应 2、两个甘氨酸分子形成二肽,思考 如果用二元酸和二元醇发生酯化反应，能得到连接成链的高分子化合物吗？能，这种聚合物简称为聚酯。,该反应与加聚反应不同，在生成聚合物的同时，还伴有小分子副产物（如：H2O等）的生成。像这样的反应称为缩聚反应。,练习：完成下列化学反应方程式,二、缩合聚合反应（简称缩聚反应）,（一）、定义：小分子 间通过缩合反应的形式形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反应；简称缩聚反应。（酯化、成肽）,nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH,催化剂,单 体,链节,聚合度,M聚合物=单体的相对质量n-(2n-1)18,+(2n-1)H2O,端基原子,端基原子团,催化剂,单 体,链节,聚合度,M聚合物=单体的相对质量n-(n-1)18,+(n-1)H2O,端基原子,端基原子团,羟基酸的缩聚,端基原子团,端基原子,如何书写缩聚反应方程式？,A.缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团（这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“”表示。）B.书写缩聚反应方程式时，除单体物质的量与缩聚物结构式的下角要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为（n-1），由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为（2n-1）C、通常为可逆反应，写可逆符号。,(二)、缩聚反应类型,1、二元醇、二元酸缩聚,2、羟基酸的缩聚,催化剂,催化剂,单 体,链节,聚合度,M聚合物=单体的相对质量n-(n-1)18,+(n-1)H2O,端基原子,端基原子团,3、氨基与羧基的缩聚,2、羟基酸的缩聚,写出下列三个缩聚反应的化学方程式：,nH2NCH2COOH nH2NCH2COOH+nH2NCH(CH3)COOH nH2N(CH2)2NH2+nHOOCCH2COOH,3、氨基与羧基的缩聚,（三）、缩聚反应的特点:,1、每个单体中至少含2个官能团或多个官能团（OH COOH、NH2）；单体与单体官能团间易形成小分子；,如二元醇与二元酸；氨基酸或含双氨基与双羧基的单体、羟基酸等。,2、聚合时有副产物小分子生成(如水、卤化氢或醇等小分子)；3、链节和单体的化学组成不相同；4、含两个官能团的单体缩聚成的聚合物呈线性结构，含有三个官能团的单体缩聚而成的聚合物形成体型网状结构。,你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢？,（四）、根据缩合物找单体：方法是：在寻找单体是时，先看它的链节结构，分析它是通过哪一类有机化学反应缩合的；然后根据缩合反应中断键和成键的特点，逆向分析寻找单体。缩聚物单体的推断方法常用“切割法”，如下图示：,从酯基中间断开，在羰基上加羟基，在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。,如已知涤纶树脂的结构简式为:,（四）、根据缩合物找单体：,凡链节为H OH结构的，其单体必为一种，在链节的-NH上加氢原子、羰基上加羟基，所得氨基酸为单体。,如H OH的单体是,和HOOC(CH2)mCOOH。,如H OH的单体是,凡链节为H OH结构的单体必是两种，可从 上断开，在-NH上加氢原子，在羰基上加羟基，得到二胺和二酸即为单体。,练习1、下列化合物中a.,b.,c.,d.,e.,f.,(1)可发生加聚反应的一个化合物是，加聚物的结构式为。(2)可发生缩聚反应的一个化合物是_，缩聚物的结构式为。(3)可发生缩聚反应的两个化合物是，缩聚物的结构式为。,b d,a,c f,2、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()A.,B.,C.,D.,C,3.写出合成下列聚合物的单体：,4.某药物的结构式为：,使其与含1.2gNaOH的溶液反应完全，消耗该药物的质量为()A.2.19n g B.2.19 g C.g D.2.92 g,B,C15H16O6M(链节)=292,合成有机高分子化合物反应比较,相同或不同单体,相同或不同单体,含有不饱和键,含有多个特征官能团,聚合物与单体具有相同的组成主链上一般只有碳原子,聚合物与单体组成有所不同的主链上除有碳原子外还有其他；链节上有稳定下的端基原子或原子团,只有聚合物,有聚合物和小分子,聚乙烯、聚氯乙烯聚丙烯、乙丙树脂聚苯乙烯ABS工程塑料有机玻璃、合成橡胶,酚醛树脂尼龙66涤纶、锦纶,顺丁橡胶,酚醛树脂,聚乙烯,塑料,合成纤维,合成橡胶,应用广泛的高分子材料,涤纶,第二节 应用广泛的高分子材料,实验,学习目标：1、知识和技能 了解常见塑料、合成纤维和合成橡胶的应用与合成方法。2、过程与方法 联系生活，通过广泛阅读相关资料，了解高分子材料的特点及作用。3、情感、态度与价值观 通过聚乙烯、酚醛树脂两种塑料的性质，体现了结构决定性质的原则同样适用于高分子化合物。,重难点分析：重点：三大合成材料的用途和性质。纤维、合成橡胶的种类、结构及其性能。难点：常见塑料、合成纤维和合成橡胶的合成方法。天然纤维及化学纤维的区分、顺丁橡胶的结构及性能。课时安排：1课时,教材分析与教学建议：,教材呈现：在有了高分子化合物的一些基本概念后，分别以聚乙烯、酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)与顺丁橡胶为典型代表物介绍三大合成材料-塑料、合成纤维与合成橡胶的概貌。这部分内容与生产、生活和科技发展联系较紧密，贴近学生的生活。在介绍这些聚合物个例时，贯穿一条主线-结构决定性质，性质决定用途。浅显地介绍高分子化合物的线型、支链型与网状结构，并以高压(低密度)与低压(高密度)聚乙烯为例说明高分子间的作用力对性能的影响；对比聚乙烯与酚醛树脂的结构，说明线型结构与网状结构高分子性能上的差异；通过线型结构的涤纶与网状结构的顺丁橡胶的学习，可进一步阐明物质结构决定性质的观念,教材分析与教学建议：,教学建议：（1）要密切联系实际和新科学技术知识。从自己的衣、食、住行等方面入手，了解高分子材料的特点及作用。（2）尽可能图文并茂，使抽象的知识变得直观形象。（3）重视课内实验，并尽量做些课外实验。（4）广泛阅读课外材料，多做课外调查研究。,塑料制品,聚乙烯制品,酚醛树脂,合成纤维,合成橡胶,教学中值得注意的几个问题：,1、教学内容特点：三大合成材料与人类生活密切相关，注重对学生进行素质教育，本节知识属于了解层次要求的内容。,2、教学思想：尽量让学生搜集资料，亲身体验材料与人类生活的关系；为学生搭建起一个自主、体验、探究、合作、交流的平台；落实有关塑料、合成纤维、合成橡胶方面的知识。,将合成材料分成四个块：一、塑料 二、合成纤维 三、合成橡胶 四、白色污染及其治理 将学生分成几组，分别对其感兴趣的内容进行资料查阅。,3、课前准备,4、教学方式（1）、由学生携带实物并对其所搜集资料进行展示。（2）、由学生对展示内容进行交流、总结、体会、升华。（3）、教师引导学生归纳总结。,实验比较认识有机高分子的结构,探究活动,实验1：有机玻璃的溶解实验目的：探究线型结构的有机高分子在有机溶剂中的溶解性。实验用品：聚甲基丙烯酸甲酯，三氯甲烷，试管。实验步骤：取有机玻璃粉末0.5g放入试管中，加入10mL三氯甲烷，振荡试管。观察有机玻璃是否溶解。实验现象：几分钟后有机玻璃溶于三氯甲烷，形成了无色液体。实验结论：有机玻璃能溶于有机溶剂三氯甲烷。通过这个实验，可以联想起日常生活中许多现象如将塑料尺子与橡皮放在一起，尺子的刻度变模糊了，甚至尺子的形状发生了改变，这就是尺子的材料溶解的现象。,探究活动,聚苯乙烯颗粒的溶解、锦纶丝的溶解,实验2：橡胶的溶解实验目的：探究体形结构的有机高分子在有机溶剂中的溶解性。实验用品：废轮胎粉末、汽油，试管。实验步骤：取废轮胎粉末0.5g放入试管中，加入10mL汽油，振荡试管。观察轮胎粉末是否溶解及其他现象。实验现象：几分钟后废轮胎粉末只是有一定程度的胀大，但未溶解。实验结论：橡胶不溶于有机溶剂汽油，但有溶胀现象。,市场上出售的香油等各种食用油，包装瓶用塑料材质，瓶塞用塑料材质就是这个原理。农贸市场出售香油使用玻璃瓶、橡胶塞，仔细观察：橡胶塞用一层塑料纸包裹，就是防止橡胶与油品接触发生溶胀现象而不易打开或塞紧瓶塞。有机高分子化合物溶解性的小结：有机高分子化合物都不溶于水；线型结构的有机高分子能溶解在适当的有机溶剂中，但溶解过程比小分子缓慢；而体型结构的高分子在有机溶剂中也不易溶解，有的只是有一定程度的胀大。,探究活动,实验3：塑料的热塑性试验实验目的：探究塑料是否具有热塑性。实验用品：聚乙烯塑料碎片，试管、试管夹、酒精灯、火柴。实验步骤：在一支试管中放入聚乙烯塑料碎片约3g，用酒精灯缓缓加热，观察塑料碎片软化和熔化的情况。等熔化后立即停止加热以防分解。等冷却固化后再加热，观察现象。实验现象：加热后，聚乙烯塑料变软熔为粘稠状、流动的液体，该液体经冷却后又变为固体，该固体再被加热后又熔为粘稠、流动的液体。实验结论：聚乙烯塑料有热塑性。,说明：线型结构的高分子具有热塑性。根据这一性质制成的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成丝或压制成各种形状，用于工业、农业、日常生活等。有些体型高分子一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性。,P108 实验5-1,水浴加热15min,洗净、烘干,粉红色(或黄色)固体,软化（热塑性）,不软化（热固性）,溶解,不溶解,线性结构,网状结构,酚醛树脂的制取和性质,2023/5/9,97,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,一.塑料,热塑性塑料,热固性塑料,可以反复加工，多次使用,一旦加工成型就不会受热熔化,添加了特定用途的添加剂的树脂,聚乙烯,酚醛树脂,1.聚乙烯,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,低密度,相对较低,相对较小,相对较小,相对较高,高密度,相对较大,相对较大,高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中,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,低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多,低压、高密度、高熔点管材、桶,高压、低密度、低沸点塑料薄膜,2.酚醛树脂,反应物：酚类醛类,苯酚甲醛,酚醛树脂,（电木）,酸催化线型,碱催化网状结构（体型）,具热塑性，能溶于一些有机溶剂中,具热固性，不溶于任何溶剂,理解掌握、注意书写！,酸催化 羟甲基苯酚 线型结构高分子,碱催化多羟甲基苯酚等网状结构高分子,思考交流,1、为什么用碱催化所得酚醛树脂为网状结构？,在碱性条件，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂。,2、你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？,尿素氮原子上的氢可以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。,线形结构：,思考交流,网状结构：,二 羟甲基脲,合成高分子,按结构分类,线型,支链型,热固型,热塑型,加工成型后受热不再熔化,可反复加工，多次使用,能溶解在适当的有机溶剂里,不易溶解，只有一定程度的胀大,网状结构,体型,涤纶（的确良）(聚对苯二甲酸乙二酯）,锦纶（尼龙）（聚6-氨基己酸）,腈纶（聚丙烯腈）,丙纶（聚丙烯）,氯纶（聚氯乙烯）,维纶（人造棉花）（聚乙烯醇）,各种纤维制品,如棉花、羊毛、蚕丝、麻等,二、合成纤维,用石油、天然气、煤、农副产品等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维。如：“六大纶”等,用木材等为原料经化学加工制成。如：粘胶纤维等,优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖缺点：透气性、吸湿性较差（除维纶）,思考：,什么样的聚合物可以作为制作服装的纤维？,首先，要让服装柔软贴身就要求聚合物为无支链或无较大支链的线型分子，以使高分子链段易于围绕单键键轴旋转转动，一个高分子链像一根柔软的线，高分子链互相缠绕在一起形成无序的非晶区；另外，要让要让服装结实、不变形就要求高分子在纤维加工过程中，通过拉伸工艺使链段在拉伸方向上取向，局部链段有序排列，增大了分子链间的吸引力，形成晶区，保证了服装结实耐用、不变形。,丁苯橡胶,顺丁橡胶,丁腈橡胶,硅橡胶,氯丁橡胶,乙丙橡胶,各种橡胶制品,丁苯橡胶,顺丁橡胶,丁腈橡胶,硅橡胶,氯丁橡胶,乙丙橡胶,橡胶,三、合成橡胶,三、合成橡胶,优点：它们各自在耐磨性、耐寒性、耐热性、耐腐蚀性、耐老化等方面有着独特的优势。,1、顺丁橡胶,硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。,顺式聚1,3-丁二烯,天然橡胶,科学视野,三叶橡胶,杜 仲 胶,异戊二烯,顺式聚异戊二烯,反式聚异戊二烯,单体:,1、下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是（）A聚氯乙烯凉鞋 B电木插座C自行车内胎 D聚乙烯塑料膜,B,2、婴儿用一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子有可能被采用的是（）,B,练习：,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，才有可能转变为体型结构。,BC,4、硅橡胶的合成流程如下：将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。请用化学方程式表示以上过程。,第三节 功能高分子材料,功能高分子材料,高吸水性树脂,聚丙烯酸钠（尿不湿）,复合材料,增强材料,基体（树脂）,玻璃纤维增强塑料,科学探究,学习目标：1、知识和技能（1）举例说明新型高分子的优异性能及其在高新技术领域的应用。了解高分子膜、导电分子、可降解塑料等各种高分子材料的性能和应用。（2）功能高分子材料的类别，分子结构与功能之间的密切关系。2、过程与方法采用讲解、阅读、讨论相结合的方法，把课前阅读教材、课外读物及进行社会调查的结果带到课堂上讲演、讨论。3、情感、态度与价值观 使学生感受到，功能高分子材料是在传统的合成材料的基础上发展而来的，使学生体会到科技进步是社会发展的动力。,重难点分析：重点：功能高分子材料的种类及性能。难点：了解一些功能高分子材料的结构与性能的联系。课时安排：1课时,教材分析与教学建议：,教材呈现：在了解功能高分子概念后，以高吸水性树脂为例，仍然从结构与性能的关系入手，由具有吸水性的天然高分子得到启示，用天然高分子改性或以亲水性的单体聚合获得高吸水性树脂。在具有高吸水性的同时，还要有不溶于水的性能，必须加入交联剂将线型结构转变为网状结构，使其既吸水又不溶于水。让学生感受到，在掌握了高分子结构与性能的关系后，人们可以从需求的性能出发，设计出具有某种功能的高分子化合物。复合材料部分，只要举例说明涵义就可以了,教材分析与教学建议：,教学建议：本节内容适用于阅读理解，建议阅读教材内容并回答以下问题：（1）设计功能高分子材料时需要考虑什么问题。（2）高吸水性材料结构上有什么特点。（3）获得高吸水性能树脂的方法有哪些。另外建议可以上网查阅相关的资料或采访一些材料专家。,1功能高分子材料 指既有传统高分子材料的机械性能，以有某些特殊功能的高分子材料。,2功能高分子材料的种类,一、功能高分子材料,高分子化合物的分类及命名,高分子化合物,一、功能高分子材料,指具有新型骨架结构的高分子材料，或在合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的的特殊功能。,分类：,概念：,如导电、磁性、光敏、液晶和信息等,如高吸水性树脂、高分子分离膜等,如生物高分子模拟酶等,如高分子药物、人工骨材料等,1、高吸水性树脂,a、对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，以提高它们的吸水能力。,合成：,b、以带有强亲水性原子团的化合物，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。,在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。,在干旱地区用于农业、林业、植物造林时抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。,特点：,应用：,学与问,制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接成网状结构；制备高吸水性树脂要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。二者目的是否相同？,橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为 增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接成网状结构是使它既吸水又不溶于水。,目的不同。,“尿不湿”与餐巾纸的吸水率比较,高吸水性树脂（m1）,高吸水性树脂+水（m2）,脱脂棉或巾纸,脱脂棉或巾纸+水,科学探究,结论：,高吸水性树脂可吸收自重几百倍的水，但仍保持干爽。,能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。,a、生活用水、工业废水等废 液的处理；b、海水、苦咸水的淡化；c、浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒；d、各种能源的转换。,具有特殊分离功能的高分子材料,2、高分子分离膜,组成：,特点：,应用：,优异的生物相容性；很高的机械性能。,3、医用高分子材料,性能：,应用：,宇航材料、汽车工业、机械工业、体育用品方面等,由两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，其他的材料作为增强剂。,强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀，在综合性能上超过了单一材料。,二、复合材料,概念：,特点：,应用：,玻璃钢,玻璃钢即玻璃纤维增强塑料,是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维加到合成树脂中，就制得玻璃钢,强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，具有较好的韧性,制法：,优点：,用途：,汽车车身、火车车箱、船体和印制电路板,催化剂,nCH2=CH-CH=CH2,催化剂,+NaOH,+H2O,n,同时要加入少量二烯作交联剂,之后要加入少量交联剂硫化剂,练习一,写出下列聚合反应方程式：1）丙烯酸与氢氧化钠制备聚丙烯酸钠2）1，3-丁二烯加聚,尿不湿,结构和性质的一致性,实验的主要步骤是：1.取一片尿不湿，用剪刀将其剪开，取出白色棉絮状聚丙烯酸钠2.用天平分别称取g聚丙烯酸钠和1g餐巾纸，分别放入两只干燥的烧杯中3.分别用100mL的量筒准确量取mL的水分别倒入干燥的烧杯中4.静置5分钟，观察现象5.分别将烧杯中多余的水倒入量筒，准确读取多余的水的体积6.分别计算聚丙烯酸钠和餐巾纸的吸水率（水的密度以1g/cm3计）7.最后分别将烧杯中吸过水的聚丙烯酸钠和餐巾纸倒在一张干燥的纸上，略加挤压，比较两者渗出水量的大小实验注意：1、操作规范，读数准确。2、四人小组，明确分工；团结合作，讨论交流。学生分组实验探究。,高吸水性的材料与传统吸水材料的比较,高吸水性树脂吸水的吸水能力远远高于一般的纸（传统吸水材料），其吸水量往往可以达到自身重量的几百甚至几千倍，而且，高吸水性树脂吸水后保水能力强。这也就是高吸水性树脂这种功能高分子材料的神奇之处。,归纳与整理,一、高分子化合物相对分子质量,分子结构单一，相对分子质量在1000以下，数值明确。,高分子由若干个重复的结构单元组成，相对分子质量在104106，只是一个平均值。,CH4：16C2H5OH：46C6H12O6：180,（C6H10O5）n淀粉：几万到几十万纤维素：几十万至百万,二、聚合物的线型、支链与网状结构,高压聚乙烯,低压聚乙烯,相对分子质量较小，密度小，熔融温度较低。用于制造薄膜、食品包装袋等。,相对分子质量较大，密度大，熔融温度较高。用于制瓶、桶、板、管、棒材等。,硫化橡胶,弹性高、强度大、耐磨、耐寒性好。用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。,三、各类聚合物的合成、结构与用途,加聚反应,缩聚反应,缩聚反应,加聚反应,加聚反应,高吸水性树脂“尿不湿”,顺丁橡胶,酚醛树脂绝缘、隔热、阻燃、隔音、复合材料。,塑料薄膜、食品包装袋、瓶、桶、板、管等。,合成纤维涤纶,1、塑料的种类,开眼界,2、几种常见的塑料,3、合成纤维,4、“六大纶”,5、几种常见的合成橡胶,谢谢敬请指正,