【高中化学】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

高分子材料高分子材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶黏合剂黏合剂涂料涂料高分子分离膜高分子分离膜导电高分子导电高分子医用医用高分子高分子高吸水性树脂高吸水性树脂按用途和按用途和性能分类性能分类通用高分子材料通用高分子材料功能高分子材料功能高分子材料高分子材料的高分子材料的分类分类 高分子高分子材料材料一、通用高分子材料一、通用高分子材料（一）通用高分子材料一（一）通用高分子材料一塑料塑料1.1.成分成分树脂：树脂：未经加工处理的，没有与添加剂混合的聚合物。未经加工处理的，没有与添加剂混合的聚合物。合成树脂合成树脂加工助剂加工助剂聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。主要成分是合成树脂主要成分是合成树脂，还可加入具有特定作用，还可加入具有特定作用的的加工助剂。加工助剂。增塑剂增塑剂热稳定剂热稳定剂着色剂着色剂提提高高柔柔韧韧性性赋赋予予各各种种颜颜色色提提高高耐耐热热性性2.2.分类分类（2 2）热固性塑料）热固性塑料不能加热熔融，只能一次不能加热熔融，只能一次成型。成型。聚聚乙乙烯烯聚聚氯氯乙乙烯烯酚酚醛醛树树脂脂线线型型结结构构不带支链的不带支链的带支链带支链的的体体型型结结构构（1 1）热塑性塑料）热塑性塑料可反复加热熔融可反复加热熔融加工加工【科学科学技术技术社会社会 】聚氯乙烯聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？薄膜能用于食品包装吗？聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，稳定剂等。室温，稳定剂等。室温下，下，增塑剂小分子会逐渐增塑剂小分子会逐渐“逃逸逃逸”出来出来。，这些增塑剂小分，这些增塑剂小分子在室温下会逐渐子在室温下会逐渐“逃逸逃逸”出来，使柔软的塑料制品逐出来，使柔软的塑料制品逐渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性。所以，不能用含渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性。所以，不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。COO(CHCOO(CH2 2)3 3CHCH3 3COO(CHCOO(CH2 2)3 3CHCH3 3COO(CHCOO(CH2 2)7 7CHCH3 3COO(CHCOO(CH2 2)7 7CHCH3 3邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二辛酯增塑剂增塑剂 nn CH2 CH Cl 一定条件一定条件 CH2 CH Cl 3.3.聚乙烯聚乙烯高压法聚高压法聚乙烯乙烯低压法聚低压法聚乙烯乙烯聚聚乙乙烯烯按合成按合成方法方法高温高压高温高压引发剂引发剂支链较少，密支链较少，密度和软化温度度和软化温度较高；无毒、较高；无毒、较硬。较硬。低温低压低温低压催化剂催化剂支链较多，密支链较多，密度和软化温度度和软化温度较低；无毒、较低；无毒、较柔软。较柔软。低密度聚乙低密度聚乙烯烯(LDPE)(LDPE)高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)(HDPE)(1)(1)合成方法合成方法线型结构线型结构线性结构的聚乙烯可以在一定条件下变为网状线性结构的聚乙烯可以在一定条件下变为网状结构的聚乙烯，以增加强度。结构的聚乙烯，以增加强度。支链型结构支链型结构网状结构网状结构(2)(2)结构结构(3)(3)性质性质弹性弹性聚乙烯分子链聚乙烯分子链上的碳碳单键上的碳碳单键可以发生旋转可以发生旋转导致导致分分 子子 链链 只只能能 呈呈 不不 规规则则 的的 卷卷 曲曲状态状态所以，一般的高分子材料都具有一定所以，一般的高分子材料都具有一定的的弹性。弹性。外力外力作用作用卷曲的高分卷曲的高分子链可以被子链可以被拉直或部分拉直或部分被拉直被拉直除去除去外力外力恢复恢复卷曲卷曲状态状态加热均可熔融，也可溶于某些溶剂。加热均可熔融，也可溶于某些溶剂。软化温度和密度软化温度和密度高分子链之间高分子链之间的作用力的作用力链的长短链的长短高分子链之间的疏密远近高分子链之间的疏密远近高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。高分子链之间的作用力越大。支链较少，易于接近相互支链较少，易于接近相互作用力大。作用力大。低密度聚乙烯，相对分子质量小、支链多。低密度聚乙烯，相对分子质量小、支链多。高密度聚乙烯，相对分子质量大、支链少。高密度聚乙烯，相对分子质量大、支链少。低密度聚乙烯低密度聚乙烯 高密度聚乙烯高密度聚乙烯低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低，密度也低。低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低，密度也低。(4)(4)用途用途低密度聚乙烯低密度聚乙烯不用加入增塑剂就显得十分柔软不用加入增塑剂就显得十分柔软。可可做无毒的食品包装袋等薄膜制品。做无毒的食品包装袋等薄膜制品。高密度聚乙烯高密度聚乙烯较硬一些较硬一些,可做瓶、桶、可做瓶、桶、板、管与棒材等。板、管与棒材等。通过改进聚合反应的催化剂，现已得通过改进聚合反应的催化剂，现已得到超高相对分子质量的到超高相对分子质量的聚乙烯聚乙烯(相对分相对分子质量大于子质量大于10106 6)。其。其具有高强度和高耐具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀。化学腐蚀。可用可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。防弹服防弹服防弹头盔防弹头盔绳缆绳缆【资料卡片资料卡片 】高分子的高分子的命名命名聚苯乙烯聚苯乙烯聚异戊二烯（异戊橡胶）聚异戊二烯（异戊橡胶）聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（有机玻璃）聚对苯二甲酸乙二酯纤维聚对苯二甲酸乙二酯纤维酚醛树脂酚醛树脂CHCH2 2-CHCH2 2-CHCH2 2-CHCH CHCH3 3 n n乙丙橡胶乙丙橡胶【社会社会科学科学技术技术】可降解可降解高分子高分子微生物微生物降解和光降解降解和光降解图图5-4 5-4 微生物降解塑料微生物降解塑料“白色污染白色污染”聚乳酸聚乳酸废弃的塑料制品对环境造成的污染废弃的塑料制品对环境造成的污染可降解高分子可降解高分子环氧乙烷与环氧乙烷与COCO2 2反应生产聚合物反应生产聚合物HO-CH-COH OnCH34.4.酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（甲醛）在酸或碱的催化下相是酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。互缩合而成的高分子。【实验实验5-15-1】实验现象和结论实验现象和结论（1 1）在在酸催化下酸催化下 总反应总反应2-2-羟羟甲基苯酚甲基苯酚 等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的H H原子与甲醛的羰基加原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子。成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子。（2 2）在）在碱碱催化下催化下 过量甲醛与苯酚反应，生成过量甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚二羟甲基苯酚、三羟三羟甲基苯酚甲基苯酚等等，继续，继续反应，就可以生成网状结构的反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。酚醛树脂。2 2，4-4-二羟甲基苯酚二羟甲基苯酚2 2，4 4，6-6-三羟甲基苯酚三羟甲基苯酚(3)(3)酚醛树脂的用途酚醛树脂的用途具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。、阻燃、隔音等器材和复合材料。【思考与讨论思考与讨论 】（1 1）通过以上学习，我们了解到合成高分子的结构大致可以分为三类）通过以上学习，我们了解到合成高分子的结构大致可以分为三类:线型结构、线型结构、支链型结构和网状结构支链型结构和网状结构，你，你能举例说明它们各自的特性吗能举例说明它们各自的特性吗?结构结构结构特点结构特点性质特点性质特点线型线型没有支链的长链分子，且大多数呈没有支链的长链分子，且大多数呈卷曲状。卷曲状。受热后熔化，冷却后固化，具有热塑性。受热后熔化，冷却后固化，具有热塑性。支链型支链型 主链上有长支链和短支链，分子排主链上有长支链和短支链，分子排列松散，分子间作用力弱。列松散，分子间作用力弱。柔软度和溶解度较线型高分子的大，密度、强柔软度和溶解度较线型高分子的大，密度、强度和软化温度低于线型高分子。度和软化温度低于线型高分子。网状网状线型或支链型高分子以化学键交联，线型或支链型高分子以化学键交联，形成网状结构。形成网状结构。柔软度降低，刚性提高，不能熔融，在溶剂中柔软度降低，刚性提高，不能熔融，在溶剂中会发生溶胀，但不能溶解。会发生溶胀，但不能溶解。（2 2）尿素）尿素(H(H2 2NCONHNCONH2 2)可以与甲醛发生反应，最终缩可以与甲醛发生反应，最终缩聚成具有线型或网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可用于聚成具有线型或网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可用于生产木材黏合剂、生活器具和电器开关生产木材黏合剂、生活器具和电器开关。请写出请写出尿素与尿素与甲醛生成线型聚合物的化学方程式。甲醛生成线型聚合物的化学方程式。nH2NCONH2+2nHCHO 催化剂催化剂+(n-1)H2O1 1：2 2 加成加成 HNCONHCH2 HOCH2 OHnHOH HNCONHCH2 OCH2 nH2NCONH2+2nHCHO 催化剂nHOHCH2NHCONH O CH2+(n-1)H2O网网状状结结构构的的脲脲醛醛树树脂脂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、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。氨基等，才有可能转变为网状结构。【训练】聚丙烯酸钠【训练】聚丙烯酸钠(单体为单体为CHCH2 2=CHCOONa=CHCOONa)是一种高性能吸水树脂，可在是一种高性能吸水树脂，可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠干旱地区用于农业、林业、植树造林时的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是的说法正确的是()A A聚丙烯酸钠的结构简式为聚丙烯酸钠的结构简式为B B聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得C C聚丙烯酸钠具有热塑性聚丙烯酸钠具有热塑性D D聚丙烯酸钠是一种网状结构的高分子材料聚丙烯酸钠是一种网状结构的高分子材料C C【训练】白色污染【训练】白色污染是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓,是由于塑料制品是由于塑料制品使用后被弃置成为固体废物使用后被弃置成为固体废物,随意乱丢乱扔随意乱丢乱扔,难于降解处理难于降解处理,给生态环境和景观给生态环境和景观造成的污染。我国研制成功的一种可降解塑料造成的污染。我国研制成功的一种可降解塑料,其结构如下其结构如下:A.A.B.B.C.C.该塑料有良好的生物适应性和分解性该塑料有良好的生物适应性和分解性,能自然腐烂分解。试回答下列问题能自然腐烂分解。试回答下列问题:(1)(1)这种可降解塑料的这种可降解塑料的A A、B B、C C链节所对应的三种单体链节所对应的三种单体依次依次是是:、。(2)2)可降解塑料在自然界可通过可降解塑料在自然界可通过(填反应类型填反应类型)反应分解为反应分解为a a、b b、c c三种小三种小分子有机物。分子有机物。(3)(3)单体单体a a和和c c各各1 mol1 mol在浓硫酸和加热条件下在浓硫酸和加热条件下,可生成含有六元环的环状化合物可生成含有六元环的环状化合物,写写出有关反应的出有关反应的化学方程式化学方程式:。(4)(4)单体单体b b在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应生成不饱和羧酸在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应生成不饱和羧酸,此不饱和羧酸此不饱和羧酸的结构简式是的结构简式是 。此不饱和羧酸属于链状羧酸的同分异构。此不饱和羧酸属于链状羧酸的同分异构体还有体还有种种。水解水解CHCH2 2=CHCH=CHCH2 2COOHCOOH3 3生活中的