資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 化學(xué) 年級(jí) 高二 學(xué)期 春季
課題 高分子材料
教學(xué)目標(biāo)
1. 知道高分子材料的分類(lèi) 2. 學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)尿素和甲醛反應(yīng)的化學(xué)方程式
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點(diǎn)： 1. 知道纖維的分類(lèi)
2. 學(xué)會(huì)聚酯纖維的制備方法
教學(xué)難點(diǎn)： 1. 學(xué)會(huì)解釋橡膠的硫化
2. 了解功能高分子材料性能
教學(xué)過(guò)程
有機(jī)高分子材料根據(jù)用途和性能可以分為幾類(lèi)？ 高分子材料分為通用高分子材料和功能高分子材料 塑料的主要成分是什么？為改善塑料的性能，提高實(shí)用價(jià)值一般向其加入哪些物質(zhì)？提高的是哪些性能？ 塑料是指具有可塑性能的高分子材料。加入增塑劑、熱穩(wěn)定劑和著色劑 塑料可以分為哪幾類(lèi)？ 分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 制備聚乙烯有哪些方法？得到的聚乙烯具有怎樣的性質(zhì)？ 可以用高壓法和低壓法制備乙烯。高壓法支鏈較多，密度和軟化溫度較低。 5.為什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低，密度也低呢？ 高分子鏈越長(zhǎng)，高分子相對(duì)分子質(zhì)量越大，高分子鏈之間的作用力越大。高分子鏈之間的作用力與鏈的長(zhǎng)短有關(guān)，高分子鏈越長(zhǎng)，高分子相對(duì)分子質(zhì)量越大，高分子鏈之間的作用力越大。此外，還與高分子鏈之間的疏密遠(yuǎn)近有關(guān)。低密度聚乙烯的主鏈有較多長(zhǎng)短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力就比高密度聚乙烯的小，軟化溫度和密度也就較低；相反，高密度聚乙烯的支鏈較少，鏈之間易于接近，相互作用力較大，軟化溫度和密度都較高。 6.常見(jiàn)的合成纖維有哪些？ 纖維是人們生活中的必需品。棉花、羊毛、蠶絲和麻等是大自然賦予人們的天然纖維；以木材、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)加工處理可以得到再生纖維；以石油、天然氣、煤、農(nóng)副產(chǎn)品等為原料，將其轉(zhuǎn)化為單體，再經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到的是合成纖維。再生纖維與合成纖維統(tǒng)稱為化學(xué)纖維。 合成纖維工業(yè)創(chuàng)立于20世紀(jì)30年代。合成纖維性能優(yōu)異，用途廣泛，而且生產(chǎn)條件可控，原料來(lái)源豐富，不受自然條件影響。合成纖維的這些特點(diǎn)使其生產(chǎn)得到了迅速發(fā)展。錦綸、滌綸、腈綸、維綸、氯綸、丙綸等合成纖維具有強(qiáng)度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的歡迎。 合成纖維中產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱，它是對(duì)苯二甲酸與乙二.醇在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的。 聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一。美國(guó)化學(xué)家卡羅瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸與脂肪族二元醇的縮聚反應(yīng)時(shí)，得到的聚酯性能不理想，轉(zhuǎn)而研究己二胺與已二酸的縮聚反應(yīng)，成功合成了聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66，兩個(gè)數(shù)字6分別代表二胺和二酸所含碳原子的個(gè)數(shù))。 生活中常見(jiàn)的合成纖維有哪些？ 合成橡膠早在20世紀(jì)初就已同世，20世紀(jì)40年代得到了迅速發(fā)展。現(xiàn)在已經(jīng)有了丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等，它們各自在耐磨、耐油、耐寒、耐熱、耐腐蝕等方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量比大多數(shù)塑料和合成纖維的都要高，例如順丁橡膠是以1，3-丁二烯為原料，在催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng)得到的以順式結(jié)構(gòu)為主的聚合物。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：順丁橡膠中存在碳碳雙鍵，分子呈線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，性能較差。易加成也易被氧化，所以盛放酸性高錳酸鉀、溴水、濃硝酸、濃硫酸等的試劑瓶，塞子不能用橡膠塞。 8.生活中的功能高分子材料 為了適應(yīng)高科技產(chǎn)業(yè)等對(duì)材料的要求，化學(xué)工作者合成了具有某些特殊化學(xué)、物理及醫(yī)學(xué)功能的高分子材料。 例如，用于化學(xué)反應(yīng)的高分子催化劑，用于分離純化的各種濾膜；用于信息存儲(chǔ)的磁性高分子，用于傳感器的形狀記憶高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人體器官、組織的醫(yī)用高分子材料；用于藥物緩釋的高分子藥物等。 高吸水性樹(shù)脂 (1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ①含有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈，如羧基、羥基。 ②具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 (2)性能：不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，與水接觸后在很短的時(shí)間內(nèi)溶脹，可吸收其本身質(zhì)量的數(shù)百倍甚至上千倍的水，同時(shí)保水能力要強(qiáng)，還能耐一定的擠壓作用。 (3)合成方法 ①對(duì)淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性,在它們的主鏈上再接上帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈,以提高它們的吸水能力。 ②用帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的烯類(lèi)為單體進(jìn)行聚合,得到含親水基團(tuán)的高聚物。 如:在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)劑,在一定條件下發(fā)生聚合,得到聚丙烯酸鈉高吸水性樹(shù)脂。 高分子分離膜 分離膜一般只允許水及一些小分子物質(zhì)通過(guò)，其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè)，形成濃縮液，達(dá)到對(duì)原液凈化、分離和濃縮的目的。 展望未來(lái) 廢棄的塑料制品會(huì)危害環(huán)境，造成“白色污染”。這是因?yàn)樗鼈冊(cè)谧匀恢薪到夥浅Ｂ腥斯烙?jì)廢棄的農(nóng)用地膜在土壤中可長(zhǎng)達(dá)100年不分解。為了根除“白色污染”，人們聯(lián)想到淀粉、纖維素可以在自然中被微生物降解，以及有些高分子材料在吸收光能的光敏劑的幫助下也能降解的事實(shí)，研究出微生物降解和光降解兩類(lèi)高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切斷某些化學(xué)鍵，降解為小分子，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O等物質(zhì)而消失。光降解高分子在陽(yáng)光等的作用下，高分子的化學(xué)鍵被破壞而發(fā)生降解。它們?yōu)橄鞍咨廴尽睅?lái)了希望。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)工作者已成功研究出以CO2為主要原料生產(chǎn)可降解高分子材料的技術(shù)。CO2是穩(wěn)定分子，要讓它轉(zhuǎn)化為高分子是很困難的。然而他們發(fā)現(xiàn)稀土催化劑能活化CO2，使之與環(huán)氧丙烷等反應(yīng)生成聚合物。這種工藝目前已投入小規(guī)模生產(chǎn)，為消除“白色污染”和減輕溫室效應(yīng)作出了貢獻(xiàn)。

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