資源簡介

●合成高分子的基本方法
●高分子材料
高分子科學從誕生到現在還不足百年，但完整的高分子材料工業體系已經建立。除了塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料，現代高分子材料正向功能化、智能化、精細化方向發展，出現了具有光學、電學、生物醫學、吸附分離等功能的高分子，與能源、國防、航空航天、電子信息、醫療健康和現代農業等領域的需求密切相關。
高分子的組成和結構特點決定了高分子的性質，是確定高分子合成方法及應用領域的基礎，也是我們學習和認識高分子的基本視角。
第二節 高分子材料
（第1課時 通用高分子材料）
第五章 合成高分子
1．通過閱讀思考，討論交流，從微觀角度了解通用高分子材料的分類和代表物的制備及用途，進一步鞏固加聚反應和縮聚反應的認識思路，認識塑料、合成橡膠和合成纖維的組成和結構特點，理解高聚物的結構與性質的關系。
2．通過對比分析線型、支鏈和網狀結構對材料性質的影響，了解高分子與有機小分子的主要不同之處及合成高分子材料在生活、生產方面的巨大貢獻，進一步完善對有機化合物結構、性質和應用的認識。
3．通過實驗探究，原理分析，進一步體會“化學反應是可以控制的”“條件不同產物不同”等化學觀念，在化學實驗中感受微觀的線型結構與網狀結構對材料宏觀性質的影響。
通用
高分子材料
功能
高分子材料
高分子材料
按用途
和性能
塑料（合成樹脂）、合成纖維、合成橡膠
黏合劑、涂料等
三大合成材料
高分子分離膜
液晶高分子
導電高分子
醫用高分子
高吸水性樹脂
塑料
合成纖維
高分子分離膜
醫用高分子分
①天然高分子使用專有名稱：
如淀粉、纖維素、蛋白質、RNA、DNA等。
②合成高分子的名稱：在單體名稱前加上“聚”字，如聚乙烯等。
聚乙烯塑料
聚對苯二甲酸乙二酯塑料
淀粉
纖維素
資料卡片——高分子的命名
③合成橡膠的名稱：
通常在單體名稱后加上“橡膠”，如乙（烯）丙（烯）橡膠、順?。ǘ┫鹉z等。
④合成纖維的名稱：
常用“綸”，如滌綸（聚對苯二甲酸乙二酯纖維)、氯綸（聚氯乙烯纖維）等。
【小試牛刀】下列關于有機化合物的說法正確的是（ ）
A．塑料、天然橡膠都是天然高分子化合物
B．乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳雙鍵
C．棉花、羊毛、滌綸的成分均屬于天然纖維
D．化學纖維指人造纖維和合成纖維
D
1．塑料
塑料
主要成分
合成樹脂。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
加工助劑
增塑劑
提高柔韌性
熱穩定劑
提高耐熱性
著色劑
賦予塑料各種顏色
一、通用高分子
（1）塑料的成分
塑料按受熱時的特征分為熱塑性塑料和熱固性塑料：
名稱
性質
舉例
判斷方法
熱塑性塑料
熱固性塑料
①溶解性：能溶于適當溶劑的一般為線型結構；在溶劑中難溶解的一般為體型結構，如酚醛塑料等。
②熱塑性、熱固性判斷：具有熱塑性，受熱能熔化的具有線型結構；具有熱固性，受熱不熔化的具有體型結構。
聚乙烯、聚氯乙烯
酚醛樹脂
線型結構，可反復加熱熔融，可多次成型，多次使用。
體型結構，不能加熱熔融，只能一次成型，成型后不會受熱熔化。
1．塑料
一、通用高分子
[ ]n
n CH2 CH
Cl
一定條件
CH2 CH
Cl

聚氯乙烯本身較硬，需加入增塑劑，穩定劑等。室溫下，增塑劑小分子會逐漸“逃逸”出來。，這些增塑劑小分子在室溫下會逐漸“逃逸”出來，使柔軟的塑料制品逐漸變硬；有的增塑劑還具有一定毒性。所以，不能用含增塑劑的聚氯乙烯薄膜生產食品包裝材料。
COO(CH2)3CH3
COO(CH2)3CH3
COO(CH2)7CH3
COO(CH2)7CH3
鄰苯二甲酸二丁酯
鄰苯二甲酸二辛酯
增塑劑
科學·技術·社會 聚氯乙烯薄膜能用于食品包裝嗎？
1．塑料
一、通用高分子
【溫馨提示】合成樹脂和塑料的關系：
①樹脂是指未加工處理的聚合物，沒有添加各種加工助劑，而塑料是由合成樹脂及各種加工助劑組成的，塑料的主要成分是合成樹脂。這兩個名詞有時也混用，因為有些塑料基本上是由合成樹脂組成的，不含或含少量其他加工助劑，如有機玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。
②塑料的基本性能主要取決于樹脂的性質，但加工助劑也起著重要作用。
高壓法聚乙烯
低壓法聚乙烯
合成條件
高分子鏈的結構
相對分子質量
密度、性能
軟化溫度/℃
用途
較高壓力、較高溫度、引發劑
較低壓力、較低溫度、催化劑
較長，支鏈較少
較高
較高、無毒，較硬
較高（120～140）
較低
較低、無毒，較柔軟
較低（105～120）
食品包裝袋（不需加入增塑劑）、薄膜、絕緣材料等
生產瓶、桶、板、管與棒材等
較短，含有較多支鏈
1．塑料
一、通用高分子
（1）聚乙烯塑料
線型結構
線性結構的聚乙烯可以在一定條件下變為網狀結構的聚乙烯，以增加強度
支鏈型結構
網狀結構
1．塑料
一、通用高分子
（1）聚乙烯塑料
①彈性
聚乙烯分子鏈上的碳碳單鍵可以發生旋轉
導致
分子鏈只能呈不規則的卷曲狀態
因此，一般的高分子材料都具有一定的彈性。
外力作用
卷曲的高分子鏈可以被拉直或部分被拉直
除去外力
恢復卷曲狀態
②加熱均可熔融，也可溶于某些溶劑
1．塑料
一、通用高分子
（1）聚乙烯塑料
軟化溫度和密度
高分子鏈之間的作用力
鏈的長短
高分子鏈之間的疏密遠近
高分子鏈越長，高分子相對分子質量越大，高分子鏈之間的作用力越大
支鏈較少，易于接近相互作用力大
低密度聚乙烯，相對分子質量小、支鏈多
高密度聚乙烯，相對分子質量大、支鏈少
低密度聚乙烯＜高密度聚乙烯
低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低，密度也低
1．塑料
一、通用高分子
（1）聚乙烯塑料
用途
①低密度聚乙烯不用加入增塑劑就顯得十分柔軟?？勺鰺o毒食品包裝袋等薄膜制品
②高密度聚乙烯較硬一些,可做瓶、桶、板、管與棒材等。
③通過改進聚合反應的催化劑，現已得到超高相對分子質量的聚乙烯(相對分子質量大于106)。其具有高強度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學腐蝕。可用于制造防彈服、防彈頭盔、繩纜等。
防彈服
防彈頭盔
繩纜
1．塑料
一、通用高分子
（1）聚乙烯塑料
微生物降解和光降解
圖5-4 微生物降解塑料
“白色污染”
H—O-CH-C—OH
O
[
]
n
CH3
聚乳酸
廢棄的塑料制品對環境造成的污染
可降解高分子
環氧乙烷與CO2反應生產聚合物
科學·技術·社會 可降解高分子
【實驗5-1】探究酚醛樹脂的制備
實驗操作
實驗現象
②混合溶液變渾濁，有黏稠的乳黃色物質生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質仍不溶解。
①2g苯酚＋3 mL40%的甲醛溶液＋3滴濃鹽酸，在沸水浴中加熱。
②2g苯酚＋3 mL40%的甲醛溶液＋0.5 mL濃氨水，在沸水浴中加熱。
①混合溶液變渾濁，有黏稠的粉紅色物質生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質溶解。
1．塑料
一、通用高分子
（2）聚乙烯塑料
實驗原理
①酸催化：
②堿催化：
縮合成線型高分子
2，4-二羥甲基苯酚
2，4，6-三羥甲基苯酚
縮合成體型高分子
【實驗5-1】探究酚醛樹脂的制備
1．塑料
一、通用高分子
（2）聚乙烯塑料
實驗結論
應用
苯酚與甲醛在酸催化下，生成的線型結構的酚醛樹脂具有熱塑性，溶于有機溶劑乙醇等。
苯酚與甲醛在堿催化下，生成的網狀結構的酚醛樹脂具有熱固性，不溶于一般溶劑。
作絕緣、隔熱、阻燃、隔音等器材和復合材料?？捎糜谏a烹飪器具的手柄，一些電器與汽車的零部件，火箭發動機、返回式衛星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。
【實驗5-1】探究酚醛樹脂的制備
1．塑料
一、通用高分子
（2）聚乙烯塑料
線型結構
支鏈型結構
網狀結構
結構特點
結構模型



溶解性
由許多鏈節相互連成一條長鏈，且大多呈卷曲狀
與線型結構類似，但在主鏈上存在較多長短不一的支鏈，分子排列松散，分子間作用力弱
多官能團單體相互作用，主鏈間以共價鍵相連接，形成立體網狀結構
能緩慢溶解于適當溶劑
很難溶解，但往往有一定程度的脹大
思考與討論
比較不同高分子的結構特點與性能的關系？
線型結構
支鏈型結構
網狀結構
性能
特性
舉例
具有熱塑性，無固定熔點
具有熱固性，受熱不熔化
強度大、絕緣性好，具有熱固性
強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好，具有熱塑性
低壓法聚乙烯
高壓法聚乙烯
堿催化下制備的酚醛樹脂
【溫馨提示】由尿素（H2NCONH2）與甲醛縮聚生成具有線型或網狀結構的脲醛樹脂，可用于生成木材黏合劑、生活器具和電器開關。
思考與討論
比較不同高分子的結構特點與性能的關系？
【小試牛刀】下列關于有機高分子化合物的說法正確的是（??? ?）
A．高分子化合物有固定的熔點
B．聚乙烯的鏈節是乙烯
C．線型高分子的長鏈上可以帶支鏈
D．電木具有熱塑性
C
【再來一刀】下列關于合成材料的說法中，不正確的是（ ）
A．塑料、合成纖維和合成橡膠都屬于合成材料
B．聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等，其單體是CH2＝CHCl
C．合成酚醛樹脂( )的單體是苯酚和甲醇
D．合成順丁橡膠( )的單體是CH2＝CH－CH＝CH2
C
纖維分類
天然纖維
化學纖維
棉花、羊毛、蠶絲、麻、木材、草類等
再生
纖維
以木材、秸稈等天然纖維為原料，經過加工處理而制得的纖維。如粘膠纖維等。
合成
纖維
用石油、天然氣、煤和農副產品等不含天然纖維的物質為原料加工制得單體，經聚合反應制成的纖維。如“六大綸”、碳纖維等。
2．合成纖維
一、通用高分子
（1）合成纖維的分類
合成纖維性能
強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等
吸濕性、透氣性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”
優點
缺點
合成纖維用途
穿著，工農業生產與高科技領域。如隔音、隔熱、絕緣材料，漁業用的漁網、纜繩，醫療用的縫合線、止血棉，降落傘、航天服，人造草坪等
2．合成纖維
一、通用高分子
（1）合成纖維的分類
聚酯纖維—滌綸(的確良)：
合成纖維中目前產量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合成反應為：
＋nHOCH2CH2OH

＋(2n－1)H2O
應用：應用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及工業用纖維制品等。
2．合成纖維
一、通用高分子
（2）聚酯纖維
聚酰胺纖維—聚己二酰己二胺纖維(錦綸66或尼龍66)：
不溶于普通溶劑，耐磨，強度高，是由H2N－(CH2)6－NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反應如下:
nH2N－(CH2)6－NH2＋nHOOC(CH2)4COOH

＋(2n－1)H2O

【溫馨提示】除了滌綸和錦綸外，還有腈綸、丙綸、維綸、氯綸統稱六大綸。
2．合成纖維
一、通用高分子
（2）聚酰胺纖維
【小試牛刀】 2008年奧運會吉祥物“福娃”的內充物為無毒的聚酯纖維，其結構簡式如圖。下列說法正確的是（ ）

A．羊毛與聚酯纖維的化學成分相同
B．聚酯纖維和羊毛在一定條件下均不能水解
C．該聚酯纖維單體為對苯二甲酸和乙二醇
D．由單體合成聚酯纖維的反應屬于加聚反應
C
【再來一刀】 尼龍1010（ ）是制作艙外航天服的一種材料。下列有關尼龍1010的說法正確的是（ ）
A．尼龍1010是純凈物
B．尼龍1010的單體是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH
C．尼龍1010是通過縮聚反應制成的
D．制作艙外航天服的材料要質輕，方便航天員在艙外行走
C
橡膠分類
天然橡膠
合成橡膠
聚異戊二烯：
通用
橡膠
特種
橡膠
丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠
聚硫橡膠（有耐油性）、硅橡膠（有耐熱、耐寒性）
順丁橡膠
硅橡膠
聚硫橡膠
2．合成橡膠
一、通用高分子
（1）合成橡膠的分類
①原料：以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體，聚合而成。
如，順丁橡膠：
②性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。
③結構特點：呈線型結構，分子鏈較柔軟，性能較差。
2．合成橡膠
一、通用高分子
（2）順丁橡膠
④順丁橡膠的硫化：將順丁橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。但硫化交聯的程度不宜過大，否則會使橡膠失去彈性
⑤順丁橡膠的用途：順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造輪胎。
2．合成橡膠
一、通用高分子
（2）順丁橡膠
【小試牛刀】 在制備順丁橡膠和高吸水性樹脂時，都要加入交聯劑。下列有關說法錯誤的是（ ）
A．加入交聯劑都可使線型結構變為網狀結構
B．橡膠工業中將線型結構連接為網狀結構是為了增強橡膠的強度
C．制備高吸水性樹脂時將線型結構連接為網狀結構是為了使它既吸水又不溶于水
D．順丁橡膠和高吸水性樹脂都可溶于水
D
【典例2】 硅橡膠是一種醫用高分子材料，用于人造心臟、人造肌肉、人造皮膚等。它具有良好的生物相容性和穩定性，有足夠的機械強度， 而且易于加工、消毒、耐高溫。它是由二甲基二氯硅烷經過兩步反應 制得：n(CH3)2SiCl2→n → 。其合成過程中涉及的反應 類型分別是（ ）
①水解反應　 ②加成反應 　 ③加聚反應　 ④縮聚反應
A．①③ B．①② C．②④ D．①④
D
通用高分子材料
聚合反應：“六大綸”、碳纖維、光導纖維
塑料
合成纖維
合成橡膠
加工助劑
加工助劑
熱塑性塑料
熱固性塑料
成分
分類
線型結構,可反復加熱熔融加工
體型結構,不可反復加熱熔融
分類
性能
應用
強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖
隔音、熱、絕緣材料，網，止血棉，航天服
丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠
高彈性、絕緣性、耐油、耐高溫或耐低溫
分類
性能
增塑劑、熱穩定劑、著色劑等
合成樹脂。如聚乙烯、酚醛樹脂等
1．我國首架自主大飛機C919于2022年12月9日正式交付東風航空公司進入商業飛行，你認為飛機的機身和機翼應該大量使用下列哪種材料（ ）
A．液晶高分子材料 B．橡膠
C．高分子分離膜 D．碳纖維復合材料
D
2．化學與生產生活密切相關。下列說法錯誤的是（ ）
A．可用X射線衍射實驗區分晶體和非晶體
B．酚醛樹脂俗稱電木，是一種混合物，不易燃燒，是一種電絕緣體
C．乙二醇的水溶液凝固點很高，可作汽車發動機的抗凍劑
D．在低溫實驗中，可用干冰作制冷劑
C
3．2022北京冬奧會中使用了很多高新材料，如冬奧會頒獎禮服內膽使用了第二代石墨烯發熱材料；速滑競賽服使用了高性能合成纖維和聚酯材料；火炬“飛揚”使用了新型碳纖維樹脂復合材料。下列有關材料的說法錯誤的是（ ）
A．石墨烯、金剛石、石墨互為同素異形體
B．合成纖維與碳纖維均屬于有機高分子材料
C．聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而得的高分子聚合物
D．“飛揚”的新型碳纖維樹脂復合材料具有較高的耐火性
B
4．下列說法不正確的是（ ）
A．分子式為C5H10O且能發生銀鏡反應的有機物的同分異構體有4種
B．苯酚與甲醛在酸性條件下生成酚醛樹脂的結構簡式為（如圖）
C．蟻酸和丙酸互為同系物，C6H14和C9H20也一定互為同系物
D．一定條件下可以用新制的Cu (OH) 2懸濁液鑒別
乙醛、甲酸、乙酸、乙醇
B
本課結束

展開更多......

收起↑