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(共45張PPT)
第二節(jié) 高分子材料
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過對高分子材料分類的學(xué)習(xí)，能列舉常見的通用高分子材料和功能高分子材料，能
列舉其用途，能認識兩者性質(zhì)和用途的差異，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
2.通過高分子材料在生產(chǎn)、生活中的用途，認識其工業(yè)生產(chǎn)的必要性，也要認識其對環(huán)
境的不良影響，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。
任務(wù)分項突破
學(xué)習(xí)任務(wù)1 探究通用高分子材料
自主梳理
一、高分子材料的分類
高分子材料按______和______可分為____________材料和____________材料等類別。
用途
性能
通用高分子
功能高分子
二、通用高分子材料
通用高分子材料包括______、__________、__________、黏合劑、涂料等。
1.塑料
（1）定義及成分。
塑料
合成纖維
合成橡膠
（2）分類。
合成樹脂
熱塑性
熱固性
（3）幾種常見塑料。
①聚乙烯。
比較項目 高壓法聚乙烯 低壓法聚乙烯 聚合反應(yīng)條件 ， 左 右，使用______劑 ， ，使 用______劑 高分子鏈的結(jié)構(gòu) 含有較多支鏈 支鏈較少 密度/ 軟化溫度/ 主要性能 無毒，較柔軟 ____________
主要用途 生產(chǎn)______________________ __ ____等 生產(chǎn)瓶、桶、板、管等
引發(fā)
催化
無毒，較硬
食品包裝袋、薄膜、
絕 緣材料
②酚醛樹脂。
.定義：酚（如苯酚或甲苯酚等）與醛（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高
分子。
.制備：苯酚與甲醛在酸或堿作用下均可發(fā)生縮聚反應(yīng)生成樹脂。
在酸催 化下 等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的羰基加成
生成____________，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成______結(jié)構(gòu)的高分
子。
_______________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________
在堿催 化下 苯酚與過量的甲醛反應(yīng)，生成羥甲基苯酚的同時，還生成二羥甲基苯酚、三
羥甲基苯酚等，繼續(xù)反應(yīng)就可以生成______結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。
___________________________________________________________________________________________________
_______________________
羥甲基苯酚
線型
網(wǎng)狀
2，4，三羥甲基苯酚
.酚醛樹脂的性質(zhì)及應(yīng)用。
酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音材料和復(fù)合材料。可用于生產(chǎn)烹飪器具的手
柄，一些電器與汽車的零部件，火箭發(fā)動機、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。
③脲醛樹脂可以用尿素 與甲醛的縮聚反應(yīng)合成，其化學(xué)方程式為
_ ___________________________________________。
2.合成纖維
（1）纖維的分類。
天然
再生
合成
（2）常見的合成纖維。
①聚酯纖維。
______是應(yīng)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(yè)用纖維制品等。合成反應(yīng)的化學(xué)方程式
為 。
滌綸
②聚酰胺纖維（又稱錦綸或尼龍）。
合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_ ___________________________________________________________________________。
③高強度芳綸纖維。
合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_ ___________________________________________________________________________。
3.合成橡膠
（1）天然橡膠的單體為__________，合成反應(yīng)的化學(xué)方程式
為 。
（2）合成橡膠。
具有耐磨、耐油、耐寒、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點。
如順丁橡膠合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_ ________________________________________。
異戊二烯
（3）橡膠的硫化。
將線型結(jié)構(gòu)的橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的______打開，以二硫
鍵 等把線型結(jié)構(gòu)連接為__________，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。
注意：絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性元素（如硫），故橡膠有較強的還原
性。因此，在實驗室中盛放強氧化性物質(zhì)（如高錳酸鉀）的試劑瓶不能用橡膠塞。
雙鍵
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
互動探究
材料一 廢棄的塑料制品會危害環(huán)境，造成“白色污染”。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，研究出微生物降解和光降解兩類高分子材料。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，再進一步轉(zhuǎn)變?yōu)?和
等物質(zhì)。光降解高分子在陽光等的作用下，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砹讼Ｍ?br/>材料二 一些微生物降解高分子，如聚乳酸（ ）具有良好的生物相
容性和生物可吸收性，可以用于手術(shù)縫合線、骨科固定材料、藥物緩釋材料等，手術(shù)后
不用拆線或取出固定材料，減輕了患者與醫(yī)生的負擔(dān)。現(xiàn)在還出現(xiàn)了聚乳酸與淀粉等混
合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和藥品包裝等；以及加入光敏劑的聚
乙烯等光降解塑料，可用于農(nóng)用地膜、包裝袋等領(lǐng)域。
材料三 近年來，我國科學(xué)工作者已成功研究出以 為主要原料生產(chǎn)可降解高分
子材料的技術(shù)。 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 ，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。
探究 “白色污染”及解決之道
問題1： 廢棄塑料成為“白色污染”的根本原因是什么？為了根除“白色污染”，人們研究
出了哪兩類材料？
提示：在自然界中降解非常慢；微生物降解高分子材料和光降解高分子材料。
問題2： 寫出合成聚乳酸的化學(xué)方程式，指明反應(yīng)類型。
提示： ；縮聚反應(yīng)。
問題3： 用聚乳酸與淀粉混合制成的降解塑料容易降解的原因是什么？
提示：聚乳酸或淀粉在自然界中可以發(fā)生水解。
問題4： 在特定催化劑作用下， 與環(huán)氧丙烷（ ）發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚合
物，寫出化學(xué)方程式并指明反應(yīng)類型。
提示： ；加聚反應(yīng)。
歸納拓展
高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點
結(jié)構(gòu)類型 結(jié)構(gòu)特點 性能特點 舉例
線型結(jié)構(gòu) 由許多鏈節(jié)相互連成一條長 鏈的高聚物 具有高彈性，在適當(dāng)?shù)?溶劑中能緩慢溶解，加 熱能熔融，硬度和脆度 較小（熱塑性） 高密度聚乙烯
支鏈型結(jié)構(gòu) 支鏈型結(jié)構(gòu)與線型結(jié)構(gòu)類 似，是由許多鏈節(jié)相互連成 一條長鏈的高聚物，但是在 鏈節(jié)的主鏈上存在支鏈 熔點、密度比線型結(jié)構(gòu) 的更低 低密度聚乙烯
結(jié)構(gòu)類型 結(jié)構(gòu)特點 性能特點 舉例
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 一般由多官能團單體相互作 用，使主鏈與主鏈之間以共 價鍵相連接，形成三維空間 的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 不能溶解和熔融，只能 溶脹，硬度和脆度較大; 不能反復(fù)熔化，只能一 次加工成型（熱固性） 堿作催化劑
時，制備的酚
醛樹脂
續(xù)表
題組例練
題點一 常見塑料
1.下列有關(guān)說法不正確的是( )
C
A.聚乙烯是合成高分子材料 B.聚乙烯在自然環(huán)境中不易降解
C.聚乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D.由乙烯制聚乙烯的反應(yīng)類型為加聚反應(yīng)
解析: 聚乙烯由乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成，屬于合成高分子材料，A、D正確;聚乙烯是乙
烯的加聚產(chǎn)物，化學(xué)穩(wěn)定性較強，在自然環(huán)境中不易降解，B正確;聚乙烯分子內(nèi)不含有
碳碳不飽和鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C不正確。
2. 塑料是一種可在微生物作用下降解的環(huán)保型塑料，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有
關(guān) 塑料的說法不正確的是( )
C
A. 塑料屬于聚酯類
B. 塑料是人工合成的高分子材料
C.合成塑料的單體是
D.塑料在微生物降解下的產(chǎn)物可能有和
解析: 由的結(jié)構(gòu)簡式可知含有酯基且屬于高聚物，故 塑料屬于聚酯類，A正確；
自然環(huán)境中沒有，是人類通過縮聚反應(yīng)得到的，B正確；合成 的單體是
，C不正確；塑料在微生物作用下降解為和 ，D正確。
題點二 合成橡膠與合成纖維
3.橡膠是一種重要的戰(zhàn)略物資，一般分為天然橡膠和合成橡膠兩類。丁苯橡膠是合成橡
膠的一種，其結(jié)構(gòu)簡式為 。下列說法正確的是( )
D
A.它的單體是
B.裝液溴、溴水的試劑瓶均可用丁苯橡膠作瓶塞
C.丁苯橡膠是 和 通過縮聚反應(yīng)制得的
D.丁苯橡膠會老化
解析: 丁苯橡膠是通過1，丁二烯和苯乙烯（ ）發(fā)
生加聚反應(yīng)制得的，故A、C錯誤；由于鏈節(jié)中含有碳碳雙鍵，故能與溴單質(zhì)發(fā)生加成
反應(yīng)，因此裝液溴、溴水的試劑瓶均不能用丁苯橡膠作瓶塞，故B錯誤；丁苯橡膠受氧
氣、臭氧、日光特別是高能輻射的作用容易老化，故D正確。
4.一種芳綸纖維的拉伸強度比鋼絲還高，廣泛用作防護材
料。其結(jié)構(gòu)片段如圖所示。下列關(guān)于該高分子的說法正確
的是( )
B
A.屬于聚酯類合成高分子材料
B.完全水解產(chǎn)物的單個分子中，含有官能團 或
C.合成該芳綸纖維的單體只有一種
D.氫鍵不會影響該高分子的沸點、密度、硬度等性能
解析: 圖中結(jié)構(gòu)中不含酯基，不屬于聚酯類高分子材料，A錯誤；圖中結(jié)構(gòu)的官能團為
酰胺基，完全水解后的產(chǎn)物中含有的官能團是或 ，B正確；圖中結(jié)構(gòu)水
解后的單體為對苯二甲胺和對苯二甲酸，共2種單體，C錯誤；氫鍵會影響高分子的沸
點、密度等物理性質(zhì)，D錯誤。
5.合成材料在宇宙飛船和航天服等方面得到廣泛應(yīng)用，回答下列問題。
（1）合成材料品種很多，其中被稱為“三大合成材料”的是______、__________和合成橡膠。
塑料
合成纖維
解析: “三大合成材料”是塑料、合成纖維和合成橡膠。
（2）飛船上的柔性材料常用聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯可利用乙烯和氯氣作原料制備，
其流程是乙烯 ________________ 乙炔 ________ 聚氯乙烯。（填有機化合物
的名稱）
1，二氯乙烷
氯乙烯
解析: 由乙烯制聚氯乙烯時，制備流程是乙烯，二氯乙烷 乙炔 氯乙烯 聚
氯乙烯。
（3）制作航天服的材料聚酯纖維（聚對苯二甲酸乙二酯纖維）商品名叫滌綸，其單體
的結(jié)構(gòu)簡式分別為_ ________________和_ ________。
解析: 聚對苯二甲酸乙二酯（ ）的鏈節(jié)上斷開酯基中的 ，
兩端分別連接和 即得到合成該高聚物的單體 和 。
（4）酚醛樹脂 可做宇宙飛船外殼的燒蝕材料，其原料是苯酚和甲醛。
寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。
①苯酚稀溶液中逐滴加入飽和溴水產(chǎn)生白色沉淀_ _____________________________；
解析: 苯酚稀溶液中逐滴加入飽和溴水，發(fā)生取代反應(yīng)生成2，4， 三溴苯酚沉淀和
，即 。
②甲醛與苯酚在催化劑作用下制備酚醛樹脂
_ _____________________________________________。
解析: 甲醛與苯酚在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成酚醛樹脂和水， 即
。
學(xué)習(xí)任務(wù)2 探究功能高分子材料
自主梳理
功能高分子材料是指具有某些特殊______、______及______功能的高分子材料。常見的
有高分子催化劑、______________、磁性高分子、形狀記憶高分子、______________、
醫(yī)用高分子材料等。
化學(xué)
物理
醫(yī)學(xué)
高分子分離膜
高吸水性材料
1.高吸水性樹脂
結(jié)構(gòu)特點 （1）含有強親水性基團 的支鏈;
（2）具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
合成方法 （1）對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性，在淀粉或纖維素的主鏈
上再接入帶有____________的支鏈，可以提高它們的吸水能力；
（2）用帶有強親水基團的__________進行聚合，得到含親水基團的高聚
物。這兩種方法有一個共同特點，都要在反應(yīng)中加入少量________，讓線
型結(jié)構(gòu)變?yōu)開_________
應(yīng)用 可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤;可用于嬰幼兒使用的紙
尿褲
強親水基團
烯類單體
交聯(lián)劑
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
2.高分子分離膜
濃縮液
反滲透膜
海水淡化
互動探究
材料一 高吸水性樹脂是近年來開發(fā)的一種含有強親水性基團并具有一定交聯(lián)度的
功能高分子材料。它能夠吸收自身重量幾百倍至幾千倍的水分，無毒、無害、無污染。
高吸水性樹脂除了吸水，還能吸收肥料、農(nóng)藥，并緩慢地釋放出來以增加肥效和藥效。
高吸水性樹脂以其優(yōu)越的性能,在許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
材料二 高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的薄膜。推廣應(yīng)
用高分子分離膜能獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。例如高分子分離膜用于濃縮天然果
汁、乳制品加工、釀酒等食品工業(yè)中，因無須加熱，可保持食品原有的風(fēng)味。采用高分
子富氧膜能簡便地獲得富氧空氣，以用于醫(yī)療，還可用于制備電子工業(yè)用超純水和無菌
醫(yī)藥用超純水。用分離膜裝配的人工腎、人工肺，能凈化血液，治療腎功能不全患者以
及用作手術(shù)時人工心肺機中的氧合器等。
探究1 高吸水性樹脂的性能與制備
問題1： 高吸水性樹脂的重要性能有哪些
提示：強吸水性、強保水性且耐擠壓。
問題2： 高吸水性樹脂與一般吸水材料在結(jié)構(gòu)上的主要差別是什么
提示：高吸水性樹脂的分子鏈上連有含強親水基團的支鏈，提高了吸水能力。
問題3： 制備高吸水性樹脂有哪些方法
提示：在淀粉、纖維素等天然吸水材料的高分子鏈上接上含強親水性基團的支鏈，提高
吸水能力；用帶有強親水基團的烯類單體進行聚合，得到含親水基團的高聚物。
問題4： 橡膠工業(yè)中將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與制高吸水性樹脂將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)
狀結(jié)構(gòu)的目的分別是什么
提示：橡膠工業(yè)為了增加橡膠的強度;制高吸水性樹脂目的是既吸水又不溶于水。
探究2 高分子分離膜的性能與用途
問題5： 高分子分離膜的特點是什么
提示：具有特殊分離功能，只允許水及一些小分子物質(zhì)通過。
問題6： 制作高分子分離膜的主要材料有哪些
提示：主要是有機高分子材料，如醋酸纖維、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
問題7： 高分子分離膜的主要應(yīng)用有哪些
提示：主要用于物質(zhì)凈化、分離和濃縮等，如海水淡化、果汁濃縮、藥物提純、血液透
析等。
歸納拓展
新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料在本質(zhì)上并沒有區(qū)別，它們只是相對而言。
從組成元素看，都是由C、、、、 等元素組成;從合成反應(yīng)看，都是由單體經(jīng)加聚
或縮聚反應(yīng)形成;從結(jié)構(gòu)看，分三種結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它們的
主要區(qū)別在于功能與性能上，與傳統(tǒng)材料相比，新型有機高分子材料的性能更優(yōu)異，往
往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能，可用于許多特殊領(lǐng)域。
題組例練
1.下列說法不正確的是( )
D
A.高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮果汁、乳制品加工等
B.高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤
C.導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機高分子材料
D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達到生物相容的程度
解析: 醫(yī)用高分子材料歸屬于功能高分子材料，它們都無毒，具有良好的生物相容性和
穩(wěn)定性，有足夠的機械強度等特點，D不正確。
2.科學(xué)家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術(shù)，即在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯
（ ）與水的混合物，使其與沙粒結(jié)合，既能阻止地下的鹽分上升，又能攔
截、蓄積雨水。下列對聚丙烯酸酯的敘述正確的是( )
①聚丙烯酸酯的單體的結(jié)構(gòu)簡式為
B
②聚丙烯酸酯沒有固定的熔、沸點
③聚丙烯酸酯在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)和加成反應(yīng)
④其聚合方式與酚醛樹脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很強的吸水性
A.③④ B.①② C.①②③ D.①②③⑤
解析: 由高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡式可知其單體為 ，①正確；聚丙烯酸酯
的聚合度 不確定，屬于混合物，沒有固定的熔、沸點，②正確；聚丙烯酸酯含酯基，
一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)，沒有碳碳雙鍵，不能發(fā)生加成反應(yīng)，③錯誤；合成聚丙烯
酸酯屬于加聚反應(yīng)，合成酚醛樹脂是縮聚反應(yīng)，④錯誤；聚丙烯酸酯屬于酯類，與水互
不相溶，沒有吸水性，⑤錯誤。綜上分析，B正確。
學(xué)科素養(yǎng)測評
合成高分子材料用途廣泛，性能優(yōu)異，其功能與分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。下面是幾種高
分子材料的結(jié)構(gòu)簡式：
（1）A是天然橡膠的主要成分，易老化，A中含有的官能團名稱是__________。
碳碳雙鍵
解析: A中含有碳碳雙鍵（ ）。
（2）B的單體是苯酚和_________________，這兩種單體在堿催化下，可得到網(wǎng)狀高分
子材料，俗稱電木，電木是________（填“熱塑性”或“熱固性”）塑料。
甲醛（或）
熱固性
解析: B為酚醛樹脂，它的單體為苯酚和甲醛，在堿催化下可形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性塑料。
（3）C與 溶液在一定條件下反應(yīng)，生成高吸水性樹脂，該樹脂的結(jié)構(gòu)簡式是
_ ____________ 。
解析: C與溶液在一定條件下水解生成 和 ， 中含
有 ，具有吸水性。
（4）D是合成纖維中目前產(chǎn)量第一的聚酯纖維——滌綸，可由兩種單體在一定條件下
合成，該合成反應(yīng)的兩種單體是_ _____________________________。
和
解析: 由D的結(jié)構(gòu)簡式知，其是由縮聚反應(yīng)制得的，單體為 和
。
命題解密與解題指導(dǎo)
情境解讀：本題以高分子材料的結(jié)構(gòu)與用途為背景，著重考查了新型高分子材料的合成
方法及用途。
素養(yǎng)立意：通過高分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，培養(yǎng)證據(jù)推理和模型認知的核心素養(yǎng)。
思考路徑：觀察高分子的結(jié)構(gòu) 推斷反應(yīng)類型 據(jù)所學(xué)知識推斷單體。

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