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1、第五章 进入合成有机高分子化合物的时代第二节 应用广泛的高分子材料第一课时【教学目标】1了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系。 2了解塑料的性能和用途。 3进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能、加聚和缩聚反应的书写。 拼十年寒窗挑灯苦读不畏难；携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。【教学过程】一、新型高分子材料介绍1.功能高分子材料 (1)含义：功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。(2)分类：新型骨架结构的高分子材料。特殊功能材料，即在合成高分子的主
2、链或支链上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。(3)高吸水性树脂：合成方法：a对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。b以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。$ 性能：可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。应用：干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。2复合材料(1)含义：指将几种不同的材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，其他材料作为增强材料。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体
3、，目前发展最快的是碳纤维作增强剂。(2)性能：具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。(3)应用：宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。3新型高分子和传统的三大合成材料的关系(1)二者在本质上并没区别。从组成元素上看，都是由 C、H、O、N、S 等元素组成；从合成反应上看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型、体型结构。(2)它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。二、几种常见的塑料1.聚乙烯 优点： （1）良好的耐热性（软化点
4、120-125）和耐寒性（脆化温度：-70）、使用温度可达100。 （2）机械性能（拉伸、弯曲、压缩、剪切强度和硬度均优于LDPE，耐磨性好。 （3）介电性能优良（绝缘材料！）。 （4）化学稳定性良好，室温下不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱、盐。 （5）吸水性和水蒸汽透过率很低（包装好材料！）。 缺点： （1）耐老化性能（热氧老化）较差抗氧剂和紫外吸收剂； （2）在受力作用下，热变形温度很低。聚乙烯的加工与应用 聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。 （1）聚乙烯应用薄膜 低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，这种薄膜有良好的透明性和一定的
5、抗拉强度，广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。 1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。 线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性虽较差，仍稍优于高密度聚乙烯。 此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 （2）聚乙烯应用中空制品 高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶；可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。 （3）聚乙
6、烯应用管板材 挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设；挤出的板材可进行二次加工；也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料；防护套（例如缆索护套）。 （4）聚乙烯应用纤维 中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。 目前已研制出超高强度聚乙烯纤维（强度可达34GPa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。 （5）聚乙烯应用杂品 用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、
7、密封盖等；制造结构件时要用高密度聚乙烯。2.酚醛树脂 含义：酚醛树脂是_。 制备和结构：在酸催化下等物质的量的苯酚和甲醛反应生成酚醛树脂的化学方程式： _。具有_结构的高分子受热后都不能软化和熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作_。3. 酚醛树脂制备【原理】苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下，通过缩聚反应生成酚醛树脂。在酸性催化剂作用下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂；在碱性催化剂作用下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。【操作】（1）在25200mm的试管中加入 4g化学纯苯酚和2.5mL化学纯甲醛溶液（密度约1.1g/cm3、浓度为3638%），再加入1mL化学纯的浓盐酸，振荡均匀后塞上带
8、有直玻璃管（长300mm）的橡皮塞。把上述试管固定在铁架台上，放在8090的水浴中加热（如左图）。片刻后，试管中发生剧烈反应，反应后还要继续加热，直到生成粉红的固体树脂为止。取出固体树脂（用铁丝钩出），用水冲洗后得到热塑性树脂。（2）在25200mm的试管中加入2.5g化学纯苯酚和3mL化学纯甲醛溶液（浓度同前），再加入1mL化学纯浓氨水（浓度为2528%），振荡均匀之后塞上带有直玻璃管（长300mm）的橡皮塞。把上述的试管固定在铁架台上，用沸水浴加热，直到混合物分成两层。当底层的树脂粘度增大时，取下试管用水冷却，等树脂固化后倒出，用水冲洗，得到黄色的热固性树脂。 注意事项（1）苯酚和甲醛在碱
9、性条件下反应，要比在酸性条件下反应慢。要使生成的树脂冷却后呈固体，必须加热半小时以上。（2）苯酚和甲醛在碱性条件下是逐渐生成体型树脂的。开始生成的液态物是可溶于酒精、丙酮和碱性水溶液的树脂，叫做甲阶树脂。继续加热后，生成粘稠状的液体，冷却后成为脆性固体，能部分溶于酒精、丙酮，但不溶于碱性水溶液。它叫乙阶树脂（固体受热能软化）。再继续加热，才生成不溶不熔的体型树脂，叫做丙阶树脂。在课堂教学实验中制备，由于加热的时间不够，一般生成乙阶树脂。（3）苯酚有毒，它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心。如沾到皮肤上，要立即用酒精擦洗干净。（4）苯酚在常温下是无色晶体，不易从瓶中取出。取用时先把装有苯
10、酚的瓶子放在6070的热水中，使晶体液化，再用长滴管吸出，滴入小烧杯中称量。三、板书设计：第二节 应用广泛的高分子材料一、塑料1塑料的组成：合成树脂、添加剂2塑料的主要性能热塑性。树脂为线型结构，有热塑性。热固性。树脂为体型结构，有热固性。3几种常见塑料的性能和用途4简介几种具有特殊用途的塑料：工程塑料、增强塑料、改性塑料等。四、常见塑料的简易鉴定在选购、使用或修补塑料制品时，总需要知道该种塑料的质地和组分。因此了解一些常见塑料的简易鉴别方法对我们的生产和生活一定会带来不少益处。下面介绍几种常见塑料的鉴别。聚乙烯塑料如不加色素，为乳白色半透明体。手摸有蜡状滑腻感觉，质地轻软柔韧，易弯曲，能浮于
11、水面。遇火易起燃，火焰上端为黄色、下端呈蓝色，并伴随产生燃烧蜡烛的气味。聚氯乙烯塑料软制品表面光滑柔软、富有弹性，置于水中会下沉；硬制品表面坚硬平滑，敲击时带有闷音。遇火不易起燃，离开火焰就会熄火，产生的火焰中间为黄色、边缘带绿色，冒有白烟，并伴随有盐酸刺激味。聚苯乙烯塑料为无色透明体（制成泡沫塑料时为白色），表面坚硬而有光泽。看上去像玻璃，容易摔碎，敲打时发出较清脆的声音。遇火易起燃，燃烧时光焰为橙黄色，并伴有浓黑烟和特殊的苯乙烯气味。聚丙烯塑料如不加色素为乳白色半透明体，与聚乙烯相比，其透明度好一些，质地也坚硬些。手摸有润滑的感觉，但没有聚乙烯那种滑腻感。比重比聚乙烯小，能浮在水面上，遇火
12、易起燃，燃烧时火焰上端为黄色，下端为蓝色，伴有少量的黑烟，并产生石油样的气味。有机玻璃如不加色素为无色透明体。外观像玻璃，质轻，但在水中会下沉。表面硬度低，容易划痕，磨擦时会产生果香味，着色制品色泽鲜艳。遇火不易起燃，起燃后离开火焰能勉强继续燃烧，火焰呈浅蓝色，顶端带白色，伴有腐烂的水果臭味。酚醛塑料又称电木，大多为不透明的棕色或黑色固体。表面坚硬，不易变形，质脆易碎，敲击时发出类似木板的声音。在热水中有黑烟，并产生难闻的甲醛的刺激味和焦木味。赛璐珞制品为半透明体。柔软而有弹性。磨擦时会产生樟脑气味。耐热性差，在沸水中软化。遇火极易起燃，会急剧地燃烧，火焰黄色，伴有樟脑味。五、塑料小结主要成分
13、合成树脂增塑剂提高塑性防老化剂防止老化添加某些特定用途的添加剂塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料，可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料，一旦加工成型就不会受热熔化。有些塑料具有特殊用途如工程塑料、增强塑料、改进塑料等。按受热特征分热塑性塑料有些合成树脂制成的塑料。可反复加工，多次使用，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯热固性塑料如酚醛树脂制成的塑料一旦加工成型就不会受热熔化常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛树脂（电木）、聚四氟乙烯等。六、检测题1. 下列环状化合物中，在稀H2SO4作用下可发生水解反应，只生成一种产物，其水解后的产物可以通过缩聚反应，自身形成高聚物的是（）A. B. C. D. 解析： 不水解； 水解生成 和 水解生成 水解生成 和 2. 下列原料或制成的产品中，若出现破损，不可以进行修补的是（ ）。 A聚氯乙烯凉鞋 B电源开关C自行车内胎 D聚乙烯塑料膜3. 下列有关塑料的说法不正确的是（ ）A.塑料的主要成分是合成树脂B.热塑性塑料可以反复加工、多次使用C.酚醛树脂可制热固性塑料D.通用塑料可以在任何领域中通用4. 下列原料或制成的产品中，如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
