1、第五章第五章 进入合成有机高分子化合物的时代进入合成有机高分子化合物的时代第二节第二节 应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料第第2 2课时课时选修选修5 5 有机化学基础有机化学基础2022年3月17日星期四2【知识与知识与技能技能】 1.1.通过通过“三大合成材料三大合成材料”的实例，说明合成纤维、合成橡胶的实例，说明合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。的结构、性能和用途。 2.2.高分子结高分子结构对性能的影响。构对性能的影响。【过程与方法过程与方法】 1. 1. 联系生活实际，从身边常见的物质入手，了解高分子合成联系生活实际，从身边常见的物质入手，了解高分子合成材料的分类及主要用途
2、。材料的分类及主要用途。 2. 2.了解了解“三大合成材料三大合成材料”典型代表物的有关聚合反应，聚合物典型代表物的有关聚合反应，聚合物的结构、性能特点。的结构、性能特点。【情感、态度与价值观情感、态度与价值观】 通过活动课研究、学习治理通过活动课研究、学习治理“白色污白色污染染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，培养的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，培养环境保护意识。环境保护意识。【教学重点教学重点】高分子化合物结构与性能之间的关系高分子化合物结构与性能之间的关系【教学难点教学难点】“三大合成材料三大合成材料”的结构的结构与性能之间的关系与性能之间的关系 用有机高分子
3、化合物制成的材料就用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。棉花、羊毛、天是有机高分子材料。棉花、羊毛、天然橡胶等都属于天然有然橡胶等都属于天然有机高分子材料。机高分子材料。合成纤维2022年3月17日星期四5阅读与交流（阅读与交流（P109)1 1、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维和化学纤维？、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维和化学纤维？2 2、合成纤维有哪些优点？哪些缺点？如何加以改善？、合成纤维有哪些优点？哪些缺点？如何加以改善？纤维纤维天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维人造纤维：人造纤维：合成纤维：合成纤维：动物纤维动物纤维如羊毛、蚕丝等如羊毛、蚕丝等用木材为原料，经用木材为原
4、料，经化学加工处理所得化学加工处理所得以各种单体为原料以各种单体为原料经聚合反应制成经聚合反应制成植物纤维植物纤维如棉花、麻等如棉花、麻等二、合成纤维合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四6纤维纤维天然天然合成合成涤纶涤纶丙纶丙纶锦纶锦纶棉花棉花羊毛羊毛（简称有机合成材料）（简称有机合成材料）维纶维纶腈纶腈纶氯纶氯纶合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。2022年3月17日星期四7合成纤维：合成纤维：用石油、天然气用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原等不含天然纤维的物质为原料
5、，经过化学合成加工制得料，经过化学合成加工制得的纤维的纤维如腈纶如腈纶(人造羊毛人造羊毛) 、锦纶、锦纶(尼尼龙龙)、维纶、氯纶、涤纶、维纶、氯纶、涤纶(的的确良确良)和丙纶等和丙纶等“六大纶六大纶” 合成纤维具有合成纤维具有优良的性能优良的性能：如：如强度高、弹性好、耐磨、耐化强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀学腐蚀和不怕虫蛀等。等。合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四8 世界上出现的世界上出现的第一种合成纤维第一种合成纤维是是 20 20 世纪世纪 30 30 年代年代美国杜邦公司科研美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙小组研制出的尼龙 6666（NylonNylon，聚酰，聚酰
6、胺胺6666），它是由己），它是由己二酸和己二胺缩聚二酸和己二胺缩聚而成的，写出合成而成的，写出合成尼龙尼龙-66-66的化学方的化学方程式程式2022年3月17日星期四9nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-HOC(CH2)4CONH(CH2)6NHnH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺缩聚合成尼龙己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66-66的化学方程式的化学方程式2022年3月17日星期四10维纶维纶聚乙烯醇聚乙烯醇吸湿性好，因其分子链上有羟基吸湿性好，因其分子链上有羟基结构简式？结构简式？合成纤维合成纤维CH2-CHOHn维纶2022年3月17日星期四11涤纶涤纶
7、腈纶腈纶合成纤维合成纤维丙纶氯纶2022年3月17日星期四12 2003年年3月月26日，在伊拉日，在伊拉克的英国皇家海军陆战队战士克的英国皇家海军陆战队战士埃里克埃里克沃尔德曼头盔连中四沃尔德曼头盔连中四枪。枪。 沃尔德曼所戴的头盔是沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫里料则采用的是一种名叫“凯凯夫拉尔夫拉尔”的的特制纤维。该纤维特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料含有高分子聚合塑料，硬度比，硬度比普通钢铁高普通钢铁高40%。质地如此坚。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为硬，能够
8、刀枪不入也就不足为奇了。奇了。 合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四13高强纤维的代表高强纤维的代表: Kevlar芳纶：全芳香族聚酰胺芳纶：全芳香族聚酰胺抗拉强度抗拉强度模量模量断裂伸长断裂伸长合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四14宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四15 宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。 宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。 密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特
9、殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。合成纤维合成纤维2022年3月17日星期四16【思考思考】合成纤维和天然纤维比较有合成纤维和天然纤维比较有 什么优点和不足？合成纤维什么优点和不足？合成纤维中的维纶中的维纶( (聚乙烯醇聚乙烯醇) )为什么吸湿性很好？为什么吸湿性很好？合成纤维的强度高、合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，做成的服装挺括腐蚀，做成的服装挺括不皱，但它的吸湿性和不皱，但它的吸湿性和透气性较差。因此，合透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺衣服穿起来既舒适又挺
10、括。括。性能互补性能互补维纶（维纶（聚乙烯醇）聚乙烯醇）具有较好的吸具有较好的吸湿性，称为人造棉花，是因为湿性，称为人造棉花，是因为在其分子链上含有羟基的缘故。在其分子链上含有羟基的缘故。2022年3月17日星期四17如果服装面料是由一种纤维材料制成如果服装面料是由一种纤维材料制成的，则用的，则用“纯纯X X”或或“100100X X”来表示。来表示。如如“纯棉纯棉”“”“纯毛纯毛”或或“100100棉棉”“”“100100毛毛”；如果服装是由两种；如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的，标签上应或两种以上的纤维制成的，标签上应注明每种纤维种类的含量，如注明每种纤维种类的含量，如“涤纶涤纶20
11、20棉棉8080”等。等。 2022年3月17日星期四18橡橡胶胶产产品品合成橡胶合成橡胶2022年3月17日星期四19橡胶的来源橡胶的来源森林中有一种高大的乔森林中有一种高大的乔木，叫作木，叫作“三叶树三叶树”。如果用小刀在它的树皮如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安的最初来源。在印第安人的土语中，人的土语中，“橡胶橡胶”就是就是“树木的眼泪树木的眼泪”的的意思。意思。 2022年3月17日星期四20小学生用的五颜六色的橡皮擦是一
12、种硫化橡胶。小学生用的五颜六色的橡皮擦是一种硫化橡胶。现在使用的橡胶轮胎，包括大多数自行车轮胎，都是经过加硫磺、炭黑、现在使用的橡胶轮胎，包括大多数自行车轮胎，都是经过加硫磺、炭黑、纤维等一系列加工步骤后制成的。纤维等一系列加工步骤后制成的。合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的。合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的。 现在已发展了现在已发展了2020多个大品种，人们常用型合成橡胶主要有丁苯多个大品种，人们常用型合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。 思考：橡胶分为哪两类？天思考：橡胶分为哪两类？天然橡胶的结构式是怎样的
13、？然橡胶的结构式是怎样的？如何增加它的弹性和强度？如何增加它的弹性和强度？2022年3月17日星期四21二二. .橡橡 胶胶 橡胶橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。的材料，是重要的战略物资。1、天然橡胶天然橡胶的化学组的化学组成是成是聚异戊二烯聚异戊二烯：2、合成橡胶分为、合成橡胶分为通用橡胶通用橡胶和和特种橡胶特种橡胶通用橡胶：通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。特种橡胶：特种橡胶：如耐热和耐酸碱的如耐热和耐酸碱的氟橡胶氟橡胶、耐高温和耐严、耐高温和耐严寒的寒的硅橡胶硅橡胶等等性能全面，
14、但易老化性能全面，但易老化性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。密性、耐高温或低温等性能。合成橡胶合成橡胶3、橡胶的分类：、橡胶的分类：橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）三叶树胶（顺）杜仲树胶（反杜仲树胶（反） 丁苯橡胶丁苯橡胶 顺丁橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶硅橡胶硅橡胶共同点：共同点：各种高聚各种高聚物分子中物分子中均存在不均存在不饱和键饱和键性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。老化等各有其优势。合成橡胶合成橡胶通用橡
15、胶通用橡胶 特种橡胶特种橡胶 聚硫橡胶聚硫橡胶2022年3月17日星期四23【科学视野科学视野】 天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）天然天然橡胶的主要成分是橡胶的主要成分是聚异戊二烯聚异戊二烯，根据天然橡，根据天然橡胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？ A A、BrBr2 2水水 B B、KMnOKMnO4 4(H(H+ +) ) C C、HCl DHCl
16、 D、汽油、汽油 E E、HNOHNO3 3 F F、O O2 2橡胶的橡胶的老化老化概念概念有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？ 天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。所以易老化。KMnO4 溶液、浓溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。四氯化碳等。2022年3月17日星期四24天然橡胶天然橡胶CH2=C-CH=CH2CH3异戊二烯异戊二烯天然橡胶天然橡胶线型线型硫磺硫硫磺硫化剂化剂网状体型网状体型橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增
17、大2022年3月17日星期四25丁二烯丁二烯和和苯乙烯苯乙烯共聚共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶而成的弹性体，合成丁苯橡胶CH2=CH-CH=CH2 CH2= CH 1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯合成橡胶合成橡胶CH2-CH=CH-CH2- CH2- CH n丁苯橡胶丁苯橡胶2022年3月17日星期四26顺丁橡胶顺丁橡胶 1 1，3-3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺式聚式聚1 1，3-3-丁二烯的线型结构。丁二烯的线型结构。nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3分子链较柔软，具有较好的弹性分子链较
18、柔软，具有较好的弹性合成橡胶合成橡胶2022年3月17日星期四27合成橡胶合成橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶2-氯氯-1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到聚聚2-氯氯-1，3-丁二烯的线型结构。丁二烯的线型结构。氯丁橡胶氯丁橡胶2022年3月17日星期四28硅橡胶硅橡胶合成橡胶合成橡胶将单体二甲基二氯硅烷将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。特种橡胶特种橡胶2022年3月17日星期四292022年3月17日星期四30 合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，
19、绝缘性、耐油和耐高温等性能，因合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 2022年3月17日星期四311.婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是（ ）B练习练习2022年3月17日星期四322.下列原料或制成的产品中，若出现破损不可下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是（以进行热修补的是（ ）A.聚氯乙烯凉鞋聚氯乙烯凉鞋B.电木插座电木插座C.自行车内胎自行车内胎 D.聚乙烯塑料膜聚乙烯塑料膜B练习练习2022年3月17日星期四3
20、3有机高分子有机高分子天然（棉花、蚕丝、麻）天然（棉花、蚕丝、麻）合成合成合成材料合成材料功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶 小结小结2022年3月17日星期四34纤维纤维天然天然合成合成涤纶涤纶丙纶丙纶锦纶锦纶棉花棉花羊毛羊毛（简称有机合成材料）（简称有机合成材料）维纶维纶腈纶腈纶氯纶氯纶 小结小结2022年3月17日星期四35 小结小结橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）三叶树胶（顺）杜仲树胶（反杜仲树胶（反）丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶硅橡胶硅橡胶2022年3月17日星期四36Thanks 谢谢您的观看！
