3.3 课时2 高分子化学反应 合成高分子材料 课件 （共25页）2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修3
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| 名称 | 3.3 课时2 高分子化学反应 合成高分子材料 课件 （共25页）2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-18 20:17:59 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第3节 合成高分子化合物 课时2
1.知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法,并能够实现高分子化合物的改性；
2.知道高分子材料与高分子化合物的关系,能举例说明一些常见高分子材料的应用，了解几种功能高分子材料的特殊性能。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
[ CH2—CH ]n
OH
聚乙烯醇
CH2 CH—OH
实际上聚乙烯醇不能直接通过其单体而聚合。因为乙烯醇很不稳定，容易转化成乙醛或环氧乙烷。那么我们要如何制备聚乙烯醇呢？
工业上获得聚乙烯醇的方法是利用引发剂使乙酸乙烯酯聚合，然后利用醇酯交换反应，生成聚乙烯醇。
一定条件
CH CH
[ ]n
一定条件
H2O
CH≡CH
[ CH2—CH ]n
OH
一定
条件
[ CH2—CH ]n
Cl
NaOH/H2O
△
HCl/催化剂
△
CH2 CH
Cl
反应的目的一般是为高分子带来某种特定的功能或性质，或者是得到一种全新的高分子化合物。
一、高分子化学反应
有高分子化合物参与的化学反应称为高分子化学反应。
原料
单体
加成聚合反应
缩合聚合反应
高分子
另一高分子
聚乙酸乙烯酯
白乳胶、塑料薄膜和涂料
聚乙烯醇缩甲醛
合成纤维维纶
聚乙烯醇
医用滴眼液
[ CH2—CH ]n
OH
[ CH2—CH ]n
OCOCH3
甲醛
高分子化学反应
聚合度不变的反应
聚合度变小的反应
聚合度变大的反应
1.聚合度不变的反应
——仅限于侧基或端基
聚苯乙烯原本难溶于水，如果在苯环上发生磺化反应，在磺化程度较高时可以使聚苯乙烯变得极易溶于水。
2.聚合度变大的反应
——“接枝”
聚苯乙烯主要用作家电外壳、汽车和医疗器械的零部件等。
3.聚合度变小的反应
——降解
高分子化合物可以在力、热、光、化学物质、水或微生物等作用下降解，发生聚合度变小的反应。
淀粉和纤维素
酶
葡萄糖
废旧有机玻璃
270 ℃
单体(废旧塑料的再利用)
活动 · 探究
活动 · 探究
在塑料制品出厂时，厂家会在产品上面印上标识。
1. 这些塑料的单体是什么
2. 请举例说明不同成分的塑料的用途有什么不同。
聚对苯二甲酸乙二（醇）酯
单体是对苯二甲酸和乙二醇。
生活中的各种矿泉水瓶，碳酸饮料瓶等，都是这种材料制作而成，其特点是不耐高温，只适合装常温或冷冻饮料，加热易变形，而且会有有害物质溶出。
高密度聚乙烯塑料
单体是乙烯。
密度较大，熔点较高，硬度较大。生活中盛放清洁用品、沐浴用品等的塑料瓶，就是这种材料制作而成。
聚氯乙烯
单体是氯乙烯。
这种塑料电绝缘性好，耐化学腐蚀，耐有机溶剂，耐磨，热稳定性差，遇冷变硬，透气性差。生活中的雨衣、建筑管材等，都是用它制作而成。
低密度聚乙烯塑料
单体是乙烯。
熔点和密度较低，较为柔软。常见于保鲜膜、塑料膜等。这种物质耐热性不强，高温下会出现热熔现象。
聚丙烯
生活中的一些果汁饮料瓶，微波炉餐盒等，都是这种材质制作而成，其机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质地轻，无毒，但耐油性差，低温发脆，容易老化。
聚苯乙烯
其特点是电绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒。可制作高频绝缘材料，电视、雷达部件，医疗卫生用具及泡沫塑料等。
单体是丙烯。
单体是苯乙烯。
其他塑料
生活中的各种塑料制品大都是由合成高分子材料加工制得的。
二、合成高分子材料
合成高分子材料是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当助剂，经过一定加工过程制成的材料。
1. 常见的合成高分子材料
塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂与密封材料等。
三大合成材料
的主要成分是树脂
树脂是一种俗称，凡人工合成的、未经加工处理的任何聚合物都称为树脂。
(1)塑料
塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。
助剂 作用 举例
填料
增塑剂
稳定剂
脱模剂
发泡剂
降低成本，增强机械性能、耐热性和绝缘性
石棉、木粉、玻璃纤维
改善塑料的柔软性，易加工成型
邻苯二甲酸二丁酯
邻苯二甲酸二辛酯
防止加工使用中受外界因素影响而性能变坏
硬脂酸铅
防止成型时粘在金属设备或模具上
硬脂酸及其盐类
制得具有无数微孔的泡沫塑料
偶氮二异丁腈及碳酸铵
(2)涂料
涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常涂在家具、道路指示牌以及船舶的表面，起美化和保护内部物体的作用。
涂料主要的成分：成膜物质
一般是天然树脂或合成树脂
例如：聚（甲基）丙烯酸酯树脂
优异的耐候性能、防水性能和抗老化性能。
(3)黏合剂
目前使用的黏合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。
α- 氰基丙烯酸酯类
+ 其他助剂
502 瞬间强力胶
塑料
陶瓷
金属
木材
2. 功能高分子材料
为了适应高科技产业等对材料的要求，科学工作者合成了具有某些特殊化学、物理或生物等功能的高分子。
(1)特点
一般在高分子链的主链、侧链或交联网络的内部或表面含有某种功能性基团。
(2)制备方法
①将功能性基团通过某种反应或作用连接到已有的高分子中
②将含有功能性基团的单体进行聚合
离子交换树脂
①阳离子交换树脂
②阴离子交换树脂
向聚合物中引入磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等基团，得到的树脂，可与溶液中的阳离子进行交换反应。
向聚合物中引入氨基(-NH2)等基团，得到碱性的树脂，可与溶液中的酸根离子进行交换。
医用高分子
①生物可降解型
②生物非降解型
可吸收缝合线、黏合剂、缓释药物等，当它们降解成小分子后可被生物体吸收或通过代谢而排出体外。
可用于制作人造血管、人造心脏、隐形眼镜等，它们与生物体接触后具有长期稳定性。
高分子导体与半导体
1977 年，科学家发现掺杂了碘的聚乙炔可以变成导
体，这种导体可以代替金属制品进行电磁波的屏蔽。这
种传统意义上的绝缘体竟然表现出导体的许多光、电、
磁等特性，意味着一种新的功能高分子——导电高分子
诞生了。它已经在电磁屏蔽、塑料芯片、显示设备、人
造肌肉等方面获得了广泛的应用。
高分子半导体材料主要用于聚合物电致发光二极管(PLED)中，电致发光是指通过某种材料将电能直接转化为光能的过程，具有柔性、可湿法加工是PLED 最大的特点。1992 年，黑格教授的研究小组发明了用塑料作为基底的柔性显示器件，将电致发光器件最迷人的一面展示给了世界。
【练一练】
1.下列有关功能高分子材料用途的叙述不正确的是( )
A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B.离子交换树脂主要用于物质的分离和提纯
C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官
D.掺杂了碘的聚乙炔可用于制造绝缘体
D
2.黏合剂M的合成路线如下图所示:
(1)写出A和B的结构简式:A ,B 。
CH3CH==CH2 CH2==CHCH2X
(2)写出反应的类型:反应⑥ ;反应⑦ 。
(3)写出反应的条件:反应② ;反应⑤ 。
(4)反应③和⑤的目的是 。
(5)与C具有相同官能团的同分异构体共有 种。
酯化反应/取代反应
加聚反应
NaOH/H2O,加热
NaOH醇溶液,加热
保护碳碳双键
4
合成高分子化合物
高分子化学反应
常见的高分子材料
功能高分子材料
聚合度不变的反应
聚合度变大的反应
聚合度变小的反应
塑料、合成橡胶、合成纤维
涂料、黏合剂与密封材料
离子交换树脂
医用高分子
第3节 合成高分子化合物 课时2
1.知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法,并能够实现高分子化合物的改性；
2.知道高分子材料与高分子化合物的关系,能举例说明一些常见高分子材料的应用，了解几种功能高分子材料的特殊性能。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
[ CH2—CH ]n
OH
聚乙烯醇
CH2 CH—OH
实际上聚乙烯醇不能直接通过其单体而聚合。因为乙烯醇很不稳定，容易转化成乙醛或环氧乙烷。那么我们要如何制备聚乙烯醇呢？
工业上获得聚乙烯醇的方法是利用引发剂使乙酸乙烯酯聚合，然后利用醇酯交换反应，生成聚乙烯醇。
一定条件
CH CH
[ ]n
一定条件
H2O
CH≡CH
[ CH2—CH ]n
OH
一定
条件
[ CH2—CH ]n
Cl
NaOH/H2O
△
HCl/催化剂
△
CH2 CH
Cl
反应的目的一般是为高分子带来某种特定的功能或性质，或者是得到一种全新的高分子化合物。
一、高分子化学反应
有高分子化合物参与的化学反应称为高分子化学反应。
原料
单体
加成聚合反应
缩合聚合反应
高分子
另一高分子
聚乙酸乙烯酯
白乳胶、塑料薄膜和涂料
聚乙烯醇缩甲醛
合成纤维维纶
聚乙烯醇
医用滴眼液
[ CH2—CH ]n
OH
[ CH2—CH ]n
OCOCH3
甲醛
高分子化学反应
聚合度不变的反应
聚合度变小的反应
聚合度变大的反应
1.聚合度不变的反应
——仅限于侧基或端基
聚苯乙烯原本难溶于水，如果在苯环上发生磺化反应，在磺化程度较高时可以使聚苯乙烯变得极易溶于水。
2.聚合度变大的反应
——“接枝”
聚苯乙烯主要用作家电外壳、汽车和医疗器械的零部件等。
3.聚合度变小的反应
——降解
高分子化合物可以在力、热、光、化学物质、水或微生物等作用下降解，发生聚合度变小的反应。
淀粉和纤维素
酶
葡萄糖
废旧有机玻璃
270 ℃
单体(废旧塑料的再利用)
活动 · 探究
活动 · 探究
在塑料制品出厂时，厂家会在产品上面印上标识。
1. 这些塑料的单体是什么
2. 请举例说明不同成分的塑料的用途有什么不同。
聚对苯二甲酸乙二（醇）酯
单体是对苯二甲酸和乙二醇。
生活中的各种矿泉水瓶，碳酸饮料瓶等，都是这种材料制作而成，其特点是不耐高温，只适合装常温或冷冻饮料，加热易变形，而且会有有害物质溶出。
高密度聚乙烯塑料
单体是乙烯。
密度较大，熔点较高，硬度较大。生活中盛放清洁用品、沐浴用品等的塑料瓶，就是这种材料制作而成。
聚氯乙烯
单体是氯乙烯。
这种塑料电绝缘性好，耐化学腐蚀，耐有机溶剂，耐磨，热稳定性差，遇冷变硬，透气性差。生活中的雨衣、建筑管材等，都是用它制作而成。
低密度聚乙烯塑料
单体是乙烯。
熔点和密度较低，较为柔软。常见于保鲜膜、塑料膜等。这种物质耐热性不强，高温下会出现热熔现象。
聚丙烯
生活中的一些果汁饮料瓶，微波炉餐盒等，都是这种材质制作而成，其机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质地轻，无毒，但耐油性差，低温发脆，容易老化。
聚苯乙烯
其特点是电绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒。可制作高频绝缘材料，电视、雷达部件，医疗卫生用具及泡沫塑料等。
单体是丙烯。
单体是苯乙烯。
其他塑料
生活中的各种塑料制品大都是由合成高分子材料加工制得的。
二、合成高分子材料
合成高分子材料是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当助剂，经过一定加工过程制成的材料。
1. 常见的合成高分子材料
塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂与密封材料等。
三大合成材料
的主要成分是树脂
树脂是一种俗称，凡人工合成的、未经加工处理的任何聚合物都称为树脂。
(1)塑料
塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。
助剂 作用 举例
填料
增塑剂
稳定剂
脱模剂
发泡剂
降低成本，增强机械性能、耐热性和绝缘性
石棉、木粉、玻璃纤维
改善塑料的柔软性，易加工成型
邻苯二甲酸二丁酯
邻苯二甲酸二辛酯
防止加工使用中受外界因素影响而性能变坏
硬脂酸铅
防止成型时粘在金属设备或模具上
硬脂酸及其盐类
制得具有无数微孔的泡沫塑料
偶氮二异丁腈及碳酸铵
(2)涂料
涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常涂在家具、道路指示牌以及船舶的表面，起美化和保护内部物体的作用。
涂料主要的成分：成膜物质
一般是天然树脂或合成树脂
例如：聚（甲基）丙烯酸酯树脂
优异的耐候性能、防水性能和抗老化性能。
(3)黏合剂
目前使用的黏合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。
α- 氰基丙烯酸酯类
+ 其他助剂
502 瞬间强力胶
塑料
陶瓷
金属
木材
2. 功能高分子材料
为了适应高科技产业等对材料的要求，科学工作者合成了具有某些特殊化学、物理或生物等功能的高分子。
(1)特点
一般在高分子链的主链、侧链或交联网络的内部或表面含有某种功能性基团。
(2)制备方法
①将功能性基团通过某种反应或作用连接到已有的高分子中
②将含有功能性基团的单体进行聚合
离子交换树脂
①阳离子交换树脂
②阴离子交换树脂
向聚合物中引入磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等基团，得到的树脂，可与溶液中的阳离子进行交换反应。
向聚合物中引入氨基(-NH2)等基团，得到碱性的树脂，可与溶液中的酸根离子进行交换。
医用高分子
①生物可降解型
②生物非降解型
可吸收缝合线、黏合剂、缓释药物等，当它们降解成小分子后可被生物体吸收或通过代谢而排出体外。
可用于制作人造血管、人造心脏、隐形眼镜等，它们与生物体接触后具有长期稳定性。
高分子导体与半导体
1977 年，科学家发现掺杂了碘的聚乙炔可以变成导
体，这种导体可以代替金属制品进行电磁波的屏蔽。这
种传统意义上的绝缘体竟然表现出导体的许多光、电、
磁等特性，意味着一种新的功能高分子——导电高分子
诞生了。它已经在电磁屏蔽、塑料芯片、显示设备、人
造肌肉等方面获得了广泛的应用。
高分子半导体材料主要用于聚合物电致发光二极管(PLED)中，电致发光是指通过某种材料将电能直接转化为光能的过程，具有柔性、可湿法加工是PLED 最大的特点。1992 年，黑格教授的研究小组发明了用塑料作为基底的柔性显示器件，将电致发光器件最迷人的一面展示给了世界。
【练一练】
1.下列有关功能高分子材料用途的叙述不正确的是( )
A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B.离子交换树脂主要用于物质的分离和提纯
C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官
D.掺杂了碘的聚乙炔可用于制造绝缘体
D
2.黏合剂M的合成路线如下图所示:
(1)写出A和B的结构简式:A ,B 。
CH3CH==CH2 CH2==CHCH2X
(2)写出反应的类型:反应⑥ ;反应⑦ 。
(3)写出反应的条件:反应② ;反应⑤ 。
(4)反应③和⑤的目的是 。
(5)与C具有相同官能团的同分异构体共有 种。
酯化反应/取代反应
加聚反应
NaOH/H2O,加热
NaOH醇溶液,加热
保护碳碳双键
4
合成高分子化合物
高分子化学反应
常见的高分子材料
功能高分子材料
聚合度不变的反应
聚合度变大的反应
聚合度变小的反应
塑料、合成橡胶、合成纤维
涂料、黏合剂与密封材料
离子交换树脂
医用高分子