第二节 高分子材料-教学设计
文档属性
| 名称 | 第二节 高分子材料-教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 23.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-07 22:50:24 | ||
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文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高二 学期 春季
课题 高分子材料
教学目标
1. 知道高分子材料的分类 2. 学会书写尿素和甲醛反应的化学方程式
教学内容
教学重点： 1. 知道纤维的分类
2. 学会聚酯纤维的制备方法
教学难点： 1. 学会解释橡胶的硫化
2. 了解功能高分子材料性能
教学过程
有机高分子材料根据用途和性能可以分为几类？ 高分子材料分为通用高分子材料和功能高分子材料 塑料的主要成分是什么？为改善塑料的性能，提高实用价值一般向其加入哪些物质？提高的是哪些性能？ 塑料是指具有可塑性能的高分子材料。加入增塑剂、热稳定剂和着色剂 塑料可以分为哪几类？ 分为热塑性塑料和热固性塑料。 制备聚乙烯有哪些方法？得到的聚乙烯具有怎样的性质？ 可以用高压法和低压法制备乙烯。高压法支链较多，密度和软化温度较低。 5.为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低，密度也低呢？ 高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。高分子链之间的作用力与链的长短有关，高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。此外，还与高分子链之间的疏密远近有关。低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低；相反，高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高。 6.常见的合成纤维有哪些？ 纤维是人们生活中的必需品。棉花、羊毛、蚕丝和麻等是大自然赋予人们的天然纤维；以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理可以得到再生纤维；以石油、天然气、煤、农副产品等为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应得到的是合成纤维。再生纤维与合成纤维统称为化学纤维。 合成纤维工业创立于20世纪30年代。合成纤维性能优异，用途广泛，而且生产条件可控，原料来源丰富，不受自然条件影响。合成纤维的这些特点使其生产得到了迅速发展。锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶等合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点，受到人们的欢迎。 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二.醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。美国化学家卡罗瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸与脂肪族二元醇的缩聚反应时，得到的聚酯性能不理想，转而研究己二胺与已二酸的缩聚反应，成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66，两个数字6分别代表二胺和二酸所含碳原子的个数)。 生活中常见的合成纤维有哪些？ 合成橡胶早在20世纪初就已同世，20世纪40年代得到了迅速发展。现在已经有了丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等，它们各自在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高，例如顺丁橡胶是以1，3-丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应得到的以顺式结构为主的聚合物。 结构特点：顺丁橡胶中存在碳碳双键，分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。易加成也易被氧化，所以盛放酸性高锰酸钾、溴水、浓硝酸、浓硫酸等的试剂瓶，塞子不能用橡胶塞。 8.生活中的功能高分子材料 为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，用于化学反应的高分子催化剂，用于分离纯化的各种滤膜；用于信息存储的磁性高分子，用于传感器的形状记忆高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人体器官、组织的医用高分子材料；用于药物缓释的高分子药物等。 高吸水性树脂 (1)结构特点： ①含有强亲水基团的支链，如羧基、羟基。 ②具有网状结构。 (2)性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。 (3)合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链,以提高它们的吸水能力。 ②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。 如:在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 高分子分离膜 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 展望未来 废弃的塑料制品会危害环境，造成“白色污染”。这是因为它们在自然中降解非常慢，有人估计废弃的农用地膜在土壤中可长达100年不分解。为了根除“白色污染”，人们联想到淀粉、纤维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剂的帮助下也能降解的事实，研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为CO2和H2O等物质而消失。光降解高分子在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解。它们为消除“白色污染”带来了希望。近年来，我国科学工作者已成功研究出以CO2为主要原料生产可降解高分子材料的技术。CO2是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化CO2，使之与环氧丙烷等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。
课程基本信息
学科 化学 年级 高二 学期 春季
课题 高分子材料
教学目标
1. 知道高分子材料的分类 2. 学会书写尿素和甲醛反应的化学方程式
教学内容
教学重点： 1. 知道纤维的分类
2. 学会聚酯纤维的制备方法
教学难点： 1. 学会解释橡胶的硫化
2. 了解功能高分子材料性能
教学过程
有机高分子材料根据用途和性能可以分为几类？ 高分子材料分为通用高分子材料和功能高分子材料 塑料的主要成分是什么？为改善塑料的性能，提高实用价值一般向其加入哪些物质？提高的是哪些性能？ 塑料是指具有可塑性能的高分子材料。加入增塑剂、热稳定剂和着色剂 塑料可以分为哪几类？ 分为热塑性塑料和热固性塑料。 制备聚乙烯有哪些方法？得到的聚乙烯具有怎样的性质？ 可以用高压法和低压法制备乙烯。高压法支链较多，密度和软化温度较低。 5.为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低，密度也低呢？ 高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。高分子链之间的作用力与链的长短有关，高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。此外，还与高分子链之间的疏密远近有关。低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低；相反，高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高。 6.常见的合成纤维有哪些？ 纤维是人们生活中的必需品。棉花、羊毛、蚕丝和麻等是大自然赋予人们的天然纤维；以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理可以得到再生纤维；以石油、天然气、煤、农副产品等为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应得到的是合成纤维。再生纤维与合成纤维统称为化学纤维。 合成纤维工业创立于20世纪30年代。合成纤维性能优异，用途广泛，而且生产条件可控，原料来源丰富，不受自然条件影响。合成纤维的这些特点使其生产得到了迅速发展。锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶等合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点，受到人们的欢迎。 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二.醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。美国化学家卡罗瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸与脂肪族二元醇的缩聚反应时，得到的聚酯性能不理想，转而研究己二胺与已二酸的缩聚反应，成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66，两个数字6分别代表二胺和二酸所含碳原子的个数)。 生活中常见的合成纤维有哪些？ 合成橡胶早在20世纪初就已同世，20世纪40年代得到了迅速发展。现在已经有了丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等，它们各自在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高，例如顺丁橡胶是以1，3-丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应得到的以顺式结构为主的聚合物。 结构特点：顺丁橡胶中存在碳碳双键，分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。易加成也易被氧化，所以盛放酸性高锰酸钾、溴水、浓硝酸、浓硫酸等的试剂瓶，塞子不能用橡胶塞。 8.生活中的功能高分子材料 为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，用于化学反应的高分子催化剂，用于分离纯化的各种滤膜；用于信息存储的磁性高分子，用于传感器的形状记忆高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人体器官、组织的医用高分子材料；用于药物缓释的高分子药物等。 高吸水性树脂 (1)结构特点： ①含有强亲水基团的支链，如羧基、羟基。 ②具有网状结构。 (2)性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。 (3)合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链,以提高它们的吸水能力。 ②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。 如:在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 高分子分离膜 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 展望未来 废弃的塑料制品会危害环境，造成“白色污染”。这是因为它们在自然中降解非常慢，有人估计废弃的农用地膜在土壤中可长达100年不分解。为了根除“白色污染”，人们联想到淀粉、纤维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剂的帮助下也能降解的事实，研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为CO2和H2O等物质而消失。光降解高分子在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解。它们为消除“白色污染”带来了希望。近年来，我国科学工作者已成功研究出以CO2为主要原料生产可降解高分子材料的技术。CO2是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化CO2，使之与环氧丙烷等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。