高二化学有机合成高分子材料教案

有机合成高分子材料简介教学目的1．使学生对有机高分子化合物的结构、性质有一个初步的了解。2．初步懂得有关单体、结构单元、聚合度，热固性，热塑性等概念的含义。3．一般了解有机高分子材料在生活中以及国民经济中的应用。教学重点线型高分子和体型高分子的结构、性质及区别。教学过程：[引入]写出下列物质的分子式和发生聚合反应的化学方程式。（1）乙烯；（2）氯乙烯（1）乙烯：CH2=CH2，发生聚合反应的方程式为我们得到了两种分子量很大，结构呈长链状，分子量远远超过我们以前所学一些有机化合物如烃类、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖的化合物，这就是我们今天所要讲授的内容－合成材料。[讲授新知]前面我们已经学习了无机非金属材料和金属材料，今天我们开始学习高分子材料。按来源分，高分子材料可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料，我们将材料的分类列为表1。表1材料分类我们上一章曾经学习过一些天然高分子材料，如棉花、羊毛、天然橡胶等，而我们本节所要学习的是人工合成高分子材料。人工合成高分子材料的种类和使用量要远远大于天然高分子材料，在工农业生产和日常生活有着极为重要的作用，我们日常生活中使用的塑料袋、化纤服装、胶鞋等都是高分子材料，本节我们将有机高分子材料做一简要介绍。第一节有机合成高分子材料简介一、有机高分子化合物1．高分子化合物我们以前学过的一些有机化合物如烃类、醇、醛、酯等化合物，它们的相对分子质量较低，称为低分子化合物；而有机高分子化合物，例如我们上面所得到的聚乙烯、聚氯乙烯，它们的分子量都在几万甚至几十万以上，称为高分子化合物。高分子化合物和低分子化合物的主要区别一是相对原子质量，二是性质，有机高分子化合物的熔、沸点一般较高，表现出一定的强度和硬度。高分子化合物虽然分子质量较大，便通常结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连接而成的。下面我们来探讨有机高分子结构中的几个重要概念。2．单体、链节和聚合度聚乙烯分子可以用来表示，它是由成千上万的乙烯分子聚合而成的。（1）链节：高分子化合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的结构单元是－CH2—CH2—。（2）聚合度：聚乙烯分子结构中的n值表示高分子化合物中链节的重复次数，n值越大，相对分子质量越大。（3）单体：能合成高分子化合物的小分子物质，如聚乙烯的单体是CH2=CH2。说明：（1）高分子化合是通过小分子化合物（即单体）通过聚合反应制得的。（2）高分子化合物可以看做是成千上万个链节重复连接而成的。（3）高分子化合物的相对分子质量＝链节的式量聚合度（n）。（4）我们见到的一些高分子材料是由许许多多n值不同的高分子构成的，因而高分子化合物是混合物，测得的相对分子质量是平均值。二、有机高分子化合物的结构特点有机高分子化合物的结构可分为线型高分子和体型高分子，（指导学生观察课本相关图片）。1．线型结构有些高分子由一个个链节连接起来，成千上成链节连成长链，如淀粉和纤维素的长链是由C—C键和C—O键相连接的，聚乙烯和聚氯乙烯是由C—C键相连接的，线性结构的高分子材料，可以带支链，也可以不带支链。线型结构的高分子材料两个链间只有分子间作用力，没有化学键，而这一分子间的作用力随相对分子质量的增大而增强。2．体型结构体型结构是高分子链上能起反应的官能团跟别的单体或别的物质发生反应，分子链之间形成化学键产生一些交联，形成的网状结构，如硫化橡胶等，如图所示：橡胶硫化后，由线型结构转变为网状结构，橡胶制品会变得更加坚韧和富有弹性。三、有机高分子化合物的基本性质1．溶解性[演示实验1]取有机玻璃粉末放入试管中，加入10mL三氯甲烷，观察溶解的情况。[演示实验2]取废轮胎上刮下的一些橡胶粉末放入试管中，加入10mL汽油，观察粉末是否溶解。结论：线型高分子材料能溶解在适当的溶剂中，但溶解速度比小分子缓慢；体型结构的高分子材料不易溶解，只是有一定程度的溶胀。2．热塑性和热固性[演示实验3]在一支试管中放入聚乙烯塑料碎片约3g，用酒精灯缓缓加热，观察塑料碎片软化和熔化的情况，等熔化后立即停止加热以防分解。等冷却固化后再加热，观察现象。[结论]聚乙烯塑料受热到一定温度范围时，开始变软，直到熔化成流动的液体。冷却后又变为固体。加热后又熔化，这种现象就是线型高分子的热塑性。[说明]有些体型高分子一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性，如酚醛树脂。3．强度有机高分子化合物的强度一般都比较大。体型高分子化合物具有弹性，硬度和脆性比较小；线型高分子化合物没有弹性，硬度和脆性较大。4．电绝缘性高分子化合物链里的原子是以共价键结合的，一般不易导电，所以高分子材料通常是很好的绝缘材料，广泛应用于电气工业上，如我们大家熟悉的开关面板，就是用酚醛树脂（俗称电木制造的）。小结：表2高分子化合物的比较线性高分子化合物体型高分子化合物结构特征由许多链节通过化学键相互连接成长链状，可带支链，也可以不带支链。除具有线型高分子的长链状结构外，长链之间通过化学键产生交联，形成网状结构。性质溶解性可溶解在适当的溶剂中，但溶解速度比起小分子化合慢，最后形成均匀的高分子溶液。不易溶解，长期浸泡在溶剂中只能发生一定程度的溶胀。受热变化情况具有热塑性，在一定温度范围内，受热软化、熔化成流动的液体，冷却后又变固体，具有良好的可塑性。具有热固性，加热成型后受热不能熔化。强度较大电绝缘性一般不易导电，通常是电绝缘材料。实例聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯酚醛树脂（电木）