第19课时 高分子材料
学案
【学习目标】
1.了解高分子化合物的结构和基本性质。
2.了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域的应用。
3.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
【重点难点】
新型高分子材料的性能及其在高新技术领域的应用。
课前预习
【情景材料】你看过撑杆跳高比赛吗?那真是一种力量与艺术的完美结合。只见运动员双手紧握撑杆,先是疾速飞跑,当跑到横杆前时,撑杆触地,借着助跑的一股冲力,身体腾空而起,如矫健的雄鹰,掠过横杆,轻轻落在泡沫软垫上。显然,在这一过程中,撑杆到了决定性的作用。你看那撑杆先是弯曲,而且弯的弧度非常大,然后挺直,将运弹向空中。这细长、神奇的撑杆,它柔中带刚,又富有弹性,比竹竿强韧,较钢棒轻巧,真可谓“刚柔相济”。
【预习内容】
根据教材有关内容填写下列空白:
一、塑料制品的结构和性能
1.线型高分子:分子呈 状,可溶于 受热 , ,有 性。
2.体型高分子:高分子链之间 ,不易溶于 ,受热 ,有 性。
二、性能优越的合成材料
1.塑料的改性
常用的方法有 、 、 。
2.功能高分子材料
(1)高分子材料发展的主要趋势是 、 、 、 和 。
3.复合材料
(1)组成:复合材料由 和 构成。
(2)性能:具有 、 、 、 、 等优良性能。
三、环境中的高分子材料
1.高分子材料的老化
(1)概念:高分子材料在使用过程中,由于 的现象。
(2)引起老化的原因:
①外因: 、热、光的作用,接触 、 、 和 等。
②内因:高分子链之间发生 ;高分子链发生 等。
(3)高分子材料的保护
①加入 、 和 等精细化学品改善其性能。
②避免接触 和 。
2.可降解高分子材料的开发
(1)可降解高分子材料定义:一类各项性能在 的材料。
(2)降解的定义: 的过程,主要涉及 、 、 三个过程。
(3)目前环境降解材料的开发以 为主。
3.废旧高分子材料的回收利用
废旧高分子材料的回收利用有三种途径
(1) 。
(2) 。
(3) 。
预习内容答案
一、1.长链 有机溶剂 软化、熔融,热塑
2.通过化学键产生交联,形成立体网状结构 有机溶剂 不溶化 热固
二、1. 填充改性 共混改性 共聚改性
2.高性能化、功能化、复合化、精细化 智能化
由含有某种特定功能官能团的单体直接聚合
通过化学反应在高分子主链或侧链上引入某些具有特定功能的基团
通过合理的加工成型实现材料的功能化
3.基体 增强体 强度高 质量轻耐腐蚀 抗冲击 绝缘性好
三、1. 环境的影响,其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差 外力 空气 水 微生物 化学试剂 交联变硬、变脆、丧失弹性 断裂、相对分子质量降低而变软,发粘 光稳定剂 抗氧剂 阻燃剂 能与其发生反应或催化这种反应的化学试剂 能使它们溶解的有机溶剂
2.保存期和使用期内满足要求,使用后在自然环境中可降解为无害物质
化学和物理因素引起聚合物分子断裂 生物降解 光降解 化学降解 生物降解材料
3.通过再生和改性利用,重新做成多种有用的材料和制品
采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料
将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能
堂中互动
【问题探究1】按结构特点高分子化合物可分为哪两大类?二者有何关系?何谓热塑性和热固性?
【教师点拨】结构决定性质,性质反应结构。根据高分子化合物的性质可以判断出其结构特点,一般说来具有热塑性的为线型高分子,具有热固性的为体型高分子。
分析解答: (1)高分子化合物从结构特点上又可分为线型高分子和体型高分子。
(2)高分子链上还有能起化学反应的官能团的线型高分子,通过化学方法进行交联后转化为体型高分子。线型结构的高分子当受热到一定温度范围时,发生软化,熔融,可加工成各种不同的形状,即具有热塑性;体型结构的高分子受热不能熔化即具有热固性。
【即学即练1】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
1.B【解析】聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑性树脂加工而成的塑料,可以反复加工,多次使用,出现破损时可进行热修补,而电木插座是用热固性树脂电木加工而成的塑料,受热不熔化,出现破损时不能进行热修补。
【问题探究2】如何理解功能高分子材料和复合材料?
【教师点拨】从概念、性能、应用等方面来比较功能高分子材料与复合材料,从而对这两种材料理解深刻。
分析解答:
【即学即练2】下列物质不属于复合材料的是( )
A.碳化硅纤维 B.生物陶瓷 C.钢化玻璃 D.氮化硅陶瓷
2.C【解析】复合材料具备的特征是:能够承受高温、高强度,具备电学、光学特性,具有生物功能。而传统的非金属材料主要是指以硅酸盐为原料而制备的材料,如水泥、玻璃、传统陶瓷等。选项C中的钢化玻璃跟普通玻璃的成分是一样的,只是制作工艺稍有差别,钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷却而制得的。
【问题探究3】现在提倡对塑料制品进行分类回收;这样做有什么好处?讨论废旧塑料制品的回收方法和适宜条件。
【教师点拨】参考教材P75 ~P76的内容。
分析解答:在日常生活中,塑料的应用量越来越广泛,废旧塑料也逐渐增多,为了消除环境污染达到增产节约的目的,必须把废旧塑料回收利用。回收塑料必须了解其种类和性能,根据其化学成分加以分类,才能使加工处理能够顺利进行,因此,塑料制品进行分类回收是回收利用的条件之一。举例说明如下:废旧聚乙烯塑料可用来制造包装膜、容器、塑料管或日常生活用的容器等;废旧聚氯乙烯塑料主要有两种,一种是低密度的,可用来制薄膜、软管、垫片、电线和人造革等;另一种高密度的,可用来制硬板材、硬管(片、棒)等;废旧聚丙烯塑料,可用来制编织袋、容器、管道、绝缘材料等;废旧聚苯乙烯塑料可用来制汽车、仪表的零件等,解聚后的聚苯乙烯单体可再聚合成聚苯乙烯塑料。另外,废旧塑料还可以直接转化成汽油、柴油等,也可用于制备乳液涂料。
【即学即练3】国际上通行的环保产品,至少应满足下列4个条件:①原料能再生;②加工无污染;③对消费者无危害;④废弃后可降解。常有不少厂家广告中称其保暖内衣是“绿色”“环保”“生态”产品,有的还称为纳米技术制造。其实保暖内衣面料一般由3层组成,上下两层为普通全棉或涤棉材料,中间层是保暖内衣的保暖精华部分,其生产方法不同,材料不同,性能不同,保暖效果也不同。其中间层通常3种材料:①聚乙烯薄膜,②涤纶和丙纶复合绒,③羊毛等其他保暖材料,根本不是纳米技术制造。
保暖内衣应该具有的散热与储热,透气与抗风,导湿与保温的功能也许真的要用纳米技术才能解决。
(1)下列说法正确的是( )
A.全棉是指天然棉花产品 B.涤棉是合成纤维
C.保暖内衣有三层所以保温效果好 D.保暖内衣不能透气否则保暖效果不好
(2)环保产品应满足________、________、________、________4个条件。
(3)聚乙烯薄膜、涤纶和丙纶复合绒的制造都是以石油作为基础原料,写出以石油产品乙烯为原料合成聚乙烯的化学方程式:______________________________________。
(4)上述保暖内衣能否称为环保内衣?___________ ,原因是___________________________
____________________________。
3.(1)A、B
(2)原料能再生 加工无污染 对消费者无危害 废弃后可降解
(3)nCH2===CH2 CH2—CH2
(4)不能 因为原料不能再生, 废弃后不可降解
【解析】现在的保暖内衣散热效果透气性不好,故感觉保温好,C错;好的保暖内衣应透气好,导湿性好且储热能力好,故D错。
练案
A组(课堂反馈 满分50分)
一、选择题(每小题5分,共35分)
1.现有两种高聚物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有机溶剂,并加热到一定温度下熔融成粘稠状的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是( )
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B没有弹性
B.高聚物A一定是线型高分子材料
C.高聚物A一定是体型高分子材料
D.高聚物B一定是体型高分子材料
1.C【解析】A具有热塑性,应是线型结构,因而A可能有弹性和一定的溶解性;B具有热固性,应是体型结构,没有弹性,一般也不溶解于溶剂。
2.橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物,具有良好的弹性,但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度,加工时往往需进行硫化处理。即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应;橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是( )
A. 橡皮筋 B. 汽车外胎 C. 普通气球 D. 医用乳胶手套
2.B【解析】橡皮筋和普通气球的弹性好,所以硫化程度小,汽车外胎与医用乳胶手套相比,前者要承受更大的压力,所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。
3.下列说法中正确的是(双选)( )
A.只有热塑性高分子材料才可能是塑料
B.用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯
C.有机玻璃是一种透光性好的塑料制品
D.塑料在自然环境下不易分解,可造成白色污染
3.CD【解析】塑料有热塑性的,也有热固性的;聚氯乙烯易分解形成有毒的氯气,不可作为食品包装塑料用,用作食品包装的应是聚乙烯塑料;有机玻璃是一种透光性好、质轻、耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品,它是一种高聚酯;塑料在自然环境下难于分解、腐烂,会造成白色污染,故本题答案为C、D。
4.对于某些合成材料如塑料制品废弃物的处理方法中正确的是( )
A.将废弃物混在垃圾中填埋在土壤中 B.将废弃物焚烧
C.将废弃物用化学方法加工成涂料或汽油 D.将废弃物倾倒在海洋中
4.C【解析】合成材料如塑料制品在环境中很难被分解,A、B、D三种处置方式对环境都有污染。
5.某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料( )
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/ff12b37468eae009581b6bd97f1922791688be03.html
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