高中化学鲁科版选修1 化学与生活主题4 认识生活中的材料课题5 几种高分子材料的应用教案设计

课题5　几种高分子材料的应用

学习目标：1.知道常见高分子材料的性能和用途。(重点)2.加深对聚合反应的理解。(重点)3.掌握由高聚物推导单体的方法。(重难点)

一、聚四氟乙烯

1．成分：。

2．合成

3．特殊性质和相应用途

二、耐磨鞋底和轮胎

1．牛筋鞋底

(1)材料：热塑性丁苯橡胶或聚氨酯塑料；

(2)丁苯橡胶材料单体：1,3­丁二烯和苯乙烯；

(3)材料合成：

。

性能：耐磨性好，坚固耐用且富有弹性，它兼有橡胶和塑料的性能。

2．轮胎

(1)外胎

①材料：顺丁橡胶；

②材料单体：1,3­丁二烯；

③材料合成：nCH2===CH—CH===CH2

CH2—CH===CH—CH2；

④性能：耐磨性、弹性、耐低温性能和耐热性能等都很好。

(2)内胎

①材料：丁基橡胶；

②材料单体：异丁烯和异戊二烯；

③性能：气密性好、耐热、耐老化。

3．乙丙橡胶

(1)单体：乙烯和丙烯；

(2)合成：nCH2===CH2＋nCH3—CH===CH2

；

(3)性能与用途

柔韧性好，适用于制汽车及建筑门窗的密封胶条。

4．丁腈橡胶

(1)单体：丁二烯和丙烯腈；

(2)性能：耐油性好、抗老化性好。

(3)用途：制造战斗机的防弹油箱、油管、垫圈等。

三、“尿不湿”与荒漠绿化

1．“尿不湿”

(1)合成原料：①淀粉、纤维素、丙烯酸、苯乙烯磺酸，②聚丙烯酸或聚乙烯醇。

(2)结构特点：含有羧基和羟基等强亲水基团，并具有一定交联的网状高分子化合物。

(3)性能：既能吸水又能保水。

2．荒漠绿化

(1)原理：在树、草等植物根部置以强吸水性材料，用以源源不断地向植物供水。

(2)材料：当前研制的“多功能高分子植物生长剂”是以淀粉、纤维素、丙烯醇为原料合成的高吸水性树脂。

1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)

(1)聚四氟乙烯可做不粘锅的涂层。  (　　)

(2)丁苯橡胶适合做轮胎的外胎。  (　　)

(3)硅橡胶主要用于军工、宇航领域。 (　　)

(4)可利用氯化钙等吸水剂制作“尿不湿”。 (　　)

[答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×

2．关于合成橡胶，下列说法正确的是(　　)

A．热塑性丁苯橡胶兼有橡胶和塑料的性能，既是橡胶也是塑料

B．乙丙橡胶的单体是乙烯和丙烯

C．“尿不湿”就是不吸水材料

D．顺丁橡胶是特种合成橡胶

B　[热塑性丁苯橡胶虽然兼有橡胶和塑料的性能，但它不属于塑料，所以A不正确；尿液中的水分子与亲水基团紧密结合，并被包裹在网状高分子结构之中，这就是“尿不湿”既能吸水又能保水的原因，所以C不正确；顺丁橡胶是通用橡胶，硅橡胶和氟橡胶属于特种合成橡胶，所以D不正确。]

3．“尿不湿”之所以具有强的吸水性是因为(　　)

A．其成分是滤纸

B．其中有烧碱等易潮解物质

C．其中有氯化钙等吸水剂

D．其中添加了高吸水性树脂

D　[“尿不湿”之所以具有强的吸水性，是因为其中添加了高吸水性树脂。]

北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。

[思考交流]

1．为什么可用聚四氟乙烯做不粘锅的涂层？

[提示]　聚四氟乙烯无毒，能耐酸碱的腐蚀，高温时不会分解，摩擦系数小，极其光滑，易清洁，所以可以做不粘锅的涂层。

2．在橡胶工业中，制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。为什么要做成网状结构？目的是否相同？

[提示]　橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为增加橡胶的功能，防止老化；高吸水性树脂将线型结构连接为体型结构可使它既吸水又不溶于水。

3．“尿不湿”为什么既能吸水又能保水？

[提示]　“尿不湿”之所以具有强吸水性是由于它是由高吸水性树脂制造的。高吸水性树脂是含有羧基(—COOH)、羟基(—OH)等强亲水基团并具有一定交联度的网状高分子化合物。尿液中水分子能与亲水基团紧密结合，并被包裹在网状高分子结构之中，这是“尿不湿”既能吸水又能保水的原因。

常用的橡胶

1．丁苯橡胶：热稳定性、电绝缘性和抗老化性好，可制轮胎、电绝缘材料、一般橡胶制品等。

2．顺丁橡胶：弹性好、耐低温、耐热、黏结性差，可制轮胎、运输带、胶管等。

3．氯丁橡胶：耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐碱、耐油性好，耐寒性差，可制电线包皮、运输带、化工设备的防腐衬里、胶黏剂等。

4．丁腈橡胶：抗老化性和耐油性好，耐高温，弹性和耐寒性较差，可制耐油、耐热的橡胶制品，飞机和油箱衬里等。

5．聚硫橡胶：耐油性和抗老化性很好，耐化学腐蚀，弹性较差。可制耐油、耐苯胶管，胶辊，耐臭氧制品，储油及化工设备衬里等。

6．硅橡胶：耐低温(－100 ℃)和高温(300 ℃)，抗老化和抗臭氧性好，电绝缘性好，机械性能差，耐化学腐蚀性差。可制各种在高温、低温下使用的衬垫以及绝缘材料、医疗器械及人造关节等。

7．丁基橡胶：气密性好，耐热，耐老化，电绝缘性好，柔顺性较小，弹性较差。可制汽车内胎、探空气球、汽艇、防毒面具、化工设备衬里等。

8．异戊橡胶：与天然橡胶相似，黏结性良好，适用于使用天然橡胶的场合。可制汽车内外胎、胶管、胶带、飞机轮胎等。

题组1　聚四氟乙烯

1．不粘锅内壁有一薄层为聚四氟乙烯的高分子材料的涂层，用不粘锅烹调菜肴时不易粘锅、烧焦。下列关于聚四氟乙烯的说法正确的是(　　)

A．不粘锅涂层为新型有机高分子材料，商品名为“特氟隆”

B．聚四氟乙烯的单体是不饱和烃

C．聚四氟乙烯中氟元素的质量分数为76%

D．聚四氟乙烯的稳定性不好

C　[聚四氟乙烯的商品名是“特氟隆”，仍属于传统的三大合成材料，聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，属不饱和卤代烃；聚四氟乙烯中氟元素的质量分数是76%；聚四氟乙烯的化学性质稳定，广泛用于炊具。]

2．“不粘锅”是在金属锅内壁涂上一层聚四氟乙烯制成的，下列关于聚四氟乙烯的叙述正确的是(　　)

A．聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键

B．聚四氟乙烯在高温时容易燃烧

C．聚四氟乙烯化学性质稳定，正常使用不发生化学变化

D．聚四氟乙烯的分子内支链很多，且互相缠绕，不会污染食物

C　[聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，也叫全氟乙烯，即乙烯中的氢原子完全被氟原子取代了，结构简式为CF2===CF2，所以有，A错误；用于不粘锅的材料肯定是能耐一定高温的，B错误；聚四氟乙烯俗称塑料王，它耐酸耐碱，不易发生化学反应，况且出于食品安全的考虑，制作锅具的内壁表面的材料是不能轻易发生化学反应的，C正确；四氟乙烯有一个双键，发生了加聚之后，就没有其他不饱和键，故不能发生交联反应，没有支链，D错误。]

题组2　耐磨鞋底和轮胎

3．顺丁橡胶常用来制作轮胎的外胎、输送带及胶管等，是因为(　　)

A．顺丁橡胶耐磨性、弹性、耐低温和耐热性都好

B．顺丁橡胶的耐热性好

C．顺丁橡胶的吸水性好

D．顺丁橡胶的柔韧性好

A　[顺丁橡胶用来制作轮胎的外胎，是利用了顺丁橡胶的耐磨性，由于顺丁橡胶具有弹性，可以制作胶管。]

4．下列几种橡胶的性能或用途不正确的是(　　)

A．丁苯橡胶耐磨性好，坚固耐用且富有弹性常用做鞋底

B．顺丁橡胶具有较好弹性、耐低温、耐高温等性能，适于制作汽车内胎、探空气球等

C．乙丙橡胶柔韧性好，适宜制造汽车及门窗密封条

D．丁腈橡胶耐油性好，可用于制造战斗机防弹油箱

B　[适于做汽车内胎、探空气球的是丁基橡胶，利用了它的气密性好、耐热性能。顺丁橡胶主要适用于做汽车的外胎、输送带。]

题组3　“尿不湿”与荒漠绿化

5．现在为婴儿特制的一种新型的尿布——“尿不湿”。这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保留水的物质。据你的推测，这种特殊物质的结构可能是(　　)

C　[A、B、D中没有亲水基，而C中—OH是亲水基。]

6．“喷水溶液法”是最近日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下30 cm～50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用，下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是(　　)

A．单体的结构简式为CH2===CH—COOR

B．在一定条件下能发生加成反应

C．在一定条件下能发生水解反应

D．没有固定的熔、沸点

B　[聚丙烯酸酯的分子式可表示为：结构中有酯基官能团，可发生水解反应；其中没有碳碳双键，不能再发生加成反应，它是一种高分子化合物，没有固定熔、沸点。]