化學(xué)選修5第五章第二節(jié)合成纖維素合成橡膠教程

1、第五章第五章 進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代第二節(jié)第二節(jié) 應(yīng)用廣泛的高分子材料應(yīng)用廣泛的高分子材料第第2 2課時課時選修選修5 5 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)2021/2/112【知識與【知識與技能】技能】 1.1.通過通過“三大合成材料三大合成材料”的實例的實例, ,說明合成纖維、合成橡膠的說明合成纖維、合成橡膠的結(jié)構(gòu)、性能和用途。結(jié)構(gòu)、性能和用途。 2.2.高分子結(jié)高分子結(jié)構(gòu)對性能的影響。構(gòu)對性能的影響。【過程與方法】【過程與方法】 1. 1. 聯(lián)系生活實際聯(lián)系生活實際, ,從身邊常見的物質(zhì)入手從身邊常見的物質(zhì)入手, ,了解高分子合成材了解高分子合成材料的分類及

2、主要用途料的分類及主要用途。 2. 2.了解了解“三大合成材料三大合成材料”典型代表物的有關(guān)聚合反應(yīng)典型代表物的有關(guān)聚合反應(yīng), ,聚合物聚合物的結(jié)構(gòu)、性能特點。的結(jié)構(gòu)、性能特點?！厩楦?、態(tài)度與價值觀】【情感、態(tài)度與價值觀】 通過活動課研究、學(xué)習(xí)治理通過活動課研究、學(xué)習(xí)治理“白色污白色污染染”的途徑和方法的途徑和方法, ,關(guān)注和愛護(hù)自然關(guān)注和愛護(hù)自然, ,樹立社會責(zé)任感樹立社會責(zé)任感, ,培養(yǎng)環(huán)培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識。境保護(hù)意識?！窘虒W(xué)重點】【教學(xué)重點】高分子化合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系高分子化合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系【教學(xué)難點】【教學(xué)難點】“三大合成材料三大合成材料”的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系與性能

3、之間的關(guān)系 用有機(jī)高分子化合物制成的材料就用有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。棉花、羊毛、天是有機(jī)高分子材料。棉花、羊毛、天然橡膠等都屬于天然有然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料。機(jī)高分子材料。合成纖維2021/2/115閱讀與交流（閱讀與交流（P109)1 1、什么是天然纖維、人造纖維、合成纖維和化學(xué)纖維、什么是天然纖維、人造纖維、合成纖維和化學(xué)纖維? ?2 2、合成纖維有哪些優(yōu)點、合成纖維有哪些優(yōu)點? ?哪些缺點哪些缺點? ?如何加以改善如何加以改善? ?纖維纖維天然纖維天然纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維人造纖維人造纖維:合成纖維合成纖維:動物纖維動物纖維如羊毛、蠶絲等如羊毛、蠶絲等用木材

4、為原料用木材為原料,經(jīng)經(jīng)化學(xué)加工處理所得化學(xué)加工處理所得以各種單體為原料以各種單體為原料經(jīng)聚合反應(yīng)制成經(jīng)聚合反應(yīng)制成植物纖維植物纖維如棉花、麻等如棉花、麻等二、合成纖維合成纖維合成纖維2021/2/116纖維纖維天然天然合成合成滌綸滌綸丙綸丙綸錦綸錦綸棉花棉花羊毛羊毛（簡稱有機(jī)合成材料）（簡稱有機(jī)合成材料）維綸維綸腈綸腈綸氯綸氯綸合成纖維包括聚酯（滌綸）、聚酰胺（尼龍）、聚烯烴（腈綸、維綸、丙綸、氯綸）。合成纖維包括聚酯（滌綸）、聚酰胺（尼龍）、聚烯烴（腈綸、維綸、丙綸、氯綸）。2021/2/117合成纖維合成纖維:用石油、天然氣用石油、天然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原等不含天然纖維的物質(zhì)為原料

5、料,經(jīng)過化學(xué)合成加工制得經(jīng)過化學(xué)合成加工制得的纖維的纖維如腈綸如腈綸(人造羊毛人造羊毛) 、錦綸、錦綸(尼尼龍龍)、維綸、氯綸、滌綸、維綸、氯綸、滌綸(的的確良確良)和丙綸等和丙綸等“六大綸六大綸” 合成纖維具有合成纖維具有優(yōu)良的性能優(yōu)良的性能:如如強(qiáng)強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀腐蝕和不怕蟲蛀等。等。合成纖維合成纖維2021/2/118 世界上出現(xiàn)的世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維第一種合成纖維是是 20 20 世紀(jì)世紀(jì) 30 30 年代年代美國杜邦公司科研美國杜邦公司科研小組研制出的尼龍小組研制出的尼龍 6666（NylonNylon, ,聚酰胺聚酰胺666

6、6）, ,它是由己二它是由己二酸和己二胺縮聚而酸和己二胺縮聚而成的成的, ,寫出合成尼寫出合成尼龍龍-66-66的化學(xué)方程的化學(xué)方程式式2021/2/119nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-HOC(CH2)4CONH(CH2)6NHnH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺縮聚合成尼龍己二酸和己二胺縮聚合成尼龍-66-66的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式2021/2/1110維綸維綸聚乙烯醇聚乙烯醇吸濕性好吸濕性好,因其分子鏈上有羥基因其分子鏈上有羥基結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式?合成纖維合成纖維CH2-CHOHn維綸2021/2/1111滌綸滌綸腈綸腈綸合成纖維合成纖維丙綸氯綸20

7、21/2/1112 2003年年3月月26日日,在伊拉在伊拉克的英國皇家海軍陸戰(zhàn)隊?wèi)?zhàn)士克的英國皇家海軍陸戰(zhàn)隊?wèi)?zhàn)士埃里克埃里克沃爾德曼頭盔連中四沃爾德曼頭盔連中四槍。槍。沃爾德曼所戴的頭盔是沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭打造的這次英軍專門為戰(zhàn)爭打造的,其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別,里料則采用的是一種名叫里料則采用的是一種名叫“凱凱夫拉爾夫拉爾”的的特制纖維。該纖維特制纖維。該纖維含有高分子聚合塑料含有高分子聚合塑料,硬度比硬度比普通鋼鐵高普通鋼鐵高40%。質(zhì)地如此堅。質(zhì)地如此堅硬硬,能夠刀槍不入也就不足為能夠刀槍不入也就不足為奇了。奇了。合成纖維合成纖維2021/

8、2/1113高強(qiáng)纖維的代表高強(qiáng)纖維的代表: Kevlar芳綸芳綸: :全芳香族聚酰胺全芳香族聚酰胺抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度模量模量斷裂伸長斷裂伸長合成纖維合成纖維2021/2/1114宇航員費俊龍、聶海勝凱旋歸來宇航員費俊龍、聶海勝凱旋歸來合成纖維合成纖維2021/2/1115 宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài),供給宇航員生命所需的氧氣,控制溫度和濕度,防止輻射,還要經(jīng)得起微流星的沖擊。 宇航服中已經(jīng)應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機(jī)合成材料。 密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成,密閉服由耐高溫的防火聚酰胺纖維織物等特殊材料組成。宇航服面罩是由碳材料制成的金剛石膜。合成纖維合成纖維2021/2/1

9、116【思考】合成纖維和天然纖維比較有【思考】合成纖維和天然纖維比較有 什么優(yōu)點和不足什么優(yōu)點和不足? ?合成纖維合成纖維中的維綸中的維綸( (聚乙烯醇聚乙烯醇) )為什么吸濕性很好為什么吸濕性很好? ?合成纖維的強(qiáng)度高、合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕腐蝕,做成的服裝挺括不做成的服裝挺括不皺皺,但它的吸濕性和透氣但它的吸濕性和透氣性較差。因此性較差。因此,合成纖維合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織維混合紡織,使衣服穿起使衣服穿起來既舒適又挺括。來既舒適又挺括。性能互補性能互補維綸（維綸（聚乙烯醇）聚乙烯醇）具有較好的吸具有較好的吸濕性濕性

10、,稱為人造棉花稱為人造棉花,是因為在其是因為在其分子鏈上含有羥基的緣故。分子鏈上含有羥基的緣故。2021/2/1117如果服裝面料是由一種纖維材料制成如果服裝面料是由一種纖維材料制成的的, ,則用則用“純純X X”或或“100100X X”來表示。來表示。如如“純棉純棉”“”“純毛純毛”或或“100100棉棉”“”“100100毛毛”; ;如果服裝是由兩種如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的或兩種以上的纖維制成的, ,標(biāo)簽上應(yīng)注標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類的含量明每種纖維種類的含量, ,如如“滌綸滌綸2020棉棉8080”等。等。 2021/2/1118橡橡膠膠產(chǎn)產(chǎn)品品合成橡膠合成橡膠2021/

11、2/1119橡膠的來源橡膠的來源森林中有一種高大的喬森林中有一種高大的喬木木, ,叫作叫作“三葉樹三葉樹”。如。如果用小刀在它的樹皮上果用小刀在它的樹皮上割開一個小口子割開一個小口子, ,便會有便會有牛奶似的樹汁流淌出來。牛奶似的樹汁流淌出來。這種樹汁這種樹汁, ,就是今天人們就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來所熟悉的橡膠的最初來源。在印第安人的土語源。在印第安人的土語中中,“,“橡膠橡膠”就是就是“樹木樹木的眼淚的眼淚”的意思。的意思。 2021/2/1120小學(xué)生用的五顏六色的橡皮擦是一種硫化橡膠。小學(xué)生用的五顏六色的橡皮擦是一種硫化橡膠?，F(xiàn)在使用的橡膠輪胎現(xiàn)在使用的橡膠輪胎, ,包括大多數(shù)

12、自行車輪胎包括大多數(shù)自行車輪胎, ,都是經(jīng)過加硫磺、炭黑、都是經(jīng)過加硫磺、炭黑、纖維等一系列加工步驟后制成的。纖維等一系列加工步驟后制成的。合成橡膠是以石油和煤為原料合成橡膠是以石油和煤為原料, ,采用高分子合成技術(shù)制造出來的。采用高分子合成技術(shù)制造出來的。 現(xiàn)在已發(fā)展了現(xiàn)在已發(fā)展了2020多個大品種多個大品種, ,人們常用型合成橡膠主要有丁苯人們常用型合成橡膠主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。 思考思考:橡膠分為哪兩類橡膠分為哪兩類?天然天然橡膠的結(jié)構(gòu)式是怎樣的橡膠的結(jié)構(gòu)式是怎樣的?如如何增加它的彈性和強(qiáng)度何增加它的彈性和強(qiáng)度?2021/2/1121二二. .

13、橡橡 膠膠橡膠橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械等所必需是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料的材料,是重要的戰(zhàn)略物資。是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠天然橡膠的化學(xué)組的化學(xué)組成是成是聚異戊二烯聚異戊二烯:2、合成橡膠分為、合成橡膠分為通用橡膠通用橡膠和和特種橡膠特種橡膠通用橡膠通用橡膠:如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠特種橡膠:如耐熱和耐酸堿的如耐熱和耐酸堿的氟橡膠氟橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒、耐高溫和耐嚴(yán)寒的的硅橡膠硅橡膠等等性能全面性能全面,但易老化但易老化性能不及天然橡膠全面性能不及天然橡膠全面,但其具有彈性、絕緣性、氣密但其具有彈性、絕緣性、氣密性、

14、耐高溫或低溫等性能。性、耐高溫或低溫等性能。合成橡膠合成橡膠3、橡膠的分類、橡膠的分類:橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠三葉樹膠（順）三葉樹膠（順）杜仲樹膠（反杜仲樹膠（反） 丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠硅橡膠硅橡膠共同點共同點:各各種高聚物種高聚物分子中均分子中均存在不飽存在不飽和鍵和鍵性質(zhì)性質(zhì):耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐老耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐老化等各有其優(yōu)勢。化等各有其優(yōu)勢。合成橡膠合成橡膠通用橡膠通用橡膠特種橡膠特種橡膠 聚硫橡膠聚硫橡膠2021/2/1123【科學(xué)視野】【科學(xué)視野】 天然橡膠有幾種天然橡膠有幾種? ?它們的結(jié)

15、構(gòu)有何不同它們的結(jié)構(gòu)有何不同? ?兩種兩種:巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）天然天然橡膠的主要成分是橡膠的主要成分是聚異戊二烯聚異戊二烯, ,根據(jù)天然橡膠根據(jù)天然橡膠的結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)特點, ,說說它的性質(zhì)可能有哪些不足說說它的性質(zhì)可能有哪些不足? ?如如: :橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)? ? A A、BrBr2 2水水 B B、KMnOKMnO4 4(H(H+ +) ) C C、HCl DHCl D、汽油、汽油 E E、HNOHNO3 3 F F、O O2 2橡膠的橡膠的老化老化概念概念有無辦法對橡膠進(jìn)行改性有無辦法對橡

16、膠進(jìn)行改性, ,使它克服這些缺點使它克服這些缺點? ? 天然橡膠含有雙鍵天然橡膠含有雙鍵,易起加成反應(yīng)和易被氧化易起加成反應(yīng)和易被氧化,所以易老化。所以易老化。KMnO4溶液、濃溶液、濃HNO3、液溴、汽油、苯、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。四氯化碳等。2021/2/1124天然橡膠天然橡膠CH2=C-CH=CH2CH3異戊二烯異戊二烯天然橡膠天然橡膠線型線型硫磺硫硫磺硫化劑化劑網(wǎng)狀體型網(wǎng)狀體型橡膠硫化后橡膠硫化后,其柔韌性和彈性都會增大其柔韌性和彈性都會增大2021/2/1125丁二烯丁二烯和和苯乙烯苯乙烯共聚共聚而成的彈性體而成的彈性體,合成丁苯橡膠合成丁苯橡膠CH2=CH-CH=CH2 C

17、H2= CH 1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯合成橡膠合成橡膠CH2-CH=CH-CH2- CH2- CH n丁苯橡膠丁苯橡膠2021/2/1126順丁橡膠順丁橡膠 1,3-1,3-丁二烯為原料丁二烯為原料, ,在催化劑存在下在催化劑存在下, ,得到順式得到順式聚聚1,3-1,3-丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。nCH2=CH-CH=CH2催化劑催化劑C=CCH2CH2HHn1 2 3 41 42 3分子鏈較柔軟分子鏈較柔軟,具有較好的彈性具有較好的彈性合成橡膠合成橡膠2021/2/1127合成橡膠合成橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠2-氯氯-1,3-丁二烯為原料丁二烯為原料,在催化劑存在下在催化劑存

18、在下,得到聚得到聚2-氯氯-1,3-丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。氯丁橡膠氯丁橡膠2021/2/1128硅橡膠硅橡膠合成橡膠合成橡膠將單體二甲基二氯硅烷將單體二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二水解得到二甲基硅二醇醇,經(jīng)脫水縮聚成聚硅氧烷經(jīng)脫水縮聚成聚硅氧烷,即硅橡膠。即硅橡膠。特種橡膠特種橡膠2021/2/11292021/2/1130 合成橡膠與天然橡膠相比合成橡膠與天然橡膠相比, ,具有高彈性具有高彈性, ,絕緣性、耐油和耐高溫等性能絕緣性、耐油和耐高溫等性能, ,因而因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。 2021/2/11311.嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水保水的物質(zhì)。下列高分子中有可能被采用的是（ ）B練習(xí)練習(xí)2021/2/11322.下列原料或制成的產(chǎn)品中下列原料或制成的產(chǎn)品中,若出現(xiàn)破損不可以若出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補的是（進(jìn)行熱修補的是（）A.聚氯乙烯涼鞋聚氯乙烯涼鞋B.電木插座電木插座C.自行車內(nèi)胎自行車內(nèi)胎D.聚乙烯塑料膜聚乙烯塑料膜B練習(xí)練習(xí)2021/2/