第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料

第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料第1頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一合成材料【按用途和性能分類】合成高分子材料功能高分子材料復(fù)合材料塑料合成纖維合成橡膠黏合劑涂料高分子分離膜液晶高分子導(dǎo)電高分子醫(yī)用高分子高吸水性樹脂三大合成材料第2頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一【資料卡片】高分子化合物的命名：（1）天然高分子化合物習(xí)慣用專有名稱；如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、核酸、甲殼質(zhì)等；（2）合成高分子化合物一般在單體名稱前加上“聚”。如聚丙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯等；如聚對苯二甲酸乙二醇酯，酚醛樹脂、脲醛樹脂等。樹脂含義：指未加工處理的聚合物。（3）合成橡膠的名稱通常在單體名稱后加上“橡膠”。如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。（4）合成纖維的名稱常用“綸”。如：滌綸。第3頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一主要成分是合成高分子化合物即合成樹脂；適應(yīng)各種要求：在高分子材料中摻入各種加工助劑（如聚氯乙烯；增塑劑—提高柔韌性；熱穩(wěn)定劑—改進(jìn)耐熱性；賦予各種顏色-著色劑等）；常見塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂等。一、塑料塑料＝樹脂＋添加劑第4頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

1、聚乙烯

高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如聚乙烯中：結(jié)構(gòu)

性質(zhì)

用途決定決定第5頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一聚乙烯制品改進(jìn)聚合反應(yīng)的催化劑，得到超高相對分子質(zhì)量（≥100萬）、性能更為優(yōu)越的聚乙烯。它具有高強(qiáng)度、高耐磨性、熔融溫度135-137℃

，使用溫度100℃以上，可用作防彈頭盔、防彈衣的材料。第6頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一◆聚乙烯(PE)產(chǎn)品保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料。單體:CH2=CH2第8頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一◆聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60℃，在低溫下會(huì)變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料單體:CH2=CHCl第9頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一◆聚苯乙烯單體：CH2=CHC6H5第10頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2=CCH3COOCH3第11頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一◆聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2人們給聚四氟乙烯冠以“塑料王”的美稱。一種特別的菜鍋——不粘鍋。第12頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一（1）組成：用酚類（如苯酚）與醛類（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。（2）形成：

A、在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的羰基加成生成鄰（或?qū)ξ唬┝u甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子。2、酚醛樹脂（電木）第13頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

─OHOH—C—H=+H+─OH─CH2OHnH+OH—CH2[]OH—CH2OHnHOH+（n-1）H2O【思考與交流】為什么用堿性催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？羥基苯酚第14頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

B、在堿催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后加熱繼續(xù)反應(yīng)，就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂?！狾HCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羥甲基苯酚2，4-二羥甲基苯酚OHCH2OHCH2OH第15頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)第16頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一酚醛樹脂的制取和性質(zhì)分組編號ⅠⅡ?qū)嶒?yàn)步驟①2g苯酚+3ml40%的甲醛+3滴濃鹽酸①苯酚+甲醛+濃氨水加熱試驗(yàn)酒精溶解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)5-1②沸水浴加熱15min③洗凈、烘干軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）溶解不溶解線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)怎樣清洗線型酚醛樹脂？乙醇清洗第17頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一酚醛樹脂P108烹飪器具的手柄宇宙飛船的外殼電器部件主要用作絕緣、隔熱、難燃、隔音器材和復(fù)合器材。第18頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一合成高分子線型支鏈型－熱固型熱塑型加工成型后受熱不再熔化可反復(fù)加熱熔融加工，多次使用能溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑里不溶于任何溶劑，只有一定程度的脹大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體型第19頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一【思考與交流】P108頁

尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生加成反應(yīng)，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你能寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式嗎？第20頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一【科學(xué)視野】可降解高分子材料P107【光降解】有一種方法是在高分子化合物的分子鏈的一定距離之間添加光敏基團(tuán)，它們被曝曬在陽光下，光敏基團(tuán)就吸收輻射而使高分子化合物在此斷裂，斷裂以后的碎片是比較容易被生物降解的?！疚⑸锝到狻?/p>

另一種方法是在高分子化合物中引入一些基團(tuán)，使它適合某些微生物的口味，這些微生物能使高分子化合物的長鏈分子斷裂為小碎片，小碎片進(jìn)一步降解就比較容易了。第21頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二.合成纖維纖維天然纖維化學(xué)纖維棉花羊毛蠶絲麻合成纖維人造纖維滌綸錦綸腈綸丙綸維綸氯綸六大綸第22頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維是20世紀(jì)30年代美國杜邦公司科研小組研制出的尼龍66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺縮聚而成的，寫出合成尼龍-66的化學(xué)方程式。第23頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-H[OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH]nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺縮聚合成尼龍-66的化學(xué)方程式第24頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一滌綸尼龍防彈衣腈綸第25頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一錦綸丙綸維綸氯綸第26頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一HOCH2CH2OH[]nH+（2n-1）H2OHO

OC--COOCH2CHO對苯二甲酸和乙二醇縮聚合成滌綸的化學(xué)方程式HOOC--COOHHOOC--COOH+HOCH2CH2OH合成纖維中目前產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維——滌綸【化學(xué)名】聚對苯二甲酸乙二醇酯nn催化劑第27頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一28第28頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第29頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一【思考】合成纖維和天然纖維比較有什么優(yōu)點(diǎn)和不足？合成纖維中的維綸(聚乙烯醇)為什么吸濕性很好？維綸（聚乙烯醇）具有較好的吸濕性，稱為人造棉花，是因?yàn)樵谄浞肿渔溕虾辛u基的緣故。

合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕，做成的服裝挺括不皺，但它的吸濕性和透氣性較差。因此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既舒適又挺括。

性能互補(bǔ)第30頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一如果服裝面料是由一種纖維材料制成的，則用“純X”或“100％X”來表示。如“純棉”“純毛”或“100％棉”“100％毛”；如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的，標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類的含量，如“滌綸20％棉80％”等。服裝標(biāo)簽第31頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一橡膠的來源森林中有一種高大的喬木，叫作“三葉樹”。如果用小刀在它的樹皮上割開一個(gè)小口子，便會(huì)有牛奶似的樹汁流淌出來。這種樹汁，就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來源。在印第安人的土語中，“橡膠”就是“樹木的眼淚”的意思。第32頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一小學(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，包括大多數(shù)自行車輪胎，都是經(jīng)過加硫磺、炭黑、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，采用高分子合成技術(shù)制造出來的。

現(xiàn)在已發(fā)展了20多個(gè)大品種，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。橡膠的發(fā)展第33頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一1、橡膠分類橡膠天然橡膠合成橡膠三葉樹膠（順）杜仲樹膠（反）丁苯橡膠順丁橡膠合成天然橡膠氯丁橡膠乙丙橡膠硅橡膠丁腈橡膠合成橡膠于20世紀(jì)開始出現(xiàn)，40年代得到迅速發(fā)展。三、合成橡膠第34頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一丁苯橡膠氯丁橡膠通用橡膠第35頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一硅橡膠特種橡膠第36頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一一些合成橡膠產(chǎn)品第37頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。合成橡膠的用途第38頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)，當(dāng)施以外力時(shí)形狀將發(fā)生改變，去除外力又恢復(fù)原來的形狀。共同點(diǎn)：各種高聚物分子中均存在不飽和鍵。2、性質(zhì)：耐磨、耐油、耐燃、耐腐蝕性、耐老化、耐寒、耐熱等方面有著其獨(dú)特的優(yōu)勢。橡膠的相對分子質(zhì)量比塑料、合成纖維都要高，一般在105—106范圍內(nèi)。易被氧化第39頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一丁苯橡膠是目前世界上產(chǎn)量最高的合成橡膠，它是由丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，請以丁二烯和苯乙烯為原料，寫出合成丁苯橡膠的方程式。合成橡膠第40頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一順丁橡膠：彈性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地帶使用，主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶等。產(chǎn)量居世界第二位1，3-丁二烯為原料，在催化劑存在下，得到順式聚1，3-丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。nCH2=CH-CH=CH2催化劑C=CCH2CH2HHn12341423分子鏈較柔軟，具有較好的彈性第41頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一14催化劑nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2CH2HHn123423硫化劑的作用是打開順式聚1，3-丁二烯的雙鍵，以-S-S-鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的橡膠。但交聯(lián)程度不宜過大，否則會(huì)失去彈性。第42頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一【科學(xué)視野】天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？兩種：巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯，根據(jù)天然橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說說它的性質(zhì)可能有哪些不足？如：橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)？

A、Br2水B、KMnO4(H+)C、HClD、汽油E、HNO3

F、O2橡膠的老化概念第43頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一天然橡膠CH2=C-CH=CH2CH3異戊二烯天然橡膠