1、 选修选修5 5 第五章第五章 第二节第二节 应用广泛高分子材料应用广泛高分子材料第1页合成材料【按用途和性能分类】合成高分合成高分子材料子材料功效高分功效高分子材料子材料复合材料复合材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶黏合剂黏合剂涂料涂料高分子分离膜高分子分离膜液晶高分子液晶高分子导电高分子导电高分子医用高分子医用高分子高吸水性树脂高吸水性树脂三大合成材料第2页【资料卡片】【资料卡片】高分子化合物命名：（1）天然高分子化合物习惯用专有名称；如淀粉、纤维素、蛋白质、核酸、甲壳质等；（2）合成高分子化合物普通在单体名称前加上“聚”。如聚丙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯等；如聚对苯二甲酸乙二醇酯，
2、酚醛树脂、脲醛树脂等。树脂含义：指未加工处理聚合物。（3）合成橡胶名称通常在单体名称后加上“橡胶”。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。（4）合成纤维名称惯用“纶”。如：涤纶。第3页主要成份是合成高分子化合物即合成树脂；适应各种要求：在高分子材料中掺入各种加工助剂（如聚氯乙烯；增塑剂提升柔韧性；热稳定剂改进耐热性；赋予各种颜色-着色剂等）；常见塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。一、塑料塑料树脂添加剂第4页 1、聚乙烯 高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单结构单元重复连接而成；如聚乙烯中：结构 性质 用途决定决定 决定决定 第5页聚乙烯制品 改进聚合反应催化剂，改进聚合反应
3、催化剂，得到超高相对分子质量得到超高相对分子质量（100100万）、性能更为万）、性能更为优越聚乙烯。它含有高优越聚乙烯。它含有高强度、高耐磨性、熔融强度、高耐磨性、熔融温度温度135-137 135-137 ，使用，使用温度温度100100以上，可用作以上，可用作防弹头盔、防弹衣材料。防弹头盔、防弹衣材料。第6页第7页 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)产品产品 保鲜膜保鲜膜吹塑成型聚乙烯薄膜吹塑成型聚乙烯薄膜无毒无毒，化学，化学稳定性好稳定性好，适合，适合做食品和药品包装材料。做食品和药品包装材料。单体单体:CH2=CH2第8页聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化学化学稳定性稳定性好，好，耐酸碱
4、腐蚀耐酸碱腐蚀，使用，使用温度温度不不宜宜超超过过6060，在在低温低温下会下会变硬变硬分为：分为：软软质塑料和质塑料和硬硬质塑料质塑料单体单体:CH2=CHCl第9页聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2=CHC6H5第10页聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）（有机玻璃）单体：单体：CH2=CCH3COOCH3第11页聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2人们给聚四氟乙人们给聚四氟乙烯冠以烯冠以“塑料王塑料王”美称。美称。一个尤其菜锅一个尤其菜锅不粘锅。不粘锅。第12页（1）组成：）组成：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸酸或或碱碱催化下相互
5、缩合而成高分子化合物。催化下相互缩合而成高分子化合物。（2）形成：）形成：A、在酸催化下，在酸催化下，等物质量等物质量苯酚与甲醛反苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位氢原子与甲醛应，苯酚邻位或对位氢原子与甲醛羰基加成生成生成邻邻（或对位）（或对位）羟甲基苯酚羟甲基苯酚，然后，然后羟羟甲基苯酚甲基苯酚之间相互脱水缩合成之间相互脱水缩合成线型线型结构高结构高分子。分子。2、酚醛树脂、酚醛树脂（电木）（电木）第13页 OHOHCH=+H+OHCH2OHnH+OHCH2 OHCH2OHnHOH+（n-1）H2O【思索与交流思索与交流】为何用碱性催化生成酚醛树脂能形成网为何用碱性催化生成酚醛树脂能形成网状结构
6、？你能画出酚醛树脂部分网状结构吗状结构？你能画出酚醛树脂部分网状结构吗？羟基苯酚羟基苯酚第14页 B、在碱催化下，等物质量苯酚与甲醛或过量甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就能够生成网状结构酚醛树脂。OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羟甲基苯酚三羟甲基苯酚2，4-二羟甲基苯酚二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OH第15页酚酚醛醛树树脂脂局局部部结结构构第16页酚醛树脂制取和性质酚醛树脂制取和性质分组编号分组编号试验步骤2g苯酚+3ml40%甲醛+3滴浓盐酸苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓氨水浓氨水加热试验加热试验酒精溶解酒精溶解结构特点结构特点试
7、验5-1沸水浴加热沸水浴加热15min洗净、烘干洗净、烘干软化（热塑性）软化（热塑性）不软化（热固性）不软化（热固性）溶解溶解不溶解不溶解线性结构线性结构网状结构网状结构怎样清洗线型酚醛树脂？乙醇清洗第17页酚醛树脂酚醛树脂P108烹饪器烹饪器具手柄具手柄宇宙宇宙飞船飞船外壳外壳电电器器部部件件 主要用作绝缘、主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音隔热、难燃、隔音器材和复合器材。器材和复合器材。第18页合成高分子线型支链型热固型热塑型加工成型后受热加工成型后受热不再熔化不再熔化可重复加热熔融可重复加热熔融加工，屡次使用加工，屡次使用能溶解在适当有能溶解在适当有机溶剂里机溶剂里不溶于任何溶剂，只不溶于任
8、何溶剂，只有一定程度胀大有一定程度胀大网状结构体型第19页【思索与交流】P108页 尿素是蛋白质代谢产物，随尿排出是蛋白质代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上氢能够像苯环上氢体外。尿素氮原子上氢能够像苯环上氢原子那样与原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩，并可缩聚成线型和网状结构聚成线型和网状结构脲醛树脂。你能写。你能写出它们结构出它们结构简简式吗？式吗？第20页【科学视野】可降解高分子材料【科学视野】可降解高分子材料P107【光降解】有一个方法是在高分子化合物有一个方法是在高分子化合物分子链分子链一定距离之间一定距离之间添加光敏基团添加光敏基团，它们被，它们被曝晒曝晒在阳光下，在阳光下，光敏基
9、团光敏基团就就吸收辐射吸收辐射而使高分子化合物在此而使高分子化合物在此断裂断裂，断，断裂以后碎片是比较轻易被生物降解。裂以后碎片是比较轻易被生物降解。【微生物降解】另一个方法是在高分子化合另一个方法是在高分子化合物中物中引入引入一些一些基团基团，使它，使它适合适合一些一些微生物微生物口味口味，这些，这些微生物能使高分子化合物微生物能使高分子化合物长链分子长链分子断裂断裂为为小碎片小碎片，小，小碎片深入降解就比较轻易了。碎片深入降解就比较轻易了。第21页二二.合成纤维合成纤维纤纤维维天天然然纤纤维维化化学学纤纤维维棉花棉花 羊毛羊毛蚕丝蚕丝 麻麻合成纤维合成纤维人造纤维人造纤维涤纶涤纶锦纶锦纶腈
10、纶腈纶丙纶丙纶维纶维纶氯纶氯纶六六大大纶纶第22页 世界上出现世界上出现第第一个合成纤维一个合成纤维是是 20 20 世纪世纪 30 30 年代年代美国杜邦企业科研美国杜邦企业科研小组研制出尼龙小组研制出尼龙 6666（NylonNylon，聚酰，聚酰胺胺6666），它是由己），它是由己二酸和己二胺缩聚二酸和己二胺缩聚而成，写出合成尼而成，写出合成尼龙龙-66-66化学方程式。化学方程式。第23页HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-H OC(CH2)4CONH(CH2)6NH nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己
11、二胺缩聚合成尼龙己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66-66化学方程式化学方程式第24页涤纶涤纶尼龙尼龙防防弹弹衣衣腈腈纶纶第25页锦纶锦纶丙纶丙纶维纶维纶氯纶氯纶第26页HOCH2CH2OH nH+（2n-1）H2OHO OC-COOCH2CHO对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶化学方程式对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶化学方程式HOOC-COOHHOOC-COOH+HOCH2CH2OH合成纤维中当前产量占第一位是聚酯纤维合成纤维中当前产量占第一位是聚酯纤维涤纶涤纶【化学名化学名】聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 n nn n催化剂催化剂第27页28第28页第29页【思索】合成纤维和天然纤维比较
12、有【思索】合成纤维和天然纤维比较有 什么优点什么优点和不足？合成纤维中维纶和不足？合成纤维中维纶(聚乙烯醇聚乙烯醇)为何吸湿为何吸湿性很好？性很好？维纶（聚乙烯醇）含有很好吸湿性，维纶（聚乙烯醇）含有很好吸湿性，称为人造棉花，是因为在其分子链上称为人造棉花，是因为在其分子链上含有羟基缘故。含有羟基缘故。合成纤维强度高、弹性好、耐合成纤维强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，做成服装挺括磨和耐化学腐蚀，做成服装挺括不皱，但它吸湿性和透气性较差。不皱，但它吸湿性和透气性较差。所以，合成纤维经常与棉纤维或所以，合成纤维经常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。
13、来既舒适又挺括。性能互补性能互补第30页假如服装面料是由一个纤维材料制成，假如服装面料是由一个纤维材料制成，则用则用“纯纯X”或或“100X”来表示。如来表示。如“纯棉纯棉”“纯毛纯毛”或或“100棉棉”“100毛毛”；假如服装是由两种或；假如服装是由两种或两种以上纤维制成，标签上应注明每两种以上纤维制成，标签上应注明每种纤维种类含量，如种纤维种类含量，如“涤纶涤纶20棉棉80”等。等。服装标签服装标签 第31页橡胶起源橡胶起源森林中有一个高大乔森林中有一个高大乔木，叫作木，叫作“三叶树三叶树”。假如用小刀在它树。假如用小刀在它树皮上割开一个小口子，皮上割开一个小口子，便会有牛奶似树汁流便会有
14、牛奶似树汁流淌出来。这种树汁，淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉就是今天人们所熟悉橡胶最初起源。在印橡胶最初起源。在印第安人土语中，第安人土语中，“橡橡胶胶”就是就是“树木眼泪树木眼泪”意思。意思。第32页小学生用五颜六色橡皮擦是一个硫化橡胶。小学生用五颜六色橡皮擦是一个硫化橡胶。现在使用橡胶轮胎，包含大多数自行车轮胎，都现在使用橡胶轮胎，包含大多数自行车轮胎，都是经过加硫磺、炭黑、纤维等一系列加工步骤后是经过加硫磺、炭黑、纤维等一系列加工步骤后制成。制成。合成橡胶是以石油和煤为原料，采取高分子合成合成橡胶是以石油和煤为原料，采取高分子合成技术制造出来。技术制造出来。现在已发展了现在已发展了
15、20多个大品种，人们惯用型合多个大品种，人们惯用型合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。橡胶的发展第33页1、橡胶分类、橡胶分类橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）杜仲树胶（反）丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶合整天然橡胶合整天然橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶硅橡胶硅橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶合成橡胶于合成橡胶于20世纪开始世纪开始出现，出现，40年年代得到快速代得到快速发展。发展。三、合成橡胶三、合成橡胶第34页丁苯橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶通通用用橡橡胶胶第35页硅橡胶硅橡胶特特种种橡橡胶胶
16、第36页第37页 合成橡胶与天然橡胶相比，含有高弹性，绝缘性、合成橡胶与天然橡胶相比，含有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。交通及日常生活中。第38页橡胶是一类含有弹性物质，当施以外力时形状将发生改变，去除外力又恢复原来形状。共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键。2、性质：耐磨、耐油、耐燃、耐腐蚀性、耐老化、耐寒、耐热等方面有着其独特优势。橡胶相对分子质量比塑料、合成纤维都要高，普通在105106范围内。易被氧化第39页丁苯橡胶是当前世界上产量最高合成橡胶，它是由丁二烯和苯乙烯共聚而成弹性体，请以
17、丁二烯和苯乙烯为原料，写出合成丁苯橡胶方程式。合成橡胶第40页顺丁橡胶：顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在严寒地弹性高、耐磨、耐寒性好，可在严寒地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界第二位第二位1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺式聚到顺式聚1，3-丁二烯线型结构。丁二烯线型结构。nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3分子链较柔软，含有很好弹性分子链较柔软，含有很好弹性第41页1 4催化剂催化剂nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2
18、CH2HH n1 2 3 42 3 硫化剂作用是打开顺式硫化剂作用是打开顺式聚聚1，3-丁二烯双键，以丁二烯双键，以-S-S-键将顺丁橡胶线型结构连接键将顺丁橡胶线型结构连接为网状结构，得到现有弹性为网状结构，得到现有弹性又有强度橡胶。但交联程度又有强度橡胶。但交联程度不宜过大，不然会失去弹性。不宜过大，不然会失去弹性。第42页【科学视野】【科学视野】天然橡胶有几个？它们结构有何不一样？天然橡胶有几个？它们结构有何不一样？两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）天天然然橡橡胶胶主主要要成成份份是是聚聚异异戊戊二二烯烯，依依据据天天然然橡橡胶胶结结构构
19、特特点点，说说说说它它性性质质可可能能有有哪哪些些不不足足？如：橡胶碰到以下物质各发生什么反应？如：橡胶碰到以下物质各发生什么反应？A、Br2水水 B、KMnO4(H+)C、HCl D、汽油、汽油 E、HNO3 F、O2橡胶橡胶老化老化概念概念第43页天然橡胶CH2=C-CH=CH2CH3异戊二烯天然橡胶天然橡胶线型线型硫磺硫硫磺硫化剂化剂网状体型网状体型橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大第44页以下高聚物经简单处理能够从线型结以下高聚物经简单处理能够从线型结构变成体型结构是（构变成体型结构是（）CH2CH2CHCH2nCH3OH CH2CH2CH2CHCH2
20、nClnCH2CHnClABCDBC线型结构里必须还存在能发生加聚线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应官能团，如双键、羟基、或缩聚反应官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为体型结构。氨基等，才有可能转变为体型结构。第45页练 习1.以下原料或制成产品中，若出现破损不能够进行修补是（）A、聚氯乙烯塑料 B、电木插座 C、自行车内胎 D、聚乙烯塑料薄膜B第46页2、现有两种高聚物甲、乙，已知甲能溶于氯、现有两种高聚物甲、乙，已知甲能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘稠液体，乙不溶于任何溶剂，加热不会变软或稠液体，乙不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则以下叙述中熔融，则以下叙述中不正确是（是（）A.高聚物甲可能含有弹性，而乙一定没有弹性高聚物甲可能含有弹性，而乙一定没有弹性B.高聚物甲一定是线型高分子材料高聚物甲一定是线型高分子材料C.高聚物甲一定是体型高分子材料高聚物甲一定是体型高分子材料D.高聚物乙一定是体型高分子材料高聚物乙一定是体型高分子材料C第47页3、婴儿用一次性纸尿片中有一层能吸水保水、婴儿用一次性纸尿片中有一层能吸水保水物质。以下高分子中有可能被采取是（物质。以下高分子中有可能被采取是（）B第48页
