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1、2022/12/27,2022/12/27,1,第二节 应用广泛的高分子材料,第1课时,2022/10/22022/10/21第二节 应用广泛的高分,2022/12/27,2022/12/27,2,应用广泛的高分子材料,2022/10/22022/10/22应用广泛的高分子材料,设问：高分子化合物有何结构特点？,1、线型结构2、体型结构,2022/12/27,2022/12/27,3,平均相对分子质量越大，分子强度越高,加聚产物：单官能团单体缩聚产物：双官能团单体,加聚产物：双官能团单体缩聚产物：多官能团单体,应用广泛的高分子材料,设问：高分子化合物有何结构特点？1、线型结构2022/10/,
2、2022/12/27,2022/12/27,4,有机高分子,天然（棉花、蚕丝、麻）,合成,合成材料,功能高分子材料,复合材料,塑料,合成纤维,合成橡胶,应用广泛的高分子材料,2022/10/22022/10/24有机高分子天然（棉花、,2022/12/27,2022/12/27,5,资料卡片：P104 高分子化合物的命名,1、天然高分子化合物的名称,2、合成高分子化合物的名称,3、合成橡胶的名称,4、合成纤维的名称,应用广泛的高分子材料,2022/10/22022/10/25资料卡片：P104,2022/12/27,2022/12/27,6,有机高分子化合物的性质,1.溶解性：通常难溶于水，即
3、使在适当的溶剂中它们溶解得也很慢，或者只有一定程度的胀大,2.热塑性、热固性有机高分子加热时会变软，流动受冷时又硬化即反复加热，受热再造。而有些高分子化合物受热时不会变软只能彻底被裂解，因些不能通过加热受冷反复再造。,3.电绝缘性 4、可燃性,性质上的差异与什么有关呢？,应用广泛的高分子材料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/26有机高分子化合物的性质,2022/12/27,2022/12/27,7,一、塑料,添加了特定用途的添加剂的树脂,树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物
4、塑料树脂添加剂树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/27一、塑料添加了特定用途,2022/12/27,2022/12/27,8,一、塑料,热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等),塑料,热固性塑料（酚醛塑料）,特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用,特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人
5、教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/28一、塑料热塑性塑料(聚,树 脂: 指尚未与各种添加剂混合的高聚物。填 料:（又称添加剂）提高制品的强度和耐热性并可降低成本。2050%）。增塑剂:（又称软化剂）使制品具有韧性。增强可塑性，降低脆性和刚性。稳定剂：防止塑料老化，延长使用寿命。润滑剂：防止塑料在成型过程中粘附压模，造成脱落困难。固化剂：加速高聚物分子间发生交联、硬化。着色剂：使制品美观。,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),树 脂: 指尚未与各种添加剂混合的高聚物。填 料:,2
6、022/12/27,2022/12/27,10,热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型,为什么两种塑料的特性不同呢?,热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/210热固性塑料再次受热时,2022/12/27,2022/12/27,11,热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联,只有微弱的分子间作用力 以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联 ，此交联
7、会随加工过程而有纠缠及去缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程 。,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/211热塑性塑料：高分子链,2022/12/27,2022/12/27,12,常见的热固性塑料包括环氧树脂、酚系树脂、聚酯树脂,热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会
8、受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/212 常见的,2022/12/27,2022/12/27,13,耳机线为什么总缠在一起？,形状,结构,聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/213耳机线为什么总缠在一,2022/12/27,
9、2022/12/27,14,1.聚乙烯,塑料,人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(70页),2022/10/22022/10/2141.聚乙烯高压聚乙烯,2022/12/27,2022/12/27,15,1、结构决定性质。2、由于碳碳单键可以旋转故高分子链不可能是一条直线，只能呈不规则的卷曲状态，因此高分子化合物具有一定的弹性。,塑料,2022/10/22022/10/215高压聚乙烯低压聚乙烯,2022/12/27,2022/12/27,16, 聚乙烯(PE)产品,保鲜膜,吹塑成型的聚乙烯薄膜,无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包
10、装材料,单体: CH2=CH2,塑料,2022/10/22022/10/216 聚乙烯(PE)产,2022/12/27,2022/12/27,17,影响高分子化合物熔点、密度的因素：,(1)高分子链越长相对分子质量越大分子间的作用力越大熔点、密度越高,(2)链与链之间越密链之间的作用力越大熔点、密度越高,4、无论是直链还是支链结构具有热塑性,练习：完成教材上的实践活动,科学视野：P107 可降解高分子材料,塑料,2022/10/22022/10/217影响高分子化合物熔点,线型结构热塑性高分子化合物,2.聚氯乙烯 (PVC),优点：机械强度好，耐腐蚀性，电绝缘性优 良， 易加工成型，成本低。,
11、缺点：软化点较低（6580），不耐寒，冬天 硬脆易断裂，耐热耐光差。,外观：白色、无臭，无味的无定形物。,应用：轻工、化工、电器等方面。,线型结构热塑性高分子化合物2.聚氯乙烯 (PVC)优点：机械,2022/12/27,2022/12/27,19,聚氯乙烯（PVC）,化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60，在低温下会变硬分为：软质塑料和硬质塑料,单体: CH2=CHCl,塑料,2022/10/22022/10/219聚氯乙烯（PVC）,聚四氟乙烯塑料,2022/12/27,2022/12/27,20,单体：,CF2CF2,塑料,聚2022/10/22022/10/220单体：CF2C
12、F,2022/12/27,2022/12/27,21,聚苯乙烯,单体：,塑料,2022/10/22022/10/221聚苯乙烯单体：CH,2022/12/27,2022/12/27,22,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。,塑料,2022/10/22022/10/222聚甲基丙烯酸甲酯单体,2022/12/27,2022/12/27,23,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等,塑料,2022/10/22022/10
13、/223酚醛塑料单体：苯酚,2022/12/27,2022/12/27,24,酚醛树脂的制备和性质,水浴加热15min,洗净、 烘干,米黄色略带粉色,软化（热塑性）,不软化（热固 性）,溶解,不溶解,线性结构,网状结构,淡黄色,塑料,2022/10/22022/10/224酚醛树脂的制备和性质,2022/12/27,2022/12/27,25,水浴加热,塑料,2022/10/22022/10/225水浴加热塑料,2022/12/27,2022/12/27,26,酚醛树脂,反应物：酚类醛类,苯酚甲醛,酚醛树脂,（电木）,酸催化苯酚过量线型,碱催化甲醛过量网状结构（体型）,具热塑性，能溶于一些丙酮
14、、乙醇有机溶剂中,具热固性，不溶于任何溶剂,塑料,2022/10/22022/10/226酚醛树脂反应物：酚类,思考与交流 P108,2022/12/27,2022/12/27,27,1、为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？,在碱性条件下，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂（淡黄色）,塑料,思考与交流 P108 2022/10/22022/10/,2022/12/27,2022/12/27,28,塑料,2022/10/22022/10/228OH+ HC,2022/12/27,2022/12/
15、27,29,酚醛树脂局部结构,塑料,2022/10/22022/10/229酚醛树脂局部结构塑料,思考与交流 P108,2022/12/27,2022/12/27,30,2、尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。你能写出它们的结构吗？,塑料,思考与交流 P108 2022/10/22022/10/,2022/12/27,2022/12/27,31,思考与交流：,究竟怎样的线型高聚物才可能进一步转变为网状？,线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为网状结构
16、。,塑料,2022/10/22022/10/231思考与交流：究竟怎样,2022/12/27,2022/12/27,32,下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（ ）,CH2CH2CHCH2n,CH3,OH, CH2,CH2CH2CHCH2n,Cl,n,CH2CHn,Cl,A,B,C,D,BC,塑料,2022/10/22022/10/232下列高聚物经简单处理,2022/12/27,2022/12/27,33,现有两种高聚物A、B，已知A能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘稠的液体，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
17、弹性，而B一定没有弹性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,C,塑料,2022/10/22022/10/233现有两种高聚物A、B,2022/12/27,2022/12/27,34,支链型结构,塑料,2022/10/22022/10/234支链型结构塑料,2022/12/27,2022/12/27,35,线型结构,塑料,2022/10/22022/10/235线型结构 塑料,阅读与交流（P109),1、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维和化学纤维？2、合成纤维有哪些优点？哪些缺点？如何加以改善？,2022/12/27,2022/12/
18、27,36,纤维,天然纤维,化学纤维,人造纤维：,合成纤维：,动物纤维如羊毛、蚕丝等,用木材为原料，经化学加工处理所得,以各种单体为原料经聚合反应制成,植物纤维如棉花、麻等,二、合成纤维,合成纤维,阅读与交流（P109)1、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维,2022/12/27,2022/12/27,37,合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成加工制得的纤维如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”,合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。,合成纤维,2022/10/22022/10/237合成纤
19、维：用石油、天,2022/12/27,2022/12/27,38,维纶聚乙烯醇,吸湿性好，因其分子链上有羟基,涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯,结构简式？,合成纤维,2022/10/22022/10/238维纶聚乙烯醇吸湿,2022/12/27,2022/12/27,39,涤纶,尼龙,芳纶纤维织成的防弹衣腈纶,腈纶,合成纤维,2022/10/22022/10/239涤纶尼龙芳纶纤维织成,1聚酰胺纤维,各链节以 CONH 相连结 商品名称：锦纶（又称尼龙）、耐纶等 优点：具有高强度，有一定的弹性、耐磨、耐油、耐腐蚀、耐细菌。 缺点：耐光较差，长期光照下强度下降。 例：,1聚酰胺纤维 各链节以 CONH
20、相连结,2 聚酯纤维,各链节以COO相连结 商品名称：涤纶、的确良等 优点：强度大、耐磨（仅次于聚胺纤维）、富有弹性、易皱、吸水性小、耐光、耐腐蚀、耐漂白剂、耐氧化剂、耐有机试剂及无机酸，绝缘性好。 缺点：耐碱性稍差。 例：的确良聚对苯二甲酸乙二酯纤维,2 聚酯纤维 各链节以COO相连结,3 聚丙烯腈纤维,单体：是丙烯腈 商品名称：腈纶（又称合成羊毛） 优点：柔软蓬松，强度、保暧性及 弹性比羊毛好，是优良的天然代用品。 缺点：耐磨性能不及羊毛好。 合成：,3 聚丙烯腈纤维 单体：是丙烯腈,2022/12/27,2022/12/27,43,2003年3月26日，在伊拉克的英国皇家海军陆战队战士埃
21、里克沃尔德曼头盔连中四枪。沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫“凯夫拉尔”的特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为奇了。,合成纤维,2022/10/22022/10/243,高强纤维的代表: Kevlar,2022/12/27,2022/12/27,44,芳纶：全芳香族聚酰胺,抗拉强度3.4GPa模量（59190）GPa断裂伸长5%,合成纤维,高强纤维的代表: Kevlar2022/10/22022/1,2022/12/27,2022/12/27,45,宇航员费俊龙、聂海胜凯旋
22、归来,合成纤维,2022/10/22022/10/245宇航员费俊龙、聂海胜,2022/12/27,2022/12/27,46,宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。 宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。 密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。,合成纤维,2022/10/22022/10/246 宇航员的服装能,2022/12/27,2022/12/27,47,橡胶产品,合成橡胶,2022/10/22022/10/2
23、47橡合成橡胶,2022/12/27,2022/12/27,48,三.橡 胶,橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。,1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：,2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶,通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。,特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等,性能全面，但易老化,性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。,合成橡胶,2022/10/22022/10/248三.橡 胶,3、橡胶的分类：,橡胶,2022/12/27,2022/12/27,49,天然橡胶,合成橡胶,三叶树胶（顺）,杜仲树胶（
24、反）,丁苯橡胶,顺丁橡胶,合成天然橡胶,氯丁橡胶,乙丙橡胶,硅橡胶,共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键,性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。,合成橡胶,3、橡胶的分类：橡胶2022/10/22022/10/249,2022/12/27,2022/12/27,50,天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？,天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。,合成橡胶,2022/10/22022/10/250天然橡胶为何容易老化,阅读与交流（P110- P111),1.什么是顺丁
25、橡胶？橡胶的硫化对橡胶的性能有怎样的影响？2.天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？,2022/12/27,2022/12/27,51,nCH2=CH-CH=CH2,催化剂,C=C,CH2,CH2,H,H n,1 2 3 4,1 4,2 3,硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。,两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）,合成橡胶,阅读与交流（P110- P111)1.什么是顺丁橡胶？橡胶的,顺丁橡胶,合成：,优点：弹性好，耐磨性能、耐低温性能也较好。具有良好的物理机械性能。,缺点：抗斯裂强度、加工性能较差。,用
26、途：一般制造三角皮带、耐热胶管、电绝缘制品等。,顺丁橡胶合成：优点：弹性好，耐磨性能、耐低温性能也较好。具有,2022/12/27,2022/12/27,53,合成橡胶,2022/10/22022/10/253合成橡胶,氯丁橡胶,合成：,优点：由于氯原子的存在，赋予氯丁橡胶良好的耐油性和其他物理机械性能。耐老化特别好。耐热性、耐磨性、耐燃性、耐化学试剂、气密性、耐臭氧性均比天然橡胶优良。,缺点：弹性和耐寒性比天然橡胶差。,用途：广泛用作海底电线绝缘材料，化工防腐材料，耐油制品等。,氯丁橡胶 合成：优点：由于氯原子的存在，赋予氯丁橡胶良好,2022/12/27,2022/12/27,55,氯丁橡
27、胶,合成橡胶,2022/10/22022/10/255氯丁橡胶合成橡胶,2022/12/27,2022/12/27,56,硫化橡胶,优点: 具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等,合成橡胶,2022/10/22022/10/256硫化橡胶优点: 具有,2022/12/27,2022/12/27,57,丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶,CH2=CH-CH=CH2,丁苯橡胶SBR,1,3-丁二烯,苯乙烯,合成橡胶,2022/10/22022/10/257丁二烯和苯乙烯共聚而,丁苯橡胶,合成：,优点：耐磨、耐自然老化、耐臭氧、与天然橡胶相似。 缺点：弹性和机械强度较差粘合性也不好
28、。 用途：目前产量最高、用途最广的合成橡胶。制造轮胎、电缆等。,丁苯橡胶 合成： 优点：耐磨、耐自然老化、耐臭氧、与,2022/12/27,2022/12/27,59,丁苯橡胶,合成橡胶,2022/10/22022/10/259丁苯橡胶合成橡胶,丁腈橡胶,合成：,优点：特别耐油，耐磨、耐热、耐老化性都比天然橡胶和氯丁橡胶好。 缺点：弹性、耐臭氧能力及多次挠屈性能较差，耐寒性差。 用途：用于耐油制品。,丁腈橡胶 合成： 优点：特别耐油，耐磨、耐热、耐老化性都比,2022/12/27,2022/12/27,61,婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是（ ）,B,
29、合成橡胶,2022/10/22022/10/261婴儿用的一次性纸尿片,2022/12/27,2022/12/27,62,硅橡胶的合成流程如下：将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。请用化学方程式表示以上过程。,合成橡胶,2022/10/22022/10/262硅橡胶的合成流程如下,硅橡胶,结构：,优点：既耐低温，又耐高温。在-65 250保持弹性。耐油防水，不易老化，绝缘性能也很好。,缺点：机械性能较差，耐酸碱不及其它橡胶。,用途：可作高温高压设备的衬垫，油管衬里，火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料。,硅橡胶 结构： 优点：既耐低温，又
30、耐高温。在,2022/12/27,2022/12/27,64,硅橡胶,合成橡胶,2022/10/22022/10/264硅橡胶合成橡胶,2022/12/27,2022/12/27,65,下列原料或制成的产品中，若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,B,合成橡胶,2022/10/22022/10/265下列原料或制成的产品,科学视野：P111 天然橡胶,2022/12/27,2022/12/27,66,合成橡胶,科学视野：P111 天然橡胶2022/10/22022/10,四、复合材料,学与问,每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但
31、易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？,复合材料：两种或两种以上高分子材料组合成的一种新型材料,你能举出一些复合材料的例子吗？,四、复合材料学与问 每种材料都有它的优缺点：金属材,玻璃钢,玻璃钢即玻璃纤维增强塑料, 是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维加到合成树脂中，就制得玻璃钢,性能：强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，具有较好的韧性。,玻璃钢 玻璃钢即玻璃纤维增强塑料, 是将玻璃熔化并迅速拉,玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料（玻璃钢）,安全玻璃,玻璃钢中基体是： 增强剂是：,合成树脂,玻璃纤维,玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料安全玻璃,固体火箭发动机复合材料喷管,固体火箭发动机复合材料喷管,
