应用广泛的高分子材料新人教选修PPT课件.ppt

学习目标 1 以聚乙烯和酚醛树脂为例 了解高分子化合物的结构特点和基本性质 体会高聚物的结构与性质之间的关系 2 了解塑料 合成纤维 合成橡胶的性能和用途 3 进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能 加聚 缩聚反应的书写 1 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 2 一 塑料 热塑性塑料 热固性塑料 可以反复加工 多次使用 一旦加工成型就不会受热熔化 添加了特定用途的添加剂的树脂 聚乙烯 酚醛树脂 3 1 聚乙烯 高压高温引发剂 较低压力催化剂 线型 支链型 少有或没有 相对较长 相对较短 相对较小 相对较大 4 低密度 相对较低 相对较小 相对较小 相对较高 高密度 相对较大 相对较大 高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中 5 2 酚醛树脂 反应物 酚类 醛类 苯酚 甲醛 酚醛树脂 电木 酸催化 线型 碱催化 网状结构 体型 具热塑性 能溶于一些有机溶剂中 具热固性 不溶于任何溶剂 理解掌握 注意书写 6 1 组成 用酚类 如苯酚 与醛类 如甲醛 在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物 2 形成 在酸催化下 等物质的量的苯酚与甲醛反应 苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成邻 或对位 羟甲基苯酚 然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子 4 酚醛树脂 电木 7 思考与交流 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 羟甲基苯酚 8 酚醛树脂局部结构 9 在碱催化下 等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛与苯酚反应 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 就可以生成网状结构的酚醛树脂 10 实验5 1 酚醛树脂的制备及性质 目的 通过甲醛和苯酚形成酚醛树脂的过程 加深对缩聚反应的认识 用品 大试管 带有长玻璃管 约30cm 的橡皮塞 试管夹 量筒 烧杯 石棉网 酒精灯 温度计 蒸发皿 苯酚 甲醛 40 浓盐酸 37 浓氨水 28 原理 酚醛树脂用苯酚和甲醛为原料 在酸或碱的催化作用下缩聚而成 苯酚过量 在酸性催化剂作用下 缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂 甲醛过量 在碱性催化剂作用下 缩聚成体型结构的热固性酚醛树脂 11 操作 1 用盐酸作为催化剂在一个大试管里加入苯酚2g 注入3mL甲醛溶液和3滴浓盐酸混合后 用带有玻璃管的橡皮塞塞好 放在沸水浴里加热约15min 待反应物接近沸腾时 液体变成白色浑浊状态 从水浴中取出试管 用玻璃棒搅拌反应物 稍冷 将试管中的混合物倒入蒸发皿中 倾去上层的水 下层就是缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂 米黄色中略带粉色 它能溶于丙酮 乙醇等溶剂中 2 用浓氨水作催化剂在另一个试管里加入2 5g苯酚 注入3 4mL40 甲醛溶液 混匀后再加1mL浓氨水 振荡混合 也用带有玻璃管的橡皮塞塞好 水浴中加热 装置如图5 1 约15min后 试管里逐渐出现白色的浑浊状态 暂停加热 待发生的气泡稍少时 再继续加热 过一会儿 就变成黏稠的半流动性液体 将所得黏稠物倒入一瓷蒸发皿里 在50 温度下烘1h后 再继续在70 80 下烘8h 即能缩合成体型固体酚醛树脂 淡黄色 它不溶于任何溶剂 图5 1酚醛树脂的制取 12 注意事项 清洗试管的方法是 倒掉试管上部的液体后 在试管底部剩下的酚醛树脂中 加入约1mL的福尔马林 再用玻棒刮擦 可使酚醛树脂成团地拉出来 若是体型结构的酚醛树脂 倒出后 试管壁上还会留下一些橙红色的碎粒 同样可用福尔马林清洗 如果管壁尚有少量高聚物 则可用软质纸卷成与管口粗细相仿的纸棒 伸入试管底部 沿管壁刮擦 此实验需在通风良好的实验室进行 树脂及残液需统一回收处理 13 酚醛树脂的制取和性质 实验5 1 沸水浴加热15min 洗净 烘干 淡粉红色固体 软化 热塑性 不软化 热固性 溶解 不溶解 线性结构 网状结构 淡黄色固体 怎样清洗线型酚醛树脂 福尔马林溶液或乙醇清洗 14 思考与交流 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式吗 P108 15 脲甲醛树脂的线形结构 16 脲甲醛树脂的网状结构 17 合成高分子 按结构分类 线型 支链型 热固型 热塑型 加工成型后受热不再熔化 可反复加工 多次使用 能溶解在适当的有机溶剂里 不易溶解 只有一定程度的胀大 网状结构 体型 18 二 合成纤维 纤维 天然纤维 化学纤维 棉花羊毛蚕丝麻 合成纤维 人造纤维 涤纶 锦纶 腈纶 丙纶 维纶 氯纶 六大纶 19 2019 12 28 20 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 21 世界上出现的第一种合成纤维是20世纪30年代美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙66 Nylon 聚酰胺66 它是由己二酸和己二胺缩聚而成的 写出合成尼龙 66的化学方程式 22 HOOC CH2 4COOH H2N CH2 6NH2 nHO OC CH2 4CO OH nH NH CH2 6HN H 己二酸和己二胺缩聚合成尼龙 66的化学方程式 23 HOCH2CH2OH 对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式 HOCH2CH2OH 合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维 涤纶 化学名 聚对苯二甲酸乙二醇酯 n n 催化剂 24 橡胶的来源 森林中有一种高大的乔木 叫作 三叶树 如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子 便会有牛奶似的树汁流淌出来 这种树汁 就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源 在印第安人的土语中 橡胶 就是 树木的眼泪 的意思 25 三 合成橡胶 1 橡胶分类 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 三叶树胶 顺 杜仲树胶 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 丁腈橡胶 合成橡胶于20世纪开始出现 40年代得到迅速发展 26 丁苯橡胶 氯丁橡胶 通用橡胶 27 硅橡胶 特种橡胶 28 一些合成橡胶产品 29 合成橡胶与天然橡胶相比 具有高弹性 绝缘性 耐油和耐高温等性能 因而广泛应用于工农业 国防 交通及日常生活中 合成橡胶的用途 30 橡胶是一类具有弹性的物质 当施以外力时形状将发生改变 去除外力又恢复原来的形状 共同点 各种高聚物分子中均存在不饱和键 2 性质 耐磨 耐寒 耐油 耐热 耐燃 耐腐蚀性 耐老化等方面有着其独特的优势 橡胶的相对分子质量比塑料 合成纤维都要高 一般在105 106范围内 31 天然橡胶 线型 硫磺硫化剂 网状体型 橡胶硫化后 其柔韧性和弹性都会增大 32 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 33 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 34 下列原