高中化学 3.3 高分子材料和复合材料课件1 苏教版选修1.ppt

一 二 三 一 塑料有机高分子材料按性能和用途一般分为塑料 纤维 橡胶以及功能高分子材料等 1 成分塑料的主要成分是合成树脂 2 优点塑料具有密度小 强度高 化学性能稳定 绝缘性好 耐摩擦等优点 3 分类塑料按用途分为 通用塑料 如 聚乙烯 聚丙烯 酚醛树脂等 特种塑料 如 含氟塑料 聚乙烯醇 聚砜等 工程塑料 如 abs塑料 聚碳酸酯等 按性能分为热塑性塑料 如 有机玻璃 聚苯乙烯等 和热固性塑料 如 酚醛树脂 四 五 一 二 三 四 五 一 二 三 四 五 一 二 三 交流1有些优质的滑雪板表面贴有一层非常光滑的薄膜 这种薄膜是由一种高分子材料制成的 可以大大提高滑雪速度 另外 如果用这种材料制作水龙头垫片 密闭性好 经久耐用 电线电缆的绝缘层 电热毯中间的发热层常用它作为绝缘材料 化工生产中也会用它来保护设备不受酸碱的侵蚀 你知道这是一种什么材料吗 它有什么性质 答案 滑雪板表面贴有的一层物质是聚四氟乙烯 它又被称为 塑料王 它有特殊的化学稳定性 能耐酸碱的腐蚀 用它来做滑雪板 冲浪板的贴面 是因为它的摩擦系数小 极其光滑 可以减小与雪和水的摩擦力 它是塑料中最小的摩擦系数 是理想的无油润滑材料 它还具有绝缘性 介质损耗小 击穿电压高 耐高低温性 对温度的影响变化不大 温域范围广 表面不黏性 已知的固体材料都不能黏附在表面上 是一种表面能最小的固体材料 耐大气老化性 耐辐照性能和较低的渗透性 不燃性等 四 五 一 二 三 二 纤维1 纤维分类及常见物质纤维分为天然纤维和化学纤维 天然纤维有植物纤维和动物纤维 棉花和麻茎所含纤维是植物纤维 羊毛和蚕丝所含纤维是动物纤维 2 常见纤维成分与性能的比较 四 五 一 二 三 3 常见合成纤维及用途人类最早采用的非纤维成分的纺织原料是尼龙 目前产量最大的纺织纤维是聚酯纤维 制备它的原料是对苯二甲酸二甲酯和乙二醇 防弹衣 涤纶织品 人造羊毛 缝合线等都是合成纤维制造的 交流2天然纤维 人造纤维和合成纤维各有什么优缺点 答案 不论是天然纤维 人造纤维 还是合成纤维 都各有优点和缺点 天然纤维织物穿着舒适 吸湿性好 易上色 但不耐磨 人造纤维的优点和天然纤维相似 但织物不经洗 不耐穿 合成纤维织物强度高 耐磨 但不易染色且吸湿性和透气性差 四 五 一 二 三 三 橡胶1 橡胶分类及常见用品橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶 我们生活中常用的橡胶制品有自行车轮胎 橡皮筋 橡皮和篮球等 2 线型橡胶与体型网状橡胶的特性天然橡胶属线型高分子 在性能方面具有物理与机械性能差 在温度较高或受力较大时 容易发生形变 且形变后不能复原等缺陷 而硫化橡胶属体型网状分子 具有既有弹性又不易变形性能 弥补了天然纤维的不足 但受氧气 臭氧 日光等作用时 容易老化 弹性下降 变硬开裂或变软发黏 3 常见橡胶制品通常使用的合成橡胶有丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶等 还有耐油的聚硫橡胶 耐严寒和高温的硅橡胶等特种橡胶 四 五 一 二 三 交流3线型结构的橡胶能否转变成体型结构 答案 线型结构的高分子化合物可以和一些物质再进一步反应 转化为体型结构 例如橡胶和硫反应 使橡胶硫化 使线型橡胶分子之间通过硫桥交联起来 形成体型结构 四 五 一 二 三 四 五 四 功能高分子材料1 生活中的功能高分子材料除三大合成材料 塑料 合成纤维和合成橡胶 外 还有许多功能高分子如高吸水性材料 生物活性材料 导电性材料 光敏性材料 催化剂性材料等 2 高吸水性树脂的特性与用途高吸水性树脂可以用淀粉 纤维素 丙烯酸 苯乙烯 丙烯腈等物质聚合得到 具有不溶于水或有机溶剂 与水接触时能在短时间内吸收比自身质量大得多的水 同时具有良好的保水性能 可制作纸尿布 保水剂 脱水剂 交流4 尿不湿 结构上有什么特点 答案 尿不湿 之所以具有强吸水性是由于其中添加了一种高吸水性树脂 高吸水性树脂作为功能高分子材料 要具有吸水和保水功能 就必须在分子结构中含有亲水性基团 亲水性基团除含有羟基 羧基之外 还有酰胺基 磺酸基 磷酸基等 一 二 三 四 五 五 复合材料1 复合材料概念复合材料是指由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的材料 如钢筋混凝土 石棉瓦 玻璃钢等 2 复合材料组成复合材料通常由基体材料和增强体材料组成 一 二 三 四 五 交流5复合材料有哪些应用 答案 1 建筑方面 内外墙板 地板 壁纸 透明瓦 空调罩 风机 玻璃钢水箱 卫生洁具 净化槽等 2 体育运动器件 网球拍 滑雪板 撑杆 弓箭等 3 汽车工业方面 轮胎帘子线 高压软管 摩擦材料 高压气瓶 发动机活塞 连杆 减振钢板 车厢板 门窗 座椅等 4 医学领域 医用x光机 矫形支架 人造心脏 人造骨 关节等 化工 纺织和机械制造领域 化工设备 纺织机 造纸机 复印机 高速机床 精密仪器等 5 航空航天领域 飞机发动机舱 整流罩 方向舵 飞机机翼和前机身 卫星天线及其支撑结构 太阳能电池翼和外壳 大型运载火箭的壳体 航天飞机结构件等 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 塑料聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性都超过了其他塑料 号称 塑料王 在工业上有广泛的用途 其合成路线如下所示 1 写出a b c d的结构简式 a b c d 2 写出下列反应的化学方程式 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 为什么线型高分子具有热塑性 体型高分子具有热固性 答案 由单体分子经加聚或缩聚反应得到的高分子聚合物都是线型长链状化合物 如聚乙烯 尼龙 66 涤纶等 有的线型高分子在长链上可带有支链 如聚甲基丙烯酸甲酯 有机玻璃 当长链状高分子还带有其他官能团时 分子链之间可以通过官能团发生化学反应 形成化学键使分子链交联起来 构成体型网状高分子 长链型高分子被加热时 分子受热不均匀 有的部分已受热 有的部分受热少 甚至还有一部分没有受热 因此高分子加热后 不是马上熔化变成液体 而是先经历一个软化过程再变为液体 等液体冷却后 变硬成为固体 再次加热 它又能软化 流动 线型高分子的这种性质称为热塑性 它不但使高分子材料便于加工 而且还可以多次重复操作 体型高分子加热后不会熔化 流动 当加热到一定温度时体型高分子的结构遭到破坏 这种性质称为热固性 因此体型高分子一旦加工成型后 不能通过加热改变成其他状态 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 2 橡胶我国加入wto以来 进行了对西方国家的橡胶制品反倾销调查 成功地阻止了某些西方国家对我国橡胶制品的恶意倾销 保护了我国合成橡胶业的发展和利益 在此背景下 我国近两年合成橡胶业飞速发展 为汽车等工业提供了大量优质廉价的合成橡胶 重庆市某化工园区有一化工厂生产丁苯橡胶 某校化学兴趣小组为研究该厂产品及废旧橡胶制品回收处理 进行了下列工作 1 查阅资料 资料1 橡胶是一种战略物资 对国家的经济发展 国家安全关系重大 橡胶分天然橡胶和合成橡胶等 天然橡胶产生于橡胶树 该树主要生长于低纬度的热带地区如菲律宾 马来西亚 越南 缅甸 中国的海南 广东等地 合成橡胶有丁苯橡胶 氯丁橡胶 顺丁橡胶 问题导学 即时检测 1 2 3 4 回答下列问题 关于橡胶的说法 正确的是 a 随意大量丢弃废旧橡胶引发白色污染b 焚烧废旧橡胶会引发大气污染c 关闭合成橡胶企业 杜绝污染源d 在重庆大规模引进种植橡胶树 以天然橡胶替代合成橡胶 问题导学 即时检测 1 2 3 4 2 咨询和研究咨询 咨询该厂科技人员得知产品丁苯橡胶的结构简式为 回答下列问题 合成丁苯橡胶的单体的结构简式为 取一小片该橡胶制品的样品燃烧 产生一种有刺激性气味的气体 说明橡胶中可能还含有元素 用最简单的实验方法确认你的假设 3 提出方案 回收再利用是解决有机废弃物的有效方法 研究小组提出两组方案 方案1 臭氧氧化法 用臭氧氧化 除杂 得到化工原料 方案2 高温裂化法 通过高温 分解 除杂 得到可燃性气体或化工原料 回答下列问题 用o3氧化丁苯橡胶得到的有机物的结构简式是 若回收1 58t丁苯橡胶废旧物 以纯净物计 进行催化分解得到乙烯 乙炔 假设原子利用率为100 则得到乙烯t 问题导学 即时检测 1 2 3 4 解析 橡胶树适合在气温高且日照充足的地区生长 而重庆的气候不适宜橡胶树的生长 根据丁苯橡胶的结构简式可知 其合成单体为苯乙烯和1 3 丁二烯 在橡胶生产过程中都要加入s 可见该橡胶制品燃烧产生的刺激性气体为so2 可用品红溶液检验 把两个双键断开加o即可得答案 根据丁苯橡胶的分子式 c12h14 n有 c12h14 nnch2ch2 5nch ch 根据题目数据即可算出乙烯的质量为0 28t 问题导学 即时检测 1 2 3 4 答案 1 b s将燃烧生成的气体通入品红溶液 品红褪色说明橡胶含硫元素 3 0 28 问题导学 即时检测 1 2 3 4 如何确定高聚物的单体 答案 需要掌握加聚反应和缩聚反应的特点 根据单体和高聚物的组成特点 链节特点进行判断 首先判断是加聚产物还是缩聚产物 如果链节中只含有碳元素则一般是加聚产物 如果链节中含有 n o coo conh 等基团 一般是缩聚产物 通常加聚产物的主链节有三种情况 全是c c 有c c和 有c c和c o键 通常缩聚产物的主链节也有三种情况 含酯基 coo 或 co r o 含有肽键 co nh 或 co r nh 含有酚醛结合的基团 c6h4 oh c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 其次判断单体 如果是加聚产物则 1 若主链结构是上述加聚产物的前两种 其单体的推导可按以下步骤进行 第一步 将聚合物的链节中的单 双键互换 即单键改为双键 双键改为单键 第二步 按碳四价检查 超过四价的相邻两碳原子中间断开 每一部分即为一单体 2 若主链结构是上述加聚产物的后一种 即有 c o 将高聚物的链节两端相连成环 然后 破环形成co即为单体 最后判断缩聚产物的单体 一般说来 缩聚产物的单体多含有两个能相互发生反应的官能团 1 主链上有酯基或肽键时 破此键 哪里来回哪里去 按水解规律 加 oh成酸 加 h成醇或氨基 2 主链上有 c6h4 oh c 一般为醛类和酚类的缩聚产物 苯环补氢 另一部分的碳上加氧 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 橡胶的分类根据来源不同 橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶 2 天然橡胶简介 1 分子结构与性质天然橡胶的分子结构为它可看做是由1 3 丁二烯 异戊二烯 的加聚产物 2 橡胶硫化 将橡胶分子与硫作用 使线型橡胶分子通过硫桥交联起来 形成体型结构 使橡胶具有较高的强度 韧性 良好的弹性和化学稳定性等 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 3 纤维国际上通行的环保产品概念至少应满足下列4个条件 原料能再生 加工无污染 对消费者无危害 废弃后可降解 现不少厂家广告中称其保暖内衣是 绿色 环保 生态 产品 有的还称为纳米技术制造 其实保暖内衣面料一般由三层组成 上 下两层为普通高支全棉或涤棉材料 中间层是保暖内衣的保暖精华部分 其生产方法不同 材料不同 性能不同 保暖效果也不同 其中间层通常有三种材料 聚乙烯薄膜 涤纶和丙纶复合绒 羊毛等其他保暖材料 根本不是纳米技术制造 保暖内衣应该具有的散热与储热 透气与抗风 导湿与保温的功能也许真的要用纳米技术才能解决 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 下列说法正确的是 a 全棉是指天然棉花产品b 涤棉是环保产品c 保暖内衣有三层所以保温效果好d 保暖内衣不能透气否则保暖效果不好 2 聚乙烯薄膜 涤纶和丙纶复合绒的制造都是以石油作为原料 写出以石油产品乙烯为原料合成聚乙烯的化学方程式 3 上述保暖内衣能否称为环保内衣 为什么 答案 1 a 3 不能 因为原料不能再生 废弃后不可降解 问题导学 即时检测 1 2 3 4 如何鉴别纤维和织品 答案 纤维和织品的鉴别有感官法和化学法两种方法 1 感官鉴别法 光泽 涤棉光亮 富纤色艳 维棉色暗 丝织品有丝光 挺括 用手攥紧布迅速松开 毛纤混纺品一般无皱折且毛感强 涤棉皱折少 复原快 富棉和粘棉皱折多 恢复慢 维棉则不易复原且留有折痕 纤维长短 可抽出丝观看 并在润湿后试验 黏胶湿处易拉断 蚕丝干处断 锦丝或涤丝干 湿处都不断 短丝则为羊毛或棉花 粗的为毛 细的为棉 如较长且均匀 则为合成短纤维 问题导学 即时检测 1 2 3 4 2 化学鉴别法观察燃烧方式和烟 焰 灰 味 棉燃烧快 有黄色火焰及蓝烟 灰少 灰末细软呈浅灰色 主要成分为二氧化硅 味似纸 麻有烧草味 其余与棉同 丝燃烧慢且缩成一团 灰呈黑褐色小球 易压碎 有臭味 硫 羊毛燃烧时徐徐冒黑烟 显黄焰 起泡 灰多 为发光的黑色脆块 碳化物 发臭 黏胶纤维燃烧快 与棉同 乙酸纤维燃烧慢 边烧边熔 灰为黑色闪光块状物 有刺鼻的醋酸味 涤纶燃烧慢 卷缩 熔化 有黄焰 灰呈黑色硬块 易捻碎 有芳香味 锦纶 尼龙 燃烧慢 熔化 无烟 亮棕色硬玻璃状灰粒 不易捻碎 有呛鼻气味 维纶燃烧时纤维迅速收缩 火焰小呈红色 为灰褐色块 可捻碎 有特臭气味 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 4 功能高分子材料感光性高分子也称为 光敏性高分子 是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料 其结构简式为试回答下列问题 1 若它是由两种单体经酯化后聚合而成的 试推断这两种单体的结构简式分别为 2 写出在 1 中由两种单体反应生成高聚物的化学方程式 3 对此高聚物的性质判断不正确的是 a 在酸性条件下可以发生水解b 此高聚物不能使溴水褪色c 此高聚物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色d 此高聚物可与液溴发生取代反应e 此高聚物水解后可得到另外一种高聚物 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 问题导学 即时检测 1 2 3 4 你知道纸尿片的吸水原理吗 尿不湿 和治理荒漠化有什么联系 解析 高吸水性树脂作为功能高分子材料 要具有吸水和保水功能 就必须在分子结构中含有亲水性基团 答案 纸尿片之所以具有强吸水性是由于其中添加了一种高吸水性树脂 高吸水性树脂作为功能高分子材料 要具有吸水和保水功能 就必须在分子结构中含有亲水性基团 亲水性基团除含有羟基 羧基之外 还有酰胺基 磺酸基 磷酸基等 并具有一定交联的网状高分子化合物 尿液中的水分子与亲水基团紧密结合 并被包裹在网状高分子结构之中 这就是尿不湿为什么尿不湿的原因 尿不湿与荒漠化看似是互不相关的两个问题 对功能高分子材料却有共同的要求 但在使用上又有不同 对吸水量的要求也有所不同 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 复合材料复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料 其中一种材料作为基体 另外一种材料作为增强剂 2 复合材料的性能具有强度高 质量轻 耐高温 耐腐蚀等优异性能 在综合性能上超过了单一材料 3 玻璃钢玻璃钢就是玻璃纤维和合成树脂组成的复合材料 将玻璃熔化并迅速拉成细丝 得到异常柔软的玻璃纤维 将玻璃纤维加到合成树脂中 就制得玻璃钢 合成树脂与玻璃纤维复合以后 材料的强度大大提高 密度减小 同时材料仍保持合成树脂较高的耐化学腐蚀性 电绝缘性和易加工性能 而且克服了玻璃纤维的脆性 具有较好的韧性 4 有机高分子材料的发展趋势对重要的通用的有机高分子材料继续进行改进和推广 使它们的性能不断提高 应用范围不断扩大 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 1 关于塑料的下列说法中 正确的是 a 塑料的主要成分是合成树脂 另外有少量具有某些特定用途的添加剂b 塑料是以石油 天然气为原料 以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子c 塑料制品容易被微生物分解 所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染d 工程塑料具有某些优异的性能 但不可作为工程材料而代替某些金属解析 塑料的主要成分是合成树脂 一般根据需要加入一些特定用途的添加剂 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 3 有关 尿不湿 中添加的高吸水性树脂的下列说法中不正确的是 a 用淀粉 纤维素等天然高分子化合物与丙烯酸 苯乙烯磺酸发