应用广泛的高分子材料课件新人教选修

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,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,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,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,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,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！,（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）,【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,酚醛树脂局部结构,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。,【实验51】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。,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34mL40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51）。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7080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51酚醛树脂的制取,【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。,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,【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,脲甲醛树脂的线形结构：,脲甲醛树脂的网状结构：,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,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,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？,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,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,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,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。,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。,丁苯橡胶,氯丁橡胶,通用橡胶,硅橡胶,特种橡胶,一些合成橡胶产品,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,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105106范围内。,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,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,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