第二节　应用广泛的高分子材料

组织建设,化学选修5有机化学基础,应用广泛的高分子材料,温故知新,写出下列聚合反应的产物：,温故知新,写出下列聚合反应的产物：,温故知新,写出该高聚物的单体：,问题导学,合成材料概况,随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命人工合成材料。第一个完全人工合成的高分子聚合物酚醛树脂于1910年开始投入生产。三大“合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶已渗透到国民经济的各个部门，成为四化建设不可缺少的材料。,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。,问题导学,高分子化合物的分类,高分子化合物,天然高分子化合物,蛋白质,淀粉,纤维素,合成高分子化合物,合成高分子材料,功能高分子材料,复合材料,塑料,合成纤维,合成橡胶,黏合剂,涂料,问题导学,一、塑料,热塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等),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,主要成分:合成树脂及加工助剂,问题导学,为什么两种塑料的特性不同呢?,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,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,问题导学,链状结构,网状结构,溶解,不溶解，只溶胀,加热软化熔解，具有可塑性,受热不熔化，具有热固性,结构决定性质线型和体型高分子比较,问题导学,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装材料,单体:CH2=CH2,问题导学,1.聚乙烯,高压高温引发剂,较低压力催化剂,线型,支链型,有,少有或没有,相对较长,相对较短,相对较小,相对较大,溶解,溶解,问题导学,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,问题导学,为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢？（P106）,影响高分子化合物熔点、密度的因素：,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,链与链之间越密链之间的作用力越大熔点、密度越高,问题讨论,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,问题导学,聚苯乙烯,单体：,问题导学,聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）,单体：,问题导学,聚四氟乙烯塑料,单体：,CF2CF2,问题导学,用酚类和醛类在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子化合物。,2.酚醛树脂:,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,问题导学,（1）用盐酸作催化剂(等物质的量的甲醛和苯酚缩合成线型结构高分子),（羟甲基苯酚）,问题导学,(2)用碱做催化剂,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛和苯酚反应，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，生成网状结构的酚醛树脂。,2,4,6-三羟甲基苯酚,2,4-二羟甲基苯酚,问题导学,酚醛树脂的制取和性质,水浴加热15min,洗净、烘干,米黄色略带粉色固体,软化（热塑性）,不软化（热固性）,溶解,不溶解,线性结构,体型结构,米黄色固体,问题导学,问题导学,酚醛树脂实验：,单体：,苯酚、甲醛,利用木材为原料经化学加工处理,二、合成纤维,纤维,化学纤维,棉花羊毛木材草类,人造纤维：,天然纤维,用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得单体，经过聚合反应制得的纤维（如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等）,合成纤维：,问题导学,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。,问题导学,问题导学,喷丝（使熔融状态下高聚物转变成纤维）,问题导学,六大纶：,问题导学,CH2=CHOH,CH2=CHCH3,CH2=CHCl,维纶称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性；,合成纤维中目前产量占第一位的是涤纶。,问题导学,高强纤维的代表:凯夫拉（Kevlar）,聚酰胺结构模型,防弹头盔,防割手套,问题导学,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。,问题导学,橡胶,天然橡胶,合成橡胶,聚异戊二烯,结构简式：,结构特点：,线性结构、链上含有双键,性质：,通用橡胶,丁苯橡胶,顺丁橡胶,氯丁橡胶,特种橡胶,聚硫橡胶：,硅橡胶：,三、合成橡胶,易起加成反应和易被氧化,有耐油性,有耐热、耐寒性,问题导学,橡胶产品,问题导学,天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，它的单体是什么?,异戊二烯,易起加成反应和易被氧化称橡胶的老化,根据天然橡胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？,聚异戊二烯,问题讨论,问题讨论,用硫化措施使线型结构的双键发生加成反应后变为相互交联的体型结构。,有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？,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、四氯化碳等不能用橡胶塞。,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？,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,问题导学,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,1,3-丁二烯,苯乙烯,问题导学,顺丁橡胶,nCH2=CH-CH=CH2,催化剂,1234,顺式聚1,3-丁二烯,1,3-丁二烯,性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。,问题导学,1下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是()A聚乙烯塑料B聚氯乙烯塑料C酚醛塑料D聚苯乙烯塑料,C,解析：A、B、D发生的是加聚反应，而C发生的是缩聚反应。,当堂巩固,2下列各种高聚物中，具有热固性的是()A有机玻璃B聚氯乙烯C聚丙烯D酚醛塑料,D,解析：线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性。酚醛塑料属于体型结构，具有热固性。,当堂巩固,3橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某种橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫