[理化生]应用广泛的高分子材料ppt课件

1、第五章 进入合成高分子化合物的时代第二节 运用广泛的有机高分子资料同文中学 杨东 学习目的学习目的 1 1、高分子化合物的构造与性能之间的、高分子化合物的构造与性能之间的关系。关系。 2 2、合成纤维的构造和性能。、合成纤维的构造和性能。 3 3、合成橡胶的构造与性能及其关系、合成橡胶的构造与性能及其关系 学习难点学习难点 酚醛树脂的制备。酚醛树脂的制备。三三大大支支柱柱产产业业能源能源资料资料信息信息是能源和信息开展的根底是能源和信息开展的根底有机合成高分子资料是资有机合成高分子资料是资料工业的一个重要方面料工业的一个重要方面 时代时代 的划分常以资料为标志的划分常以资料为标志 石器时代、青

2、铜器时代、铁器时代、石器时代、青铜器时代、铁器时代、 钢铁时代钢铁时代 、高分子时代、高分子时代资料简介合合成成资资料料合成高分合成高分子资料子资料功能高分功能高分子资料子资料复合资料复合资料高分子分别膜、液晶高分子、高分子分别膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂高吸水性树脂塑料、合成纤维、合成橡胶、塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料黏合剂、涂料三大合成资料三大合成资料一一 、塑料、塑料添加了特定用途的添加剂的树脂添加了特定用途的添加剂的树脂树脂是指未经加工处置的、没有与各树脂是指未经加工处置的、没有与各种添加剂混合的聚合物种添加剂混合的聚合物塑料树

3、脂添加剂塑料树脂添加剂树脂的本性决议了塑料的主要根本性树脂的本性决议了塑料的主要根本性能，添加剂也起重要作用能，添加剂也起重要作用构造构造 性质性质 用途用途决议决议 决议决议 线型构造：线型构造：网状构造：网状构造：构构造造支链构造：支链构造：具有热塑性。可用作塑料薄膜、具有热塑性。可用作塑料薄膜、塑料袋。塑料袋。具有热固性。即加工成型不会具有热固性。即加工成型不会受热熔化。可用作电木酚醛受热熔化。可用作电木酚醛塑料。塑料。热固性塑料再次受热时，热固性塑料再次受热时，链与链间会构成共价键，链与链间会构成共价键，产生一些交联，构成体型产生一些交联，构成体型网状构造，硬化定型网状构造，硬化定型为

4、什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料具有长链状的热塑性塑料具有长链状的线型构造。受热时，分子线型构造。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力加强，冷却时，相互引力加强，会重新硬化会重新硬化构造决议性质构造决议性质热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联, ,只需微弱的分子间作用力只需微弱的分子间作用力 以及由于链间纠缠以及由于链间纠缠所呵斥的暂时性物理交联，此交联会随加工过所呵斥的暂时性物理交联，此交联会随加工过程而产生有纠缠及去纠缠的景象；因此热塑性程而产生有纠缠及去纠缠的景象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于

5、流动的景象塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的景象: :随温度下降那么有固化变硬的情形，为可逆过随温度下降那么有固化变硬的情形，为可逆过程程 。 热塑性塑料的特性热塑性塑料的特性 受热时软化并可熔化成流动的液体，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，可冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次运用。反复加工，多次运用。热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反响，透过交联剂反响，透过交联剂(或称做架桥剂或称做架桥剂)的作用分子链的作用分子链间产生化学交联，构成严密的网状构造。交联间产生化学交联，构成严密的网状构造。交联反响本身

6、是不可逆的化学反响，因此热固性塑反响本身是不可逆的化学反响，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，假设温度过高那么发生裂解而不会有软化变形假设温度过高那么发生裂解而不会有软化变形的景象。的景象。 热固性塑料的特性：热固性塑料的特性： 不能加热熔融，只能一次成型。不能加热熔融，只能一次成型。 耳机线为什么总缠在一同？耳机线为什么总缠在一同？聚乙烯分子链上的聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳碳原子完全由碳碳单键相连，单键可单键相连，单键可旋转，使它不能够旋转，使它不能够成一条直线，只能成一条直线，只能成不规那么的卷曲成不规那么的卷曲形状。形状

7、。1.聚乙烯聚乙烯高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯合成条件合成条件分子结构类型分子结构类型有无支链有无支链高分子链长短高分子链长短相对分子质量相对分子质量高压高温引发剂高压高温引发剂较低压力催化剂较低压力催化剂线型线型支链型支链型有长短不一的支链有长短不一的支链少有或没有少有或没有相对较长相对较长相对较短相对较短较低较低较高较高高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度熔融温度密度密度硬度硬度分子间作分子间作用力用力低密度低密度相对较低相对较低相对较小相对较小相对较小相对较小相对较高相对较高高密度高密度相对较大相对较大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高或

8、低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂低密度聚乙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯影响高分子化合物熔点、密度的要素：影响高分子化合物熔点、密度的要素：(1)(1)高分子链越长高分子链越长相对分子质量越大相对分子质量越大分子间的作用力越大分子间的作用力越大熔点、密度越熔点、密度越高高(2)(2)链与链之间越密链与链之间越密链之间的作用链之间的作用力越大力越大熔点、密度越高熔点、密度越高 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)产品产品 保鲜膜保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜无毒，化学稳定性好，适宜做食品和药物的无毒，化学稳定性好，适宜做食品和药物的包装资料包装资料单体单体: CH2=CH2

9、聚氯乙烯聚氯乙烯PVCPVC化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，运用温度不宜化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，运用温度不宜超越超越6060，在低温下会变硬，在低温下会变硬分为：软质塑料和硬质塑料分为：软质塑料和硬质塑料单体单体: CH2=CHCl聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2=CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 有机玻璃有机玻璃单体：单体：CH2=CCH3COOCH3聚聚四四氟氟乙乙烯烯塑塑料料单体：单体：CF2CF2酚醛塑料酚醛塑料单体：单体：苯酚、甲醛苯酚、甲醛分组编号分组编号实验步骤实验步骤苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓盐酸浓盐酸 苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓氨水浓氨水产品外观产品外观加热试验加热试验酒精

10、溶解酒精溶解结构特点结构特点水浴加热水浴加热15min洗净、洗净、 烘干烘干粉红色固体粉红色固体 软化热塑性软化热塑性 不软化热固不软化热固 性性溶解溶解不溶解不溶解线型构造线型构造 网状构造网状构造 酚醛塑料酚醛塑料单体：单体： 苯酚、苯酚、 甲醛甲醛OHHCHOOHCH2OHOHCH2 OHCH2OHOHCH2n水浴加热水浴加热酚醛树脂的制备.wmv.flv酸性条件下线性构造酸性条件下线性构造OH+ HCHOOHCH2OHCH2OHHOCH2碱性条件下生成三羟甲基苯酚碱性条件下生成三羟甲基苯酚酚醛树脂部分构造酚醛树脂部分构造以下高聚物经简单处置可以从线型结以下高聚物经简单处置可以从线型结构

11、变成体型构造的是构变成体型构造的是 CH2CH2CHCH2nCH3OH CH2CH2CH2CHCH2nClnCH2CHnClABCDBC线型构造里必需还存在能发生加线型构造里必需还存在能发生加聚或缩聚反响的官能团，如双键、聚或缩聚反响的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有能够转变为羟基、氨基等，才有能够转变为体型构造。体型构造。二、合成纤维二、合成纤维灼烧情况灼烧情况受酸溶液受酸溶液的影响的影响受碱溶液的受碱溶液的影响影响纯棉纯棉烧后呈粉状，烧后呈粉状，无异味无异味轻微轻微轻微轻微羊毛羊毛烧焦羽毛气味，灰烧焦羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒烬为黑色小颗粒受腐蚀受腐蚀部分溶解部分溶解尼龙布尼龙布 接近火

12、接近火 焰时迅速焰时迅速卷缩，趁热可拉成卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎丝，烧后不易破碎几乎不变几乎不变几乎不变几乎不变天然纤维：天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝和麻如棉花、羊毛、蚕丝和麻等等纤维纤维合成纤维：用石油、天然气合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成加工制得料，经过化学合成加工制得的纤维的纤维如腈纶如腈纶(人造羊毛人造羊毛) 、锦纶、锦纶(尼尼龙龙)、维纶、氯纶、涤纶、维纶、氯纶、涤纶(确确实良实良)和丙纶等和丙纶等“六大纶六大纶 合成纤维具有优良的性能：如合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化强度高、弹性好、耐磨、耐化学

13、腐蚀和不怕虫蛀等。学腐蚀和不怕虫蛀等。涤纶涤纶尼龙尼龙纺纶纤维织成纺纶纤维织成的防弹衣腈纶的防弹衣腈纶腈纶腈纶高强纤维的代表高强纤维的代表: Kevlar芳纶：全芳香族聚酰胺芳纶：全芳香族聚酰胺抗拉强度抗拉强度3.4GPa模量模量59190GPa断裂伸长断裂伸长5%三三. .橡橡 胶胶 橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的资料，是重要的战略物资。的资料，是重要的战略物资。1、天然橡胶的化学组、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：成是聚异戊二烯：2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶、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。通用

14、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、耐高温暖耐严特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温暖耐严寒的硅橡胶等寒的硅橡胶等性能全面，但易老化性能全面，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。密性、耐高温或低温等性能。橡橡胶胶产产品品天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药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？品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？天然橡胶含有双键，易起加成反响和易被天然橡胶含有双键，易起加成反响和易被氧化，所以易老化。氧化，所以易老化。KMnO

15、4 溶液、浓溶液、浓HNO3、液溴、汽油、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。苯、四氯化碳等。顺丁橡胶顺丁橡胶nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3两种：三叶橡胶顺式、杜仲胶反式两种：三叶橡胶顺式、杜仲胶反式丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶合成丁苯橡胶CH2=CH-CH=CH2 CH2= CH 1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯硫化橡胶硫化橡胶优点优点: 具有较高的强度、韧具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳性、良好的弹性和化学稳定性等定性等四、复合资料四、复合资料1学与问学与问 每种资料都有它的优缺陷

16、：金属资料强度大，每种资料都有它的优缺陷：金属资料强度大，但易受腐蚀；陶瓷资料耐高温，但脆性大；合成资但易受腐蚀；陶瓷资料耐高温，但脆性大；合成资料密度小，但不耐高温等。但航天资料需求强度大料密度小，但不耐高温等。但航天资料需求强度大、耐高温、密度小的资料，海洋工程需求耐高压、耐高温、密度小的资料，海洋工程需求耐高压、耐腐蚀的资料。怎样才干获得这些特殊资料呢？耐腐蚀的资料。怎样才干获得这些特殊资料呢？复合资料：两种或两种以上高分子资料组合复合资料：两种或两种以上高分子资料组合成的一种新型资料成的一种新型资料他能举出一些复合资料的例子吗？玻璃钢 玻璃钢即玻璃纤维加强塑料玻璃钢即玻璃纤维加强塑料, , 是将玻璃熔化并是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃