选修5第四节应用广泛的高分子材料

1、三三大大支支柱柱产产业业能源能源材料材料信息信息是能源和信息是能源和信息发展的基础发展的基础材料材料有机合成材料是材料工有机合成材料是材料工业的一个重要方面业的一个重要方面 时代时代 的划分常以材料为标志的划分常以材料为标志 石器时代、青铜器时代、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、高分子时代合合成成材材料料合成高分合成高分子材料子材料功能高分功能高分子材料子材料复合材料复合材料塑料、合成纤维、合成橡胶、塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料粘合剂、涂料高分子分离膜、液晶高分高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高子、导电高分子、医用高分子、高吸水树

2、脂分子、高吸水树脂三大合成材料三大合成材料 第二节第二节应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料一、塑料一、塑料热塑性塑料热塑性塑料( (聚乙烯聚乙烯, , 聚氯乙烯聚氯乙烯, , 聚丙烯等聚丙烯等) )塑料塑料热固性塑料（酚醛塑料）热固性塑料（酚醛塑料）特性：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，可反复加冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用工，多次使用特性：特性：在制造过程中受热时能变软塑成一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定的形状，但加工成型后就不会受热熔化 主要成分主要成分: 合

3、成树脂及加工助剂合成树脂及加工助剂热固性塑料热固性塑料再次受热时，再次受热时，链与链间会形成共价键，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成产生一些交联，形成体型体型网状结构网状结构，硬化定型，硬化定型为什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料热塑性塑料具有长链状的具有长链状的线型结构线型结构。受热时，分子受热时，分子间作用力减弱，易滑动；间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，冷却时，相互引力增强，会重新硬化会重新硬化耳机线为什么总缠在一起？耳机线为什么总缠在一起？形状形状结构结构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，使它不可能

4、旋转，使它不可能成一条直线，只能成一条直线，只能成不规则的卷曲状成不规则的卷曲状态。态。 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无毒，化学，化学稳定性好稳定性好，适合做食品和药物的，适合做食品和药物的包装材料包装材料单体单体: CH2=CH2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化学化学稳定性稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用好，耐酸碱腐蚀，使用温度温度不不宜宜超超过过6060，在在低温低温下会下会变硬变硬分为：分为：软软质塑料和质塑料和硬硬质塑料质塑料单体单体: CH2=CHCl聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2=CHC6H5聚聚四四氟氟乙乙烯烯塑

5、塑料料单体：单体：CF2CF2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 （1 1）组成：）组成： 用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸酸或或碱碱的催化下相互缩合而成的高分子化的催化下相互缩合而成的高分子化合物。合物。 （2 2）形成：）形成： 在酸催化下，在酸催化下，等物质的量等物质的量的苯酚与甲醛的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成邻羰基加成生成邻（或对位）（或对位）羟甲基苯酚羟甲基苯酚，然后然后羟甲基苯酚羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成之间相互

6、脱水缩合成线型线型结构高分子。结构高分子。酚醛树脂酚醛树脂（电木）（电木） OHOHCH=+H+OHCH2OHn nH+OHCH2 OHCH2OHnHOH+（n -1）H2O【思考与交流】【思考与交流】 为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形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成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？结构吗？羟甲基苯酚羟甲基苯酚二、合成纤维二、合成纤维1 1、纤维分类、纤维分类纤纤 维维棉花棉花蚕丝、蚕丝、麻麻 羊毛羊毛合成纤维合成纤维用石油、天然气、煤和农用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料，副产品等不含天然纤维的物质为

7、原料，经过化学合成和加工制得的纤维经过化学合成和加工制得的纤维天然纤维天然纤维用木材等为原料经加工处理的。用木材等为原料经加工处理的。人造纤维人造纤维化化学学纤纤维维人造丝、人造棉人造丝、人造棉纤维纤维天然天然合成合成涤纶涤纶丙纶丙纶锦纶锦纶棉花棉花羊毛羊毛（简称有机合成材料）（简称有机合成材料）维纶维纶腈纶腈纶氯纶氯纶合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH +nH-NH(CH2)6HN-H OC

8、(CH2)4CONH(CH2)6NH nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺缩聚合成尼龙己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66-66的化学方程式的化学方程式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材料，是重要的战略物资。的材料，是重要的战略物资。1、天然橡胶天然橡胶的化学组成是的化学组成是聚异戊二烯聚异戊二烯：2、合成橡胶分为、合成橡胶分为通用橡胶通用橡胶和和特种橡胶特种橡胶通用橡胶：通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。特种

9、橡胶：特种橡胶：如耐热和耐酸碱的如耐热和耐酸碱的氟橡胶氟橡胶、耐高温和耐严、耐高温和耐严寒的寒的硅橡胶硅橡胶等等性能全面，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。CH2=C-CH=CH2CH3橡橡胶胶产产品品天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试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？剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。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、浓溶

10、液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。 顺丁橡胶：顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界第二位第二位 1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺式聚到顺式聚1，3-丁二烯的线型结构。丁二烯的线型结构。nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3分子链较柔软，具有较好的弹性分子链较柔软，具有较好的弹性1 4催化剂催化剂nCH2=CH-CH=C

11、H2C=CCH2CH2HH n1 2 3 42 3 硫化剂的作用是打开顺硫化剂的作用是打开顺式聚式聚1，3-丁二烯的双键，以丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。但有弹性又有强度的橡胶。但交联程度不宜过大，否则会交联程度不宜过大，否则会失去弹性。失去弹性。丁二烯丁二烯和和苯乙烯苯乙烯共聚共聚而成的弹性体，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四、复合材料四、复合材料 每种材料都有它的优缺点：金属材料每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。脆性大；合成材料密度小，但不耐高温