第二节　应用广泛的高分子材料.ppt

1、合成材料的分类,1成分 塑料的主要成分是 ，即 。 2分类,合成高分子化合物,合成树脂,一、塑料,3几种常见的塑料 (1)聚乙烯： 聚乙烯有高压聚乙烯和低压聚乙烯之分，高压聚乙烯比低压聚乙烯的相对分子质量 ，熔点和密度也 。 (2)酚醛树脂： 酸催化下，生成 结构的酚醛树脂：,小,低,线型,碱催化下，生成 结构的酚醛树脂。,网状,常见塑料,二、合成纤维,纤维,化学纤维,棉花 羊毛 木材 草类,人造纤维：利用天然高分子化合物，经过一系列的化学处理和机械加工而制得的纤维。如粘胶纤维等,天然纤维,合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成和加工制得的纤维（如：“六大纶”、碳纤维

2、、光导纤维等）,1.分类,2常见合成纤维-六大纶,CH2=CHOH,3注意 (1) 被称为“人造棉花”，因其分子链上含有 而具有较好的吸湿性； (2)合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维 涤纶。,维纶,羟基,1.树脂和塑料有什么关系？ 答案树脂是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物，塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分是树脂。 2高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低，这与什么因素有关？ 答案高分子链之间的作用力与链的长短有关。高分子链之间的作用力还与高分子链之间的疏离远近有关。,1聚乙烯为什么有弹性？ 答案：聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，

3、由于 碳碳单键发生旋转，使得碳链不可能呈一条直线，只能呈不 规则的卷曲状态，卷曲的高分子可以被拉直或部分被拉直， 除去外力，又恢复卷曲状态，从而表现一定的弹性。 2为什么高压聚乙烯的熔点和密度比低压聚乙烯的低？ 答案：高压聚乙烯主链较短且带有长短不一的支链，使得高 压聚乙烯分子碳链之间的作用力较低，所以熔点和密度较低。,橡胶,天然橡胶,合成橡胶,成分：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：有耐油性,硅橡胶：有耐热、耐寒 性,三、合成橡胶,易起加成反应和易被氧化,常见合成橡胶,天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯

4、，它的单体是什么?根据天然橡胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？ 如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？ A、Br2水 B、KMnO4(H+) C、汽油 D、HNO3 E、O2 有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？,天然橡胶,(易起加成反应和易被氧化称橡胶的老化),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.,注意:橡胶中有碳碳双键易被氧化和起加成反应,实验室盛装KMnO4溶液、溴水、浓HNO3等试剂的瓶不能用橡胶塞；又由于橡胶可溶于汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂，使其结构疏松，发生溶胀现象，所以盛汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂的试剂瓶不能用橡胶塞。,3羊毛、棉花、蚕

5、丝、麻等天然纤维的主要成分都是纤维素吗？ 答案：纤维在工业上是指柔韧、纤细的丝状物，没有一定的组成；羊毛、蚕丝纤维的主要成分是蛋白质，而棉花、麻的主要成分是纤维素。,4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 解析：A、B、D发生的是加聚反应，而C发生的是缩聚反应。 答案：C,5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 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。 答案：D,6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

6、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化处理(即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应)；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是 (B) A橡皮筋 B汽车外胎 C普通气球 D医用乳胶手套,有机高分子化合物与小分子化合物具有明显不同的一些性质。 (1)强度：高分子材料的强度一般比较大。 (2)电绝缘性：有机高分子化合物通常具有很好的电绝缘性。 (3)具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水的性能，但也有不耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。,(4)高分子化合物的溶解性、热固性或热塑性与其分子结构特点：,判断高分子材料是

7、线型结构还是体型结构，一般从以下两个角度判断： (1)根据溶解性判断能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构，如聚乙烯、聚氯乙烯等；在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构，如酚醛塑料等。 (2)根据热塑性、热固性判断： 具有热塑性，受热能熔化的高分子材料具有线型结构；具有热固性，受热不熔化的高分子材料具有体型结构。,(1)塑料、合成纤维和合成橡胶是应用最广泛的“三大合成材料”。 (2)线型结构的高分子材料具有热塑性，可溶于适当的溶剂；体型结构(网状结构)的高分子材料具有热固性，不溶于任何溶剂。 (3)高分子的化学性质是由其分子中所含官能团决定的，常见高分子发生的反应有降解、橡胶硫化和催化裂化

8、。,学与问,在橡胶工业中，制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接成网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交连剂，以得到具有网状结构的树脂。请你想一想，为什么都要做成网状结构呢？目的是否相同？,橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为增加橡胶的强度； 高吸水性树脂将线型结构连接成网状结构是使它既吸水又不溶于水。,第三节：功能高分子材料,功能高分子材料的品种和分类,一、新型有机高分子材料 1功能高分子材料 (1)涵义：指既有传统高分子材料的机械 性能，又有某些特殊功能的高 分子材料。 (2)种类 高分子分离膜。 组成：用具有特殊分离功能的高分子材 料制成的薄膜。,特点：能够让某些物质有选择地

9、通过，而把另外一些 物质分离掉。 应用：物质分离 医用高分子材料。 性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。 应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺等各 种人工器官。 2复合材料 (1)涵义：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，另外一种材料为增强剂。,(2)性能：强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀，在 综合性能上超过了单一材料。 (3)应用：宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、 体育用品、人类健康等方面。 3发展趋势 (1)对重要的通用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。 (2)与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不

10、断加强，并且取得了一定的进展。,一、功能高分子材料 1功能高分子材料的研制 (1)具有新型 结构的高分子材料。 (2)在合成高分子的 或 上引入某种 。,骨架,主链,支链,功能原子团,2高吸水性树脂 (1)结构特点： 含有强 性原子团的支链；具有 结构。 (2)合成方法： 对 、 等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强 性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。,吸水,网状,淀粉,纤维素,亲水,以带有强 性原子团的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。 这两种方法有一个共同特点是：都要在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为 ，让高聚物分子链间发生交联，得到具有 结构的树脂。

11、(3)性能：可吸收几百至几千倍于自身质重的水，同时 能力强，还能耐一定的 作用。 (4)应用： 干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。,亲水,交联剂,网状,保水,挤压,将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联剂交联，即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水解后用氢氧化钠交联的产物即为此类。由于氰基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较低，故这类产品的吸水倍率不太高，一般在5001000倍左右。,高吸水性树脂,聚丙烯腈水解物,能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规模使用的阶段，它也是一种半透膜，只让水分子通过，而使含盐的低分子溶质几乎不能通过，施加一定的压力后，就能使水加速挤出。采

12、用不同结构的逆渗透膜就可以获得工业锅炉水、饮料水、无菌水、去离子水、洗涤半导体的超纯水等。在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。 一种PEC1000的海水淡化装置对海水如加压 4070公斤/平方厘米，就可以得到1620的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供应淡水12000吨，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。,小资料：,将一瓶含酒精4.5的普通啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分离膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达 93的乙醇。这种乙醇用一根火柴就能点燃。这个实验中在分离膜的表面施加了高频电场，促使乙醇溶解、扩散、和水分离，所耗电能仅为蒸馏法的十分之一。在过去要从液体中分离另一种液体，只能使用蒸