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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第三單元 高分子材料和復(fù)合材料,高分子材料,天然高分子材料,合成高分子材料,棉花,羊毛,天然橡膠,塑料,合成纖維,合成橡膠,nCH,2,=CH,2,CH,2,-CH,2,n,P,(聚乙烯),注:,CH,2,=CH,2,表示單體,;,n,表示聚合度,(為平均值),-,CH,2,-CH,2,-,表示鏈節(jié),;,CH,2,-CH,2,n,表示高分子或聚合物,。,有機高分子表示的含義,高分子化合物的合成途徑,加聚反應(yīng):由不飽和單體相互加成聚合成高分子化合物的反應(yīng)。,縮聚反應(yīng):由單體聚合成高分子化合物的同時,還有小分子
2、(如,H,2,O、HX、NH,3,),生成的反應(yīng)。,(一般是含碳碳雙鍵或三鍵的有機物),(一般是醇酸或多元羧酸和多元醇),加聚反應(yīng),縮聚反應(yīng),區(qū),別,一般鏈節(jié)主鏈上都是,碳原子,鏈節(jié)組成與單體相同,鏈節(jié)主鏈上除碳原子外還有,O,或,N,等雜原子。,鏈接組成與單體不同,HOOC-COOH,與,HO-CH,2,-CH,2,-OH,例:寫出下列物質(zhì)的聚合過程:,1、,CH,2,=CH-CH-CH,3,COOCH,3,2、,CH,3,-CH-COOH,OH,3、苯酚和甲醛合成酚醛樹脂,HCHO,加聚高分子化合物單體確定思路,1、凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子的高聚物,其合成單體必為一種,將單鍵變雙鍵即可。
3、,2、凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子,且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物,其單體必為二種。二碳一組,單鍵變?yōu)殡p鍵即可。,3、凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子,并存在,C=C,雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物,其規(guī)律是:“凡雙鍵,四個碳;無雙鍵,兩個碳”,然后單鍵變雙鍵,雙鍵變單鍵。,CH,2,-CH,2,-CH-CH,2,n,CH,2,-CH-CH,2,-CH=CH-CH,2,n,-,CH-CH,2,n,CH=CH,2,CH=CH,2,和,CH,2,=CH,2,CH=CH,2,CH,2,=CH-CH=CH,2,縮聚高聚物單體的判斷思路,1、凡鏈節(jié)為,O-CH,2,-R-CO,n,結(jié)構(gòu)的高聚物,其合成單體必為一種。(在氧原子上加氫,羰基碳上加
4、羥基),O-CH-CH,2,-C,n,O,CH,3,HO-CH-CH,2,-COOH,CH,3,2、凡鏈節(jié)中間含有-,C-O-,酯基結(jié)構(gòu)的高聚物,其合成單體必為兩種,從酯基碳氧鍵中間斷開,羰基上加羥基,氧原子上加氫原子。,O,-,C-C-O-CH,2,-CH,2,-O,n,O,O,COOH,COOH,CH,2,OH,CH,2,OH,和,1、下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是(),A.,二者都能使溴水褪色,性質(zhì)相似;,B.,二者互為同系物;,C.,二者最簡式相同;,D.,二者分子組成相同。,2、丁睛橡膠,CH,2,CH=CH-CH,2,CH,2,CH,n,具有優(yōu)良的,CN,耐油、耐高溫性能,合成
5、丁腈橡膠的原料是,(),CH,2,=CH-CH=CH,2,CH,3,-C=C-CH,3,CH,2,=CH-CN CH,3,-CH=CH-CN CH,3,-CH=CH,2,CH,3,-CH=CH-CH,3,A.B.C.D.,C,3、一次性使用的聚苯乙烯材料帶來的“白色污染”就是一種較為嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。最近研制成功的一種,O-CH-C,n,能代替聚苯乙烯,它是由乳酸聚合而成的,,這種材料可以在乳酸菌作用下完全降解。下列關(guān)于聚,乳酸的說法正確的是(),CH,3,A.,聚乳酸是一種純凈物。,B.,聚乳酸的聚合方式與聚苯乙烯相似。,C.,聚乳酸的形成過程是一個縮聚反應(yīng)。,D.,聚乳酸的單體為:,CH,3
6、,-CH-COOH,OH,O,CD,4、科學(xué)家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術(shù),即在沙漠中噴灑一定量的 聚丙烯酸酯與水的混合物,使其與沙粒結(jié)合,形成既能阻止地下的鹽分上升,又能攔截、蓄積雨水作用。下列對聚丙烯酸酯的敘述中正確的是(),聚丙烯酸酯的單體的結(jié)構(gòu)式為,CH,2,CHCOOR;,聚丙烯酸酯沒有固定的熔沸點;聚丙烯酸酯能與,H,2,發(fā)生加成反應(yīng);合成聚丙烯酸酯的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng),A B C D,B,一、有機高分子的結(jié)構(gòu):線型?體型?,二、有機高分子的基本性質(zhì)?,結(jié)構(gòu),線型結(jié)構(gòu),體型結(jié)構(gòu),1、長鏈狀、多條高分子鏈交纏、接觸的地方以,分子 間作用力,結(jié)合,2、分子鏈上可以帶支鏈,也可以不帶支鏈
7、,高分子鏈之間通過,化學(xué)鍵,相互交聯(lián),形成網(wǎng)狀,1、溶解性,線型結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)娜軇┲心苋芙?,但速度慢?如有機玻璃,體型結(jié)構(gòu),一般不易溶解,但能脹大;,如橡膠,線型結(jié)構(gòu),體型結(jié)構(gòu),2、,具有熱塑性:加熱后熔解,可塑造成各種形狀,,如聚乙烯,;,具有熱固性:加熱不熔解,,如酚醛塑料等,;,3、強度,4、電絕緣性,科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過特殊改造之后,塑料能像金屬一樣具有導(dǎo)電性,例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前,已制成一批導(dǎo)電性與銀、銅相當(dāng)?shù)木酆衔?,被稱為有機金屬或合成金屬。與金屬相比,塑料的特點是容易加工,重量輕。導(dǎo)電性塑料可以使信息社會的夢想成真。目前,導(dǎo)電性塑料已在許多工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用,其研究工作進入了實
8、用化階段。在未來的能源工業(yè)中,導(dǎo)電塑料將成為重要的一員。,導(dǎo)電塑料的另一特點是具有消除靜電的功能。計算機和電子設(shè)備機房都要求抗靜電防護,新型飛機上的電子器件要求防電磁干擾,樹脂基復(fù)合材料機身、機翼要求防雷擊,這些要求都可以用導(dǎo)電塑料薄膜屏蔽加以解決。,合成高分子材料-塑料,聚乙烯(,PE),產(chǎn)品:,無毒,化學(xué)穩(wěn)定性好,適合做食品和藥物的包裝材料。,聚氯乙烯(,PVC):,化學(xué)穩(wěn)定性好,耐酸堿腐蝕,使用溫度不宜超過60,,在低溫下會變硬。,分為:,軟質(zhì)塑料,和,硬質(zhì)塑料,聚丙烯(,PP),聚苯乙烯(,PS),尿醛塑料(電玉),分類,原則,類型,特征和舉例,按,受熱,時的特征,按,應(yīng)用范圍及性能,
9、特點,其他,熱塑性塑料,成分為,熱塑性樹脂,??梢苑磸?fù)塑制,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,熱固性塑料,通用塑料,工程塑料,成分為,熱固性樹脂,。加工成型后為不熔狀態(tài),如酚醛、氨基塑料等。,通用性強、用途廣、產(chǎn)量大、價格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,聚丙烯等。,機械性能好、強度高,可以代替金屬用作工程結(jié)構(gòu)材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。,其他分類,分為通用、工程、耐高溫和特種塑料四大類;或通用、工程和其他塑料三大類。,1有些塑料制品可以用熱黏結(jié)法修補,有些可以用某種溶劑黏結(jié),另一些則無法修補,你知道其中的原因嗎?,熱塑性塑料制品可以用加熱的方法黏補,也可回收后重新軟化加工。有
10、些熱塑性塑料可溶解于某些有機溶劑,如有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可溶解于氯仿,聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有機溶劑。,2日常生活中使用的塑料薄膜包裝袋,有的可以用于食品包裝,有的不可以,為什么?,制造塑料制品時,加入的某些添加劑對人體有害,使用時必須注意。,例如,聚氯乙烯薄膜中含有的增塑劑對健康有不良影響,不能用來包裝食品。,聚乙烯塑料中不含對人體有害的添加劑,可制成食品保鮮袋或保鮮膜。,3聚四氟乙烯是一種含氟塑料,它不會被酸、堿、王水及各種有機溶劑所腐蝕,且在-269.3250的溫度范圍內(nèi)都可使用,因而被譽為,“,塑料王,”,。不粘鍋的內(nèi)壁涂敷了聚四氟乙烯:寫出聚合反應(yīng)式?為什么用不粘鍋進行烹
11、調(diào)時食物不容易燒焦,也不會粘鍋?,聚四氟乙烯之所以難以粘附,原因在于聚四氟乙烯外圍是氟原子,它是表面光滑的秘密,氟原子幾乎對所有的物質(zhì)都產(chǎn)生排斥,即使粘膠劑也很難與其粘附。,-ABS,工程樹脂,由丙烯腈(,CH,2,=CHCN,,符號,A)、1,3-,丁二烯(,CH,2,=CH-CH=CH,2,,,符號,B),和苯乙烯(,C,6,H,5,-CH=CH,2,,,符號,S),按一定配比共聚而得。,(1),A、B,和,S,三種單體中,碳氫比(,C:H),值最小的 單體是,。(2)經(jīng)元素分析可知該,ABS,樣品的組成為,CaHbNc,(a、b、c,為正整數(shù)),則原料中,A,和,B,的物質(zhì)的量之比是,(
12、用,a、b、c,表示)。,1,3-丁二烯,2,c:(b-a),考慮:隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)了一些具有特殊性能的合成材料,如工程塑料,ABS,塑料既保留了聚苯乙烯堅硬、透明、良好的加工性能和絕緣性等優(yōu)點,又兼具聚丙烯腈高強度、耐熱等特性,且具有聚丁二烯較好的彈性和耐沖擊性,從而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高溫的缺點,是一種融合了三者優(yōu)越性能的合成材料。,用,ABS,塑料制成的裝修材料及其他各種用品美觀輕巧,可與金屬媲美。電視機、洗衣機等家用電器的殼體,通訊器材、汽車、飛機零部件及各種儀表的外殼等都是用,ABS,塑料制成的。,圖3-32,用,ABS,塑料制成洗衣機的外殼,可溶解的醫(yī)用塑料洗衣袋,某些醫(yī)院采
13、用可溶解的塑料袋裝放病人用過的衣被。清洗時可以直接放進洗衣機,洗衣袋能很快溶解在水里,避免了衣被中的病菌對洗滌人員的感染。你知道這些可溶解的塑料袋是用什么制成的嗎?,可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成。聚乙烯醇是用聚乙酸乙烯酯通過水解反應(yīng)制得的。在不同的生產(chǎn)條件下制得的聚乙烯醇水溶性有差異,可以在不同場合使用。例如,手術(shù)時使用的縫合線,可以根據(jù)需要選擇溶解時間長短不同的聚乙烯醇制品。,手術(shù)套服,包裝薄膜制品,合成高分子材料-纖維,纖維,天然纖維,化學(xué)纖維,合成纖維,:用石油、天然氣等為原料制成的單體,再經(jīng)聚合制成的纖維,人造纖維,:用化學(xué)方法對木材等天然纖維加工制成。,植物纖維:,如棉花、木材、草
14、類等,動物纖維:,如羊毛、蠶絲,常見纖維,化學(xué)組成,主要性能,天然纖維,棉纖維,纖維素,吸水性好,易干,穿著,舒適,不起靜電,不耐磨,蠶絲,蛋白質(zhì),吸水性好,手感柔和,有光澤,,不起靜電,不起球,羊毛,蛋白質(zhì),彈性強,隔熱性、保暖性好,,水洗后收縮,易起球,化學(xué)纖維,人造纖維,纖維素,(黏膠纖維),吸水性好,穿著舒適,不起,靜電,不耐洗,不耐穿,合成纖維,以有機高分子為原料,通過拉絲工業(yè)獲得的纖維。,強度高,耐磨,不易,染色,吸濕性、,透氣性差,表3,5常見的天然纖維、化學(xué)纖維的化學(xué)組成和主要性能,粘膠纖維,:,把植物秸稈、棉絨等富含纖維素的物質(zhì)經(jīng)過氫氧化鈉和二硫化碳等處理后,得到的一種纖維狀
15、物質(zhì)。粘膠纖維中的長纖維俗稱人造絲,短纖維俗稱人造棉,都可供紡織使用。,硝酸纖維:,工業(yè)上把硝酸和纖維素酯化比較完全、含氮量高的硝酸纖維叫做火棉(制造無煙火藥),把含氮量低的硝酸纖維成為膠棉(制造賽璐珞和油漆)。,醋酸纖維:,用于制造電影膠片的片基,也可作紡織工業(yè)原料。,1928年,美國杜邦公司的科學(xué)家希望合成一種和真絲與羊毛中的蛋白質(zhì)鏈相似的高分子。他們沒有使用氨基酸(蛋白質(zhì)的合成原料),而是用胺和羧酸作原料。得到的聚酰胺高分子化合物可拉成細絲,這些細絲堅韌而且光滑,非常像蠶吐出的絲。,“,尼龍,”,就此誕生,并很快成為絲綢的替代品。,“,尼龍,”,人類第一次通過化學(xué)合成得到的化學(xué)纖維,優(yōu)點
16、,:強度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等。,缺點,:吸水性和透氣性不如天然纖維。,常見合成纖維,:錦綸(尼龍)、滌綸(的確良)、腈綸(人造羊毛)、維綸、氯綸、丙綸。,合成纖維,滌綸織品,滌綸強度高、耐磨、耐光、耐蝕、防蛀、易洗快千、挺括,是優(yōu)良的衣料,也大量用于制作輪胎簾子線、工業(yè)濾布、繩索等。,人造羊毛,腈綸柔軟、輕盈、保暖,有,“,人造羊毛,”,之稱。它比羊毛輕,lO,,,強度卻大2倍多。腈綸防蛀、耐光、不發(fā)霉。它適合制作帳篷、炮衣、車篷、幕布、窗簾等戶外織物。用它制成的毛線為人們所喜愛。,縫合線,乳酸纖維與其他有耐水性的化學(xué)纖維不同,它易水解成小分子,乳酸。乳酸纖維也可以作外科手術(shù)縫合線,在傷口愈合后無需拆線。因為,乳酸纖維在體內(nèi)水解生成的乳酸能參與人體的正常代謝作用,被消化排出體外。,合成纖維制品,防彈衣在20世紀(jì)60年代,尼龍是制作防彈衣的主要材料。后來發(fā)現(xiàn),分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的另一種聚酰胺纖維凱夫拉(,Kevlar),有助于加強衣料本身的張力(較尼龍強25倍)。當(dāng)子彈擊中由此種纖維制成的防彈衣時,就像墜入一個網(wǎng)中,其能量會向四周擴散,子彈便沒有足夠的能量沖破衣料傷害