第二節(jié)__應(yīng)用廣泛的高分子材料

1、 選修選修5 5 第五章第五章 第二節(jié)第二節(jié) 應(yīng)用廣泛的高分子材料應(yīng)用廣泛的高分子材料合成材料【按用途和性能分類】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復(fù)合材料復(fù)合材料塑料塑料合成纖維合成纖維合成橡膠合成橡膠黏合劑黏合劑涂料涂料高分子分離膜高分子分離膜液晶高分子液晶高分子導(dǎo)電高分子導(dǎo)電高分子醫(yī)用高分子醫(yī)用高分子高吸水性樹脂高吸水性樹脂三大合成材料【資料卡片】【資料卡片】 高分子化合物的命名：（1）天然高分子化合物習(xí)慣用專有名稱；如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、核酸、甲殼質(zhì)等；（2）合成高分子化合物一般在單體名稱前加上“聚”。如聚丙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯等；如聚對苯二甲酸乙二醇酯，酚醛

2、樹脂、脲醛樹脂等。樹脂含義：指未加工處理的聚合物。（3）合成橡膠的名稱通常在單體名稱后加上“橡膠”。如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。（4）合成纖維的名稱常用“綸”。如：滌綸。 主要成分是合成高分子化合物即合成樹脂； 適應(yīng)各種要求：在高分子材料中摻入各種加工助劑（如聚氯乙烯；增塑劑提高柔韌性；熱穩(wěn)定劑改進(jìn)耐熱性；賦予各種顏色-著色劑等）； 常見塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂等。一、塑料塑料樹脂添加劑 1、聚乙烯 高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如聚乙烯中：CH2 CH2n結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 用途決定決定 決定決定 聚乙烯制品 改進(jìn)聚合反應(yīng)的催改進(jìn)聚合

3、反應(yīng)的催化劑，得到超高相對分化劑，得到超高相對分子質(zhì)量（子質(zhì)量（100100萬）、萬）、性能更為優(yōu)越的聚乙烯。性能更為優(yōu)越的聚乙烯。它具有高強(qiáng)度、高耐磨它具有高強(qiáng)度、高耐磨性、熔融溫度性、熔融溫度135-137 135-137 ，使用溫度，使用溫度100100以以上，可用作防彈頭盔、上，可用作防彈頭盔、防彈衣的材料。防彈衣的材料。 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)產(chǎn)品產(chǎn)品 保鮮膜保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒無毒，化學(xué)，化學(xué)穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好，適合，適合做食品和藥物的包裝材料。做食品和藥物的包裝材料。單體單體: CH2=CH2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化學(xué)化學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)定性

4、好，好，耐酸堿腐蝕耐酸堿腐蝕，使用，使用溫度溫度不不宜宜超超過過6060，在在低溫低溫下會下會變硬變硬分為：分為：軟軟質(zhì)塑料和質(zhì)塑料和硬硬質(zhì)塑料質(zhì)塑料單體單體: CH2=CHCl聚苯乙烯聚苯乙烯單體：單體：CH2=CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有機(jī)玻璃）（有機(jī)玻璃）單體：單體：CH2=CCH3COOCH3聚四氟乙烯聚四氟乙烯單體：單體：CF2CF2人們給聚四氟乙人們給聚四氟乙烯冠以烯冠以“塑料王塑料王”的美稱。的美稱。一種特別的菜鍋一種特別的菜鍋不粘鍋。不粘鍋。 （1）組成：）組成： 用酚類（如苯酚）與醛類（如甲醛）在用酚類（如苯酚）與醛類（如甲醛）在酸酸或或堿堿的催化下相互

5、縮合而成的高分子化合的催化下相互縮合而成的高分子化合物。物。 （2）形成：）形成： A、在酸催化下，在酸催化下，等物質(zhì)的量等物質(zhì)的量的苯酚與甲的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的的羰基加成生成生成鄰鄰（或?qū)ξ唬ɑ驅(qū)ξ唬┝u甲基苯酚羥甲基苯酚，然后，然后羥甲基苯酚羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成之間相互脫水縮合成線線型型結(jié)構(gòu)高分子。結(jié)構(gòu)高分子。2、酚醛樹脂、酚醛樹脂（電木）（電木） OHOHCH=+H+OHCH2OHnH+OHCH2 OHCH2OHnHOH+（n -1）H2O【思考與交流思考與交流】 為什么用堿性催化生成的酚醛樹脂能形為什么用堿性催化生

6、成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？結(jié)構(gòu)嗎？羥基苯酚羥基苯酚 B、在堿催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后加熱繼續(xù)反應(yīng)，就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羥甲基苯酚三羥甲基苯酚2，4-二羥甲基苯酚二羥甲基苯酚OHCH2OHCH2OH酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)酚醛樹脂的制取和性質(zhì)酚醛樹脂的制取和性質(zhì)實驗5-1沸水浴加熱沸水浴加熱15min洗凈、烘干洗凈、烘干軟化（熱塑性）軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）不軟化（熱固性）

7、溶解溶解不溶解不溶解線性結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)怎樣清洗線型酚醛樹脂？ 乙醇清洗酚醛樹脂酚醛樹脂P108烹飪器烹飪器具的手具的手柄柄宇宙宇宙飛船飛船的外的外殼殼電電器器部部件件 主要用作絕緣、主要用作絕緣、隔熱、難燃、隔音隔熱、難燃、隔音器材和復(fù)合器材。器材和復(fù)合器材。合成高分子線型支鏈型熱固型熱塑型加工成型后受加工成型后受熱不再熔化熱不再熔化可反復(fù)加熱熔融可反復(fù)加熱熔融加工，多次使用加工，多次使用能溶解在適當(dāng)?shù)哪苋芙庠谶m當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑里有機(jī)溶劑里不溶于任何溶劑，不溶于任何溶劑，只有一定程度的脹只有一定程度的脹大大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體型【思考與交流】P108頁 尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，隨尿排是蛋白質(zhì)的

8、代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)出體外。尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生加成反應(yīng)，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你能寫出它們的結(jié)構(gòu)你能寫出它們的結(jié)構(gòu)簡簡式嗎？式嗎？ 【科學(xué)視野】可降解高分子材料【科學(xué)視野】可降解高分子材料P107【光降解】 有一種方法是在高分子化合物的有一種方法是在高分子化合物的分子分子鏈鏈的的一定距離之間一定距離之間添加光敏基團(tuán)添加光敏基團(tuán)，它們被，它們被曝曬曝曬在陽光在陽光下，下，光敏基團(tuán)光敏基團(tuán)就就吸收輻射吸收輻射而使高分子化合物在此而使高分子化合物在此斷裂斷裂，斷裂以后的碎片是比較容易

9、被生物降解的。斷裂以后的碎片是比較容易被生物降解的。 【微生物降解】 另一種方法是在高分子化合物另一種方法是在高分子化合物中中引入引入一些一些基團(tuán)基團(tuán)，使它，使它適合適合某些某些微生物微生物的的口味口味，這些，這些微生物能使高分子化合物的微生物能使高分子化合物的長鏈分子長鏈分子斷裂斷裂為為小碎片小碎片，小碎片進(jìn)一步降解就比較容易了。小碎片進(jìn)一步降解就比較容易了。二二. .合成纖維合成纖維纖維纖維天然纖維天然纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維棉花棉花 羊毛羊毛蠶絲蠶絲 麻麻合成纖維合成纖維人造纖維人造纖維滌綸滌綸錦綸錦綸腈綸腈綸丙綸丙綸維綸維綸氯綸氯綸六大綸六大綸 世界上出現(xiàn)的世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維第一種

10、合成纖維是是 20 20 世紀(jì)世紀(jì) 30 30 年代年代美國杜邦公司科研美國杜邦公司科研小組研制出的尼龍小組研制出的尼龍 6666（NylonNylon，聚酰，聚酰胺胺6666），它是由己），它是由己二酸和己二胺縮聚二酸和己二胺縮聚而成的，寫出合成而成的，寫出合成尼龍尼龍-66-66的化學(xué)方的化學(xué)方程式。程式。HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH +nH-NH(CH2)6HN-H OC(CH2)4CONH(CH2)6NH nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺縮聚合成尼龍己二酸和己二胺縮聚合成尼龍-66-66的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式滌綸滌綸

11、尼龍尼龍防防彈彈衣衣腈腈綸綸錦綸錦綸丙綸丙綸維綸維綸氯綸氯綸HOCH2CH2OH nH+（2n-1）H2OHO OC- -COOCH2CHO對苯二甲酸和乙二醇縮聚合成滌綸的化學(xué)方程式對苯二甲酸和乙二醇縮聚合成滌綸的化學(xué)方程式HOOC- -COOHHOOC- -COOH + HOCH2CH2OH合成纖維中目前產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維合成纖維中目前產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維滌綸滌綸【化學(xué)名化學(xué)名】聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯 n nn n催化劑催化劑28【思考】合成纖維和天然纖維比較有【思考】合成纖維和天然纖維比較有 什么優(yōu)點什么優(yōu)點和不足？合成纖維中的維綸和不足？合成纖維中的維綸(聚乙

12、烯醇聚乙烯醇)為什么為什么吸濕性很好？吸濕性很好？維綸（聚乙烯醇）具有較好的吸濕性，維綸（聚乙烯醇）具有較好的吸濕性，稱為人造棉花，是因為在其分子鏈上稱為人造棉花，是因為在其分子鏈上含有羥基的緣故。含有羥基的緣故。 合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕，做成的服裝耐磨和耐化學(xué)腐蝕，做成的服裝挺括不皺，但它的吸濕性和透氣挺括不皺，但它的吸濕性和透氣性較差。因此，合成纖維常常與性較差。因此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既舒適又挺括。衣服穿起來既舒適又挺括。 性能互補(bǔ)性能互補(bǔ)如果服裝面料是由一種纖維材料制成如果服裝面

13、料是由一種纖維材料制成的，則用的，則用“純純X”或或“100X”來表示。來表示。如如“純棉純棉”“”“純毛純毛”或或“100棉棉”“”“100毛毛”；如果服裝是由兩種；如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的，標(biāo)簽上應(yīng)或兩種以上的纖維制成的，標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類的含量，如注明每種纖維種類的含量，如“滌綸滌綸20棉棉80”等。等。 橡膠的來源橡膠的來源 森林中有一種高大的森林中有一種高大的喬木，叫作喬木，叫作“三葉樹三葉樹”。如果用小刀在它。如果用小刀在它的樹皮上割開一個小的樹皮上割開一個小口子，便會有牛奶似口子，便會有牛奶似的樹汁流淌出來。這的樹汁流淌出來。這種樹汁，就是今天人種樹汁，就是今

14、天人們所熟悉的橡膠的最們所熟悉的橡膠的最初來源。在印第安人初來源。在印第安人的土語中，的土語中，“橡膠橡膠”就是就是“樹木的眼淚樹木的眼淚”的意思。的意思。 小學(xué)生用的五顏六色的橡皮擦是一種硫化橡膠。小學(xué)生用的五顏六色的橡皮擦是一種硫化橡膠。 現(xiàn)在使用的橡膠輪胎，包括大多數(shù)自行車輪胎，現(xiàn)在使用的橡膠輪胎，包括大多數(shù)自行車輪胎，都是經(jīng)過加硫磺、炭黑、纖維等一系列加工步驟都是經(jīng)過加硫磺、炭黑、纖維等一系列加工步驟后制成的。后制成的。 合成橡膠是以石油和煤為原料，采用高分子合成合成橡膠是以石油和煤為原料，采用高分子合成技術(shù)制造出來的。技術(shù)制造出來的。 現(xiàn)在已發(fā)展了現(xiàn)在已發(fā)展了20多個大品種，人們常用

15、型合多個大品種，人們常用型合成橡膠主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等成橡膠主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。 1、橡膠分類、橡膠分類橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠三葉樹膠（順）三葉樹膠（順）杜仲樹膠（反）杜仲樹膠（反）丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠合成天然橡膠合成天然橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠乙丙橡膠乙丙橡膠硅橡膠硅橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠合成橡膠于合成橡膠于20世紀(jì)開始世紀(jì)開始出現(xiàn)，出現(xiàn)，40年年代得到迅速代得到迅速發(fā)展。發(fā)展。三、合成橡膠三、合成橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠通用橡膠通用橡膠硅橡膠硅橡膠特種橡膠特種橡膠 合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、合成橡膠與天

16、然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。交通及日常生活中。 橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)，當(dāng)施以外力時形狀將發(fā)生改變，去除外力又恢復(fù)原來的形狀。共同點：各種高聚物分子中均存在不飽和鍵。2、性質(zhì)： 耐磨、耐油、耐燃、耐腐蝕性、耐老化、耐寒、耐熱等方面有著其獨特的優(yōu)勢。 橡膠的相對分子質(zhì)量比塑料、合成纖維都要高，一般在105106范圍內(nèi)。易被氧化丁苯橡膠是目前世界上產(chǎn)量最高的合成橡膠，它是由丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，請以丁二烯和苯乙烯為原料，寫出合成丁苯橡膠的方程式。合成橡膠 順丁橡膠：順丁

17、橡膠：彈性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地彈性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地帶使用，主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶等。產(chǎn)量居世界帶使用，主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶等。產(chǎn)量居世界第二位第二位 1，3-丁二烯為原料，在催化劑存在下，得丁二烯為原料，在催化劑存在下，得到順式聚到順式聚1，3-丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。nCH2=CH-CH=CH2催化劑催化劑C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3分子鏈較柔軟，具有較好的彈性分子鏈較柔軟，具有較好的彈性1 4催化劑催化劑nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2CH2HH n1 2 3 42 3 硫化劑的作用是打開順硫化劑的作用是打開

18、順式聚式聚1，3-丁二烯的雙鍵，以丁二烯的雙鍵，以-S-S-鍵將順丁橡膠的線型結(jié)鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的橡膠。但有彈性又有強(qiáng)度的橡膠。但交聯(lián)程度不宜過大，否則會交聯(lián)程度不宜過大，否則會失去彈性。失去彈性?！究茖W(xué)視野】【科學(xué)視野】 天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？兩種：巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）兩種：巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）天然天然橡膠的主要成分是橡膠的主要成分是聚異戊二烯聚異戊二烯，根據(jù)天，根據(jù)天然橡膠的結(jié)構(gòu)特點，說說它的性質(zhì)可能有哪然橡膠的結(jié)構(gòu)特點，說說它的性質(zhì)可能有哪些不足？些不足？如：橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)？如：橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)？ A、Br2水水 B、KMnO4(H+) C、HCl D、汽油、汽油 E、HNO3 F、O2橡膠的橡膠的老化老化概念概念天然橡膠CH2=C-CH=CH2CH3異戊二烯天然橡膠天然橡膠線型線型硫磺硫硫磺硫化劑化劑網(wǎng)狀體型網(wǎng)狀體型橡膠硫化后，其柔韌性和彈性都會增大橡膠硫化后，其柔韌性和彈性都會增大下列高聚物經(jīng)簡單處理