第2節(jié) 應用廣泛高分子材料

1、第二節(jié)第二節(jié)應用廣泛的高分子材料應用廣泛的高分子材料第二節(jié)第二節(jié) 應用廣泛的高分子材料應用廣泛的高分子材料學習目標學習目標：能舉例說明三大合成材料的結構特點和重能舉例說明三大合成材料的結構特點和重要性能。要性能。學習重點學習重點：三大合成材料的代表物的結構特點和重要三大合成材料的代表物的結構特點和重要性能。性能。 隨著人類不斷的文明和進步，人對隨著人類不斷的文明和進步，人對天天然材料然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場材料的革命于是就發(fā)生了一場材料的革命人工合人工合成材料成材料.合成合成高分子材料高分子材料的原料的原料豐富、制造加豐富、制造加工

2、簡單，工簡單，用途用途廣泛、多樣、性能優(yōu)異，在廣泛、多樣、性能優(yōu)異，在經(jīng)濟發(fā)展和改善人民生活中發(fā)揮著極大的經(jīng)濟發(fā)展和改善人民生活中發(fā)揮著極大的作用。作用。合合成成材材料料按用途和按用途和性能分性能分合成高分子材料合成高分子材料功能高分子材料功能高分子材料復合材料復合材料（塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、（塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等）涂料等）（高分子分離膜、液晶高分子、導電高（高分子分離膜、液晶高分子、導電高分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂等）分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂等）其中，被稱為其中，被稱為“三大合成材料三大合成材料”的的塑料塑料、合成纖維合成纖維、合成橡膠合成橡膠應用最

3、廣泛。應用最廣泛。按結構分按結構分線型高分子線型高分子支鏈型高分子支鏈型高分子體型高分子體型高分子按性質分按性質分熱塑性高分子、熱固性高分子熱塑性高分子、熱固性高分子一、塑料一、塑料一、一、塑料塑料、塑料的主要成分、塑料的主要成分合成高分子化合物即合成樹脂合成高分子化合物即合成樹脂塑料一般由塑料一般由合成樹脂合成樹脂及及增塑劑、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、防老化劑、潤滑劑等著色劑、防老化劑、潤滑劑等添加劑組成添加劑組成樹脂樹脂是指未經(jīng)加工處理的、沒有與各種添加劑混合的是指未經(jīng)加工處理的、沒有與各種添加劑混合的 聚合物聚合物塑料塑料樹脂添加劑樹脂添加劑樹脂樹脂的本性決定了塑料的主要基本性

4、能，的本性決定了塑料的主要基本性能，添加劑添加劑也起也起重要作用重要作用、常見的塑料按受熱可分為、常見的塑料按受熱可分為: :可反復加熱熔融加工，多次使用（線型可反復加熱熔融加工，多次使用（線型結構）。結構）。成型后不再會熔化只能一次成型成型后不再會熔化只能一次成型（體型結構（體型結構)。熱塑型：熱塑型：熱固型：熱固型：塑塑料料熱塑性塑料：熱塑性塑料：高分子鏈間無永久性的化學高分子鏈間無永久性的化學交聯(lián)交聯(lián),只有只有微弱的分子間作用力微弱的分子間作用力以及由于以及由于鏈間糾纏所造成的鏈間糾纏所造成的暫時性物理交聯(lián)暫時性物理交聯(lián) ，此，此交聯(lián)會隨加工過程而有交聯(lián)會隨加工過程而有糾纏及去纏糾纏及去

5、纏的現(xiàn)象；的現(xiàn)象；因此因此熱塑性塑料會隨加熱熱塑性塑料會隨加熱而有而有軟化變形乃軟化變形乃至于流動至于流動的現(xiàn)象的現(xiàn)象:隨溫度下降則有固化變隨溫度下降則有固化變硬硬的情形，為可逆過程的情形，為可逆過程 。 常見的熱固性塑常見的熱固性塑料包括環(huán)氧樹脂、酚料包括環(huán)氧樹脂、酚系樹脂、聚酯樹脂系樹脂、聚酯樹脂熱固性塑料：熱固性塑料：塑料塑料在加工過程中受熱發(fā)生在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應聚合反應，透過交聯(lián)劑，透過交聯(lián)劑(或稱做架橋劑或稱做架橋劑)的的作用分子鏈間作用分子鏈間產(chǎn)生化學交聯(lián)產(chǎn)生化學交聯(lián)，形成緊密的形成緊密的網(wǎng)狀結構網(wǎng)狀結構。交聯(lián)反應本身。交聯(lián)反應本身是不可逆的化學是不可逆的化學反應反應，因

6、此熱固性塑料在，因此熱固性塑料在加工后并不會如加工后并不會如熱塑性塑料般會受熱軟化熱塑性塑料般會受熱軟化，若溫度過高則，若溫度過高則發(fā)生裂解而不會有軟化變形的現(xiàn)象。發(fā)生裂解而不會有軟化變形的現(xiàn)象。 3、常見的塑料有哪些？各有什么性能？、常見的塑料有哪些？各有什么性能？支鏈多、密度低支鏈多、密度低支鏈少、密度高支鏈少、密度高聚乙烯聚乙烯高壓聚乙烯：高壓聚乙烯：低壓聚乙烯：低壓聚乙烯：1、聚乙烯（閱讀、聚乙烯（閱讀105106頁）頁）（低低密度聚乙烯密度聚乙烯LDPE）（高高密度聚乙烯密度聚乙烯HDPE）高壓高溫引發(fā)劑高壓高溫引發(fā)劑 較低壓力催化劑較低壓力催化劑線型線型支鏈型支鏈型有有少有或沒有少

7、有或沒有相對較長相對較長相對較短相對較短相對較小相對較小相對較大相對較大低密度低密度相對較低相對較低相對較小相對較小相對較小相對較小相對較高相對較高高密度高密度相對較大相對較大相對較大相對較大高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當?shù)挠袡C高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當?shù)挠袡C溶劑中。溶劑中。影響高分子化合物熔點、密度的因素：影響高分子化合物熔點、密度的因素：1高分子高分子鏈越長鏈越長相對分子質量越大相對分子質量越大分分子間的作用力越大子間的作用力越大熔點、密度越高熔點、密度越高2鏈與鏈與鏈鏈之間之間越密越密鏈之間的作用力越大鏈之間的作用力越大熔點、密度越高熔點、密度越高低壓聚乙烯比高壓聚乙烯鏈更長，而

8、且支鏈低壓聚乙烯比高壓聚乙烯鏈更長，而且支鏈少得多。少得多。低壓、高密度、高熔點管材、桶低壓、高密度、高熔點管材、桶高壓、低密度、低沸點塑料薄膜高壓、低密度、低沸點塑料薄膜為什么高分子化合物都具有一定的彈性？為什么高分子化合物都具有一定的彈性？烷烴分子中的碳碳單鍵可以圍繞烷烴分子中的碳碳單鍵可以圍繞鍵軸鍵軸旋轉旋轉而不影響鍵的強度。而不影響鍵的強度。聚乙烯分子聚乙烯分子鏈上的碳原子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連完全由碳碳單鍵相連。在常溫下聚乙烯分子鏈。在常溫下聚乙烯分子鏈上的碳碳單鍵發(fā)生旋轉，使它不可能呈一條直上的碳碳單鍵發(fā)生旋轉，使它不可能呈一條直線，只能呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)，許許多多聚乙線，

9、只能呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)，許許多多聚乙烯分子糾纏在一起好似一團亂麻。烯分子糾纏在一起好似一團亂麻。當有外力作當有外力作用時，卷曲的高分子可以被拉直或部分被拉直用時，卷曲的高分子可以被拉直或部分被拉直，除去外力，高分子又恢復卷曲狀態(tài)除去外力，高分子又恢復卷曲狀態(tài)，因此，高，因此，高分子化合物都具有一定的彈性。分子化合物都具有一定的彈性。 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，化學穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包無毒，化學穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料裝材料單體單體: CH2=CH2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化學穩(wěn)定性好，耐酸堿腐

10、蝕，化學穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過使用溫度不宜超過6060，在，在低溫下會變硬，分為：低溫下會變硬，分為：軟質塑料和硬質塑料軟質塑料和硬質塑料單體單體: 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 （有機玻璃）（有機玻璃）單體：單體：CH2=CCH3COOCH32、酚醛樹脂（形成、酚醛樹脂（形成）用用酚類酚類（如苯酚）與（如苯酚）與醛類醛類（如甲醛）在酸或堿的催化（如甲醛）在酸或堿的催化下下相互縮合相互縮合而成的高分子化合物。而成的高分子化合物。在在酸酸催化下，催化下，等物質的量等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚的苯酚與甲醛反應，

11、苯酚鄰鄰位或對位位或對位的氫原子與的氫原子與甲醛的羰基甲醛的羰基加成生成加成生成羥甲基苯酚羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合相互脫水縮合成線型結構高分子。成線型結構高分子。OHCH2OHOH+ H CHOH+OHCH2OHnH+CH2OHCH2OHCH2OHOHn-2+（n-1）H2O在在堿堿催化下，催化下，等物質的量等物質的量的苯酚與甲醛或過量的甲醛的苯酚與甲醛或過量的甲醛與苯酚反應，生成與苯酚反應，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等甲基苯酚等，然后加熱繼續(xù)反應，就可以生成網(wǎng)狀結，然后加熱繼續(xù)反應，就可以生成網(wǎng)狀結構的酚醛樹脂

12、。構的酚醛樹脂。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酚醛樹脂的制取和性質（酚醛樹脂的制取和性質（實驗實驗5-1）水浴加熱水浴加熱15min洗凈、烘干洗凈、烘干粉紅色固體粉紅色固體軟化（熱塑性）軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）不軟化（熱固性）溶解溶解不溶解不溶解線型結構線型結構網(wǎng)狀結構網(wǎng)狀結構P.108 1、為什么用、為什么用堿性堿性催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結構？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結構嗎？狀結構？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結構嗎？ 2、尿素尿素是蛋白質的代謝產(chǎn)物，隨尿排出

13、體外。是蛋白質的代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)上的氫原子那樣尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生加成反應，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀與甲醛發(fā)生加成反應，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結構的脲醛樹脂。你能寫出它們的結構嗎？結構的脲醛樹脂。你能寫出它們的結構嗎？思考與交流思考與交流1、現(xiàn)有兩種高聚物、現(xiàn)有兩種高聚物A、B，已知，已知A能溶于氯仿能溶于氯仿等有機溶劑，并加熱到一定條件下熔融成粘稠等有機溶劑，并加熱到一定條件下熔融成粘稠的液體，的液體，B不溶于任何溶劑，加熱不會變軟或不溶于任何溶劑，加熱不會變軟或熔融，則下列敘述中不正確的是（熔融，則下列敘述中不正確的是（ ）A.高聚

14、物高聚物A可能具有彈性，而可能具有彈性，而B一定沒有彈性一定沒有彈性B.高聚物高聚物A一定是線型高分子材料一定是線型高分子材料C.高聚物高聚物A一定是體型高分子材料一定是體型高分子材料D.高聚物高聚物B一定是體型高分子材料一定是體型高分子材料C纖維纖維天然纖維：天然纖維：化學纖維化學纖維人造纖維：人造纖維：合成纖維：合成纖維：如棉花、羊毛、蠶絲、麻等如棉花、羊毛、蠶絲、麻等用用木材木材為原料，經(jīng)為原料，經(jīng)化學加工處理所得化學加工處理所得以各種以各種單體單體為原料為原料經(jīng)聚合反應制成經(jīng)聚合反應制成二、合成纖維二、合成纖維合成纖維合成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

15、合成纖維合成纖維六大綸；六大綸；強度高彈性好、耐腐蝕、強度高彈性好、耐腐蝕、不縮水、質輕保暖；但不縮水、質輕保暖；但透氣性吸濕性較差。透氣性吸濕性較差。吸濕性好，因其分子鏈上有羥基吸濕性好，因其分子鏈上有羥基維綸維綸聚乙烯醇聚乙烯醇結構簡式結構簡式？滌綸滌綸聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯三、橡膠橡膠橡膠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共同點共同點：各種高聚物分：各種高聚物分 子中均存在不飽和鍵子中均存在不飽和鍵性質：性質：耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、 耐腐蝕、耐老化等各有其優(yōu)勢。耐腐蝕、耐老化等各有其優(yōu)勢。三、合成橡膠三、合成橡膠硫磺硫硫磺硫化劑化劑橡膠橡膠硫化硫化后，其柔韌性和彈性都會增大。后，其柔韌性和彈性都會增大。天然橡膠天然橡膠線型線型網(wǎng)狀體型網(wǎng)狀體型nCH2=CH-CH=CH2催化劑催化劑C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3硫化劑硫化劑的作用是打開順式聚的作用是打開順式聚1，3-丁二烯的雙鍵，丁二烯的雙鍵，以以-S-S-鍵將順丁橡膠的線型結構連接為網(wǎng)狀結構，鍵將順丁橡膠的