第八章合成材料

1、第八章合成材料第八章合成材料湖北麻城一中化學(xué)組湖北麻城一中化學(xué)組 張歡張歡材料概況材料概況材料材料無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)材料材料有機(jī)高有機(jī)高分子材分子材料料非金屬材料非金屬材料金屬材料金屬材料天然高分子材料天然高分子材料合成高分合成高分子材料子材料淀粉淀粉纖維素纖維素蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)天然橡膠天然橡膠合成塑料合成塑料合成橡膠合成橡膠合成纖維合成纖維合成粘合劑合成粘合劑合成涂料合成涂料新型合成高分子新型合成高分子材料材料功能高分子功能高分子材料材料復(fù)合高分子復(fù)合高分子材料材料n (一一)、有機(jī)高分子化合物簡(jiǎn)介、有機(jī)高分子化合物簡(jiǎn)介n 1.小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常很少上千，通常小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常很少上千，通常稱

2、為低分子化合物，簡(jiǎn)稱小分子；稱為低分子化合物，簡(jiǎn)稱小分子；n 如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等等n 2.高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，通通n常稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子，有時(shí)又稱常稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子，有時(shí)又稱聚合物或高聚物；聚合物或高聚物；n 如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹(shù)脂等烯、酚醛樹(shù)脂等我們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅竭^(guò)的有機(jī)我們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅竭^(guò)的有機(jī)高分子化合物有哪些？高分子化合物有哪些？ 有機(jī)高分子有機(jī)高分子 天然高分子：天然高分子：

3、淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)、天然橡膠等。淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)、天然橡膠等。 合成高分子：合成高分子： 合成纖維、合成樹(shù)脂、合成橡膠等合成纖維、合成樹(shù)脂、合成橡膠等怎樣合成高分子？怎樣合成高分子？思思考考4、有機(jī)、有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(a). (a). CHCH2 2CHCH2 2叫聚乙烯的叫聚乙烯的結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元（或（或鏈節(jié)鏈節(jié)）；）；(b).n(b).n表示每個(gè)高分子化合物中表示每個(gè)高分子化合物中鏈節(jié)鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)叫的重復(fù)次數(shù)叫聚合聚合 度度；n n越大，相對(duì)分子質(zhì)量越大；越大，相對(duì)分子質(zhì)量越大；(c).(c).合成高分子的物質(zhì)叫合成高分子的物質(zhì)叫單體單體。 如乙烯是

4、聚乙烯的單體。如乙烯是聚乙烯的單體。對(duì)于某一高分對(duì)于某一高分子材料來(lái)說(shuō)，子材料來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的相實(shí)驗(yàn)測(cè)得的相對(duì)分子質(zhì)量只對(duì)分子質(zhì)量只能是其平均值能是其平均值（1）高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，）高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡(jiǎn)單的往往由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如而成；如聚乙烯聚乙烯 聚乙烯、聚氯乙烯中以聚乙烯、聚氯乙烯中以CC鍵鍵連接成連接成長(zhǎng)鏈長(zhǎng)鏈； 淀粉、纖維素中以淀粉、纖維素中以CC鍵鍵和和CO鍵鍵連接成連接成長(zhǎng)鏈長(zhǎng)鏈；（這些長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)（這些長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)相互纏繞相互纏繞使分子間接觸的地方增多，使分子間接觸的地方增多，分分子間的作用力子間的作用力就大大增加，強(qiáng)度加大）就

5、大大增加，強(qiáng)度加大） （2）.根據(jù)結(jié)構(gòu)中鏈節(jié)連接方式分類，根據(jù)結(jié)構(gòu)中鏈節(jié)連接方式分類，可可以有以有線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)和和體型結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)；線型結(jié)構(gòu)又可；線型結(jié)構(gòu)又可分為分為帶支鏈帶支鏈和和不帶支鏈不帶支鏈的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。(3)硫化橡膠中，長(zhǎng)鏈與長(zhǎng)鏈之間又硫化橡膠中，長(zhǎng)鏈與長(zhǎng)鏈之間又形成化學(xué)鍵形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生，產(chǎn)生網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而交而交聯(lián)在一起。聯(lián)在一起。3 3有機(jī)有機(jī)（1）溶解性溶解性（2）熱塑性和熱固性熱塑性和熱固性（3）強(qiáng)度強(qiáng)度（4）電絕緣體電絕緣體有機(jī)高分子有機(jī)高分子線型結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)：能緩慢溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├铮ㄈ缒芫徛芙庠谶m當(dāng)?shù)娜軇├铮ㄈ?有機(jī)玻有機(jī)玻璃）璃）體型結(jié)構(gòu)：體型結(jié)構(gòu)：不容

6、易溶解，只是溶脹（如不容易溶解，只是溶脹（如:橡膠）橡膠）有機(jī)高分子有機(jī)高分子線型結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)：熱塑性（如熱塑性（如: :聚乙烯塑料）聚乙烯塑料）體型結(jié)構(gòu)：體型結(jié)構(gòu)：熱固性（如熱固性（如: :酚醛樹(shù)脂）酚醛樹(shù)脂）（高分子材料的強(qiáng)度一般都比較大）（高分子材料的強(qiáng)度一般都比較大）（通常是很好的電絕緣體）（通常是很好的電絕緣體）？高分子化合物只有共價(jià)鍵，沒(méi)有自由電子，所以不導(dǎo)電。高分子化合物只有共價(jià)鍵，沒(méi)有自由電子，所以不導(dǎo)電。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不耐高溫、易燃燒、易老化、廢棄后不易分解不耐高溫、易燃燒、易老化、廢棄后不易分解例：填寫(xiě)下表例：填寫(xiě)下表線型高分子線型高分子體型高分子體型高分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)性質(zhì)

7、溶解性溶解性受熱時(shí)的受熱時(shí)的變化變化鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶解溶解不溶解，只發(fā)不溶解，只發(fā)生脹大。生脹大。加熱軟化熔加熱軟化熔解，具有熱解，具有熱塑性。塑性。受熱不熔受熱不熔化，具有化，具有熱固性。熱固性。（二）合成材料（二）合成材料隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場(chǎng)材料的革命人工合成材料；發(fā)生了一場(chǎng)材料的革命人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡(jiǎn)單，性合成材料的原料豐富、制造加工簡(jiǎn)單，性能千變?nèi)f化；能千變?nèi)f化；塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成塑料

8、、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；材料；粘合劑、涂料也屬于合成材料。粘合劑、涂料也屬于合成材料。1塑料塑料的主要成分是塑料的主要成分是合成樹(shù)脂合成樹(shù)脂，其中還添，其中還添加了某些特定用途的加了某些特定用途的添加劑添加劑（如提高塑性的（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性熱塑性塑料塑料，可以反復(fù)加工，多次使用；有些，可以反復(fù)加工，多次使用；有些熱固性熱固性塑料塑料，一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化。有些塑，一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化。有些塑料具有特殊用途如料具有特殊用途如工程塑料工程塑料、增強(qiáng)塑料增強(qiáng)塑料、改進(jìn)改進(jìn)塑料塑料等。等。常見(jiàn)的塑料有聚乙烯

9、、聚氯乙烯、聚丙烯、常見(jiàn)的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛樹(shù)脂（電木）、聚四氟乙烯等。酚醛樹(shù)脂（電木）、聚四氟乙烯等。低密度聚乙烯包裝膜低密度聚乙烯包裝膜聚四氟乙烯酚醛樹(shù)脂聚丙烯2 2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木材木材草類草類合成纖維合成纖維：用石油、天然氣等為原：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：維（如：“六大綸六大綸”、碳纖維、光、碳纖維、光導(dǎo)纖維等）導(dǎo)纖維等）人造纖維人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)：用木材、

10、草類的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成。如粘膠纖維等化學(xué)加工制成。如粘膠纖維等3 3合成橡膠合成橡膠橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠通用橡膠通用橡膠特種橡膠特種橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠聚硫橡膠硅橡膠硅橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠硅橡膠硅橡膠合成有機(jī)高分子材料改變了我們的生活合成有機(jī)高分子材料改變了我們的生活 高分子作為結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)輕、不腐、不蝕、色彩絢麗等優(yōu)點(diǎn)，高分子作為結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)輕、不腐、不蝕、色彩絢麗等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療器械、家用器具、文化體育、娛樂(lè)用品，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療器械、家用器具、文化體育、娛樂(lè)用品，兒童玩具等，大大

11、豐富和美化了人們的生活。兒童玩具等，大大豐富和美化了人們的生活。一座年產(chǎn)一座年產(chǎn)8萬(wàn)萬(wàn)噸的合成橡膠噸的合成橡膠廠相當(dāng)于廠相當(dāng)于145萬(wàn)畝橡膠園的萬(wàn)畝橡膠園的年產(chǎn)量。年產(chǎn)量。 一座年產(chǎn)萬(wàn)噸的一座年產(chǎn)萬(wàn)噸的合成纖維廠相當(dāng)合成纖維廠相當(dāng)于于30萬(wàn)畝棉田或萬(wàn)畝棉田或250萬(wàn)頭綿羊的萬(wàn)頭綿羊的棉毛產(chǎn)量。棉毛產(chǎn)量。 耐高溫、耐腐耐高溫、耐腐蝕的塑料王蝕的塑料王聚四氟乙烯聚四氟乙烯 塑料塑料 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠白色污染白色污染1由于合成材料的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，一些塑由于合成材料的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，一些塑料制品帶來(lái)的料制品帶來(lái)的 “白色污染白色污染”。2白色污染的危害白色污染的危害3白色污染的治理

12、白色污染的治理A廢棄塑料的再利用（如廢棄塑料的再利用（如直接作為材料直接作為材料、制作單體和燃料油制作單體和燃料油、制作氣體制作氣體等）；等）；B制造制造易降解材料易降解材料。(三三).新型有機(jī)高分子材料新型有機(jī)高分子材料 從合成有機(jī)高分子材料出現(xiàn)開(kāi)始，人們始終不斷的從合成有機(jī)高分子材料出現(xiàn)開(kāi)始，人們始終不斷的研究，開(kāi)發(fā)著性能更優(yōu)異，應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)研究，開(kāi)發(fā)著性能更優(yōu)異，應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)滿足計(jì)算機(jī)光導(dǎo)纖維，激光，生物工程，空間工業(yè)和機(jī)滿足計(jì)算機(jī)光導(dǎo)纖維，激光，生物工程，空間工業(yè)和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要,除了傳統(tǒng)的三大合成材料除了傳統(tǒng)的三大合成材料以外以外,又出現(xiàn)了高分子膜又出現(xiàn)了高分子膜,具有光電、磁等特殊功能的高具有光電、磁等特殊功能的高分子材料分子材料,生物高分子材料生物