塑料、纖維和橡膠

1、2有機(jī)高分子有機(jī)高分子天然（棉花、蠶絲、麻）天然（棉花、蠶絲、麻）合成合成合成材料合成材料功能高分子材料功能高分子材料復(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3有機(jī)高分子化合物的性質(zhì)有機(jī)高分子化合物的性質(zhì)1.1.溶解性溶解性：通常難溶于水，即使在適當(dāng)?shù)娜軇┲兴鼈兺ǔｋy溶于水，即使在適當(dāng)?shù)娜軇┲兴鼈內(nèi)芙獾靡埠苈?，或者只有一定程度的脹大溶解得也很慢，或者只有一定程度的脹?.2.熱塑性、熱固性熱塑性、熱固性 有些有些有機(jī)高分子加熱時(shí)會(huì)變軟、流動(dòng)，受冷時(shí)有機(jī)高分子加熱時(shí)會(huì)變軟、流動(dòng)，受冷時(shí)又硬化，即反復(fù)加熱，受熱再造。而有些高分子化又硬化，即反復(fù)加熱，受熱再造。而有些高分子化合物受熱

2、時(shí)不會(huì)變軟只能徹底被裂解，因此不能通合物受熱時(shí)不會(huì)變軟只能徹底被裂解，因此不能通過(guò)加熱受冷反復(fù)再造。過(guò)加熱受冷反復(fù)再造。3.3.電絕緣性電絕緣性 4.4.可燃性可燃性5高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件合成條件分子結(jié)構(gòu)類(lèi)型分子結(jié)構(gòu)類(lèi)型有無(wú)支鏈有無(wú)支鏈鏈長(zhǎng)短鏈長(zhǎng)短相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量高壓高溫引發(fā)劑較低壓力催化劑線型支鏈型少有或沒(méi)有相對(duì)較長(zhǎng)相對(duì)較短相對(duì)較小相對(duì)較大6線型結(jié)構(gòu) 7支鏈型結(jié)構(gòu)8高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯熔融溫度熔融溫度密度密度硬度硬度分子間作分子間作用力用力相對(duì)較低相對(duì)較高低密度高密度相對(duì)較小相對(duì)較大相對(duì)較小相對(duì)較大1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。2、由于碳碳單鍵可以

3、旋轉(zhuǎn)故高分子鏈不可能是一條直線，只能呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)，因此高分子化合物具有一定的彈性。93、影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的因素：(1)高分子鏈越長(zhǎng)相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間的作用力越大熔點(diǎn)、密度越高(2)鏈與鏈之間越密鏈之間的作用力越大熔點(diǎn)、密度越高4、無(wú)論是直鏈還是支鏈結(jié)構(gòu)都具有熱塑性 樹(shù)脂樹(shù)脂是指未經(jīng)加工處理的、沒(méi)有與各種添加劑混是指未經(jīng)加工處理的、沒(méi)有與各種添加劑混合的聚合物合的聚合物熱塑性塑料熱塑性塑料( (聚乙烯聚乙烯, , 聚氯乙烯聚氯乙烯, , 聚丙烯等聚丙烯等) )塑料塑料熱固性塑料（酚醛塑料）熱固性塑料（酚醛塑料）受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，冷卻后

4、變成固體，加熱后又熔化，體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復(fù)加工，多次使用可反復(fù)加工，多次使用在制造過(guò)程中受熱時(shí)能變軟塑成一在制造過(guò)程中受熱時(shí)能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化 熱塑性塑料固態(tài)時(shí)的線熱塑性塑料固態(tài)時(shí)的線型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)熱固性塑料硬化后的體型熱固性塑料硬化后的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱固性塑料熱固性塑料再次受熱時(shí)，鏈與再次受熱時(shí)，鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成交聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬，硬化定型化定型熱塑性塑料熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的具有長(zhǎng)鏈狀的線型線型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)，分子間作用力受熱時(shí)

5、，分子間作用力減弱，易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，相互減弱，易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，相互引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化13酚醛樹(shù)脂局部結(jié)構(gòu)塑料的電絕緣性是相對(duì)的塑料的電絕緣性是相對(duì)的從從 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析, 塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎?19纖維纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維合成纖維合成纖維人造纖維人造纖維： 用木材、草類(lèi)的纖維經(jīng)化用木材、草類(lèi)的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成的黏膠纖維，如人學(xué)加工制成的黏膠纖維，如人造絲、人造毛等造絲、人造毛等幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)三、橡三、橡 膠膠 。通用橡膠：通用橡膠： 特種橡膠：特種橡膠： 硅橡膠硅橡膠22橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠通用橡膠

6、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硅橡膠硅橡膠23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(huì)增大橡膠硫化后，其柔韌性和彈性都會(huì)增大二、復(fù)合材料二、復(fù)合材料學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn) 每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)：金屬材料強(qiáng)度大，每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)：金屬材料強(qiáng)度大，但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強(qiáng)度大料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐腐

7、蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？ 要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來(lái)，制成復(fù)合材料，使各組分材料在性能上進(jìn)行互補(bǔ)，同時(shí)產(chǎn)生某些特殊性能。由于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過(guò)改變各組分材料的含量來(lái)滿足不同的需求。因此，復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。玻璃鋼（即玻璃纖維增強(qiáng)塑料） 玻璃鋼玻璃鋼即即玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料, , 是將玻璃熔化并迅是將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到

8、異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃纖維加到合成樹(shù)脂中，就制得玻璃鋼纖維加到合成樹(shù)脂中，就制得玻璃鋼汽車(chē)車(chē)身、火車(chē)車(chē)箱和船體以及印刷電路板。汽車(chē)車(chē)身、火車(chē)車(chē)箱和船體以及印刷電路板。復(fù)合材料玻璃鋼復(fù)合材料玻璃鋼玻玻 璃璃 鋼鋼 游游 艇艇玻璃鋼冷卻塔玻璃鋼冷卻塔玻璃鋼產(chǎn)品在化工、石油、建筑、體育、國(guó)防、航空航天工玻璃鋼產(chǎn)品在化工、石油、建筑、體育、國(guó)防、航空航天工業(yè)包括神州五號(hào)載人飛船等高端技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用業(yè)包括神州五號(hào)載人飛船等高端技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用鯊魚(yú)皮泳衣鯊魚(yú)皮泳衣 輕便賽車(chē)輕便賽車(chē) 碳纖維復(fù)合材料，它具有強(qiáng)度高、耐疲勞、重量輕碳纖維復(fù)合材料，它具

9、有強(qiáng)度高、耐疲勞、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，主要以聚丙烯腈為原料，也可用人造絲、石油瀝等優(yōu)點(diǎn)，主要以聚丙烯腈為原料，也可用人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料。青或煤瀝青為原料。復(fù)合材料復(fù)合材料碳纖維碳纖維復(fù)合材料復(fù)合材料隱形飛機(jī)上的特殊材料隱形飛機(jī)上的特殊材料第三節(jié)功能高分子材料第三節(jié)功能高分子材料三三大大支支柱柱產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)能源能源材料材料信息信息是能源和信息發(fā)展的基礎(chǔ)是能源和信息發(fā)展的基礎(chǔ)有機(jī)合成材料是材料有機(jī)合成材料是材料工業(yè)的一個(gè)重要方面工業(yè)的一個(gè)重要方面時(shí)代的劃分常以時(shí)代的劃分常以材料材料為標(biāo)志為標(biāo)志 具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料 和和在高分子鏈上在高分子鏈上接上帶有具有某接

10、上帶有具有某種功能的官能團(tuán)使其具有種功能的官能團(tuán)使其具有特殊功能特殊功能的高分子材料的高分子材料時(shí)代周刊評(píng)出20世紀(jì)最偉大的100項(xiàng)發(fā)明，其中“尿不濕” 榜上有名 為什么為什么“尿不濕尿不濕” 能評(píng)為能評(píng)為20世紀(jì)最偉大的世紀(jì)最偉大的100項(xiàng)項(xiàng)發(fā)明呢發(fā)明呢?最初是為誰(shuí)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的呢？最初是為誰(shuí)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的呢？ 美國(guó)在上世紀(jì)六十年代初，航天事業(yè)崛起，如何解美國(guó)在上世紀(jì)六十年代初，航天事業(yè)崛起，如何解決宇航員的排尿問(wèn)題迫在眉睫，華人決宇航員的排尿問(wèn)題迫在眉睫，華人唐鑫源唐鑫源成為成為“尿不尿不濕濕”的發(fā)明人，后來(lái)他被譽(yù)為美國(guó)的發(fā)明人，后來(lái)他被譽(yù)為美國(guó)“太空服之父太空服之父”。美國(guó)從美國(guó)從1959起甄選

11、的起甄選的7位宇航員合影位宇航員合影“神舟5號(hào)”、 “神舟6號(hào)”上天的三位航天員先后也都使用了“尿不濕” 航天員專(zhuān)用航天員專(zhuān)用“尿不濕尿不濕”1克能吸收約克能吸收約1000克水克水 ，吸水性遠(yuǎn)強(qiáng)于一般嬰兒使用的吸水性遠(yuǎn)強(qiáng)于一般嬰兒使用的“尿不濕尿不濕” “尿不濕”是航天產(chǎn)品“下凡”的成功典范！現(xiàn)在不僅是嬰幼兒使用，還有供特殊成人使用的，更有趣的是有些寵物也系上了“尿不濕”出門(mén)溜達(dá)，以保護(hù)公共衛(wèi)生。 資料顯示：資料顯示：1987年，英國(guó)年，英國(guó)一次性尿布銷(xiāo)一次性尿布銷(xiāo)售利潤(rùn)達(dá)售利潤(rùn)達(dá)2億英億英鎊。設(shè)想一下鎊。設(shè)想一下我們中國(guó)這樣我們中國(guó)這樣一個(gè)人口大國(guó)，一個(gè)人口大國(guó)，利潤(rùn)有多么驚利潤(rùn)有多么驚人！

12、人！ 你了解你了解“尿不濕尿不濕”的材料嗎？它應(yīng)該有什么性能？的材料嗎？它應(yīng)該有什么性能？ “尿不濕尿不濕”起作用的物質(zhì)是一種起作用的物質(zhì)是一種功能高分子功能高分子材料，材料，具有具有很強(qiáng)的吸水能力很強(qiáng)的吸水能力。它所用的材料是高吸水性樹(shù)。它所用的材料是高吸水性樹(shù)脂（常用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉脂（常用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉 ）思考：如何以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物化合物CH2=CHCOOH制得網(wǎng)狀聚丙烯酸鈉？ 探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題：探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題： 1）具有什么樣的主鏈？）具有什么樣的主鏈？單體單體 2）具有什么樣的功能基？）具有什么樣的功能基？

13、官能團(tuán)官能團(tuán) 3）不斷修正。）不斷修正。同時(shí)要加入少量二烯作交聯(lián)劑得網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)CH2=CH - COHO+NaOHCH2=CH - CONaO+H2O催化劑催化劑CH2=CH-COONan CH2-CH nCOONa 交聯(lián)劑變線型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其既交聯(lián)劑變線型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其既有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。纖維素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式纖維素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 傳統(tǒng)吸水性的材料棉花為何有一定的吸水性？傳統(tǒng)吸水性的材料棉花為何有一定的吸水性？ 發(fā)現(xiàn)其每個(gè)鏈節(jié)上都有發(fā)現(xiàn)其每個(gè)鏈節(jié)上都有OH，它是一種親水基，它是一種親水基 旱地種植、改良土壤、改造沙漠等。旱地種植、改良土壤、改

14、造沙漠等。強(qiáng)吸水能力的功能高分子材料除強(qiáng)吸水能力的功能高分子材料除了用于了用于 “尿不尿不濕濕”，還有哪些用途？，還有哪些用途？ 保水劑是一種吸水能力特強(qiáng)的功能高分子材料。保水劑是一種吸水能力特強(qiáng)的功能高分子材料。無(wú)毒無(wú)害，反復(fù)吸水、釋水無(wú)毒無(wú)害，反復(fù)吸水、釋水 “微型水庫(kù)微型水庫(kù)”。同時(shí)，。同時(shí)，它還能吸收肥料、農(nóng)藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥它還能吸收肥料、農(nóng)藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥效。高吸水性樹(shù)脂廣泛用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、建筑效。高吸水性樹(shù)脂廣泛用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、建筑等。等。 2、高分子分離膜、高分子分離膜有選擇地有選擇地讓某些物質(zhì)通過(guò)讓某些物質(zhì)通過(guò) 高分子分子膜的特點(diǎn)：高分子分子

15、膜的特點(diǎn)： 能夠能夠有選擇地有選擇地讓某些物質(zhì)通過(guò)，而把另外一些讓某些物質(zhì)通過(guò)，而把另外一些物質(zhì)分離掉。物質(zhì)分離掉。 分子膜的應(yīng)用：分子膜的應(yīng)用：生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海水、苦生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海水、苦咸水的淡化；咸水的淡化； 濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒各種能源的濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒各種能源的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 高分子分離膜的組成：高分子分離膜的組成： 是用具有是用具有特殊分離功能特殊分離功能的高分子材料制成的高分子材料制成 分離膜具有神奇的魔術(shù)師般的本領(lǐng)，從下面的實(shí)驗(yàn)中不難領(lǐng)會(huì)。將一瓶含酒精4.5的普通啤酒用水稀釋成兩瓶，然后倒入玻璃容器內(nèi)，只要將這種溶液通過(guò)薄薄

16、的一層分離膜，就能夠在幾分鐘內(nèi)提取出酒精濃度達(dá) 93的乙醇。這種乙醇用一根火柴就能點(diǎn)燃。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中在分離膜的表面施加了高頻電場(chǎng)，促使乙醇溶解、擴(kuò)散、和水分離，所耗電能僅為蒸餾法的十分之一。在過(guò)去要從液體中分離另一種液體，只能使用蒸餾法。 能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達(dá)到大規(guī)能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達(dá)到大規(guī)模使用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分子通模使用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分子通過(guò)，而使含鹽的低分子溶質(zhì)幾乎不能通過(guò)，施加一過(guò)，而使含鹽的低分子溶質(zhì)幾乎不能通過(guò)，施加一定的壓力后，就能使水加速擠出。采用不同結(jié)構(gòu)的定的壓力后，就能使水加速擠出。采用不同結(jié)構(gòu)的逆滲透膜就可以獲得

17、工業(yè)鍋爐水、飲料水、無(wú)菌水、逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料水、無(wú)菌水、去離子水、洗滌半導(dǎo)體的超純水等。在非洲一些缺去離子水、洗滌半導(dǎo)體的超純水等。在非洲一些缺水地區(qū)建立起不少海水淡化裝置。一種水地區(qū)建立起不少海水淡化裝置。一種PECPEC10001000的海水淡化裝置對(duì)海水如加壓的海水淡化裝置對(duì)海水如加壓 40407070公斤公斤/ /平方厘平方厘米，就可以得到米，就可以得到16162020的淡水。建于沙特阿拉的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自來(lái)水廠，是世界上最大的海水淡化廠，伯的基塔自來(lái)水廠，是世界上最大的海水淡化廠，日供應(yīng)淡水日供應(yīng)淡水1200012000噸，主要使用醋酸纖維素分離膜噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝置。裝置。 3、醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用高分子材料具有優(yōu)異的具有優(yōu)異的生物相容性生物相容性人人造造關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)一張柔軟的紙，白中透出微黃，這一張柔軟的紙，白中透出微黃，這張不起眼的張不起眼的“白紙白紙”就是填補(bǔ)國(guó)就是填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的高科技內(nèi)空白的高科技“人造皮膚人造皮膚”。這種這種“人造皮膚人造皮膚”能幫助傷口盡能幫助傷口盡快恢復(fù)。比