5.2高分子材料課件高二化學(xué)人教版選擇性必修3

第二節(jié)高分子材料”天問一號(hào)”探測(cè)器在火星著陸，背后滿滿的“高分子材料”擔(dān)當(dāng)超輕質(zhì)蜂窩增強(qiáng)燒蝕防熱材料連續(xù)纖維增強(qiáng)中密度防熱材料超輕質(zhì)燒蝕防熱涂層材料新型SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料基于形狀記憶聚合物智能復(fù)合材料按用途和性能分類通用高分子材料功能高分子材料塑料合成纖維合成橡膠粘合劑涂料高分子分離膜導(dǎo)電高分子醫(yī)用高分子高吸水性樹脂三大合成材料：塑料、合成纖維、合成橡膠閱讀P132第一自然段：高分子材料的分類？合成高分子化合物（高分子材料）一、通用高分子材料一——塑料1.成分樹脂：未經(jīng)加工處理的，沒有與添加劑混合的聚合物合成樹脂加工助劑聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。主要成分是合成樹脂，還可加入具有特定作用的加工助劑增塑劑熱穩(wěn)定劑著色劑提高柔韌性賦予各種顏色提高耐熱性2、分類熱固性塑料——不能加熱熔融，只能一次成型聚乙烯聚氯乙烯酚醛樹脂線型結(jié)構(gòu)不帶支鏈的帶支鏈的體型結(jié)構(gòu)熱塑性塑料——可反復(fù)加熱熔融加工【科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)】聚氯乙烯薄膜能用于食品包裝嗎？[

]nn

CH2

CHCl一定條件

CH2

CHCl

聚氯乙烯本身較硬，需加入增塑劑，穩(wěn)定劑等。室溫下，增塑劑小分子會(huì)逐漸“逃逸”出來。，這些增塑劑小分子在室溫下會(huì)逐漸“逃逸”出來，使柔軟的塑料制品逐漸變硬；有的增塑劑還具有一定毒性。所以，不能用含增塑劑的聚氯乙烯薄膜生產(chǎn)食品包裝材料。COO(CH2)3CH3COO(CH2)3CH3COO(CH2)7CH3COO(CH2)7CH3鄰苯二甲酸二丁酯鄰苯二甲酸二辛酯增塑劑3、聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯聚乙烯按合成方法高溫高壓引發(fā)劑支鏈較少，密度和軟化溫度較高；無毒、較硬低溫低壓催化劑支鏈較多，密度和軟化溫度較低；無毒、較柔軟低密度聚乙烯(LDPE)高密度聚乙烯(HDPE)(1)合成方法課本P137表5—1線型結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)的聚乙烯可以在一定條件下變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚乙烯，以增加強(qiáng)度支鏈型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(2)結(jié)構(gòu)3、聚乙烯(3)

性質(zhì)①?gòu)椥跃垡蚁┓肿渔溕系奶继紗捂I可以發(fā)生旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致分子鏈只能呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)所以，一般的高分子材料都具有一定的彈性外力作用卷曲的高分子鏈可以被拉直或部分被拉直除去外力恢復(fù)卷曲狀態(tài)②加熱均可熔融，也可溶于某些溶劑3、聚乙烯③軟化溫度和密度高分子鏈之間的作用力鏈的長(zhǎng)短高分子鏈之間的疏密遠(yuǎn)近高分子鏈越長(zhǎng)，高分子相對(duì)分子質(zhì)量越大，高分子鏈之間的作用力越大支鏈較少，易于接近相互作用力大低密度聚乙烯，相對(duì)分子質(zhì)量小、支鏈多高密度聚乙烯，相對(duì)分子質(zhì)量大、支鏈少低密度聚乙烯<高密度聚乙烯低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低，密度也低3、聚乙烯(4)用途①低密度聚乙烯不用加入增塑劑就顯得十分柔軟?？勺鰺o毒的食品包裝袋等薄膜制品②高密度聚乙烯較硬一些,可做瓶、桶、板、管與棒材等。③通過改進(jìn)聚合反應(yīng)的催化劑，現(xiàn)已得到超高相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙烯(相對(duì)分子質(zhì)量大于106)。其具有高強(qiáng)度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學(xué)腐蝕?？捎糜谥圃旆缽椃⒎缽楊^盔、繩纜等。防彈服防彈頭盔繩纜【社會(huì)·科學(xué)·技術(shù)】可降解高分子微生物降解和光降解圖5-4微生物降解塑料“白色污染”H—O-CH-C—OHO[]nCH3聚乳酸廢棄的塑料制品對(duì)環(huán)境造成的污染可降解高分子環(huán)氧乙烷與CO2反應(yīng)生產(chǎn)聚合物小結(jié)：判斷高分子材料是線型結(jié)構(gòu)還是體型結(jié)構(gòu)，一般從以下兩個(gè)角度判斷：(1)根據(jù)溶解性判斷能溶于適當(dāng)溶劑的高分子材料一般為線型結(jié)構(gòu)，如聚乙烯、聚氯乙烯等；在溶劑中難溶解的高分子材料一般為體型結(jié)構(gòu)，如酚醛塑料等。(2)根據(jù)熱塑性、熱固性判斷：具有熱塑性，受熱能熔化的高分子材料具有線型結(jié)構(gòu)；具有熱固性，受熱不熔化的高分子材料具有體型結(jié)構(gòu)。4、酚醛樹脂

酚醛樹脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）與醛（甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子。【實(shí)驗(yàn)5-1】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論（1）在酸催化下：總反應(yīng)：羥甲基苯酚

等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏腍原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子4、酚醛樹脂H+n+（n-1）H2OH+在堿催化下：

過量甲醛與苯酚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，繼續(xù)反應(yīng)，就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。2，4-二羥甲基苯酚2，4，6-三羥甲基苯酚

苯酚和過量的甲醛，在堿性催化劑作用下，生成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂，受熱不能軟化或熔融，也不溶于一般溶劑。(3)酚醛樹脂的用途：具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于任何溶劑。酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音等器材和復(fù)合材料?！舅伎寂c討論】（1）通過以上學(xué)習(xí)，我們了解到合成高分子的結(jié)構(gòu)大致可以分為三類:線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，你能舉例說明它們各自的特性嗎?結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)性質(zhì)特點(diǎn)線型沒有支鏈的長(zhǎng)鏈分子，且大多數(shù)呈卷曲狀受熱后熔化，冷卻后固化，具有熱塑性支鏈型主鏈上有長(zhǎng)支鏈和短支鏈，分子排列松散，分子間作用力弱柔軟度和溶解度較線型高分子的大，密度、強(qiáng)度和軟化溫度低于線型高分子網(wǎng)狀線型或支鏈型高分子以化學(xué)鍵交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)柔軟度降低，剛性提高，不能熔融，在溶劑中會(huì)發(fā)生溶脹，但不能溶解

（2）尿素(H2NCONH2)可以與甲醛發(fā)生反應(yīng)，最終縮聚成具有線型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。脲醛樹脂可用于生產(chǎn)木材黏合劑、生活器具和電器開關(guān)。請(qǐng)寫出尿素與甲醛生成線型聚合物的化學(xué)方程式nH2NCONH2+2nHCHO催化劑+(n-1)H2O1：2加成

HNCONHCH2

HOCH2

OHnHOH

HNCONHCH2

OCH2

生活中的纖維棉花、麻（纖維素）等天然纖維化學(xué)纖維纖維用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品等為原料加工制得單體，經(jīng)聚合反應(yīng)制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導(dǎo)纖維等）再生纖維合成纖維利用木材、秸稈等天然高分子原料，經(jīng)過加工處理得到。如：粘膠纖維纖維的分類

植物纖維動(dòng)物纖維蠶絲、羊毛（蛋白質(zhì)）等

常見合成纖維:六大綸包括:_____、_____、_____、_____、_____、_____,其中_____被稱為“人造棉花”,因其分子鏈上含有羥基而具有較好的吸濕性。滌綸錦綸腈綸丙綸維綸氯綸維綸①聚酯纖維

滌綸纖維的強(qiáng)度大，耐磨，易洗，快干，保型性好，但透氣性和吸濕性差。用于服裝和床上用品、各種裝飾布料、國(guó)防軍工特殊織物(航天服、降落傘),以及工業(yè)用纖維制品(過濾材料、絕緣材料、輪胎簾子線、傳送帶)等。滌綸——聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯合成纖維中目前產(chǎn)量最大的聚酯纖維中的滌綸一、通用高分子材料二——合成纖維聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一.聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66)②聚酰胺纖維

C(CH2)4C

OO[

]nHOH+(2n-1)H2O

HN(CH2)6NHnH2N(CH2)6NH2

n

HOC(CH2)4COH+O

O一、通用高分子材料二——合成纖維強(qiáng)度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖和不怕蟲蛀等優(yōu)良的性能：缺點(diǎn)：吸濕性、透氣性不如天然纖維兩類纖維混合紡織——性能互補(bǔ)2、合成纖維特點(diǎn)3、合成纖維應(yīng)用服裝航天服降落傘絕緣材料隔音、隔熱材料止血棉醫(yī)用縫合線漁網(wǎng)麻繩二、通用高分子材料三——合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠三葉橡膠（順式聚異戊二烯）杜仲膠（反式聚異戊二烯）丁苯橡膠順丁橡膠合成天然橡膠氯丁橡膠乙丙橡膠硅橡膠1、橡膠的分類2、橡膠的性質(zhì)橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)。相對(duì)分子質(zhì)量＞大多塑料、合成纖維，105~6耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐腐蝕、耐老化等3.橡膠

3、合成橡膠（1）合成橡膠的原料以石油、天然氣為原料，以烯烴和二烯烴為單體聚合而成的高分子（2）順丁橡膠C＝CnH?CH2CH2?H合成原理：?jiǎn)误w1,3—丁二烯加聚反應(yīng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：nCH2＝CH2?CH2＝CH2催化劑分子呈線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，性能較差。順丁橡膠的硫化：將順丁橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，硫化劑將聚合物中的碳碳雙鍵打開，以二硫鍵(?S?S?)等與碳原子結(jié)合，把線型結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的順丁橡膠.應(yīng)用：用于制造輪胎三、功能高分子材料高吸水性樹脂隱形眼鏡尿不濕人造皮膚人造心臟人造膝關(guān)節(jié)人造血管離子交換樹脂高分子分離膜醫(yī)用高分子高分子催化劑形狀記憶高分子磁性高分子高分子藥物高吸水性樹脂具有某些特殊化學(xué)、物理及醫(yī)學(xué)功能的高分子材料。①定義②分類三、功能高分子材料2、高吸水性樹脂吸水前吸水后

高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤。也可以用于嬰幼兒紙尿褲，其可吸入自身質(zhì)量數(shù)百倍的尿液而不滴漏。(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①含有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈，如羧基、羥基、酰氨基等。②具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(2)性能：不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，與水接觸后在很短的時(shí)間內(nèi)溶脹，可吸收其本身質(zhì)量的數(shù)百倍甚至上千倍的水，同時(shí)保水能力要強(qiáng)，還能耐一定的擠壓作用?！稌r(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(3)合成方法①對(duì)淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性,在它們的主鏈上再接上帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈,以提高它們的吸水能力。②用帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的烯類為單體進(jìn)行聚合,得到含親水基團(tuán)的高聚物。如:在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)劑,在一定條件下發(fā)生聚合,得到聚丙烯酸鈉。如淀粉與丙烯酸鈉生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。如CH2=CH-COONa聚丙烯酸鈉(網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變支鏈型結(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。加交聯(lián)劑的目的是什么？【思考與討論】在橡膠工業(yè)中，天然橡膠與合成橡膠一般都要經(jīng)過硫化工藝，將橡膠的線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在制備高吸水性樹脂時(shí)也要加入少量交聯(lián)劑，以得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。思考為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

天然橡膠分子內(nèi)存在較活潑的碳碳雙鍵，容易發(fā)生老化。橡膠硫化后，分子中的碳碳雙鍵被打開,形成了新的共價(jià)鍵，線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這使硫化橡膠具有很好的彈性、較高的硬度和耐磨性，不易變黏，在有機(jī)溶劑中不易溶解，只發(fā)生溶脹。

高吸水性樹脂在交聯(lián)前一般是水溶性的，不具備吸水性。形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，它可利用分子中大量的羧基、羥基等基團(tuán)與水分子之間產(chǎn)生氫鍵等作用，吸收水分子，并且通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將水分子束縛在高分子網(wǎng)格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強(qiáng)，在一定壓力下也不易失水。3、高分子分離膜（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

分離膜一般只允許水及一些小分子物質(zhì)通過，其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè)，形成濃縮液，達(dá)到對(duì)原液凈化、分離和濃縮的目的。（2）類型：分離膜根據(jù)膜孔大小分為主要是有機(jī)高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等廣泛用于海水淡化和飲用水的制取，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領(lǐng)域（3）生產(chǎn)分離膜的材料：（4）用途：3、高分子分離膜高分子分離膜淡化海水1.下列有關(guān)塑料的說法不正確的是(

)A.塑料的主要成分是合成樹脂B.熱塑性塑料可以反復(fù)加工、多次使用C.酚醛樹脂可制熱