化学：5-2《应用广泛的高分子材料》幻灯片(莒南)(人教版选修5)

,第二节 应用广泛的高分子材料,高分子化合物,从来源角度,天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、蛋白质等,合成高分子化合物,合成材料,合成高分子材料,功能高分子材料,复合材料,塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料,一、塑料,热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等),塑料,热固性塑料（酚醛塑料）,特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用,特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化,热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型,为什么两种塑料的特性不同呢?,热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化,热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联,只有微弱的分子间作用力 以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联 ，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程 。,常见的热固性塑料包括环氧树脂、酚系树脂、聚酯树脂,热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。,耳机线为什么总缠在一起？,形状,结构,聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。, 聚乙烯(PE)产品,保鲜膜,吹塑成型的聚乙烯薄膜,无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料,单体: CH2=CH2,聚氯乙烯（PVC）,化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60，在低温下会变硬 分为：软质塑料和硬质塑料,单体: CH2=CHCl,聚 四 氟 乙 烯 塑 料,单体：,CF2CF2,聚苯乙烯,单体：,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,具有良好的电绝缘性，耐热抗水，但易被强酸强碱腐蚀，可制电工器材，仪表外壳等,酚醛树脂的制备和性质,水浴加热15min,洗净、 烘干,米黄色略带粉色,软化（热塑性）,不软化（热固 性）,溶解,不溶解,线性结构,网状结构,淡黄色,水浴加热,思考与交流,P.108 1、为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？ 2、尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。你能写出它们的结构吗？,阅读与交流（P.109),1、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维和化学纤维？ 2、合成纤维有哪些优点？哪些缺点？如何加以改善？,纤维,天然纤维,化学纤维,人造纤维：,合成纤维：,动物纤维如羊毛、蚕丝等,用木材为原料，经 化学加工处理所得,以各种单体为原料 经聚合反应制成,植物纤维如棉花、麻等,二、合成纤维,合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成加工制得的纤维 如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”,合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。,涤纶,尼龙,纺纶纤维织成 的防弹衣腈纶,腈纶,2003年3月26日，在伊拉克的英国皇家海军陆战队战士埃里克·沃尔德曼头盔连中四枪。 沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫“凯夫拉尔”的特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为奇了。,高强纤维的代表: Kevlar,芳纶：全芳香族聚酰胺,抗拉强度3.4GPa 模量（59190）GPa断裂伸长5%,宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来,宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。 宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。 密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。,橡 胶 产 品,三.橡 胶,橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。,1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：,2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶,通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。,特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等,性能全面，但易老化,性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。,3、橡胶的分类：,橡胶,天然橡胶,合成橡胶,三叶树胶（顺）,杜仲树胶（反）,丁苯橡胶,顺丁橡胶,合成天然橡胶,氯丁橡胶,乙丙橡胶,硅橡胶,共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键,性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。,天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？,天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。 KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。,阅读与交流（P.110-111),1.什么是顺丁橡胶？橡胶的硫化对橡胶的性能有怎样的影响？ 2.天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？,nCH2=CH-CH=CH2,催化剂,C=C,CH2,CH2,H,H n,1 2 3 4,1 4,2 3,硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。,两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）,硫化橡胶,优点: 具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等,丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶,CH2=CH-CH=CH2,丁苯橡胶SBR,1,3-丁二烯,苯乙烯,四、复合材料,学与问,每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？,复合材料：两种或两种以上高分子材料组合成的一种新型材料,你能举出一些复合材料的例子吗？,玻璃钢,玻璃钢即玻璃纤维增强塑料, 是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维加到合成树脂中，就制得玻璃钢,性能：强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，具有较好的韧性。,玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料 （玻璃钢）,安全玻璃,玻璃钢中基体是： 增强剂是：,合成树脂,玻璃纤维,固体火箭发动机复合材料喷管,