高中化學 第五章 第二節(jié) 應用廣泛的高分子材料課件 新人教選修5

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1、 高分子化合物高分子化合物從來源角度從來源角度天然高分子化合物天然高分子化合物，如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等合成高分子化合物合成高分子化合物合合成成材材料料合成高分合成高分子材料子材料功能高分功能高分子材料子材料復合材料復合材料塑料、合成纖維、合成橡膠、塑料、合成纖維、合成橡膠、粘合劑、涂料粘合劑、涂料三大合成材料三大合成材料按用途和按用途和性能分類性能分類一、塑料一、塑料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）特性：特性：受熱時軟化并可熔化成流動的液受熱時軟化并可熔化成

2、流動的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復加工，多次使用可反復加工，多次使用特性：特性：在制造過程中受熱時能變軟塑成一在制造過程中受熱時能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會受熱熔化定的形狀，但加工成型后就不會受熱熔化 主要成分主要成分: 合成樹脂及加工助劑合成樹脂及加工助劑熱固性塑料熱固性塑料再次受熱時，再次受熱時，鏈與鏈間會形成共價鍵，鏈與鏈間會形成共價鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型，硬化定型為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料熱塑性塑料具有長鏈狀的具有長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)。受熱時，分子受熱時，分子

3、間作用力減弱，易滑動；間作用力減弱，易滑動；冷卻時，相互引力增強，冷卻時，相互引力增強，會重新硬化會重新硬化熱塑性塑料：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的現(xiàn)象；糾纏及去纏的現(xiàn)象；因此因此熱塑性塑料會隨加熱而有熱塑性塑料會隨加熱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，的情形，為可逆過程為可逆過程 。 常見的熱固性塑常

4、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：塑料在加工過程中受熱發(fā)生塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應，透過交聯(lián)劑聚合反應，透過交聯(lián)劑(或稱做架橋劑或稱做架橋劑)的的作用分子鏈間產(chǎn)生化學交聯(lián)，形成緊密的作用分子鏈間產(chǎn)生化學交聯(lián)，形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應本身是不可逆的化學網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應本身是不可逆的化學反應，因此熱固性塑料在加工后并不會如反應，因此熱固性塑料在加工后并不會如熱塑性塑料般會受熱軟化，若溫度過高則熱塑性塑料般會受熱軟化，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。 耳機線為什么總纏在一起

5、？耳機線為什么總纏在一起？形狀形狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)聚乙烯分子鏈上的聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳碳原子完全由碳碳單鍵相連，單鍵可單鍵相連，單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可能旋轉(zhuǎn)，使它不可能成一條直線，只能成一條直線，只能成不規(guī)則的卷曲狀成不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。態(tài)。 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無毒，化學，化學穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的，適合做食品和藥物的包裝材料包裝材料單體單體: CH2=CH2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化學化學穩(wěn)定性穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用好，耐酸堿腐蝕，使用溫度溫度不不宜宜超超過過6060，在在低溫低溫下會下會

6、變硬變硬分為：分為：軟軟質(zhì)塑料和質(zhì)塑料和硬硬質(zhì)塑料質(zhì)塑料單體單體: CH2=CHCl聚聚四四氟氟乙乙烯烯塑塑料料單體：單體：CF2CF2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=CCH3COOCH3透光性好，不易破裂，但耐透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多種有機磨性能差，能溶于多種有機溶劑，可用來制造飛機溶劑，可用來制造飛機、汽汽車玻璃，光學儀器和許多日車玻璃，光學儀器和許多日常生活用品。常生活用品。酚醛塑料酚醛塑料單體：單體：苯酚、甲醛苯酚、甲醛具有良好的電絕緣具有良好的電絕緣性，耐熱抗水，但性，耐熱

7、抗水，但易被強酸強堿腐蝕，易被強酸強堿腐蝕，可制電工器材，儀可制電工器材，儀表外殼等表外殼等分組編號分組編號實驗步驟實驗步驟苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃鹽酸濃鹽酸苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃氨水濃氨水產(chǎn)品外觀產(chǎn)品外觀加熱試驗加熱試驗酒精溶解酒精溶解結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點水浴加熱水浴加熱15min洗凈、洗凈、 烘干烘干米黃色略帶粉色米黃色略帶粉色 軟化（熱塑性）軟化（熱塑性） 不軟化（熱固不軟化（熱固 性）性）溶解溶解不溶解不溶解線性線性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 淡黃色淡黃色水浴加熱水浴加熱思考與交流思考與交流P.108 1、為什么用堿性催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？、為什么用堿性催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)

8、狀結(jié)構(gòu)？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？ 2、尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，隨尿排出體外。尿素氮、尿素是蛋白質(zhì)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)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生加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)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你成反應，并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂。你能寫出它們的結(jié)構(gòu)嗎？能寫出它們的結(jié)構(gòu)嗎？OH+ HCHOOHCH2OHOHCH2OHCH2OHHOCH2閱讀與交流（閱讀與交流（P.109)1、什么是天然纖維、人造纖維、合成纖維和化學纖維？、什么是天然纖維、人造纖維、合成纖維和化學纖維？2、合

9、成纖維有哪些優(yōu)點？哪些缺點？如何加以改善？、合成纖維有哪些優(yōu)點？哪些缺點？如何加以改善？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：動物纖維動物纖維如羊毛、蠶絲等如羊毛、蠶絲等用木材為原料，經(jīng)用木材為原料，經(jīng)化學加工處理所得化學加工處理所得以各種單體為原料以各種單體為原料經(jīng)聚合反應制成經(jīng)聚合反應制成植物纖維植物纖維如棉花、麻等如棉花、麻等二、合成纖維合成纖維：合成纖維：用石油、天用石油、天然氣等不含天然纖維的然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原料，經(jīng)過化學物質(zhì)為原料，經(jīng)過化學合成加工制得的纖維合成加工制得的纖維如腈綸如腈綸(人造羊毛人造羊毛) 、錦、錦綸綸(尼龍尼龍

10、)、維綸、氯綸、維綸、氯綸、滌綸滌綸(的確良的確良)和丙綸等和丙綸等“六大綸六大綸” 合成纖維具有合成纖維具有優(yōu)良的性能優(yōu)良的性能：如：如強度高、彈性好、耐磨、耐化強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕和不怕蟲蛀學腐蝕和不怕蟲蛀等。等。滌綸滌綸尼龍尼龍紡綸纖維織成紡綸纖維織成的防彈衣腈綸的防彈衣腈綸腈綸腈綸 2003年年3月月26日，在伊日，在伊拉克的英國皇家海軍陸戰(zhàn)拉克的英國皇家海軍陸戰(zhàn)隊戰(zhàn)士埃里克隊戰(zhàn)士埃里克沃爾德曼頭沃爾德曼頭盔連中四槍?？B中四槍。 沃爾德曼所沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭打造的，其外層和為戰(zhàn)爭打造的，其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別，里普通頭盔沒什么

11、區(qū)別，里料則采用的是一種名叫料則采用的是一種名叫“凱夫拉爾凱夫拉爾”的的特制纖維特制纖維。該纖維含有高分子聚合塑該纖維含有高分子聚合塑料料，硬度比普通鋼鐵高，硬度比普通鋼鐵高40%。質(zhì)地如此堅硬，能。質(zhì)地如此堅硬，能夠刀槍不入也就不足為奇夠刀槍不入也就不足為奇了。了。 高強纖維的代表高強纖維的代表: KEVLAR芳綸：全芳香族聚酰胺芳綸：全芳香族聚酰胺抗拉強度抗拉強度模量模量斷裂伸長斷裂伸長宇航員費俊龍、聶海勝凱旋歸來宇航員費俊龍、聶海勝凱旋歸來 宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài)，供給宇航員生命所需的氧氣，控制溫度和濕度，防止輻射，還要經(jīng)得起微流星的沖擊。 宇航服中已經(jīng)應用了一百三十多種新

12、型材料。其中多數(shù)是有機合成材料。 密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成，密閉服由耐高溫的防火聚酰胺纖維織物等特殊材料組成。宇航服面罩是由碳材料制成的金剛石膜。橡橡膠膠產(chǎn)產(chǎn)品品三三. .橡橡 膠膠 橡膠橡膠是制造飛機、汽車和醫(yī)療器械等所必需是制造飛機、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠天然橡膠的化學組的化學組成是成是聚異戊二烯聚異戊二烯：2、合成橡膠分為、合成橡膠分為通用橡膠通用橡膠和和特種橡膠特種橡膠通用橡膠：通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的如耐熱和耐酸堿的氟橡膠氟橡膠、

13、耐高溫和耐嚴、耐高溫和耐嚴寒的寒的硅橡膠硅橡膠等等性能全面，但易老化性能全面，但易老化性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣密性、耐高溫或低溫等性能。密性、耐高溫或低溫等性能。3、橡膠的分類：、橡膠的分類：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：各種高聚各種高聚物分子中物分子中均存在不均存在不飽和鍵飽和鍵性質(zhì)：性質(zhì)：耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐耐磨、耐寒、耐油、

14、耐熱、耐燃、耐腐蝕、耐老化等各有其優(yōu)勢。老化等各有其優(yōu)勢。天然橡膠為何容易老化？實驗室盛哪些藥天然橡膠為何容易老化？實驗室盛哪些藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？天然橡膠含有雙鍵，易起加成反應和易被氧化，所以易老化。天然橡膠含有雙鍵，易起加成反應和易被氧化，所以易老化。KMnO4 溶液、濃溶液、濃HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。液溴、汽油、苯、四氯化碳等。閱讀與交流（閱讀與交流（P.110-111)1.什么是順丁橡膠？橡膠的硫化對橡膠的性能有怎樣的影響？什么是順丁橡膠？橡膠的硫化對橡膠的性能有怎樣的影響？2.天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？天然橡膠有幾種？

15、它們的結(jié)構(gòu)有何不同？nCH2=CH-CH=CH2催化劑催化劑C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3 硫化劑的作用是打開順式聚硫化劑的作用是打開順式聚1，3-丁二烯的丁二烯的雙鍵，以雙鍵，以-S-S-鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強度的橡膠。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強度的橡膠。兩種：三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）兩種：三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）硫化橡膠硫化橡膠優(yōu)點優(yōu)點: 具有較高的強度、韌具有較高的強度、韌性、良好的彈性和化學穩(wěn)性、良好的彈性和化學穩(wěn)定性等定性等丁二烯丁二烯和和苯乙烯苯乙烯共聚共聚而成的彈性體，而成的彈性

16、體，合成丁苯橡膠合成丁苯橡膠CH2=CH-CH=CH2 CH2= CH 1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯四、復合材料四、復合材料學與問學與問 每種材料都有它的優(yōu)缺點：金屬材料強度大，每種材料都有它的優(yōu)缺點：金屬材料強度大，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。但航天材料需要強度大料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強度大、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？復合材料：復合材料：兩種或兩種以

17、上高分子材料組合兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料成的一種新型材料你能舉出一些復合材料的例子嗎？玻璃鋼 玻璃鋼即玻璃鋼即玻璃纖維增強塑料玻璃纖維增強塑料, , 是將玻璃熔化并是將玻璃熔化并迅速拉成細絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再迅速拉成細絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃纖維加到合成樹脂中，就制得玻璃鋼將玻璃纖維加到合成樹脂中，就制得玻璃鋼性能：性能：強度達到某些合金鋼的水平，耐化學腐蝕強度達到某些合金鋼的水平，耐化學腐蝕性、電絕緣性和易加工性能，具有較好的韌性性、電絕緣性和易加工性能，具有較好的韌性。玻璃纖維增強塑料：玻璃纖維增強塑料：是玻璃纖維和合成樹脂組成的合成材料是玻璃纖維和合成樹脂組成的合成材料（玻璃鋼）（玻璃鋼）安全安全玻璃玻璃玻璃鋼中基體是：玻璃鋼中基體是： 增強劑是：增強劑是： 合成樹脂合成樹脂玻璃纖維玻璃纖維固體火箭發(fā)動機固體火箭發(fā)動機復合材料噴管復合材料噴管