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1、第二节 应用广泛的高分子材料,有机高分子,天然（棉花、蚕丝、麻）,合成,合成材料,功能高分子材料,复合材料,塑料,合成纤维,合成橡胶,二、高分子化合物的结构特点,1、高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成； 如聚乙烯 中：,【按结构分类】,高分子化合物,线型高分子,支链型高分子,体型高分子,网状结构(体型),2、根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结构和体型结构，线性结构又可分为带支链和不带支链的结构。,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，
2、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III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I 和II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
3、、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。,3. 常见塑料： 例如：聚乙烯,高压高温引发剂,较低压力催化剂,线型,支链型,少有或没有,相对较长,相对较短,相对较小,相对较大,低密度,相对较低,相对较小,相对较小,相对较高,高密度,相对较大,相对较大,高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中,低密度聚乙烯 LDPE,高密度聚乙烯 HDPE,食品包装袋等薄膜制品,瓶、桶、板、管
4、、棒材等,低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多,低压、高密度、高熔点、较硬管材、桶、瓶,高压、低密度、低沸点、较软塑料薄膜、食品包装袋,【思考】高压聚乙烯为什么比低压聚乙烯的熔点低、密度低？为什么高分子化合物具有一定的弹性？,影响高分子化合物熔点、密度的因素：,高分子链越长相对分子质量越大分子间的作用力越大熔点、密度越高 高压聚乙烯主链比低压聚乙烯短，相对分子质量小,链与链之间越密链之间的作用力越大熔点、密度越高 高压聚乙烯主链带有长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力比低压聚乙烯低，熔点和密度也就较低。（参看P106教材）,高分子链之间的作用力与链的
5、长短有关,熔沸点还与高分子链之间的疏密远近有关, 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,聚乙烯制品,改进聚合反应的催化剂，得到超高相对分子质量（100万）、性能更为优越的聚乙烯。它具有高强度、高耐磨性、熔融温度135-137 ，使用温度100以上，可用作防弹头盔、防弹衣的材料。,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
6、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,P.1081、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
7、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？,思考与交流,【理解】,树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物 塑料树脂添加剂 树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用,塑料一般由合成树脂及增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成，它的主要成分是合成树脂。,（1）组成：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 （2）形成：在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成
8、邻（或对位）羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。,4、酚醛树脂（电木）,酚醛树脂P108,烹饪器具的手柄,宇宙飞船的外壳,电器部件,主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合器材。,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(
9、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
10、5%,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
11、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,
