人教版高中化学选修五 5_2应用广泛的高分子材料第1课时（课件2） 36页

第五章 进入合成有机高分子 化合物的时代 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 三大合成材料 按用途和 性能分类 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 主要成分 : 合成树脂及加工助剂 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 : CH 2 =CH 2 9 ◆ 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 : CH 2 =CHCl 单体： CF 2 ＝ CF 2 ◆ 聚苯乙烯 单体： CH 2 =CH C 6 H 5 聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃） 单体： CH 2 =C CH 3 COOCH 3 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 分组编号 Ⅰ Ⅱ 实验步骤 ① 苯酚 + 甲醛 + 浓盐酸 ① 苯酚 + 甲醛 + 浓氨水 产品外观 加热试验 酒精溶解 结构特点 ② 水浴加热 15min ③ 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 —OH + H—C—H O —OH CH 2 OH —OH CH 2 OH CH 2 OH HOCH 2 阅读与交流（ P.109) 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。 22 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 （ 59 ～ 190 ） GPa 断裂伸长 5% 23 宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来 24 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： 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。 KMnO 4 溶液、浓 HNO 3 、 液溴、汽油、苯、四氯化碳等。 阅读与交流（ P.110-111) nCH 2 =CH-CH=CH 2 催化剂 C=C CH 2 CH 2 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 CH 2 =CH-CH=CH 2 CH 2 = CH 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