第十章 高分子化合物与材料
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高分子材料的结构特点及形成原因摘要:高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料,分为有机高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维)和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子材料的结构,包括高分子链结构、晶体结构和微区结构等,不同结构的高分子,而这些结构决定了高分子材料的特殊性能,研究高分子材料的结构特点和形成原因,对新材料的研制具有重要意义。
关键字:高分子材料;结构特点;形成高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,高分子由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成,之所以称为高分子,就是因为它的分子量高,常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间,高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度,从而可以作为材料使用,高分子化合物一般具有长链结构,每个分子都好像一条长长的线,许多分子纠集在一起,就成了一个扯不开的线团,这就是高分子化合物具有较高强度,可以作为结构材料使用的根本原因。
高分子化合物有天然的,也有人工合成的,工业用高分子材料一般是人工合成的。
1.基本概念高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
常称为聚合物或高聚物。
分为有机高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维)和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子化合物的分子量一般>104,以C、H元素为主。
高聚物是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分高聚物,分子量通常可达104~106。
1.1高分子化合物的组成由一种或几种简单的低分子化合物通过共价键重复连接(形成大分子链)而成。
如由乙烯合成聚乙烯: CH2=CH2+CH2=CH2+⋅⋅⋅→-CH2-CH2-CH2-CH2- ⋅⋅⋅,可简写成 nCH2=CH2→[CH2=CH2]n。
1.2高分子化合物的合成(1)加聚反应由一种或多种单体相互加成,或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应。
一种和多种分别对应着均聚物和共聚物。
加聚反应的单体是带有双键或叁键的不饱合键的化合物,反应是通过一连串的单体分子间的互相加成反应来完成的。
高分子化合物与材料一、教材分析和建议本课题是按照高分子化合物合成的反应原理、塑料制品的加工、获得性能优异的合成材料以及高分子合成材料的保护、回收利用这样的顺序展开的。
高分子化合物的合成,主要是对比介绍加聚反应和缩聚反应的原理,突出高分子化合物在组成、结构、相对分子质量的特点,为学习高分子化合物的其他内容打下基础。
为了易于理解,教科书从比较简单的有机化学反应开始引入有关的聚合反应,并采用对比分析的方法,结合加聚反应和缩聚反应获得的常见制品图片,帮助学生认识这两种获得高分子化合物的重要反应,理解它们之间的区别和联系。
这也是本课题的教学重点,通过学习应该使学生认识到高分子化合物与低分子化合物的本质区别就在于前者的相对分子量很大,由此导致了高分子化合物具有低分子化合物所没有的一些特殊性能和使用特点,但是,高分子化合物往往组成和结构并不复杂,形成高分子化合物所依据的反应原理也同其他有机反应没有多大的差别。
另外,按照课程标准的要求,通过“科学视野”这个栏目,指出了催化剂在高分子合成工业中的重要作用。
塑料制品的加工原理在于利用高分子化合物的性能,主要是根据热塑性塑料和热固性塑料的不同特点,而这些不同的特点,恰恰是由于高分子化合物在组成和结构上的差异造成的。
由此,可以引导学生结合高分子化合物对“物质(组成)结构决定物质的性质(性能),以及在一定条件下,物质的性质(性能)决定物质的用途”这些化学基本观念有一个新的认识。
如果条件允许,可以带领学生参观附近的塑料制品厂,其间不仅要参观实际的生产过程,还要注意考察生产车间的环境、消防及劳动保护措施等。
能导电的高分子化合物、高吸水性树脂以及微胶囊不仅是“科学视野”中提供的一些功能高分子材料的实例,而且也是目前获得功能高分子材料三种主要途径的典型产品。
利用一些比较简单的反应,却可以获得多种性能优异、用途广泛的功能高分子材料,这中间充分体现了化学合成的魅力。
此外,塑料的改性以及复合材料则是获得性能优异合成材料的另外两个重要途径。
高分子化合物与高分子材料的定义及其区别下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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生活化学之有机化学高分子材料有哪些生活中使用的塑料、涤纶、锦纶、腈纶、橡胶。
都是通过化学变化加工而来的。
在我们的生活应用广泛。
下面是小编给大家带来的生活化学之有机化学高分子材料,欢迎大家阅读参考,我们一起来看看吧!初中化学知识点:合成有机高分子材料定义:有机合成材料:常称聚合物,如聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。
1.基本性质:(1)热塑性和热固性(2)强度高(3)电绝缘性好(4)有的高分子材料有耐化学腐蚀,耐热,耐磨,耐油,不透水等性质2.三大合成材料:塑料,合成纤维(如涤纶,锦纶,腈纶),合成橡胶。
(1)塑料:聚乙烯,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯等。
(2)合成纤维:天然纤维与合成纤维的区别:用燃烧的方法来鉴别比较容易。
羊毛的主要成分是蛋白质,燃烧时可闻到烧焦羽毛的刺激性气味,燃烧后的剩余物用手指可以压成粉末;棉纤维的主要成分为纤维素,燃烧时无异味,余烬为细软粉末;而合成纤维燃烧时常伴有熔化、收缩的现象,燃烧后的灰烬为黑色块状,较硬。
三大合成材料:(1)塑料塑料的成分及分类塑料的主要成分是树脂,此外还有多种添加剂,用于改变塑料制品的性能。
塑料的名称是根据树脂的种类确定的。
塑料有热塑性塑料和热固性塑料两大类。
受热时软化,冷却后硬化,并且可以反复加工的塑料,属于热塑性塑料。
热塑性塑料是链状结构的高分子材料。
如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。
受热时软化成型,冷却后固化,但一经固化后,就不能再用加热的方法使之软化的塑料,属于热固性塑料。
热固性塑料是网状结构的高分子材料。
如酚醛塑料、脲醛塑料等。
塑料具有优良的化学性能。
一般塑料对酸、戚等化学药品均有良好的耐腐蚀能力,特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好,甚至能耐“王水”。
等强腐蚀性电解质的腐蚀,被称为“塑料王”。
另外塑料还具白良好的透光及防护性能。
多数塑料的制品为透明或半透明的,其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料像玻璃一样透明。
(2)合成纤维①合成纤维是利用石油、天然气、煤和农副产品做原料,经一系列化学反应制成的高聚物。
高分子化学知识要点一、高分子的基本概念高分子化合物,简称高分子,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物。
生活中常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。
高分子与小分子化合物相比,具有独特的性能。
例如,高分子材料通常具有较好的韧性、弹性和机械强度。
这是因为高分子的长链结构能够有效地分散和承受外力。
高分子的相对分子质量是一个重要的参数。
它不是一个确定的值,而是具有一定的分布范围。
这是由于聚合反应过程中的随机性导致的。
相对分子质量的大小和分布会显著影响高分子材料的性能。
二、高分子化合物的分类高分子化合物的分类方法有多种。
按照来源,可分为天然高分子和合成高分子。
天然高分子如纤维素、蛋白质等,是自然界中原本就存在的;合成高分子则是通过人工化学反应合成的,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
根据高分子主链的结构,又可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链全部由碳原子组成,像聚乙烯、聚丙烯就属于此类;杂链高分子的主链除了碳原子,还含有氧、氮、硫等杂原子,如聚酯、聚酰胺;元素有机高分子的主链中不含碳原子,而是由硅、磷、铝等元素组成,不过侧基一般是有机基团。
另外,还可以根据用途将高分子分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
不同类型的高分子在性能和应用方面有着很大的差异。
三、高分子的合成方法高分子的合成方法主要包括加聚反应和缩聚反应。
加聚反应是指由不饱和单体通过加成反应相互结合形成高分子的过程。
在这个过程中,没有小分子副产物生成。
例如,乙烯在引发剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯。
缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体,通过官能团之间的缩合反应逐步形成高分子,同时会产生小分子副产物,如水、醇、氨等。
聚酯的合成就是一个典型的缩聚反应。
此外,还有开环聚合、逐步加成聚合等合成方法。
开环聚合是指环状单体通过开环形成线性高分子的反应;逐步加成聚合则是通过逐步的加成反应形成高分子。
刘祥顺-建筑材料-第三版课后练习思考题答案第五章 建筑砂浆1、何谓建筑砂浆?砂浆与混凝土相比有何异同点?答:砂浆是以胶凝材料、细骨料、掺加料和水等为主要原材料进行拌合,硬化后具有强度的工程材料。
同:原料中都包含水、水泥、砂子;都有一定的配比要求;都是建筑用材料异:混凝土的主要骨料是石子,砂浆主要骨料是砂子;混凝土用于建筑结构,砂子用于砌筑、抹面。
2、砂浆拌合物的和易性包括那些内容?砂浆的保水性不良,对其质量有何影响?采取哪些措施可提高砂浆的保水性?答:包括流动性、稳定性。
砂浆容易泌水、分层活水分流失过快,不便于施工,不能保证工程质量。
措施:加大胶结材料的数量;参入适量的掺合料;采用较细砂并加大掺量。
3、根据砌筑砂浆强度公式,是否说明砂浆强度不遵循水灰比规律?为什么?答:是的,砌筑砂浆的强度主要取决于水泥的强度及水泥的用量,而与拌合水量无关,所以跟水灰比也无关。
4、为什么水泥石灰混合砂浆在砌筑工程中能得到广泛应用?答:水泥石灰混合砂浆具有良好的和易性,硬化后的抗压强度高,耐久性好。
5、某砌砖工程采用M5.0等级的水泥石灰混合砂浆,稠度要求80—100mm。
现有强度等级32.5级矿渣水泥;中砂,堆积密度为1460kg/m³,现场砂含水率为2.5%;石灰膏稠度100mm;施工水平:一般,试求该砂浆的配合比。
答:5+0.645X1.25=5.8625MPaA=3.03 B=-15.09F=1000(5.8625+15.09)/(3.03 X 32.5)第六章烧土及熔融制品1、烧结普通砖有哪些品种?如何表示?答:烧结黏土砖N,烧结页岩砖Y,烧结煤矸砖M,烧结粉煤灰砖F2、欠火砖与过火砖有何特征?红砖与青砖有何差别?答:欠火砖色浅、断面包心(黑心或白心)、敲击声哑、孔隙率大、强度低、耐久性差。
过火砖色教深、敲击声脆、教密实、强度高、耐久性好,但容易出现变形砖(酥砖或螺纹砖)红砖中含有高价氧化铁,青砖中含有低价的氧化铁;青砖比红砖结实、耐用,青砖价格比红砖高。
高分子化合物与材料编稿:宋杰 审稿:于冬梅【学习目标】1、了解社会发展和科技进步对材料的要求;2、认识化学对材料科学发展的促进作用。
【要点梳理】要点一、有机高分子化合物简介1.有机高分子化合物【高清课堂:化学与材料的发展#有机高分子化合物概论】(1)高分子化合物的概念通常把相对分子质量很大的化合物称为高分子化合物。
简称高分子。
相对分子质量一般从几万到几百万,甚至更大。
(2)高分子化合物按其来源可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类;棉花、羊毛、天然橡胶属天然高分子材料,塑料、合成纤维、丁苯橡胶属于合成高分子材料。
(3)大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的,所以也常称为聚合物或高聚物。
(4)描述高分子结构的几个概念(以聚乙烯为例) ①结构式: ②链节:不断重复的结构单元—CH 2—CH 2—叫链节。
③聚合度(n ):每个高分子里链节的重复次数。
④单体:合成高分子化合物的小分子物质。
聚乙烯的单体为CH 2—CH 2。
2.有机高分子化合物的结构特点(1)有机高分子化合物有两种最基本的结构类型,即线型(链状)和体型(网状)结构,线型结构的高分子有带支链的,也有不带支链的。
(2)结构呈链状的高分子是线型高分子,这种高分子中,多条链之间以分子间作用力而紧密结合。
其相对分子质量越大,相互作用的分子间力就越强。
(3)高分子链上若有能起反应的官能团,当它跟别的单体或别的物质发生反应时,高分子链之间形成化学键,产生一些交联,形成体型网状结构。
例如硫化橡胶就是这样的例子。
3.有机高分子化合物的性质(1)溶解性线型结构的有机高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的溶剂里,但溶解过程比小分子缓慢。
体型结构的有机高分子(如橡胶)则不容易溶解,只是有一定程度的胀大。
(2)热塑性和热固性线型高分子具有热塑性——加热到一定温度开始软化,直到熔化成流动的液体。
例如聚氯乙烯塑料等。
体型高分子具有热固性——经加工成型后就不会受热熔化。