5第五章 橡胶解析
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第五章进入合成有机高分子化合物的时代第一节合成高分子化合物的基本方法一、合成高分子化合物的基本反应类型1.加成聚合反应(简称加聚反应)(1)特点①单体分子含不饱和键(双键或三键);②单体和生成的聚合物组成相同;③反应只生成聚合物。
—(2)加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内,聚合度n在方括号的右下角。
由于加聚物的端基不确定,通常用“—”表示。
如聚丙烯的结构式。
(3)加聚反应方程式的书写①均聚反应:发生加聚反应的单体只有一种。
如②共聚反应:发生加聚反应的单体有两种或多种。
如2.缩合聚合反应(简称缩聚反应)?(1)特点①缩聚反应的单体至少含有两个官能团;②单体和聚合物的组成不同;③反应除了生成聚合物外,还生成小分子;④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。
(2)缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。
如'(3)缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致;要注意小分子的物质的量:一般由一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(n-1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(2n-1)。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
^特别提醒单体与链节不同,如单体是CH2===CH2,链节为—CH2—CH2—,加聚物与单体结构上不相似,性质不同,不为同系物。
如分子中无。
加聚反应缩聚反应不同点反应物单体必须是不饱和的!单体不一定是不饱和的,但必须要含有某些官能团生成物生成物只有高分子化合物生成物除高分子化合物外,还有水、卤化氢、氨等小分子化合物聚合物分子组成与单体相同%分子组成与单体不完全相同相同点反应物可以是同一种单体,也可以是不同种单体,生成物是高分子化合物二、高分子化合物单体的确定1.加聚产物、缩聚产物的判断判断有机高分子化合物单体时,首先判断是加聚产物还是缩聚产物。
第五章进入合成有机高分子化合物的时代聚焦考纲1.了解合成高分子的组成与结构特点,能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3.了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。
4.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
知识梳理一、有机高分子化合物的结构特点它们都是由简单的结构单元重复连接而成的。
例如聚乙烯是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物(1)链节:组成高分子的重复的结构单元。
如聚乙烯的链节为-CH2-CH2-(2)聚合度:每个高分子里的链节的重复次数。
用n表示。
(3)单体:能通过聚合反应合成高分子化合物的小分子物质。
如聚乙烯的单体为乙烯。
所以我们把高分子化合物叫做聚合物或者高聚物。
聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×聚合度二、有机高分子化合物的分类三、加聚反应和缩聚反应的比较:四、判断高聚物的单体1、由加聚反应生成高聚物的单体的判断①凡链节的主碳链为两个碳原子,其单体必为一种。
将链节的两个半键闭全即为单体。
②凡链节中主碳链为4个碳原子,含有碳碳双键结构,单体为一种,属二烯烃:③凡链节中主碳链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体。
2、由缩聚反应生成高聚物的单体的判断从酯基中间断开,在羰基上加羟基,在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。
如:已知涤纶树脂的结构简式为判断合成涤纶树脂所需要单体的结构简式:____________和____________五、应用广泛的高分子材料材料名称功能高分子材料复合材料概念既具有传统高分子的机械性能,又具有某些特殊功能的高分子材料两种或两种以上材料组成的新型材料,分为基体和增强剂性能不同的功能高分子材料,具有不同的特征性质一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能应用用于制作高分子分离膜、人体器官等用于汽车工业、机械工业、体育用品、航空航天、人类健康等疑难点拨一、聚合反应聚合反应是指小分子互相作用生成高分子的反应。
高一化学橡胶知识点橡胶是一种常见的高分子材料,具有良好的弹性和可塑性,被广泛应用于制造橡胶制品,如轮胎、橡胶管等。
在高一化学学习中,了解橡胶的相关知识点对于理解高分子化合物和聚合反应具有重要意义。
本文将介绍高一化学中关于橡胶的知识点。
1. 橡胶的结构与性质橡胶主要由聚合物组成,其主要结构单元为异戊二烯(C5H8),它们通过共轭结构形成了高分子链。
橡胶的分子链具有无定形结构,在伸展时能够迅速恢复原状,表现出良好的弹性。
此外,橡胶还具有耐磨损、耐高温、耐寒冷等性质,使其在各个领域得到广泛应用。
2. 天然橡胶与合成橡胶橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶是从橡胶树的乳液中提取得到的,主要成分是聚异戊二烯。
合成橡胶是通过聚合反应人工合成的,主要由丁苯橡胶、丁腈橡胶等组成。
天然橡胶和合成橡胶在结构和性质上有所区别,但都能满足橡胶制品的需求。
3. 橡胶的聚合反应橡胶的聚合反应是指将单体异戊二烯经过聚合反应形成高分子链的过程。
聚合反应可通过橡胶硫化、橡胶插入等方法实现。
其中,橡胶硫化是指将橡胶中的丙烯酸甲酯等不饱和单体与硫化剂反应,形成交联结构,增加橡胶的强度和耐磨性。
橡胶插入则是将异戊二烯单体插入到橡胶链中,增加橡胶的弹性。
4. 橡胶的应用橡胶作为重要的高分子材料,被广泛应用于工业和生活中。
最常见的应用是制造轮胎和橡胶管,这是由于橡胶具有良好的耐磨性和弯曲性能。
此外,橡胶还用于制造密封件、橡胶手套、橡胶垫圈等。
近年来,随着科技的发展,橡胶还在医疗、电子、航空航天等领域得到广泛应用。
5. 橡胶的环境问题与可持续发展橡胶的生产和使用对环境造成一定的影响。
橡胶种植过程中常用的农药和化肥会对土壤和水体带来污染,橡胶废弃物的处理也是一个难题。
为了实现可持续发展,人们开始研究和使用可再生橡胶,如生物橡胶和再生橡胶,以减少对自然资源的依赖,并降低环境污染。
总结:橡胶是一种重要的高分子材料,在高一化学学习中了解橡胶的结构、性质、聚合反应以及应用等知识点对于理解高分子化合物和聚合反应具有重要意义。
第五章单元评估错误!第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题2分,每小题只有一个选项符合题意)1.随着社会的进步,复合材料的发展前途越来越大。
目前,复合材料最主要的应用领域是(C)A.高分子分离膜B.人类的人工器官C.宇宙航空工业D.新型治疗药物解析:复合材料一般具有高强度、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能,因此宇宙航空工业是复合材料的重要应用领域.2.下列各选项中,对相应高分子材料的分类、功能的说法正确的是(C)料脏解析:黏合剂属于传统的高分子材料,A错误;涂料是一种涂于物体表面后能形成坚韧保护膜的物质,属于传统高分子材料,常用于家具、汽车、船舶等表面,可以起到保护、美化的作用,B错误;离子交换树脂属于功能高分子材料,主要用于硬水软化、海水淡化以及其他方面的分离提纯,C正确;聚乙烯醇属于功能高分子材料,具有良好的吸水功能,可以用于制作“尿不湿”等,用于制作人工心脏的材料主要有硅橡胶、聚氨酯橡胶等,D错误.3.在自然环境中,一次性使用的聚苯乙烯材料带来的“白色污染”甚为突出。
这种材料难以分解,处理麻烦。
最近研制出一种新型的材料能代替聚苯乙烯。
它是由乳酸缩聚而生成的,这种材料可以在乳酸菌作用下降解。
下列关于聚乳酸(结构简式为的说法正确的是(D) A.聚乳酸是一种纯净物B.其聚合方式与苯乙烯相似C.其单体为CH3—CH2—COOHD.聚乳酸是一种线型高分子材料解析:由于高分子中n值不确定,高分子是混合物而不是纯净物;题中已给出的是缩聚反应,其单体应为,且该高分子为线型高分子.4.丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能,合成丁腈橡胶的单体是(C)①CH2===CH-CH===CH2②CH3C≡CCH3③CH2===CH—CN④CH3—CH===CH—CN⑤CH3-CH===CH2⑥CH3—CH===CH—CH3A.①④ B.②③ C.①③ D.④⑥解析:丁腈橡胶链节上有6个碳原子,一个双键,它是通过加聚反应生成的,因此该链节可分为两部分:,则合成丁腈橡胶的单体为①和③.5.具有单双键交替长链结构(如)的高分子有可能成为导电塑料。
第五章合成高分子第二节高分子材料第1课时通用高分子材料1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途。
2.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
教学重点:三大合成材料的组成和结构的特点教学难点:三大合成材料的组成和结构的特点任务一、塑料1.主要成分:。
例如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。
2.分类塑料按受热特征分为:和。
热塑性塑料具有结构。
受热时,分子间作用力,易,可反复加工多次使用;冷却时,相互引力增强,会重新硬化;热固性塑料再次受热时,链与链间会形成,产生一些交联,形成结构,硬化定型,加工成型后能加热熔融。
3.聚乙烯(1)聚乙烯具有极其广泛的用途,按合成方法可分为和。
(2)为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢?4.酚醛树脂(1)组成:酚醛树脂是用_____与_____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,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成_____结构高分子,发生反应为 _______________________________________________; ________________________________________________。
在碱催化下,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应,生成_____结构的酚醛树脂。
任务二、合成纤维 1.分类⎧⎪⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩天然纤维:棉、麻、蚕丝、羊毛等人造纤维:用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维纤维化学纤维合成纤维:用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成的纤维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。
2.合成纤维(1)常见的合成纤维①合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶,其中被称作“人造棉花”的是 。
①聚酯纤维涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。
写出生成涤纶的化学方程式:__________________________________________________。
中文摘要摘要作为一种工程材料硫化橡胶早在19世纪就被广泛的应用。
由于它良好弹性的特性被用于承载结构轴承,密封圈,吸收震动的衬垫,连接器,轮胎等。
然而,不同于金属材料仅需要几个参数描述其材料特性,橡胶的行为复杂,材料本构关系是非线性的。
它的力学行为对温度,环境,应变历史,加载的速率都非常敏感,这样使得描述橡胶的行为变得更为复杂。
橡胶的制造工艺和成分也对橡胶力学性能有显著的影响。
这也意味着橡胶作为工程材料的研究是一段不断的尝试和改进的过程,而不是完全彻底的理解。
幸运的是,由于计算机以及有限元分析的飞速发展,我们可以借助计算机来对超弹性材料工程应用进行深入研究以及优化设计。
本文给出如何用有限元方法来分析工业中的橡胶元件的力学性能的完整的方法,包括选取橡胶的本构模型,拟合本构模型,有限元建模,处理计算结果。
有限元分析的精度是直接与输入的材料数据相关的。
理想情况下,数据应该来自一系列的独立的实验。
本文给出了常用的用于拟合橡胶本构关系的实验方案。
另外本文详细讨论了一种橡胶元件中常用的超弹性材料轴对称过盈配合问题。
分别用解析的方法和有限元计算方法详细研究了此问题,包括平面应变大变形和小变形的解析解,有限元解,平面应力的小变形理论解,平面应力情况大变形和小变形的有限元解,橡胶体积模量对过盈配合的影响,接触面的摩擦系数对过盈配合的影响。
关键词:橡胶过盈配合超弹性大变形- I -目录摘要 (II)Abstract(英文摘要) (III)目录 (V)第一章超弹性材料本构关系 (1)引言: (1)1.1 超弹性模型概况 (1)1.2 橡胶模型的特征 (3)1.3 常用的橡胶本构模型介绍 (3)1.3.1 多项式形式及其特殊情况 (3)1.3.1.1 Mooney-Rivlin模型和Neo-Hookean模型 (4)1.3.1.2 Yeoh形式(Yeoh, 1993) (5)1.3.2 Ogden形式 (6)1.3.3 Arruda-Boyce形式 (6)1.3.4 Van der Waals模型 (7)1.4 本文的主要内容 (8)第二章超弹性材料过盈配合的解析解和数值解 (10)引言: (10)2.1 橡胶大变形和小变形本构关系 (11)2.1.1 大变形 (11)2.1.2 小变形 (12)2.2 平面应变情况下的解析解和有限元解 (14)2.2.1解析解 (14)2.2.1.1 线弹性小变形解析解 (14)2.2.1.2 大变形超弹性本构关系解析解 (15)2.2.1.3 线弹性与超弹性解析解的比较 (17)- II -2.2.2解析解与ABAQUS数值解的比较 (20)2.3 平面应力情况下解析解和有限元解 (22)2.3.1 解析解(小变形线弹性) (22)2.3.2有限元解 (23)2.3.2.1解析解与有限元解(线弹性橡胶本构关系)的比较 (23)2.3.2.2 两种本构关系的有限元解的比较(线弹性和超弹性) (25)2.4 可压缩性对过盈配合的影响 (26)2.5 摩擦系数对过盈配合的影响 (27)2.5.1 ABAQUS中接触的定义 (28)2.5.2 ABAQUS模拟过盈配合 (28)2.6 本章总结 (32)第三章实验拟和超弹性本构模型系数 (33)引言: (33)3.1 超弹性材料试验简介 (33)3.1.1 多种应变状态测试 (34)3.2 超弹性材料基本试验 (35)3.2.1单轴拉伸实验 (35)3.2.2 纯剪(平面拉伸)实验 (36)3.2.3等轴拉伸实验 (37)3.2.4压缩实验 (38)3.2.5体积压缩实验 (39)3.3 弹性本构模型中的系数 (39)3.3.1 最小二乘法用于多项式形式 (40)3.3.2 非线性最小二乘法 (40)3.3.3 非线性最小二乘法用于Ogden模型 (41)第四章橡胶定位器的有限元计算 (43)4.1 定位器建模 (43)4.1.1数值方法的选择 (44)4.1.2 有限元建模 (44)- III-4.2 静力学分析 (45)4.2.1 垂向刚度 (45)4.2.2 横纵向刚度 (46)4.2.3 静态分析结果对比 (48)4.3 动态分析 (49)4.3.1 模态分析基本方程 (49)4.3.2 定位器振型有限元分析结果 (49)4.4 本章总结 (52)第五章球铰的有限元计算 (53)5.1 球铰建模 (53)5.1.1数值方法的选择 (54)5.2 静力学分析 (54)5.2.1有限元计算扭转刚度 (55)5.2.2 偏转刚度 (56)5.2.3 有限元计算与实验的比较 (58)5.3 本章总结 (59)第六章结论 (60)参考文献 (61)致谢 (62)附录A 纯剪实验方法 (63)附录B 体积模量实验方法 (65)个人简历和在学期间的研究成果及发表的学术论文 (67)- IV -目录第一章超弹性材料本构关系引言作为一种工程材料硫化橡胶早在19世纪就被广泛的应用。
第五章患者安全与护士的职业防护【P50】一.选择题(一)A1题型1.膝部约束带的规格是(E)A宽4㎝长50 ㎝ B宽6㎝长80㎝宽8㎝长100 ㎝D 宽10㎝长200㎝ E 宽10㎝长250㎝2.双腿被开水烫伤的患者,可考虑为其选用的保护具是(A)A支被架 B床挡 C 肩部约束带 D腕部约束带 E踝部约束带3.宽蹦带常用于固定(B)A 双肩B 手腕C 头部 D膝部 E 腹部4.使用约束带正确的是(E)A符合使用指征即可使用B 使用前不一定取得很患者的同意C躁动着约束带科拉紧以防脱落 D 保护性制动时间科随意延长E 约束带下垫的床垫松紧要适度。
5.不可使用约束带的患者是(B)A 发热谵妄B 神经官能症C 麻醉后为清醒着D精神病患者E 烦躁不安的患者6.为防止躁动的婴幼儿发生意外应(B)A注射镇静剂B 使用保护具 C 特别护理E 增加陪护7.不需要使用保护具的患者是(A)A 分娩后产妇B 昏迷C 高热D 躁动E谵妄8.跌倒和坠床属于下列哪种损伤(A)A机械性损伤 B 温度性损伤 C 压力性损伤 D放射性损伤E 生物学损伤9 因输氧不当所致的肺水肿属于下列哪种损伤(C)A机械性损伤 B 温度性损伤 C 压力性损伤 D放射性损伤E 生物学损伤10由于药物使用不当所引起的损伤属于(B)A 物理性损伤B 化学性损伤C 心理性损伤D 生物学损伤 E机械性损伤11.下列哪种属于压力下性损伤(D)A 跌倒,撞伤B 冰袋,制冷袋所致的损伤C 因导尿不慎所致的黏膜损伤 D 因石膏,夹板固定过紧所形成的局部压疮E因医务人员或行为的不慎导致患者情绪波动,病情加重12.肩部约束带的规格是(C)A 宽4㎝长50 ㎝B 宽6㎝长80㎝C 宽8㎝长120 ㎝D 宽10㎝长200㎝ E 宽10㎝长250㎝13.以下化学性损伤的防范措施不妥的是(E)A熟悉各种药物应用知识B严格执行药物管理制度和药疗原则C进行药疗时,其下需垫衬垫,固定松紧适宜 D 注意药物的配伍禁忌,及时观察患者用药后的反应 D为避免患者的擅自用药,严禁向患者及家属讲解用药的有关知识。
高分子材料第五章橡胶引言橡胶是一种重要的高分子材料,具有良好的拉伸性、可塑性和耐磨性。
它在各个领域中都有着广泛的应用,例如汽车制造、建筑材料和医疗器械等。
本文将详细介绍橡胶的性质、种类以及制备方法等内容。
橡胶的性质橡胶通常具有以下几种性质:1.弹性高:橡胶可以在外力作用下发生明显的变形,但在去除外力后能够恢复到原来的形状,这是由于其具有高的可延伸性和良好的回弹性。
2.拉伸性:橡胶可以被拉伸到极限而不会断裂,具有良好的拉伸性,这使得橡胶成为一种优秀的材料来承受外部力。
3.耐磨性:橡胶具有优良的耐磨性,能够抵御重压和磨损,这使得橡胶在机械设备中能够长时间地保持使用寿命。
4.导电性:某些特殊的橡胶可以导电,这使得它们在电子器件中有着广泛的应用。
橡胶的种类橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
天然橡胶天然橡胶是从橡胶树的乳液中提取得到的,其主要成分是聚合物异戊二烯。
它具有优良的弹性、可塑性和耐磨性,是最早被人们所熟知和使用的橡胶种类。
天然橡胶的主要缺点是耐候性差,容易老化和变硬。
合成橡胶合成橡胶是通过人工合成材料得到的,其制备方法有多种。
合成橡胶具有较好的耐候性和热稳定性,在各个领域中有着广泛的应用。
合成橡胶根据其组成和性质的不同,可以分为丁苯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶等几种主要类型。
橡胶的制备方法橡胶的制备方法主要有以下几种:1.高分子聚合法:通过将合适的单体进行聚合反应,得到橡胶材料。
这种方法广泛应用于合成橡胶的制备,例如丁苯橡胶的合成就是通过丁苯单体的聚合反应得到的。
2.塑化法:将天然橡胶加热到一定温度,然后加入塑化剂搅拌,使其变得柔软并具有一定的可塑性。
这种方法常用于橡胶制品的加工过程中。
3.交联法:将橡胶材料加热或添加交联剂,使其发生交联反应,从而提高其强度和耐热性。
这种方法常用于橡胶制品的加工过程中。
橡胶的应用领域橡胶由于其优良的性能,被广泛应用于各个领域:1.汽车制造:橡胶主要用于汽车轮胎、密封件、减震器等部件的制造。