选修5___应用广泛的高分子材料(上课用

二、三大合成材料——塑料
1、主要成分：
塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成 树脂，如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯、酚醛树脂等。
为适应各种要求，往往在高分子材料中掺入 各种加工助剂（如在聚氯乙烯中加入增塑 剂—提高柔韧性；热稳定剂—改进耐热性； 着色剂—赋予各种漂亮的颜色）
【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。
√
相对较短 相对较小
高压聚乙烯
熔融温度 密度 硬度 分子间作 用力
低压聚乙烯
相对较高 高密度
相对较大 相对较大
瓶、桶、板、管、棒材等
相对较低 低密度
相对较小 相对较小
食品包装袋等薄膜制品
用途
低密度聚乙烯 LDPE
高密度聚乙烯 HDPE
高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中
• 【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？
CH2 CH2 1 4 C=C H 2 3 H n
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。但 交联程度不宜过大，否则会 失去弹性。
合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性 、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、 国防、交通及日常生活中。
• 小学生用的五颜六色的橡皮擦是一种硫化橡胶。
• 现在使用的橡胶轮胎，包括大多数自行车轮胎， 都是经过加硫磺、炭黑、纤维等一系列加工步骤 后制成的。 • 合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成 技术制造出来的。 现在已发展了20多个大品种，人们常用型合 成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等 。
合成纤维——用石油、天然气、煤和农 副产品等不含天然纤维的物质为原料， 经过化学合成和加工制得的纤维
化 学 纤 维
纤维
天然
棉花 羊毛 涤纶
合成
丙纶
锦纶
氯纶
维纶
腈纶
合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。
世界上出现的 第一种合成纤维是 20 世纪 30 年代 美国杜邦公司科研 小组研制出的尼龙 66（Nylon，聚酰 胺66），它是由己 二酸和己二胺缩聚 而成的，写出合成 尼龙-66的化学方 程式
选修5
第五章
第二节 应用广泛的高分子材料
• 【引言】 • 第一个完全人工合成的高分子聚合物-酚 醛树脂于1910年开始投入生产。 • 人工合成高分子化合物的成功为人工合成 材料开辟了新路，改变了只能依靠天然材 料的历史。 • 合成高分子材料由于多样、用途广泛、性 能优异，而且其合成原料一般来自于含量 丰富的天然资源，具有价廉、易得、适于 大规模工业的特点，在经济发展和改善人 民生活中发挥着极大的作用。
HOOCn
-COOH
HOCH2CH2OH
HOOCHO [ OC-
-COOH +nHOCH2CH2OH -COOCH2CHO ]nH
催化剂
+（2n-1）H2O
橡胶的来源
• 森林中有一种高大的 乔木，叫作“三叶树 ”。如果用小刀在它 的树皮上割开一个小 口子，便会有牛奶似 的树汁流淌出来。这 种树汁，就是今天人 们所熟悉的橡胶的最 初来源。在印第安人 的土语中，“橡胶” 就是“树木的眼泪” 的意思。
尼龙
涤纶
腈 纶
纺纶 纤维 织成 的防 弹衣 腈纶
锦纶
丙纶
维纶
氯纶
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【思考】合成纤维和天然纤维比较有 什么优点 和不足？
性能互补
合成纤维的强度高、 弹性好、耐磨和耐化学 腐蚀，做成的服装挺括 不皱，但它的吸湿性和 透气性较差。因此，合 成纤维常常与棉纤维或 羊毛纤维混合纺织，使 衣服穿起来既舒适又挺 括。
练 习 1. 下列原料或制成的产品中，若出现破损 不可以进行修补的是（ B ） A、聚氯乙烯塑料 B、电木插座 C、自行车内胎 D、聚乙烯塑料薄膜
•2、现有两种高聚物A、B，已知A能溶于氯 仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成 粘稠的液体，B不溶于任何溶剂，加热不会 变软或熔融，则下列叙述中不正确的是 C A.高聚物A可能具有弹性，而B一定没有弹性 B.高聚物A一定是线型高分子材料 C.高聚物A一定是体型高分子材料 D.高聚物B一定是体型高分子材料
如果服装面料是由一种纤维材料制成 的，则用“纯X”或“100％X”来表示。 如“纯棉”“纯毛”或“100％ 棉”“100％毛”；如果服装是由两种 或两种以上的纤维制成的，标签上应 注明每种纤维种类的含量，如“涤纶 20％棉80％”等。
合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶
【化学名】聚对苯二甲酸乙二醇酯 对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式
四、合成橡胶
1、橡胶分类
橡胶
合成橡胶于20 世纪开始出现， 40年代得到迅 速发展。
三叶树胶 天然橡胶 杜仲树胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 合成天然橡胶 合成橡胶 丁腈橡胶 氯丁橡胶 乙丙橡胶 硅橡胶
丁苯橡胶
通 用 橡 胶
氯丁橡胶
硅橡胶
特 种 橡 胶
2、性质： 耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀 性、耐老化等方面有着其独特的优势。 橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都 要高，一般在105—106范围内。
【知识与 技能】 1. 通过“三大合成材料”的实例，分别说明塑料、合 成 纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。 2. 高分子结 构对性能的影响。 【过程与方法】 联系生活实际，从身边常见的物质入 手，了解高分子合成材料的分类及主要用途，了解 “三大合成材料”典型代表物的有关聚合反应，聚合 物的结构、性能特点。 【情感、态度与价值观】 通过活动课研究、学习治理 “白色污染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立 社会责任感，培养环境保护意识。 【教学重点】 高分子化合物结构与性能之间的关系 【教学难点】 “三大合成材料”的结构 与性能之间的 关系
酚醛树脂 P108
宇宙飞船 的外壳
烹饪器具 的手柄
主要用作绝缘、 隔热、难燃、隔音 器材和复合器材。
电器部件
酚醛树脂（电木）
（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。
己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66的化学方程式
HOOC(CH2)4COOH
H2N(CH2)6NH2
nHO-OC(CH2)4CO-OH + nH-NH(CH2)6HN-H
HO [ OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH ]nH
+（2n-1）H2O
2、合成纤维性能：
合成纤维工业创立于20世纪40年代，由于其性能优 异，原料来源丰富，价格便宜，用途广泛，生产 不受气候等自然条件的限制，使其得到了非常迅 速的发展。 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合成 纤维的：六大纶 它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻 保暖等优点。 衣物： 工业：隔音、隔热、绝缘、包装材料 渔业：渔网、缆绳； 医疗：输液管、缝合线、止血棉等； 航空：降落伞、飞行服、太空服等。都离不开合成 纤维
常见的塑料按受热可分为: 热
使用（线型结构）
聚乙烯
热固型： 不能加热熔融只能一次成型
（体型结构)
酚醛树脂
3. 常见塑料：
聚乙烯
低压聚乙烯
较低压力催化剂
高压聚乙烯
合成条件 分子结构类型 有无支链 高分子链长短 相对分子质量
高压高温引发剂
支链型
线型 少有或没有 相对较长 相对较大
结构
决定
性质
决定
用途
2、分类： 热塑性塑料——如聚乙烯
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，可反复加工 。
热固性塑料：——如酚醛树脂
OH
CH2OH
CH2OH
HOCH2
—OH CH2OH
CH2OH
2，4-二羟甲基苯酚
2，4，6-三羟甲基苯酚
棉花、羊毛、蚕丝和麻等都属于天然 纤维。
合成纤维
三、合成纤维
1、纤维分类
天然纤维
纤 维
棉花 蚕丝、 麻 羊毛
【区别】纤维与 纤维素一样吗?
人造纤维 ——用木材等为原料经加工处理的。
人造丝、人造棉
OH
O + H—C—H =
H+
H+
OH ─CH2OH
羟甲基苯酚
OH n —CH2OH
OH H[ —CH2]n O
H
+（n -1）H2O
【思考与交流】 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部分网状 结构吗？
酚 醛 树 脂 局 部 结 构
在碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的 甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、 三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网 状结构的酚醛树脂。
•3、婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水 保水的物质。下列高分子中有可能被采用的 是（ B ）
•4、硅橡胶的合成流程如下： •将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2 水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩 聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。 •请用化学方程式表示以上过程。