塑料·橡胶· 纤维
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对高分子材料的一些认识
在远古时期,人们已经开始使用一些天然高分子,比如人们用兽皮或一些植物来做成初级的衣服,但人类真正地进入高分子时代则是从20世纪初才开是的。在20世纪初,化学家们研究了苯酚和甲醛的反应,发现在不同的条件下,可以得到两类树脂,一种是在酸催化下生成可熔化、可溶解的线型酚醛树脂;另一种是在碱催化生成不溶解、不熔化的体型酚醛树脂。这种酚醛树脂是人类历史上第一个完全靠化学合成方法生产出来的树脂。自此以后,合成并工业化生产的高分子材料种类迅速扩展。
当今,各种各样的高分子材料已经在生活、生产中随处可见了。很难想象离开了合成高分子我们的生活会变成什么样子。总的来说高分子可以分为天然高分子和合成高分子两类,本文重点介绍合成高分子的一些应用。合成高分子主要可以有塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。
塑料是用途最广泛的合成高分子。人们常用的塑料是以合成树脂为基础,再加入塑料辅助剂(如填料、增韧剂、稳定剂、润滑剂、交联剂及其他添加剂)制得的。通常,按塑料的受热行为和是否具备反复成型加工性,可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。前者受热时熔融,可进行各种成型加工,冷却时硬化。再受热,又可熔融、加工,即具有多次重复加工性。后者受热熔化成型的同时发生固化反应,形成立体网状结构,再受热不熔融,在溶剂中也不溶解,当温度超过分解温度时将被分解破坏,即不具备重复加工性。如果按照用途和使用范围来分,又可分为通用塑料和工程塑料。通用塑料的产量大、用途广、价格低,但是性能一般,主要用于非结构材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、氨基塑料等。工程塑料具有较高的力学性能,能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,并且在此条件下能够长时间使用,且可作为结构材料。
橡胶按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。最初橡胶工业使用的橡胶全是天然橡胶,它是从自然界的植物中采集出来的一种高弹性材料。合成橡胶是各种单体经聚合反应合成的高分子材料。按其性能和用途可以分为通用合成橡胶和特种合成橡胶,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶等,近几十年来,出现了一种新的集成橡胶,它主要用于轮胎的胎面。凡具有特殊性能,如丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶等。特种合成橡胶随着其综合性能的改进、成本的降低,以及推广应用的扩大,也可能作为通用合成橡胶来使用。所以,通用橡胶和特种橡胶的划分范围是在发展变化着的,并没有严格的界限。
有机高分子材料:塑料、纤维和橡胶
【学习目标】
1、掌握生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能;
2、掌握高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响;
3、了解居室装修材料的主要成分及其作用。
【要点梳理】
要点一、塑料
1、塑料的成分
塑料的主要成分是合成树脂,它的组成中除了合成树脂以外,还有根据需要加入的具有某些特定用途的添加剂,如能提高塑性的增塑剂、防止塑料老化的防老化剂等,即塑料=树脂+添加剂。
要点诠释:
(1)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。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。
(2)有些塑料基本上是由合成树脂组成的,不含或很少含其他添加剂,如聚乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃等。
2、塑料的分子组成与结构
塑料是聚合物。聚合物的相对分子质量虽然很大,但组成并不复杂,结构也很有规律性。它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的。
3、塑料的性能
塑料的性能分为热塑性和热固性两种。高分子材料经加热后,软化最终至熔化,冷却后又变成固体,加热后又可熔化的性质称为热塑性,具有热塑性的塑料称为热塑性塑料。有些高分子材料只是在制造过程中受热时能变软,可以塑制成一定的形状,但一经加工成型就不会受热熔化,称为热固性,具有热固性的塑料称为热固性塑料。热塑性塑料和热固性塑料的对比如下表:
热塑性塑料和热固性塑料的对比
热塑性塑料 热固性塑料
特性 受热后在一定温度下开始软化,直到熔化成流动的液体;冷却后变成固体,再受热又重新软化,直至成为液体 加工时能变软,成型后再受热就不会熔化;当温度很高时,会发生分解
结构 线型结构:受热时长链会加快振动,使链与链之间的分子间作用力减弱,长链间发生相应的滑动 体型网状结构:成型时链与链之间会形成共价键,产生一些交联,形成体型网状结构
溶解性 在适当有机溶剂里缓慢溶解 只是胀大,不能溶解
种类 聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯 酚醛塑料、脲醛塑料
均为高分子化合物,橡胶是聚合物中含有双键可以进行硫化形成体形结构的高分子化合物。塑料是树脂及填料、增塑剂稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。abs是将丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)与聚丁二烯(B)混合,或这将两种胶乳混合后再共聚;是一种没有跟各种添加剂混合的高聚物。尼龙是一种纤维制品。
一、 塑料的定义
塑料料是以树脂为主要成分,在一定温度和压力下塑造成一定形状,并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。
树脂是指受热时通常有转化或熔融范围,转化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。广义地讲,在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。
二、塑料的分类
塑料目前尚无确切的分类,一般分类如下:1.按塑料的物理化学性能分热塑性塑料:在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。
热固性塑料:因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。
2.按塑料用选分
通用塑料: -般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
工程塑料: -般指能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。
特种塑料: -般指具有特种功能(如耐热、自润滑等),应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。
3.按塑料成型方法分
模压塑料:供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。
层压塑料:指浸有树脂的纤维织物,可经叠合、热压结合而成为整体材料。
注射、挤出和吹塑塑料: -般指能在料筒温度下熔融、流动,在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。
浇铸塑料:能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。各种尼龙按韧性大小排序为: PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12.
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2020化学新鲁科必修:塑料橡胶纤维含解析
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教学资料范本
2 / 26 第4节 塑料 橡胶 纤维
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1.了解有机高分子化合物的含义、结构特点和基本性质。2.掌握聚合反应,对常见类型的高分子材料,能准确地用化学方程式表示其聚合过程。3.了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活和现代科技发展中的广泛应用。4.学习和认识白色污染的防治、消除白色污染的途径和方法。
一、有机高分子化合物
1.概念
相对分子质量很大的有机化合物称为有机高分子化合物,简称高分子或聚合物。
2.结构特点
(1)特点:有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而成的。
(2)举例:聚氯乙烯的结构简式为,它是由结构单元
重复连接而成的,其中的n表示结构单元重复的次数。
3 / 26 (3)结构类型
3.基本性质
基本性质 线型结构 体型结构
溶解
性 水 难溶于水
有机溶剂 缓慢溶解 只溶胀,不溶解
热塑性与热固性 具有热塑性 具有热固性
电绝缘性 一般不导电,很好的绝缘性
可燃性 一般易燃烧
【议一议】
1.高分子材料是纯净物还是混合物?
答案
高分子材料是由很多高分子化合物聚集而成的,每个高分子化合物的n值并不确定,所以高分子材料为混合物。
2.为什么实验室中盛放汽油、苯、四氯化碳的试剂瓶不能用橡胶塞?
答案 因为橡胶在有机溶剂中有一定程度的溶胀,使瓶塞难以打开。
3.具有什么结构特点的分子才能发生加聚反应?
答案
加聚反应从本质上讲也属于加成反应,所以能够发生加聚反应的小分子中含有碳碳双键()或碳碳叁键()等不饱和键。
二、塑料、橡胶、纤维
4 / 26 1.塑料
(1)成分主要成分:合成树脂添加剂增塑剂:提高塑造性能防老剂:防止塑料老化
(2)几种常见塑料
名称 反应方程式