第三單元高分子材料和復(fù)合材料

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第三單元 高分子材料和復(fù)合材料,高分子材料,天然高分子材料,合成高分子材料,棉花,羊毛,天然橡膠,塑料,合成纖維,合成橡膠,nCH,2,=CH,2,CH,2,-CH,2,n,P,（聚乙烯）,注：,CH,2,=CH,2,表示單體,；,n,表示聚合度,（為平均值）,-,CH,2,-CH,2,-,表示鏈節(jié),；,CH,2,-CH,2,n,表示高分子或聚合物,。,有機(jī)高分子表示的含義,高分子化合物的合成途徑,加聚反應(yīng)：由不飽和單體相互加成聚合成高分子化合物的反應(yīng)。,縮聚反應(yīng)：由單體聚合成高分子化合物的同時(shí)，還有小分子

2、(如,H,2,O、HX、NH,3,）,生成的反應(yīng)。,（一般是含碳碳雙鍵或三鍵的有機(jī)物）,（一般是醇酸或多元羧酸和多元醇）,加聚反應(yīng),縮聚反應(yīng),區(qū),別,一般鏈節(jié)主鏈上都是,碳原子,鏈節(jié)組成與單體相同,鏈節(jié)主鏈上除碳原子外還有,O,或,N,等雜原子。,鏈接組成與單體不同,HOOC-COOH,與,HO-CH,2,-CH,2,-OH,例：寫出下列物質(zhì)的聚合過程：,1、,CH,2,=CH-CH-CH,3,COOCH,3,2、,CH,3,-CH-COOH,OH,3、苯酚和甲醛合成酚醛樹脂,HCHO,加聚高分子化合物單體確定思路,1、凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子的高聚物，其合成單體必為一種，將單鍵變雙鍵即可。

3、,2、凡鏈節(jié)主鏈有四個(gè)碳原子，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為二種。二碳一組，單鍵變?yōu)殡p鍵即可。,3、凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在,C=C,雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是：“凡雙鍵，四個(gè)碳；無雙鍵，兩個(gè)碳”，然后單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵。,CH,2,-CH,2,-CH-CH,2,n,CH,2,-CH-CH,2,-CH=CH-CH,2,n,-,CH-CH,2,n,CH=CH,2,CH=CH,2,和,CH,2,=CH,2,CH=CH,2,CH,2,=CH-CH=CH,2,縮聚高聚物單體的判斷思路,1、凡鏈節(jié)為,O-CH,2,-R-CO,n,結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。(在氧原子上加氫，羰基碳上加

4、羥基）,O-CH-CH,2,-C,n,O,CH,3,HO-CH-CH,2,-COOH,CH,3,2、凡鏈節(jié)中間含有-,C-O-,酯基結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為兩種，從酯基碳氧鍵中間斷開，羰基上加羥基，氧原子上加氫原子。,O,-,C-C-O-CH,2,-CH,2,-O,n,O,O,COOH,COOH,CH,2,OH,CH,2,OH,和,1、下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是（）,A.,二者都能使溴水褪色，性質(zhì)相似；,B.,二者互為同系物；,C.,二者最簡式相同；,D.,二者分子組成相同。,2、丁睛橡膠,CH,2,CH=CH-CH,2,CH,2,CH,n,具有優(yōu)良的,CN,耐油、耐高溫性能，合成

5、丁腈橡膠的原料是,(),CH,2,=CH-CH=CH,2,CH,3,-C=C-CH,3,CH,2,=CH-CN CH,3,-CH=CH-CN CH,3,-CH=CH,2,CH,3,-CH=CH-CH,3,A.B.C.D.,C,3、一次性使用的聚苯乙烯材料帶來的“白色污染”就是一種較為嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。最近研制成功的一種,O-CH-C,n,能代替聚苯乙烯，它是由乳酸聚合而成的，,這種材料可以在乳酸菌作用下完全降解。下列關(guān)于聚,乳酸的說法正確的是（）,CH,3,A.,聚乳酸是一種純凈物。,B.,聚乳酸的聚合方式與聚苯乙烯相似。,C.,聚乳酸的形成過程是一個(gè)縮聚反應(yīng)。,D.,聚乳酸的單體為：,CH,3

6、,-CH-COOH,OH,O,CD,4、科學(xué)家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術(shù)，即在沙漠中噴灑一定量的 聚丙烯酸酯與水的混合物，使其與沙粒結(jié)合，形成既能阻止地下的鹽分上升，又能攔截、蓄積雨水作用。下列對聚丙烯酸酯的敘述中正確的是（）,聚丙烯酸酯的單體的結(jié)構(gòu)式為,CH,2,CHCOOR；,聚丙烯酸酯沒有固定的熔沸點(diǎn)；聚丙烯酸酯能與,H,2,發(fā)生加成反應(yīng)；合成聚丙烯酸酯的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng),A B C D,B,一、有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)：線型？體型？,二、有機(jī)高分子的基本性質(zhì)？,結(jié)構(gòu),線型結(jié)構(gòu),體型結(jié)構(gòu),1、長鏈狀、多條高分子鏈交纏、接觸的地方以,分子 間作用力,結(jié)合,2、分子鏈上可以帶支鏈，也可以不帶支鏈

7、,高分子鏈之間通過,化學(xué)鍵,相互交聯(lián)，形成網(wǎng)狀,1、溶解性,線型結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)娜軇┲心苋芙?，但速度慢?如有機(jī)玻璃,體型結(jié)構(gòu),一般不易溶解，但能脹大；,如橡膠,線型結(jié)構(gòu),體型結(jié)構(gòu),2、,具有熱塑性：加熱后熔解，可塑造成各種形狀，,如聚乙烯,；,具有熱固性：加熱不熔解，,如酚醛塑料等,；,3、強(qiáng)度,4、電絕緣性,科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過特殊改造之后，塑料能像金屬一樣具有導(dǎo)電性，例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前，已制成一批導(dǎo)電性與銀、銅相當(dāng)?shù)木酆衔?，被稱為有機(jī)金屬或合成金屬。與金屬相比，塑料的特點(diǎn)是容易加工，重量輕。導(dǎo)電性塑料可以使信息社會的夢想成真。目前，導(dǎo)電性塑料已在許多工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，其研究工作進(jìn)入了實(shí)

8、用化階段。在未來的能源工業(yè)中，導(dǎo)電塑料將成為重要的一員。,導(dǎo)電塑料的另一特點(diǎn)是具有消除靜電的功能。計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備機(jī)房都要求抗靜電防護(hù)，新型飛機(jī)上的電子器件要求防電磁干擾，樹脂基復(fù)合材料機(jī)身、機(jī)翼要求防雷擊，這些要求都可以用導(dǎo)電塑料薄膜屏蔽加以解決。,合成高分子材料-塑料,聚乙烯(,PE),產(chǎn)品：,無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料。,聚氯乙烯（,PVC）：,化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60,，在低溫下會變硬。,分為：,軟質(zhì)塑料,和,硬質(zhì)塑料,聚丙烯(,PP),聚苯乙烯(,PS),尿醛塑料(電玉),分類,原則,類型,特征和舉例,按,受熱,時(shí)的特征,按,應(yīng)用范圍及性能,

9、特點(diǎn),其他,熱塑性塑料,成分為,熱塑性樹脂,。可以反復(fù)塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,熱固性塑料,通用塑料,工程塑料,成分為,熱固性樹脂,。加工成型后為不熔狀態(tài)，如酚醛、氨基塑料等。,通用性強(qiáng)、用途廣、產(chǎn)量大、價(jià)格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，聚丙烯等。,機(jī)械性能好、強(qiáng)度高，可以代替金屬用作工程結(jié)構(gòu)材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。,其他分類，分為通用、工程、耐高溫和特種塑料四大類；或通用、工程和其他塑料三大類。,1有些塑料制品可以用熱黏結(jié)法修補(bǔ)，有些可以用某種溶劑黏結(jié)，另一些則無法修補(bǔ)，你知道其中的原因嗎?,熱塑性塑料制品可以用加熱的方法黏補(bǔ)，也可回收后重新軟化加工。有

10、些熱塑性塑料可溶解于某些有機(jī)溶劑，如有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可溶解于氯仿，聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有機(jī)溶劑。,2日常生活中使用的塑料薄膜包裝袋，有的可以用于食品包裝，有的不可以，為什么?,制造塑料制品時(shí)，加入的某些添加劑對人體有害，使用時(shí)必須注意。,例如，聚氯乙烯薄膜中含有的增塑劑對健康有不良影響，不能用來包裝食品。,聚乙烯塑料中不含對人體有害的添加劑，可制成食品保鮮袋或保鮮膜。,3聚四氟乙烯是一種含氟塑料，它不會被酸、堿、王水及各種有機(jī)溶劑所腐蝕，且在-269.3250的溫度范圍內(nèi)都可使用，因而被譽(yù)為,“,塑料王,”,。不粘鍋的內(nèi)壁涂敷了聚四氟乙烯:寫出聚合反應(yīng)式？為什么用不粘鍋進(jìn)行烹

11、調(diào)時(shí)食物不容易燒焦，也不會粘鍋?,聚四氟乙烯之所以難以粘附，原因在于聚四氟乙烯外圍是氟原子，它是表面光滑的秘密，氟原子幾乎對所有的物質(zhì)都產(chǎn)生排斥，即使粘膠劑也很難與其粘附。,-ABS,工程樹脂，由丙烯腈（,CH,2,=CHCN，,符號,A）、1，3-,丁二烯（,CH,2,=CH-CH=CH,2,，,符號,B）,和苯乙烯（,C,6,H,5,-CH=CH,2,，,符號,S）,按一定配比共聚而得。,（1）,A、B,和,S,三種單體中，碳?xì)浔龋?C：H）,值最小的 單體是,。（2）經(jīng)元素分析可知該,ABS,樣品的組成為,CaHbNc,(a、b、c,為正整數(shù))，則原料中,A,和,B,的物質(zhì)的量之比是,（

12、用,a、b、c,表示）。,1，3-丁二烯,2,c:(b-a),考慮：隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)了一些具有特殊性能的合成材料，如工程塑料,ABS,塑料既保留了聚苯乙烯堅(jiān)硬、透明、良好的加工性能和絕緣性等優(yōu)點(diǎn)，又兼具聚丙烯腈高強(qiáng)度、耐熱等特性，且具有聚丁二烯較好的彈性和耐沖擊性，從而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高溫的缺點(diǎn)，是一種融合了三者優(yōu)越性能的合成材料。,用,ABS,塑料制成的裝修材料及其他各種用品美觀輕巧，可與金屬媲美。電視機(jī)、洗衣機(jī)等家用電器的殼體，通訊器材、汽車、飛機(jī)零部件及各種儀表的外殼等都是用,ABS,塑料制成的。,圖3-32,用,ABS,塑料制成洗衣機(jī)的外殼,可溶解的醫(yī)用塑料洗衣袋,某些醫(yī)院采

13、用可溶解的塑料袋裝放病人用過的衣被。清洗時(shí)可以直接放進(jìn)洗衣機(jī)，洗衣袋能很快溶解在水里，避免了衣被中的病菌對洗滌人員的感染。你知道這些可溶解的塑料袋是用什么制成的嗎?,可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成。聚乙烯醇是用聚乙酸乙烯酯通過水解反應(yīng)制得的。在不同的生產(chǎn)條件下制得的聚乙烯醇水溶性有差異，可以在不同場合使用。例如，手術(shù)時(shí)使用的縫合線，可以根據(jù)需要選擇溶解時(shí)間長短不同的聚乙烯醇制品。,手術(shù)套服,包裝薄膜制品,合成高分子材料-纖維,纖維,天然纖維,化學(xué)纖維,合成纖維,：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維,人造纖維,：用化學(xué)方法對木材等天然纖維加工制成。,植物纖維：,如棉花、木材、草

14、類等,動物纖維：,如羊毛、蠶絲,常見纖維,化學(xué)組成,主要性能,天然纖維,棉纖維,纖維素,吸水性好，易干，穿著,舒適，不起靜電，不耐磨,蠶絲,蛋白質(zhì),吸水性好，手感柔和，有光澤，,不起靜電，不起球,羊毛,蛋白質(zhì),彈性強(qiáng)，隔熱性、保暖性好，,水洗后收縮，易起球,化學(xué)纖維,人造纖維,纖維素,（黏膠纖維）,吸水性好，穿著舒適，不起,靜電，不耐洗，不耐穿,合成纖維,以有機(jī)高分子為原料，通過拉絲工業(yè)獲得的纖維。,強(qiáng)度高，耐磨，不易,染色，吸濕性、,透氣性差,表3,5常見的天然纖維、化學(xué)纖維的化學(xué)組成和主要性能,粘膠纖維,：,把植物秸稈、棉絨等富含纖維素的物質(zhì)經(jīng)過氫氧化鈉和二硫化碳等處理后，得到的一種纖維狀

15、物質(zhì)。粘膠纖維中的長纖維俗稱人造絲，短纖維俗稱人造棉，都可供紡織使用。,硝酸纖維：,工業(yè)上把硝酸和纖維素酯化比較完全、含氮量高的硝酸纖維叫做火棉（制造無煙火藥），把含氮量低的硝酸纖維成為膠棉（制造賽璐珞和油漆）。,醋酸纖維：,用于制造電影膠片的片基，也可作紡織工業(yè)原料。,1928年，美國杜邦公司的科學(xué)家希望合成一種和真絲與羊毛中的蛋白質(zhì)鏈相似的高分子。他們沒有使用氨基酸(蛋白質(zhì)的合成原料)，而是用胺和羧酸作原料。得到的聚酰胺高分子化合物可拉成細(xì)絲，這些細(xì)絲堅(jiān)韌而且光滑，非常像蠶吐出的絲。,“,尼龍,”,就此誕生，并很快成為絲綢的替代品。,“,尼龍,”,人類第一次通過化學(xué)合成得到的化學(xué)纖維,優(yōu)點(diǎn)

16、,：強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等。,缺點(diǎn),：吸水性和透氣性不如天然纖維。,常見合成纖維,：錦綸(尼龍)、滌綸(的確良)、腈綸(人造羊毛)、維綸、氯綸、丙綸。,合成纖維,滌綸織品,滌綸強(qiáng)度高、耐磨、耐光、耐蝕、防蛀、易洗快千、挺括，是優(yōu)良的衣料，也大量用于制作輪胎簾子線、工業(yè)濾布、繩索等。,人造羊毛,腈綸柔軟、輕盈、保暖，有,“,人造羊毛,”,之稱。它比羊毛輕,lO,，,強(qiáng)度卻大2倍多。腈綸防蛀、耐光、不發(fā)霉。它適合制作帳篷、炮衣、車篷、幕布、窗簾等戶外織物。用它制成的毛線為人們所喜愛。,縫合線,乳酸纖維與其他有耐水性的化學(xué)纖維不同，它易水解成小分子,乳酸。乳酸纖維也可以作外科手術(shù)縫合線，在傷口愈合后無需拆線。因?yàn)?，乳酸纖維在體內(nèi)水解生成的乳酸能參與人體的正常代謝作用，被消化排出體外。,合成纖維制品,防彈衣在20世紀(jì)60年代，尼龍是制作防彈衣的主要材料。后來發(fā)現(xiàn)，分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的另一種聚酰胺纖維凱夫拉(,Kevlar),有助于加強(qiáng)衣料本身的張力(較尼龍強(qiáng)25倍)。當(dāng)子彈擊中由此種纖維制成的防彈衣時(shí)，就像墜入一個(gè)網(wǎng)中，其能量會向四周擴(kuò)散，子彈便沒有足夠的能量沖破衣料傷害