第二节-应用广泛的高分子材料课件

第二节第二节 应用广泛的高分子材料应用广泛的高分子材料第五章 进入合成有机高分子化合物的时代第二节 应用广泛的高是能源和信息是能源和信息发展的基础发展的基础三三大大支支柱柱产产业业能源能源材料材料信息信息有机合成材料是材料工有机合成材料是材料工业的一个重要方面业的一个重要方面材料材料 简介简介回顾：回顾：无机材料无机材料 金属金属 非金属：三大传统材料：水泥、陶瓷、玻璃非金属：三大传统材料：水泥、陶瓷、玻璃是能源和信息发展的基础三大支柱产业能源有机合成材料是材料工业合合成成材材料料合成高分合成高分子材料子材料功能高分功能高分子材料子材料复合材料复合材料塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水树脂医用高分子、高吸水树脂自学课本自学课本104 104 页：塑料、纤维、橡胶的命名和常见的页：塑料、纤维、橡胶的命名和常见的单体原料单体原料【笔记】三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶【笔记】三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶塑料：塑料：聚聚 或或 树脂树脂 代表物：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂代表物：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂合成纤维：合成纤维：聚聚（俗称：（俗称：纶）纶）代表物：聚酯、六大纶代表物：聚酯、六大纶合成橡胶：合成橡胶：橡胶橡胶 代表物：顺丁橡胶等代表物：顺丁橡胶等玻璃钢、航天器材等玻璃钢、航天器材等合成材料合成高分子材料功能高分子材料复合材料塑料、合成纤维、一、塑料热塑性塑料热塑性塑料(聚乙烯聚乙烯,聚氯乙烯聚氯乙烯,聚丙烯等聚丙烯等)【笔记【笔记】塑料塑料热固性塑料热固性塑料（酚醛塑料）（酚醛塑料）只能一次成型只能一次成型特性：特性：加热熔化，可反复加工。线性结构，加热熔化，可反复加工。线性结构，有弹性有弹性特性：特性：不能受热熔化，网状结构，硬化定型。不能受热熔化，网状结构，硬化定型。主要成分：主要成分：合成树脂及加工助剂合成树脂及加工助剂【笔记】合成高分子的结构有：线型、支链型、网状【笔记】合成高分子的结构有：线型、支链型、网状（体型）（体型）为什么两种塑料的特性不同呢为什么两种塑料的特性不同呢?一、塑料热塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)【笔记】热固性塑料热固性塑料再次受热时，再次受热时，链与链间会形成共价键，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成产生一些交联，形成体体型网状结构型网状结构，硬化定型。，硬化定型。热塑性塑料热塑性塑料具有长链状的具有长链状的线型结构线型结构。受热时，分子受热时，分子间作用力减弱，易滑动；间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，冷却时，相互引力增强，会重新硬化。会重新硬化。热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形耳机线为什么总缠在一起？耳机线为什么总缠在一起？聚乙烯分子链上的聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳碳原子完全由碳碳单键相连，单键相连，单键可单键可旋转旋转，使它，使它不可能不可能成一条直线成一条直线，只能，只能成不规则的卷曲状成不规则的卷曲状态。高分子化合物态。高分子化合物具有一定的具有一定的弹性弹性。耳机线为什么总缠在一起？聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键1 1、线型塑料线型塑料聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)（重点）（重点）保鲜膜保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜无毒无毒，化学，化学稳定性好稳定性好，适合做食品和药物的包装材料，适合做食品和药物的包装材料单体单体:CH2=CH2【自学】【自学】高压聚乙烯与低压聚乙烯（课本高压聚乙烯与低压聚乙烯（课本105105、106106页）页）1、线型塑料聚乙烯(PE)（重点）保鲜膜吹塑成型的拓展：高压聚乙烯和低压聚乙烯的对比高压高温引发剂高压高温引发剂较低压力催化剂较低压力催化剂线型线型支链型支链型有长短不一的支链有长短不一的支链少有或没有少有或没有相对较长相对较长相对较短相对较短较低较低较高较高拓展：高压聚乙烯和低压聚乙烯的对比高压高温引发剂较低压力催化低密度低密度相对较低相对较低相对较小相对较小相对较小相对较小相对较高相对较高高密度高密度相对较大相对较大相对较大相对较大高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂（低密度聚乙烯）（低密度聚乙烯）（高密度聚乙烯）（高密度聚乙烯）低密度相对较低相对较小相对较小相对较高高密度相对较大相对较大影响高分子化合物熔点、密度的因素：影响高分子化合物熔点、密度的因素：1 1、高分子、高分子链越长链越长相对分子质量越大相对分子质量越大分分子间的作用力越大子间的作用力越大熔点、密度越高熔点、密度越高2 2、链与、链与链链之间之间越密越密链之间的作用力越大链之间的作用力越大熔点、密度越高熔点、密度越高高压聚乙烯：支链型、较短、分子量较低、密度较小高压聚乙烯：支链型、较短、分子量较低、密度较小低压聚乙烯：线型、长、高低压聚乙烯：线型、长、高 、大、大影响高分子化合物熔点、密度的因素：1、高分子链越长相对分聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）单体单体:CH2=CHCl聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2=CHC6H5其它线型塑料：聚氯乙烯（PVC）单体:CH2=CHCl聚苯乙烯单体：单体：单体：苯酚、甲醛苯酚、甲醛OHHCHOOHCH2OHOHCH2 OHCH2OHOHCH2n水浴加热水浴加热酸性条件下线性结构酸性条件下线性结构2 2、体型塑料、体型塑料酚醛塑料酚醛塑料（重点）（重点）单体：苯酚、甲醛OHHCHOOHCH2OHOHCH2OH+HCHOOHCH2OHCH2OHHOCH2碱性条件下生成三羟甲基苯酚碱性条件下生成三羟甲基苯酚OH+HCHOOHCH2OHCH2OHHOCH2酚醛树脂局部结构酚醛树脂局部结构酚醛树脂局部结构酚醛树脂的制取和性质水浴加热水浴加热15min15min洗净、洗净、烘干烘干粉红色固体粉红色固体 软化（热塑性）软化（热塑性）不软化（热固性）不软化（热固性）溶解溶解不溶解不溶解线性线性结构结构 网状网状结构结构 酚醛树脂的制取和性质水浴加热15min洗净、烘干粉红色天然纤维：天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝和麻等如棉花、羊毛、蚕丝和麻等纤维纤维 合成纤维：合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料 如腈纶如腈纶(人造羊毛人造羊毛)、锦纶、锦纶(尼龙尼龙)、维纶、氯纶、维纶、氯纶、涤纶涤纶(的确良的确良)和丙纶等和丙纶等“六大纶六大纶”合成纤维具有合成纤维具有优良的性能优良的性能：如：如强度高、弹性好、耐磨、强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。等。化学纤维化学纤维人造纤维：人造纤维：木材等原料，加工木材等原料，加工二、合成纤维天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝和麻等纤维 合成纤维：合问：人造纤维和合成纤维有何区别？问：人造纤维和合成纤维有何区别？人造纤维的主要原料是天然高分子化合物，主要是纤维素；人造纤维的主要原料是天然高分子化合物，主要是纤维素；合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品气态或液态烃气态或液态烃及其衍生物，是小分子化合物。及其衍生物，是小分子化合物。问：人造纤维和合成纤维有何区别？宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。宇航员的服装能使太空的三、橡三、橡 胶（多为聚二烯物）胶（多为聚二烯物）橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。1 1、天然橡胶天然橡胶的化学组的化学组成是成是聚异戊二烯聚异戊二烯：2 2、合成橡胶合成橡胶分为分为通用橡胶通用橡胶和和特种橡胶特种橡胶通用橡胶：通用橡胶：如如丁苯橡胶、顺丁橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。、氯丁橡胶等。特种橡胶：特种橡胶：如耐热和耐酸碱的如耐热和耐酸碱的氟橡胶氟橡胶、耐高温和耐严、耐高温和耐严寒的寒的硅橡胶硅橡胶等等性能全面，但易老化性能全面，但易老化性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。密性、耐高温或低温等性能。三、橡 胶（多为聚二烯物）橡胶是制造飞机、汽车和医疗器天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？天然橡胶含有天然橡胶含有C=CC=C，易加成反应和易被氧化，易加成反应和易被氧化(老化老化)。强氧化剂、卤素、有机物溶剂都易腐蚀橡胶。如：强氧化剂、卤素、有机物溶剂都易腐蚀橡胶。如：KMnOKMnO4 4 溶液、浓溶液、浓HNOHNO3 3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡顺丁橡胶顺丁橡胶nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）顺丁橡胶nCH2=CH-CH=CH2催化剂C=CCH2CH2 丁二烯丁二烯和和苯乙烯共聚苯乙烯共聚而成的弹性体，合而成的弹性体，合成丁苯橡胶成丁苯橡胶CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH 丁苯橡胶丁苯橡胶SBRSBR1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯 丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶CH2=硫化橡胶硫化橡胶优点：优点：具有较高的强度、具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化韧性、良好的弹性和化学稳定性等学稳定性等（参见课本（参见课本110110页解释）页解释）硫化橡胶优点：具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等高分子化合物的结构与性质高分子化合物的结构与性质高分子化合物的结构与性质第二节-应用广泛的高分子材料课件