第三单元高分子材料和复合材料

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三单元 高分子材料和复合材料,高分子材料,天然高分子材料,合成高分子材料,棉花,羊毛,天然橡胶,塑料,合成纤维,合成橡胶,nCH,2,=CH,2,CH,2,-CH,2,n,P,（聚乙烯）,注：,CH,2,=CH,2,表示单体,；,n,表示聚合度,（为平均值）,-,CH,2,-CH,2,-,表示链节,；,CH,2,-CH,2,n,表示高分子或聚合物,。,有机高分子表示的含义,高分子化合物的合成途径,加聚反应：由不饱和单体相互加成聚合成高分子化合物的反应。,缩聚反应：由单体聚合成高分子化合物的同时，还有小分子

2、(如,H,2,O、HX、NH,3,）,生成的反应。,（一般是含碳碳双键或三键的有机物）,（一般是醇酸或多元羧酸和多元醇）,加聚反应,缩聚反应,区,别,一般链节主链上都是,碳原子,链节组成与单体相同,链节主链上除碳原子外还有,O,或,N,等杂原子。,链接组成与单体不同,HOOC-COOH,与,HO-CH,2,-CH,2,-OH,例：写出下列物质的聚合过程：,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树脂,HCHO,加聚高分子化合物单体确定思路,1、凡链节的主链只有两个碳原子的高聚物，其合成单体必为一种，将单键变双键即可。

3、,2、凡链节主链有四个碳原子，且链节无双键的高聚物，其单体必为二种。二碳一组，单键变为双键即可。,3、凡链节主链中只有碳原子，并存在,C=C,双键结构的高聚物，其规律是：“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”，然后单键变双键，双键变单键。,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,缩聚高聚物单体的判断思路,1、凡链节为,O-CH,2,-R-CO,n,结构的高聚物，其合成单体必为一种。(在氧原子上加氢，羰基碳上加

4、羟基）,O-CH-CH,2,-C,n,O,CH,3,HO-CH-CH,2,-COOH,CH,3,2、凡链节中间含有-,C-O-,酯基结构的高聚物，其合成单体必为两种，从酯基碳氧键中间断开，羰基上加羟基，氧原子上加氢原子。,O,-,C-C-O-CH,2,-CH,2,-O,n,O,O,COOH,COOH,CH,2,OH,CH,2,OH,和,1、下列关于乙烯和聚乙烯的叙述正确的是（）,A.,二者都能使溴水褪色，性质相似；,B.,二者互为同系物；,C.,二者最简式相同；,D.,二者分子组成相同。,2、丁睛橡胶,CH,2,CH=CH-CH,2,CH,2,CH,n,具有优良的,CN,耐油、耐高温性能，合成

5、丁腈橡胶的原料是,(),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带来的“白色污染”就是一种较为严重的污染现象。最近研制成功的一种,O-CH-C,n,能代替聚苯乙烯，它是由乳酸聚合而成的，,这种材料可以在乳酸菌作用下完全降解。下列关于聚,乳酸的说法正确的是（）,CH,3,A.,聚乳酸是一种纯净物。,B.,聚乳酸的聚合方式与聚苯乙烯相似。,C.,聚乳酸的形成过程是一个缩聚反应。,D.,聚乳酸的单体为：,CH,3

6、,-CH-COOH,OH,O,CD,4、科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的 聚丙烯酸酯与水的混合物，使其与沙粒结合，形成既能阻止地下的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是（）,聚丙烯酸酯的单体的结构式为,CH,2,CHCOOR；,聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点；聚丙烯酸酯能与,H,2,发生加成反应；合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应,A B C D,B,一、有机高分子的结构：线型？体型？,二、有机高分子的基本性质？,结构,线型结构,体型结构,1、长链状、多条高分子链交缠、接触的地方以,分子 间作用力,结合,2、分子链上可以带支链，也可以不带支链

7、,高分子链之间通过,化学键,相互交联，形成网状,1、溶解性,线型结构,适当的溶剂中能溶解，但速度慢；,如有机玻璃,体型结构,一般不易溶解，但能胀大；,如橡胶,线型结构,体型结构,2、,具有热塑性：加热后熔解，可塑造成各种形状，,如聚乙烯,；,具有热固性：加热不熔解，,如酚醛塑料等,；,3、强度,4、电绝缘性,科学研究发现，经过特殊改造之后，塑料能像金属一样具有导电性，例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前，已制成一批导电性与银、铜相当的聚合物，被称为有机金属或合成金属。与金属相比，塑料的特点是容易加工，重量轻。导电性塑料可以使信息社会的梦想成真。目前，导电性塑料已在许多工业领域内应用，其研究工作进入了实

8、用化阶段。在未来的能源工业中，导电塑料将成为重要的一员。,导电塑料的另一特点是具有消除静电的功能。计算机和电子设备机房都要求抗静电防护，新型飞机上的电子器件要求防电磁干扰，树脂基复合材料机身、机翼要求防雷击，这些要求都可以用导电塑料薄膜屏蔽加以解决。,合成高分子材料-塑料,聚乙烯(,PE),产品：,无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料。,聚氯乙烯（,PVC）：,化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60,，在低温下会变硬。,分为：,软质塑料,和,硬质塑料,聚丙烯(,PP),聚苯乙烯(,PS),尿醛塑料(电玉),分类,原则,类型,特征和举例,按,受热,时的特征,按,应用范围及性能,

9、特点,其他,热塑性塑料,成分为,热塑性树脂,。可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,热固性塑料,通用塑料,工程塑料,成分为,热固性树脂,。加工成型后为不熔状态，如酚醛、氨基塑料等。,通用性强、用途广、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，聚丙烯等。,机械性能好、强度高，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。,其他分类，分为通用、工程、耐高温和特种塑料四大类；或通用、工程和其他塑料三大类。,1有些塑料制品可以用热黏结法修补，有些可以用某种溶剂黏结，另一些则无法修补，你知道其中的原因吗?,热塑性塑料制品可以用加热的方法黏补，也可回收后重新软化加工。有

10、些热塑性塑料可溶解于某些有机溶剂，如有机玻璃(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机溶剂。,2日常生活中使用的塑料薄膜包装袋，有的可以用于食品包装，有的不可以，为什么?,制造塑料制品时，加入的某些添加剂对人体有害，使用时必须注意。,例如，聚氯乙烯薄膜中含有的增塑剂对健康有不良影响，不能用来包装食品。,聚乙烯塑料中不含对人体有害的添加剂，可制成食品保鲜袋或保鲜膜。,3聚四氟乙烯是一种含氟塑料，它不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀，且在-269.3250的温度范围内都可使用，因而被誉为,“,塑料王,”,。不粘锅的内壁涂敷了聚四氟乙烯:写出聚合反应式？为什么用不粘锅进行烹

11、调时食物不容易烧焦，也不会粘锅?,聚四氟乙烯之所以难以粘附，原因在于聚四氟乙烯外围是氟原子，它是表面光滑的秘密，氟原子几乎对所有的物质都产生排斥，即使粘胶剂也很难与其粘附。,-ABS,工程树脂，由丙烯腈（,CH,2,=CHCN，,符号,A）、1，3-,丁二烯（,CH,2,=CH-CH=CH,2,，,符号,B）,和苯乙烯（,C,6,H,5,-CH=CH,2,，,符号,S）,按一定配比共聚而得。,（1）,A、B,和,S,三种单体中，碳氢比（,C：H）,值最小的 单体是,。（2）经元素分析可知该,ABS,样品的组成为,CaHbNc,(a、b、c,为正整数)，则原料中,A,和,B,的物质的量之比是,（

12、用,a、b、c,表示）。,1，3-丁二烯,2,c:(b-a),考虑：随着科技的发展出现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坚硬、透明、良好的加工性能和绝缘性等优点，又兼具聚丙烯腈高强度、耐热等特性，且具有聚丁二烯较好的弹性和耐冲击性，从而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高温的缺点，是一种融合了三者优越性能的合成材料。,用,ABS,塑料制成的装修材料及其他各种用品美观轻巧，可与金属媲美。电视机、洗衣机等家用电器的壳体，通讯器材、汽车、飞机零部件及各种仪表的外壳等都是用,ABS,塑料制成的。,图3-32,用,ABS,塑料制成洗衣机的外壳,可溶解的医用塑料洗衣袋,某些医院采

13、用可溶解的塑料袋装放病人用过的衣被。清洗时可以直接放进洗衣机，洗衣袋能很快溶解在水里，避免了衣被中的病菌对洗涤人员的感染。你知道这些可溶解的塑料袋是用什么制成的吗?,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过水解反应制得的。在不同的生产条件下制得的聚乙烯醇水溶性有差异，可以在不同场合使用。例如，手术时使用的缝合线，可以根据需要选择溶解时间长短不同的聚乙烯醇制品。,手术套服,包装薄膜制品,合成高分子材料-纤维,纤维,天然纤维,化学纤维,合成纤维,：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维,人造纤维,：用化学方法对木材等天然纤维加工制成。,植物纤维：,如棉花、木材、草

14、类等,动物纤维：,如羊毛、蚕丝,常见纤维,化学组成,主要性能,天然纤维,棉纤维,纤维素,吸水性好，易干，穿着,舒适，不起静电，不耐磨,蚕丝,蛋白质,吸水性好，手感柔和，有光泽，,不起静电，不起球,羊毛,蛋白质,弹性强，隔热性、保暖性好，,水洗后收缩，易起球,化学纤维,人造纤维,纤维素,（黏胶纤维）,吸水性好，穿着舒适，不起,静电，不耐洗，不耐穿,合成纤维,以有机高分子为原料，通过拉丝工业获得的纤维。,强度高，耐磨，不易,染色，吸湿性、,透气性差,表3,5常见的天然纤维、化学纤维的化学组成和主要性能,粘胶纤维,：,把植物秸秆、棉绒等富含纤维素的物质经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后，得到的一种纤维状

15、物质。粘胶纤维中的长纤维俗称人造丝，短纤维俗称人造棉，都可供纺织使用。,硝酸纤维：,工业上把硝酸和纤维素酯化比较完全、含氮量高的硝酸纤维叫做火棉（制造无烟火药），把含氮量低的硝酸纤维成为胶棉（制造赛璐珞和油漆）。,醋酸纤维：,用于制造电影胶片的片基，也可作纺织工业原料。,1928年，美国杜邦公司的科学家希望合成一种和真丝与羊毛中的蛋白质链相似的高分子。他们没有使用氨基酸(蛋白质的合成原料)，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细丝，这些细丝坚韧而且光滑，非常像蚕吐出的丝。,“,尼龙,”,就此诞生，并很快成为丝绸的替代品。,“,尼龙,”,人类第一次通过化学合成得到的化学纤维,优点

16、,：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。,缺点,：吸水性和透气性不如天然纤维。,常见合成纤维,：锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶。,合成纤维,涤纶织品,涤纶强度高、耐磨、耐光、耐蚀、防蛀、易洗快千、挺括，是优良的衣料，也大量用于制作轮胎帘子线、工业滤布、绳索等。,人造羊毛,腈纶柔软、轻盈、保暖，有,“,人造羊毛,”,之称。它比羊毛轻,lO,，,强度却大2倍多。腈纶防蛀、耐光、不发霉。它适合制作帐篷、炮衣、车篷、幕布、窗帘等户外织物。用它制成的毛线为人们所喜爱。,缝合线,乳酸纤维与其他有耐水性的化学纤维不同，它易水解成小分子,乳酸。乳酸纤维也可以作外科手术缝合线，在伤口愈合后无需拆线。因为，乳酸纤维在体内水解生成的乳酸能参与人体的正常代谢作用，被消化排出体外。,合成纤维制品,防弹衣在20世纪60年代，尼龙是制作防弹衣的主要材料。后来发现，分子中含有苯环结构的另一种聚酰胺纤维凯夫拉(,Kevlar),有助于加强衣料本身的张力(较尼龙强25倍)。当子弹击中由此种纤维制成的防弹衣时，就像坠入一个网中，其能量会向四周扩散，子弹便没有足够的能量冲破衣料伤害