人教版選修2 第三單元課題3 高分子化合物與材料 課件（39張）.ppt

在上帝創(chuàng)造的自然界旁邊 化學(xué)有創(chuàng)造了另一個(gè)世界 那么高分子化合物有為我們創(chuàng)造了什么樣的世界 第三節(jié)高分子化合物與材料 1 高分子化合物的合成 2 塑料制品的加工 3 性能優(yōu)異的合成材料 4 環(huán)境中的高分子材料 1 了解高分子材料在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用 2 了解高分子材料的生產(chǎn)原理 3 高分子材料對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用 了解加聚反應(yīng)和縮合反應(yīng)這兩種獲得高分子化合物的重要反應(yīng)原理 理解他們之間的區(qū)別和聯(lián)系 加聚反應(yīng)和縮合反應(yīng)的反應(yīng)原理 天然高分子化合物 淀粉 纖維素 蛋白質(zhì) 合成高分子化合物 聚乙烯 聚氯乙烯 合成橡膠 一 高分子化合物的合成 高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般都在一萬(wàn)以上 有的可達(dá)上千萬(wàn) 合成高分子化合物是由小分子通過(guò)聚合反應(yīng)制得的 所以也稱聚合物或高聚物 合成高分子化合物與自然界樹脂形態(tài)相似 在工業(yè)上常稱作合成樹脂 天然高分子化合物 合成高分子化合物 乙烯分子中的碳碳雙鍵可以打開跟其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng) 在一定條件下 乙烯還可以發(fā)生自身加成反應(yīng)而形成高分子化合物 這一類反應(yīng)也被稱為聚合反應(yīng) 簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng) 1 加成聚合反應(yīng) 聚氯乙烯的形成過(guò)程 簡(jiǎn)寫 在聚氯乙烯中 氯乙烯成為單體 n為高分子鏈所含鏈節(jié)的數(shù)目 成為聚合度 含有雙鍵 三鍵或或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的低分子 在一定條件下可以發(fā)生加聚反應(yīng) 高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大 往往都是有特定的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成的高分子鏈 因此化學(xué)性質(zhì)比較復(fù)雜 高分子化合物是由許多聚合度不同的高分子鏈組成的 因此 高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量是個(gè)平均值 聚氯乙烯制電話卡 聚苯乙烯制包裝材料 聚四氟乙烯制用作不沾層 加聚反應(yīng)獲得的高分子化合物 酸與醇可以發(fā)生酯化反應(yīng) 例如 乙酸和乙醇反應(yīng)可生成乙酸乙酯和水 2 縮合聚合反應(yīng) 化合物的單體之間發(fā)生一系列類似于酸和醇縮合成酯類的反應(yīng)叫做縮合聚合反應(yīng) 簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng) 兩種單體分子都含有兩個(gè)以上能夠相互反應(yīng)的官能團(tuán) 發(fā)生聚合反應(yīng)的必要條件是 隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng) 縮聚產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量越來(lái)越大 副產(chǎn)物含量越來(lái)越多 為了使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行通常這些副產(chǎn)物會(huì)從反應(yīng)體系中除去 有時(shí)會(huì)添加催化劑 滌綸 尼龍 酚醛樹脂等都是由縮聚反應(yīng)制得的 酚醛樹脂 滌綸制衣 尼龍 縮聚反應(yīng)值得的高分子化合物制品 由于高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大 與低分子化合物相比 表現(xiàn)出某些特殊性能 當(dāng)許多條高分子鏈聚集在一起時(shí) 相互間的纏繞使分子間接近的地方以分子間作用力結(jié)合 這就使高分子材料的強(qiáng)度大大增強(qiáng) 相對(duì)分子質(zhì)量越大 分子間力越強(qiáng) 分子材料強(qiáng)度越大 二 塑料制品的加工 高分子鏈結(jié)構(gòu) 線型結(jié)構(gòu) 支鏈型結(jié)構(gòu) 體型結(jié)構(gòu) 熱塑性聚合物 熱固性聚合物 熱塑性聚合物溶于有機(jī)溶劑 受熱會(huì)軟化 熔融 熱固性聚合物不易溶于有機(jī)溶劑 加熱也不會(huì)熔融 工業(yè)上塑料大都是以石油裂解產(chǎn)物和天然氣為原料生產(chǎn)的 主要是利用熱塑性塑料和熱固性塑料的性質(zhì)加工制作成用途廣泛的塑料制品 影像高分子性能的因素 1 高分子的單體的組成和結(jié)構(gòu) 2 高分子的相對(duì)分子質(zhì)量 3 高分子鏈的形狀 4 高分子的聚集狀態(tài) 三 性能優(yōu)異的合成材料 為了降低成本 提高性能 滿足不同的需要 塑料廠要通過(guò)改性才能適應(yīng)各種實(shí)際要求 常用的方法有 填充改性 共混改性 共聚改性 1 塑料的改性 塑料的改性機(jī) 2 功能高分子材料 高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)是高性能化 功能化 復(fù)合化 精細(xì)化和智能化 幾種功能高分子材料 能導(dǎo)電的高分子材料 高吸水性樹脂 微膠囊 功能高分子材料的特定功能主要通過(guò)以下三個(gè)途徑獲得 1 有某個(gè)特定功能的官能團(tuán)的單體直接聚合 2 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán) 3 通過(guò)合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化 金屬 非金屬和高分子材料各有優(yōu)點(diǎn) 但也有各自的缺點(diǎn) 如將這三大類不同材料進(jìn)行復(fù)合 既保持原料的長(zhǎng)處 又能彌補(bǔ)其短處 從而提高材料的性能 擴(kuò)大應(yīng)用范圍 3 復(fù)合材料 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)是 機(jī)體起黏結(jié)作用 增強(qiáng)體起增強(qiáng)作用 玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子化合物復(fù)合而成的 優(yōu)良性能 強(qiáng)度高 質(zhì)量輕 耐腐蝕 抗沖擊 絕緣性好 玻璃鋼制成船體 玻璃鋼制品 現(xiàn)代復(fù)合材料的制造不僅要求保留原組織材料的特點(diǎn) 還要求通過(guò)補(bǔ)充和增強(qiáng)而獲得更優(yōu)異的性能 另外復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性 包括選材設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等 生產(chǎn)復(fù)合材料也是一條節(jié)約資源 能源和資金的有效途徑 1 高分子材料的老化及其保護(hù) 根據(jù)材料的穩(wěn)定性和生產(chǎn)可降解的材料 是當(dāng)前高分子材料研制中相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)重要方面 高分子材料在使用過(guò)程中 由于環(huán)境的影響 其強(qiáng)度 彈性 硬度等性能逐漸變差 這種現(xiàn)象稱為高分子材料的老化 四 環(huán)境中的高分子材料 高分子材料的老化主要包括高分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)而變硬 變脆 喪失彈性 高分子鏈發(fā)生斷裂 相對(duì)分子質(zhì)量降低而變軟 發(fā)黏等 在高分子材料的生產(chǎn)中 加入光穩(wěn)定劑和抗氧劑 阻燃劑等精細(xì)化學(xué)品以提高其使用壽命 高分子材料在使用過(guò)程中 避免接觸能與其發(fā)生反應(yīng)或催化這種反映的化學(xué)試劑 同樣也要避免接觸能使它們?nèi)芙獾挠袡C(jī)溶劑 有時(shí)高分子材料的不穩(wěn)定性可以被人類利用 2 環(huán)境降解高分子材料的開發(fā) 可降解材料是指一類各項(xiàng)性能在保存和使用期內(nèi)滿足要求使用后在自然環(huán)境中可降解為無(wú)害物質(zhì)的材料 降解就是指化學(xué)和物理因素引起聚合物分子鏈斷裂的過(guò)程 主要涉及生物降解 光降解和化學(xué)降解三個(gè)過(guò)程 環(huán)境可降解材料的開發(fā)以生物降解為主 生物降解材料 化學(xué)降解 光降解 3 廢舊高分子材料的回收利用 廢舊合成材料的再生利用主要有三個(gè)途徑 通過(guò)再生和改性利用 重新做成多種有用的材料和制品 采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解 用于制備多種化工原料 將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能 生物降解塑料在自然條件下由微生物作用而一起降解的塑料 它是最重要的一類環(huán)境可降解塑料 生物降解實(shí)質(zhì)上是在微生物分泌的酶作用下的化學(xué)降解過(guò)程 1 了解高分子材料的生產(chǎn)原理 2 高分子材料對(duì)科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用 07年上海 由單體類似于單烯聚合而成為單雙鍵交替排列的新型合成材料經(jīng)特殊處理有可能成為導(dǎo)電塑料其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 1 下列說(shuō)法中正確的是 a 石油裂解可以得到氯乙烯 b 油脂水解可得到氨基酸和甘油 c 所有烷烴和蛋白質(zhì)中都存在碳碳單鍵 d 淀粉和纖維素的組成都是 c6h10o5 n 水解最終產(chǎn)物都是葡萄糖 d