[理化生]應(yīng)用廣泛的高分子材料ppt課件

1、第五章 進(jìn)入合成高分子化合物的時(shí)代第二節(jié) 運(yùn)用廣泛的有機(jī)高分子資料同文中學(xué) 楊東 學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的 1 1、高分子化合物的構(gòu)造與性能之間的、高分子化合物的構(gòu)造與性能之間的關(guān)系。關(guān)系。 2 2、合成纖維的構(gòu)造和性能。、合成纖維的構(gòu)造和性能。 3 3、合成橡膠的構(gòu)造與性能及其關(guān)系、合成橡膠的構(gòu)造與性能及其關(guān)系 學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn) 酚醛樹脂的制備。酚醛樹脂的制備。三三大大支支柱柱產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)能源能源資料資料信息信息是能源和信息開展的根底是能源和信息開展的根底有機(jī)合成高分子資料是資有機(jī)合成高分子資料是資料工業(yè)的一個(gè)重要方面料工業(yè)的一個(gè)重要方面 時(shí)代時(shí)代 的劃分常以資料為標(biāo)志的劃分常以資料為標(biāo)志 石器時(shí)代、青

2、銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、 鋼鐵時(shí)代鋼鐵時(shí)代 、高分子時(shí)代、高分子時(shí)代資料簡(jiǎn)介合合成成資資料料合成高分合成高分子資料子資料功能高分功能高分子資料子資料復(fù)合資料復(fù)合資料高分子分別膜、液晶高分子、高分子分別膜、液晶高分子、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂高吸水性樹脂塑料、合成纖維、合成橡膠、塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料黏合劑、涂料三大合成資料三大合成資料一一 、塑料、塑料添加了特定用途的添加劑的樹脂添加了特定用途的添加劑的樹脂樹脂是指未經(jīng)加工處置的、沒有與各樹脂是指未經(jīng)加工處置的、沒有與各種添加劑混合的聚合物種添加劑混合的聚合物塑料樹

3、脂添加劑塑料樹脂添加劑樹脂的本性決議了塑料的主要根本性樹脂的本性決議了塑料的主要根本性能，添加劑也起重要作用能，添加劑也起重要作用構(gòu)造構(gòu)造 性質(zhì)性質(zhì) 用途用途決議決議 決議決議 線型構(gòu)造：線型構(gòu)造：網(wǎng)狀構(gòu)造：網(wǎng)狀構(gòu)造：構(gòu)構(gòu)造造支鏈構(gòu)造：支鏈構(gòu)造：具有熱塑性?？捎米魉芰媳∧?、具有熱塑性?？捎米魉芰媳∧?、塑料袋。塑料袋。具有熱固性。即加工成型不會(huì)具有熱固性。即加工成型不會(huì)受熱熔化?？捎米麟娔痉尤┦軣崛刍？捎米麟娔痉尤┧芰?。塑料。熱固性塑料再次受熱時(shí)，熱固性塑料再次受熱時(shí)，鏈與鏈間會(huì)構(gòu)成共價(jià)鍵，鏈與鏈間會(huì)構(gòu)成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，構(gòu)成體型產(chǎn)生一些交聯(lián)，構(gòu)成體型網(wǎng)狀構(gòu)造，硬化定型網(wǎng)狀構(gòu)造，硬化定型為

4、什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的線型構(gòu)造。受熱時(shí)，分子線型構(gòu)造。受熱時(shí)，分子間作用力減弱，易滑動(dòng)；間作用力減弱，易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，相互引力加強(qiáng)，冷卻時(shí)，相互引力加強(qiáng)，會(huì)重新硬化會(huì)重新硬化構(gòu)造決議性質(zhì)構(gòu)造決議性質(zhì)熱塑性塑料：高分子鏈間無永久性的化學(xué)交聯(lián)熱塑性塑料：高分子鏈間無永久性的化學(xué)交聯(lián), ,只需微弱的分子間作用力只需微弱的分子間作用力 以及由于鏈間糾纏以及由于鏈間糾纏所呵斥的暫時(shí)性物理交聯(lián)，此交聯(lián)會(huì)隨加工過所呵斥的暫時(shí)性物理交聯(lián)，此交聯(lián)會(huì)隨加工過程而產(chǎn)生有糾纏及去糾纏的景象；因此熱塑性程而產(chǎn)生有糾纏及去糾纏的景象；因此熱塑性塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于

5、流動(dòng)的景象塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于流動(dòng)的景象: :隨溫度下降那么有固化變硬的情形，為可逆過隨溫度下降那么有固化變硬的情形，為可逆過程程 。 熱塑性塑料的特性熱塑性塑料的特性 受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復(fù)加工，多次運(yùn)用。反復(fù)加工，多次運(yùn)用。熱固性塑料：塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合熱固性塑料：塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反響，透過交聯(lián)劑反響，透過交聯(lián)劑(或稱做架橋劑或稱做架橋劑)的作用分子鏈的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，構(gòu)成嚴(yán)密的網(wǎng)狀構(gòu)造。交聯(lián)間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，構(gòu)成嚴(yán)密的網(wǎng)狀構(gòu)造。交聯(lián)反響本身

6、是不可逆的化學(xué)反響，因此熱固性塑反響本身是不可逆的化學(xué)反響，因此熱固性塑料在加工后并不會(huì)如熱塑性塑料般會(huì)受熱軟化，料在加工后并不會(huì)如熱塑性塑料般會(huì)受熱軟化，假設(shè)溫度過高那么發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形假設(shè)溫度過高那么發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形的景象。的景象。 熱固性塑料的特性：熱固性塑料的特性： 不能加熱熔融，只能一次成型。不能加熱熔融，只能一次成型。 耳機(jī)線為什么總纏在一同？耳機(jī)線為什么總纏在一同？聚乙烯分子鏈上的聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳碳原子完全由碳碳單鍵相連，單鍵可單鍵相連，單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不能夠旋轉(zhuǎn)，使它不能夠成一條直線，只能成一條直線，只能成不規(guī)那么的卷曲成不規(guī)那么的卷曲形狀。形狀

7、。1.聚乙烯聚乙烯高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件合成條件分子結(jié)構(gòu)類型分子結(jié)構(gòu)類型有無支鏈有無支鏈高分子鏈長(zhǎng)短高分子鏈長(zhǎng)短相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量高壓高溫引發(fā)劑高壓高溫引發(fā)劑較低壓力催化劑較低壓力催化劑線型線型支鏈型支鏈型有長(zhǎng)短不一的支鏈有長(zhǎng)短不一的支鏈少有或沒有少有或沒有相對(duì)較長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)相對(duì)較短相對(duì)較短較低較低較高較高高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯熔融溫度熔融溫度密度密度硬度硬度分子間作分子間作用力用力低密度低密度相對(duì)較低相對(duì)較低相對(duì)較小相對(duì)較小相對(duì)較小相對(duì)較小相對(duì)較高相對(duì)較高高密度高密度相對(duì)較大相對(duì)較大相對(duì)較大相對(duì)較大高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑高或

8、低密度的聚乙烯均可溶解于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑低密度聚乙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的要素：影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的要素：(1)(1)高分子鏈越長(zhǎng)高分子鏈越長(zhǎng)相對(duì)分子質(zhì)量越大相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間的作用力越大分子間的作用力越大熔點(diǎn)、密度越熔點(diǎn)、密度越高高(2)(2)鏈與鏈之間越密鏈與鏈之間越密鏈之間的作用鏈之間的作用力越大力越大熔點(diǎn)、密度越高熔點(diǎn)、密度越高 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)產(chǎn)品產(chǎn)品 保鮮膜保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適宜做食品和藥物的無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適宜做食品和藥物的包裝資料包裝資料單體單體: CH2=CH2

9、聚氯乙烯聚氯乙烯PVCPVC化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，運(yùn)用溫度不宜化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，運(yùn)用溫度不宜超越超越6060，在低溫下會(huì)變硬，在低溫下會(huì)變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料單體單體: CH2=CHCl聚苯乙烯聚苯乙烯單體：?jiǎn)误w：CH2=CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃單體：?jiǎn)误w：CH2=CCH3COOCH3聚聚四四氟氟乙乙烯烯塑塑料料單體：?jiǎn)误w：CF2CF2酚醛塑料酚醛塑料單體：?jiǎn)误w：苯酚、甲醛苯酚、甲醛分組編號(hào)分組編號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃鹽酸濃鹽酸 苯酚苯酚+甲醛甲醛+濃氨水濃氨水產(chǎn)品外觀產(chǎn)品外觀加熱試驗(yàn)加熱試驗(yàn)酒精

10、溶解酒精溶解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水浴加熱水浴加熱15min洗凈、洗凈、 烘干烘干粉紅色固體粉紅色固體 軟化熱塑性軟化熱塑性 不軟化熱固不軟化熱固 性性溶解溶解不溶解不溶解線型構(gòu)造線型構(gòu)造 網(wǎng)狀構(gòu)造網(wǎng)狀構(gòu)造 酚醛塑料酚醛塑料單體：?jiǎn)误w： 苯酚、苯酚、 甲醛甲醛OHHCHOOHCH2OHOHCH2 OHCH2OHOHCH2n水浴加熱水浴加熱酚醛樹脂的制備.wmv.flv酸性條件下線性構(gòu)造酸性條件下線性構(gòu)造OH+ HCHOOHCH2OHCH2OHHOCH2堿性條件下生成三羥甲基苯酚堿性條件下生成三羥甲基苯酚酚醛樹脂部分構(gòu)造酚醛樹脂部分構(gòu)造以下高聚物經(jīng)簡(jiǎn)單處置可以從線型結(jié)以下高聚物經(jīng)簡(jiǎn)單處置可以從線型結(jié)構(gòu)

11、變成體型構(gòu)造的是構(gòu)變成體型構(gòu)造的是 CH2CH2CHCH2nCH3OH CH2CH2CH2CHCH2nClnCH2CHnClABCDBC線型構(gòu)造里必需還存在能發(fā)生加線型構(gòu)造里必需還存在能發(fā)生加聚或縮聚反響的官能團(tuán)，如雙鍵、聚或縮聚反響的官能團(tuán)，如雙鍵、羥基、氨基等，才有能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基、氨基等，才有能夠轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型構(gòu)造。體型構(gòu)造。二、合成纖維二、合成纖維灼燒情況灼燒情況受酸溶液受酸溶液的影響的影響受堿溶液的受堿溶液的影響影響純棉純棉燒后呈粉狀，燒后呈粉狀，無異味無異味輕微輕微輕微輕微羊毛羊毛燒焦羽毛氣味，灰燒焦羽毛氣味，灰燼為黑色小顆粒燼為黑色小顆粒受腐蝕受腐蝕部分溶解部分溶解尼龍布尼龍布 接近火

12、接近火 焰時(shí)迅速焰時(shí)迅速卷縮，趁熱可拉成卷縮，趁熱可拉成絲，燒后不易破碎絲，燒后不易破碎幾乎不變幾乎不變幾乎不變幾乎不變天然纖維：天然纖維：如棉花、羊毛、蠶絲和麻如棉花、羊毛、蠶絲和麻等等纖維纖維合成纖維：用石油、天然氣合成纖維：用石油、天然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原等不含天然纖維的物質(zhì)為原料，經(jīng)過化學(xué)合成加工制得料，經(jīng)過化學(xué)合成加工制得的纖維的纖維如腈綸如腈綸(人造羊毛人造羊毛) 、錦綸、錦綸(尼尼龍龍)、維綸、氯綸、滌綸、維綸、氯綸、滌綸(確確實(shí)良實(shí)良)和丙綸等和丙綸等“六大綸六大綸 合成纖維具有優(yōu)良的性能：如合成纖維具有優(yōu)良的性能：如強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)

13、腐蝕和不怕蟲蛀等。學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等。滌綸滌綸尼龍尼龍紡綸纖維織成紡綸纖維織成的防彈衣腈綸的防彈衣腈綸腈綸腈綸高強(qiáng)纖維的代表高強(qiáng)纖維的代表: Kevlar芳綸：全芳香族聚酰胺芳綸：全芳香族聚酰胺抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度3.4GPa模量模量59190GPa斷裂伸長(zhǎng)斷裂伸長(zhǎng)5%三三. .橡橡 膠膠 橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械等所必需橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械等所必需的資料，是重要的戰(zhàn)略物資。的資料，是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠的化學(xué)組、天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯：成是聚異戊二烯：2、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。通用

14、橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫暖耐嚴(yán)特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫暖耐嚴(yán)寒的硅橡膠等寒的硅橡膠等性能全面，但易老化性能全面，但易老化性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣密性、耐高溫或低溫等性能。密性、耐高溫或低溫等性能。橡橡膠膠產(chǎn)產(chǎn)品品天然橡膠為何容易老化？實(shí)驗(yàn)室盛哪些藥天然橡膠為何容易老化？實(shí)驗(yàn)室盛哪些藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？天然橡膠含有雙鍵，易起加成反響和易被天然橡膠含有雙鍵，易起加成反響和易被氧化，所以易老化。氧化，所以易老化。KMnO

15、4 溶液、濃溶液、濃HNO3、液溴、汽油、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。苯、四氯化碳等。順丁橡膠順丁橡膠nCH2=CH-CH=CH2催化劑催化劑C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3兩種：三葉橡膠順式、杜仲膠反式兩種：三葉橡膠順式、杜仲膠反式丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，合成丁苯橡膠合成丁苯橡膠CH2=CH-CH=CH2 CH2= CH 1,3-丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯硫化橡膠硫化橡膠優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 具有較高的強(qiáng)度、韌具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等定性等四、復(fù)合資料四、復(fù)合資料1學(xué)與問學(xué)與問 每種資料都有它的優(yōu)缺陷

16、：金屬資料強(qiáng)度大，每種資料都有它的優(yōu)缺陷：金屬資料強(qiáng)度大，但易受腐蝕；陶瓷資料耐高溫，但脆性大；合成資但易受腐蝕；陶瓷資料耐高溫，但脆性大；合成資料密度小，但不耐高溫等。但航天資料需求強(qiáng)度大料密度小，但不耐高溫等。但航天資料需求強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的資料，海洋工程需求耐高壓、耐高溫、密度小的資料，海洋工程需求耐高壓、耐腐蝕的資料。怎樣才干獲得這些特殊資料呢？耐腐蝕的資料。怎樣才干獲得這些特殊資料呢？復(fù)合資料：兩種或兩種以上高分子資料組合復(fù)合資料：兩種或兩種以上高分子資料組合成的一種新型資料成的一種新型資料他能舉出一些復(fù)合資料的例子嗎？玻璃鋼 玻璃鋼即玻璃纖維加強(qiáng)塑料玻璃鋼即玻璃纖維加強(qiáng)塑料, , 是將玻璃熔化并是將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃