高考化學(xué)復(fù)習(xí)-課件-第3單元 課題3 高分子化合物與材料

1、 第三單元 課題三 高分子化合物與材料思考：思考：u什么叫高分子化合物？請(qǐng)舉例說(shuō)明什么叫高分子化合物？請(qǐng)舉例說(shuō)明u你能說(shuō)出幾種合成高分子材料的方法嗎？你能說(shuō)出幾種合成高分子材料的方法嗎？如：淀粉、纖維、蛋白質(zhì)。相對(duì)分子量如：淀粉、纖維、蛋白質(zhì)。相對(duì)分子量一般在一萬(wàn)以上，有的可達(dá)上千萬(wàn)。一般在一萬(wàn)以上，有的可達(dá)上千萬(wàn)。加聚反應(yīng)；縮聚反應(yīng)加聚反應(yīng)；縮聚反應(yīng)1. 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 加聚反應(yīng)：在一定條件下，可以發(fā)生自身加加聚反應(yīng)：在一定條件下，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)稱成反應(yīng)而形成高分子化合物。這一類反應(yīng)稱為加成聚合反應(yīng)。簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。為加成聚合反應(yīng)。簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。舉例寫(xiě)出聚

2、氯乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式舉例寫(xiě)出聚氯乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式指出各反應(yīng)的單體、鏈節(jié)和聚合度指出各反應(yīng)的單體、鏈節(jié)和聚合度練習(xí)寫(xiě)出聚乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式。練習(xí)寫(xiě)出聚乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式。指出各反應(yīng)的單體、鏈節(jié)和聚合度。指出各反應(yīng)的單體、鏈節(jié)和聚合度。注意注意高分子化合物為混合物，沒(méi)有固定的高分子化合物為混合物，沒(méi)有固定的溶沸點(diǎn)溶沸點(diǎn)一、高分子化合物的合成一、高分子化合物的合成.縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)：由單體分子之間發(fā)生一系列類縮聚反應(yīng)：由單體分子之間發(fā)生一系列類似于酸與醇合成酯類的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)。簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。似于酸與醇合成酯類的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)。簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。寫(xiě)出對(duì)苯二甲酸與乙二醇反應(yīng)方程式

3、寫(xiě)出對(duì)苯二甲酸與乙二醇反應(yīng)方程式發(fā)生縮聚反應(yīng)的必要條件是什么？發(fā)生縮聚反應(yīng)的必要條件是什么？?jī)煞N單體分子都含有兩個(gè)以上能夠相互反應(yīng)的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)官能團(tuán).常見(jiàn)產(chǎn)品：滌綸、錦綸、酚醛樹(shù)脂常見(jiàn)產(chǎn)品：滌綸、錦綸、酚醛樹(shù)脂二、塑料制品的加工二、塑料制品的加工熱塑性塑料熱塑性塑料熱固性塑料熱固性塑料可以反復(fù)可以反復(fù)加工，多加工，多次使用次使用一旦加工成一旦加工成型就不會(huì)受型就不會(huì)受熱熔化熱熔化添加了特定用途的添加劑的樹(shù)脂添加了特定用途的添加劑的樹(shù)脂聚乙烯聚乙烯酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂線性結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀（體形）結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀（體形）結(jié)構(gòu).塑料的改性塑料的改性三、性能優(yōu)異的合成材料三、性

4、能優(yōu)異的合成材料u填充改性填充改性u(píng)共混改性共混改性u(píng)共聚改性共聚改性因素：因素：?jiǎn)误w的組成和結(jié)構(gòu)、高分子的相單體的組成和結(jié)構(gòu)、高分子的相對(duì)分子質(zhì)量、高分子鏈的形狀以及高分對(duì)分子質(zhì)量、高分子鏈的形狀以及高分子的聚集狀態(tài)子的聚集狀態(tài)2. 功能高分子材料功能高分子材料方法：方法：直接聚合直接聚合-能導(dǎo)電的能導(dǎo)電的主鏈或側(cè)鏈引入特殊功能基團(tuán)高吸水性的主鏈或側(cè)鏈引入特殊功能基團(tuán)高吸水性的加工成型實(shí)現(xiàn)微膠囊加工成型實(shí)現(xiàn)微膠囊類型：離子交換樹(shù)脂、離子交換膜、高分子類型：離子交換樹(shù)脂、離子交換膜、高分子藥物、人造器官、光纖、液晶、光盤(pán)、磁盤(pán)藥物、人造器官、光纖、液晶、光盤(pán)、磁盤(pán)等。等。3. 復(fù)合材料復(fù)合材料

5、u復(fù)合材料一般由起黏結(jié)作用的基體和起增強(qiáng)復(fù)合材料一般由起黏結(jié)作用的基體和起增強(qiáng)作用的增強(qiáng)體兩種材料構(gòu)成。作用的增強(qiáng)體兩種材料構(gòu)成。u玻璃鋼：將玻璃纖維和高分子化合物（如聚玻璃鋼：將玻璃纖維和高分子化合物（如聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等）復(fù)合而成的。酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等）復(fù)合而成的。四、環(huán)境中的高分子材料四、環(huán)境中的高分子材料u高分子材料的老化：高分子材料在使用過(guò)程高分子材料的老化：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)象稱為高分子材料等性能逐漸變差，這種現(xiàn)象稱為高分子材料老化。老化。u環(huán)境降解高分子材料：可降解材料是指一類環(huán)

6、境降解高分子材料：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。后在自然環(huán)境中可降解為無(wú)害物質(zhì)的材料。u廢舊高分子材料的回收：再生。廢舊高分子材料的回收：再生。材料的分子設(shè)計(jì)是指應(yīng)用已有的系統(tǒng)化的分子結(jié)構(gòu)和性能等知材料的分子設(shè)計(jì)是指應(yīng)用已有的系統(tǒng)化的分子結(jié)構(gòu)和性能等知識(shí)和信息，指導(dǎo)合成具有預(yù)期性能的材料。識(shí)和信息，指導(dǎo)合成具有預(yù)期性能的材料。通常采用通常采用“逆向而行逆向而行”的思維方法，即根據(jù)所需性能來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)的思維方法，即根據(jù)所需性能來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行制備。構(gòu)并進(jìn)行制備?？茖W(xué)家成功地設(shè)計(jì)了科學(xué)家成功地設(shè)計(jì)了半

7、導(dǎo)體超半導(dǎo)體超晶格材料晶格材料，通過(guò)人工設(shè)計(jì)和調(diào)，通過(guò)人工設(shè)計(jì)和調(diào)控材料中的電子結(jié)構(gòu)，由組分控材料中的電子結(jié)構(gòu)，由組分不同的半導(dǎo)體超薄層交替生長(zhǎng)不同的半導(dǎo)體超薄層交替生長(zhǎng)而成多層異質(zhì)周期結(jié)構(gòu)材料，而成多層異質(zhì)周期結(jié)構(gòu)材料，從而極大地推動(dòng)了半導(dǎo)體激光從而極大地推動(dòng)了半導(dǎo)體激光器的研制。器的研制。材料的分子設(shè)計(jì)目前作為針對(duì)性的或局部性的高分子設(shè)計(jì)已取得很大進(jìn)展。目前作為針對(duì)性的或局部性的高分子設(shè)計(jì)已取得很大進(jìn)展。纖維分子設(shè)計(jì)中的纖維分子設(shè)計(jì)中的仿絲綢仿絲綢纖維設(shè)計(jì)，難燃性、耐熱纖維的設(shè)纖維設(shè)計(jì)，難燃性、耐熱纖維的設(shè)計(jì)等；計(jì)等；塑料的分子設(shè)計(jì)中的塑料的分子設(shè)計(jì)中的ABS系樹(shù)脂的分子設(shè)計(jì)，透明聚氯乙烯

8、用系樹(shù)脂的分子設(shè)計(jì)，透明聚氯乙烯用的助劑的分子設(shè)計(jì)等；的助劑的分子設(shè)計(jì)等；為了保護(hù)環(huán)境、消除為了保護(hù)環(huán)境、消除“白色污染白色污染”的的自然降解高分子自然降解高分子的分子設(shè)的分子設(shè)計(jì)，具有某種生物效能的高分子的分子設(shè)計(jì)等。計(jì)，具有某種生物效能的高分子的分子設(shè)計(jì)等。研制研制自然降解型高分子自然降解型高分子的基本方法就是在原料聚合物中引進(jìn)或的基本方法就是在原料聚合物中引進(jìn)或造成感光性或感氧性結(jié)構(gòu)或可發(fā)生微生物降解結(jié)構(gòu)。造成感光性或感氧性結(jié)構(gòu)或可發(fā)生微生物降解結(jié)構(gòu)。(1) 用共聚法在高分子鏈上引入極少量羰基用共聚法在高分子鏈上引入極少量羰基乙烯與一氧化碳、苯乙烯與丙烯醛共聚可得：乙烯與一氧化碳、苯乙烯

9、與丙烯醛共聚可得：CH2 CH2 CH2 CH2 C CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 CHCHOO聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它們的共聚物等也可聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它們的共聚物等也可以用通過(guò)共聚引入羰基的方法達(dá)到類似的效果，獲得具有預(yù)期以用通過(guò)共聚引入羰基的方法達(dá)到類似的效果，獲得具有預(yù)期壽命的聚合物。壽命的聚合物。由于由于羰基羰基的存在，制品易被陽(yáng)光降解。的存在，制品易被陽(yáng)光降解?，F(xiàn)以光降解和微生物降解的分子設(shè)計(jì)為例，舉例簡(jiǎn)介于下：現(xiàn)以光降解和微生物降解的分子設(shè)計(jì)為例，舉例簡(jiǎn)介于下：可降解高聚物的分子設(shè)計(jì)天然高分子如淀粉、纖維素等可被微生物分解。但合成高分

10、天然高分子如淀粉、纖維素等可被微生物分解。但合成高分子由于硬度、疏水性等原因，酶不能滲入其內(nèi)部，無(wú)法被分子由于硬度、疏水性等原因，酶不能滲入其內(nèi)部，無(wú)法被分解。解。方法一方法一：采用：采用改性天然高分子改性天然高分子如改性淀粉與合成高分子共混，如改性淀粉與合成高分子共混，使其制品在自然條件下因天然高分子組分被生物分解而粉碎。使其制品在自然條件下因天然高分子組分被生物分解而粉碎。但是殘留的碎片是合成高分子。但是殘留的碎片是合成高分子。方法二方法二：采用：采用聚合物改性聚合物改性方法，把少量親水性基團(tuán)引入聚烯烴方法，把少量親水性基團(tuán)引入聚烯烴分子中，使微生物能夠滲入到材料內(nèi)部從而發(fā)生微生物降解。分

11、子中，使微生物能夠滲入到材料內(nèi)部從而發(fā)生微生物降解。(2)合成可為微生物分解的聚合物選讀材料 醫(yī)用功能高分子功能高分子材料指除傳統(tǒng)使用性能外，還具有某種特定功能功能高分子材料指除傳統(tǒng)使用性能外，還具有某種特定功能的高分子材料。的高分子材料。功功能能高高分分子子材材料料電磁功能高分子材料電磁功能高分子材料 如導(dǎo)電高分子材料、高分子如導(dǎo)電高分子材料、高分子磁性體、磁記錄材料等。磁性體、磁記錄材料等。光功能高分子材料光功能高分子材料 如光導(dǎo)材料、光記錄、光敏劑、如光導(dǎo)材料、光記錄、光敏劑、感光材料等。感光材料等。分子材料和化學(xué)功能材料分子材料和化學(xué)功能材料 如分離膜、離子交換樹(shù)如分離膜、離子交換樹(shù)脂

12、、高分子催化劑等。脂、高分子催化劑等。生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用高分子材料 如人造器官、醫(yī)用高分子器如人造器官、醫(yī)用高分子器械、醫(yī)用高分子藥物、仿生高分子等。械、醫(yī)用高分子藥物、仿生高分子等。作為作為醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料，應(yīng)符合以下要求：，應(yīng)符合以下要求：不因高壓煮沸、干燥滅菌、藥液等發(fā)生變質(zhì)。不因高壓煮沸、干燥滅菌、藥液等發(fā)生變質(zhì)?；瘜W(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)生理組織的適應(yīng)性良好，無(wú)毒；化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)生理組織的適應(yīng)性良好，無(wú)毒；無(wú)致癌性和生理排異性，不導(dǎo)致血液凝固與溶血，不產(chǎn)生新無(wú)致癌性和生理排異性，不導(dǎo)致血液凝固與溶血，不產(chǎn)生新陳代謝的異?，F(xiàn)象，不引起生理機(jī)能的惡化與降低；陳代謝的異?，F(xiàn)象，

13、不引起生理機(jī)能的惡化與降低；耐生物老化；耐生物老化；表表7-3 醫(yī)用高分子材料和用途醫(yī)用高分子材料和用途應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍材料名稱材料名稱人造血管人造血管人造絲、尼龍、腈綸，硅橡膠、聚四氟乙烯人造絲、尼龍、腈綸，硅橡膠、聚四氟乙烯人工心臟人工心臟聚氨酯橡膠、硅橡膠、天然橡膠、聚甲基丙烯聚氨酯橡膠、硅橡膠、天然橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚四氟乙烯、滌綸酸甲酯、尼龍、聚四氟乙烯、滌綸人工心臟人工心臟瓣膜瓣膜聚氨酯橡膠、硅橡膠、聚四氟乙烯、聚甲基丙聚氨酯橡膠、硅橡膠、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯烯酸甲酯、聚乙烯心臟起搏心臟起搏器器硅橡膠、聚氨酯橡膠硅橡膠、聚氨酯橡膠(續(xù)上表續(xù)上表)人工食道

14、人工食道聚乙烯醇、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠聚乙烯醇、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠人工氣管人工氣管聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠、聚乙烯醇聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠、聚乙烯醇人工輸尿管人工輸尿管聚四氟乙烯、硅橡膠、水凝膠聚四氟乙烯、硅橡膠、水凝膠人工頭蓋骨人工頭蓋骨聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、碳纖維聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、碳纖維人工喉人工喉硅橡膠、聚乙烯硅橡膠、聚乙烯人工膀胱人工膀胱硅橡膠硅橡膠人工血漿人工血漿右旋糖肝、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮右旋糖肝、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮人工眼球人工眼球泡沫硅橡膠泡沫硅橡膠高分子材料應(yīng)用于醫(yī)療上的很多方面：高分子材料應(yīng)用于醫(yī)療上的很多方面：塑料注射器、血液袋、避孕器具、牙科塑料注射器、血液袋、避孕器具、牙科材料、人造器官、人造關(guān)節(jié)、人造骨骼材料、人造器官、人造