第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料

有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。一、有機(jī)高分子的分類及命名

有機(jī)高分子材料天然

有機(jī)高分子材料合成

有機(jī)高分子材料棉花、麻羊毛、蠶絲（簡稱有機(jī)合成材料）【按來源分類】塑料合成纖維合成橡膠黏合劑涂料當(dāng)前第1頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)合成材料【按用途和性能分類】合成高分子材料功能高分子材料復(fù)合材料塑料合成纖維合成橡膠黏合劑涂料高分子分離膜液晶高分子導(dǎo)電高分子醫(yī)用高分子高吸水性樹脂三大合成材料當(dāng)前第2頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)二、高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如聚乙烯中：當(dāng)前第3頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)【按結(jié)構(gòu)分類】高分子化合物線型高分子支鏈型高分子體型高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(體型)當(dāng)前第4頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)根據(jù)結(jié)構(gòu)中鏈節(jié)連接方式分類，可以有線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)，線性結(jié)構(gòu)又可分為帶支鏈和不帶支鏈的結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第5頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)合成高分子線型支鏈型－熱固型熱塑型加工成型后受熱不再熔化可反復(fù)加工，多次使用能溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑里不易溶解，只有一定程度的脹大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體型當(dāng)前第6頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)三、高分子合成材料——塑料分類：熱塑性塑料——如聚乙烯熱固性塑料——如酚醛樹脂當(dāng)前第7頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)樹脂是指未經(jīng)加工處理的、沒有與各種添加劑混合的聚合物塑料＝樹脂＋添加劑樹脂的本性決定了塑料的主要基本性能，添加劑也起重要作用

塑料一般由合成樹脂及增塑劑、防老化劑、潤滑劑、色料等添加劑組成，它的主要成分是合成樹脂。塑料是指添加了特定用途的添加劑的樹脂當(dāng)前第8頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)

常見塑料：聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件分子結(jié)構(gòu)類型有無支鏈高分子鏈長短相對分子質(zhì)量高壓高溫引發(fā)劑較低壓力催化劑線型支鏈型√少有或沒有相對較長相對較短相對較小相對較大當(dāng)前第9頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)高壓聚乙烯低壓聚乙烯熔融溫度密度硬度分子間作用力用途低密度相對較低相對較小相對較小相對較高高密度相對較大相對較大高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中低密度聚乙烯LDPE高密度聚乙烯HDPE食品包裝袋等薄膜制品瓶、桶、板、管、棒材等當(dāng)前第10頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)【思考】高壓聚乙烯為什么比低壓聚乙烯的熔點(diǎn)低、密度低？為什么高分子化合物具有一定的彈性？影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的因素：高分子鏈越長——相對分子質(zhì)量越大——分子間的作用力越大——熔點(diǎn)、密度越高高壓聚乙烯主鏈比低壓聚乙烯短，相對分子質(zhì)量小鏈與鏈之間越密——鏈之間的作用力越大——熔點(diǎn)、密度越高

高壓聚乙烯主鏈帶有長短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力比低壓聚乙烯低，熔點(diǎn)和密度也就較低。（參看P106教材）高分子鏈之間的作用力與鏈的長短有關(guān)熔沸點(diǎn)還與高分子鏈之間的疏密遠(yuǎn)近有關(guān)當(dāng)前第11頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)◆聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60℃，在低溫下會變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料單體:CH2=CHCl當(dāng)前第12頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)◆聚苯乙烯單體：CH2=CHC6H5當(dāng)前第13頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2=CCH3COOCH3當(dāng)前第14頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)◆聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2人們給聚四氟乙烯冠以“塑料王”的美稱。當(dāng)前第15頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)【科學(xué)視野】可降解高分子材料【光降解】有一種方法是在高分子化合物的分子鏈的一定距離之間添加光敏基團(tuán)，它們被曝曬在陽光下，光敏基團(tuán)就吸收輻射而使高分子化合物在此斷裂，斷裂以后的碎片是比較容易被生物降解的?！疚⑸锝到狻苛硪环N方法是在高分子化合物中引入一些基團(tuán)，使它適合某些微生物的口味，這些微生物能使高分子化合物的長鏈分子斷裂為小碎片，小碎片進(jìn)一步降解就比較容易了。當(dāng)前第16頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)（1）組成：用酚類（如苯酚）與醛類（如甲醛）在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。（2）形成：在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ坏臍湓优c甲醛的羰基加成生成鄰（或?qū)ξ唬┝u甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子。酚醛樹脂（電木）當(dāng)前第17頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)

─OHOH—C—H=+H+─OH─CH2OHnH+OH—CH2[]OH—CH2OHnHOH+（n-1）H2O【思考與交流】為什么用堿性催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？你能畫出酚醛樹脂的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)嗎？羥甲基苯酚當(dāng)前第18頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)當(dāng)前第19頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)在堿催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后加熱繼續(xù)反應(yīng)，就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。—OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羥甲基苯酚2，4-二羥甲基苯酚OHCH2OHCH2OH當(dāng)前第20頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)酚醛樹脂反應(yīng)物：酚類＋醛類苯酚＋甲醛酚醛樹脂（電木）酸催化－線型堿催化－網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（體型）具熱塑性，能溶于一些有機(jī)溶劑中具熱固性，不溶于任何溶劑當(dāng)前第21頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)四、合成纖維1、纖維分類纖維棉花蠶絲、麻羊毛合成纖維——用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品等不含天然纖維的物質(zhì)為原料，經(jīng)過化學(xué)合成和加工制得的纖維天然纖維——用木材等為原料經(jīng)加工處理的。人造纖維化學(xué)纖維人造絲、人造棉【區(qū)別】纖維與纖維素一樣嗎?當(dāng)前第22頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)纖維天然合成滌綸丙綸錦綸棉花羊毛（簡稱有機(jī)合成材料）維綸腈綸氯綸合成纖維包括聚酯（滌綸）、聚酰胺（尼龍）、聚烯烴（腈綸、維綸、丙綸、氯綸）。當(dāng)前第23頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)HOCH2CH2OH[]nH+（2n-1）H2OHO

OC--COOCH2CHO對苯二甲酸和乙二醇縮聚合成滌綸的化學(xué)方程式HOOC--COOHHOOC--COOH+HOCH2CH2OH合成纖維中目前產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維——滌綸【化學(xué)名】聚對苯二甲酸乙二醇酯nn催化劑當(dāng)前第24頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)五、合成橡膠1、橡膠分類橡膠天然橡膠合成橡膠三葉樹膠（順）杜仲樹膠（反）丁苯橡膠順丁橡膠合成天然橡膠氯丁橡膠乙丙橡膠硅橡膠丁腈橡膠合成橡膠于20世紀(jì)開始出現(xiàn)，40年代得到迅速發(fā)展。當(dāng)前第25頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)丁苯橡膠氯丁橡膠通用橡膠當(dāng)前第26頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)硅橡膠特種橡膠當(dāng)前第27頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)，當(dāng)施以外力時(shí)形狀將發(fā)生改變，去除外力又恢復(fù)原來的形狀。共同點(diǎn)：各種高聚物分子中均存在不飽和鍵2、性質(zhì)：耐磨、耐寒、耐油、耐熱、耐燃、耐腐蝕性、耐老化等方面有著其獨(dú)特的優(yōu)勢。橡膠的相對分子質(zhì)量比塑料、合成纖維都要高，一般在105—106范圍內(nèi)。當(dāng)前第28頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)順丁橡膠：彈性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地帶使用，主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶等。產(chǎn)量居世界第二位1，3-丁二烯為原料，在催化劑存在下，得到順式聚1，3-丁二烯的線型結(jié)構(gòu)。nCH2=CH-CH=CH2催化劑C=CCH2CH2HHn12341423分子鏈較柔軟，具有較好的彈性當(dāng)前第29頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)14催化劑nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2CH2HHn123423硫化劑的作用是打開順式聚1，3-丁二烯的雙鍵，以-S-S-鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性又有強(qiáng)度的橡膠。但交聯(lián)程度不宜過大，否則會失去彈性。當(dāng)前第30頁\共有32頁\編于星期三\8點(diǎn)【科學(xué)視野】天然橡膠有幾種？它們的結(jié)構(gòu)有何不同？兩種：巴西三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯，根據(jù)天然橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說說它的性質(zhì)可能有哪些不足？如：橡膠遇到下列物質(zhì)各發(fā)生什么反應(yīng)？

A、Br2水B、K