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1、第二节 应用广泛的高分子材料现在学习的是第1页，共33页 有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。一、有机高分子的分类及命名一、有机高分子的分类及命名 有机高分子材料有机高分子材料天然天然有机高分子材料有机高分子材料合成合成有机高分子材料有机高分子材料棉花、麻棉花、麻羊毛、蚕丝羊毛、蚕丝（简称有机合成材料）（简称有机合成材料）【按来源分类按来源分类】塑料塑料合合成成纤纤维维合合成成橡橡胶胶黏黏合合剂剂涂涂料料现在学习的是第2页，共33页合成合成材料材料【按用途和性能分类按用途和性能分类】合成高分合成高分子材料子材料功能高分功能高分子材料子材料复
2、合材料复合材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶黏合剂黏合剂涂料涂料高分子分离膜高分子分离膜液晶高分子液晶高分子导电高分子导电高分子医用高分子医用高分子高吸水性树脂高吸水性树脂三大合成材料三大合成材料现在学习的是第3页，共33页二、高分子化合物的结构特点二、高分子化合物的结构特点 高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的的结构单元重复连接结构单元重复连接而成；而成；如聚乙烯中：如聚乙烯中：CH2 CH2n现在学习的是第4页，共33页【按结构分类按结构分类】高高分分子子化化合合物物线型高分子线型高分子支链型高分子支链型高分子体型高分子体型高分子网状
3、结构网状结构(体型体型)现在学习的是第5页，共33页 根据结构中链节连接方式分类，可以有根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结线型结构构和和体型结构体型结构，线性结构又可分为带支链和不线性结构又可分为带支链和不带支链的结构。带支链的结构。现在学习的是第6页，共33页合成高分子合成高分子线型线型支链型支链型热固型热固型热塑型热塑型加工成型后受热加工成型后受热不再熔化不再熔化可反复加工，多可反复加工，多次使用次使用能溶解在适当的有能溶解在适当的有机溶剂里机溶剂里不易溶解，只有一定不易溶解，只有一定程度的胀大程度的胀大网状结构网状结构体型体型现在学习的是第7页，共33页三、高分子合成材料三、高分子
4、合成材料塑料塑料 分类：分类：热塑性塑料热塑性塑料如聚乙烯如聚乙烯热固性塑料热固性塑料如酚醛树脂如酚醛树脂现在学习的是第8页，共33页树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物混合的聚合物塑料树脂添加剂塑料树脂添加剂树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用剂也起重要作用 塑料一般由塑料一般由合成树脂合成树脂及及增塑剂增塑剂、防老化剂防老化剂、润滑润滑剂剂、色料色料等添加剂组成，它的等添加剂组成，它的主要成分主要成分是是合成树脂合成树脂。塑料是指添加了特定用途的添加剂的树脂塑料是指添加了特定用
5、途的添加剂的树脂现在学习的是第9页，共33页 常见塑料：聚乙烯常见塑料：聚乙烯高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯合成条件合成条件分子结构类型分子结构类型有无支链有无支链高分子链长短高分子链长短相对分子质量相对分子质量高压高温引发剂高压高温引发剂较低压力催化剂较低压力催化剂线型线型支链型支链型少有或没有少有或没有相对较长相对较长相对较短相对较短相对较小相对较小相对较大相对较大现在学习的是第10页，共33页高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度熔融温度密度密度硬度硬度分子间作分子间作用力用力用途用途低密度低密度相对较低相对较低相对较小相对较小相对较小相对较小相对较高相对较高高密度高
6、密度相对较大相对较大相对较大相对较大高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中低密度聚乙烯低密度聚乙烯 LDPE高密度聚乙烯高密度聚乙烯 HDPE食品包装袋等薄膜制品食品包装袋等薄膜制品瓶、桶、板、管、棒材等瓶、桶、板、管、棒材等现在学习的是第11页，共33页【思考思考】高压聚乙烯为什么比低压聚乙烯的熔点低、密度低？高压聚乙烯为什么比低压聚乙烯的熔点低、密度低？为什么高分子化合物具有一定的弹性？为什么高分子化合物具有一定的弹性？影响高分子化合物熔点、密度的因素：影响高分子化合物熔点、密度的因素：高分子高分子链越长链越长相对分子质量越大相对分子质量越
7、大分子间的作用力越分子间的作用力越大大熔点、密度越高熔点、密度越高 高压聚乙烯主链比低压聚乙烯短，相对分子质量小高压聚乙烯主链比低压聚乙烯短，相对分子质量小链与链与链链之间之间越密越密链之间的作用力越大链之间的作用力越大熔点、密度越高熔点、密度越高 高压聚乙烯主链带有长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键高压聚乙烯主链带有长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力比低压聚乙烯低，熔点和的旋转和链之间的接近，链之间的作用力比低压聚乙烯低，熔点和密度也就较低。密度也就较低。（参看（参看P106P106教材）教材）高分子链之间的作用力与链的长短有关高分子链之间的作用力与链
8、的长短有关熔沸点还与高分子链之间的疏密远近有关熔沸点还与高分子链之间的疏密远近有关现在学习的是第12页，共33页聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）化学化学稳定性稳定性好，好，耐酸碱腐蚀耐酸碱腐蚀，使用，使用温度温度不不宜宜超超过过6060，在在低温低温下会下会变硬变硬分为：分为：软软质塑料和质塑料和硬硬质塑料质塑料单体单体:CH2=CHCl现在学习的是第13页，共33页聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2=CHC6H5现在学习的是第14页，共33页聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）（有机玻璃）单体：单体：CH2=CCH3COOCH3现在学习的是第15页，共33页聚四氟乙烯聚四氟乙烯单
9、体：单体：CF2CF2人们给聚四氟乙烯冠以人们给聚四氟乙烯冠以“塑料王塑料王”的美称的美称。现在学习的是第16页，共33页【科学视野科学视野】可降解高分子材料可降解高分子材料【光降解光降解】有一种方法是在高分子化合物的有一种方法是在高分子化合物的分子链分子链的的一定一定距离之间距离之间添加光敏基团添加光敏基团，它们被，它们被曝晒曝晒在阳光下，在阳光下，光敏基团光敏基团就就吸收辐射吸收辐射而使高分子化合物在此而使高分子化合物在此断裂断裂，断裂以后的碎片是比，断裂以后的碎片是比较容易被生物降解的。较容易被生物降解的。【微生物降解微生物降解】另一种方法是在高分子化合物中另一种方法是在高分子化合物中引
10、入引入一些一些基团基团，使它，使它适合适合某些某些微生物微生物的的口味口味，这些微生物能使高分子，这些微生物能使高分子化合物的化合物的长链分子长链分子断裂断裂为为小碎片小碎片，小碎片进一步降解就比，小碎片进一步降解就比较容易了。较容易了。现在学习的是第17页，共33页（1 1）组成：）组成：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸酸或或碱碱的催化下相互缩合而成的高分子化的催化下相互缩合而成的高分子化合物。合物。（2 2）形成：）形成：在在酸酸催化下，催化下，等物质的量等物质的量的苯酚与甲醛的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的反应，苯酚邻位或对位的氢原子
11、与甲醛的羰基加成生成邻羰基加成生成邻（或对位）（或对位）羟甲基苯酚羟甲基苯酚，然后然后羟甲基苯酚羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成之间相互脱水缩合成线型线型结构高分子。结构高分子。酚醛树脂酚醛树脂（电木）（电木）现在学习的是第18页，共33页 OHOHCH=+H+OHCH2OHn nH+OHCH2 OHCH2OHnHOH+（n-1）H2O【思考与交流思考与交流】为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？羟甲基苯酚羟甲基苯酚现在学习的是第19页，共33页酚醛树脂局部结构酚醛树脂局部结构
12、现在学习的是第20页，共33页 在在碱碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状网状结构的结构的酚醛树脂。酚醛树脂。OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羟甲基苯酚三羟甲基苯酚2，4-二羟甲基苯酚二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OH现在学习的是第21页，共33页酚醛树脂酚醛树脂反应物：酚类醛类反应物：酚类醛类苯酚甲醛苯酚甲醛酚醛树脂酚醛树脂（电木）（电木）酸催化线型酸
13、催化线型碱催化网状结构碱催化网状结构（体型）（体型）具热塑性，能溶于一些有具热塑性，能溶于一些有机溶剂中机溶剂中具热固性，不溶于任何溶具热固性，不溶于任何溶剂剂现在学习的是第22页，共33页四、合成纤维四、合成纤维1 1、纤维分类、纤维分类纤纤 维维棉花棉花蚕丝蚕丝、麻、麻 羊毛羊毛合成纤维合成纤维用石油、天然气、煤和农副用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料，经过产品等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成和加工制得的纤维化学合成和加工制得的纤维天然纤维天然纤维用木材等为原料经加工处理的用木材等为原料经加工处理的。人造纤维人造纤维化化学学纤纤维维人造丝、人造棉人造丝、人造棉【
14、区别区别】纤维与纤纤维与纤维素一样吗维素一样吗?现在学习的是第23页，共33页纤维纤维天然天然合成合成涤纶涤纶丙纶丙纶锦纶锦纶棉花棉花羊毛羊毛（简称有机合成材料（简称有机合成材料）维纶维纶腈纶腈纶氯纶氯纶合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。现在学习的是第24页，共33页HOCH2CH2OH nH+（2n-1）H2OHO OC-COOCH2CHO对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式HOOC-COOHHOOC-COOH+HOCH2CH2
15、OH合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维涤纶涤纶【化学名化学名】聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 n nn n催化剂催化剂现在学习的是第25页，共33页五、合成橡胶五、合成橡胶 1、橡胶分类、橡胶分类橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）杜仲树胶（反）丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶合成天然橡胶合成天然橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶硅橡胶硅橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶合成橡胶于合成橡胶于2020世纪开始出现，世纪开始出现，4040年代得到迅速年代得到迅速发展。发展。现在学习的是第26页，共33页丁苯橡胶丁
16、苯橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶通用橡胶通用橡胶现在学习的是第27页，共33页硅橡胶硅橡胶特种橡胶特种橡胶现在学习的是第28页，共33页 橡胶是一类具有弹性的物质，当施以外力时橡胶是一类具有弹性的物质，当施以外力时形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形状。状。共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键2 2、性质：、性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀性、耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀性、耐老化等方面有着其独特的优势。耐老化等方面有着其独特的优势。橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高，橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤
17、维都要高，一般在一般在10105 510106 6范围内。范围内。现在学习的是第29页，共33页 顺丁橡胶：顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界第二位用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界第二位 1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺式聚到顺式聚1，3-丁二烯的线型结构。丁二烯的线型结构。nCH2=CH-CH=CH2催化剂催化剂C=CCH2CH2HH n1 2 3 41 42 3分子链较柔软，具有较好的弹性分子链较柔软，具有较好的弹性现在学习的是第30页
18、，共33页1 4催化剂催化剂nCH2=CH-CH=CH2C=CCH2CH2HH n1 2 3 42 3 硫化剂的作用是打开顺式聚硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。但交联程度不有强度的橡胶。但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。宜过大，否则会失去弹性。现在学习的是第31页，共33页【科学视野科学视野】天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜
19、仲胶（反式）天然天然橡胶的主要成分是橡胶的主要成分是聚异戊二烯聚异戊二烯，根据天然橡胶的结，根据天然橡胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？构特点，说说它的性质可能有哪些不足？如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？A A、BrBr2 2水水 B B、KMnOKMnO4 4(H(H+)C C、HCl DHCl D、汽油、汽油 E E、HNOHNO3 3 F F、O O2 2橡胶的橡胶的老化老化概念概念有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？现在学习的是第32页，共33页天然橡胶天然橡胶CH2=C-CH=CH2CH3异戊二烯异戊二烯天然橡胶天然橡胶线型线型硫磺硫硫磺硫化剂化剂网状体型网状体型橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大现在学习的是第33页，共33页