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1、应用广泛的高分子化合物第1页，共40页，编辑于2022年，星期六（一）分类（一）分类根据来源根据来源天然高分子化合物：纤维素、淀粉、甲壳质、天然高分子化合物：纤维素、淀粉、甲壳质、蛋白质蛋白质合成高分子合成高分子化合物化合物合成高分子材料合成高分子材料功能高分子材料：高分子分离膜，功能高分子材料：高分子分离膜，液晶高分子，导电高分子，医用高液晶高分子，导电高分子，医用高分子，高吸水性树脂分子，高吸水性树脂复合材料复合材料线型结构线型结构支链型结构支链型结构网状结构（体网状结构（体型）型）第2页，共40页，编辑于2022年，星期六线型高分子线型高分子网状（体型）高分网状（体型）高分子子结构结构分
2、子中的原子以共价键分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很相互连接，构成一条很长的卷曲状态的链长的卷曲状态的链分子链与分子链之间还分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，有许多共价键交联起来，形成三维空间网状结构形成三维空间网状结构溶解溶解性性能在适当溶剂中溶胀，能在适当溶剂中溶胀，能缓慢溶解于适当溶剂能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一很难溶解，但往往有一定程度的胀大定程度的胀大性能性能具有热塑性，高弹性，具有热塑性，高弹性，受热软化，能流动。绝受热软化，能流动。绝大多数在其熔化时不分大多数在其熔化时不分解，可反复熔化。具有解，可反复熔化。具有弹性和塑性。弹性和塑性。具有热固性，受热可
3、软具有热固性，受热可软化但不能熔化，强热则化但不能熔化，强热则分解，不可反复熔化。分解，不可反复熔化。有脆性，没有或稍有弹有脆性，没有或稍有弹性和塑性。性和塑性。特性特性强度大，可拉丝，吹薄强度大，可拉丝，吹薄膜，绝缘性好膜，绝缘性好强度大，绝缘性好，有强度大，绝缘性好，有可塑性可塑性第3页，共40页，编辑于2022年，星期六（二）命名（二）命名1 1、天然高分子化合物习惯上用专用名称、天然高分子化合物习惯上用专用名称2 2、合成高分子化合物一般在单体名称前加、合成高分子化合物一般在单体名称前加“聚聚”。如：聚乙烯，聚丙烯如：聚乙烯，聚丙烯 有两种单体形成的高聚物有两种单体形成的高聚物 两种单
4、体前加两种单体前加“聚聚”。如：聚己二酰己二胺。如：聚己二酰己二胺 两种单体名称后加上两种单体名称后加上“树脂树脂”。如：酚醛树脂。如：酚醛树脂3 3、合成橡胶的名称前通常在单体名称后加上、合成橡胶的名称前通常在单体名称后加上“橡胶橡胶”。如：顺丁橡胶。如：顺丁橡胶4 4、合成纤维的名称常用、合成纤维的名称常用“纶纶”。如：涤纶。如：涤纶树脂是未加工处理的聚合物树脂是未加工处理的聚合物第4页，共40页，编辑于2022年，星期六（三）三大合成材料塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、合成纤维、合成橡胶第5页，共40页，编辑于2022年，星期六一、塑料一、塑料1 1、成分、成分合成高分子化合物即合成树脂合
5、成高分子化合物即合成树脂 增塑剂增塑剂柔韧性柔韧性 加工助剂加工助剂 热稳定剂热稳定剂耐热性耐热性 着色剂着色剂赋予漂亮的颜色赋予漂亮的颜色增塑剂：是用来提高聚合物的可塑性和塑料制品的柔韧性增塑剂：是用来提高聚合物的可塑性和塑料制品的柔韧性有毒，不可用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜等作食品包装材料有毒，不可用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜等作食品包装材料第6页，共40页，编辑于2022年，星期六2 2、分类、分类类型类型2热固性塑料热塑性塑料结构网状结构线性结构，链状结构特征以热固性树脂为基本成分，不能加热熔融只能一次成型以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复加热熔融加工，变化类型非可逆变化，是分子构造发
6、生变化(化学变化)所致。可逆变化(液态固态)，是所谓的物理变化。举例酚醛树脂，脲醛树脂聚乙烯，聚氯乙烯，聚苯丙乙烯第7页，共40页，编辑于2022年，星期六3 3、典例、典例（1 1）聚乙烯）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分子结构类型类型有无支链有无支链高分子链高分子链长短长短相对分子相对分子质量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第8页，共40页，编辑于2022年，星期六高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯熔融温熔融温度度
7、密度密度硬度硬度分子间分子间作用力作用力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高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中溶解于适当的有机溶剂中第9页，共40页，编辑于2022年，星期六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：1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大分子间的作用力越大分子间的作用力越大熔点、密熔点、密度越高度越高2链与链与链链之间之间越密越密链之间的作用力链之间的作用力越大越大熔点、密度越高熔点、密度越高低压聚乙烯比高压聚乙烯链更
8、长，而低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多且支链少得多低压、高密度、高熔点管材、桶低压、高密度、高熔点管材、桶高压、低密度、低沸点塑料薄膜高压、低密度、低沸点塑料薄膜第10页，共40页，编辑于2022年，星期六高分子化合物具有一定的弹性高分子化合物具有一定的弹性原因：碳碳单键可以围绕键旋转而不影响键的强度原因：碳碳单键可以围绕键旋转而不影响键的强度 聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连相连 在常温下聚乙烯分子链呈不规则的卷曲状态，在常温下聚乙烯分子链呈不规则的卷曲状态，当有外力作用时，卷曲的高分子当有外力作用时，卷曲的高分子可以被拉直或部分拉直，
9、除去外力后，高分子又恢复可以被拉直或部分拉直，除去外力后，高分子又恢复卷曲状态。卷曲状态。第11页，共40页，编辑于2022年，星期六第12页，共40页，编辑于2022年，星期六从其反应机理可以看出从其反应机理可以看出,在碱性条件下在碱性条件下,生成的活性很强的生成的活性很强的酚氧离子很快与甲醛反应生成羟甲酚酚氧离子很快与甲醛反应生成羟甲酚,继而生成多羟甲酚继而生成多羟甲酚.在在酸性条件下酸性条件下,生成的羟甲酚则因很快变成苯甲碳正离子而生成的羟甲酚则因很快变成苯甲碳正离子而迅速缩聚成树脂迅速缩聚成树脂.显然显然碱性条件下由于多羟甲酚的生成碱性条件下由于多羟甲酚的生成,导导致最后缩聚产生为体型
10、结构致最后缩聚产生为体型结构,而酸性条件下则因生成的而酸性条件下则因生成的单羟甲基酚很快发生了缩合而主要得到线型产物单羟甲基酚很快发生了缩合而主要得到线型产物.第13页，共40页，编辑于2022年，星期六酚醛树脂的制取和性质酚醛树脂的制取和性质分组编号分组编号实验步骤实验步骤苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓盐浓盐酸酸苯酚苯酚+甲醛甲醛+浓氨浓氨水水产品外观产品外观加热试验加热试验酒精溶解酒精溶解结构特点结构特点实验实验5-15-1水浴加热水浴加热15min洗净、烘干洗净、烘干粉红色粉红色(或黄色或黄色)固体固体软化（热塑性）软化（热塑性）不软化（热固性）不软化（热固性）溶解溶解不溶解不溶解线性结构线性结
11、构网状结构网状结构第14页，共40页，编辑于2022年，星期六在在大试管中加入大试管中加入2.52.5克苯酚和克苯酚和2.52.5毫升毫升40%40%甲醛溶液，再加入甲醛溶液，再加入1 1毫毫升浓盐酸（作为催化剂），此时看不到明显现象。把试管口升浓盐酸（作为催化剂），此时看不到明显现象。把试管口塞上插有长玻璃管塞上插有长玻璃管(30(30厘米厘米)的单孔塞，再把试管放进沸水浴的单孔塞，再把试管放进沸水浴中加热中加热(沸水浴应为沸水浴应为100100恒温加热装置恒温加热装置)，如图。混合液开始，如图。混合液开始沸腾时，表示反应正在进行沸腾时，表示反应正在进行(反应放热反应放热)，沸腾熄止时，表示
12、反应，沸腾熄止时，表示反应已完成。继续加热约已完成。继续加热约1010分钟，以利酚醛树脂和水溶液充分分分钟，以利酚醛树脂和水溶液充分分层层,上层为水，下层为酚醛树脂，冷却后显粉红色（原因：苯酚上层为水，下层为酚醛树脂，冷却后显粉红色（原因：苯酚被氧化生成醌类物质）。反应装置中的长玻璃管对挥发的反应被氧化生成醌类物质）。反应装置中的长玻璃管对挥发的反应物起冷凝回流作用。在这个实验中，所用苯酚过量，并用酸作物起冷凝回流作用。在这个实验中，所用苯酚过量，并用酸作催化剂，产物是线型高分子树脂；如甲醛溶液过量时催化剂，产物是线型高分子树脂；如甲醛溶液过量时(如如2.52.5克克苯酚配苯酚配3434毫升毫
13、升40%40%甲醛溶液甲醛溶液)且用氨水作催化剂时，产物则是且用氨水作催化剂时，产物则是体型高分子树脂体型高分子树脂(参看缩聚反应参看缩聚反应)。实验后的反应容器，需用。实验后的反应容器，需用酒精浸泡一些时间后，才易用水洗净。制得的酚醛树脂有酒精浸泡一些时间后，才易用水洗净。制得的酚醛树脂有体型和线型。体型和线型。第15页，共40页，编辑于2022年，星期六第16页，共40页，编辑于2022年，星期六1）苯的硝化反应 50602）银镜反应 热水浴 3）苯的磺化 7080 4）乙酸乙酯的水解 7080 5）蔗糖和纤维素的水解 热水浴第17页，共40页，编辑于2022年，星期六六大纶六大纶性能性能
14、用途用途聚对苯二甲酸乙二聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶醇酯（涤纶/PET/PET）弹性好、弹性好、强度高、强度高、吸水性差。吸水性差。制作针织品、混纺织物、工制作针织品、混纺织物、工业用布、轮胎帘子线、渔网、业用布、轮胎帘子线、渔网、缆绳。缆绳。聚酰胺纤维（锦纶聚酰胺纤维（锦纶/尼龙）尼龙）：强度与：强度与耐磨性能耐磨性能好。好。做纺织材料、电绝缘材料、做纺织材料、电绝缘材料、渔网、绳索、轮胎帘子线、渔网、绳索、轮胎帘子线、降落伞、宇航服等。也可做降落伞、宇航服等。也可做成薄膜，制作电影胶片、录成薄膜，制作电影胶片、录音录像带、磁卡等。音录像带、磁卡等。聚丙烯腈纤维（腈聚丙烯腈纤维（腈纶纶/PAN
15、/PAN）质轻、弹质轻、弹性好，人性好，人称称“人造人造羊毛羊毛”。可与棉花混纺，做维棉混纺可与棉花混纺，做维棉混纺织物，做滤布、帆布、传送织物，做滤布、帆布、传送带等带等第18页，共40页，编辑于2022年，星期六六大纶六大纶性能性能用途用途聚乙烯醇缩甲醛纤聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶维（维纶/PVFM/PVFM）吸湿性优良，分子吸湿性优良，分子中含有羟基，中含有羟基，有有“合成棉花合成棉花“之称。之称。可与棉花混纺，做可与棉花混纺，做维棉混纺织物，做维棉混纺织物，做滤布、帆布、传送滤布、帆布、传送带等带等聚氯乙烯纤维（氯聚氯乙烯纤维（氯纶纶/PVC/PVC）难燃、耐酸、碱，难燃、耐酸、碱，吸湿
16、性差。吸湿性差。可编织窗纱、筛网、可编织窗纱、筛网、网袋与绳子，制毛网袋与绳子，制毛线、毛毯、棉絮、线、毛毯、棉絮、滤布等。滤布等。聚丙烯纤维（丙纶聚丙烯纤维（丙纶/PP/PP）耐磨、强度高，耐耐磨、强度高，耐酸碱，耐老化性能酸碱，耐老化性能差。差。制作地毯、编织袋、制作地毯、编织袋、绳索、滤布、包装绳索、滤布、包装材料等。材料等。第19页，共40页，编辑于2022年，星期六三、合成橡胶三、合成橡胶1 1、分类、分类橡橡胶胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶第20页，共40页，编辑于2022年，星期六2 2、天然橡胶、天然橡胶天然橡胶天然橡胶从巴西橡胶树上采集的天
17、然胶乳从巴西橡胶树上采集的天然胶乳天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中，其成分中91%94%是橡胶烃（聚异戊是橡胶烃（聚异戊二烯），二烯），第21页，共40页，编辑于2022年，星期六用途：日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松用途：日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管；交通运输上使用的各种轮胎；工业输血管；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；上使用的传送带、运输带、耐酸和
18、耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。第22页，共40页，编辑于2022年，星期六杜仲胶杜仲胶存在于杜仲树的叶、皮、根中。存在于杜仲树的叶、皮、根中。杜仲胶和古塔波橡胶的化学成分都是反杜仲胶和古塔波橡胶的化学成分都是反1 1，4 4聚异戊二烯聚
19、异戊二烯杜仲橡胶绝缘性好，耐水、耐酸碱腐蚀。长杜仲橡胶绝缘性好，耐水、耐酸碱腐蚀。长期以来，用于水下电线或海底电缆，或直接期以来，用于水下电线或海底电缆，或直接制造电工绝缘器材、耐酸或耐碱衬里等；还制造电工绝缘器材、耐酸或耐碱衬里等；还可以用于制作轮胎；还以机体使用无排他性可以用于制作轮胎；还以机体使用无排他性的优势被国外广泛采用应用于牙科等医学领的优势被国外广泛采用应用于牙科等医学领域。域。第23页，共40页，编辑于2022年，星期六2 2、合成橡胶、合成橡胶定义：合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下，经聚合而定义：合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下，经聚合而成的品种多样的高分子化合物，单体有
20、丁二烯、苯乙烯、成的品种多样的高分子化合物，单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种。丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种。性能：因单体不同而异，少数品种的性能与天然橡胶相似。性能：因单体不同而异，少数品种的性能与天然橡胶相似。某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的耐温、耐磨、耐老化、某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的耐温、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。耐腐蚀或耐油等性能。在使用条件下呈高弹性，在使用条件下呈高弹性，第24页，共40页，编辑于2022年，星期六3 3、顺丁橡胶、顺丁橡胶顺丁橡胶是顺式顺丁橡胶是顺式-1,4-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为分子式为(
21、C4H6)n(C4H6)n。顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在橡胶，其顺式结构含量在95%95%以上。以上。具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点。曲挠性和动态性能好等特点。主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强度低，冷流性大，加工性能稍差，必须和其度低，冷流性大，加工性能稍差，必须和其他胶种并用。他胶种并用。第25页，共40页，编辑于2022年，星期六第26页，共40页，编辑于2022年，星期六硫化剂能使橡胶分子链
22、起交联反应，硫化剂能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加的物质。塑性降低，弹性强度增加的物质。第27页，共40页，编辑于2022年，星期六第28页，共40页，编辑于2022年，星期六第29页，共40页，编辑于2022年，星期六第30页，共40页，编辑于2022年，星期六第31页，共40页，编辑于2022年，星期六第32页，共40页，编辑于2022年，星期六第33页，共40页，编辑于2022年，星期六第34页，共40页，编辑于2022年，星期六第35页，共40页，编辑于2022年，星期六第36页，共40页，编辑于2022年，星期六第37页，共40页，编辑于2022年，星期六第38页，共40页，编辑于2022年，星期六第39页，共40页，编辑于2022年，星期六第40页，共40页，编辑于2022年，星期六