化學(xué)：5-2《應(yīng)用廣泛的高分子材料》課件（莒南）（人教版選修5）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料 高分子化合物 從來源角度 天然高分子化合物 如淀粉 纖維素 蛋白質(zhì)等 合成高分子化合物 合成材料 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 粘合劑 涂料 一 塑料 熱塑性塑料 聚乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯等 塑料 熱固性塑料 酚醛塑料 特性 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 可反復(fù)加工 多次使用 特性 在制造過程中受熱時(shí)能變軟塑成一定的形狀 但加工成型后就不會(huì)受熱熔化 熱固性塑料再次受熱時(shí) 鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵 產(chǎn)生一些交聯(lián) 形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 硬化定型 為什么兩種塑料的特性不同呢 熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的線型結(jié)構(gòu) 受熱時(shí) 分子間作用力減弱 易滑動(dòng) 冷卻時(shí) 相互引力增強(qiáng) 會(huì)重新硬化 熱塑性塑料 高分子鏈間無(wú)永久性的化學(xué)交聯(lián) 只有微弱的分子間作用力以及由于鏈間糾纏所造成的暫時(shí)性物理交聯(lián) 此交聯(lián)會(huì)隨加工過程而有糾纏及去纏的現(xiàn)象 因此熱塑性塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于流動(dòng)的現(xiàn)象 隨溫度下降則有固化變硬的情形 為可逆過程 常見的熱固性塑料包括環(huán)氧樹脂 酚系樹脂 聚酯樹脂 熱固性塑料 塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應(yīng) 透過交聯(lián)劑 或稱做架橋劑 的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián) 形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 交聯(lián)反應(yīng)本身是不可逆的化學(xué)反應(yīng) 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 若溫度過高則發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形的現(xiàn)象 耳機(jī)線為什么總纏在一起 形狀 結(jié)構(gòu) 聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連 單鍵可旋轉(zhuǎn) 使它不可能成一條直線 只能成不規(guī)則的卷曲狀態(tài) 聚乙烯 PE 產(chǎn)品 保鮮膜 吹塑成型的聚乙烯薄膜 無(wú)毒 化學(xué)穩(wěn)定性好 適合做食品和藥物的包裝材料 單體 CH2 CH2 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(huì)變硬分為 軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料 單體 CH2 CHCl 聚四氟乙烯塑料 單體 CF2 CF2 聚苯乙烯 單體 聚甲基丙烯酸甲酯 有機(jī)玻璃 單體 透光性好 不易破裂 但耐磨性能差 能溶于多種有機(jī)溶劑 可用來制造飛機(jī) 汽車玻璃 光學(xué)儀器和許多日常生活用品 酚醛塑料 單體 苯酚 甲醛 具有良好的電絕緣性 耐熱抗水 但易被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕 可制電工器材 儀表外殼等 酚醛樹脂的制備和性質(zhì) 水浴加熱15min 洗凈 烘干 米黃色略帶粉色 軟化 熱塑性 不軟化 熱固性 溶解 不溶解 線性結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 淡黃色 水浴加熱 思考與交流 P 1081 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 2 尿素是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物 隨尿排出體外 尿素氮原子上的氫可以像苯環(huán)上的氫原子那樣與甲醛發(fā)生加成反應(yīng) 并可縮聚成線型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂 你能寫出它們的結(jié)構(gòu)嗎 閱讀與交流 P 109 1 什么是天然纖維 人造纖維 合成纖維和化學(xué)纖維 2 合成纖維有哪些優(yōu)點(diǎn) 哪些缺點(diǎn) 如何加以改善 纖維 天然纖維 化學(xué)纖維 人造纖維 合成纖維 動(dòng)物纖維如羊毛 蠶絲等 用木材為原料 經(jīng)化學(xué)加工處理所得 以各種單體為原料經(jīng)聚合反應(yīng)制成 植物纖維如棉花 麻等 二 合成纖維 合成纖維 用石油 天然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原料 經(jīng)過化學(xué)合成加工制得的纖維如腈綸 人造羊毛 錦綸 尼龍 維綸 氯綸 滌綸 的確良 和丙綸等 六大綸 合成纖維具有優(yōu)良的性能 如強(qiáng)度高 彈性好 耐磨 耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等 滌綸 尼龍 紡綸纖維織成的防彈衣腈綸 腈綸 2003年3月26日 在伊拉克的英國(guó)皇家海軍陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?zhàn)士埃里克 沃爾德曼頭盔連中四槍 沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭(zhēng)打造的 其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別 里料則采用的是一種名叫 凱夫拉爾 的特制纖維 該纖維含有高分子聚合塑料 硬度比普通鋼鐵高40 質(zhì)地如此堅(jiān)硬 能夠刀槍不入也就不足為奇了 高強(qiáng)纖維的代表 Kevlar 芳綸 全芳香族聚酰胺 抗拉強(qiáng)度3 4GPa模量 59 190 GPa斷裂伸長(zhǎng)5 宇航員費(fèi)俊龍 聶海勝凱旋歸來 宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài) 供給宇航員生命所需的氧氣 控制溫度和濕度 防止輻射 還要經(jīng)得起微流星的沖擊 宇航服中已經(jīng)應(yīng)用了一百三十多種新型材料 其中多數(shù)是有機(jī)合成材料 密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成 密閉服由耐高溫的防火聚酰胺纖維織物等特殊材料組成 宇航服面罩是由碳材料制成的金剛石膜 橡膠產(chǎn)品 三 橡膠 橡膠是制造飛機(jī) 汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料 是重要的戰(zhàn)略物資 1 天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯 2 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 特種橡膠 如耐熱和耐酸堿的氟橡膠 耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠等 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 氣密性 耐高溫或低溫等性能 3 橡膠的分類 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 共同點(diǎn) 各種高聚物分子中均存在不飽和鍵 性質(zhì) 耐磨 耐寒 耐油 耐熱 耐燃 耐腐蝕 耐老化等各有其優(yōu)勢(shì) 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 天然橡膠含有雙鍵 易起加成反應(yīng)和易被氧化 所以易老化 KMnO4溶液 濃HNO3 液溴 汽油 苯 四氯化碳等 閱讀與交流 P 110 111 1 什么是順丁橡膠 橡膠的硫化對(duì)橡膠的性能有怎樣的影響 2 天然橡膠有幾種 它們的結(jié)構(gòu)有何不同 nCH2 CH CH CH2 催化劑 C C CH2 CH2 H Hn 1234 14 23 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 兩種 三葉橡膠 順式 杜仲膠 反式 硫化橡膠 優(yōu)點(diǎn) 具有較高的強(qiáng)度 韌性 良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等 丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體 合成丁苯橡膠 CH2 CH CH CH2 丁苯橡膠SBR 1 3 丁二烯 苯乙烯 四 復(fù)合材料 學(xué)與問 每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn) 金屬材料強(qiáng)度大 但易受腐蝕 陶瓷材料耐高溫 但脆性大 合成材料密度小 但不耐高溫等 但航天材料需要強(qiáng)度大 耐高溫 密度小的材料 海洋工程需要耐高壓 耐腐蝕的材料 怎樣才能獲得這些特殊材料呢 復(fù)合材料 兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料 你能舉出一些復(fù)合材料的例子嗎 玻璃鋼 玻璃鋼即玻璃纖維增強(qiáng)塑料 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 再將玻璃纖維加到合成樹脂中 就制得玻璃鋼 性能 強(qiáng)度達(dá)到某些合金鋼的水平 耐化學(xué)腐蝕性 電絕緣性和易加工性能 具有較好的韌性 玻璃纖維增強(qiáng)塑料 是玻璃纖維和合成樹脂組成的合成材料 玻璃鋼 安全玻璃 玻璃鋼中基體是 增強(qiáng)劑是 合成樹脂 玻璃纖維 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料噴管 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全