《高分子材料》PPT课件.ppt

1,化学与社会 Chemistry and Society,化学化工系,2,第九讲 高分子材料,3,化合物,金属材料,半导体和超导材料,硅酸盐材料,复合材料,纳米材料,高分子材料,4,基本概念,高分子化合物： 物质的分子量达到某一值后，其物理性质和化学性质不会再因为分子量的变化而发生变化，通常而言，其分子量比一般的普通化合物分子量大得多。,特点： 分子量大，有重复结构单元，没有固定的熔点和沸点，二是有较宽的熔程，常温下多为固态或粘稠状态存在,按性质特点，可分为纤维、塑料、粘胶剂和橡胶等,5,6,塑料 Plastics,纤维 Fibers,橡胶 Elastomers,7,主要内容,8,纤维素： 1839年法国科学家Payen A. 在研究从植物中提取某种化合物过程中的分离出的一种物质。,特点： 纤维素约占植物界碳含量的50%以上。其中棉花含量接近100%，一般木材中占4050%，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等都有丰富的纤维素。,9,纤维,天然纤维,动物纤维：毛发，蚕丝，蜘蛛丝 由蛋白构成,植物纤维：棉、麻 由CHO等构成的多糖,人造纤维,纤维素与浓硝酸或浓硫酸反应生成硝酸或硫酸纤维酯,合成纤维,纤维素与浓硝酸或浓硫酸反应生成硝酸或硫酸纤维酯,10,几种代表性的纤维素的来源与组成,11,天然纤维素的构成(C6H10O5)n,天然纤维素能溶于Schwitzer试剂或浓硫酸，不易溶于酸，但是稀酸或纤维素酶可使纤维素生成D-葡萄糖、纤维二糖和寡糖。不溶于水、酒精，但能溶于铜氨溶液等。（酸、碱、盐水溶液渗入纤维结晶区）,12,纤维素的实验室制法,用水、有机溶剂处理植物原料、再用氯、亚氯酸盐、过氧化氢、过氧乙酸等除去木素，得纤维素和半纤维素，再除去半纤维素，制得纤维素。,纤维素的用途,制药业和棉纺业主要原料，如： 人造丝：棉花纤维素碱溶、再经二氧化硫处理制得 醋酸纤维酯(胶卷、人造丝、塑料原料)：纤维素与乙 酸结合 硝酸纤维酯(炸药原料)：纤维素经浓硝酸处理 农业上用于制作牲畜饲料,13,单糖和多糖 单糖:是最简单的，不能再被水分解的碳水化合物。 二糖:水解时生成两分子单糖的化合物叫二糖。 低聚糖:水解时生成2-10分子单糖的化合物叫低聚糖。 多糖：水解时生成单糖分子在10以上化合物叫多糖。,葡萄糖C6(H2O)6的线型构像,14,葡萄糖的环状结构,葡萄糖,葡萄糖,15,葡萄糖的立体结构,16,二糖 常见的二糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖 麦芽糖（饴糖的主要组分）用无机酸水解时生成两分子葡萄糖。两糖靠键连接。 乳糖水解时生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖，牛奶变酸是由于其中的所含的乳糖变成了乳酸。 纤维二糖用无机酸水解时生成两分子葡萄糖两糖靠键连接。,17,纤维结构片段,多糖,18,人为何不能靠吃草过活？ 1草和粮食成分不同：草的主成分是纤维素，粮食的主成分是淀粉，前者为-葡萄糖，后者为-葡萄糖，二者在结构上虽然差别甚微，只是第一个碳原子上的羟基排列不同，但性质和功能截然不同。 2人的消化液中所含的酶只能使淀粉水解成人体能吸收的葡萄糖，却不能使纤维素水解。 3牛羊的消化系统里寄生了某些微生物，可以分泌使纤维素水解的酶，这种酶可使纤维素迅速水解成葡萄糖。 4目前正研究从木霉菌中提取纤维素酶，以将纤维素转化为葡萄糖，这样就可将纤维素制成饲料和食品。 5农业和林业的下脚料中木质纤维素甚多，它们包含木质素、纤维素和半纤维素。木质素不能被生物催化降解， 而且还干扰纤维素的发酵，因此解决木质素的广泛利用问题，将有助于纤维素的转化研究。,19,高分子的合成,均聚：单一单体的加成聚合,共聚物：两种或以上不同的单体进行聚合,交替共聚,无规共聚,嵌段共聚,接枝共聚,20,高分子的立体结构,全同立构,间同立构,无规立构,21,线形高分子,枝链高分子,交叉连接高分子,22,23,（1）酚醛树脂,（2）聚烯烃：聚乙烯、PVC、聚苯乙烯,（3）有机玻璃：单体甲基丙烯酸甲酯是以丙酮、 甲醇、氰化钠、硫酸为原料合成的。,（4）ABS塑料：用苯乙烯-丙烯氰共聚物与丁 二烯-丙烯氰共聚物共混制得。也可用苯乙烯、 丙烯氰、丁二烯共聚制得。,（5）含氟塑料：聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯和 聚全氟丙烯。不粘锅的表面镀层就是聚四氟乙烯。,（6）工程塑料,24,乙烯(H2C=CH2)-分子量28,四氟乙烯（(F2C=CF2)）,聚乙烯-分子量从2,000（72个乙烯分子）到40,000（1429个乙烯分子）,25,聚乙烯大棚,26,氯乙烯(H2C=CHCl）,PVC室内装饰,27,料,线,管,28,丙烯(H2C=CH-CH3）,聚丙稀地毯,聚丙稀生产厂,29,苯乙烯(H2C=CH-C6H5）,聚苯乙烯灯罩,30,有机玻璃-甲基丙稀酸甲脂,31,32,橡胶是指具有显著高弹性的一类高分子化合物。它可以分为天然橡胶和合成橡胶。未经硫化的橡胶分子是线型或少数短支链的高分子。硫化后的大分子之间通过硫桥进行交联，成为网状或体型结构，有时被称为橡皮。,33,天然橡胶的采集和加工,34,合成橡胶,丁氰橡胶：丁二烯与丙烯氰的共聚物,35,合成橡胶,丁苯橡胶 它是合成橡胶的最大品种，是丁二烯与苯乙烯聚合成。 氯丁橡胶（万能橡胶） 丁氰橡胶 丁二烯与丙烯氰的共聚物。 丁基橡胶,36,37,