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应用广泛的高分子材料 教学重点通过“三大合成材料”的个例，分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。教学难点高分子结构对性能的影响。知识点讲解1、高分子化合物的结构与性能的关系高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构（也称体型结构）。（1）线型结构线型结构的高分子链之间容易接近，分子之间的作用力较大，熔点较高，密度也较大。低压聚乙烯就具有线型结构，与高压聚乙烯相比，低压聚乙烯的相对分子质量较高，密度较高，熔融温度也较高。因此低压聚乙烯又称为高密度聚乙烯。（2）支链型结构支链结构的高分子化合物分子的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，链之间的作用力比较小，因此熔点和密度也较低。高压聚乙烯属于支链型结构，由于相对分子质量较低，主链上带有支链，熔融温度较低，密度较小，也称为低密度聚乙烯。线型结构和支链性结构的高分子化合物都具有热塑性，即可以反复受热熔化、冷却固化；另外，它们还可以缓慢地溶解在适当的溶剂里。（3）网状结构网状结构也称为体型结构。体型高分子化合物中，高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构。具有网状结构的高分子化合物具有热固性，加工成型后不能受热熔化，而且难溶于溶剂中，但有一定程度的胀大。在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或苯酚与过量的甲醛反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。如果用酸作催化剂，等物质的量的甲醛与苯酚发生缩合反应，则生成线型的酚醛树脂，反应过程如下： 2、纤维（1）纤维的分类 天然纤维棉花、羊毛、蚕丝、麻等纤维 人造纤维用木材等原料经化学加工处理得到的纤维 合成纤维用石油、天然气、煤和农副产品为原料，化学纤维 加工制得单体，经聚合反应制成的纤维。 如“六大纶”。（2）合成纤维的特征 合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水、质轻保暖等优点，但透气性和吸湿性不如天然纤维。（3）“六大纶”“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶，是合成纤维的典型代表。其中涤纶（聚酯纤维）是目前产量占第一位的合成纤维，它是用对苯二甲酸和乙二醇在催化剂作用下通过缩聚反应生成的： 六大纶的化学式以及合成六大纶的单体如下：合成纤维名称单体高聚物涤纶和锦纶腈纶维纶和丙纶氯纶（4）高分子化合物的非晶区和晶区 纤维为无支链或无较大支链的线型分子，高分子链互相缠绕在一起形成无序的非晶区，使纤维柔软有弹性；在纤维加工过程中，通过拉伸工艺使链段在拉伸方向上取向，局部链段有序排列，增大分子链间的吸引力，形成晶区，保证服装结实耐穿、不变形。3、合成橡胶（1）橡胶的分类根据来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶包括由橡胶树产出的橡胶（通常就称为天然橡胶）和由杜仲树产出的橡胶（称为杜仲胶或骨塔波胶）。顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶等都是合成橡胶。根据用途将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。通用橡胶有顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶等。特种橡胶有耐油性的聚硫橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等。（2）合成橡胶原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。合成橡胶的相对分子质量比塑料和合成纤维都要高。如顺式聚1，3-丁二烯的合成：性能：合成橡胶各自在耐磨性、耐油性、耐旱性、耐热性、耐燃性、耐腐蚀性、耐老化方面有独特的优势。如顺丁橡胶就具有弹性高、耐磨、耐寒性好的特点。（3）几种常见合成橡胶和它们的单体 合成橡胶名称单体高聚物顺丁橡胶丁苯橡胶（SBR）氯丁橡胶（CBR）（4）合成橡胶的硫化剂线型结构的橡胶具有较好的弹性。硫化剂（如硫磺）的作用是打开橡胶中的双键，以SS键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。功能高分子材料教学重点举出日常生活中接触到的新型有机高分子材料，认识到功能高分子材料对人类社会生活生产的重要性。教学难点扩大学生的知识面，激发学生对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心。知识点讲解1、如何设计功能高分子材料设计具有某种功能的新型高分子材料是，要先研究分子结构与功能之间的关系，设计出具有特殊功能的高分子结构以及合成它的路线和方法。一般要考虑下列的问题：（1）高分子应具有什么样的主链？（2）它应该带有哪些功能基？（3）是由带功能基的单体合成高分子，还是先合成高分子主链，然后再在主链上引入功能基？还要在实践中不断修正设计方案，经过不断实验才能合成出目标功能高分子化合物。例如，干旱地区和人们生活中需要高吸水性材料，希望合成的高吸水性材料能吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，而且保水能力强，能耐一定的挤压作用。可以采用的方法有：（1）对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力；（2）以带有强亲水性原子团的化合物等为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。如以丙烯酸钠（CH2=CHCOONa）作为单体，加入少量交联剂，再在引发剂作用下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠（）高吸水性树脂。这两种方法的共同点是：要在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。2、已知的功能高分子的品种和分类（如下图所示）典型例题讲解例1 写出用下列单体合成的聚合物的化学式：（1）（2）和解析：缩聚反应与加聚反应不同，在生成高分子化合物的同时，还有小分子生成，聚合物的链节的化学组成与单体的化学组成不同。缩聚反应的单体往往具有双官能团（如OH、COOH、NH2、X等）。根据单体写聚合物的化学式时，要将单体所具有的官能团写在链端，判断单体间反应的类型，写出聚合物的链节，在聚合物链的两端要保留原来单体的官能团。（1）单体上具有的官能团是羟基和羧基，将单体的官能团写在链端：单体间发生的是酯化反应，酯化反应的特点是“酸去羟基醇去氢”，由此得出聚合物的链节是： ，聚合物的化学式是：。（2）具有2个羧基，具有2个羟基，这两个单体之间发生酯化反应，生成的聚合物的化学式是：。例2已知涤纶树脂的结构简式为，它是_和_ (填单体的结构简式)通过_反应而制得的，写出其反应的化学方程式：_。解析：高聚物化学式中，括号内是“链节”，该高聚物两端的官能团是羟基和羧基，可以看出形成高聚物时发生的反应是酯化反应，高聚物链节中的特征结构是，该高聚物是通过缩聚反应制得的。将高聚物链节中的进行“切割”，原来属于醇的部分补上氢，属于羧酸的部分补上羟基，就可以得出单体的结构简式。即： 单体为： 。答案： 缩聚 课件信息课件编号：132439 加入收藏夹 相关课程高分子材料周练习 第18周：高分子材料 合成高分子化合物的基本方法周练习 第17周：合成高分子化合物的基本方法 3.4塑料、