第五章第二节应用广泛的高分子材料

第二节学习目标1.以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途3.进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能，加聚、缩聚反应的书写高分子化合物从来源角度天然高分子化合物合成高分子化合物塑料合成纤维合成橡胶棉花羊毛天然橡胶有机合成材料

合成材料与天然材料相比具有许多优良的性能，从我们的日常生活到现代工业、农业、国防和科学技术等领域，都离不开合成材料。有机高分子化合物合成材料合成高分子材料功能高分子材料复合材料塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料三大合成材料按用途和性能分类高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水树脂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，合成橡胶的名称通常是在单体名称后加“橡胶”合成纤维的名称习惯称“纶”塑料＝树脂＋添加剂树脂的本性决定了塑料的主要基本性

能，添加剂也起重要作用资料卡片一、塑料热塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料热固性塑料（酚醛塑料）特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化

主要成分:合成树脂及加工助剂热固性塑料链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构。为什么两种塑料的特性不同呢?热塑性塑料具有长链状的线型结构。结构决定性质热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联,只有微弱的分子间作用力

以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联

，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆过程

。

热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。热塑性塑料热固性塑料可以反复加工，多次使用一旦加工成型就不会受热熔化聚乙烯酚醛树脂1.聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件分子结构类型有无支链高分子链长短相对分子质量高压高温引发剂较低压力催化剂线型支链型√少有或没有相对较长相对较短相对较小相对较大高压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力低密度相对较低相对较小相对较小相对较高高密度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耳机线为什么总缠在一起？形状结构聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。影响高分子化合物熔点、密度的因素：(1)高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的作用力越大——熔点、密度越高(2)链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高◆聚乙烯(PE)产品保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料单体:CH2=CH2无论是直链还是支链结构具有热塑性2.酚醛树脂的制备和性质分组编号ⅠⅡ实验步骤①苯酚+甲醛+浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水产品外观加热试验酒精溶解结构特点②水浴加热15min③洗净、烘干米黄色略带粉色

软化（热塑性）不软化（热固性）溶解不溶解线性结构网状结构淡黄色◆酚醛塑料单体：苯酚、甲醛OHH—C—HOOH—CH2OHOH—CH2[]OH—CH2OHOH—CH2n水浴加热酸性条件下：—OH+

H—C—HO—OHCH2OHCH2OHHOCH2碱性条件下：OH下列高聚物经简单处理可以从线型结

构变成体型结构的是（）[CH2－CH2－CH－CH2]nCH3OH[CH2][CH2－CH＝C－CH2]nCln[CH2－CH]nClA．B．HD．BC线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为体型结构。C．例：填写下表线型高分子体型高分子结构链状结构网状结构性质溶解性溶解不溶解，只发生溶胀。受热时的变化加热软化熔解，具有可塑性。受热不熔化，具有热固性。二.合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛蚕丝麻合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得单体，经过聚合反应制得的纤维（如：六大纶）人造纤维：涤纶锦纶腈纶丙纶维纶氯纶用木材等为原料，经化学加工处理的纤维世界上出现的第一种合成纤维是20世纪30年代美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺缩聚而成的，写出合成尼龙66的化学方程式HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-H[OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH]nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺缩聚合成尼龙66的化学方程式

合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。

合成纤维思考：合成纤维和天然纤维比有什么优点和不足？合成纤维中的维纶(聚乙烯醇)为什么吸湿性很好？维纶——聚乙烯醇吸湿性好，因其分子链上有羟基涤纶——聚酯纤维，合成纤维中产量第一，聚对苯二甲酸乙二醇酯

2003年3月26日，在伊拉克的英国皇家海军陆战队战士埃里克·沃尔德曼头盔连中四枪。

沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫“凯夫拉尔”的特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为奇了。宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来

宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。橡胶产品三.橡胶

橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等性能全面，但易老化3、橡胶的分类：橡胶天然橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）丁苯橡胶顺丁橡胶合成天然橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶硅橡胶共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老化。KMnO4溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。顺丁橡胶是1,3-丁二烯为单体聚合而成的高聚物，写出该反应方程式nCH2=CH-CH=CH2催化剂C=CCH2CH2HHn12341423

硫化剂的作用是打开顺式聚1，3-丁二烯的双键，以-S-S-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。合成橡胶硫化橡胶优点:具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶CH2=CH-CH=CH2CH2=CH丁苯橡胶SBR1,3-丁二烯苯乙烯硅橡胶的合成流程如下：将单体

二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。请用化学方程式表示以上过程。科学视野:天然橡胶P111两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）讨论：合成高分子材料的应用与发展给环境带来哪些危害？为什么会造成环境污染？生活中常见到哪些处理废弃材料的方法？这些处理对环境有哪些破坏？如果你是科研人员，你会对已有的“白色污染”如何治理？并请对以后合成材料的发展方向提一点可行性意见？4、合成材料和环境保护A．废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；B．制造易降解材料。我国制订的塑料包装制品回收标志示例

回收废弃塑料是非常重要的，因为塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量，而且节约资源。但塑料的分类是回收和再利用的一大障碍，这是因为不同种类的塑料，其再利用的途径是不同的。为了解决这个困难，一些国家已经开始在塑料制品上印刷或模压所用材料种类的标志。上图就是塑料包装制品回收标志示例。

淀粉的优点在于：①它是无毒的；②制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉；③淀粉是一种很容易降解的化合物，能通过下图所示过程降解，最终的产物是无毒、无害、安全性极高的葡萄糖。淀粉塑料塑料是由高分子化合物制造的，而高分子化合物本身是由重复的基团组成的长链分子，化学家已经找到一些方法来改变高分子化合物的结构，使它们容易降解有一种方法是在高分子化合物的分子链的一定距离之间添加光敏基团，它们被曝晒在阳光下，光敏基团就吸收辐射而使高分子化合物在此断裂，断裂以后的碎片是比较容易被生物降解的。另一种方法是在高分子化合物中引入一些基团，使它适合某些微生物的口味，这些微生物能使高分子化合物的长链分子断裂为小碎片，小碎片进一步降解就比较容易了。降解材料练习下列原料或制成的产