纤维素的化学加工选修

纤维素的化学加工选修第一页，共三十页，编辑于2023年，星期三问题1：什么叫做纤维素？结构特点？富含纤维素的物质有哪些？纤维素：多糖类物质(C6H10O5)n：1、含有几千个单糖单元，分子量达到几十万至百万。2、每个单糖单元中含有3个羟基。纤维素分子间一个纤维素分子链上（－OH）中的H原子与另一个纤维素分子链上（－OH）的O原子互相吸引形成氢键。第二页，共三十页，编辑于2023年，星期三纤维素是构成细胞壁的基础物质，存在于所有植物中，棉花是自然界中较纯粹的纤维素，含量达97%~99%，亚麻含量达80%，木材中的纤维素约占木材总质量的1/2。第三页，共三十页，编辑于2023年，星期三问题2：你知道纤维素对人体健康有哪些功效吗？纤维素在通过消化道时却可以吸收水分而使自己膨胀起来。膨胀的纤维素一方面通过它胀大的体积来刺激和加强胃、肠蠕动，使消化、吸收和排泄功能加强。另一方面还可以把食物中不能消化的某些成分、消化道的分泌物、肠内细菌和机体代谢中产生的富有物质都拖裹起来排出体外。这样，纤维素在肠道中好似一个“拖把”，不断清除着肠道里的“垃圾”及毒素，发挥着“清道工”的作用第四页，共三十页，编辑于2023年，星期三问题3：纤维素有哪些化学性质？（1）请写出纤维素水解的方程式？并比较与淀粉水解的难易程度？试说明原因？因纤维素的聚合程度比淀粉大，且纤维素胶束中氢键的数目很多。因此纤维素的水解比淀粉困难，一般需要在浓酸是或用稀酸在加压下才能进行，且耗时较长。（2）请写出纤维素与硝酸、醋酸的酯化反应？第五页，共三十页，编辑于2023年，星期三硝酸纤维：工业上把硝酸和纤维素酯化比较完全、含氮量高的硝酸纤维叫做火棉（制造无烟火药），把含氮量低的硝酸纤维成为胶棉（制造赛璐珞和油漆）。醋酸纤维：用于制造电影胶片的片基，也可作纺织工业原料。粘胶纤维：把植物秸秆、棉绒等富含纤维素的物质经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后，得到的一种纤维状物质。粘胶纤维中的长纤维俗称人造丝，短纤维俗称人造棉，都可供纺织使用。第六页，共三十页，编辑于2023年，星期三在植物中，纤维素和一种叫木质素的非纤维素结合在一起。在造纸过程中，先用机械和化学的方法进行处理，把纤维素原料中的非纤维素成分溶解除去（如在一定压力和亚硫酸钠作用下，木质素被溶解），使纤维素分离出来，得到比较纯的纤维素，制成纸浆。纸浆经过漂白、打浆、烘干等处理工序，就制成了纸。第七页，共三十页，编辑于2023年，星期三木质素的应用：在木质素中加入适量的固化剂后喷洒在沙丘表面，能有效固定表面沙粒，保持土壤水分，提高沙漠植树植树造林的成活率。而且木质素能被生物降解，不会造成污染和土壤板结。这一成果近年来在我国西部地区已得到应用。第八页，共三十页，编辑于2023年，星期三简介：棉纤维的加工过程从棉田里摘下来的棉花，经晒干或烘干后称为籽棉。籽棉经过轧花厂的初步加工（轧花），去除其中的棉籽和部分机械杂质后称为皮棉。皮棉经纺织厂、织布厂加工后，进入染整工序。第九页，共三十页，编辑于2023年，星期三有机高分子合成第十页，共三十页，编辑于2023年，星期三高分子化合物的合成途径加聚反应：由不饱和单体相互加成聚合成高分子化合物的反应。缩聚反应：由单体聚合成高分子化合物的同时，还有小分子(如H2O、HX、NH3）生成的反应。（一般是含碳碳双键或三键的有机物）（一般是醇酸或多元羧酸和多元醇）加聚反应缩聚反应区别①一般链节主链上都是碳原子②链节组成与单体相同①链节主链上除碳原子外还有O或N等杂原子。②链接组成与单体不同第十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三nCH2=CH2

［CH2--CH2］n△,P（聚乙烯）注：CH2=CH2表示单体；n表示聚合度

（为平均值）-CH2-CH2-表示链节；[CH2-CH2]n表示高分子或聚合物。

有机高分子表示的含义第十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三HOOC--COOH与HO-CH2--CH2-OH例：写出下列物质的聚合过程：1、CH2=CH-CH-CH3COOCH32、CH3-CH-COOHOH3、苯酚和甲醛合成酚醛树脂HCHO第十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三问题：1.浓盐酸作用？2.长导管作用？3.为什么不用温度计？4.实验结束试管如何处理？第十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三1、下列关于乙烯和聚乙烯的叙述正确的是（）A.二者都能使溴水褪色，性质相似；B.二者互为同系物；C.二者最简式相同；D.二者分子组成相同。√

2、丁睛橡胶[CH2－CH=CH-CH2－CH2－CH]n具有优良的CN耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是()①CH2=CH-CH=CH2②CH3-C=C-CH3③CH2=CH-CN④CH3-CH=CH-CN⑤CH3-CH=CH2⑥CH3-CH=CH-CH3A.③⑥B.②③C.①③D.④⑤C第十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三3、科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯与水的混合物，使其与沙粒结合，形成既能阻止地下的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是（）①聚丙烯酸酯的单体的结构式为CH2＝CHCOOR；②聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点；③聚丙烯酸酯能与H2发生加成反应；④合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应A．③④B．①②C．①②③D．①②③④B第十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三一、有机高分子的结构：线型？体型？二、有机高分子的基本性质？结构线型结构体型结构1、长链状、多条高分子链交缠、接触的地方以分子间作用力结合2、分子链上可以带支链，也可以不带支链高分子链之间通过化学键相互交联，形成网状1、溶解性线型结构适当的溶剂中能溶解，但速度慢；如有机玻璃体型结构一般不易溶解，但能胀大；如橡胶线型结构体型结构2、具有热塑性：加热后熔解，可塑造成各种形状，如聚乙烯；具有热固性：加热不熔解，如酚醛塑料等；3、强度4、电绝缘性科学研究发现，经过特殊改造之后，塑料能像金属一样具有导电性，例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前，已制成一批导电性与银、铜相当的聚合物，被称为有机金属或合成金属。与金属相比，塑料的特点是容易加工，重量轻。导电性塑料可以使信息社会的梦想成真。目前，导电性塑料已在许多工业领域内应用，其研究工作进入了实用化阶段。在未来的能源工业中，导电塑料将成为重要的一员。

导电塑料的另一特点是具有消除静电的功能。计算机和电子设备机房都要求抗静电防护，新型飞机上的电子器件要求防电磁干扰，树脂基复合材料机身、机翼要求防雷击，这些要求都可以用导电塑料薄膜屏蔽加以解决。

第十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三合成高分子材料---塑料聚乙烯(PE)产品：无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料。第十八页，共三十页，编辑于2023年，星期三聚氯乙烯（PVC）：化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬。分为：软质塑料和硬质塑料第十九页，共三十页，编辑于2023年，星期三聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)尿醛塑料(电玉)第二十页，共三十页，编辑于2023年，星期三1．有些塑料制品可以用热黏结法修补，有些可以用某种溶剂黏结，另一些则无法修补，你知道其中的原因吗?热塑性塑料制品可以用加热的方法黏补，也可回收后重新软化加工。有些热塑性塑料可溶解于某些有机溶剂，如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可溶解于氯仿，聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有机溶剂。第二十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三2．日常生活中使用的塑料薄膜包装袋，有的可以用于食品包装，有的不可以，为什么?制造塑料制品时，加入的某些添加剂对人体有害，使用时必须注意。例如，聚氯乙烯薄膜中含有的增塑剂对健康有不良影响，不能用来包装食品。聚乙烯塑料中不含对人体有害的添加剂，可制成食品保鲜袋或保鲜膜。第二十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三------ABS工程树脂，由丙烯腈（CH2=CHCN，符号A）、1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2，符号B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH2，符号S）按一定配比共聚而得。（1）A、B和S三种单体中，碳氢比（C：H）值最小的单体是

。

（2）经元素分析可知该ABS样品的组成为CaHbNc(a、b、c为正整数)，则原料中A和B的物质的量之比是

（用a、b、c表示）。1，3-丁二烯2c:(b-a)考虑：随着科技的发展出现了一些具有特殊性能的合成材料，如工程塑料第二十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三ABS塑料既保留了聚苯乙烯坚硬、透明、良好的加工性能和绝缘性等优点，又兼具聚丙烯腈高强度、耐热等特性，且具有聚丁二烯较好的弹性和耐冲击性，从而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高温的缺点，是一种融合了三者优越性能的合成材料。用ABS塑料制成的装修材料及其他各种用品美观轻巧，可与金属媲美。电视机、洗衣机等家用电器的壳体，通讯器材、汽车、飞机零部件及各种仪表的外壳等都是用ABS塑料制成的。图3-32用ABS塑料制成洗衣机的外壳第二十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三可溶解的医用塑料洗衣袋

某些医院采用可溶解的塑料袋装放病人用过的衣被。清洗时可以直接放进洗衣机，洗衣袋能很快溶解在水里，避免了衣被中的病菌对洗涤人员的感染。你知道这些可溶解的塑料袋是用什么制成的吗?可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成。聚乙烯醇是用聚乙酸乙烯酯通过水解反应制得的。在不同的生产条件下制得的聚乙烯醇水溶性有差异，可以在不同场合使用。例如，手术时使用的缝合线，可以根据需要选择溶解时间长短不同的聚乙烯醇制品。手术套服包装薄膜制品第二十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三合成高分子材料---橡胶橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶天然橡胶是利用天然胶乳作为原料制造的。天然胶乳可从近500种不同植物中获得，但主要还是从热带植物----橡胶树中取得，其基本的化学组成是异戊二烯。考虑1：写出天然橡胶（聚异戊二烯）的形成过程？在胶乳中加入少量醋酸，或用植物燃烧的烟熏烤，胶乳就会凝固成具有弹性的黄色固体----生橡胶。第二十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三考虑2：根据天然橡胶的结构说说它的性质可能有哪些不足?缺陷1：天然橡胶(生胶)是线型高分子，物理与机械性能比较差，在温度较高或受力较大时，易发生形变，且形变后难复原。缺陷2：一般橡胶制品只达到轻度交联，高分子链上含有双键。受氧气、臭氧、日光等作用时，容易老化，弹性下降，变硬开裂或变软发黏。改进措施：增加橡胶分子之间交联的方法，使线型分子转变成为体型分子。硫化橡胶既有弹性又不易变形，就是因为在长的线型分子间形成了二硫键。改进措施：1、添加防老剂，如抗氧化剂、热稳定剂、防霉剂等。2、用物理保护法，如涂漆、镀金属等。第二十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三功能高分子材料：也称为精细高分子或特种高分子，一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性等功能的高分子材料或复合材料。1、高吸水性树脂：其是一种新型的功能高分子材料，它具有优异的吸水、保水性能，可吸收比自重几百倍、上千倍，最高可达5300倍的水，即使挤压也很难脱水，被冠于“超级吸附剂”之称。高吸水性树脂是通过化学作用吸水，树脂一旦吸水成为膨胀的凝胶体，即使在外力作用下也很难脱水，因此可用作农业、园林、苗木移植的保水剂。第二十八页，共三十页，编辑于2023年，星期三2、导电性材料：在高分子中加入各种导电物质，如银粉、铜粉、石墨粉等就可制成导电材料、导电橡胶、导电涂料等。这种材料通电时因产生热量而使体积膨胀，有可能使加入的导电微粒相