第五章合成高分子第二节高分子材料ppt2021-2022学年高二下学期2019人教版高中化学选择性必修三（68张ppt）
文档属性
| 名称 | 第五章合成高分子第二节高分子材料ppt2021-2022学年高二下学期2019人教版高中化学选择性必修三（68张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 17.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-06-24 15:22:56 | ||
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文档简介
(共68张PPT)
合成有机高分子化合物：
天然有机高分子化合物：
高分子化合物根据其来源：
新课导入
高
分
子
化
合
物
新课导入
材料
金属材料
复合材料
无机非金属材料
有机高分子材料
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
从物理化学属性来分：
按来源分类
天然（棉花、蚕丝、麻）
合成
按结构分类
线型结构
网状结构
按用途和性能分类
第 二 节 高 分 子 材 料
合成材料
按用途和性能分类：
通用高分子材料
功能高分子材料
复合材料
塑 料
合成纤维
合成橡胶
黏合剂
涂 料
高分子分离膜
液晶高分子
导电高分子
医用高分子
高吸水性树脂
三大合成材料
聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。
⒈塑料：
合成树脂
增塑剂、防老化剂、润滑剂、着色剂、热稳定剂等。
加工助剂
一、通用高分子材料
为了适应工农业生产和人们生活的各种要求，一般还要在高分子材料中加入各种加工助剂。
塑料 ＝ 树脂 + 添加剂
组成
图5-2 多彩的塑料制品
例如：
聚氯乙烯是一种无色、硬质、耐热性差的材料。为了改善其性能，提高其使用价值，在聚氯乙烯中加入增塑剂—提高柔韧性；热稳定剂—改进耐热性；赋予各种漂亮的颜色—着色剂等
工艺 结构 性质 用途
控制 决定
决定
同样适用于高分子
热塑性塑料
热固性塑料
塑料
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—环氧树脂、酚醛塑料、聚酯树脂等制成的塑料
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，可反复加加工，多次使用—聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等制成的塑料
分类（按受热特征）
塑料
可以反复加热熔融加工
聚乙烯、聚氯乙烯等
不能加热熔融，只能一次成型
酚醛树脂、脲醛树脂等
热固性塑料
热塑性塑料
热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动，可反复加工多次使用；冷却时，相互引力增强，会重新硬化；因此能反复加热软化和冷却硬化。
热固性塑料第一次加热时软化流动，再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型，加工成型后不能加热熔融。
⑴聚乙烯——热塑性塑料
我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？为
什么高分子化合物具有一定的弹性？
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，使它不可能呈一条直线，只能成不规则的卷曲状态。
当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。
为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低呢？
高分子化合物软化温度、密度的影响因素：
(1)链的长短：高分子链越长，相对分子质量越大——高分子链之间的作用力越大——软化温度、密度越高
(2)链的疏密：链与链之间越密越近——链之间的作用力越大——软化温度、密度越高
低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低；
高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近,相互作用力较大，软化温度和密度都较高
低密度聚乙烯(LDPE)
低密度、低软化温度、较软－生产食品包装袋等薄膜制品，不用加入增塑剂就显得十分柔软。
高密度、高软化温度、较硬－生产瓶、桶、板、管与棒材等。
高密度聚乙烯(HDPE)
通过改进聚合反应的催化剂，得到的超高相对分子质量聚乙烯(相对分子质量大于106)，具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
超高相对分子质量聚乙烯
聚氯乙烯（PVC）制品
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
硬质塑料
质硬而脆，透明度高，电绝缘性好，耐热与耐磨性差。被用来制作泡沫塑料制品，各种一次性塑料餐具，透明CD盒等等。
◆ 聚苯乙烯
◆ 聚苯乙烯
◆ 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
无色，无味，无毒，透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。
单体：
CF2＝CF2
聚四氟乙烯
“塑料王”
酚醛树脂的制备.mp4
生成白色固体
福尔马林溶液或乙醇清洗
现象：
结论：
⑵酚醛树脂（俗称电木）——热固性塑料
苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂
生成乳白色固体
用酚类（如苯酚或甲苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。
①组成：
②形成：
在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，
苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成邻或对羟甲基苯酚，
然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。
反应机理
OH
-CH2-OH
H
OH
-CH2-OH
H
在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，
继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。
具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。
用作绝缘、隔热、阻燃、隔音器材和复合材料。
③用途：
可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
交
与
考
思
流
尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。
线型结构的脲醛树脂
网状结构的脲醛树脂
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，才有可能转变为网状结构。
含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩聚物呈现为线型结构。
线型结构的高聚物上如果还有能起反应的官能团,
当它与别的物质发生反应时,高分子链之间将形成化学键产生交联,从而形成网状结构。
纤维
⑴分类
天然纤维
化学纤维
棉花蚕丝麻 羊毛
再生纤维
合成纤维
—用石油、天然气、煤、农副产品等不含天然纤维的物质为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应制成的纤维
⒉合成纤维
—以木材、秸秆（天然高分子化合物）等农副产品为原料，经过一系列的化学处理和机械加工制得的纤维
合成纤维工业创立于20世纪30年代，由于其性能优异，用途广泛，原料来源丰富，生产不受气候等自然条件的限制，使其得到了非常迅速的发展。
合成纤维包括“六大纶”［聚酯（涤纶）、聚酰胺（锦纶又称尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）］、碳纤维等
名称 结构简式 单体
涤纶(的确良)
锦纶
腈纶(人造毛)
维纶(人造棉)
丙纶
氯纶
CH2=CHOH
CH2=CH—CH3
CH2=CH—Cl
合成纤维
性能
应用
具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点
满足人们的穿着需求
工农业生产与高科技领域
工业用隔音、隔热、绝缘材料
渔业用的渔网、缆绳
医疗用的缝合线、止血棉
航空航天用的降落伞、航天服等
举例
“六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶
⑵合成纤维的性能和应用
如果服装面料是由一种纤维材料制成的，则用“纯X”或“100％X”来表示。如“纯棉”“纯毛”或“100％棉”“100％毛”；如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的，标签上应注明每种纤维种类的含量，如“涤纶20％棉80％”等。
服装标签
对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式
聚酯纤维——涤纶
涤纶纤维的特点
涤纶纤维的应用
美国化学家卡罗瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸与脂肪族二元醇的缩聚反应时，得到的聚酯性能不理想，转而研究己二胺与已二酸的缩聚反应，成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)。
聚酰胺纤维——锦纶
己二胺与已二酸缩聚合成锦纶66的化学方程式
锦纶纤维的应用
此后又合成了由6-氨基己酸合成的锦纶6、由癸二酸和癸二胺合成的锦纶1010等脂肪族聚酰胺纤维(锦纶)，以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺纤维(芳纶)。
合成纤维具有......耐磨等优点，做成的服装挺括不皱，但它的吸湿性和透气性较差。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。
交
与
考
思
流
合成纤维和天然纤维比较有什么优点和不足？
性能互补
涤纶(的确良)
灼烧情况 酸溶液的影响 碱溶液的影响
纯棉 烧后呈粉状，无异味 轻微 轻微
羊毛 烧焦羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒 受腐蚀 部分溶解
尼龙布 接近火焰时迅速卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎 几乎不变 几乎不变
橡胶的来源
森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
天然橡胶的化学组成是顺式聚异戊二烯：
性能全面，但易老化
天然橡胶
合成橡胶
三叶胶（顺）
杜仲胶（反）
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
合成橡胶于20世纪初开始出现，40年代得到迅速发展，是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。
⑴橡胶分类
⒊合成橡胶
通用橡胶
特种橡胶
丁腈橡胶
乙丙橡胶
聚硫橡胶：有耐油性
硅橡胶：有耐热、耐寒性
橡胶
合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐磨、耐寒、耐油和耐高温、耐燃、耐腐蚀性、耐老化等方面有着其独特的优势，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
⑵性质及用途:
硅橡胶
缺点：
顺丁橡胶
改进措施：
将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—）等把顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，
呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。
将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，
得到既有弹性又有强度的硫化橡胶，这一加工过程称为橡胶的硫化。
顺丁橡胶中存在碳碳双键，易发生加成反应和氧化反应，所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶，不能用橡胶塞。
优点: 橡胶硫化后，具有较高的强度、韧性、很好的弹性，耐磨、耐寒性，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。
但硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。
为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
新课导入
二、功能高分子材料
定义和分类：
人们探索这些功能高分子材料时，需要考虑高分子的结构与性能之间的关系，设计出拥有某种功能的高分子的结构。
人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发，了解到它们的吸水性与纤维素分子链带有许多亲水的羟基有关。但是它们的吸水能力只有其自身质量的20~40倍，挤压后保有的水量也比较少。
⒈高吸水性树脂
第 * 页
干旱地带和人们的生活中需要的是吸水性更
好，耐挤压、保水性好的高吸水性材料，
那么如何合成高吸水性材料呢？
医用吸水胶布
第 * 页
①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性
淀粉高吸水性树脂制备机理：
淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚，生成以淀粉为主链的接枝共聚物，
⑴合成方法
在淀粉、纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，以提高它们的吸水能力。
再与交联剂反应，生成具有网状结构的淀粉----聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
②用带有强亲水基团的烯类为单体，均聚或共聚得到含亲水基团的高聚物。
可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。
CH2＝CHCOOH→CH2＝CHCOONa→
⑵应用
①干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠；
植物养护泥
②食品保鲜、人造皮肤
③各式吸潮剂
医用吸水胶布
④尿不湿
⒉高吸水性树脂加交联剂的目的是将线型结构连接成网状结构，使其既具有吸水性而又不溶于水，又耐挤压。
⒈橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为增加橡胶的强度；
⒉高分子分离膜
⑴原理
⑵特点
让某些物质有选择地通过，而把另外一些物分离掉。
根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
⑶分类
有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙谗等。
⑷材料
①海水淡化和饮用水的制取
②果汁浓缩
③乳制品加工
④药物提纯、血液透析等领域
⑸应用
美国生物医药专家，从家猪体内提取的细胞制成了一条完整的血管，之后 ，将每条新制的血管放在称作生物反应器的培养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一样有规律地跳动。在这种环境中培养几个星期后，得到一条血管，人工合成的血管可以像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。
科学视野
人造血管的发现
医用高分子材料
人造骨骼和关节
人造心脏
人工肾脏
人造皮肤
人造血管和心脏补片
人工心脏瓣膜
隐形眼镜
聚甲基丙烯酸羟乙酯
人造皮肤
一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将“人造皮肤”敷贴在伤口上，很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。
人工膀胱
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
结构 线型结构示意图 支链型结构示意图
网状结构示意图
分子中的原子以共价键相互连接,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来,形成三维空间网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解,但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性,无固定熔点 具有热固性,受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好,具有热塑性 强度大、绝缘性好,具有热固性
常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
线型结构、支链结构和网状结构等高分子材料的比较
合成有机高分子化合物：
天然有机高分子化合物：
高分子化合物根据其来源：
新课导入
高
分
子
化
合
物
新课导入
材料
金属材料
复合材料
无机非金属材料
有机高分子材料
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
从物理化学属性来分：
按来源分类
天然（棉花、蚕丝、麻）
合成
按结构分类
线型结构
网状结构
按用途和性能分类
第 二 节 高 分 子 材 料
合成材料
按用途和性能分类：
通用高分子材料
功能高分子材料
复合材料
塑 料
合成纤维
合成橡胶
黏合剂
涂 料
高分子分离膜
液晶高分子
导电高分子
医用高分子
高吸水性树脂
三大合成材料
聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。
⒈塑料：
合成树脂
增塑剂、防老化剂、润滑剂、着色剂、热稳定剂等。
加工助剂
一、通用高分子材料
为了适应工农业生产和人们生活的各种要求，一般还要在高分子材料中加入各种加工助剂。
塑料 ＝ 树脂 + 添加剂
组成
图5-2 多彩的塑料制品
例如：
聚氯乙烯是一种无色、硬质、耐热性差的材料。为了改善其性能，提高其使用价值，在聚氯乙烯中加入增塑剂—提高柔韧性；热稳定剂—改进耐热性；赋予各种漂亮的颜色—着色剂等
工艺 结构 性质 用途
控制 决定
决定
同样适用于高分子
热塑性塑料
热固性塑料
塑料
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—环氧树脂、酚醛塑料、聚酯树脂等制成的塑料
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，可反复加加工，多次使用—聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等制成的塑料
分类（按受热特征）
塑料
可以反复加热熔融加工
聚乙烯、聚氯乙烯等
不能加热熔融，只能一次成型
酚醛树脂、脲醛树脂等
热固性塑料
热塑性塑料
热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动，可反复加工多次使用；冷却时，相互引力增强，会重新硬化；因此能反复加热软化和冷却硬化。
热固性塑料第一次加热时软化流动，再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型，加工成型后不能加热熔融。
⑴聚乙烯——热塑性塑料
我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？为
什么高分子化合物具有一定的弹性？
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，使它不可能呈一条直线，只能成不规则的卷曲状态。
当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。
为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低呢？
高分子化合物软化温度、密度的影响因素：
(1)链的长短：高分子链越长，相对分子质量越大——高分子链之间的作用力越大——软化温度、密度越高
(2)链的疏密：链与链之间越密越近——链之间的作用力越大——软化温度、密度越高
低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低；
高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近,相互作用力较大，软化温度和密度都较高
低密度聚乙烯(LDPE)
低密度、低软化温度、较软－生产食品包装袋等薄膜制品，不用加入增塑剂就显得十分柔软。
高密度、高软化温度、较硬－生产瓶、桶、板、管与棒材等。
高密度聚乙烯(HDPE)
通过改进聚合反应的催化剂，得到的超高相对分子质量聚乙烯(相对分子质量大于106)，具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
超高相对分子质量聚乙烯
聚氯乙烯（PVC）制品
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
硬质塑料
质硬而脆，透明度高，电绝缘性好，耐热与耐磨性差。被用来制作泡沫塑料制品，各种一次性塑料餐具，透明CD盒等等。
◆ 聚苯乙烯
◆ 聚苯乙烯
◆ 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
无色，无味，无毒，透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。
单体：
CF2＝CF2
聚四氟乙烯
“塑料王”
酚醛树脂的制备.mp4
生成白色固体
福尔马林溶液或乙醇清洗
现象：
结论：
⑵酚醛树脂（俗称电木）——热固性塑料
苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂
生成乳白色固体
用酚类（如苯酚或甲苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。
①组成：
②形成：
在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，
苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成邻或对羟甲基苯酚，
然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。
反应机理
OH
-CH2-OH
H
OH
-CH2-OH
H
在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，
继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。
具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。
用作绝缘、隔热、阻燃、隔音器材和复合材料。
③用途：
可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
交
与
考
思
流
尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。尿素氮原子上的氢原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。
线型结构的脲醛树脂
网状结构的脲醛树脂
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，才有可能转变为网状结构。
含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩聚物呈现为线型结构。
线型结构的高聚物上如果还有能起反应的官能团,
当它与别的物质发生反应时,高分子链之间将形成化学键产生交联,从而形成网状结构。
纤维
⑴分类
天然纤维
化学纤维
棉花蚕丝麻 羊毛
再生纤维
合成纤维
—用石油、天然气、煤、农副产品等不含天然纤维的物质为原料，将其转化为单体，再经过聚合反应制成的纤维
⒉合成纤维
—以木材、秸秆（天然高分子化合物）等农副产品为原料，经过一系列的化学处理和机械加工制得的纤维
合成纤维工业创立于20世纪30年代，由于其性能优异，用途广泛，原料来源丰富，生产不受气候等自然条件的限制，使其得到了非常迅速的发展。
合成纤维包括“六大纶”［聚酯（涤纶）、聚酰胺（锦纶又称尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）］、碳纤维等
名称 结构简式 单体
涤纶(的确良)
锦纶
腈纶(人造毛)
维纶(人造棉)
丙纶
氯纶
CH2=CHOH
CH2=CH—CH3
CH2=CH—Cl
合成纤维
性能
应用
具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点
满足人们的穿着需求
工农业生产与高科技领域
工业用隔音、隔热、绝缘材料
渔业用的渔网、缆绳
医疗用的缝合线、止血棉
航空航天用的降落伞、航天服等
举例
“六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶
⑵合成纤维的性能和应用
如果服装面料是由一种纤维材料制成的，则用“纯X”或“100％X”来表示。如“纯棉”“纯毛”或“100％棉”“100％毛”；如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的，标签上应注明每种纤维种类的含量，如“涤纶20％棉80％”等。
服装标签
对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式
聚酯纤维——涤纶
涤纶纤维的特点
涤纶纤维的应用
美国化学家卡罗瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸与脂肪族二元醇的缩聚反应时，得到的聚酯性能不理想，转而研究己二胺与已二酸的缩聚反应，成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)。
聚酰胺纤维——锦纶
己二胺与已二酸缩聚合成锦纶66的化学方程式
锦纶纤维的应用
此后又合成了由6-氨基己酸合成的锦纶6、由癸二酸和癸二胺合成的锦纶1010等脂肪族聚酰胺纤维(锦纶)，以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺纤维(芳纶)。
合成纤维具有......耐磨等优点，做成的服装挺括不皱，但它的吸湿性和透气性较差。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。
交
与
考
思
流
合成纤维和天然纤维比较有什么优点和不足？
性能互补
涤纶(的确良)
灼烧情况 酸溶液的影响 碱溶液的影响
纯棉 烧后呈粉状，无异味 轻微 轻微
羊毛 烧焦羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒 受腐蚀 部分溶解
尼龙布 接近火焰时迅速卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎 几乎不变 几乎不变
橡胶的来源
森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
天然橡胶的化学组成是顺式聚异戊二烯：
性能全面，但易老化
天然橡胶
合成橡胶
三叶胶（顺）
杜仲胶（反）
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
合成橡胶于20世纪初开始出现，40年代得到迅速发展，是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。
⑴橡胶分类
⒊合成橡胶
通用橡胶
特种橡胶
丁腈橡胶
乙丙橡胶
聚硫橡胶：有耐油性
硅橡胶：有耐热、耐寒性
橡胶
合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐磨、耐寒、耐油和耐高温、耐燃、耐腐蚀性、耐老化等方面有着其独特的优势，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
⑵性质及用途:
硅橡胶
缺点：
顺丁橡胶
改进措施：
将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—）等把顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，
呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。
将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，
得到既有弹性又有强度的硫化橡胶，这一加工过程称为橡胶的硫化。
顺丁橡胶中存在碳碳双键，易发生加成反应和氧化反应，所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶，不能用橡胶塞。
优点: 橡胶硫化后，具有较高的强度、韧性、很好的弹性，耐磨、耐寒性，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。
但硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。
为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
新课导入
二、功能高分子材料
定义和分类：
人们探索这些功能高分子材料时，需要考虑高分子的结构与性能之间的关系，设计出拥有某种功能的高分子的结构。
人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性得到启发，了解到它们的吸水性与纤维素分子链带有许多亲水的羟基有关。但是它们的吸水能力只有其自身质量的20~40倍，挤压后保有的水量也比较少。
⒈高吸水性树脂
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干旱地带和人们的生活中需要的是吸水性更
好，耐挤压、保水性好的高吸水性材料，
那么如何合成高吸水性材料呢？
医用吸水胶布
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①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性
淀粉高吸水性树脂制备机理：
淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚，生成以淀粉为主链的接枝共聚物，
⑴合成方法
在淀粉、纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，以提高它们的吸水能力。
再与交联剂反应，生成具有网状结构的淀粉----聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
②用带有强亲水基团的烯类为单体，均聚或共聚得到含亲水基团的高聚物。
可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。
CH2＝CHCOOH→CH2＝CHCOONa→
⑵应用
①干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠；
植物养护泥
②食品保鲜、人造皮肤
③各式吸潮剂
医用吸水胶布
④尿不湿
⒉高吸水性树脂加交联剂的目的是将线型结构连接成网状结构，使其既具有吸水性而又不溶于水，又耐挤压。
⒈橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为增加橡胶的强度；
⒉高分子分离膜
⑴原理
⑵特点
让某些物质有选择地通过，而把另外一些物分离掉。
根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
⑶分类
有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙谗等。
⑷材料
①海水淡化和饮用水的制取
②果汁浓缩
③乳制品加工
④药物提纯、血液透析等领域
⑸应用
美国生物医药专家，从家猪体内提取的细胞制成了一条完整的血管，之后 ，将每条新制的血管放在称作生物反应器的培养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一样有规律地跳动。在这种环境中培养几个星期后，得到一条血管，人工合成的血管可以像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。
科学视野
人造血管的发现
医用高分子材料
人造骨骼和关节
人造心脏
人工肾脏
人造皮肤
人造血管和心脏补片
人工心脏瓣膜
隐形眼镜
聚甲基丙烯酸羟乙酯
人造皮肤
一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将“人造皮肤”敷贴在伤口上，很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。
人工膀胱
分类 线型结构 支链型结构 网状结构
结构 线型结构示意图 支链型结构示意图
网状结构示意图
分子中的原子以共价键相互连接,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来,形成三维空间网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解,但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性,无固定熔点 具有热固性,受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好,具有热塑性 强度大、绝缘性好,具有热固性
常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
线型结构、支链结构和网状结构等高分子材料的比较