新人教版高二选修5化学第五章第2节：应用广泛的高分子材料(41张PPT)

(共41张PPT)
1、高分子化合物如何分类?
思考交流
高分子化合物
合成高分子
天然高分子：
合成高分子材料
功能高分子材料
复合材料
淀粉、蛋白质、纤维素等
油脂
×
塑料、合成橡胶、合成纤维
②按结构来分：
①按来源、用途和性能分：
线型结构
支链型结构
网状(体型)结构
2、高分子
化合物如何命名?
①天然高分子化合物：
习惯用专有名称
如：淀粉、蛋白质、纤维素、甲壳质等
②合成高分子化合物：
习惯在单体前加个“聚”或在两单体后加“树脂”
－CH2－CH－
[
]n
CN
OH
H—
-CH2—OH
[
]n
H
[
HNCH2CH2NHC-C
]nOH
O
O
聚丙烯月青
聚乙二酰乙二胺
酚醛树脂
③合成橡胶：
习惯在单体后加“橡胶”
如：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
④合成纤维：
习惯用“纶”
如：涤纶、锦纶、月青纶、丙纶、维纶、氯纶
一、塑料
1、主要成分：合成树脂及加工助剂。
2、塑料分类：
热塑性塑料：
聚乙烯,
聚氯乙烯,
聚丙烯等
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：
分析：
具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增大，会重新硬化。
线形高分子的特点：
线型结构的高分子物质弹性较好，硬度和脆性较小，可溶于一些溶剂中，有热塑性。具有支链型结构的高分子熔点，硬度，密度更小。
热塑性塑料
、热固性塑料
热固性塑料:
酚醛塑料、脲醛塑料
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。
分析：
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。
网状高分子的特点：
网状结构的高分子弹性较差，硬度和脆性较大，一般在溶剂中不能溶解只能溶胀，有热固性。链与链这间形成的共价键越多，弹性越差，硬度越大。
◆
聚乙烯(PE)产品
单体:
CH2=CH2
高压聚乙烯：
低压聚乙烯：
相对分子质量较低、密度也较低、主链有长短不一的支链、熔点为105-1150C；
相对分子质量较高、密度也较高、主链少有或没有支链、熔点为131-1370C；
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
硬度更大
◆聚氯乙烯(PVC)
单体:
CH2=CHCl
阻燃，化学稳定性好，机械强度与电绝缘性较好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬。
◆聚四氟乙烯（PTFE）
单体:
CF2=CF2
俗称“塑料王”，耐高、低温，耐化学腐蚀，不粘附
。对人没有毒性，广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等。
◆聚苯乙烯（PS）
单体：
CH2=CH
○
一种无色透明的热塑性塑料，耐热与耐磨性差，制造仪器仪表零件、灯罩、泡沫塑料等。
单体：
CH2=C
CH3
COOCH3
◆聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（PMMA）
无色、无味、无毒；透明透光好，耐磨性差，破碎时不易产生尖锐的碎片；质轻、价廉、易于加工。
◆酚醛塑料（PF）
单体：
OH
○
HCHO
OH
-CH2OH
OH
C=O
H
H
＋
H+
OH
-CH2OH
H-
OH
-CH2OH
H-
OH
-CH2OH
H-
OH
-CH2OH
H-
n
OH
H—
-CH2—OH
[
]n
+
(n-1)
H2O
OH
-CH2OH
H-
H+
在酸性条件下加热，等物质的量的甲醛与苯酚可得到线型的酚醛树脂，可溶于乙醇，有热塑性。
①线型酚醛树脂
②网状酚醛树脂
OH
-CH2OH
OH
C=O
H
H
＋
OH-
OH
CH2OH
-CH2OH
OH
CH2OH
-CH2OH
HOCH2-
OH
HOCH2-
-CH2OH
OH
-CH2-
OH
-CH2-
OH
CH2OH
-CH2—
—
H
H
OH
CH2OH
-CH2-
OH
CH2—
H
—
OH
CH2OH
-CH2—
OH
CH2OH
—
OH
H
-CH2—
CH2-
交联
最终产物
在碱性条件下加热，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚，可得到网状(体型)结构的酚醛树脂，不溶于任何溶剂。有热固性，硬度大，电绝缘性好耐腐蚀。
◆脲醛树脂
单体：
HCHO
H2N-C-NH2
O
O
H—OCH2HNCNHCH2－OH
[
]n
+
(n-1)
H2O
2HCHO
H2N-C-NH2
O
＋
HN-C-NH-CH2OH
O
HOCH2-
酸
HN-C-NH-CH2OH
O
HOCH2-
HN-C-NH-CH2OH
O
HOCH2-
n
HN-C-NHCH2OH
O
HOCH2
酸
①线型脲醛树脂
HCHO
H2N-C-NH2
O
＋
②网状(体型)脲醛树脂
N-C-N-CH2OH
O
CH2OH
HOCH2-
HOCH2
HN-C-N-CH2OH
O
CH2OH
HOCH2-
HN-C-NH-CH3OH
O
HOCH2-
N-C-N-CH3O
O
—CH2-
H
H
HN-C-N-CH2O—
O
CH2OH
—CH2-
N-C-N-CH2O
CH2OH
—CH2-
HOH2C
O
N-C-N-CH2O—
CH2OH
—CH2-
HOH2C
O
交联
二、合成纤维
纤
维
植物纤维：
动物纤维：
矿物纤维：
天然纤维：
合成纤维：
人造纤维：
用石油、天然气、煤和农副产品作等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成和加工制得的纤维。
1、纤维的分类：
纤维素
蛋白质(毛发)
各种氧化物(石棉
)
化学纤维：
用某些天然高分子化合物或其衍生物做原料，经溶解后制成纺织溶液，再经纺丝加工制得的多种化学纤维的统称。
人造丝、人造棉、人造毛
六大纶
2、几种合成纤维：
①
涤纶（聚脂纤维）：做渔网
单体：
COOH
HOOC
HOCH2CH2OH
聚合物：
HO—OC
COO
CH2CH2O—H
[
]n
②
锦纶（聚酰胺纤维）：又叫尼龙，做缆绳
单体：
聚合物：
H2N(CH2)6NH2
HOOC(CH2)4COOH
H—HN(CH2)6NH
C(CH2)4CO－OH
O
[
]n
③
腈纶（聚丙烯腈纤维）：人造羊毛，做毛线
单体：
聚合物：
CH2=CHCN
—CH2-CH—n
CN
④
丙纶（聚丙烯纤维）：
单体：
聚合物：
CH2=CHCH3
—CH2-CH—n
CH3
⑤
氯纶（聚氯乙烯纤维）：
单体：
聚合物：
CH2=CHCl
—CH2-CH—n
Cl
⑥
维纶（聚乙烯醇缩醛纤维）：合成棉花
单体：
CH3COOCH=CH2
HCHO
聚合物：
—CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2—
OH
OH
OH
O—CH2—O
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。
涤纶
尼龙
芳纶纤维织成
的防弹衣腈纶
腈纶
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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。
高强纤维的代表:
Kevlar
芳纶：全芳香族聚酰胺
抗拉强度3.4GPa
模量（59～190）GPa断裂伸长5%
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、合成橡胶
1、橡胶的分类：
橡
胶
天然橡胶：
合成橡胶：
通用橡胶：
特种橡胶：
橡
胶
丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等
耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等
以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。
高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高，低温
性能全面，但易老化
2、几种橡胶：
①天然橡胶：
nCH2=C-CH=CH2
催化剂
C=C
CH2
CH2
CH3
H
n
1
2
3
4
1
4
2
3
CH3
顺式聚异戊二烯
三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）
思考：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。
②顺丁橡胶：
nCH2=CH-CH=CH2
催化剂
C=C
CH2
CH2
H
H
n
1
2
3
4
1
4
2
3
顺式聚1，3-丁二烯
③丁苯橡胶
单体：
-CH=CH2
CH2=CH-CH=CH2
④氯丁橡胶
单体：
CH2=CH-C=CH2
Cl
用交联剂使将线型结构的橡胶转变成网状结构的橡胶
硫化橡胶
优点:
具有较高的强度、韧性、较好的弹性和化学稳定性等。
四、复合材料
学与问
每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？
复合材料：两种或两种以上高分子材料组合成的一种新型材料
你能举出一些复合材料的例子吗？
玻璃钢
玻璃钢即玻璃纤维增强塑料,
是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，得到异常柔软的玻璃纤维，再将玻璃纤维加到合成树脂中，就制得玻璃钢
性能：强度达到某些合金钢的水平，耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，具有较好的韧性。
玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料
（玻璃钢）
安全玻璃
玻璃钢中基体是：
增强剂是：
合成树脂
玻璃纤维
固体火箭发动机复合材料喷管
§5-2
应用广泛的高分子材料
1、高分子化合物如何分类?
思考交流
①按用途和性能分：
合成高分子材料
功能高分子材料
复合材料
②按结构来分：
塑料、合成橡胶、合成纤维
知识回顾
§5-1
合成高分子化合物的基本方法
反应类型
加
聚
缩
聚
反应物种类
反应物特征
生成物特征
产物种类
相同或不同单体
相同或不同单体
含有不饱和键
含有特征官能团
聚合物与单体具有相同的组成,主链上一般只有碳原子
聚合物与单体组成有所不同,主链上除有碳原子外还有其他
只有聚合物
有聚合物和小分子
它们的单体各是什么？属于哪类反应的产物？
1.高分子化合物A和B的部分结构如下：
COOH
COOH
COOH
A：……–CH–CH2–CH–CH2–CH–……
CH3
CH3
CH3
B：……–NH–CH–CO–NH–CH–CO–NH–CH–……
练
习
CH2＝CH－COOH
NH2
CH3–CH–COOH
加聚
缩聚
C：……－CH－O－CH－O－CH－O
－……（加聚产物）
CH3
CH3
CH3
CH＝O
CH3
方法点拨：寻找最小的结构重复单元，以此切割并恢复成单体的结构。
OH
-CH2-
OH
-CH2-
OH
CH2OH
-CH2—
—
H
H
OH
CH2OH
-CH2-
COOH
CH2—
H
—
OH
CH2OH
-CH2—
OH
CH2OH
—
OH
H
-CH2—
CH2-
HOOC
O
H—OCH2HNCNHCH2－OH
[
]n
HO—OC
COO
CH2CH2O—H
[
]n
①线型酚醛树脂：
②网状(体型)酚醛树脂：
有热塑性
有热固性，硬度大，电绝缘性好，耐化学腐蚀
n
OH
H—
-CH2—OH
[
]n
+
(n-1)
H2O
OH
-CH2OH
H-
H+
H2N-C-NH-
O
OH
-CH2OH
H-
H
2.判断下列高分子的单体。
HOCH2－CH2OH
H2N–（CH2）4
–COOH
练
习
HOOC－
－COOH
〔O–CH2
–CH2
–O
–C=O
O＝C
–NH–（CH2）4
–C
〕n
O
H
OH