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第三单元.高分子材料和复合材料


缩聚反应
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
例:写出下列物质的聚合过程:
1、CH2=CH-CH-CH3 COOCH3 2、CH3-CH-COOH OH HOOC-COOH与HO-CH2-CH2-OH
HCHO
3、苯酚和甲醛合成酚醛树脂
加聚高分子化合物单体确定思路
1、凡链节的主链只有两个碳原子的高聚物,其合成单体必 为一种,将单键变双键即可。
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。(一般是含碳碳双键或三键的有机物) 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。
(一般是醇酸或多元羧酸和多元醇)
加聚反应
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
一、有机高分子的结构:线型?体型?
科学研究发现,经过特殊改造之后,塑料能像金属一样 1、长链状、多条高分子链交缠、接触的地方以分 具有导电性,例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前,已制成一批 线型结构 子 间作用力结合 导电性与银、铜相当的聚合物,被称为有机金属或合成金属。 结构 2、分子链上可以带支链,也可以不带支链 与金属相比,塑料的特点是容易加工,重量轻。 导电性塑 体型结构 高分子链之间通过化学键相互交联,形成网状 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 二、有机高分子的基本性质? 能源工业中,导电塑料将成为重要的一员。 线型结构 适当的溶剂中能溶解,但速度慢;如有机玻璃 1、溶解性 导电塑料的另一特点是具有消除静电的功能。计算机和 体型结构 一般不易溶解,但能胀大;如橡胶 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 线型结构 具有热塑性:加热后熔解,可塑造成各种形状,如聚乙烯; 求防电磁干扰,树脂基复合材料机身、机翼要求防雷击,这 2、 些要求都可以用导电塑料薄膜屏蔽加以解决。 体型结构 具有热固性:加热不熔解,如酚醛塑料等;
手术套服
包装薄膜制品
合成高分子材料---纤维
植物纤维:如棉花、 木材、草类等
纤 维
天 然 纤 维
动物纤维:如羊毛、 蚕丝
合成纤维:用石油、天然 化 学 气等为原料制成的单体, 纤 再经聚合制成的纤维 维 人造纤维:用化学方法对 木材等天然纤维加工制成。
表3—5常见的天然纤维、化学纤维的化学组成和主要性能 粘胶纤维:把植物秸秆、棉绒等富含纤维素的 常见纤维 物质经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后,得到 化学组成 主要性能 的一种纤维状物质。粘胶纤维中的长纤维俗称 吸水性好,易干,穿着 棉纤 人造丝,短纤维俗称人造棉,都可供纺织使用。 纤维素 天 舒适,不起静电,不耐磨 维 硝酸纤维:工业上把硝酸和纤维素酯化比较完 然 吸水性好,手感柔和,有光泽, 全、含氮量高的硝酸纤维叫做火棉(制造无烟 蛋白质 纤 蚕丝 火药),把含氮量低的硝酸纤维成为胶棉(制 不起静电,不起球 维 造赛璐珞和油漆)。 弹性强,隔热性、保暖性好, 羊毛 蛋白质 水洗后收缩,易起球 醋酸纤维:用于制造电影胶片的片基,也可作 纤维素 吸水性好,穿着舒适,不起 人造 纺织工业原料。
聚四氟乙烯之所以难以粘
附,原因在于聚四氟乙烯外围 是氟原子,它是表面光滑的秘 密,氟原子几乎对所有的物质 都产生排斥,即使粘胶剂也很
难与其粘附。
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 ------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 1,3-丁二烯 。 (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)。
合成纤维制品
防弹衣在20世纪60年代,尼 龙是制作防弹衣的主要材料。后 来发现,分子中含有苯环结构的 另一种聚酰胺纤维凯夫拉(Kevlar) 有助于加强衣料本身的张力(较尼 龙强2.5倍)。当子弹击中由此种 纤维制成的防弹衣时,就像坠入 一个网中,其能量会向四周扩散, 子弹便没有足够的能量冲破衣料 伤害人体了。现在凯夫拉已取代 尼龙作为制作防弹衣的主要材料。
CH3 O
A.聚乳酸是一种纯净物。
B.聚乳酸的聚合方式与聚苯乙烯相似。
C.聚乳酸的形成过程是一个缩聚反应。
D.聚乳酸的单体为:CH3-CH-COOH
OH
4、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(B ) 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.③④ B.①② C.①②③ D.①②③④
化 学 纤 维
纤维
(黏胶纤维)
静电,不耐洗,不耐穿
以有机高分子为 强度高,耐磨,不易 合成 原料,通过拉丝 染色,吸湿性、 纤维 工业获得的纤维。 透气性差
“尼龙”—人类第一次通 过化学合成得到的化学纤 维 1928年,美国杜邦公司的科
学家希望合成一种和真丝与 羊毛中的蛋白质链相似的高 分子。他们没有使用氨基酸 (蛋白质的合成原料),而是 用胺和羧酸作原料。得到的 聚酰胺高分子化合物可拉成 细丝,这些细丝坚韧而且光 滑,非常像蚕吐出的丝。 “尼龙”就此诞生,并很快 成为丝绸的替代品。
2c:(b-a)
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。
3、强度
4、电绝缘性
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。
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
聚丙烯(PP)
聚苯乙烯(PS)
尿醛塑料(电玉)
分类 原则
类型
特征和举例
人造羊毛 腈纶柔软、轻盈、保暖,有“人造羊毛”之称。
它比羊毛轻lO%,强度却大2倍多。腈纶防蛀、耐光、不发霉。 它适合制作帐篷、炮衣、车篷、幕布、窗帘等户外织物。用 它制成的毛线为人们所喜爱。
缝合线 乳酸纤维与其他有耐水性的化学纤维不同,它易水
解成小分子——乳酸。乳酸纤维也可以作外科手术缝合线, 在伤口愈合后无需拆线。因为,乳酸纤维在体内水解生成的 乳酸能参与人体的正常代谢作用,被消化排出体外。
2、凡链节主链有四个碳原子,且链节无双键的高聚物, 其单体必为二种。二碳一组,单键变为双键即可。 3、凡链节主链中只有碳原子,并存在C=C双键结构的高聚物, 其规律是:“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”,然后单 键变双键,双键变单键。
[-CH-CH2]n CH=CH2 CH=CH2 和CH2=CH2 CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2
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。
3.聚四氟乙烯是一种含氟塑料,它 不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀,且 在-269.3~250℃的温度范围内都可使用,因而被 誉为“塑料王”。不粘锅的内壁涂敷了聚四氟乙 烯:写出聚合反应式?为什么用不粘锅进行烹调时 食物不容易烧焦,也不会粘锅?
成分为热塑性树脂。可以反复塑制, 如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等
按受热 热塑性塑料 时的特 征 热固性塑料
按应用 范围及 性能特 点 其他
通用塑料
工程塑料
成分为热固性树脂。加工成型后为 不熔状态,如酚醛、氨基塑料等。 通用性强、用途广、产量大、价格低。 主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯, 聚丙烯等。 机械性能好、强度高,可以代替金属 用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、 聚碳酸酯、氟塑料等。
其他分类,分为通用、工程、耐高温和特种塑料四 大类;或通用、工程和其他塑料三大类。
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。
合成纤维
优点:强度高、弹性好、耐磨、耐化学 腐蚀和不怕虫蛀等。 缺点:吸水性和透气性不如天然纤维。 常见合成纤维:锦纶(尼龙)、涤纶(的 确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、 丙纶。
涤纶织品
涤纶强度高、耐磨、耐光、耐蚀、防蛀、易洗 快千、挺括,是优良的衣料,也大量用于制作轮胎帘子线、 工业滤布、绳索等。
O O [-C--C-O-CH2-CH2-O]n COOH COOH

CH2OH CH2OH
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
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