第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代

第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料

第一課時(shí)課件31.知道高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本性質(zhì)，知道高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。2.知道塑料、合成纖維、合成橡膠的性質(zhì)和用途。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本性質(zhì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)

自學(xué)導(dǎo)引

合成材料按用途和性能可作如下分類：

(1)合成高分子材料(包括：塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等)

(2)功能高分子材料(包括：高分子分離膜、液晶高分子、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂等)

(3)復(fù)合材料三大合成材料是指塑料、合成纖維、合成橡膠。

一、塑料

塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成樹脂。在塑料的組成中除了合成樹脂外，還有根據(jù)需要加入的具有某些特定用途的加工助劑以改進(jìn)其性能。如提高柔韌性的增塑劑，改進(jìn)耐熱性的熱穩(wěn)定劑，防止塑料老化的防老化劑，賦予塑料顏色的著色劑等。高分子化合物從來源角度天然高分子化合物，如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等合成高分子化合物合成材料合成高分子材料功能高分子材料復(fù)合材料塑料、合成纖維、合成橡膠、粘合劑、涂料三大合成材料按用途和性能分類一、塑料熱塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料熱固性塑料（酚醛塑料）特性：受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復(fù)加工，多次使用特性：在制造過程中受熱時(shí)能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化

主要成分:合成樹脂及加工助劑

塑料的分類如下表所示：分類的原則類型特征和舉例按樹脂受熱時(shí)的特征熱塑性以熱塑性樹脂為基本成分，受熱軟化，可以反復(fù)塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等熱固性以熱固性樹脂為基本成分，加工成型以后變?yōu)椴蝗蹱顟B(tài)，如酚醛樹脂、脲醛塑料等熱固性塑料再次受熱時(shí)，鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)，分子間作用力減弱，易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，相互引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化熱塑性塑料：高分子鏈間無永久性的化學(xué)交聯(lián),只有微弱的分子間作用力

以及由于鏈間糾纏所造成的暫時(shí)性物理交聯(lián)

，此交聯(lián)會(huì)隨加工過程而有糾纏及去纏的現(xiàn)象；因此熱塑性塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于流動(dòng)的現(xiàn)象:隨溫度下降則有固化變硬的情形，為可逆過程。

常見的熱固性塑料包括環(huán)氧樹脂、酚系樹脂、聚酯樹脂熱固性塑料：塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應(yīng)，透過交聯(lián)劑(或稱做架橋劑)的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應(yīng)本身是不可逆的化學(xué)反應(yīng)，因此熱固性塑料在加工后并不會(huì)如熱塑性塑料般會(huì)受熱軟化，若溫度過高則發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形的現(xiàn)象。耳機(jī)線為什么總纏在一起？形狀結(jié)構(gòu)聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連，單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可能成一條直線，只能成不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。

1．聚乙烯聚乙烯具有極其廣泛的用途，有高壓聚乙烯和低壓聚乙烯之分。高壓聚乙烯是在150～300MPa、170～200℃的溫度下，并在引發(fā)劑作用下使乙烯發(fā)生加成聚合反應(yīng)，得到的聚乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較低，密度也低(0.91～0.93g·m－3)，主鏈上帶有長短不一的支鏈，熔融溫度為105～115℃，稱為低密度聚乙烯(LDPE)。低壓聚乙烯是在較低壓強(qiáng)下，在催化劑的作用下使乙烯發(fā)生加成聚合反應(yīng)，生成的聚乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較高(≥50萬)，密度也較高(0.94～0.96g·cm－3)，熔融溫度為131～137℃，稱為高密度聚乙烯(HDPE)。高壓聚乙烯一般用做薄膜，可做食品包裝袋等；低壓聚乙烯較硬(填“軟”或“硬”)，可以做瓶、桶、板、管與棒材等?！艟垡蚁?PE)產(chǎn)品保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料單體:CH2=CH2◆聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60℃，在低溫下會(huì)變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料單體:CH2=CHCl聚四氟乙烯塑料單體：CF2＝CF2◆聚苯乙烯單體：CH2=CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2=CCH3COOCH3透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多種有機(jī)溶劑，可用來制造飛機(jī)、汽車玻璃，光學(xué)儀器和許多日常生活用品?！舴尤┧芰蠁误w：苯酚、甲醛具有良好的電絕緣性，耐熱抗水，但易被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕，可制電工器材，儀表外殼等

2．酚醛樹脂酚醛樹脂是酚類(如苯酚)與醛類(如甲醛)在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛反應(yīng)，苯酚鄰位或?qū)ξ簧系臍湓优c甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子：酚醛樹脂的制備和性質(zhì)分組編號(hào)ⅠⅡ?qū)嶒?yàn)步驟①苯酚+甲醛+濃鹽酸①苯酚+甲醛+濃氨水產(chǎn)品外觀加熱試驗(yàn)酒精溶解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)②水浴加熱15min③洗凈、烘干米黃色略帶粉色

軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）溶解不溶解線性結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)淡黃色水浴加熱—OH+

H—C—HO—OHCH2OH—OHCH2OHCH2OHHOCH2在堿催化下，等物質(zhì)的量的甲醛與苯酚或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后加熱繼續(xù)反應(yīng)，可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。

2,4－二羥甲基苯酚2,4,6－三羥甲基苯酚同步練習(xí)

1.下列說法中正確的是(

)

A．只有熱塑性高分子材料才可能是塑料

B．用于包裝食品的塑料通常是聚氯乙烯

C．有機(jī)玻璃是一種透明的塑料制品

D．塑料在自然環(huán)境下易分解，不會(huì)造成“白色污染”

解析

塑料有的是熱塑性的，有的是熱固性的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；聚氯乙烯薄膜中含有的增塑劑對(duì)健康有不良影響，不能用來包裝食品，用于包裝食品的塑料薄膜是聚乙烯，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；有機(jī)玻璃是一種透明的塑料制品，我們所說的“白色污染”指的就是塑料制品造成的污染，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

C

2.下列有關(guān)塑料的說法中不正確的是(

)

A．塑料的主要成分是合成樹脂

B．熱塑性塑料可以反復(fù)加工，多次使用

C．酚醛樹脂可制熱固性塑料

D．通用塑料可以在任何領(lǐng)域中通用

解析

本題考查塑料的有關(guān)知識(shí)，只要我們了解塑料的成分、品種、性能和用途，本題就容易解決。通用塑料指價(jià)格低、產(chǎn)量大、用途廣泛的塑料，在日常生活中通用性強(qiáng)，但在許多領(lǐng)域須用特殊塑料。

D

3.焚燒下列物質(zhì)，嚴(yán)重污染大氣的是(

)

A．聚乙烯 B．聚氯乙烯

C．聚丙烯腈 D．有機(jī)玻璃

解析

烴與烴的含氧衍生物完全燃燒只生成CO2和H2O，不會(huì)污染空氣；烴的含氮衍生物完全燃燒生成CO2、H2O和N2，不會(huì)污染空氣；烴的含氯(鹵)衍生物完全燃燒生成CO2、H2O和HCl(HX)，HCl(HX)會(huì)污染空氣。聚乙烯中只有碳、氫兩種元素，聚氯乙烯中含碳、氫、氯三種元素，聚丙烯腈中含碳、氫、氮三種元素，有機(jī)玻璃中含碳、氫、氧三種元素。

D

4當(dāng)前，我國亟待解決的“白色污染”通常是指(

)

A．冶煉廠的白色煙塵B．石灰窯的白色粉塵

C．聚乙烯的塑料垃圾D．白