人教版高中化学选择性必修第3册 第五章 合成高分子 第2节 高分子材料.pptVIP

第二节高分子材料

目标素养1.了解高分子材料结构与性能之间的关系。2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。3.知道功能高分子材料的分类,能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。

知识概览

自主预习一、高分子材料的分类

二、通用高分子材料1.塑料。(1)主要成分和性能。①塑料的主要成分是合成树脂,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。?②加工助剂:塑料中加入加工助剂,可以改善塑料的性能。如聚氯乙烯中加入增塑剂,以提高柔韧性;加入热稳定剂,以提高耐热性;加入着色剂,赋予各种漂亮的颜色。?

微思考1生活中有黑色、红色等塑料袋,是因为在塑料中加入了哪些加工助剂?提示:加入了着色剂。

(2)塑料的分类。

(3)聚乙烯。①聚乙烯的分类。聚乙烯按合成方法可分为高压法聚乙烯和低压法聚乙烯。前者是在较高压力和温度,并在引发剂作用下,使乙烯发生加聚反应得到含支链较多、密度和软化温度较低的低密度聚乙烯(LDPE);后者在较低压力和温度下,用催化剂使乙烯发生加聚反应得到支链较少、密度和软化温度较高的高密度聚乙烯(HDPE)。?

②结构与性能的关系。高分子链之间的作用力与链的长短有关,高分子链越长,高分子相对分子质量越大,高分子链之间的作用力越大,软化温度和密度越大。?③应用。低密度聚乙烯可作食品包装袋等;高密度聚乙烯较硬,可作瓶、桶、板、管与棒材等。超高相对分子质量聚乙烯,具有高强度和高耐磨性,可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。

微思考2聚乙烯属于纯净物吗?能否被酸性高锰酸钾溶液氧化?提示:聚乙烯属于混合物。聚乙烯中没有碳碳双键,所以不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

(4)酚醛树脂。①合成方法:在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛发生反应,苯酚的邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合,生成线型结构的高分子。具体反应如下:?

在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,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,继续反应生成网状结构的酚醛树脂。?

②性能及应用:具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融,不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。可用于生成烹饪器具的手柄,一些电器与汽车的零部件,火箭发动机、卫星和宇宙飞船的外壳等。?

微思考3为何酚醛树脂能作烹饪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以?提示:酚醛树脂属于热固性材料,受热不熔融或者软化,而聚苯乙烯属于热塑性材料,受热容易熔融或者软化,不能用于制作手柄等器具。

2.合成纤维。(1)纤维的分类。纤维分为天然纤维(如棉花、羊毛、蚕丝和麻等)和化学纤维(包括再生纤维和合成纤维)。?①以木柴、秸秆等农副产品为原料,经加工处理得到再生纤维;②以石油、天然气、煤、农副产品为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应得到合成纤维,如锦纶、涤纶、腈纶等。?

(2)合成纤维的性能及应用。①合成纤维性能优异,用途广泛,生产条件可控,原料来源丰富,不受自然条件限制。锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶等合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点。②合成纤维可满足人们穿着需求,同时广泛应用于工农业生产与高科技领域。如工业用的隔音、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,等等。

③除维纶吸湿性较好,其他合成纤维存在吸湿性和透气性明显不及天然纤维等缺点,科技工作者将天然纤维和合成纤维混合纺织,使它们的性能互补。微思考4天然纤维和化学纤维的成分有哪些差异?提示:天然纤维的成分有糖类、蛋白质等,而化学纤维包括再生纤维和合成纤维,前者与天然纤维的成分几乎相同,后者主要是石油化工产品,主要含有碳、氢和氧元素。

(3)聚酯纤维。①合成方法:合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶,是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生成的,

②性能与应用:涤纶强度大,耐磨,易洗,快干,保形性好,但透气性和吸湿性差。涤纶广泛应用于服装和床上用品,各种装饰布料,国防军工特殊织物以及工业用纤维制品等。

(4)聚酰胺纤维。①合成方法:聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一,由己二胺与己二酸发生缩聚反应生成聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66),化学方程式为

②性能及应用:聚己二酰己二胺不溶于普通溶剂,具有天然丝的外观和光泽,且耐磨、强度高。可用于生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。

3.合成橡胶。(1)性能及应用。橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防