合成高分子材料课件

H
CC
H
H
4
8.1.2 高分子的原料和合成方法
合成高分子产品早期以农业和林业的副产品为主要原料。 大致分为淀粉类、纤维素类和非食用油脂类。
缺点：工艺流程大，处理量大。 后期的主要原料是煤和石油。
煤被取代的原因：用石油炼制时原料成本低，且石油中 所含的有用成分相对较高。
由上述产品得到的有机小分子作单体，通过聚合反应可 合成高分子。
特点：支链化程度高，分子排列的规整性、紧密程度低，
结晶度、密度低，性软，熔点低。
合成高分子材料
学习交流PPT
1
合成材料是人们运用化学方 法人工合成出自然界中不存在的 材料，大致可分为无机合成材料 和有机合成材料。
学习交流PPT
2
8.1 高分子的结构和特性
8.1.1 高分子
小分子
特点：由几个或几十个原子通过化学键结合形成， 分子量在几十到几百。
高分子
特点：由一千个以上的原子通过化学键结合形成， 分子量可达几万到几百万。
8.2.1 塑料
塑料是在一定温度和压力下可塑制成型的合成高 分子材料，可分为热塑性塑料和热固性塑料。
按性能用途分，可分为通用塑料、工程塑料、特 种塑料和增强塑料。
通用塑料产量大、用途广、价格低，约占全部塑料的80%。
学习交流PPT
14
1 聚乙烯
乙烯在不同反应条件下进行加成聚合反应可得到不同 性能的聚乙烯。
特点：单体分子不仅发生聚合，还生成其他小分子。
聚酰胺
商品名：尼龙-66。
用途：作合成纤维。
单体：已二胺、己二酸。
学习交流PPT
7
n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH
HO
O
H [ NH-(CH2)6-N-C-(CH2)4-C ] nOH + (2n - 1)H2O
d）耐腐蚀
高分子的分子链缠绕在一起，许多分子链上的基团被包在 里面，当有试剂分子加入时，只有露在外面的基团容易与试剂 分子作用，而被包在里面的基团不易反应，故耐酸、耐腐蚀。
号称“塑料王” 的聚四氟乙烯耐酸程度远超过金。
学习交流PPT
12
e）绝缘性、抗辐射
高分子中的分子链是原子以共价键结合起来的，分子既不 能电离，也不能在结构中传递电子，故有绝缘性。
学习交流PPT
3
存在于自然界中的高分子化合物称为天然高分 子；用化学方法合成的高分子称为合成高分子。
聚乙烯
n H 2CC H 2
C H 2 C H 2 n
聚合成高分子的起始分子称为单 体，单体经聚合得到的分子称为聚合 物，高聚物中重复的结构单元称为链 节，所含链节的数目称为聚合度。
学习交流PPT
H
Cl H Cl H Cl H Cl H 头-尾连接
H H HH H H H H
CCCCCCCC
Cl H H Cl H Cl Cl H
无学规习则交流连PPT接
6
连接方式不同，形成分子的性质就不同。由加聚反应合 成的高分子约占合成高分子总量的80%。
2） 缩合聚合反应
含有双官能团或多官能团的单体分子，通过分子间官能 团的缩合反应把单体分子聚合起来，同时生成水、醇、氨等 小分子化合物，称为缩合聚合反应。
的确良
商品名：涤纶。
单体：对苯二甲酸、乙二醇。
特点：挺括不皱，易洗易干。
O n HO-C-
O
-C-OH + n HO-CH2CH2-OH
O
O
HO [ C- -C-O-CH2CH2-O ] nH + (2n - 1)H2O
环氧树脂、酚醛树脂也由学习缩交流聚PPT 反应得到。
8
3） 共聚合反应 将两种或两种以上不同的单体进行聚合的反应为共聚合
学习交流PPT
11
c）密度小、强度高
合成高分子主要成分为C、H、O、N、S及卤素等元素， 比金属元素轻得多，相对密度小。
高分子的分子量大，分子中原子数目多，分子链间原子的 接触点多，分子间作用力大，故强度大。
高分子材料因其质轻、强度高、耐腐蚀、价廉等优点，在 不少场合已逐步取代金属材料的位置。
全塑汽车的问世
反应，得到的聚合物叫共聚物。 特点：分子与分子发生的聚合，并不产生其他分子。 按照共聚物中单体分布的不同，可分为交替共聚、嵌段
共聚、无规共聚和接枝共聚等。
交替共聚
嵌段共聚
无规共聚
接枝共聚
学习交流PPT
9
8.1.3 合成高分子的结构、特性和命名
合成高分子的结构有三种：线型长链状不带支链的、带 支链的和体型网状的(分子链间通过官能团作用发生交联)。
学习交流PPT
5
1） 加成聚合反应 特点：除了生成聚合物外，并不生成其他任何产物（聚
合物中包含了单体中全部的原子）。 典型：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。 氯乙烯发生加成聚合反应时，有三种情况：
H H HH H H H H H H HH H H H H
CCCCCCCC CCCCCCCC
Cl H H Cl Cl H H Cl 头-头、尾-尾连接
高分子对 、 、 和X等射线有抵抗能力，可以抗辐射。
命名
a. 在单体前加“聚”字。 b. 在简化的单体名称后面加“树脂”二字。 c. 商业上还用商品名称。如：聚氯乙烯的商品 名为氯纶；聚乙烯为乙纶；酚醛树脂为电木。
学习交流PPT
13
8.2 合成高分子材料
1907年世界上第一个合成高分子材料——酚醛塑料—— 诞生。
线型高分子特点：可蜷曲、弯折，加热可熔化，可溶于 有机溶剂，易于结晶。
支链高分子特点：与线型高分子类似，密度减小，结晶 能力降低。
体型高分子特点：不熔不溶，耐热性高，刚性好。 ——可作工程和结构材料。
学习交流PPT
10
a）热塑性
注：高分子加热后并不是马上熔化变成液体，而是先经历 一个软化过程再变为液体。 Nhomakorabea①
Z ie g le r -N a tta n H 2 CC H 2 0 .2 ~ 1 .5 M P a
C 低H 压2聚乙C H 烯2n
特点：线型高分子，排列规整、紧密，结晶度、强度、刚性、
熔点高。
用途：脸盆、水桶等。
自 由 基
② n H 2 CC H 21 5 0M P a C H 2 C H 2 n高压聚乙烯
液体冷却后，变硬成为固体，再次加热又能软化、流动的 性质，即为热塑性。
热塑性不但使高分子材料便于加工，而且还可以多次重复 操作。
b）热固性
体型高分子因其内部结构的交联，使其加热后不会熔化、 流动，但当加热到一定温度时，体型高分子结构遭到破坏，这 种性质称为热固性。
注：体型高分子一旦加工成型，不能再通过加热重新回到 原来的状态。