化学选修5第五章第二节 合成纤维素合成橡胶

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橡胶的来源
森林中有一种高大的乔 木，叫作“三叶树”。 如果用小刀在它的树皮 上割开一个小口子，便 会有牛奶似的树汁流淌 出来。这种树汁，就是 今天人们所熟悉的橡胶 的最初来源。在印第安 人的土语中，“橡胶” 就是“树木的眼泪”的 意思。
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小学生用的五颜六色的橡皮擦是一种硫化橡胶。 现在使用的橡胶轮胎，包括大多数自行车轮胎，都是经过加硫磺、炭黑、 纤维等一系列加工步骤后制成的。 合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的。 现在已发展了20多个大品种，人们常用型合成橡胶主要有丁苯 橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。
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合成纤维
合成纤维：用石油、天然气 等不含天然纤维的物质为原 料，经过化学合成加工制得 的纤维 如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼 龙)、维纶、氯纶、涤纶(的 确良)和丙纶等“六大纶”
合成纤维具有优良的性能：如 强度高、弹性好、耐磨、耐化 学腐蚀和不怕虫蛀等。
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【思考】合成纤维和天然纤维比较有 什么优点和不足？合成纤维 中的维纶(聚乙烯醇)为什么吸湿性很好？
性能互补
维纶（聚乙烯醇）具有较好的吸 湿性，称为人造棉花，是因为 在其分子链上含有羟基的缘故。
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合成纤维的强度高、 弹性好、耐磨和耐化学 腐蚀，做成的服装挺括 不皱，但它的吸湿性和 透气性较差。因此，合 成纤维常常与棉纤维或 羊毛纤维混合纺织，使 衣服穿起来既舒适又挺 括。
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合成橡胶
氯丁橡胶
2-氯-1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到 聚2-氯-1，3-丁二烯的线型结构。
氯丁橡胶
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合成橡胶
硅橡胶
将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二 醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。 特种橡胶
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思考：橡胶分为哪两类？天 然橡胶的结构式是怎样的？ 如何增加它的弹性和强度？
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合成橡胶
二.橡 胶
橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需 的材料，是重要的战略物资。 1、天然橡胶的化学组 成是聚异戊二烯： 性能全面，但易老化 2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶 通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。 特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严 寒的硅橡胶等 性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气 密性、耐高温或低温等性能。
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用有机高分子化合物制成的材料就 是有机高分子材料。棉花、羊毛、天 然橡胶等都属于天然有机高分子材料。
合成纤维
合成纤维
二、合成纤维
阅读与交流（P109)
1、什么是天然纤维、人造纤维、合成纤维和化学纤维？ 2、合成纤维有哪些优点？哪些缺点？如何加以改善？
植物纤维如棉花、麻等
（简称有机合成材料）
天然
棉花 羊毛 涤纶
合成
丙纶
锦纶 氯纶
维纶
腈纶
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小结
天然橡胶 三叶树胶（顺） 杜仲树胶（反） 丁苯橡胶 合成橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 硅橡胶
橡胶
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Thanks 谢谢您的观看！
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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，写出合成 尼龙-66的化学方 程式
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己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66的化学方程式 nHO-OC(CH2)4CO-OH + nH-NH(CH2)6HN-H
HO [ OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH ]nH
+（2n-1）H2O
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合成纤维
维纶——聚乙烯醇 吸湿性好，因其分子链上有羟基 结构简式？
[CH2-CH]
OH
n
维纶
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合成纤维
涤纶
丙纶
腈纶
氯纶
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合成纤维
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。
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如果服装面料是由一种纤维材料制成 的，则用“纯X”或“100％X”来表示。 如“纯棉”“纯毛”或“100％ 棉”“100％毛”；如果服装是由两种 或两种以上的纤维制成的，标签上应 注明每种纤维种类的含量，如“涤纶 17 20％棉80％”等。
合成橡胶
橡
胶
产 品
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2.下列原料或制成的产品中，若出现破损不可 以进行热修补的是（B ）
A.聚氯乙烯凉鞋 C.自行车内胎
B.电木插座 D.聚乙烯塑料膜
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小结
有 机 高 分 子
天然（棉花、蚕丝、麻） 塑料
合成材料 合成纤维 合成橡胶 合成 功能高分子材料
复合材料
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小结 纤维
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合成橡胶
3、橡胶的分类：
天然橡胶
橡胶
三叶树胶（顺） 杜仲树胶（反） 丁苯橡胶 通用橡胶 顺丁橡胶
合成橡胶
特种橡胶
氯丁橡胶
聚硫橡胶
共同点： 各种高聚 物分子中 均存在不 饱和键
硅橡胶
性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐 老化等各有其优势。
【科学视野】 天然橡胶有几种？它们的结构有何不同？
[CH2-CH=CH-CH2- CH2- CH] n
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合成橡胶
顺丁橡胶
1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到顺 式聚1，3-丁二烯的线型结构。
催化剂 nCH2=CH-CH=CH2 1 2 3 4
CH2 CH2 1 C=C 4 H 2 3 H n
分子链较柔软，具有较好的弹性
两种：巴西三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）
天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，根据天然橡 天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化， 胶的结构特点，说说它的性质可能有哪些不足？ 所以易老化。 如：橡胶遇到下列物质各发生什么反应？ +) KMnO 溶液、浓 HNO 、液溴、汽油、苯、 A、4 Br 水 B 、 KMnO (H 3 2 4 四氯化碳等。 C、HCl D、汽油 E、HNO3 F、O2 橡胶的老化概念 有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？
选修5 有机化学基础
第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第二节 应用广泛的高分子材料
第2课时
【知识与 技能】 1. 通过“三大合成材料”的实例，说明合成纤维、合成橡胶 的结构、性能和用途。 2. 高分子结 构对性能的影响。 【过程与方法】 1. 联系生活实际，从身边常见的物质入手，了解高分子合成 材料的分类及主要用途。 2.了解“三大合成材料”典型代表物的有关聚合反应，聚合物 的结构、性能特点。 【情感、态度与价值观】 通过活动课研究、学习治理“白色污 染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，培养 环境保护意识。 【教学重点】 高分子化合物结构与性能之间的关系 【教学难点】 “三大合成材料”的结构 与性能之间的关系
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合成纤维
高强纤维的代表: Kevlar
抗拉强度3.4GPa 模量（59～190） GPa断裂伸长5%
芳纶：全芳香族聚酰胺
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合成纤维
宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来
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合成纤维
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。
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合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能， 因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
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练习
1.婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物 质。下列高分子中有可能被采用的是（B ）
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练习
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天然橡胶
CH2=C-CH=CH2 CH3
异戊二烯
硫磺硫 化剂
天然橡胶——线型
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网状体型
橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大
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合成橡胶
丁苯橡胶
丁苯橡胶SBR
丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶
CH2=CH-CH=CH2 1,3-丁二烯
CH2= CH 苯乙烯
天然纤维
纤维 化学纤维
动物纤维如羊毛、蚕丝等
用木材为原料，经 人造纤维： 化学加工处理所得 以各种单体为原料 合成纤维： 经聚合反应制成
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纤维
（简称有机合成材料）
天然
棉花 羊毛 涤纶
合成
丙纶
锦纶 氯纶
维纶
腈纶
合成纤维包括聚酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚烯烃（腈纶、维纶、丙纶、氯纶）。