汽车中的有机高分子材料--橡胶 PPT
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应，形成立体网状交联结构，增强稳定性
防护剂：防止氧气、臭氧等的氧化和微
生物的作用使得橡胶的分子结构发生变化
骨架材料：给予外胎足够强度，承受负荷
小结
科学家开发新材料的思考路径：
反映
性能
决定
性质
反映 决定
结构
谢谢！敬请批评指正！
加快硫化速度
促进剂
缩短硫化时间
亚胺类物质
减少硫化剂用量
添加剂
3.防护剂
防止氧气、臭氧等的氧化和微生物的作 用使得橡胶的分子结构发生变化。 物理防护剂：打蜡 形成保护膜
化学防护剂：酮胺、对苯二胺 阻止氧化或减缓氧化速度
骨架材料
作用：给予外胎足够强度，承受负荷 纤维织物类：尼龙66、芳纶、人造丝
金属织物类：钢丝
取X2 光照 代
卤代烃
H2O 一定
条件
浓硫பைடு நூலகம் △
KMnO4(H+)
HX △ 醇
NaOH水△
O2/Cu △ H2/催△
醛 O2/催△
羧酸
浓硫酸△
可逆
1、H+△ 可逆
2、NaOH△完全
酯
水解
小结
石油化工产品
高分子材料
甲烷 乙烯
异戊二烯
聚异戊二烯 （线型结构）
合成橡胶 （体型网状结构）
有机合成的思考角度：
汽车轮胎 （橡胶）
汽车中的有机高分子材料
——轮胎用橡胶的结构与合成
认识橡胶的性能与结构
结合你生活中的经验，你认为轮胎用橡胶应具备哪些性能？ 这种材料可能具备哪些化学性质？
性能 ➢ 耐高温 ➢ 耐腐蚀 ➢ 耐磨 ➢ 弹性
反映
化学性质
熔沸点高、热稳定
不易氧化、性质稳定
认识橡胶的性能与结构
阅读材料并结合化学知识，轮胎用橡胶要想具有这些化学性质应
天然橡胶资源量有限，且质 量不均匀，并含有杂质，所以 合成结构相同的聚异戊二烯， 是化学家们长期梦寐以求的事
合成橡胶
合成橡胶
工业上可以以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为 单体，合成橡胶。请你以乙烯和甲烷为原料（无机试剂 任选），设计合成聚异戊二烯 已知：
合成橡胶
原料
初级目标产物
CH4 CH2 CH2
认识橡胶的性能与结构 思考与交流
针对天然橡胶结构上的问题，你能如何改进呢？
线型结构
官能团：碳 碳双键；易 被氧化
认识橡胶的性能与结构 橡胶的硫化
硫原子
天然橡胶模型
硫化橡胶模型
认识橡胶的性能与结构
为什么说体型结构能增加橡胶的弹性呢？
线
体
型
型
结
结
构
构
认识橡胶的性能与结构 硫化程度不同的橡胶制品
合成橡胶
高强度 耐磨 柔韧
骨架材料
尼龙66，又称锦纶，是聚己内酰胺纤维。其结构具有高 度的链状性，相对分子质量分布窄；且分子中有—CO— 、—NH—基团，可以在分子间或分子内形成氢键结合， 具 有高度的柔韧性。
认识轮胎的结构
轮胎
橡胶 丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
补强剂：使轮胎更加耐磨
主体材料
添加剂
硫化剂：线性大分子通过与硫发生化学反
碳数增加
碳骨架的构建 碳数减少
结构 官能团：引入、转化、保护
空间构型
认识轮胎的结构
橡胶 主体材料
轮胎
添加剂
骨架材料
添加剂
1.补强剂
作用：使轮胎更加耐磨 SiO2·nH2O 活性补强剂 炭黑与白炭黑 惰性补强剂 陶土、碳酸钙
添加剂
2.硫化剂
线性大分子通过与硫发生化学反应，形 成立体网状交联结构，增强稳定性。
有什么样的化学结构？
性能
反映
化学性质 反映
结构
➢ 耐高温 ➢ 耐腐蚀 ➢ 耐磨
熔沸点高、热稳定 不易氧化、性质稳定
➢ 弹性
认识橡胶的性能与结构
经测定天然橡胶的主要成分是 聚异戊二烯，请你书写其结构简式
认识橡胶的性能与结构
请你从结构的角度预测，该聚异戊二烯在性能上可能会有什么 问题？
认识橡胶的性能与结构 橡胶老化的严重后果
………
CH2＝C－CH＝CH2 CH3
思考构建有机物结构的思考角度？
目标产物
合成橡胶
中间产物
OH
OH
CH2－CH－CH－CH3
CHO
………
初级目标产物
CH2＝C－CH＝CH2 CH3
官能团引入：碳碳双键 醇的消去 卤代烃的消去 碳碳三键的加成
官能团转化：醛基 …… 烷基
资料：
转化关系图
烷烃 H2/催，加热 烯烃
防护剂：防止氧气、臭氧等的氧化和微
生物的作用使得橡胶的分子结构发生变化
骨架材料：给予外胎足够强度，承受负荷
小结
科学家开发新材料的思考路径：
反映
性能
决定
性质
反映 决定
结构
谢谢！敬请批评指正！
加快硫化速度
促进剂
缩短硫化时间
亚胺类物质
减少硫化剂用量
添加剂
3.防护剂
防止氧气、臭氧等的氧化和微生物的作 用使得橡胶的分子结构发生变化。 物理防护剂：打蜡 形成保护膜
化学防护剂：酮胺、对苯二胺 阻止氧化或减缓氧化速度
骨架材料
作用：给予外胎足够强度，承受负荷 纤维织物类：尼龙66、芳纶、人造丝
金属织物类：钢丝
取X2 光照 代
卤代烃
H2O 一定
条件
浓硫பைடு நூலகம் △
KMnO4(H+)
HX △ 醇
NaOH水△
O2/Cu △ H2/催△
醛 O2/催△
羧酸
浓硫酸△
可逆
1、H+△ 可逆
2、NaOH△完全
酯
水解
小结
石油化工产品
高分子材料
甲烷 乙烯
异戊二烯
聚异戊二烯 （线型结构）
合成橡胶 （体型网状结构）
有机合成的思考角度：
汽车轮胎 （橡胶）
汽车中的有机高分子材料
——轮胎用橡胶的结构与合成
认识橡胶的性能与结构
结合你生活中的经验，你认为轮胎用橡胶应具备哪些性能？ 这种材料可能具备哪些化学性质？
性能 ➢ 耐高温 ➢ 耐腐蚀 ➢ 耐磨 ➢ 弹性
反映
化学性质
熔沸点高、热稳定
不易氧化、性质稳定
认识橡胶的性能与结构
阅读材料并结合化学知识，轮胎用橡胶要想具有这些化学性质应
天然橡胶资源量有限，且质 量不均匀，并含有杂质，所以 合成结构相同的聚异戊二烯， 是化学家们长期梦寐以求的事
合成橡胶
合成橡胶
工业上可以以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为 单体，合成橡胶。请你以乙烯和甲烷为原料（无机试剂 任选），设计合成聚异戊二烯 已知：
合成橡胶
原料
初级目标产物
CH4 CH2 CH2
认识橡胶的性能与结构 思考与交流
针对天然橡胶结构上的问题，你能如何改进呢？
线型结构
官能团：碳 碳双键；易 被氧化
认识橡胶的性能与结构 橡胶的硫化
硫原子
天然橡胶模型
硫化橡胶模型
认识橡胶的性能与结构
为什么说体型结构能增加橡胶的弹性呢？
线
体
型
型
结
结
构
构
认识橡胶的性能与结构 硫化程度不同的橡胶制品
合成橡胶
高强度 耐磨 柔韧
骨架材料
尼龙66，又称锦纶，是聚己内酰胺纤维。其结构具有高 度的链状性，相对分子质量分布窄；且分子中有—CO— 、—NH—基团，可以在分子间或分子内形成氢键结合， 具 有高度的柔韧性。
认识轮胎的结构
轮胎
橡胶 丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
补强剂：使轮胎更加耐磨
主体材料
添加剂
硫化剂：线性大分子通过与硫发生化学反
碳数增加
碳骨架的构建 碳数减少
结构 官能团：引入、转化、保护
空间构型
认识轮胎的结构
橡胶 主体材料
轮胎
添加剂
骨架材料
添加剂
1.补强剂
作用：使轮胎更加耐磨 SiO2·nH2O 活性补强剂 炭黑与白炭黑 惰性补强剂 陶土、碳酸钙
添加剂
2.硫化剂
线性大分子通过与硫发生化学反应，形 成立体网状交联结构，增强稳定性。
有什么样的化学结构？
性能
反映
化学性质 反映
结构
➢ 耐高温 ➢ 耐腐蚀 ➢ 耐磨
熔沸点高、热稳定 不易氧化、性质稳定
➢ 弹性
认识橡胶的性能与结构
经测定天然橡胶的主要成分是 聚异戊二烯，请你书写其结构简式
认识橡胶的性能与结构
请你从结构的角度预测，该聚异戊二烯在性能上可能会有什么 问题？
认识橡胶的性能与结构 橡胶老化的严重后果
………
CH2＝C－CH＝CH2 CH3
思考构建有机物结构的思考角度？
目标产物
合成橡胶
中间产物
OH
OH
CH2－CH－CH－CH3
CHO
………
初级目标产物
CH2＝C－CH＝CH2 CH3
官能团引入：碳碳双键 醇的消去 卤代烃的消去 碳碳三键的加成
官能团转化：醛基 …… 烷基
资料：
转化关系图
烷烃 H2/催，加热 烯烃