5.2-应用广泛的高分子材料-4PPT课件
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人教版高中化学选修五课件5-2应用广泛的高分子材料
第二节
应用广泛的高分子材料
据统计，40%的飞 机失事时机舱内壁和 座椅的塑料会着火冒 烟，导致内舱人员窒 息而死。为此，寻找 装修机舱的阻燃聚合 物是化学研究的热点 之一。
最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类 高分子，即主链上有“酰胺键”(—CO—NH—)， 温度达180～200 ℃时，PHA就会释放水变成 PBO，后者着火点高达600 ℃，使舱内人员可 利用的逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发 明创造的巧妙之处还在于PHA是热塑性的(加 热后可任意成型)，而PBO却十分坚硬，是热 固性的(加热不能改变形状)。 你知道什么是热塑性塑料，什么是热固性 塑料吗？
3．下列说法中正确的是(双选)( ) A．只有热塑性高分子材料才可能是塑料 B．用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯 C．有机玻璃是一种透光性好的塑料制品 D．塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染
解析： 塑料有热塑性的，也有热固性的；聚氯乙烯易分解形成有毒的氯气，不可作 为食品包装用，用做食品包装的是聚乙烯塑料；有机玻璃是一种透光性好、质轻、 耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品，它是一种高聚酯；塑料在自然环境下 难于分解、腐烂，能造成白色污染。 答案： CD
涤纶
常见合成纤维
合成纤维与人造纤维易混淆。合成 纤维的原料是石油、天然气、煤等，原 料本身不是纤维素。而人造纤维是天然 高分子化合物经化学处理制得的纤维， 原料本身是纤维素。
2．合成橡胶 烯烃 (1)原料：以石油、天然气为原料，以 二烯烃 和等为单体，聚合而成。 (2) 性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、 耐高温或耐低温等性能。 (3)几种常见的合成橡胶
(1)由该高聚物的链节可知，它是由乳酸
通过酯化反应聚合得到的，所以该聚合物 降解为单体的过程就是酯的水解过程。 (2)该单体具有两个官能团，分别为羧基(—COOH)和 羟基(—OH)。 (3)醇羟基能与钠反应生成氢气，但不能与碳酸氢钠反 应；羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2，同时能与钠反应， 所以可得1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消 耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。
应用广泛的高分子材料
据统计，40%的飞 机失事时机舱内壁和 座椅的塑料会着火冒 烟，导致内舱人员窒 息而死。为此，寻找 装修机舱的阻燃聚合 物是化学研究的热点 之一。
最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类 高分子，即主链上有“酰胺键”(—CO—NH—)， 温度达180～200 ℃时，PHA就会释放水变成 PBO，后者着火点高达600 ℃，使舱内人员可 利用的逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发 明创造的巧妙之处还在于PHA是热塑性的(加 热后可任意成型)，而PBO却十分坚硬，是热 固性的(加热不能改变形状)。 你知道什么是热塑性塑料，什么是热固性 塑料吗？
3．下列说法中正确的是(双选)( ) A．只有热塑性高分子材料才可能是塑料 B．用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯 C．有机玻璃是一种透光性好的塑料制品 D．塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染
解析： 塑料有热塑性的，也有热固性的；聚氯乙烯易分解形成有毒的氯气，不可作 为食品包装用，用做食品包装的是聚乙烯塑料；有机玻璃是一种透光性好、质轻、 耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品，它是一种高聚酯；塑料在自然环境下 难于分解、腐烂，能造成白色污染。 答案： CD
涤纶
常见合成纤维
合成纤维与人造纤维易混淆。合成 纤维的原料是石油、天然气、煤等，原 料本身不是纤维素。而人造纤维是天然 高分子化合物经化学处理制得的纤维， 原料本身是纤维素。
2．合成橡胶 烯烃 (1)原料：以石油、天然气为原料，以 二烯烃 和等为单体，聚合而成。 (2) 性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、 耐高温或耐低温等性能。 (3)几种常见的合成橡胶
(1)由该高聚物的链节可知，它是由乳酸
通过酯化反应聚合得到的，所以该聚合物 降解为单体的过程就是酯的水解过程。 (2)该单体具有两个官能团，分别为羧基(—COOH)和 羟基(—OH)。 (3)醇羟基能与钠反应生成氢气，但不能与碳酸氢钠反 应；羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2，同时能与钠反应， 所以可得1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消 耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。
人教化学选修5应用广泛的高分子材料PPT(19页)
用途：可作高温高压设备的衬垫，油管衬里，火 箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料。
羊毛好，是优良的天然代用品。 ④ 缺点：耐磨性能不及羊毛好。 ⑤ 合成：
磷钼酸铋
H2C CHCH 3 +NH3 + O2 425~510℃
H2C CH-CN 引发剂
H2C CH
CN n
人教化学选修5应用广泛的高分子材料 PPT(19 页)
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4． 聚乙烯醇缩甲醛纤维
二、纤维
纤维
植物纤维：如棉花、麻等。 天然纤维
动物纤维：丝、毛等。
化学纤维 人造纤维： 如粘胶纤维、硝化纤维等
合成纤维：如尼龙、涤纶、丙纶等 。
成纤的基本条件
1．具有线型分子结构，分子链排列规整。
2．分子量大小要适当，才有利于拉丝和保证足够的 强度。(104)。
3．分子链间要有较强的吸引力 4．能溶解或溶融。
2. 在单体前加个“聚”字。 聚氯乙烯
3. 缩聚反应制得的高聚物，在原料后加“树脂”二 字。酚醛树脂、环氧树脂
4. 商品名称：腈纶、的确良（聚对苯二甲酸乙二酯 纤维）、电木（酚醛树脂）
高分子化合物的物理状态 1．晶相高聚物和非晶相高聚物 2．线型非晶相高聚物的聚集状态
玻璃玻态璃态：tg形变困高难弹，态硬度大tf。 粘流态 塑 处高料 状弹所 态态：形变很容橡 处胶 状易所 态，具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态 粘流态：形变能任意发生，具有流动性。
制品的机械强度和耐磨性能。
② 硫化：使橡胶分子链间发生交联，从而
改善生胶易发生形变的缺点。
③ 防老剂：提高橡胶的抗老的性能， 延长橡胶制品的使用寿命。
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羊毛好，是优良的天然代用品。 ④ 缺点：耐磨性能不及羊毛好。 ⑤ 合成：
磷钼酸铋
H2C CHCH 3 +NH3 + O2 425~510℃
H2C CH-CN 引发剂
H2C CH
CN n
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4． 聚乙烯醇缩甲醛纤维
二、纤维
纤维
植物纤维：如棉花、麻等。 天然纤维
动物纤维：丝、毛等。
化学纤维 人造纤维： 如粘胶纤维、硝化纤维等
合成纤维：如尼龙、涤纶、丙纶等 。
成纤的基本条件
1．具有线型分子结构，分子链排列规整。
2．分子量大小要适当，才有利于拉丝和保证足够的 强度。(104)。
3．分子链间要有较强的吸引力 4．能溶解或溶融。
2. 在单体前加个“聚”字。 聚氯乙烯
3. 缩聚反应制得的高聚物，在原料后加“树脂”二 字。酚醛树脂、环氧树脂
4. 商品名称：腈纶、的确良（聚对苯二甲酸乙二酯 纤维）、电木（酚醛树脂）
高分子化合物的物理状态 1．晶相高聚物和非晶相高聚物 2．线型非晶相高聚物的聚集状态
玻璃玻态璃态：tg形变困高难弹，态硬度大tf。 粘流态 塑 处高料 状弹所 态态：形变很容橡 处胶 状易所 态，具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态 粘流态：形变能任意发生，具有流动性。
制品的机械强度和耐磨性能。
② 硫化：使橡胶分子链间发生交联，从而
改善生胶易发生形变的缺点。
③ 防老剂：提高橡胶的抗老的性能， 延长橡胶制品的使用寿命。
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5.2《应用广泛的高分子材料》课件
（1）尽量避免使用塑料袋。你可以尝试着去使用帆 布袋，比起塑料和纸袋，它们更为结实耐用。 （2）避免使用一次性用品，比如一次性打火机，圆 珠笔。 （3）拒绝购买过分包装的商品。
（4）使用纸制或者木制的商品，比如纸制的咖啡杯， 文件夹和木制砧板，衣架 。
二.合成纤维
天 然 棉花 纤 维 化 学 纤 维
大量被填埋的 塑料长期不能得到 分解，从而占据了 大量的空间。
漂浮在海洋中以及 被丢弃在公路和铁路旁 的塑料垃圾也由于长期 不能分解而造成严重的 海洋及生态污染。
大自然因此而失 去了原有的美丽
4、降解材料
（1）降解原理 塑料是由高分子化合物制造的，而高分子 化合物是由重复的基团组成的长链分子，改变 高分子化合物的结构，可使它们容易降解。 （2）降解手段 光降解：在高分子化合物的分子链的一定距 离之间添加光敏基团，如果被曝晒在阳光下，光 敏基团吸收阳光中的紫外线而使高分子化合物在 此断裂，断裂以后的碎片较容易被生物降解。
（电木） 2.酚醛树脂 反应物：酚类＋醛类 酸催化－线型 具热塑性，能溶于一些 ❖ 苯 酚 有机溶剂中 酚 醛 ＋ 树 碱催化－网状结构 甲 脂 （体型） 醛 具热固性，不溶于任何 理解掌握、注 溶剂
意书写！
实验5-1
分组编号 Ⅰ Ⅱ
①苯酚+甲醛+浓盐酸 ①苯酚+甲醛+浓氨水
实验步骤
产品外观
加热试验 酒精溶解 结构特点
②沸水浴加热15min ③洗净、烘干 粉红色固体 淡黄色固体
软化（热塑性） 溶解 线型结构 不软化（热固性） 不溶解 网状结构
思考与交流： 1．什么条件下可得到网状的酚醛树 脂？为什么？
2．合成线型脲醛树脂的化学反应方 程式？ 3．如何理解体型（网状）脲醛树脂 因为线型结构有-OH、亚氨基等，可以进一步反应 的生成？ 4．究竟怎样的线型高聚物才可能进 一步转变为体型？
52应用广泛的高分子材料 30页PPT文档
② 用途：制薄膜，制中空制品；制管板材；制包裹 材料。
酚醛树脂 P108
宇宙飞 船的外 壳
主要用作绝缘、 隔热、难燃、隔音 器材和复合器材。
电器部 件
烹饪器 具的手 柄
形成 ❖苯 酚 ＋ 甲 醛
酸催化－线型
具热塑性，能溶于一些
酚 醛
有机溶剂中
树 碱催化－网状结构 脂 （体型）
具热固性，不溶于任何 溶剂
HO [ OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH ]nH +（2n-1）H2O
三、合成橡胶
1、特性：具有高弹性的高分子化合物，其分 子结构中的高分子链状在无外力作用时呈卷曲 状，有柔性，受外力时可伸直，取消外力后又 可恢复原状。
2、分类： 天然橡胶
通用橡胶
丁苯橡胶 顺丁橡胶
橡胶
合成橡胶
特种橡胶
氯丁橡胶 聚硫橡胶 硅橡胶
天然橡胶 CH2=C-CH=CH2 CH3
异戊二烯
硫磺硫 化剂
天然橡胶——线型
网状体型
橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大
3、常见合成橡胶的性能和主要用途
相比而言，合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面， 但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低 温等性能，因而广泛用于工农业、国防、交通及日常生 活中。
②沸水浴加热15min ③洗净、烘干
淡粉红色固体 软化（热塑性） 溶解 线性结构
淡黄色固体
不软化（热固性）
不溶解 网状结构
怎样清洗线型酚醛树脂？ 福尔马林溶液或乙醇清洗
【思考与交流】
尿素是蛋白质的代谢产物， 随尿排出体外。尿素氮原子上的 氢可以像苯环上的氢原子那样与 甲醛发生加成反应，并可缩聚成 线型和网状结构的脲醛树脂。你 能写出它们的结构式吗？ P108
酚醛树脂 P108
宇宙飞 船的外 壳
主要用作绝缘、 隔热、难燃、隔音 器材和复合器材。
电器部 件
烹饪器 具的手 柄
形成 ❖苯 酚 ＋ 甲 醛
酸催化－线型
具热塑性，能溶于一些
酚 醛
有机溶剂中
树 碱催化－网状结构 脂 （体型）
具热固性，不溶于任何 溶剂
HO [ OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH ]nH +（2n-1）H2O
三、合成橡胶
1、特性：具有高弹性的高分子化合物，其分 子结构中的高分子链状在无外力作用时呈卷曲 状，有柔性，受外力时可伸直，取消外力后又 可恢复原状。
2、分类： 天然橡胶
通用橡胶
丁苯橡胶 顺丁橡胶
橡胶
合成橡胶
特种橡胶
氯丁橡胶 聚硫橡胶 硅橡胶
天然橡胶 CH2=C-CH=CH2 CH3
异戊二烯
硫磺硫 化剂
天然橡胶——线型
网状体型
橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大
3、常见合成橡胶的性能和主要用途
相比而言，合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面， 但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低 温等性能，因而广泛用于工农业、国防、交通及日常生 活中。
②沸水浴加热15min ③洗净、烘干
淡粉红色固体 软化（热塑性） 溶解 线性结构
淡黄色固体
不软化（热固性）
不溶解 网状结构
怎样清洗线型酚醛树脂？ 福尔马林溶液或乙醇清洗
【思考与交流】
尿素是蛋白质的代谢产物， 随尿排出体外。尿素氮原子上的 氢可以像苯环上的氢原子那样与 甲醛发生加成反应，并可缩聚成 线型和网状结构的脲醛树脂。你 能写出它们的结构式吗？ P108
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已内酰胺
H[NH(CH2)5CO]nOH 锦纶-6
2021
2． 聚酯纤维
① 各链节以—COO—相连结 ② 商品名称：涤纶、的确良等 ③ 优点：强度大、耐磨（仅次于聚胺纤维）、富有弹性、
易皱、吸水性小、耐光、耐腐蚀、耐漂白剂、耐氧化剂、耐有 机试剂及无机酸，绝缘性好。
n H
抽 丝 便 得 的 确 良 纤 维
2021
3． 聚丙烯腈纤维
① 单体：是丙烯腈 ② 商品名称：腈纶（又称合成羊毛） ③ 优点：柔软蓬松，强度、保暧性及弹性 比
羊毛好，是优良的天然代用品。 ④ 缺点：耐磨性能不及羊毛好。 ⑤ 合成：
H 2 C C3 H + N 3 C + O H 2H 磷 4 2 钼 5 ~ 酸 5 1 铋 0 ℃ H 2 C CH 引 发 剂 - C H 2 C N C Cn H N
④ 缺点：耐碱性稍差。 ⑤ 例：的确良——聚对苯二甲酸乙二酯纤维
H 3 COO C C O 3 + O 2 H O C C H 2 H C H 2 O H 酯 交 换H2 O C2 C H HOO C C O 2 C O 2 O H C
缩 聚
HO2 C H 2 C HOO C C O OO 2 C C2 O H H H
制品的机械强度和耐磨性能。
② 硫化：使橡胶分子链间发生交联，从而
改善生胶易发生形变的缺点。
2021
几种常见的塑料
1. 聚氯乙烯 (PVC) 是线型结构热塑性高分子化合物
引发剂
nH2C CHCl33~38℃
H2 C CH
Cl n
优点：机械强度好，耐腐蚀性，电绝缘性
优良，易加工成型，成本低。
缺点：软化点较低（65~80℃），不耐寒，
冬天硬脆易断裂，耐热耐光差。
外观：白色、无臭，无味的无定形物。
通特用殊高高分分子子—、—功用能量高最分大子，、面仿也生广高。分子、生物高分子 、 医四药烯高：分聚子乙、烯高、分聚子氯试乙剂烯、、高聚分丙子烯催、化聚剂苯。乙烯
六纶：涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶 四胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶 、乙丙橡胶
2021
高分子化合物的命名
1. 高分子命名一般习惯上用俗名。纤维、淀粉 2. 在单体前加个“聚”字。 聚氯乙烯 3. 缩聚反应制得的高聚物，在原料后加“树脂”二 字。酚醛树脂、环氧树脂 4. 商品名称：腈纶、的确良（聚对苯二甲酸乙二酯 纤维）、电木（酚醛树脂）
2021
4． 聚乙烯醇缩甲醛纤维
① 单体：
H2CC2 HC2 HCH O C2 HO
② 商品名称：维纶 ③ 特点：外观、手感、吸湿性均极似棉花，有 “合成棉花”之称。其耐磨性、强度都比棉花好。2021三 Nhomakorabea天然橡胶
1．来源： 2．化学组成：聚异戊二烯，线型高分子，分子量20-50万。 3．顺式结构：有良好的高弹性，但耐磨性和机械强度差。 4．反式结构H C2H ：3C C 分子C H 间引H C 力2 大，结H C2晶H3C 区C较C 多H，弹C性2H很差，是硬质橡胶。 5． 填①料H C 和2C H 填H 防23C C C H 料老2C H ：剂H C 是2C H 为C H 2 2了H C C 3C 减C 3 C H H 少C 生H C H 2胶C H C H H 2 的2 3C C 用C 量H，C C并2 2H H C 提2 高H
2021
高分子化合物的物理状态 1．晶相高聚物和非晶相高聚物 2．线型非晶相高聚物的聚集状态
玻 璃玻态璃态：tg形变困高难弹，态硬度大tf。 粘流态 塑 处高料 状弹所 态态：形变很容橡 处胶 状 易所 态 ，具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态 粘流态：形变能任意发生，具有流动性。
温度升高 温度降低
2021
二、纤维
植物纤维：如棉花、麻等。
天然纤维
纤维
动物纤维：丝、毛等。
化学纤维人造纤维：如粘胶纤维、硝化纤维等
合成纤维：如尼龙、涤纶、丙纶等 。
成纤的基本条件
1．具有线型分子结构，分子链排列规整。
2．分子量大小要适当，才有利于拉丝和保证足够的 强度。(104)。
3．分子链间要有较强的吸引力 4．能溶解或溶融。
第2节 应用广泛的高分子材料
2021
高分子化合物的分类
1. 按来源分类：天然高分子（天然橡胶、纤维素、淀粉） 合成高分子（合成橡胶、合成纤维、塑料）
2. 按工艺性质和应用分类：塑料、橡胶、纤维 3.按高分子主链结构分类 ：碳链高分子化合物、
杂链高分子化合物等。 4. 按合成高分子化合物的反应类型分类：加聚物、缩聚物 5. 按应用功能分类：
应用：轻工、化工、电器等方面。
2021
2． 酚醛塑料（俗称电木） 是酚醛树脂添加其他配料制成的产品。
制备：苯酚与甲醛在酸催化下进行缩聚反应
结构：
OH
OH
OH
H2
H2
C
C
n
特点：加热不会熔化，不溶于水及有机溶剂。 电绝缘性优良，耐许多化学药剂腐蚀。有良好 物理机械性能，很坚硬。
应用：电气工业绝缘材料（开关、灯头）； 化学工业防腐材料等。
2021
几种重要的合成纤维
1．聚酰胺纤维 ① 各链节以 —CONH— 相连结 ② 商品名称：锦纶（又称尼龙）、耐纶等 ③优点：具有高强度，有一定的弹性、耐磨、耐油、耐腐蚀、耐细菌。 ④ 缺点：耐光较差，长期光照下强度下降。 ⑤ 例：
OH
+ 3H2
130~180℃
Ni
OH380~450℃ 锌、铁
O NH 2OH H2SO4 NH 4OH
2021
一、塑料
1． 定义：是指具有可塑性能的高分子材料。
2. 分类
热塑性塑料
据受热可分为 热固性塑料
通用塑料 据应用可分为
工程塑料
3. 组成
树 脂 （ 主 要 成 份 ）
塑 料 通 常 由 添 加 剂 ： 填 料 、 增 塑 剂 、 稳 定 剂 、 润 滑 剂 、 色 料 等
2021
树 脂: 指尚未与各种添加剂混合的高聚物。 填 料:（又称添加剂）提高制品的强度和耐热 性并可降低成本。20~50%）。 增塑剂:（又称软化剂）使制品具有韧性。增强 可塑性，降低脆性和刚性。 稳定剂：防止塑料老化，延长使用寿命。 润滑剂：防止塑料在成型过程中粘附压模，造成 脱落困难。 固化剂：加速高聚物分子间发生交联、硬化。 色 料： 使制品美观。