第三单元.高分子材料与复合材料

CH=CH2 和CH2=CH2 CH=CH2
CH2=CH-CH=CH2
缩聚高聚物单体的判断思路
1、凡链节为 [O-CH2-R-CO]n结构的高聚物，其合成单体
必为一种。(在氧原子上加氢，羰基碳上加羟基）
O
[O-CH-CH2-C]n CH3
HO-CH-CH2-COOH CH3
O
2、凡链节中间含有-C-O-酯基结构的高聚物，其合成单体
例：写出下列物质的聚合过程：
1、CH2=CH-CH-CH3 COOCH3
HCHO
2、CH3-CH-COOH OH
HOOC- -COOH与HO-CH2- -CH2-OH
3、苯酚和甲醛合成酚醛树脂
加聚高分子化合物单体确定思路
1、凡链节的主链只有两个碳原子的高聚物，其合成单体必 为一种，将单键变双键即可。
合成高分子材料---橡胶
橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶
天然橡胶是利用天然胶乳作为原料制造的。天然胶乳可 从近500种不同植物中获得，但主要还是从热带植物----橡胶 树中取得，其基本的化学组成是异戊二烯。
考虑1：写出天然橡胶（聚异戊二烯）的形成过程？
考虑2：根据天然橡胶的结构
说说它的性质可能有哪些不足?
羊毛 造醋赛酸璐纤蛋珞维和：白油用质漆于）制。造电弹水影性洗胶强后，收片隔缩的热，片性易、起基保球，暖也性好可，作
人造 纺织工纤业原维料素。
吸水性好，穿着舒适，不起
化 纤维 （黏胶纤维） 静电，不耐洗，不耐穿
学 纤 维
合成 纤维
以有机高分子为 强度高，耐磨，不易 原料，通过拉丝 染色，吸湿性、 工业获得的纤维。透气性差
D.聚乳酸的单体为：CH3-CH-COOH
OH
4、科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术， 即在沙漠 中喷洒一定量的 聚丙烯酸酯与水的混合物，使其与沙粒结 合，形成既能阻止地下的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水
作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是（B ）
① 聚 丙 烯 酸 酯 的 单 体 的 结 构 式 为 CH2＝CHCOOR； ②聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点； ③聚丙烯酸酯能与H2发 生加成反应； ④合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应
3、一次性使用的聚苯乙烯材料带来的“白色污染” 就是一种较为严重的污染现象。最近研制成功的一种 [O-CH-C]n能代替聚苯乙烯，它是由乳酸聚合而成的， 这种C材H3料O可以在乳酸菌作用下完全降解。下列关于聚
乳酸的说法正确的是（CD）
A.聚乳酸是一种纯净物。 B.聚乳酸的聚合方式与聚苯乙烯相似。
C.聚乳酸的形成过程是一个缩聚反应。
3、强度 4、电绝缘性
合成高分子材料---塑料
聚乙烯(PE)产品：无毒，化学稳定性好，适合做食品 和药物的包装材料。
聚氯乙烯（PVC）：化学稳定性好，耐酸碱腐蚀， 使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬。 分为：软质塑料和硬质塑料
聚丙烯(PP)
聚苯乙烯(PS) 尿醛塑料(电玉)
分类
类型
原则
特征和举例
2、凡链节主链有四个碳原子，且链节无双键的高聚物， 其单体必为二种。二碳一组，单键变为双键即可。
3、凡链节主链中只有碳原子，并存在C=C双键结构的高聚物， 其规律是：“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”，然后单 键变双键，双键变单CH2
[CH2-CH2-CH-CH2]n [CH2-CH-CH2-CH=CH-CH2]n
按受热 热塑性塑料 时的特
征 热固性塑料
按应用 范围及 性能特
点
通用塑料 工程塑料
成分为热塑性树脂。可以反复塑制， 如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等
成分为热固性树脂。加工成型后为 不熔状态，如酚醛、氨基塑料等。 通用性强、用途广、产量大、价格低。 主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，
聚丙烯等。
机械性能好、强度高，可以代替金属 用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、 聚碳酸酯、氟塑料等。
第三单元.高分子材料与复合材料
高分子材料
棉花
天然高分子材料 羊毛
天然橡胶
塑料
合成高分子材料 合成纤维
合成橡胶
有机高分子表示的含义
nCH2=CH2 △, P ［CH2--CH2］（聚乙烯）
注：nCH2=CH2表示单体； n表示聚合度 （为平均值）
-CH2-CH2-表示链节； [CH2-CH2]n 表示高分子或聚合物。
用ABS塑料制成的装修材料及 其他各种用品美观轻巧，可与金 属媲美。电视机、洗衣机等家用 电器的壳体，通讯器材、汽车、 飞机零部件及各种仪表的外壳等 都是用ABS塑料制成的。
图3-32 用ABS塑料制成 洗衣机的外壳
可溶解的医用塑料洗衣袋
某些医院采用可溶解的塑料袋装放病人用过的衣被。清 洗时可以直接放进洗衣机，洗衣袋能很快溶解在水里，避免 了衣被中的病菌对洗涤人员的感染。你知道这些可溶解的塑 料袋是用什么制成的吗?
其他
其他分类，分为通用、工程、耐高温和特种塑料四 大类；或通用、工程和其他塑料三大类。
1．有些塑料制品可以用热黏结法修补，有些 可以用某种溶剂黏结，另一些则无法修补，你知 道其中的原因吗?
热塑性塑料制品可以用加热的方法黏补，也可 回收后重新软化加工。有些热塑性塑料可溶解于 某些有机溶剂，如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯) 可溶解于氯仿，聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有 机溶剂。
必为两种，从酯基碳氧键中间断开，羰基上加羟基，
氧原子上加氢原子。
OO [-C--C-O-CH2-CH2-O]n
COOH COOH
和
CH2OH CH2OH
1、下列关于乙烯和聚乙烯的叙述正确的是（ ） A.二者都能使溴水褪色，性质相似； B.二者互为同系物；
√C.二者最简式相同；
D.二者分子组成相同。
料可以使信息社会的梦想成真。目前，导电性塑料已在许多
二、工有业机领高域内分应子用的，基其本研性究工质作？进入了实用化阶段。在未来的
能源工业线中型，结导构电塑适料当将的成溶为剂中重能要溶的解一，员但速。度慢；如有机玻璃 1、电溶子解导设性电备塑体机料型房的结都另构要一求特一抗点般静是不电具易防溶有解护消，，除但新静能型电胀飞大的；机功如上能橡的。胶电计子算器机件和要 2、求些线体防要型型电求结结磁都构构干可具具扰以有有，用热热树导塑 固脂电性性基塑：：加复料加热热合薄后不材膜熔熔料屏解解机蔽，，可身加如塑酚、以造醛机解成塑翼决各料要。种等形求；状防，雷如击聚，乙这烯；
2、丁睛橡胶[ CH2－CH=CH-CH2－CH2－CH]n 具有优良的 CN
耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是 ( C)
①CH2=CH-CH=CH2 ②CH3-C=C-CH3 ③CH2=CH-CN ④CH3-CH=CH-CN ⑤ CH3-CH=CH2 ⑥CH3-CH=CH-CH3
A.③⑥ B.②③ C.①③ D.④⑤
聚四氟乙烯之所以难以粘 附，原因在于聚四氟乙烯外围 是氟原子，它是表面光滑的秘 密，氟原子几乎对所有的物质 都产生排斥，即使粘胶剂也很 难与其粘附。
考虑：随着科技的发展出现了一些具有特殊性能的合成材料，如
工程塑料
------ABS工程树脂，由丙烯腈（CH2=CHCN，符号A）、1，3-丁 二烯（CH2=CH-CH=CH2，符号B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH2， 符号S）按一定配比共聚而得。
“尼龙”—人类第一次通 过化学合成得到的化学纤
1928年，美国杜邦维公司的科
学家希望合成一种和真丝与 羊毛中的蛋白质链相似的高 分子。他们没有使用氨基酸 (蛋白质的合成原料)，而是 用胺和羧酸作原料。得到的 聚酰胺高分子化合物可拉成 细丝，这些细丝坚韧而且光 滑，非常像蚕吐出的丝。 “尼龙”就此诞生，并很快 成为丝绸的替代品。
A．③④ B．①② C．①②③ D．①②③④
一、有机高分子的结构：线型？体型？
结具导构有电科导性学线电与研型性银究结，、发构例铜现如相，12、 、聚当经子长 分乙的过链 子间炔聚状 链特作、合、 上殊用多 可聚物改条 以力苯，造高 带结硫被之分 支合醚称子 链后等为链 ，，交 也。有塑缠 可目 机料、以前金能接不，属触带像已或的支金地链制合属方成成一以一金样分批属。 与金属体相型比结，构塑料高分的子特链点之是间容通过易化加学工键，相重互量交轻联。，形导成电网性状塑
人造羊毛 腈纶柔软、轻盈、保暖，有“人造羊毛”之称。
它比羊毛轻lO％，强度却大2倍多。腈纶防蛀、耐光、不发霉。 它适合制作帐篷、炮衣、车篷、幕布、窗帘等户外织物。用 它制成的毛线为人们所喜爱。
缝合线 乳酸纤维与其他有耐水性的化学纤维不同，它易水
解成小分子——乳酸。乳酸纤维也可以作外科手术缝合线， 在伤口愈合后无需拆线。因为，乳酸纤维在体内水解生成的 乳酸能参与人体的正常代谢作用，被消化排出体外。
防弹衣
合成纤维制品
防弹衣在20世纪60年代，尼 龙是制作防弹衣的主要材料。后 来发现，分子中含有苯环结构的 另一种聚酰胺纤维凯夫拉(Kevlar) 有助于加强衣料本身的张力(较尼 龙强2．5倍)。当子弹击中由此种 纤维制成的防弹衣时，就像坠入 一个网中，其能量会向四周扩散， 子弹便没有足够的能量冲破衣料 伤害人体了。现在凯夫拉已取代 尼龙作为制作防弹衣的主要材料。
天 然 纤 维
棉纤 维
的人硝一造酸种丝纤纤纤，维维短：维状纤工素物维业质俗上。称把粘人硝吸舒胶造酸适水纤棉和，性维，纤不好中都维起，的可素静易长供酯电干纤纺化，，维织比不穿俗使较耐着称用完磨。
蚕丝 全火、药含）蛋氮，量把白高含质的氮硝量酸低纤的吸不维硝水起叫酸性静好电做纤，，火维手不棉成感起柔球（为和制胶，造棉有光无（泽烟制，
缺陷2：一般橡胶制品只达到轻度交联，高分子链上含有双键。
（1）A、B和S三种单体中，碳氢比（C：H）值最小的
单体是 1，3-丁二烯
。
（2）经元素分析可知该ABS样品的组成为CaHbNc(a、b、c为正整
数)，则原料中A和B的物质的量之比是
（用a、b、c表示）。
2c:(b-a)
ABS塑料既保留了聚苯乙烯坚 硬、透明、良好的加工性能和绝 缘性等优点，又兼具聚丙烯腈高 强度、耐热等特性，且具有聚丁 二烯较好的弹性和耐冲击性，从 而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高 温的缺点，是一种融合了三者优 越性能的合成材料。
合成纤维
优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学 腐蚀和不怕虫蛀等。 缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。 常见合成纤维：锦纶(尼龙)、涤纶(的 确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、 丙纶。
涤纶织品 涤纶强度高、耐磨、耐光、耐蚀、防蛀、易洗
快千、挺括，是优良的衣料，也大量用于制作轮胎帘子线、 工业滤布、绳索等。
2．日常生活中使用的塑料薄膜包装袋， 有的可以用于食品包装，有的不可以，为 什么?
制造塑料制品时，加入的某些添加剂对人体 有害，使用时必须注意。例如，聚氯乙烯薄膜 中含有的增塑剂对健康有不良影响，不能用来 包装食品。聚乙烯塑料中不含对人体有害的添 加剂，可制成食品保鲜袋或保鲜膜。
3．聚四氟乙烯是一种含氟塑料，它 不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀，且 在-269.3～250℃的温度范围内都可使用，因而被 誉为“塑料王”。不粘锅的内壁涂敷了聚四氟乙 烯:写出聚合反应式？为什么用不粘锅进行烹调时 食物不容易烧焦，也不会粘锅?
缺陷1：天然橡胶(生胶)是线型高分子，物理与机械性能比较差， 在温度较高或受力较大时，易发生形变，且形变后难复原。
改进措施：增加橡胶分子之间交联的方法，使线型分子 转变成为体型分子。硫化橡胶既有弹性又不易变形，就是因 为在长的线型分子间形成了二硫键。
但是未经硫化的生橡胶可溶解于甲苯等有机溶剂．硫化 橡胶在有机溶剂中不溶解，只发生溶胀。生橡胶的甲苯溶液 可用做橡胶制品的黏接剂。
然
纤
纤 维
动物纤维：如羊毛、 蚕丝
维
化 学
合成纤维：用石油、天然 气等为原料制成的单体，
纤 再经聚合制成的纤维
维 人造纤维：用化学方法对
木材等天然纤维加工制成。
表3—5常见的天然纤维、化学纤维的化学组成和主要性能
粘胶纤维：把植物秸秆、棉绒等富含纤维素的
常见纤维 物质经化过学氢组氧成化钠和二硫化碳主等要处性理后能，得到
可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成。聚乙烯醇是用聚乙 酸乙烯酯通过水解反应制得的。在不同的生产条件下制得的 聚乙烯醇水溶性有差异，可以在不同场合使用。例如，手术 时使用的缝合线，可以根据需要选择溶解时间长短不同的聚 乙烯醇制品。
手术套服
包装薄膜制品
合成高分子材料---纤维
植物纤维：如棉花、
天 木材、草类等