高中化学选修五第五章第二节

可反复加工，多 次使用 能溶解在适当的 有机溶剂里 加工成型后受 热不再熔化 不易溶解，只有一 定程度的胀大
四、高分子合成材料——塑料
结构
决定
性质
决定
用途
1、分类： 热塑性塑料——如聚乙烯
适用于高分子化合物
高分子链间无永久性的化学交联，只有微弱的分 子间作用力以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理 交联，此交联会随加工过程而有纠缠及去缠的现象； 因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动 的现象：随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆 过程 。
异戊二烯ห้องสมุดไป่ตู้
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
五、高分子合成材料——合成纤维
1、纤维分类
天然纤维
纤 维
棉花 蚕丝、 麻 羊毛
【区别】纤维与 纤维素一样吗?
人造纤维 ——用木材等为原料经加工处理的。
人造丝、人造棉
合成纤维——用石油、天然气、煤和农 副产品等不含天然纤维的物质为原料， 经过化学合成和加工制得的纤维
化 学 纤 维
纤维
（简称有机合成材料）
三、高分子化合物性质探究
• ①线型结构的高分子具有热塑性。根据这 一性质制成的高分子材料具有良好的可塑 性，能制成薄膜、拉成丝或压制成各种形 状，用于工业、农业、日常生活等。 • ②有些体型高分子一经加工成型就不会受 热熔化，因而具有热固性。
按结构分类——
线型
合 热塑型 成 高 支链型 分 子 网 状 体 －热固型 结型 构
CH2OH
CH2OH
HOCH2
—OH CH2OH
CH2OH
2，4-二羟甲基苯酚
2，4，6-三羟甲基苯酚
酚 醛 树 脂 局 部 结 构
酚醛树脂 （电木） 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 溶剂
己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66的化学方程式
HOOC(CH2)4COOH
H2N(CH2)6NH2
nHO-OC(CH2)4CO-OH + nH-NH(CH2)6HN-H
HO [ OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH ]nH
+（2n-1）H2O
• 2、合成纤维性能：
• 合成纤维工业创立于20世纪40年代，由于其性能 优异，原料来源丰富，价格便宜，用途广泛，生 产不受气候等自然条件的限制，使其得到了非常 迅速的发展。 • 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合 成纤维的：六大纶 • 它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质 轻保暖等优点。 • 衣物： • 工业：隔音、隔热、绝缘、包装材料 • 渔业：渔网、缆绳； • 医疗：输液管、缝合线、止血棉等； • 航空：降落伞、飞行服、太空服等。都离不开合 成纤维
无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的 包装材料 高压聚乙烯做薄膜，不用
加增塑剂，十分柔软。
单体: CH2=CH2
保鲜膜 吹塑成型的聚乙烯薄膜
了解塑料产品
◆聚氯乙烯（PVC） 单体: CH =CHCl 2
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
◆聚苯乙烯
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。
合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶
【化学名】聚对苯二甲酸乙二醇酯 对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式
OH
O + H—C—H =
H+
H+
OH ─CH2OH
羟甲基苯酚
OH n —CH2OH
OH H[ —CH2]n O
H
+（n -1）H2O
在碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的 甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、 三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网 状结构的酚醛树脂。
OH
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）。
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
• 顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地
带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。产量居世界 第二位
• 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
催化剂 nCH2=CH-CH=CH2 1 2 3 4
CH2 CH2 1 4 C=C H 2 3 H n
硫化剂的作用是打开顺 式聚1，3-丁二烯的双键，以 -S-S-键将顺丁橡胶的线型结 构连接为网状结构，得到既 有弹性又有强度的橡胶。但 交联程度不宜过大，否则会 失去弹性。
天然橡胶 CH2=C-CH=CH2 CH3
相对较低 低密度
相对较小 相对较小
食品包装袋等薄膜制品
用途
低密度聚乙烯 LDPE
高密度聚乙烯 HDPE
高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中
• 【思考】高压聚乙烯为什么比低压聚乙烯的熔点低、 密度低？为什么高分子化合物具有一定的弹性？
影响高分子化合物熔点、密度的因素： 高分子链之间的作用力与链的长短有关 高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的 作用力越大——熔点、密度越高
二、高分子化合物的结构特点
1、高分子化合物通常结构并不复杂，往 往由简单的结构单元重复连接而成； 如聚乙烯
[CH2 CH2] n 中：
【按结构分类】
高 分 子 化 合 物
线型高分子
支链型高分子
体型高分子
网状结构(体型)
2、根据结构中链节连接方式分类，可以有线 型结构和体型结构，线性结构又可分为带 支链和不带支链的结构。
丁苯橡胶
通 用 橡 胶
氯丁橡胶
2、性质： 耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀 性、耐老化等方面有着其独特的优势。 橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都 要高，一般在105—106范围内。
• 橡胶是一类具有弹性的物质，当施以外力时 形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形 状。 共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键
HOOCn
-COOH
HOCH2CH2OH
HOOCHO [ OC-
-COOH +nHOCH2CH2OH -COOCH2CHO ]nH
催化剂
+（2n-1）H2O
六、高分子合成材料——合成橡胶
• 1、橡胶分类
橡胶
合成橡胶于20 世纪开始出现， 40年代得到迅 速发展。
三叶树胶（顺） 天然橡胶 杜仲树胶（反） 丁苯橡胶 顺丁橡胶 合成天然橡胶 合成橡胶 丁腈橡胶 氯丁橡胶 乙丙橡胶 硅橡胶
3. 常见塑料：
例如：聚乙烯
低压聚乙烯
较低压力催化剂
高压聚乙烯
合成条件 分子结构类型 有无支链 高分子链长短 相对分子质量
高压高温引发剂
支链型
线型 少有或没有 相对较大
√
相对较短 相对较小
相对较长
高压聚乙烯
熔融温度 密度 硬度 分子间作 用力
低压聚乙烯
相对较高 高密度
相对较大 相对较大
瓶、桶、板、管、棒材等
热固性塑料：——如酚醛树脂
塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联 剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形 成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反 应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料会 受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形 的现象。 常见的热固性塑料 包括环氧树脂、酚醛 树脂、聚酯树脂。
高压聚乙烯主链比低压聚乙烯短，相对分子质量小
熔沸点还与高分子链之间的疏密远近有关
链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高 高压聚乙烯主链带有长短不一的支链，支链结构有碍碳碳 单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力比低压聚乙烯低， 熔点和密度也就较低。
几种常见的塑料
◆ 聚乙烯(PE)产品
• 2、主要成分：
• 塑料——主要成分是合成高分子化合物即合 成树脂
• 适应各种要求：在高分子材料中掺入各种加 工助剂（如聚氯乙烯；增塑剂—提高柔韧性； 热稳定剂—改进耐热性；赋予各种颜色-着 色剂等） • 常见塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯、酚醛树脂等。
【理解】
树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加 剂混合的聚合物 塑料＝树脂＋添加剂 树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添 加剂也起重要作用 塑料一般由合成树脂及增塑剂、防老化剂、 润滑剂、色料等添加剂组成，它的主要成分是 合成树脂。
选修5
第五章
第二节 应用广泛的高分子材料
一、有机高分子的分类及命名
有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。
【按来源分类】
天然 有机高分子材料 有机高分子材料
（简称有机合成材料）
合成 有机高分子材料
棉花、麻 羊毛、蚕丝
【按用途和性能分类】
塑料 合成纤维
合成高分 子材料
三大合成材料
合成橡胶 黏合剂 涂料 高分子分离膜 液晶高分子 导电高分子 医用高分子
单体： CH2=CH
C6H5
聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）
单体：
CH2=C COOCH3 CH3
◆聚四氟乙烯 单体：
CF2＝CF2
人们给聚四氟乙烯冠以 “塑料王”的美称。
一种特别的菜锅——不粘锅。 易清洁的脱排油烟机，人们仅仅是在锅的内表面和脱排油烟 机的外表面多涂了一层氟树脂。利用氟树脂优异的热性能、 化学性能、易清洁性能和无毒性能，它还有最好的耐化学腐 蚀和耐老化的性能。
合成 材料
功能高分 子材料
高吸水性树脂
复合材料
【资料卡片】
• 高分子化合物的命名： • （1）天然高分子化合物习惯用专有名称；如 淀粉、纤维素、蛋白质、甲壳质等； • （2）合成高分子化合物一般在单体名称前加 上“聚”。如聚丙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯 等；如聚对苯二甲酸乙二醇酯，酚醛树脂等。 • 树脂含义：指未加工处理的聚合物。 • （3）合成橡胶的名称通常在单体名称后加上 “橡胶”。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡 胶等。 • （4）合成纤维的名称常用“纶”。如涤纶
尼龙
涤纶
腈 纶
纺纶 纤维 织成 的防 弹衣 腈纶
锦纶
丙纶
维纶
氯纶
合成纤维的单
体或聚合物是
？
填表并书写化 学方程式：
• 【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？ 维纶（聚乙烯醇）具有较好的吸 性能互补 湿性，称为人造棉花，是因为
在其分子链上含有羟基的缘故。
4、 常见塑料：酚醛树脂（电木）
• （1）组成： • 用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在 酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化 合物。 • （2）形成： • 在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛 反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的 羰基加成生成邻（或对位）羟甲基苯酚， 然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型 结构高分子。