資源簡介

(共52張PPT)
第二節(jié) 高分子材料
第1課時(shí)
第五章　合成高分子
合成纖維
2
塑料
1
本節(jié)重點(diǎn)
本節(jié)難點(diǎn)
北京的地標(biāo)性建筑——水立方，屋頂采用ETFE的材料，其是一種非常輕薄且透明的塑料，比玻璃輕，具有優(yōu)越的耐候性和耐化學(xué)腐蝕性。
ETFE膜
(乙烯-四氟乙烯共聚物)
生活中的高分子材料
調(diào)料瓶材質(zhì)：
PP、PE、PET等
插座材質(zhì)：
ABS、PVC和PC等
涂料材質(zhì)：
環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂等
抹布材質(zhì)：
滌綸、腈綸、錦綸、丙綸、維綸和氯綸等
通用高分子材料
合成
纖維
合成
橡膠
涂料
黏合劑
塑料
主要成分是_________，輔助成分是各種________
合成樹脂
塑料
指未加工處理的聚合物，沒有添加各種加工助劑
成分
增塑劑、防老劑、著色劑、填料增強(qiáng)劑等
加工助劑
二者共同決定塑料的基本性能
熱塑性塑料
類型一
可反復(fù)加熱熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等塑料
塑料
常見的塑料按受熱分類
線型
結(jié)構(gòu)
高分子鏈間無永久性的化學(xué)交聯(lián)，只有微弱的分子間作用力以及由于鏈間糾纏所造成的暫時(shí)性物理交聯(lián)，此交聯(lián)會隨加工過程而有糾纏及去纏的現(xiàn)象；因此熱塑性塑料會隨加熱而有軟化變形乃至于流動的現(xiàn)象，隨溫度下降則有固化變硬的情形，為可逆過程 。
不能加熱熔融，只能一次成型，如酚醛樹脂等
塑料
常見的塑料按受熱分類
熱固性塑料
類型二
塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應(yīng)，透過交聯(lián)劑(或架橋劑)的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應(yīng)本身是不可逆的化學(xué)反應(yīng)，因此熱固性塑料在加工后并不會如熱塑性塑料般會受熱軟化，若溫度過高則發(fā)生裂解而不會有軟化變形的現(xiàn)象。
體型
結(jié)構(gòu)
交聯(lián)
02
HDPE
04
LDPE
06
PS
03
PVC
05
PP
07
OTHER
01
PETE
大
鹿
化
學(xué)
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
塑料
適合冷飲和暖飲，不適合裝熱飲，用完即丟，不能循環(huán)使用
01
PETE
大
鹿
化
學(xué)
PET
聚對苯
二甲酸
乙二醇酯
特點(diǎn)
用途
70℃易變形，會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)
礦泉水瓶、碳酸飲料瓶、果汁瓶、食用油瓶等
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
02
HDPE
大
鹿
化
學(xué)
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
PEHD
高密度
聚乙烯
特點(diǎn)
用途
沐浴露的瓶子、白色藥盒、超市塑料袋等
較硬，彈性較差，密度較高，熔融溫度為120-140°C，短期盛放食物，清潔干凈后可循環(huán)使用(非食物的容器)
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
04
LDPE
大
鹿
化
學(xué)
PEBD
低密度
聚乙烯
特點(diǎn)
用途
柔軟，彈性好，密度較低，熔融溫度為105-120°C，可裝食物，但耐熱不強(qiáng)，不能微波加熱
保鮮膜、保鮮袋、牙膏管、牛奶盒內(nèi)貼膜等
高密度聚乙烯與低密度聚乙烯同屬于聚乙烯塑料，性能為什么不同
02
HDPE
乙
烯
0.1 MPa~2 Mpa，60~100 ℃
催化劑
低壓法聚乙烯
線型結(jié)構(gòu)
04
LDPE
乙
烯
150 MPa~300 MPa，200 ℃
引發(fā)劑
高壓法聚乙烯
支鏈型結(jié)構(gòu)
支鏈較多，密度和軟化溫度較低
用來引發(fā)聚合反應(yīng)的物質(zhì)
支鏈較少，密度和軟化溫度較高
為什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低、密度也低呢？
高分子
鏈越長
相對分子
質(zhì)量越大
分子鏈之間
的作用力越大
鏈與鏈
之間越密
鏈之間的作
用力越大
熔點(diǎn)、密度
越高
分子鏈之間的作用力
為什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的軟化溫度低、密度也低呢？
低密度聚乙烯的主鏈有較多長短不一的支鏈，支鏈結(jié)構(gòu)有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力就比高密度聚乙烯的小，軟化溫度和密度也就較低
相反，高密度聚乙烯的支鏈較少，鏈之間易于接近，相互作用力較大，軟化溫度和密度都較高
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
低密度
聚乙烯
高密度
聚乙烯
通過改進(jìn)聚合反應(yīng)的催化劑得到的超高相對分子質(zhì)量聚乙烯
超高分子量聚乙烯具有高強(qiáng)度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學(xué)腐蝕，可用于制造防彈服、防彈頭盔、繩纜等
PE(超高分子量聚乙烯)防彈衣
高強(qiáng)度聚乙烯纜繩
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
03
PVC
大
鹿
化
學(xué)
聚氯
乙烯
特點(diǎn)
用途
不能用于食品包裝
人造革、雨衣、pvc塑料管、塑料開關(guān)和插座、電線外皮等
增塑劑在室溫下會逐漸“逃逸”出來，使柔軟的塑料制品逐漸變硬；有的增塑劑還具有一定毒性
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
05
PP
大
鹿
化
學(xué)
聚丙烯
特點(diǎn)
用途
最安全的、唯一可用于微波加熱的塑料
微波爐專用碗、口罩、保鮮盒等
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
06
PS
大
鹿
化
學(xué)
聚苯
乙烯
特點(diǎn)
用途
可裝食物，但不能用于微波加熱
一次性快餐盒、方便面碗、塑料杯蓋等
塑料
不同標(biāo)號塑料材質(zhì)
07
OTHER
大
鹿
化
學(xué)
PC
聚碳酸酯
或其他
特點(diǎn)
用途
可裝食物，但高溫下會釋放有毒物質(zhì)，謹(jǐn)慎使用
水壺、太空杯、奶瓶、CD光盤、桶裝水瓶等
聚對苯二甲酸乙二酯
聚己二酰己二胺
聚丙烯氰
聚氯乙烯
聚丙烯
塑料
02
HDPE
04
LDPE
06
PS
03
PVC
05
PP
07
OTHER
01
PETE
大
鹿
化
學(xué)
性能不同的原因：原料(單體)不同
天然高分子一般有習(xí)慣使用的專有名稱，如纖維素等。思考：合成高分子，如何命名呢
聚+單體名稱
聚+產(chǎn)物名稱
塑料
歸納總結(jié)：聚乙烯
高壓法聚乙烯 低壓法聚乙烯
合成條件 較高壓力、較高溫度、引發(fā)劑 較低壓力、較低溫度、催化劑
高分子鏈的結(jié)構(gòu) 含有較多支鏈 支鏈較少
高分子鏈 較短 較長
相對分子質(zhì)量 較低 較高
密度 較低 較高
軟化溫度 較低 較高
用途 生產(chǎn)食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等 生產(chǎn)瓶、桶、板、管等
1905 年，比利時(shí)化學(xué)家利奧·貝克蘭德發(fā)明了聚氧芐基甲基乙酸酐，常被稱作酚醛塑料，是世界上第一種完全由人工合成的塑料。他以自己的名字命名(Bakelite，譯為“電木”或“膠木”)，于1940年5月20日被《時(shí)代》周刊稱為“塑料之父”
利奧·貝克蘭德
概念
塑料
酚醛樹脂
用酚與醛在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子
苯酚或甲苯酚等
甲醛等
縮聚
反應(yīng)
酸
線型結(jié)構(gòu)高分子
堿
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子
苯酚
甲醛
歷程分析
塑料
酚醛樹脂
在酸的催化下，等物質(zhì)的量的甲醛和苯酚反應(yīng)形成線型結(jié)構(gòu)高分子
OH
H
H
O
C
H+
O
CH2
H
O
CH2
OH
O
CH2
H
OH
O
CH2
H
n
H+
H
OH
O
CH2
H
n
H
(n-1) H2O
羥甲基苯酚
塑料
酚醛樹脂
歸納總結(jié)
酸性條件
OH
H
O
CH2
＋
－
＋
－
苯酚與甲醛反應(yīng)只能發(fā)生在鄰位或?qū)ξ唬玫骄€型分子
歷程分析
塑料
在堿催化下，苯酚與過量的甲醛反應(yīng)，生成羥甲基苯酚的同時(shí)，還生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，繼續(xù)反應(yīng)就可以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂
2，4-二羥甲基苯酚
OH
CH2OH
CH2OH
2，4，6-三羥甲基苯酚
OH
CH2OH
CH2OH
HOCH2
羥甲基苯酚
OH
CH2OH
酚醛樹脂
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂
塑料
酚醛樹脂
OH
CH2OH
OH
HOCH2
OH
CH2
OH
O
CH2
H2O
OH
CH2OH
OH
CH2OH
OH
CH2
OH
O
CH2
H2O
具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子受熱后不能軟化或熔融，也不溶于一般 溶 劑
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂
塑料
酚醛樹脂
主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音材料和復(fù)合材料
塑料
酚醛樹脂
烹飪器具手柄
集成電路板
宇宙飛船返回艙
燒蝕材料
塑料
酚醛樹脂
歸納總結(jié)
堿性條件
甲醛過量時(shí)不僅在鄰位反應(yīng)還可以在對位反應(yīng)，得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子
OH
H
O
CH2
＋
－
＋
－
高分子化合物結(jié)構(gòu)不同其性質(zhì)不同，線型高分子與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子性質(zhì)對比
線型高分子 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子
溶解性 能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑 很難溶解，但往往有一定程度的脹大
性能 具有熱塑性，無固定熔點(diǎn) 具有熱固性，受熱不熔化
特性 強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好 強(qiáng)度大、絕緣性好，無可塑性
塑料
酚醛樹脂
【例1】寫出尿素(H2NCONH2)與 反應(yīng)得到線型聚合物的化學(xué)方程式：
H
H
O
C
H
H
O
C
n
H2N
NH2
O
C
n
(n-1) H2O
HN
NH
O
C
n
H
OH
CH2
O
CH2
合成纖維
天然
纖維
合成纖維
纖維
植物性纖維(纖維素纖維)棉、麻
動物性纖維(蛋白質(zhì)纖維)羊毛、蠶絲
滌綸
錦綸(尼龍)
腈綸
·······
再生纖維
原料：木材、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品
加工處理
原料：石油、天然氣、煤、農(nóng)副產(chǎn)品等
聚合反應(yīng)
化學(xué)
纖維
合成纖維
六大綸
滌綸
錦綸
腈綸
維綸
丙綸
氯綸
優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖
漁業(yè)用的漁網(wǎng)
降落傘
航天服
人造草坪
單體
單體
滌綸
產(chǎn)量最大的聚酯纖維
合成纖維
六大綸
聚對苯二甲酸乙二酯纖維
OCH2CH2O H
C
O
C
O
HO
n
OH
H
C
O
C
O
HO
OH
OCH2CH2O H
H
單體
單體
錦綸
較早面世的聚酰胺纖維
合成纖維
六大綸
聚己二酰己二胺纖維
又稱錦綸 66、尼龍 66
NH(CH2)6NH H
C
O
C
O
HO
n
(CH2)4
OH
H
C
O
C
O
HO
(CH2)4
OH
NH(CH2)6NH H
H
合成纖維
六大綸
錦綸
較早面世的聚酰胺纖維
錦綸66
錦綸1010
芳綸1414
NH(CH2)6NH H
C
O
C
O
HO
n
(CH2)4
NH(CH2)10NH H
C
O
C
O
HO
n
(CH2)8
NH
C
O
C
O
HO
n
NH H
脂肪族
聚酰胺纖維
芳香族
聚酰胺纖維
官能團(tuán)相同，性能相似
碳骨架不同，性能有差異
混紡使
性能互補(bǔ)
合成纖維與天然纖維性能對比
結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
滌綸
錦綸66
棉花
OCH2CH2O H
C
O
C
O
HO
n
NH(CH2)6NH H
C
O
C
O
HO
n
(CH2)4
[C6H7O2(OH)3]n
吸濕性好
耐磨性差
強(qiáng)度大
耐磨
吸濕性差
強(qiáng)度大
耐磨
吸濕性差
魯米諾反應(yīng)
刑偵學(xué)中的魯米諾反應(yīng)，又叫氨基苯二酰-肼反應(yīng)，通俗點(diǎn)講就是在兇案現(xiàn)場只要有血液濺出并沾到任何物體上，不管事后經(jīng)過何種方式的清除，只要用魯米諾試劑噴灑在其上并在暗環(huán)境下觀察的話，原沾有血跡的地方就會有因發(fā)生熒光反應(yīng)而呈藍(lán)白色的熒光。
魯米諾，又名發(fā)光氨，常溫下是一種黃色晶體或者米黃色粉末，是一種比較穩(wěn)定的化學(xué)試劑，化學(xué)式：C8H7N3O2。
1．下列物質(zhì)中，屬于天然高分子化合物的是
A．纖維素
B．尼龍－66
C．葡萄糖
D．塑料
【答案】A
【詳解】A．纖維素是多糖，屬于天然高分子化合物，A正確；
B．尼龍－66屬于合成高分子化合物，不是天然高分子化合物，B錯(cuò)誤；
C．葡萄糖的相對分子質(zhì)量小，不是高分子化合物，C錯(cuò)誤；
D．塑料屬于合成高分子化合物，不是天然高分子化合物，D錯(cuò)誤；
2．有機(jī)高分子種類繁多，應(yīng)用廣泛。下列有關(guān)高分子的說法不正確的是
A．粘膠纖維是用木材、秸稈等富含纖維素的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)變化后制成的合成纖維，其中的長纖維一般稱為人造絲，短纖維稱為人造棉、都可用于紡織工業(yè)
B．聚苯乙烯(PS)絕緣性好、耐化學(xué)腐蝕、無毒，可制成日常用品、絕緣材料；還可制成泡沫塑料用于防震、保溫、隔音
C．高密度聚乙烯(HDPE)是乙烯在較低壓力、溫度下加聚反應(yīng)合成的一種支鏈較少、密度和軟化溫度較高的有機(jī)高分子，常用于生產(chǎn)瓶、桶、板管等
D．脲醛樹脂(UF)是由甲醛和尿素發(fā)生縮聚反應(yīng)制成的一種具有線型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子，可由于生產(chǎn)木材黏合劑、生活器具和電器開關(guān)
【答案】A
【詳解】A．粘膠纖維是用木材、秸稈等富含纖維素的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)變化后制成的人造纖維，故A錯(cuò)誤；
B．聚苯乙烯(PS)絕緣性好、耐化學(xué)腐蝕、無毒，可制成日常用品、絕緣材料；還可制成泡沫塑料用于防震、保溫、隔音等，故B正確；
C．生產(chǎn)瓶、桶、板管等的材料軟化溫度和密度都要高，所以高密度聚乙烯(HDPE)可以用于該產(chǎn)品的加工，故C正確；
D．脲醛樹脂(UF)是由甲醛和尿素發(fā)生縮聚反應(yīng)制成的一種具有線型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子，可由于生產(chǎn)木材黏合劑、生活器具和電器開關(guān)，故D正確；
【答案】B
【詳解】A．聚丙烯是線形高分子化合物，屬于熱塑性塑料，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．聚乳酸是聚酯類高分子化合物，可降解，B項(xiàng)正確；
C．酚醛樹脂是由苯酚與甲醛通過縮聚反應(yīng)合成的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．像聚氯乙烯類塑料不能用來盛裝貯存蔬菜或熟食，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
3．據(jù)最新一期《科學(xué)進(jìn)展》報(bào)道，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種使用溶劑回收多層塑料中聚合物的新方法，該技術(shù)有望大幅減少塑料廢料對地球環(huán)境的污染。下列說法正確的是
A．聚丙烯是熱固性塑料
B．聚乳酸是一種可降解高分子材料
C．酚醛樹脂是通過加聚反應(yīng)合成的
D．塑料都可用來制作食品袋
4．PHB塑料是一種可在微生物作用下降解的環(huán)保型塑料，其結(jié)構(gòu)簡式如圖，下面有關(guān)PHB塑料的說法不正確的是
【答案】C
【詳解】A．PHB塑料的單體是CH3CH2CH(OH)COOH，許多單體分子的羧基與醇羥基彼此之間發(fā)生酯化反應(yīng)形成酯基，得到高聚物PHB，同時(shí)得到水，所以PHB塑料是一種聚酯，A正確；
B．自然環(huán)境中沒有PHB，它是人類通過縮聚反應(yīng)得到的，B正確；
C．由選項(xiàng)A分析可知，其單體是CH3CH2CH(OH)COOH，C錯(cuò)誤；
D．生物塑料可以在微生物作用下降解為CO2和H2O，D正確；
A．PHB塑料屬于聚酯類
B．PHB塑料是人工合成的高分子材料
C．合成PHB塑料的單體是CH3CH=C(OH)COOH
D．PHB塑料在微生物降解下的產(chǎn)物可能有CO2和H2O
5．作為“血跡檢測小王子”，魯米諾反應(yīng)在刑偵中扮演了重要的角色，其一種合成原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是
A．魯米諾的化學(xué)式為C8H6N3O2
B．一定條件，A可以和甘油發(fā)生聚合反應(yīng)
C．B中處于同一平面的原子最多12個(gè)
D．(1)、(2)兩步的反應(yīng)類型分別為加成反應(yīng)和取代反應(yīng)
【答案】B
【詳解】A．由結(jié)構(gòu)可知魯米諾的化學(xué)式為C8H7N3O2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．A含2個(gè) COOH、甘油含3個(gè) OH，二者可發(fā)生縮聚反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；
C．B中苯環(huán)、羰基為平面結(jié)構(gòu)，且直接相連，單單鍵在空間可旋轉(zhuǎn)，則B中處于同一平面的原子最少12個(gè)，O原子可能與苯環(huán)共面，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．(1)中 OH被取代、(2)中硝基被還原為氨基，分別為取代、還原反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
第二節(jié) 高分子材料
第1課時(shí)
塑料
合成纖維
主要成分
分類
纖維分類
兩種常見的合成纖維
聚乙烯
高強(qiáng)度芳綸纖維
酚醛樹脂
線型高分子與體型高分子性質(zhì)對比
THANKS

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