5.2《应用广泛的高分子材料》课件(新人教版选修5)

第二节应用广泛的高分子材料学习目标1.以聚乙烯和酚醛树脂为例，了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途3.进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能，加聚、缩聚反应的书写有机高分子天然（棉花、蚕丝、麻）合成合成材料功能高分子材料复合材料塑料合成纤维合成橡胶一.塑料热塑性塑料热固性塑料可以反复加工，多次使用一旦加工成型就不会受热熔化添加了特定用途的添加剂的树脂聚乙烯酚醛树脂1.聚乙烯高压聚乙烯低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较低压力催化剂线型支链型√少有或没有相对较长相对较短相对较小相对较大高压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力低密度相对较低相对较小相对较小相对较高高密度相对较大相对较大高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中2.酚醛树脂反应物：酚类＋醛类❖苯酚＋甲醛酚醛树脂（电木）酸催化－线型碱催化－网状结构（体型）具热塑性，能溶于一些有机溶剂中具热固性，不溶于任何溶剂理解掌握、注意书写！（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。4、酚醛树脂（电木）OHOH—C—H=+H+OH─CH2OHnH+OH—CH2[]OH—CH2OHnHOH+（n-1）H2O【思考与交流】为什么用碱性催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？羟甲基苯酚酚醛树脂局部结构在碱催化下，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。—OHCH2OHCH2OHHOCH22，4，6-三羟甲基苯酚2，4-二羟甲基苯酚OHCH2OHCH2OH【实验5－1】酚醛树脂的制备及性质【目的】通过甲醛和苯酚形成酚醛树脂的过程，加深对缩聚反应的认识。【用品】大试管、带有长玻璃管(约30cm)的橡皮塞、试管夹、量筒、烧杯、石棉网、酒精灯、温度计、蒸发皿。苯酚、甲醛(40％)、浓盐酸(37％)、浓氨水(28％)。【原理】酚醛树脂用苯酚和甲醛为原料，在酸或碱的催化作用下缩聚而成。苯酚过量，在酸性催化剂作用下，缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂。甲醛过量，在碱性催化剂作用下，缩聚成体型结构的热固性酚醛树脂。操作：1．用盐酸作为催化剂在一个大试管里加入苯酚2g，注入3mL甲醛溶液和3滴浓盐酸混合后，用带有玻璃管的橡皮塞塞好，放在沸水浴里加热约15min。待反应物接近沸腾时，液体变成白色浑浊状态。从水浴中取出试管，用玻璃棒搅拌反应物，稍冷。将试管中的混合物倒入蒸发皿中，倾去上层的水，下层就是缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂（米黄色中略带粉色）。它能溶于丙酮、乙醇等溶剂中。2．用浓氨水作催化剂在另一个试管里加入2.5g苯酚，注入3～4mL40％甲醛溶液，混匀后再加1mL浓氨水，振荡混合，也用带有玻璃管的橡皮塞塞好，水浴中加热（装置如图5－1）。约15min后，试管里逐渐出现白色的浑浊状态，暂停加热。待发生的气泡稍少时，再继续加热，过一会儿，就变成黏稠的半流动性液体。将所得黏稠物倒入一瓷蒸发皿里，在50℃温度下烘1h后，再继续在70～80℃下烘8h，即能缩合成体型固体酚醛树脂(淡黄色)，它不溶于任何溶剂。图5－1酚醛树脂的制取【注意事项】①清洗试管的方法是：倒掉试管上部的液体后，在试管底部剩下的酚醛树脂中，加入约1mL的福尔马林，再用玻棒刮擦，可使酚醛树脂成团地拉出来。若是体型结构的酚醛树脂，倒出后，试管壁上还会留下一些橙红色的碎粒，同样可用福尔马林清洗，如果管壁尚有少量高聚物，则可用软质纸卷成与管口粗细相仿的纸棒，伸入试管底部，沿管壁刮擦。②此实验需在通风良好的实验室进行，树脂及残液需统一回收处理。酚醛树脂的制取和性质分组编号ⅠⅡ实验步骤①2g苯酚+3ml40%的甲醛+3滴浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水产品外观加热试验酒精溶解结构特点实验5-1②沸水浴加热15min③洗净、烘干淡粉红色固体软化（热塑性）不软化（热固性）溶解不溶解线性结构网状结构淡黄色固体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脲甲醛树脂的线形结构：脲甲醛树脂的网状结构：合成高分子按结构分类——线型支链型－热固型热塑型加工成型后受热不再熔化可反复加工，多次使用能溶解在适当的有机溶剂里不易溶解，只有一定程度的胀大网状结构体型二.合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛蚕丝麻合成纤维人造纤维涤纶锦纶腈纶丙纶维纶氯纶六大纶维纶——聚乙烯醇吸湿性好，因其分子链上有羟基涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯结构简式？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HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2nHO-OC(CH2)4CO-OH+nH-NH(CH2)6HN-H[OC(CH2)4CO—NH(CH2)6NH]nH+（2n-1）H2OHO己二酸和己二胺缩聚合成尼龙-66的化学方程式HOCH2CH2OH[]nH+（2n-1）H2OHOOC--COOCH2CHO对苯二甲酸和乙二醇缩聚合成涤纶的化学方程式HOOC--COOHHOOC--COOH+HOCH2CH2OH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nn催化剂橡胶的来源森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。三、合成橡胶1、橡胶分类橡胶天然橡胶合成橡胶三叶树胶（顺）杜仲树胶（反）丁苯橡胶顺丁橡胶合成天然橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶硅橡胶丁腈橡胶合成橡胶于20世纪开始出现，40年代得到迅速发展。丁苯橡胶氯丁橡胶通用橡胶硅橡胶特种橡胶合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。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。天然橡胶——线型硫磺硫化剂网状体型橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大•婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是（）B•硅橡胶的合成流程如下：将单体二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2水解得到二甲基硅二醇，经脱水缩聚成聚硅氧烷，即硅橡胶。请用化学方程式表示以上过程。•下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是A聚氯乙烯凉鞋B电木插座C自行车内胎D聚乙烯塑料膜B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线型结构支链型结构影响高分子化合物熔点、密度的因素：1．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2．链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多－低压、高密度、高熔点－管材、桶高压、低密度、低沸点－塑料薄膜•下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（）[CH2－CH2－CH－CH2]nCH3OH[CH2][CH2－CH2＝CH－CH2]nCln[CH2－CH]nClA．B．C．D．BC线型结构里必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为体型结构。•现有两种高聚物A、B，已知A能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定条件下熔融成粘稠的液体，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中不正确的是A.高聚物A可能具有弹性，而B一定没有弹性B.高聚物A一定是线型高分子材料C.高聚物A一定是体型高分子材料D.高聚物B一定是体型高分子材料C