高中化學(xué) 3.3高分子材料和復(fù)合材料課件 蘇教版選修1.ppt

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1．什么是加成反應(yīng)？什么是加成聚合反應(yīng)？ 提示 由不飽和鍵生成飽和鍵的反應(yīng) 由不飽和分子形成鏈節(jié)然后依次連接。,第三單元 高分子材料和復(fù)合材料,2．合金是復(fù)合材料嗎？ 提示 不是。 3．塑料、橡膠和纖維哪一種只能靠人工合成？ 提示 塑料。 4．身邊的“白色污染”主要指什么物質(zhì)的污染？ 提示 塑料。,1．知道塑料的組成和分類，了解常見塑料的化學(xué)成分、性能和用途。 2．認(rèn)識(shí)纖維的分類，了解常見纖維的性質(zhì)和用途。 3．認(rèn)識(shí)橡膠的分類，理解橡膠材料的發(fā)展過程以及人們對(duì)有機(jī)高分子材料的改造和優(yōu)化 4．認(rèn)識(shí)功能高分子材料，特別是復(fù)合材料對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要意義。,1. 塑料 (1)成分： 和添加劑。 (2)特點(diǎn)：密度 、強(qiáng)度 、化學(xué)性能 、絕緣性 、耐摩擦等。 (3)制備：塑料是聚合物，由小分子通過聚合反應(yīng)制成。 如聚乙烯是乙烯經(jīng)過 制得的，酚醛樹脂是苯酚和甲醛經(jīng)過 制得的。,,篤學(xué)一 高分子材料,合成樹脂,小,高,穩(wěn)定,好,加聚反應(yīng),縮聚反應(yīng),(4)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能,(5)常見塑料及應(yīng)用 ①聚氯乙烯 用來包裝食品； ②聚乙烯可制成食品保鮮袋或保鮮膜； ③聚四氟乙烯被譽(yù)為“塑料王”。它不會(huì)被酸、堿、王水及各種有機(jī)溶劑所腐蝕。 ④ABS塑料是由 、 、丙烯腈共聚而成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,不能,丁二烯,苯乙烯,(1)天然纖維 ①分類 a．動(dòng)物纖維：主要成分為 ，如蠶絲、羊毛等。 b．植物纖維：主要成分為 ，如棉花、麻等。 ②主要性能 天然纖維的分子長鏈結(jié)合成纖維束，可形成繩索狀結(jié)構(gòu)，有一定的長度和強(qiáng)度。 吸水性好，易干，不起靜電，但不耐磨。 吸水性好，不起靜電，不起球。 的彈性強(qiáng)，隔熱性好，但水洗后易收縮，易起球。,蛋白質(zhì),纖維素,棉纖維,蠶絲,羊毛,2．纖維,(2)化學(xué)纖維 ①人造纖維：主要成分為 ，如人造棉、玻璃紙等。 ②合成纖維：主要成分為合成高分子化合物，有聚酰胺、聚酯、聚烯烴等。 合成纖維是 ，分子間有較大的作用力。有很高的強(qiáng)度、較好的彈性、耐磨、耐腐蝕，但不易染色，吸濕性、透氣性差。,纖維素,線型高分子,聚酰胺,3．橡膠 (1)分類： ①天然橡膠 名稱： ，化學(xué)式： 。 ②合成橡膠 a．通用橡膠：如 、 、氯丁橡膠等。 b．特種橡膠：如 、氟橡膠等。,聚異戊二烯,丁苯橡膠,順丁橡膠,硅橡膠,(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，橡膠一般為 結(jié)構(gòu)，可塑性好，但 差，為改善其性能，可采用 的方法，使橡膠成體型結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度、韌性、彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。,線型,強(qiáng)度和,韌性,硫化,1.高吸水性材料：如高吸水性樹脂是用 、 等天然高分子與丙烯酸等物質(zhì)聚合得到?？芍谱骷埬虿?、保水劑、脫水劑等。 2．導(dǎo)電性材料：如 、導(dǎo)電橡膠等。 3．生物活性材料：如 可做成人造器官。,淀粉,纖維素,導(dǎo)電薄膜,醫(yī)用高分子材料,1.復(fù)合材料的概念 復(fù)合材料是指 。如鋼筋混凝土、石棉瓦、玻璃鋼等。 2．復(fù)合材料的組成 復(fù)合材料通常由 和 組成。如鋼筋混凝土中基體材料為混凝土、增強(qiáng)材料為鋼筋；石棉瓦中基體材料為水泥、增強(qiáng)材料為石棉。,由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合而成,的材料,基體材料,增強(qiáng)材料,【慎思1】 從塑料結(jié)構(gòu)上來分析，塑料能導(dǎo)電嗎？為什么？ 提示 不能。塑料中的原子是以共價(jià)鍵結(jié)合的，沒有自由電子和能夠自由移動(dòng)的離子。因此在一般情況下塑料不易導(dǎo)電，是良好的電絕緣材料。 【慎思2】 天然纖維包括棉花、羊毛、蠶絲和麻、如何鑒別一件“羊毛衫”是“羊毛”做的？ 提示 羊毛、蠶絲屬于蛋白質(zhì)，可取少許灼燒，若有燒焦羽毛味且變?yōu)榧?xì)灰，則真是羊毛做的衣衫。,【慎思3】 橡膠為什么要硫化？ 提示 由于線型的天然橡膠物理和機(jī)械性能較差，易發(fā)生形變，且形變后不能復(fù)原。為了改進(jìn)這種缺陷，將橡膠硫化，使線型分子轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型分子。 【慎思4】 復(fù)合材料有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 提示 復(fù)合材料既保持了原有材料的特點(diǎn)，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。,1．塑料的分類,2.常見塑料的化學(xué)成分、性能和用途,【例1】不粘鍋的內(nèi)壁有一薄層聚四氟乙烯涂層，用不粘鍋燒制飯菜時(shí)不易粘鍋、燒焦。下列關(guān)于聚四氟乙烯的說法中正確的是( )。 A．聚四氟乙烯分子中含有雙鍵 B．聚四氟乙烯的單體是不飽和烴 C．聚四氟乙烯中氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是76% D．聚四氟乙烯的化學(xué)活潑性較大,答案 C,(1)由單一單體加聚生成的高聚物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與單體中對(duì)應(yīng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同；(2)加聚反應(yīng)的單體往往因具有碳碳不飽和鍵而性質(zhì)非常活潑，若高聚物中不存在碳碳不飽和鍵，則其性質(zhì)一般較穩(wěn)定。,【體驗(yàn)1】滑雪板和沖浪板經(jīng)常用聚四氟乙烯做貼面，因?yàn)?( )。 A．聚四氟乙烯耐高溫又耐低溫 B．聚四氟乙烯硬度大 C．聚四氟乙烯能夠耐酸堿腐蝕 D．聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)很小，極其光滑 解析 滑雪板和沖浪板在運(yùn)動(dòng)時(shí)都應(yīng)減小摩擦力，以提高其運(yùn)動(dòng)的速度，所以聚四氟乙烯做滑雪板和沖浪板的貼面是因?yàn)樗哪Σ料禂?shù)小。 答案 D,1．分類 纖維是一種分子長度比直徑大很多倍并且有柔軟性的高分子材料。纖維都有一定的強(qiáng)度、彈性和吸濕性能，但不溶于水。纖維可分為兩大類：一類是天然纖維，如棉花、羊毛、蠶絲、麻等；另一類是化學(xué)纖維?；瘜W(xué)纖維是以天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經(jīng)過制備紡絲原液、紡絲和后處理等工序制得的具有組織性能的纖維，如滌綸、尼龍、維綸、腈綸等。根據(jù)原料的不同，化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維兩大類。,2．常見的天然纖維、化學(xué)纖維的化學(xué)組成和主要性能,【例2】下列說法正確的是 ( )。 A．利用石油作原料制得的纖維是人造纖維 B．天然纖維是不能再被加工處理的 C．合成纖維、人造纖維和天然纖維統(tǒng)稱化學(xué)纖維 D．煤和農(nóng)副產(chǎn)品也可經(jīng)過處理制得合成纖維 解析 利用煤、石油和農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)過處理可以制得合成纖維，天然纖維經(jīng)過一定的人工處理可得到人造纖維，人造纖維和合成纖維統(tǒng)稱為化學(xué)纖維。 答案 D,,【體驗(yàn)2】關(guān)于紡織纖維的特點(diǎn)，下列說法不正確的是 ( )。 A．棉織物可以迅速吸收水分而且快速干燥，產(chǎn)生涼爽 感，穿著舒適；具有良好的水洗性，不起靜電 B．毛織物具有獨(dú)特的保暖性能，不容易被蟲蛀，缺點(diǎn)就 是水洗后易收縮 C．棉織物和絲織物都有不起靜電的特點(diǎn) D．合成纖維的吸水性比天然纖維的吸水性差，但合成纖 維織物穿著的耐久性比天然纖維織物和人造纖維織物 強(qiáng),解析 羊毛和蠶絲都是蛋白質(zhì)纖維，容易被蟲蛀，所以毛織物容易被蟲蛀，B是不正確的。 答案 B,根據(jù)來源不同，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠 1．天然橡膠 (1)它可看作是由2-甲基-1,3-丁二烯(異戊二烯) 的加聚產(chǎn)物。 (2)橡膠硫化：將橡膠分子與硫作用，使線型橡膠分子通過硫橋交聯(lián)起來，形成體型結(jié)構(gòu)，使橡膠具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等。,2．合成橡膠 (1)合成橡膠的原料：以石油、天然氣中的二烯烴和烯烴為原料。 (2)合成橡膠的性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。,【例3】橡膠屬于重要的工業(yè)原料。它是一種有機(jī)高分子化合物，具有良好的彈性，但強(qiáng)度較差。為了增加某些橡膠制品的強(qiáng)度，加工時(shí)往往需進(jìn)行硫化處理。即將橡膠原料與硫黃在一定條件下反應(yīng)。橡膠制品硫化程度越高，強(qiáng)度越大，彈性越差。下列橡膠制品中 ，加工時(shí)硫化程度最高的是( )。 A．橡皮筋 B．汽車外胎 C．普通氣球 D．醫(yī)用乳膠手套,解析 橡皮筋和普通氣球的彈性好，所以硫化程度小，汽車外胎與醫(yī)用乳膠手套相比，前者要承受更大的壓力，所以制汽車外胎的橡膠硫化程度最高。 答案 B,線型橡膠硫化后變?yōu)轶w型，并具有較強(qiáng)的強(qiáng)度、韌性、良好彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。,【體驗(yàn)3】 下列物質(zhì)中可加熱熔化的是( )。 A．聚乙烯 B．有機(jī)玻璃 C．酚醛樹脂塑料 D．硫化橡膠 解析 聚乙烯和有機(jī)玻璃是線型結(jié)構(gòu)高分子材料，有熱塑性；酚醛樹脂和硫化橡膠是體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子，具有熱固性。 答案 AB,1．合成：高分子化合物大部分是由小分子物質(zhì)通過聚合反應(yīng)制得的。包括加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。 2．加聚反應(yīng)的表述方式(以聚乙烯為例) ①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： ②鏈節(jié)：結(jié)構(gòu)單元—CH2—CH2—叫鏈節(jié)。 ③聚合度(n)：每個(gè)高分子里鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)。 ④單體：能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)。聚乙烯的單體為CH2==CH2。,3．聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料也是經(jīng)加聚反應(yīng)而得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為,(“塑料王”，耐熱、耐寒，耐化學(xué)腐蝕、耐溶性好、電絕緣性好),4．縮聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)是指單體之間相互作用生成高分子，同時(shí)還生成小分子(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應(yīng)。例如：,5．有機(jī)高分子化合物的基本性質(zhì) (1)溶解性 線型結(jié)構(gòu)：能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?如有機(jī)玻璃) 體型結(jié)構(gòu)：不容易溶解，只是脹大(如橡膠) (2)熱塑性和熱固性 線型結(jié)構(gòu)：熱塑性(如聚乙烯塑料) 體型結(jié)構(gòu)：熱固性(如酚醛樹脂) (3)強(qiáng)度大(高分子材料的強(qiáng)度一般都比較大) (4)電絕緣性好(通常是很好的電絕緣材料),【例4】下列原料或制成的產(chǎn)品中，若出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補(bǔ)的是( )。 A．聚氯乙烯涼鞋 B．電木插座 C．聚丙烯塑料袋 D．聚乙烯塑料膜,解析 線型結(jié)構(gòu)的高分子具有熱塑性，即加熱時(shí)可以變軟熔為黏稠狀、流動(dòng)的液體，該液體冷卻后又變?yōu)楣腆w，該固體再被加熱后又熔為黏稠、流動(dòng)的液體。所以線型結(jié)構(gòu)的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成絲或壓制成各種形狀。所以可用熱修補(bǔ)法來修補(bǔ)破損的線型高分子材料。常見的線型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。而體型高分子材料一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化，因而具有熱固性，如酚醛塑料(俗稱電木)，所以選項(xiàng)為B。 答案 B,線型結(jié)構(gòu)的高分子，可以不帶支鏈，也可以帶支鏈。當(dāng)多條高分子鏈纏繞在一起時(shí)，它們之間以分子間作用力緊密結(jié)合，使高分子材料的強(qiáng)度大大增強(qiáng)，所以線型高分子具有熱塑性。而體型結(jié)構(gòu)的高分子是高分子鏈上有能起反應(yīng)的原子或原子團(tuán)，當(dāng)這些原子團(tuán)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，高分子鏈之間將形成化學(xué)鏈，產(chǎn)生一定的交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以體型高分子具有熱固性。,【體驗(yàn)4】下列說法正確的是( )。 A．線型結(jié)構(gòu)的高分子化合物具有熱固性，體型結(jié)構(gòu)的高 分子具有熱塑性 B．高分子化合物不溶于任何溶劑 C．從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某種高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量只能 是平均值 D．高分子材料都不易導(dǎo)電，其強(qiáng)度也都較大，原因是它 們的相對(duì)分子質(zhì)量都很大,解析 高分子材料的結(jié)構(gòu)有體型結(jié)構(gòu)和線型結(jié)構(gòu)，體型結(jié)構(gòu)的高分子材料無熱塑性，線型結(jié)構(gòu)的高分子材料可溶于有機(jī)溶劑。高分子材料的強(qiáng)度是由鏈的長短以及交聯(lián)大小、多少?zèng)Q定的，高分子材料可分為導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子等，故A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C,