第三单元.高分子材料和复合材料

缩聚反应
①链节主链上除碳原子外 还有O或N等杂原子。 ②链接组成与单体不同
例：写出下列物质的聚合过程：
1、CH2=CH-CH-CH3 COOCH3 2、CH3-CH-COOH OH HOOC-COOH与HO-CH2-CH2-OH
HCHO
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。
高分子化合物的合成途径
加聚反应：由不饱和单体相互加成聚合成高分子 化合物的反应。（一般是含碳碳双键或三键的有机物） 缩聚反应：由单体聚合成高分子化合物的同时， 还有小分子(如H2O、HX、NH3）生成的反应。
（一般是醇酸或多元羧酸和多元醇）
加聚反应
区 别
①一般链节主链上都是 碳原子 ②链节组成与单体相同
一、有机高分子的结构：线型？体型？
科学研究发现，经过特殊改造之后，塑料能像金属一样 1、长链状、多条高分子链交缠、接触的地方以分 具有导电性，例如聚乙炔、聚苯硫醚等。目前，已制成一批 线型结构 子 间作用力结合 导电性与银、铜相当的聚合物，被称为有机金属或合成金属。 结构 2、分子链上可以带支链，也可以不带支链 与金属相比，塑料的特点是容易加工，重量轻。 导电性塑 体型结构 高分子链之间通过化学键相互交联，形成网状 料可以使信息社会的梦想成真。目前，导电性塑料已在许多 工业领域内应用，其研究工作进入了实用化阶段。在未来的 二、有机高分子的基本性质？ 能源工业中，导电塑料将成为重要的一员。 线型结构 适当的溶剂中能溶解，但速度慢；如有机玻璃 1、溶解性 导电塑料的另一特点是具有消除静电的功能。计算机和 体型结构 一般不易溶解，但能胀大；如橡胶 电子设备机房都要求抗静电防护，新型飞机上的电子器件要 线型结构 具有热塑性：加热后熔解，可塑造成各种形状，如聚乙烯； 求防电磁干扰，树脂基复合材料机身、机翼要求防雷击，这 2、 些要求都可以用导电塑料薄膜屏蔽加以解决。 体型结构 具有热固性：加热不熔解，如酚醛塑料等；
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、 木材、草类等
纤 维
天 然 纤 维
动物纤维：如羊毛、 蚕丝
合成纤维：用石油、天然 化 学 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 物质经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后，得到 化学组成 主要性能 的一种纤维状物质。粘胶纤维中的长纤维俗称 吸水性好，易干，穿着 棉纤 人造丝，短纤维俗称人造棉，都可供纺织使用。 纤维素 天 舒适，不起静电，不耐磨 维 硝酸纤维：工业上把硝酸和纤维素酯化比较完 然 吸水性好，手感柔和，有光泽， 全、含氮量高的硝酸纤维叫做火棉（制造无烟 蛋白质 纤 蚕丝 火药），把含氮量低的硝酸纤维成为胶棉（制 不起静电，不起球 维 造赛璐珞和油漆）。 弹性强，隔热性、保暖性好， 羊毛 蛋白质 水洗后收缩，易起球 醋酸纤维：用于制造电影胶片的片基，也可作 纤维素 吸水性好，穿着舒适，不起 人造 纺织工业原料。
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。 （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）。
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。
CH3 O
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。
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 A．③④ B．①② C．①②③ D．①②③④
化 学 纤 维
纤维
（黏胶纤维）
静电，不耐洗，不耐穿
以有机高分子为 强度高，耐磨，不易 合成 原料，通过拉丝 染色，吸湿性、 纤维 工业获得的纤维。 透气性差
“尼龙”—人类第一次通 过化学合成得到的化学纤 维 1928年，美国杜邦公司的科
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。
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。
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。
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 原则
类型
特征和举例
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。
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，双键变单键。
[-CH-CH2]n CH=CH2 CH=CH2 和CH2=CH2 CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2
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?
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
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 其他
通用塑料
工程塑料
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。
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。
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。
O O [-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。
2、丁睛橡胶[ CH2－CH=CH-CH2－CH2－CH]n 具有优良的 CN