5.2高分子材料-2023-2024学年高二化学同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第二节 高分子材料 知识解读·必须会 知识点一 高分子材料的分类 1.按来源分类 2.按用途和性能分类 3.按分子链的连接形式分类 ①线型高分子材料：高分子的结构为链状结构 ②支链型高分子材料：高分子主链带有长短不一的支链 ③网状高分子材料：高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构 4.按高分子受热时的不同性质分类 ①热塑性高分子材料 ②热固性高分子材料 知识点二 通用高分子材料 1.塑料 （1）塑料的成分 塑料的主要成分是合成树脂。通常根据需要，在塑料中加入适当的加工助剂来改进其性能，如为了提高塑料的柔韧性，需加入增塑剂；为了防止塑料的老化，需加入抗老化剂，为提高耐热性加入热稳定剂，为赋予漂亮的颜色加入着色剂等。 （2）塑料的分类 根据受热时的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。 类型 结构 特征 举例 热塑性塑料 线型或链状结构 受热软化，可以反复加热熔融加工 聚乙烯、聚氯乙烯等 热固性塑料 网状结构 不能加热熔融，只能一次成型 酚醛树脂、脲醛树脂等 （3）常见的塑料与性质 ①聚乙烯 a.制备：（加聚反应） 分类 相对分子质量 结构与分子间作用力 密度 软化温度 用途 高压法聚乙烯（低密度聚乙烯） 较小 主链带有长短不一的支链，链之间的作用力较小 小（0.91~0.93g·cm-3） 低（105~120℃） 做食品包装袋等薄膜制品 低压法聚乙烯（高密度聚乙烯） 较大 长链线型结构，少有或没有支链，链之间的作用力较大 大（0.94~0.97g·cm-3） 高（120~140℃） 可制作板、瓶、管、桶与棒等 b.聚乙烯的弹性 因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。 c.通过改进聚合反应的催化剂，现已得到超高相对分子质量的聚乙烯（相对分子质量大于106），其具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。 ②酚醛树脂 酚醛树脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 a. 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羧基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构的高分子。 b. 在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂。 c.酚醛树脂的性质及用途 性质：具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。因此，酚醛树脂具有优良的绝缘性、耐腐蚀性等 用途：酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料 2.合成纤维 （1）纤维的分类 （2）常见的合成纤维及其性能 ①合成纤维的原料是石油、天然气、煤和农副产品等，而再生纤维是以木材、秸秆等农副产品为原料，经加工处理制得。 ②合成纤维的特点：具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点，而且每一种还具有各自独特的性能。合成纤维除了供人类穿着外，在工农业生产和高科技领域上也有很多用途。 合成纤维的缺点也很明显。除被称为“人造棉花”的维纶，因其分子链上含有多个羟基而具有很好的吸湿性外，其他合成纤维的吸湿性和透气性明显不及天然纤维。 （3）聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。 ①反应原理 ②涤纶的性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差。 ③涤纶的用途：应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物，以及工业用纤维制品等。 （4）聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一，由己二胺与己二酸的缩聚反应得到的聚己二酰己二胺纤维，又称锦纶66、尼龙66（两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含碳原子的个数）。 ①反应原理 ②锦纶66的性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨，强度大。 ③锦纶66的用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等产品。 （5）芳香族聚酰胺纤维——芳纶 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，又称芳纶1414（商品名凯芙拉，数字1和4指单体对苯二甲酸和对苯二胺的官能团在苯环上的位置）。 ①反应原理 ②芳纶1414的性能：强度高、密度低（只有钢的1/5），并且具有耐酸、耐碱、耐高温、耐磨等。 ③芳纶1414的用途：防弹装甲、消防服、防切割耐热手套，以及交通工具的结构材料和阻燃内饰等。 3.合成橡胶 （1）橡胶的分类 橡胶的相对分子质量比大多数塑料和合成纤维的都要高，一般在105~