内容正文:
第二、三节 应用广泛的高分子材料功能高分子材料
学习目标:1.了解高分子化合物结构与性能之间的关系。2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。(重点)3.知道功能高分子材料的分类,能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。(重点)4.知道复合材料的组成特点,能举例说明常见复合材料的应用。
[自 主 预 习·探 新 知]
一、合成材料的分类
分类依据
类型
实例
用途
和
性能
合成高分子材料
三大合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)和黏合剂、涂料等
功能高分子材料
高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子等
复合材料
——
结构
线型结构
低压聚乙烯
支链型结构
高压聚乙烯
网状结构
酚醛树脂
二、三大合成材料
(一)塑料
1.塑料的成分
塑料的主要成分是合成高分子化合物,即合成树脂。
2.塑料的分类
分类依据
类型
特征
按树脂
受热时
的特征
热塑性
加热可熔融,能溶于一些溶剂中,可重复加工,反复使用
热固性
加热后不能软化或熔融,也不能溶于任何溶剂,只能一次成型
3.几种常见的塑料
(1)聚乙烯
高压聚乙烯
低压聚乙烯
合成条件
高温高压引发剂
低压催化剂
分子结构类型
支链型
线型
相对分子质量
相对较小
相对较大
熔融温度
相对较低
相对较高
密度
相对较小
相对较大
硬度
相对较小
相对较大
溶解性
可溶于适当
有机溶剂
可溶于适当
有机溶剂
用途
制作薄膜
制作板、管、棒材
(2)酚醛树脂
①含义:是用酚类(如苯酚)和醛类(如甲醛)在酸或碱的催化作用下相互缩合而生成的高分子化合物。
②制备和结构:
如在酸性催化下:
+(n-1)H2O。
微点拨:塑料的基本性能主要取决于树脂的本性,但添加剂也起着重要的作用。
(二)合成纤维
1.纤维的分类
纤维
(1)合成纤维:利用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得的单体,再经聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。
(2)人造纤维:利用芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等为原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的纤维素而制得的纤维。
2.六大纶
六大纶包括:涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。
(1)维纶被称为“人造棉花”,因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。
(2)合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶,其制备原理是:
微点拨:合成纤维和纤维素不同,纤维素是多糖,是植物细胞壁的构成的基础物质,合成纤维是人工合成的高分子化合物。
(三)合成橡胶
1.橡胶的分类
2.合成橡胶
(1)原料:以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃等为单体,聚合而成。
(2)性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
(3)几种常见的合成橡胶
名称
单体
结构简式
顺丁橡胶
CH2===CH—CH===CH2
(CH2—CH===CH—CH2(
丁苯橡胶
(SBR)
CH2===CH—CH===CH2
氯丁橡胶
(CBR)
微点拨:绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。
三、功能高分子材料
1.概念与分类
功能高分子材料
2.高吸水性树脂
(1)合成方法
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链,以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在引发剂作用下共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉——聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。
②以带有强亲水性原子团的化合物为单体,均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。如丙烯酸钠与交联剂在引发剂作用下聚合得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
(2)性能:可吸收数百到上千倍于其自身质量的水,同时保水能力强,还能耐一定的挤压。
(3)应用:干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。
四、复合材料
复合材料
微点拨:复合材料并非两种材料的简单化合物,其中一种材料作基体,其他材料作为增强剂。
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)塑料就是合成树脂。( )
(2)并不是所有的塑料都可以反复加热熔融加工。( )
(3)高分子化合物的链越长,熔点越低,密度越小。( )
(4)高吸水性树脂中含有亲水性原子团。( )
(5)玻璃钢是由高分子树脂和玻璃纤维经过复合工艺而制成的。( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2.用于北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯