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寫出下列反應化學方程式 (1)乙烯加聚生成聚乙烯： ______________________________。 (2)氯乙烯加聚生成聚氯乙烯： _______________________________ 。,課題3 高分子化合物與材料,1．,什么是高分子化合物？ 提示 如淀粉、纖維素、蛋白質等，相對分子質量一般在一萬以上，有的可達上千萬的化合物。,2．,能舉例說明合成高分子的組成與結構特點，能依據簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。 知道加聚反應和縮聚反應的特點。 舉例說明新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術領域中的應用，討論有機合成在發(fā)展經濟、提高生活質量方面的貢獻。,1．,2．,3．,高分子化合物的表示方法 有機高分子化合物通常是由簡單的結構單元重復連接而成。如聚乙烯： (1)結構簡式：_____________。 (2)鏈節(jié)：(重復結構單元)_______________ 。 (3)聚合度：是指高分子鏈所含_______的數目n。 (4)單體：是指_______________________________ 。聚乙烯的單體是____________。,1.,—CH2—CH2—,鏈節(jié),能合成高分子化合物的小分子物質,CH2===CH2,加成聚合反應 由含有_____________________的低分子以_________的方式結合成高分子化合物的反應，簡稱_________ 。如：,2．,雙鍵、三鍵或環(huán)狀結構,加成反應,加聚反應,縮合聚合反應 單體分子之間反應生成高分子化合物，同時產生小分子副產物的反應，簡稱縮聚反應。如： ____________________________________________,3．,線型高分子：分子呈_____狀，可溶于_________ ，受熱_____ 、 _____ ，有_____性。 體型高分子：高分子鏈之間通過化學鍵產生 ，形成 。不易溶于 ，受熱 熔化，有 性。,1.,2．,長鏈,有機溶劑,軟化,熔融,熱塑,交聯,立體網狀結構,有機溶劑,不,熱固,塑料的改性 常用的方法有_________、 _________ 、 _________ 。 功能高分子材料 高分子材料發(fā)展的主要趨勢是__________ 、 _________、 _______ 、 _______和_______ 。 復合材料 (1)組成：復合材料由_____和_______構成。 (2)性能：具有_______ 、 ______ 、 _______ 、 ______ 、 _________等優(yōu)良性能。,1.,2．,3．,填充改性,共混改性,共聚改性,高性能化,功能化,復合化,精細化,智能化,基體,增強體,強度高,質量輕,耐腐蝕,抗沖擊,絕緣性好,高分子材料的老化 (1)概念：高分子材料在使用過程中，由于環(huán)境的影響，其 __________________等性能逐漸變差的現象。 (2)高分子材料的保護 ①加入_________、_________和_______等精細化學品改善其性能。 ②避免接觸能與其發(fā)生反應或催化這種反應的化學試劑和能使它們溶解的有機溶劑。,1.,光穩(wěn)定劑,抗氧劑,阻燃劑,強度、彈性、硬度,(1)可降解高分子材料定義：一類各項性能在保存期和使用期內滿足要求，使用后在自然環(huán)境中可降解為 物質的材料。 (2)降解的定義： 因素引起聚合物分子斷裂的過程，主要涉及 、 、 三種過程。 (3)目前環(huán)境降解材料的開發(fā)以 為主。,2．可降解高分子材料的開發(fā),無害,化學和物理,生物降解,光降解,化學降解,生物降解材料,屬于有機高分子化合物嗎？ 提示 不是，它的相對分子質量為890，比高分子化合物的相對分子質量小得多，也不符合有機高分子化合物的結構特征。,【慎思1】,有機高分子化合物為什么是混合物？ 提示 對單個高分子來說，相對分子質量是確定的，但對一塊高分子材料來說，它是由許多相對分子質量不等的高分子聚集起來的，實驗測得的高分子的相對分子質量是平均值。,【慎思2】,聚苯乙烯  的單體、鏈節(jié)是什么？ 提示 單體： ；鏈節(jié)： 。,【慎思3】,縮聚反應的產物一定是高分子嗎？ 提示 不是。縮聚反應的產物中有高分子化合物，也有小分子的副產物。,【慎思4】,熱塑性塑料和熱固性塑料有何異同？ 提示 (1)熱塑性 以熱塑性樹脂為基本成分，受熱軟化，可以反復塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，一般為線型結構，如圖(a)，或支鏈型結構，如圖(b)。,【慎思5】,(2)熱固性 以熱固性樹脂為基本成分，加工成型以后變?yōu)椴蝗蹱顟B(tài)，如酚醛、脲醛樹脂等，一般為體型結構，如圖。,網狀結構,功能高分子材料的特定功能主要通過哪些途徑獲得？ 提示 ①由含有某種特定功能官能團的單體直接聚合； ②通過化學反應在高分子主鏈和側鏈上引入某些具有特定功能的基團； ③通過合理的加工成型實現材料的功能化。,【慎思6】,引起高分子材料老化的原因有哪些？ 提示 ①外因：外力、熱、光的作用，接觸空氣、水、微生物和化學試劑等。 ②內因：高分子鏈之間發(fā)生交聯而變硬、變脆、喪失彈性；高分子鏈發(fā)生斷裂、相對分子質量降低而變軟，發(fā)黏等。,【慎思7】,廢舊高分子材料的回收利用有哪幾種途徑？ 提示 廢舊高分子材料的回收利用有三種途徑 (1)通過再生和改性利用，重新做成多種有用的材料和制品； (2)采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料； (3)將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能。,【慎思8】,加聚反應 由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的化合物分子的反應。,1．,縮聚反應 有兩個或兩個以上官能團的單體相互結合，生成高分子化合物，同時生成小分子(如H2O、HCl、NH3和醇等)。 例如：酚醛樹脂的合成,2．,由加聚聚合物推單體的方法 (1)如：加聚聚合物 (2)方法：邊鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相遇成新鍵。鍵尾相遇按虛線部分，斷鍵成單體。,3．,(3)單體：CH2===CH—CH3 CH2===CH2,用于北京奧運會的國家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，該材料為四氟乙烯與乙烯的共聚物。四氟乙烯也可與六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列說法錯誤的是 ( )。 A．ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—” 的連接方式 B．合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反應均為加聚反應 C．聚全氟乙丙烯分子的結構簡式可能為 D．四氟乙烯分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵,【例1】?,解析 ETFE是CF2===CF2與CH2===CH2的共聚物，結構簡式可表示為：  。 聚全氟乙丙烯是CF2===CF2與CF2===CF—CF3的共聚物，結構簡式可表示為： 。 CF2===CF2分子中的 鍵是非極性鍵，C—F鍵是極性鍵。,答案 C,上連接的原子或原子團，在高分子化合物中只能是支鏈。,下列塑料的合成，所發(fā)生的反應類型與另外三種不同的是 ( )。 A．聚乙烯塑料 B．聚氯乙烯塑料 C．酚醛樹脂 D．聚苯乙烯塑料,【體驗1】?,解析 酚醛樹脂的合成發(fā)生的是縮聚反應。 答案 C,功能高分子,1．,幾種功能高分子材料 (1)高分子分離膜 組成：高分子分離膜是用具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜。 特點：能夠讓某些物質有選擇地通過，而把另外一些物質分離掉。 應用：物質分離。 (2)醫(yī)用高分子材料 性能：優(yōu)異的生物相容性；很高的機械性能。 應用：制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、腎等各種人工器官。,2．,(3)高吸水性樹脂 合成方法：對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改進，在它們的高分子鏈上再接上含強親水性原子團的支鏈，以提高它們的吸水能力，或以帶有強親水性原子團的化合物，如以CH2=CH—COOH等為單體，均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物。 高吸水性樹脂合成方法的特點：在反應中加入少量含兩個雙鍵的二烯化合物作為交聯劑，讓高聚物分子鏈間發(fā)生交聯，得到具有網狀結構的樹脂。 應用：可以在干旱地區(qū)用于農業(yè)、林業(yè)、植樹造林時抗旱保水、改良土壤、改造沙漠等。,下列材料中屬于功能高分子材料的是 ( )。 ①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隱身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料 A．①②⑤ B．②④⑤⑥ C．③④⑤ D．全部 解析 既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又有某些特殊功能的高分子材料都屬于功能高分子材料。 答案 D,【例2】?,功能高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料(塑料、合成纖維、合成橡膠)在本質上沒有區(qū)別，它們只是相對而言。從組成元素上看，都是由C、H、O、N、S等元素構成；從合成反應上看，都是由單體通過加聚或縮聚反應形成的；從結構上看，都有線型和體型兩種結構。它們的重要區(qū)別在于功能和性能上，與傳統(tǒng)材料相比，新型有機高分子材料性能更優(yōu)異，往往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能，可用于許多特殊領域。,單一材料性能的優(yōu)缺點 一種單一材料在性能方面往往具有較明顯的優(yōu)點和缺點，例如：金屬材料強度大，但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高溫等。 復合材料 (1)定義：將兩種或兩種以上性能不同的材料經過特殊加工制成的材料叫做復合材料。 (2)構成：復合材料由兩大部分構成，一部分稱為基體，在復合材料中起黏結作用；另一部分稱為增強體(也叫增強劑)在復合材料中起骨架作用。構成復合材料的基體與增強體的關系，就好像人體中的肌肉和骨頭一樣，各有各的作用。,1．,2．,(3)性能：復合材料既保持了原有材料的特點，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原有材料的特性。 幾種重要的復合材料 幾種復合材料的比較(見下表),3．,下列關于復合材料的說法不正確的是 ( )。 A．復合材料一定是由兩種或兩種以上材料制成的 B．復合材料保持了原材料的優(yōu)點，又優(yōu)于原材料的特點 C．在復合材料中，基體起骨架作用 D．在復合材料中，增強體起骨架作用 解析 復合材料中一定含有兩種或兩種以上的材料，但這兩種或兩種以上的材料必須是性質不同的材料，因此，復合材料保持了原材料的優(yōu)點，克服了原材料的某些缺陷，也會產生優(yōu)于原材料的特點。在復合材料中起骨架作用的是增強體，起黏結作用的是基體。 答案 C,【例3】?,復合材料是由多種材料組合起來的，它的設計自由度很大；不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各種組分材料的含量來滿足不同的需求。,2012年6月，“天宮一號”與“神九”的對接，標志著我國在載人航天史上邁出重要一步。材料科學在航天領域占有重要地位。下列關于材料的說法正確的是( )。 A．自然界存在的物質都可以稱為材料，它可分為無機非 金屬材料、金屬材料、有機高分子材料等 B．光導纖維主要成分為二氧化硅，是一種發(fā)展很快的傳 統(tǒng)非金屬材料 C．能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，且 能源、信息是材料發(fā)展的基礎 D．宇航工業(yè)是復合材料的重要應用領域，復合材料是指 兩種或兩種以上材料組合成的一種新型的材料,【體驗3】?,解析 “自然界存在的物質都可以稱為材料”這種說法顯然是錯誤的；光導纖維是一種新型無機非金屬材料；材料是能源和信息發(fā)展的基礎；復合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型的材料。 答案 D,復合材料一般是由起黏結作用的基體和起增強作用的增強體兩種材料構成。例如，玻璃鋼就是將玻璃纖維與高分子化合物(如酚醛樹脂)復合而成。 (1)酚醛樹脂可由苯酚和甲醛縮聚而成，反應化學的方程式為： ， 已知該反應有大量熱放出，為防止溫度過高，應向已有苯酚的反應釜中________加入甲醛，且反應釜應裝有______,實驗探究九 復合材料的結構和性質,【案例】?,裝置；為保證得到線型酚醛樹脂，在生產過程中往往要用過量的苯酚，這樣得到的樹脂呈現粉紅色。其原因是_________ ___________________________________________________。 (2)若用苯酚和乙醛在一定條件下反應，也可以得到一種線型的酚醛樹脂，試寫出該反應的化學方程式_______________。 (3)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是以__________為原料。經混合、粉碎，在____________中高溫熔融制得。 (4)構成玻璃鋼的高分子材料(如酚醛樹脂)的作用是______。,解析 (1)因反應為放熱反應，為防止溫度過高，必須降低反應體系的溫度，故可采取的措施有：向反應釜中間歇性地加入反應物并在反應釜中安裝散熱裝置。因苯酚易被氧化成粉紅色，故為了得到線型酚醛樹脂，在生產過程中往往要用過量的苯酚，得到的樹脂呈現粉紅色的原因就是過量的苯酚被氧化為紅色物質。(2)類比(1)中給出的反應機理可寫出反應的化學方程式。(3)普通玻璃的生產是以純堿、碳酸鈣(或石灰石)、SiO2(或石英砂)為原料，在熔爐中發(fā)生反應制得。(4)由題中信息知酚醛樹脂應是復合材料中起黏結作用的基體。,答案 (1)間歇性地 散熱 過量的苯酚被氧化為紅色物質 (2) (3)純堿、碳酸鈣(或石灰石)、SiO2(或石英砂) 熔爐 (4)起黏結作用的基體,