第五章第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料

第五章第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四三大支柱產(chǎn)業(yè)能源材料信息是能源和信息發(fā)展的基礎(chǔ)有機(jī)合成高分子材料是材料工業(yè)的一個(gè)重要方面時(shí)代的劃分常以材料為標(biāo)志石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、鋼鐵時(shí)代、高分子時(shí)代材料簡(jiǎn)介第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四合成材料合成高分子材料功能高分子材料復(fù)合材料高分子分離膜、液晶高分子、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子、高吸水性樹脂塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料三大合成材料第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四一、塑料添加了特定用途的添加劑的樹脂樹脂是指未經(jīng)加工處理的、沒有與各

種添加劑混合的聚合物塑料＝樹脂＋添加劑樹脂的本性決定了塑料的主要基本性

能，添加劑也起重要作用第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定決定線型結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)支鏈結(jié)構(gòu)：具有熱塑性?？捎米魉芰媳∧?、塑料袋。具有熱固性。即加工成型不會(huì)受熱熔化。可用作電木（酚醛塑料）。第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四熱固性塑料再次受熱時(shí)，鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的線型結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)，分子間作用力減弱，易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，相互引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四熱塑性塑料：高分子鏈間無永久性的化學(xué)交聯(lián),只有微弱的分子間作用力

以及由于鏈間糾纏所造成的暫時(shí)性物理交聯(lián)，此交聯(lián)會(huì)隨加工過程而產(chǎn)生有糾纏及去糾纏的現(xiàn)象；因此熱塑性塑料會(huì)隨加熱而有軟化變形乃至于流動(dòng)的現(xiàn)象:隨溫度下降則有固化變硬的情形，為可逆過程

。

第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四熱塑性塑料的特性受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復(fù)加工，多次使用第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四熱固性塑料：塑料在加工過程中受熱發(fā)生聚合反應(yīng)，透過交聯(lián)劑(或稱做架橋劑)的作用分子鏈間產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)反應(yīng)本身是不可逆的化學(xué)反應(yīng)，因此熱固性塑料在加工后并不會(huì)如熱塑性塑料般會(huì)受熱軟化，若溫度過高則發(fā)生裂解而不會(huì)有軟化變形的現(xiàn)象。第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四熱固性塑料的特性：不能加熱熔融，只能一次成型。第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四耳機(jī)線為什么總纏在一起？聚乙烯分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連，單鍵可旋轉(zhuǎn)，使它不可能成一條直線，只能成不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四1.聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件分子結(jié)構(gòu)類型有無支鏈高分子鏈長(zhǎng)短相對(duì)分子質(zhì)量高壓高溫引發(fā)劑較低壓力催化劑線型支鏈型有長(zhǎng)短不一的支鏈少有或沒有相對(duì)較長(zhǎng)相對(duì)較短較低較高第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四高壓聚乙烯低壓聚乙烯熔融溫度密度硬度分子間作用力低密度相對(duì)較低相對(duì)較小相對(duì)較小相對(duì)較高高密度相對(duì)較大相對(duì)較大高或低密度的聚乙烯均可溶解于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑（低密度聚乙烯）（高密度聚乙烯）第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四影響高分子化合物熔點(diǎn)、密度的因素：(1)高分子鏈越長(zhǎng)——相對(duì)分子質(zhì)量越大——分子間的作用力越大——熔點(diǎn)、密度越高(2)鏈與鏈之間越密——鏈之間的作用力越大——熔點(diǎn)、密度越高第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四◆聚乙烯(PE)產(chǎn)品保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料單體:CH2=CH2第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四◆聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕，使用溫度不宜超過60℃，在低溫下會(huì)變硬分為：軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)塑料單體:CH2=CHCl第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四◆聚苯乙烯單體：CH2=CHC6H5第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2=CCH3COOCH3第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四聚四氟乙烯塑料單體：CF2＝CF2第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四◆酚醛塑料單體：苯酚、甲醛第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四2.酚醛樹脂的制取和性質(zhì)分組編號(hào)ⅠⅡ?qū)嶒?yàn)步驟①苯酚+甲醛+濃鹽酸①苯酚+甲醛+濃氨水產(chǎn)品外觀加熱試驗(yàn)酒精溶解結(jié)構(gòu)特點(diǎn)②水浴加熱15min③洗凈、烘干粉紅色固體軟化（熱塑性）不軟化（熱固性）溶解不溶解線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四酚醛塑料單體：苯酚、甲醛OHH—C—HOOH—CH2OHOH—CH2[]OH—CH2OHOH—CH2n水浴加熱酚醛樹脂的制備.wmv.flv酸性條件下線性結(jié)構(gòu)第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四—OH+

H—C—HO—OHCH2OHCH2OHHOCH2堿性條件下生成三羥甲基苯酚第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四酚醛樹脂局部結(jié)構(gòu)第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四下列高聚物經(jīng)簡(jiǎn)單處理可以從線型結(jié)

構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)的是（）[CH2－CH2－CH－CH2]nCH3OH[CH2][CH2－CH2＝CH－CH2]nCln[CH2－CH]nClA．B．C．D．BC線型結(jié)構(gòu)里必須還存在能發(fā)生加聚或縮聚反應(yīng)的官能團(tuán)，如雙鍵、羥基、氨基等，才有可能轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四二、合成纖維灼燒情況受酸溶液的影響受堿溶液的影響純棉燒后呈粉狀，無異味輕微輕微羊毛燒焦羽毛氣味，灰燼為黑色小顆粒受腐蝕部分溶解尼龍布接近火焰時(shí)迅速卷縮，趁熱可拉成絲，燒后不易破碎幾乎不變幾乎不變第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四天然纖維：如棉花、羊毛、蠶絲和麻等纖維合成纖維：用石油、天然氣等不含天然纖維的物質(zhì)為原料，經(jīng)過化學(xué)合成加工制得的纖維如腈綸(人造羊毛)、錦綸(尼龍)、維綸、氯綸、滌綸(的確良)和丙綸等“六大綸”

合成纖維具有優(yōu)良的性能：如強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀等。第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維是20世紀(jì)30年代美國(guó)杜邦公司科研小組研制出的尼龍66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺縮聚而成的。第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四滌綸尼龍紡綸纖維織成的防彈衣腈綸腈綸第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

2003年3月26日，在伊拉克的英國(guó)皇家海軍陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?zhàn)士埃里克·沃爾德曼頭盔連中四槍。

沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭(zhēng)打造的，其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別，里料則采用的是一種名叫“凱夫拉爾”的特制纖維。該纖維含有高分子聚合塑料，硬度比普通鋼鐵高40%。質(zhì)地如此堅(jiān)硬，能夠刀槍不入也就不足為奇了。第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四高強(qiáng)纖維的代表:Kevlar芳綸：全芳香族聚酰胺抗拉強(qiáng)度3.4GPa模量（59～190）GPa斷裂伸長(zhǎng)5%第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四宇航員費(fèi)俊龍、聶海勝凱旋歸來第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四唐鑫源，江蘇省無錫市人。先后畢業(yè)于上海光華大學(xué)、美國(guó)麻省羅宛爾理工大學(xué)、北卡羅納大學(xué)、威斯康新大學(xué)，專攻化學(xué)、紡織染整工程、高分子化學(xué)，獲哲學(xué)博士。1962年，美國(guó)太空總署太空飛行中心成立，唐鑫源先生出任材料研究所所長(zhǎng)，主持研究太空應(yīng)用材料，研制成能抵御輻射線與高溫的非金屬材料，以及防火材料等等，應(yīng)用于登陸月球之阿波羅APOLLO太空艇及登陸月球艇、太空飛行實(shí)驗(yàn)室SKYLAB，太空梭SPACESHUTTLE以及太空站SPACESTATION。同時(shí)主持研究設(shè)計(jì)太空衣、飛行工作衣、駕駛裝、運(yùn)動(dòng)裝、維生系統(tǒng)、太空工作設(shè)備與工具，以維持和保護(hù)太空飛行任務(wù)之功效與安全。贊譽(yù)唐鑫源先生為“太空衣之父”

第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四

宇航員的服裝能使太空的人處于加壓狀態(tài)，供給宇航員生命所需的氧氣，控制溫度和濕度，防止輻射，還要經(jīng)得起微流星的沖擊。宇航服中已經(jīng)應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機(jī)合成材料。密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成，密閉服由耐高溫的防火聚酰胺纖維織物等特殊材料組成。宇航服面罩是由碳材料制成的金剛石膜。第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四三.橡膠

橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械等所必需的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。1、天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯：2、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠等性能全面，但易老化性能不及天然橡膠全面，但其具有彈性、絕緣性、氣密性、耐高溫或低溫等性能。第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四橡膠產(chǎn)品第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四天然橡膠為何容易老化？實(shí)驗(yàn)室盛哪些藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？天然橡膠含有雙鍵，易起加成反應(yīng)和易被氧化，所以易老化。KMnO4溶液、濃HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四順丁橡膠nCH2=CH-CH=CH2催化劑C=CCH2CH2HHn12341423兩種：三葉橡膠（順式）、杜仲膠（反式）第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四丁二烯和苯乙烯共聚而成的彈性體，合成丁苯橡膠CH2=CH-CH=CH2CH2=CH丁苯橡膠SBR1,3-丁二烯苯乙烯第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四硫化橡膠優(yōu)點(diǎn):具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四四、復(fù)合材料學(xué)與問每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)：金屬材料強(qiáng)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。但航天材料需要強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？復(fù)合材料：兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料你能舉出一些復(fù)合材料的例子嗎？第四十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四玻璃鋼玻璃鋼即玻璃纖維增強(qiáng)塑料,是將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將玻璃纖維加到合成樹脂中，就制得玻璃鋼性能：強(qiáng)度達(dá)到某