【高中化学】合成纤维、合成橡胶和功能高分子材料 2022-2023学年高二化学课件(人教版2019选择性必修3).pptx
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1、第第二二节节 高分子材料高分子材料第五章第五章 合成高分子合成高分子第第二二课时课时 合成纤维、合成橡胶、合成纤维、合成橡胶、功能高分子材料功能高分子材料学习目标1、通过、通过对通用高分子材料的学习,进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认对通用高分子材料的学习,进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认识思路,认识橡胶和合成纤维的组成和结构特点。识思路,认识橡胶和合成纤维的组成和结构特点。2、通过、通过对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响,了解高分子对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响,了解高分子与有机小分子的主要不同之处。与有机小分子的主要不同之处。3、扩展、扩展并完善对有机化合物结构、性质
2、和应用的认识并完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。通过高分子材料通过高分子材料吸水性能的对比实验,体会通过分析微观结构解释化学性质的思路,以及吸水性能的对比实验,体会通过分析微观结构解释化学性质的思路,以及结构、性质和应用之间的关系。结构、性质和应用之间的关系。4.、体验、体验功能导向的高分子材料合成的价值,了解新型高分子材料的优异功能导向的高分子材料合成的价值,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域的应用性能及其在高新技术领域的应用。生活中的纤维生活中的纤维棉花、麻(纤维素)等天然纤维化学纤维纤维用石油、天然气、煤和农副产品等为原料加工制得单体,经聚合反应制成的纤维(如:“六大纶
3、”、碳纤维、光导纤维等)再生纤维合成纤维利用木材、秸秆等天然高分子原料,经过加工处理得到。如:粘胶纤维纤维纤维的分类的分类 植物纤维动物纤维蚕丝、羊毛(蛋白质)等一、通用高分子材料二一、通用高分子材料二合成纤维合成纤维1 1、常见的合成纤维、常见的合成纤维六纶六纶名称结构简式单体涤纶(的确良)锦纶聚酯聚酯聚酰胺聚酰胺名称结构简式单体腈纶(人造毛)维纶(人造棉)丙纶氯纶CH2=CHCH3CH2=CHCl聚酯纤维涤纶纤维的强度大,耐磨,易洗,快干,保型性好,但透气性和吸湿性差。用于服装和床上用品、各种装饰布料、国防军国防军工特殊工特殊织物织物(航天服、降落伞航天服、降落伞),),以及工业用纤维以及
4、工业用纤维制品制品(过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等等涤纶涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯单体单体:和和合成纤维中目前合成纤维中目前产量最大产量最大的聚酯纤维的聚酯纤维中中的的涤纶涤纶聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一之一.H2N(CH2)6NH2和和HOOC(CH2)4COOH单体:单体:聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺纤维纤维(又称锦纶又称锦纶66、尼龙、尼龙66)聚酰胺纤维 C(CH2)4COOnHOH+(2n1)H2OHN(CH2)6NHnH2N(CH2)6NH2nHOC(CH2)4C
5、OH+OO锦锦纶在发展纶在发展:由由6氨基氨基己己酸酸合成的合成的锦纶锦纶6、由癸二酸和癸二胺合成的、由癸二酸和癸二胺合成的锦纶锦纶1010等脂肪族等脂肪族聚酰胺纤维聚酰胺纤维(锦纶锦纶),以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺,以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺纤维纤维(芳纶芳纶)。尼龙尼龙66性能:性能:不溶于普通溶剂,熔化温度高于不溶于普通溶剂,熔化温度高于260,拉制的纤维具有天然丝的外观,拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽,耐磨性和强度较大。和光泽,耐磨性和强度较大。尼龙尼龙66用途:用途:生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩
6、水、保暖和不怕虫蛀等优良的性能:维纶:吸湿性好“人造棉花”缺点:吸湿性、透气性不如天然纤维两类纤维混合两类纤维混合纺织纺织性能互补性能互补2 2、合成纤维特点、合成纤维特点3 3、合成纤维应用、合成纤维应用服装航天服降落伞绝缘材料隔音、隔热材料止血棉医用缝合线渔网麻绳【科学科学技术技术社会社会 】高强度芳纶纤维高强度芳纶纤维芳香族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,又称芳纶聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,又称芳纶1414+nH2N NH2催化催化剂nC C OHOO HN NH H+(2n1)H2OC C OHOOnHO它的强度高,密度却只有钢的它的强度高,密度却只有钢的1/5;其热
7、稳定性;其热稳定性高,在高,在500高温下不会熔化分解。可以制成高温下不会熔化分解。可以制成防防弹装甲弹装甲、消防服、防切割耐热手套,以及交通、消防服、防切割耐热手套,以及交通工具工具的结构的结构材料和阻燃内饰等。材料和阻燃内饰等。图图5-10 5-10 使用了芳纶纤维结构材料的轻型飞机使用了芳纶纤维结构材料的轻型飞机课堂练习课堂练习1:某航天服的材料中含尼龙某航天服的材料中含尼龙1010,其结构简式为,其结构简式为下列有关尼龙1010的说法正确的是()A尼龙1010是通过加聚反应制成的B尼龙1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOHC尼龙1010是通过缩聚反应制成的D制
8、作舱外航天服的材料要质轻,方便航天员在舱外行走C课堂课堂练习练习2:下列下列说法正确的是说法正确的是()A合成纤维和人造纤维统称为化学纤维合成纤维和人造纤维统称为化学纤维B酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料 C锦纶丝接近火焰时先卷缩,燃烧时有烧焦羽毛的气味,灰烬为锦纶丝接近火焰时先卷缩,燃烧时有烧焦羽毛的气味,灰烬为有光泽的硬块,能压成粉末有光泽的硬块,能压成粉末D可以将合成材料和塑料制品废弃物倾倒到海洋中进行处理可以将合成材料和塑料制品废弃物倾倒到海洋中进行处理A二、通用高分子材料三二、通用高分子材料三合成橡胶合成橡胶橡橡 胶胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶三
9、叶橡胶三叶橡胶(顺(顺式聚异戊二烯式聚异戊二烯)杜仲胶杜仲胶(反(反式聚异戊二烯式聚异戊二烯)丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶合成天然橡胶合成天然橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶硅橡胶硅橡胶1、橡胶橡胶的分类的分类2、橡胶的橡胶的性质性质橡胶是一类具有橡胶是一类具有弹性的物质。弹性的物质。相对分子质量大多塑料、合成纤维,相对分子质量大多塑料、合成纤维,1056耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐腐蚀、耐老化等耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐腐蚀、耐老化等3、合成、合成橡胶橡胶(1)合成橡胶的原料以石油、天然气为原料,以烯烃和二烯烃为单体聚合而成的高分子(2)顺丁橡胶)顺丁橡胶CCnHCH2CH2H合成原理
10、合成原理:单体单体1,3丁二烯加聚反应丁二烯加聚反应结构特点:结构特点:nCH2CH2CH2CH2催化剂催化剂分子呈线型结构,分子链较柔软,性能较差。分子呈线型结构,分子链较柔软,性能较差。顺丁橡胶顺丁橡胶的硫化:的硫化:将将顺顺丁丁橡橡胶胶与与硫硫等等硫硫化化剂剂混混合合后后加加热热,硫硫化化剂剂将将聚聚合合物物中中的的碳碳碳碳双双键键打打开开,以以二二硫硫键键(SS)等等与与碳碳原原子子结结合合,把把线线型型结结构构连连接接成成网网状状结结构构,得得到到既有弹性又有强度的既有弹性又有强度的顺丁橡胶顺丁橡胶应用:用于制造轮胎应用:用于制造轮胎名称名称结构简式结构简式单体单体丁苯橡胶丁苯橡胶顺
11、丁橡胶顺丁橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶几种常见的合成橡胶几种常见的合成橡胶名称结构简式单体氯丁橡胶乙丙橡胶硅橡胶【科学科学技术技术社会社会 】天然橡胶天然橡胶天然橡胶的单体与结构天然橡胶的单体与结构CH2=CCH=CH2CH3异戊二烯异戊二烯(2甲基甲基1,3丁二烯丁二烯)CH2C=CCH2CH3Hn顺式聚异戊二烯顺式聚异戊二烯(橡胶橡胶)图图5-13 5-13 橡胶树采胶橡胶树采胶图图5-14 5-14 我国贵州的杜仲林我国贵州的杜仲林杜仲树杜仲树CH2C=CCH2CH3Hn反式反式聚异戊二烯聚异戊二烯(杜仲胶杜仲胶)试回答下列问题:(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是,天然橡胶经过硫化,其结构由变
12、成,因而硫化橡胶(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,_(填“能”或“不能”)使溴水褪色。天然橡胶是线型结构课堂课堂练习练习3:橡胶树是热带植物,在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,结构为右图线型结构 网状结构能不能课堂课堂练习练习4:橡胶橡胶是一种重要的战略物资,一般分为天然橡胶和合成橡胶是一种重要的战略物资,一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为下列说法正确的是下列说法正确的是()DA.单体是单体是CH2=CHCH
13、2CH2CH=CHB.丁苯橡胶是由丁苯橡胶是由CH2=CHCH=CH2和和 通过缩聚反应制得的通过缩聚反应制得的C装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞D丁苯橡胶会老化丁苯橡胶会老化CH=CH2三、功能高分子材料三、功能高分子材料高吸水性高吸水性树脂树脂隐形眼镜隐形眼镜尿不湿尿不湿人造皮肤人造皮肤人造心脏人造心脏人造膝关节人造膝关节人造血管人造血管离子交换树脂离子交换树脂高分子分离膜高分子分离膜医用高分子医用高分子高分子催化剂高分子催化剂形状记忆高分子形状记忆高分子磁性高分子磁性高分子高分子药物高分子药物高吸水性树脂高吸水性树脂具有具有某些特殊某些特殊化学
14、、物理化学、物理及及医学功能医学功能的高分子材料的高分子材料。1、定义定义和分类和分类定义定义分类分类2、高吸水性树脂、高吸水性树脂吸吸水水前前吸吸水水后后高高吸吸水水性性树树脂脂可可在在干干旱旱地地区区用用于于农农业业、林林业业抗抗旱旱保保水水,改改良良土土壤壤。也也可以用于婴幼儿纸尿裤,其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。可以用于婴幼儿纸尿裤,其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。(1)结构特点结构特点:含有强含有强亲水亲水基团基团的支链的支链,如羧基,如羧基、羟基羟基、酰氨基等。、酰氨基等。具有具有网状网状结构。结构。(2)性能性能:不不溶于水,也不溶于有机溶剂溶于水,也不溶于有机溶剂
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