有机高分子材料的特性和应用

8.3有机高分子材料的特性和应用

本节讨论的有机高分子材料均指有机高分子合成材料。由于它的出现，一方面大大减少了天然材料如木材、树脂、橡胶、皮革、棉花等的用量；另一方面与金属和合金材料、无机非金属材料相对比，它也显示出如资源丰富、质轻、耐腐蚀、易加工、柔韧性好等特点。因而，有机高分子材料在新材料中显得越来越重要。

有机高分子材料中，除橡胶外，塑料、纤维用高聚物在加工成材料前均称为合成树脂，以区别于加工成型后的塑料或纤维。而有机胶粘材料、离子交换树脂、涂料也都称为合成树脂，因它们都可以树脂形式不经加工，直接使用。

应当指出，各类有机高分子材料之间没有严格的界限。虽然从T g的数据可反映出有些高聚物适合作橡胶，另一些适合作塑料，但若采用不同的合成方法和工艺，同一种高聚物可制成不同的材料。例如，尼龙、涤纶可作纤维，其相应的高聚物也可制成塑料；环氧树脂既可配制成胶粘材料和涂料，也可加工成塑料。

随着高分子科学的发展，近年来已制得一类称作聚氨酯(见表8.2)的新品种高聚物。它可用作泡沫塑料、橡胶、纤维、胶粘材料、涂料和合成皮革等，是典型的“多功能高聚物”，特别是一种称作热塑性弹性体的聚氨酯产品，例如：

它是一种介于橡胶与塑料之间的材料。由于分子链结构的特点，使它既具有橡胶的弹性，又可以用加工热塑性塑料的方法加工(不需硫化)。因而又称为“弹性塑料”。

下面摘要介绍一些工程塑料、合成橡胶和有机胶粘材料的性能和应用。

8.3.1工程塑料

在加热、加压条件下可塑制成型，而在通常条件(室温、1×105Pa)下能保持固定形状的高聚物叫做塑料。塑料的主要组分是合成树脂(约占总质量的40％～

100％)，它对塑料的性能起决定性的作用。此外，为改进某些性能还常加入一些其他组分。

树脂可根据其受热后性能的不同分为热塑性树脂和热固性树脂，因而塑料也分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料包含的是链型结构的树脂，加热成型时只发生物理变化，即遇热时树脂软化或变为粘稠流体，冷却后可获得一定形状的制品。若再加热又可使之软化，如此反复处理其性能基本不变。热固性塑料在加热成型时需加入固化剂或引发剂等，因而树脂的分子链间发生化学变化，交联而成三维体型结构，再加热不能重新熔融成型。

从塑料品种的发展来看，最初以酚醛这类热固性塑料为主。50年代后，逐渐转向以乙烯类热塑性塑料为主，形成了以酚醛、氨基与“四烯”(聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯)六大类为主的通用塑料，其产量占塑料总产量3/4以上。60年代前后，由于科学技术发展对新材料的需要，出现了一系列如聚酰胺、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚二甲基苯醚、聚砜等工程塑料。

工程塑料通常是指具有较高的机械强度和其他特殊性能的塑料，它们能代替金属作为工程技术上的结构材料。举例说明于下。

1.聚酰胺(PA)

聚酰胺即尼龙，是发现得最早、应用得最多的热塑性工程塑料。聚酰胺分两类：第一类是由二元胺与二元羧酸缩聚而成的；第二类是由环状的内酰胺开环聚合而成的。如由己内酰胺

尼龙通常具有韧性、耐磨、自润滑、抗霉性和无毒等优点，因而可代替不锈钢和铝、铜等有色金属，用于制造机械、仪表仪器等零件。但尼龙制件常因吸水而引起尺寸变化。不同的尼龙性质有所差异，与尼龙-6相比，尼龙-66的拉伸强度较大，而吸水性较低；但尼龙-6具有熔点较低、较易加工的优点。只是两者的相对介电常数均较大，不宜用作高频率、低损耗的电绝缘材料。

尼龙-1010是我国首先发明的。它是利用农产品蓖麻油作原料制取的一种尼龙品种。尼龙-1010的吸水性小、耐油性好，主要用于制造机械、纺织等机械零件，如输油管、螺帽、轴承等。填充石墨或二硫化钼的尼龙可制各种机械的齿轮和滑轮；用玻璃纤维增强的尼龙还可以作水泵叶轮和叶片等。如8.2节中所述，聚酰胺制品有良好的机械强度是与其结构有关的。

2.聚四氟乙烯(PTFE)

聚四氟乙烯是目前含氟塑料中综合性能最突出、应用最广的一种，其产量约占含氟塑料总产量的85％～90％。聚四氟乙烯是由四氟乙烯加聚而成的，由于聚合物分子中C－F键的键能高(485.6kJ·mol-1)、链节结构高度对称、结晶度高

达90％以上，使它具有对任何酸、碱、王水和溶剂的卓越耐蚀性，并具有耐热、耐寒的特性，可在-200～250℃温度范围内使用。

聚四氟乙烯的电绝缘性能也是十分优异的，并且不受温度的影响和交流电频率的限制。此外，聚四氟乙烯具有较低的摩擦系数，使制得的零件耐磨损。以上这些性质都是其他塑料所不及的。聚四氟乙烯的缺点是刚性不够，以致影响零件尺寸的稳定性。

聚四氟乙烯可用作高温环境中化工设备的密封零件，以及在无油润滑条件下作轴承、活塞环等，其薄膜材料可用作电容器、通讯电缆的绝缘材料。

3.苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)

ABS是由苯乙烯(styrene，以S表示)与丙烯腈(acrylo-nitrile，以A表示)、丁二烯(butadiene，以B表示)三种不同单体加聚(这种加聚也称为共聚)而成的，因此称为共聚物，其结构式一般可表示为

ABS树脂既保持了聚苯乙烯优良的电性能和加工成型性，又由于其中丁二烯可提高弹性和冲击强度，丙烯腈可增加耐热、耐腐蚀性和表面硬度，使之成为综合性能优良的刚韧兼备的工程材料。ABS主要用于制造纺织器材，汽车、飞机的零件，仪表、洗衣机等家电的外壳。ABS的表面还可电镀，因此，在建筑行业中可代替金属、木材作装璜材料。

4.聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯是一种新型热塑性工程塑料，其结构式可表示为

聚碳酸酯由于分子主链中引入了苯环，T g高达149℃，大大提高了耐热性能，且使用温度范围较宽(-100～130℃)。聚碳酸酯还具有良好的机械性能与电绝缘性能，特别是韧性好，具有优异的抗冲击性能，且透明度高达90％，因而被誉为“透明金属”。总之，聚碳酸酯不仅可代替金属，还可代替玻璃、木材等用作齿轮等机械零件、仪表外壳和照相灯罩、防弹玻璃以及防护用的面盔等，而且还是宇航工程中不可缺少的材料。

8.3.2合成橡胶

任何链型非晶态高聚物在玻璃化温度以上均可呈现高弹性，可称为弹性体。不过具有实际意义的弹性体一般是指T g较低，即在相当宽的温度范围，如-50～100℃内，仍不失其弹性的高聚物，这类高聚物通常就称为橡胶。橡胶可分为天然橡胶与合成橡胶两大类。

天然橡胶主要取自热带的橡胶树，其化学组成是聚异戊二烯(因此又称为

聚异戊二烯有顺式与反式两种构型，或称为顺、反异构体。它们的结构简式分别为：

顺式-1，4-聚异戊二烯顺式指连在双键两个碳原子上的－CH2基因位于双键的同一侧。

反式-1，4-聚异戊二烯反式指连在双键两个碳原子上的－CH2基团位于双键的两侧。

天然橡胶含质量分数约98％的顺式-1，4-聚异戊二烯，即分子链中基本只含一种链节结构，其空间排列比较规整。直到1954年发现了钛催化剂和锂催化剂，才实现了使合成的异戊橡胶中顺式-1，4-聚异戊二烯的含量提高到质量分数95％左右。这种催化聚合的方法称为“定向聚合”，又称为“立构规整聚合”。我国科学家还研制出一种稀土催化剂，它的性能比上述催化剂还要好，具有重要的学术意义和经济价值。

顺式-1，4-聚异戊二烯适合作橡胶的关键，在于其分子结构具有三个特点：一是分子链的柔顺性较好；二是分子链间仅有较弱的作用力；三是分子链中一般含有容易进行交联的基团(如含不饱和的双键)。显然，其他类似结构的高聚物也可具备相似的性质。例如，以丁二烯及其衍生物加聚而成的丁二烯类合成橡胶。

1.丁二烯类合成橡胶

顺式-1，4-聚丁二烯习惯上称为顺丁橡胶。聚合物可用下式表示：

顺丁橡胶的结构规整有序，因而具有优良的耐磨性。它的弹性、耐老化性和耐低温性(T g=-105℃)也都超过天然橡胶，成为合成橡胶的第二大品种。缺点是抗撕裂能力差，易出现裂纹，特别是制成的轮胎抗滑性差，影响它在载重车中使用。通常采用橡胶共混方法(见8.4节)加以改善。

由1，3-丁二烯与苯乙烯两种单体加聚得到的丁苯橡胶是合成橡胶中最大的品种。适当改变加聚时的条件能得到多种性质稍有不同的丁苯橡胶。一般说来，在丁苯橡胶中苯乙烯的质量分数约为25％。聚合物一般可用下式表示：

丁苯橡胶的耐老化性能、特别是耐磨性比天然橡胶的要好，可用来制轮胎、皮带等，且可与天然橡胶共混用作密封材料和电绝缘材料。然而它与天然橡胶、顺丁橡胶都有同样的缺点，即不耐油和有机溶剂。

由丁二烯与丙烯腈CH2＝CH－CN两种单体加聚，可制得丁氰橡胶，它一般可用下式表示：

由于在分子中引入了极性基团－CN，这种橡胶的最大优点是耐油，其拉伸强度比丁苯橡胶的要好，耐热性比天然橡胶的要好，但电绝缘性和耐寒性差，且塑性低、加工较困难。它主要用作机械上的垫圈以及制造飞机和汽车等需要耐油的零件。

随着科学技术的发展，合成橡胶的单体种类越来越扩大，除二烯烃外，许多烯烃(如乙烯、丙烯、异丁烯)经过均聚或共聚，都可以制得各种合成橡胶。如下所示：

由乙烯和丙烯加聚可得乙丙橡胶，它一般可用下式表示：

由于分子链中不存在双键和极性基团，乙丙橡胶的耐热、耐老化性能均优于丁二烯类合成橡胶，而且电绝缘性能也较好，但抗撕裂性差。它主要用作电气绝缘零件。

2.硅橡胶

硅橡胶属于有机硅聚合物，它是一种链型结构的聚硅氧烷(见本章选读材料)。例如，由二甲基硅二醇[(CH3)2Si(OH)2]缩聚(析出H2O)可得二甲基硅橡胶，它可用下式表示：

硅橡胶以硅氧链为主链，由于Si－O健能(368kJ·mol-1)较大，因此它是一种耐热性和耐老化性很好的橡胶。它的特点是既耐低温又耐高温，能在-65～250℃之间保持弹性，耐油、防水、电绝缘性能也很好。缺点是机械性能较差，易撕裂，耐碱性不及其他橡胶。硅橡胶可用作高温高压设备的衬垫、油管衬里、火箭导弹的零件和电绝缘材料等，且因制品柔软光滑，对人体无害，而用作医用高分子材料，如静脉插管、人造关节等。

8.3.3有机胶粘材料

1.有机胶粘材料的分类和粘结原理

有机胶粘材料又称为粘合材料，它是一种具有优良的粘合性能，能将各种不同的固体材料(非金属或金属材料)牢固地粘结在一起的材料。有机胶粘材料的品种很多，并有多种分类方法。

(1)按有机胶粘材料的主要化学成分不同，可分为热固性树脂胶粘材料、热塑性树脂胶粘材料和橡胶型胶粘材料。

(2)按胶粘工艺的特点，可分为反应型胶粘材料、热熔型胶粘材料和溶剂挥发型胶粘材料。

(3)按用途不同，可分为结构胶和非结构胶。结构胶在粘结后能承受较大负荷，它们基本上以热固性树脂胶为主，而非结构胶只用来粘结承受力较小的制件或用作定位。

与传统的焊接、铆接、螺钉连接相比，粘结技术不仅方便、快速、经济、节能，且具有粘结力强、胶层密封、受力均匀、耐腐蚀、绝缘性能好等特点。因此，胶粘材料的应用已日趋广泛，从木材加工到建筑业的装修、密封，从电子、仪表工业中的胶接定位到医疗上的补牙、外科，乃致于宇航工程中整个飞机设计制造的基础，都离不开胶粘材料。那么粘结作用是如何产生的呢？

对胶粘材料的粘结作用有多种解释，但尚无完整理论。有认为是藉界面上胶粘材料分子与被粘材料的分子的彼此扩散、渗透；也有认为是藉界面上分子间的相互吸附。实际上吸附与扩散渗透都可能发生，在粘结强度较大时，胶粘材料与被粘材料之间还可能形成化学键。通常由于吸附的观点被采用得较多，因而，常将粘结看作主要是由于分子间力和氢键的作用。

2.有机胶粘材料的组成和性能

有机胶粘材料的主要成分(主体)也常称作基料或粘料。由于粘附作用要求胶粘材料分子与被粘材料分子在界面上充分接近，所以对基料的首要条件是粘度适当，能通过流动，较好地浸润被粘材料的表面。因此，通常选用的是一些粘稠的液态单体(在粘结条件下容易聚合)和低聚物，或可在溶剂、热、压力作用下具有流动性的链型聚合物。另一方面，要求这些聚合物所含基团的极性要大、数量要多，以便有利于增加胶粘材料与被粘材料之间的粘附力。

顺便指出，为了保证粘结强度，除要求有较好的粘附力外，还要求胶粘材料有较大的内聚能①。一般说来，聚合物的相对分子质量较小时，其粘度较小，对被粘材料的粘附性较好。但相对分子质量太小时，会导致聚合物缺乏足够的内聚能而降低粘结强度。因此，对于一指定的聚合物，相对分子质量只有选在适当范围内，才能获得最佳粘结效果。例如，通常聚合度在50～100范围内的聚酰胺具有较好的粘结性能。

在配制胶粘材料时，除基料外，还常加入一些辅助成分，它们配合基料起到改善胶粘材料性能的作用。常加的辅助成分有调节粘度起增润作用的溶剂；能降低胶层脆性的增韧剂；以及各种填料、防老剂、防腐剂等。

胶粘材料在粘结过程中通常呈液态，以利于浸润被粘材料表面，但最终必须用适当方法使之固化，才能使胶层承受各种负荷。固化的方法与胶粘材料的种类有关。

橡胶型胶粘材料或热塑性树脂胶粘材料主要利用溶剂挥发、乳液凝聚、熔融体凝固等物理过程进行固化，一般不需要加固化剂；而热固性树脂胶粘材料则利用交联反应进行固化，往往还需在胶粘材料配方中加入固化剂。

3.一些常用的有机胶粘材料

(1)橡胶型胶粘材料几乎所有的合成橡胶与天然橡胶都能用溶剂配成胶粘材料。它们粘结强度较低、耐热性不高，通常用作非结构胶，但胶层有优良的弹性，适于柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料，如橡胶与金属等材料的粘结。橡胶型胶粘材料中以氯丁橡胶胶粘材料最为重要，产量也最高。

氯丁橡胶胶粘材料的主要成分是聚氯丁二烯，该聚合物也有顺、反异构体，但通常以反式结构

为主，质量分数约为80％。由于反式结构的对称性较好，使分子堆砌较有序而有利于结晶，从而使氯丁橡胶胶粘材料具较理想的粘结强度。另一方面，由于C－Cl键的极性，使其有良好的耐油、耐溶剂性能。它的缺点是耐寒性、贮存稳定性不够。

(2)热固性树脂胶粘材料常用的有环氧树脂胶粘材料、氨基树脂胶粘材料、聚氨酯树脂胶粘材料、有机硅树脂胶粘材料等。

基团，当环氧树脂胶粘材料与被粘材料紧密接触时，这些极性基团容易与被粘材料组成中的极性部分(如玻璃、纤维素中的－OH)相吸引，增强了相互之间的作用力。环氧树脂胶粘材料的粘结性很强，能粘结金属、木材、玻璃和陶瓷等各种材料，人们称它为万能胶。

顺便指出，环氧树脂胶粘材料在使用时，常须加入固化剂。通常使用的固化剂大多为酸酐类或胺类化合物。

环氧树脂的种类很多，应用最广的是二酚基丙烷环氧树脂①，它是由环氧氯丙烷和双酚A(二酚基丙烷)缩聚而成的。其结构(简)式如下：

环氧树脂胶粘材料在使用时，常须加入固化剂，如乙二胺(H2N－CH2－CH2－NH2)。乙二胺与环氧树脂两端的环氧基的反应可表示如下：

可见，固化剂的作用是使环氧树脂由链型结构交联而成体型结构。固化后的环氧树脂胶粘材料的机械强度很高，同时，固化过程中环氧树脂胶粘材料的收缩率也比其他树脂胶粘材料的要低。此外，环氧树脂的电绝缘性能和化学稳定性也较好。

聚氨酯(聚氨基甲酸酯的简称，见表8.2)树脂胶粘材料在热固性树脂胶中也有重要地位，它的品种很多，也有属热塑性的树脂胶粘材料。

性和活泼性，使它对多种材料都有很强的粘附性。它与环氧树脂相似，适用于多种材料的粘结，不同之处在于它的分子链的柔顺性好，因而粘结部位的耐振动性好，特别适合不同材料之间的胶粘。此外，聚氨酯胶粘材料的耐寒性也比其他胶粘材料的要优异。

①将单位物质的量的液体或固体分子移至其分子链间作用力范围之外，以克服分子链间作用力所需的能量称为内聚能。它可衡量聚合物分子链之间作用力的大小。

①又称为E型环氧树脂，按相对分子质量、分子链中环氧基团数的不同，又列有多种不同牌号。

高分子简答题

第一章绪论1、与低分子化合物相比，高分子化合物有什么特点？能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物？答：与低分子化合物相比，高分子化合物主要特点有：（1）相对分子质量很大，通常在104～106之间；（2）合成高分子化合物的化学组成比较简单，分子结构有规律性；（3）各种合成聚合物的分子形态是多种多样的；（4）一般高分子化合物实际上是由相对分子质量大小不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量只具有统计平均的意义及多分散性；（5）由于高分子化合物相对分子质量很大，因而具有与低分子化合物完全不同的物理性质。不能。由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力，当温度升高到汽化温度以前，就发生主链的断裂和分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构，因而不能用蒸馏的方法提纯高分子化合物。 2、何谓相对分子质量的多分散性? 如何表示聚合物相对分子质量的多分散性? 答: 聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物,其相对分子质量或聚合度是一平均值.这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性.相对分子质量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示.这一比值称为多分散指数, 其符号为D. 即D =Mw/Mn.分子量均一的聚合物其D为1.D越大则聚合物相对分子质量的多分散程度越大. 相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示.以相对分子质量为横坐标, 以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标, 即得相对分子质量的质量或数量分布曲线.相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能. 聚合物相对分子质量多分散性产生的原因注意由聚合物形成过程的统计特性所决定. 3、各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。(2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 答：(1)天然无机高分子:石棉、金刚石、云母；天然有机高分子:纤维素、土漆、天然橡胶；生物高分子：蛋白质、核酸 (2)碳链聚合物:聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯；杂链聚合物:聚甲醛、聚酰胺、聚酯(3)塑料：PE、PP、PVC、PS；橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶 化学纤维:尼龙、聚酯、腈纶、丙纶;功能高分子:离子交换树脂、光敏高分子、高分子催化剂4、什么叫热塑性塑料？什么叫热固性塑料？试各举两例说明。热塑性塑料是指可反复进行加热软化或熔化而再成型加工的塑料，其一般由线型或支链型聚合物作为基材。如以PE、PP、PVC，PS和PMMA等聚合物为基材的塑料。热固性塑料是指只能进行一次成型加工的塑料，其一般由具有反应活性的低聚物作基材，在成型加工过程中加固化剂经交联而变为体型交联聚合物。一次成型后加热不能再软化或熔化，因而不能再进行成型加工。其基材为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和脲醛树脂等。 5、高分子链的结构形状有几种? 它们的物理、化学性质有何不同? 答: 高分子链的形状主要有直线形、支链形和网状体形三种,其次有星形、梳形、梯形等(它们可以视为支链或体形的特例). 直线性和支链形高分子靠范德华力聚集在一起, 分子间力较弱.宏观物理性质表现为密度小、强度低.聚合物具有热塑性, 加热可融化, 在溶剂中可溶解. 其中支链形高分子由于支链的存在使分子间距离较直线形的大, 故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线形的低,而溶解性能更好, 其中对结晶度的影响最为显著. 网状体形高分子分子链间形成化学键, 其硬度、力学强度大为提高. 其中交联程度低的具有韧性和弹性, 加热可软化但不熔融, 在溶剂中可溶胀但不溶解. 交联程度高的, 加热不软化, 在溶剂中不溶解. 第二章逐步聚合反应 1、连锁聚合与逐步聚合的三个主要区别是什么？ ⑴增长方式：连锁聚合总是单体与活性种反应，逐步聚合是官能团之间的反应，官能团可以来自于单体、低聚体、多聚体、大分子⑵单体转化率：连锁聚合的单体转化率随着反应的进

高二化学《化学有机高分子材料》说课稿

高二化学《化学有机高分子材料》说课稿 [第1课时]教学目的 1、对材料的类别有大致的印象。 2、了解有机高分子化合物的结构特点和基本性质。 3、初步了解高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的作用。重点、难点：有机高分子化合物的结构特点和基本性质教学过程：（引言）前面我们已经和材料大家族中的两家子――无机非金属材料和金属材料见过并有一定的了解。还有一个重要的家庭――高分子材料，虽然时刻在我们身边，但是我们对它了解很少。随着科技的发展，社会的进步，高分子材料的作用越来越重要，所以很有必要来认识它们。第一节有机高分子化合物简介合成材料即合成有机高分子材料，其主要成分为有机高分子化合物。（相对分子质量在几万到几万的化合物）写出：聚乙烯、聚氯乙稀、淀粉、纤维素、酚醛树脂等化学式。并分析高分子的结构特点。 一、有机高分子化合物的结构特点它们都是由简单的结构单元重复连接而成的。例如聚乙烯是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物（1）链节：组成高分子的重复的结构单元。如聚乙烯的链节为－CH2－CH2－（2）聚合度：每个高分子里的链节的重复次数。用n表示。（3）单体：能通过聚合反应合成高分子化合物的小分子物质。如聚乙烯的单体为乙烯。所以我们把高分

子化合物叫做聚合物或者高聚物。相对分子质量＝聚合度链节的式量反应（举例）有机玻璃酚醛树脂单体甲基丙烯酸甲酯苯酚、甲醛高聚物聚甲基丙烯酸甲酯链节 CH3－CH2－C－ COOCH3 聚合度nn聚合类型加成聚合缩合聚合（过渡）根据聚乙烯、聚氯乙烯的合成反应原理可知，他们都是长链状的，像一条线。而且聚氯乙烯分子的长链上还有支链。由于他们给人的印象是一条线，所以把这种结构叫做线型结构。高分子化合物分子以范德华力结合在一起，高分子间的作用力远大于小分子间的作用力，这就使得高分子材料强度大大增加。根据酚醛树脂的合成反应原理，可以看到。如果链状分子上有能起反应的官能团，还会互相反应使得链与链之间形成化学键，从而把链与链联结起来形成一张网。我们把这种网状的结构称为体型结构。 二、有机高分子化合物的基本性质： 1、溶解性；（演示实验8－1和8－2）观察到：线型结构的有机高分子有机玻璃能够溶解在三氯甲烷里溶解过程比小分子缓慢，体型结构的有机高分子化合物如橡胶则不容易溶解，只是有一定程度的胀大 2、热塑性和热固性；（演示实验8－3）聚乙烯塑料受热到一定温度范围时，开始软化，直到成为可以流动的液体，冷却后又成为固体，再加热、冷却，又出现液化、固化等重复现象这就体现了线型高分子的可塑性，而对体型高分子，一经加工成型就不会受热熔化，可见有热固性。（讨论）为什么聚氯乙烯塑料凉鞋

生活中的高分子材料

生活中的高分子材料 【摘要】 高分子应用在生活中各个地方，塑料便是应用较为广泛。塑料在生活起重大作用，但是也给环境带来了危害。如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。目前，在诸多的解决方案中，开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。 【正文】 高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。 高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。 高分子材料的结构特征 高分子材料的高分子链通常是由成千上万个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 高分子材料按其来源可分为：天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天

生活中的材料课题5几种高分子材料的应用练习1鲁科版选修10921142

1 解析：真毛皮含有蛋白质，焚烧时有烧焦羽毛的味道，而人造皮毛不含蛋白质，焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道，所以 B 选项错误。 答案：B 解析：尿不湿之所以具有强的吸水性，是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案：D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团，这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析：羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案：A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成，这两 种材料是（ ） 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 （ ） A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案：A 2. 人造毛皮越来越以假乱真，下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 （ ） A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶

2 解析：电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成；尿素不属于高分子材料；橡胶属于高分子材料，故选择 答案：C 3.为配合“限塑令”的有效推行，许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施，已知生 产无纺布的主要原料为：聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析：生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案：B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是（ ） A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析：丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案：A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似，可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料，这种材料的性质特别稳定，所以被称为 （ ） A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析：由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性， 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温，绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀，所以被称作是塑料王。 答案：D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 （ ） A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。

高分子有机磁性材料

高分子有机磁性材料 1 引言 磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下: 上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。 近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。过去

一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。 2高分子有机磁性材料的主要性能特点 由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点: (1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。 有机物的主要构成元素是碳、氢、氮,结构和化学性能十分稳定。将磁粉加工

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！

应用广泛的高分子材料

第二节 应用广泛的高分子材料 一、高分子化合物的分类 1．按来源分 ? ???? 天然高分子，如：淀粉、纤维素、蛋白质等合成高分子，如：聚乙稀、有机玻璃等 2．按结构分????? 线型高分子体型高分子 3．按性质分????? 热塑性高分子热固性高分子 4．按用途分????? 塑料合成纤维合成橡胶涂料黏合剂…… 二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些？常见的有机高分子化学反应的特点有哪些？ 1．高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系 结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应

①降解 在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯；生物降解塑料；化学降解塑料；光降解塑料等。 ②橡胶硫化 天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变为体型结构。 ③催化裂化 塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 线型高分子体型(网状)高分子 结构分子中的原子以共价键相互连结，构成 一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交 联起来，形成三维空间的网状结构 溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化 特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有可塑性 常见物 质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应，同其他反应一样，运用物质的结构决定性质的规律，首先分析其具有的官能团，并考虑官能团与基团的影响，分析比较结构变化及位置等，并加以应用。 类型1 白色污染与环境保护

高分子材料按应用分类

高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为涂料、天然树脂涂料和。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。⑦。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子和医用、等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC②杂链高聚物：分子主链由C、O、N等原子构成。如：聚、聚酯③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、和涂料等。其中，被称为现代高分子的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或差为动力，使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用交换膜电解可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用从中富集氧可大大提高回收率等。

高分子材料试题及答案.pdf

《高分子材料》试卷答案及评分标准 一、填空题（20分,每空1分）： 1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型。 2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成 加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。 3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。 4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂 三种。 5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。 6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、 溶剂化原则。 7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。 8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种。 二、解释下列概念（20分,每小题4分）： 1、 材料化过程：由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变 过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。 2、 复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的 工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。 3、 聚合物混合物界面：聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物 各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种 聚合物链段之间的相互扩散。 4、 共混法则：共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关, 一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。或是倒数关系。 5、 纳米复合材料：是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米 尺寸。所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。 三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由（5分,每小题2.5分）： 1、 聚丙烯与聚苯烯 聚丙烯>聚苯烯,原因：随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。 2、 聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯 聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因：随着长链上氯原子的增加,分子间作用力增强,分子的柔性降低。 四、比较下列各组聚合物的Tg大小,并说明理由（5分,每小题2.5分）： 1、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈 聚丙烯<聚氯乙烯<聚乙烯醇<聚丙烯腈,原因：随着分子链上侧基的极性增强,分子链产生的内旋转受到限制越大,是其Tg增高。 2、 聚（ 3、3-二甲基—1-丁烯）、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑 聚（3、3-二甲基—1-丁烯）<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因：随着分子链上侧基体积的增大,分子运动越困难,所以Tg增高。 五、按照给出条件鉴别高分子材料（6分,每小题3分）： 1、 序号 密度（g/cm3） 洛氏硬度 软化温度℃ 冲击强度J/m

有机高分子化合物教案

第八章合成材料 第一节有机高分子化合物简介 ●教学目标 1.使学生对有机高分子化合物的结构特点和基本性质有大致的印象； 2.常识性介绍高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。 ●教学重点 有机高分子化合物的结构和基本性质。 ●教学难点 合成有机高分子化合物分子单体的判断。 ●课时安排 一课时 ●教学方法 1.通过几个问题引导学生得出高分子化合物的概念； 2.通过学生已学过的聚乙烯、聚氯乙烯的结构简式和淀粉、纤维素的化学式，引导学生分析它们的结构特点，引出高分子化合物的三要素：链节、聚合度、单体； 3.利用投影展示聚乙烯、聚氯乙烯和酚醛树脂的合成反应原理，让学生直观地了解高分子化合物的结构类型； 4.运用多媒体三维动画演示由链到网的过程； 5.通过演示实验使学生了解有机高分子化合物的基本性质。 ●教学用具 多媒体、投影仪、胶片、试管(3支)、酒精灯、火柴、有机玻璃粉末(0.5 g)、三氯甲烷 (10 mL)、橡胶粉末(0.5 g)、汽油(10 mL)、聚乙烯塑料碎片(3 g)。 ●教学过程 ［引言］前面咱们已和材料大家族中的两家子——无机非金属材料和金属材料见过面并有一定的了解。还有一个重要的家庭——高分子材料，虽时刻存在于我们身边，但被了解甚少。在这一家庭中按成员的来源分，分为天然高分子材料(如棉花、羊毛等)和合成高分子材料(如涂料、粘合剂等)。而且，随着社会的进步、科技的发展，合成高分子材料的作用日益重要。所以，我们很有必要来认识一下它们。 ［板书］第八章合成材料 ［引言］合成材料即合成有机高分子材料，其主要成分为有机高分子化合物，现在回忆咱们曾经学过的高分子化合物有哪些？ ［学生回忆并积极回答］聚乙烯、聚氯乙烯、淀粉、纤维素等。 ［问］它们与普通的小分子的相对分子质量大小有何不同？ ［生］它们的相对分子质量都在几万到几千万之间，而小分子的相对分子质量很少上千。 ［讲解］由此，我们可以给高分子化合物下一个定义(和学生一起说)，相对分子质量在几万到几十万，甚至更高的化合物叫高分子化合物。 ［过渡］接下来，我们从高分子化合物的结构、性质和用途几方面来认识它们。 ［板书］第一节高分子化合物简介 ［师］请大家写下聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂的结构简式和淀粉、纤维素的化学式。 ［一同学到黑板上板演，其他同学在下面写］

高中化学选修五(人教版检测)第五章2应用广泛的高分子材料Word版含答案

第五章进入合成有机高分子化合物的时代 2 应用广泛的高分子材料 1．下列有机物中不属于天然高分子材料的是( ) A．棉花B．淀粉 C．尼龙 D．羊毛 解析：高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和 羊毛是天然的，而尼龙是人工合成的，属于合成材料。 答案：C 2．下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( ) A．聚乙烯塑料 B．聚氯乙烯塑料 C．酚醛塑料 D．聚苯乙烯塑料 答案：C 3．下列说法正确的是( ) A．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C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，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 D．某些合成材料和塑料制品的废弃物可以倾倒到海洋中 解析：合成纤维和人造纤维统称化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，B错误； 锦纶为合成纤维，是用H2N(CH2)5COOH缩聚成的，属于多肽，和蛋白质有相似之处，但灰烬不 能压成粉末，C错误；塑料制品的废弃物不可乱倒，D错误。 答案：A 4．尼龙-66是一种重要的合成纤维，它是由己二酸和己二胺以相等的物质的量在一定条 件下聚合而成的，下列叙述中不正确的是( ) A．尼龙-66的结构简式是 B．合成尼龙-66的反应属于缩聚反应 C．合成尼龙-66的基础反应为酯化反应 D．尼龙-66的长链结构中含有酰胺键(—CONH—) 解析：己二酸和己二胺分子中含有的官能团是—COOH和—NH2，二者生成尼龙-66的反应 应为成肽反应，而不是酯化反应。

答案：C 5．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食 品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( ) A．PE、PVC都属于链状高分子化合物，受热易熔化 B．PE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色 C．焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HCl D．废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染 解析：PVC的单体是CH2===CHCl，它不属于烃类。 答案：B (时间：40分钟分值：100分) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题8分，共48分) 基础题Ⅰ 1．下列高分子化合物中，属于天然高分子材料的是( ) A．锦纶纤维B．有机玻璃 C．棉花 D．顺丁橡胶 解析：棉花的主要成分是纤维素，它属于天然高分子材料；其他三种材料都属于合成高 分子材料。 答案：C 2．下列产品中，如出现破损不能进行热修补的是( ) A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜 解析：聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜都是用热塑性树脂加工而成的，可以 反复加工，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用热固性树脂加工而成的， 受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。 答案：B 3．下列说法正确的是( ) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维 B．天然纤维是不能再被加工处理的 C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维 D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

高分子材料常用的几种抗老化方法及对比分析

高分子材料常用的几种抗老化方法及对比分析 高分子材料事实上已经成为现代生活每个方面中的必需品，其在生产及加工中取得的最新进展进一步拓宽了塑料的应用范围，在某些应用中，高分子材料甚至取代了其他的材料，如玻璃，金属，纸张及木材。 但高分子材料本身具有的结构特点和物理状态及其在使用过程中受到的热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、菌和酶等外在因素使得其在应用过程中，会出现性能下降或损失，例如泛黄、相对分子质量下降、制品表面龟裂、光泽丧失，更为严重的是导致冲击强度、拉伸强度和伸长率等力学性能大幅度下降，从而影响高分子材料的正常使用。这种现象简称为老化，老化在高分子材料的合成、贮存及加工和最终应用的各个阶段均可能发生，可导致材料使用寿命终结而大量废弃，造成资源的极大浪费和严重的环境污染。高分子材料在使用过程中发生的老化更有可能造成巨大的灾难和不可挽回的损失。 因此，高分子材料的防老化成为高分子行业不得不解决的问题。实际上，高分子材料的防老化是高分子化学中的一个重要课题。目前，改善和提高高分子材料防老化性能的主要方法有以下四种： 1、物理防护（如加厚、涂装、外层复合等） 高分子材料的老化，特别是光氧老化，首先是从材料或制品的表面开始，表现为变色、粉化、龟裂、光泽度下降等，然后逐渐往内部深入。薄制品比厚制品更容易提早失效，因此通过加厚制品的方法可以延长制品的使用寿命。对于易老化的制品，可以在其表面涂覆或涂布一层耐候性好的涂层，或在制品外层复合一层耐候性好的材料，从而使制品表面附上一层防护层，从而延缓老化进程。如在PP无纺布表面针刺一层抗光氧老化性能较好的聚酯布层，以吸收大量的紫外辐射，从而达到防老化的目的。但这些方法存在增加工序或影响产品的外观等等一些缺陷，只限于少数产品的应用。 2、改进加工工艺 很多材料在合成或制备过程中，也存在老化的问题。如，聚合过程中热的影响、加工过程中的热氧老化等等。那么相应地，可以通过在聚合或加工过程中增加除氧装置或抽真空装置等减缓氧气的影响。但这种方法只能保证材料在出厂时的性能，而且这种方法只能从材料的制备源头实施，无法解决其在再加工和使用过程中的老化问题。 3、高分子材料的结构设计或改性 很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团，那么通过材料的分子结构设计，以不易老化的基团替代易老化的基团，往往可以起到良好的效果，如在聚氨酯行业中，

有机高分子化合物简介

有机高分子化合物简介 第八章合成材料 节 ●教学目标 使学生对有机高分子化合物的结构特点和基本性质有大致的印象； 常识性介绍高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。 ●教学重点 有机高分子化合物的结构和基本性质。 ●教学难点 合成有机高分子化合物分子单体的判断。 ●课时安排 一课时 ●教学方法 通过几个问题引导学生得出高分子化合物的概念； 通过学生已学过的聚乙烯、聚氯乙烯的结构简式和淀粉、纤维素的化学式，引导学生分析它们的结构特点，引出高分子化合物的三要素：链节、聚合度、单体； 利用投影展示聚乙烯、聚氯乙烯和酚醛树脂的合成反应原理，让学生直观地了解高分子化合物的结构类型；

运用多媒体三维动画演示由链到网的过程； 通过演示实验使学生了解有机高分子化合物的基本性质。 ●教学用具 多媒体、投影仪、胶片、试管、酒精灯、火柴、有机玻璃粉末、三氯甲烷、橡胶粉末、汽油、聚乙烯塑料碎片。 ●教学过程 ［引言］前面咱们已和材料大家族中的两家子——无机非金属材料和金属材料见过面并有一定的了解。还有一个重要的家庭——高分子材料，虽时刻存在于我们身边，但被了解甚少。在这一家庭中按成员的分，分为天然高分子材料和合成高分子材料。而且，随着社会的进步、科技的发展，合成高分子材料的作用日益重要。所以，我们很有必要来认识一下它们。 ［板书］第八章合成材料 ［引言］合成材料即合成有机高分子材料，其主要成分为有机高分子化合物，现在回忆咱们曾经学过的高分子化合物有哪些？ ［学生回忆并积极回答］聚乙烯、聚氯乙烯、淀粉、纤维素等。 ［问］它们与普通的小分子的相对分子质量大小有何不同？

［生］它们的相对分子质量都在几万到几千万之间，而小分子的相对分子质量很少上千。 ［讲解］由此，我们可以给高分子化合物下一个定义，相对分子质量在几万到几十万，甚至更高的化合物叫高分子化合物。 ［过渡］接下来，我们从高分子化合物的结构、性质和用途几方面来认识它们。 ［板书］节高分子化合物简介 ［师］请大家写下聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂的结构简式和淀粉、纤维素的化学式。 ［一同学到黑板上板演，其他同学在下面写］ ［引言］通过这几个高分子化合物的结构简式或化学式，咱们以聚乙烯为例分析高分子化合物的结构特点。 ［板书］一、高分子化合物的结构特点 ［生］它们都是由简单的结构单元重复连接而成。例如，聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 链节：组成有机高分子化合物的重复结构单元，如：cH2—cH2的链节为 —cH2—cH2—； 聚合度：每个高分子里的链节重复次数，如：cH2—cH2中聚合度为n；

谈谈高分子材料在现代生活中的应用

谈谈高分子材料在现代生活中的应用 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 一高分子材料在生活中的应用简介 高分子按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础，我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成

织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料；高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等 一般将高分子材料按特性分为五类，即橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状，有天然橡胶和合成橡胶两种。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯；合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的各种轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、

高分子材料基本知识

链段：从高分子链中划分出来的最小运动单元 柔顺性：高分子链能改变其构象的性质 近程结构：即第一层次结构，指单个高分子的一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构 远程结构：即第二层次结构，指单个高分子的大小和在空间所在的各种形态 结构：组成高分子不同尺度的结构单元在空间的排列 构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列 构象：由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态 高弹性：小应力作用下，由于高分子链段的运动而产生的很大的可逆变形 强迫高弹性：玻璃态聚合物在外力作用下，出现的高弹形变 力学松弛：高聚物的力学性质随时间的变化表现的性质 蠕变：在恒温恒负载下，高聚物材料的形变随时间的延长而逐渐增大的现象5 应力松弛：在恒温和保持形变不变的情况下，高聚物内部应力随时间延长逐渐衰减的现象 滞后现象：在交变应力作用下，高聚物应变落后于应力变化的现象 内耗：橡胶及其他高分子材料在形变过程中，一部分弹性形变转变热能的损耗的现象 冷拉：高聚物材料的低温下受外力作用而产生大变形的现象 银纹屈服：在拉伸应力作用下，高聚物某些脆弱部分由于应力集中而产生空化条纹形变区 剪切屈服：高聚物在拉伸或压缩应力作用下，与负载方向呈45度截面上产生最大剪切力，从而引发高分子链沿最大剪切面方向上产生滑移形变，从而导致材料形状扭的现象 高聚物材料发生脆性断列时，其断裂面比较光滑；韧性断裂时，由于分子间滑移，断裂面较为粗糙，有凹凸不平的丝状物 流变性：物质流动与变形的性能及其行为表现 牛顿流体：流动规律符合牛顿粘性定律的流体 剪切流动：产生横向速度梯度的场的流动 拉伸流动：产生纵向速度梯度的场的流动 剪切变稀流体：随剪切应力或剪切速率的升高表观黏度降低的流体 挤出胀大：橡胶等高聚物熔体基础口型后，挤出物的尺寸及断面形状与口型不同的膨胀 可塑度：施加一定负载在一定温度的时间下，测定形变负载移去后变形保持的能力 切力增稠流体：随剪切速率增加，切应力增加的速率增大，即切黏度随切应力。剪切速率的增大而上升的流体 熔融指数：由标准熔体流动速率测定仪测定，用来表征热塑性塑料的流动性 门尼黏度：一定温度（100）一定转子速度（2r/min）条件下测定未硫化胶对转子的转动阻力。橡胶工业中作为胶料流动的指标 焦烧：所谓焦烧，是胶料在硫化前的操作或停放过程中，发生了不应有的提前硫化现象。其表现为在胶料中有较硬的硫化小粒子存在，胶料塑性明显减少。 1．高分子特征： 1分子量很高或分子链很长2数目很大的结构单元通过共价键重复连接而成3结构具有不均一性4大多数高分子分子链有一定柔顺性 2.线性：细长的线/能溶解熔融，易加工成型 支链性：空间中二维增长形成/更以溶解，强度低，易老化 交联型：三维网状大分子/不溶解，能溶胀，不熔融，强度高，弹性好 3.柔顺性比较：1）PE>PP>PS取代基体积，单键内旋转位阻大，柔顺性差2）PP>PVC>PAN 取代基极性大，分子间的相互作用大，分子链内旋转受阻，柔顺性差3）氯丁橡胶〉PP>PVC取代基数目多，非键合原子数目多，阻力大4）BR>NR>SBR取代基体积大（同1） 4.结晶度：指结晶部分用质量或体积表示的百分数 结晶度对高聚物性能的影响：1）力学强度模量增大，韧性抗冲击强度降低2）光学性质透明度降低3）耐热性抗渗透性增强 5.取向方式：1）单轴，取向方向上强度增加，垂直与取向方向上强度降低2）双轴，平面方向上强度增加 6.高分子热运动的特点：1运动单元多重性（键长键角原子链节链段大分子链）2高分子运动的时间依赖性（松弛特性大分子运动需要较长时间）3高分子运动温度依赖性（运动单元松弛特性的温度依赖性） 7、试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线，并从分子运动的角度对曲线加以解释，并简单介绍一下其影响因素。 2）原因：a分子链长度不够一个链段长度时运动单位为大分子，所以Tg、Tf重合，M↑分子链解冻需Q↑Tg↑ b M>链段M，运动单元为整个大分子和链段，体现链段运动的高弹态出现。链段大小主要取决于分子链段柔顺性和邻近分子间的相互影响，所以，Tg不变，M↑大分子间相对位移阻力↑，所以Tf↑ 10．影响玻璃化转变温度Tg的因素 1）分子结构的影响：柔性增加，Tg下降

化学与生活《几种高分子材料的应用》教案2(鲁科版选修1)

课题5 几种高分子材料的应用 教学目标 1.了解几种高分子材料的成分及特点。 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 3.联系实际，根据生活中的应用，认识到高分子材料的发展趋势及前景。 教学重点： 1.了解几种高分子材料的成分及特点 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 联想.质疑： 有些优质的滑雪板的表面贴一层非常光滑的薄膜，这种薄膜是由一种高分子材料制成的，可以大大提高滑雪速度；另外，如果用这种材料制作水龙头的垫片，密闭性好，经久耐用；电缆电线的绝缘层、电热毯中间的发热层常用它作为绝缘材料；化工生产也会用它来保护设备不受酸碱的侵蚀…你知道这是一种什么材料吗？ 一、聚四氟乙烯 阅读思考：聚四氟乙烯的成分？性能？用途？ 1、成分：-[CF2-CF2]n- 2、制备：反应类型----加聚反应 3、性能： ①具有特殊的化学稳定性：耐酸碱、耐高低温、绝缘性、防水性 ②摩擦系数小，极其光滑。 4、用途：广泛应用于化学化工、机械、电器、建筑、医疗等领域 二、耐磨鞋底和轮胎 阅读思考：橡胶的分类？各种橡胶的成分、性能及用途？ 1、橡胶的分类：天然橡胶和合成橡胶 2、丁苯橡胶 ①成分

②制备 单体：CH2=CH—CH=CH2 ③性能：兼有橡胶和塑料的性能 ④用途：广泛用于制鞋、沥青改性、塑料改性和黏合剂行业等 3、丁顺橡胶 性能:耐磨、弹性、耐低温、耐热等 4、丁基橡胶 单体:异丁烯和少量异戊二烯 性能:气密性好、耐热、耐老化 用途:做汽车内胎、探空气球、无内胎轮胎 5、乙丙橡胶 成分:乙烯和丙稀 制备 单体：乙烯、丙烯 性能：柔韧性好 用途：制造汽车或建筑门窗的密封胶条 三、“尿不湿”与荒漠绿化 活动探究： （1）取一片纸尿片，用天平称量它的质量，使其充分吸水后再称其质量，计算单位质量纸尿片的最大吸水量。 （2）用同样的方法测定其它材料的吸水能力，与纸尿片进行比较。 （3）把充分吸水的几种材料放到窗口通风处，每隔一段时间后称其质量，比较哪种材料更易失水. 1、“尿不湿”原理 尿不湿既能吸水又能保水的原因是：“尿不湿”中添加了一种高吸水树脂。高吸水树脂是含