应用广泛的高分子化合物

应用广泛的高分子化合物（一）分类根据来源天然高分子化合物：纤维素、淀粉、甲壳质、蛋白质合成高分子化合物合成高分子材料功能高分子材料：高分子分离膜，液晶高分子，导电高分子，医用高分子，高吸水性树脂复合材料线型结构支链型结构网状结构（体型）线型高分子网状（体型）高分子结构分子中的原子以共价键相互连接，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，形成三维空间网状结构溶解性能在适当溶剂中溶胀，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，高弹性，受热软化，能流动。绝大多数在其熔化时不分解，可反复熔化。具有弹性和塑性。具有热固性，受热可软化但不能熔化，强热则分解，不可反复熔化。有脆性，没有或稍有弹性和塑性。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（二）命名1、天然高分子化合物习惯上用专用名称2、合成高分子化合物一般在单体名称前加“聚”。如：聚乙烯，聚丙烯有两种单体形成的高聚物两种单体前加“聚”。如：聚己二酰己二胺两种单体名称后加上“树脂”。如：酚醛树脂3、合成橡胶的名称前通常在单体名称后加上“橡胶”。如：顺丁橡胶4、合成纤维的名称常用“纶”。如：涤纶树脂是未加工处理的聚合物（三）三大合成材料塑料、合成纤维、合成橡胶一、塑料1、成分合成高分子化合物即合成树脂增塑剂——柔韧性加工助剂热稳定剂——耐热性着色剂——赋予漂亮的颜色增塑剂：是用来提高聚合物的可塑性和塑料制品的柔韧性有毒，不可用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜等作食品包装材料2、分类类型2热固性塑料热塑性塑料结构网状结构线性结构，链状结构特征以热固性树脂为基本成分，不能加热熔融只能一次成型以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复加热熔融加工，变化类型非可逆变化，是分子构造发生变化(化学变化)所致。[可逆变化](液态←→固态)，是所谓的物理变化。举例酚醛树脂，脲醛树脂聚乙烯，聚氯乙烯，聚苯丙乙烯3、典例（1）聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件分子结构类型有无支链高分子链长短相对分子质量高压高温引发剂较低压力催化剂线型支链型√少有或没有相对较长相对较短相对较小相对较大高压聚乙烯低压聚乙烯熔融温度密度硬度分子间作用力低密度相对较低相对较小相对较小相对较高高密度相对较大相对较大高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂中影响高分子化合物熔点、密度的因素：1．高分子链越长——相对分子质量越大——分子间的作用力越大——熔点、密度越高2．链与链之间越密——链之间的作用力越大——熔点、密度越高低压聚乙烯比高压聚乙烯链更长，而且支链少得多－低压、高密度、高熔点－管材、桶高压、低密度、低沸点－塑料薄膜高分子化合物具有一定的弹性原因：碳碳单键可以围绕键旋转而不影响键的强度聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连在常温下聚乙烯分子链呈不规则的卷曲状态，当有外力作用时，卷曲的高分子可以被拉直或部分拉直，除去外力后，高分子又恢复卷曲状态。从其反应机理可以看出,在碱性条件下,生成的活性很强的酚氧离子很快与甲醛反应生成羟甲酚,继而生成多羟甲酚.在酸性条件下,生成的羟甲酚则因很快变成苯甲碳正离子而迅速缩聚成树脂.显然碱性条件下由于多羟甲酚的生成,导致最后缩聚产生为体型结构,而酸性条件下则因生成的单羟甲基酚很快发生了缩合而主要得到线型产物.酚醛树脂的制取和性质分组编号ⅠⅡ实验步骤①苯酚+甲醛+浓盐酸①苯酚+甲醛+浓氨水产品外观加热试验酒精溶解结构特点实验5-1②水浴加热15min③洗净、烘干粉红色(或黄色)固体软化（热塑性）不软化（热固性）溶解不溶解线性结构网状结构在大试管中加入2.5克苯酚和2.5毫升40%甲醛溶液，再加入1毫升浓盐酸（作为催化剂），此时看不到明显现象。把试管口塞上插有长玻璃管(30厘米)的单孔塞，再把试管放进沸水浴中加热(沸水浴应为100℃恒温加热装置)，如图。混合液开始沸腾时，表示反应正在进行(反应放热)，沸腾熄止时，表示反应已完成。继续加热约10分钟，以利酚醛树脂和水溶液充分分层,上层为水，下层为酚醛树脂，冷却后显粉红色（原因：苯酚被氧化生成醌类物质）。反应装置中的长玻璃管对挥发的反应物起冷凝回流作用。在这个实验中，所用苯酚过量，并用酸作催化剂，产物是线型高分子树脂；如甲醛溶液过量时(如2.5克苯酚配3—4毫升40%甲醛溶液)且用氨水作催化剂时，产物则是体型高分子树脂(参看缩聚反应)。实验后的反应容器，需用酒精浸泡一些时间后，才易用水洗净。制得的酚醛树脂有体型和线型。1）苯的硝化反应50~602）银镜反应热水浴3）苯的磺化70~804）乙酸乙酯的水解70~805）蔗糖和纤维素的水解热水浴六大纶性能用途聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶/PET）弹性好、强度高、吸水性差。制作针织品、混纺织物、工业用布、轮胎帘子线、渔网、缆绳。聚酰胺纤维（锦纶/尼龙）：强度与耐磨性能好。做纺织材料、电绝缘材料、渔网、绳索、轮胎帘子线、降落伞、宇航服等。也可做成薄膜，制作电影胶片、录音录像带、磁卡等。聚丙烯腈纤维（腈纶/PAN）质轻、弹性好，人称“人造羊毛”。可与棉花混纺，做维棉混纺织物，做滤布、帆布、传送带等六大纶性能用途聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶/PVFM）吸湿性优良，分子中含有羟基，有“合成棉花“之称。可与棉花混纺，做维棉混纺织物，做滤布、帆布、传送带等聚氯乙烯纤维（氯纶/PVC）难燃、耐酸、碱，吸湿性差。可编织窗纱、筛网、网袋与绳子，制毛线、毛毯、棉絮、滤布等。聚丙烯纤维（丙纶/PP）耐磨、强度高，耐酸碱，耐老化性能差。制作地毯、编织袋、绳索、滤布、包装材料等。三、合成橡胶1、分类橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶2、天然橡胶①天然橡胶从巴西橡胶树上采集的天然胶乳天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中91%～94%是橡胶烃（聚异戊二烯），用途：日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。②杜仲胶存在于杜仲树的叶、皮、根中。杜仲胶和古塔波橡胶的化学成分都是反－1，4－聚异戊二烯杜仲橡胶绝缘性好，耐水、耐酸碱腐蚀。长期以来，用于水下电线或海底电缆，或直接制造电工绝缘器材、耐酸或耐碱衬里等；还可以用于制作轮胎；还以机体使用无排他性的优势被国外广泛采用应用于牙科等医学领域。2、合成橡胶定义：合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下，经聚合而成的品种多样的高分子化合物，单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种。性能：因单体不同而异，少数品种的性能与天然橡胶相似。某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的耐温、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。在使用条件下呈高弹性，3、顺丁橡胶顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n。顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95%以上。具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性和动态性能好等特点。主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强度低，冷流性大，加工性能稍差，必须和其他胶种并用。•硫化剂能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加的物质。