化学与材料的制造、应用课件.ppt
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- 化学 材料 制造 应用 课件
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1、专题2化学与材料的制造、应用一、高分子化合物与材料一、高分子化合物与材料1.高分子化合物的分类高分子化合物的分类天然高分子天然高分子 热固性热固性 2.新型高分子材料新型高分子材料(1)功能高分子材料功能高分子材料:具有某种特定功能的高分子材料具有某种特定功能的高分子材料,常见的有导电塑料常见的有导电塑料(如聚如聚乙炔乙炔)、离子交换树脂或交换膜、高分子医药材料、人造器官、高分子吸水、离子交换树脂或交换膜、高分子医药材料、人造器官、高分子吸水材料、导电高分子化合物等。材料、导电高分子化合物等。(2)复合材料复合材料:常见的复合材料常见的复合材料:_等。等。玻璃钢、碳纤维增强复合材料玻璃钢、碳纤
2、维增强复合材料黏结黏结骨架骨架3.三类有机高分子材料三类有机高分子材料(1)天然橡胶与合成橡胶天然橡胶与合成橡胶:天然橡胶天然橡胶: _经硫化处理后可得硫化橡胶。经硫化处理后可得硫化橡胶。常见的合成橡胶常见的合成橡胶:如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶等。如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚硫橡胶、乙丙橡胶等。(2)合成树脂合成树脂:PVC:nCH2CHCl _ABS树脂树脂:由丙烯腈由丙烯腈(CH2CH-CN)、1,3-丁二烯丁二烯(CH2CH-CHCH2)和苯乙烯和苯乙烯(C6H5-CHCH2)三种单体共聚而成。三种单体共聚而成。催化剂催化剂酚醛树脂酚醛树
3、脂:(3)高分子吸水材料高分子吸水材料:由淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯磺酸进行接枝共聚得到由淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯磺酸进行接枝共聚得到,也也可用聚乙烯醇与聚丙烯酸盐交联得到可用聚乙烯醇与聚丙烯酸盐交联得到,具有高吸水性和高保水性。具有高吸水性和高保水性。4.纤维素的化学加工纤维素的化学加工(1)植物纤维的利用植物纤维的利用:木材、芦苇、稻草、麦秸、蔗渣等可用于造纸。木材、芦苇、稻草、麦秸、蔗渣等可用于造纸。木材纤维制作家庭装修用的纤维板。木材纤维制作家庭装修用的纤维板。造纸工艺流程造纸工艺流程(2)纤维素水解纤维素水解:(C6H10O5)n+nH2O nC6H12
4、O6 纤维素纤维素 葡萄糖葡萄糖(3)纤维素酯的制造纤维素酯的制造:纤维素硝酸酯纤维素硝酸酯(硝化纤维硝化纤维)催化剂催化剂纤维素醋酸酯纤维素醋酸酯(醋酸纤维醋酸纤维)二、阿司匹林、洗涤剂等的合成过程二、阿司匹林、洗涤剂等的合成过程1.阿司匹林阿司匹林(1)作用作用:能使发热病人的体温降至正常能使发热病人的体温降至正常,并起到缓解疼痛和抗炎消肿的作用。并起到缓解疼痛和抗炎消肿的作用。(2)制备制备:2.合成洗涤剂合成洗涤剂(1)表面活性剂表面活性剂:如十二烷基苯磺酸钠如十二烷基苯磺酸钠:憎水基团亲水基团憎水基团亲水基团(2)洗涤剂洗涤剂:主要成分是表面活性剂主要成分是表面活性剂,是能够发挥去污
5、作用的主要物质是能够发挥去污作用的主要物质,还含有助还含有助剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成分。剂、杀菌剂、织物柔顺剂等辅助成分。【思考辨析思考辨析】1.纤维素和淀粉组成均可用纤维素和淀粉组成均可用(C6H10O5)n表示表示,因此二者互为同分异构体。因此二者互为同分异构体。 ( )【分析分析】淀粉和纤维素通式相同淀粉和纤维素通式相同, ,但聚合度但聚合度n n不同不同, ,二者不是同分异构体。二者不是同分异构体。2.阿司匹林可与阿司匹林可与NaOH溶液反应溶液反应,1 mol阿司匹林可与阿司匹林可与3 mol NaOH反应。反应。 ( )【分析分析】阿司匹林结构式为阿司匹林结构式为 , ,CO
6、OHCOOH可与可与NaOHNaOH中和中和, ,酯基可水解酯基可水解, ,因此可得产物因此可得产物: : 、CHCH3 3COONa,COONa,因此因此1 mol1 mol阿司匹林可消耗阿司匹林可消耗3 mol NaOH3 mol NaOH。3.家庭中常用纯碱或洗洁精除去油污家庭中常用纯碱或洗洁精除去油污,二者去油污原理相同。二者去油污原理相同。( )【分析分析】油脂主要成分为高级脂肪酸甘油酯油脂主要成分为高级脂肪酸甘油酯,Na,Na2 2COCO3 3水解呈碱性水解呈碱性, ,油脂可在碱油脂可在碱性条件下水解性条件下水解; ;洗洁精的主要成分是表面活性剂洗洁精的主要成分是表面活性剂, ,
7、可把油污分散成小颗粒而进可把油污分散成小颗粒而进入水中入水中, ,从而达到去污目的从而达到去污目的, ,二者原理不同。二者原理不同。4.塑料制品容易被微生物分解塑料制品容易被微生物分解,所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染。所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染。 ( )【分析分析】塑料制品不易降解塑料制品不易降解, ,能形成能形成“白色污染白色污染”。5.工业上由铝土矿提取工业上由铝土矿提取Al2O3的过程中不发生氧化还原反应。的过程中不发生氧化还原反应。( )【分析分析】由铝土矿提取由铝土矿提取AlAl2 2O O3 3的过程如下的过程如下: :整个过程中不存在氧化还原反应。整个过程
8、中不存在氧化还原反应。考点考点 1 考点有机高分子材料的合成考点有机高分子材料的合成1.合成有机高分子材料的化学反应合成有机高分子材料的化学反应 加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合反应缩合聚合反应含义含义许多小分子许多小分子( (含不饱和含不饱和键键) )通过加成反应形成通过加成反应形成高聚物的聚合反应高聚物的聚合反应许多小分子通过缩合许多小分子通过缩合形成高聚物形成高聚物, ,同时有同时有小分子生成的聚合反小分子生成的聚合反应应单体单体特征特征含不饱和键如碳碳双含不饱和键如碳碳双键、碳碳叁键或环状键、碳碳叁键或环状结构结构含有能够相互反应的含有能够相互反应的官能团官能团, ,如如COOHCOO
9、H和和OHOH、NHNH2 2等等加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合反应缩合聚合反应单体种单体种类数类数相同或不同的单相同或不同的单体体相同或不同的单体相同或不同的单体高聚物高聚物特征特征链节与单体的链节与单体的组成相同组成相同链节与单体的组成不链节与单体的组成不同同产物产物种类种类只有高聚物只有高聚物高聚物和小分子高聚物和小分子加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合反应缩合聚合反应举举例例2.线型结构、体型结构高分子材料的比较线型结构、体型结构高分子材料的比较合成合成材料材料线型高分子材料线型高分子材料体型高分子材料体型高分子材料常见常见物质物质合成纤维、部分塑合成纤维、部分塑料料( (如聚乙烯如聚
10、乙烯) )部分塑料部分塑料( (如电木如电木) )结构结构特点特点以共价键结合成高以共价键结合成高分子链分子链, ,链与链之间链与链之间以分子间作用力相以分子间作用力相结合结合以共价键构成高分子以共价键构成高分子链链, ,链与链之间以共价链与链之间以共价键大量交联键大量交联性质性质特点特点具有弹性、可塑性具有弹性、可塑性, ,在溶剂中能溶解在溶剂中能溶解, ,加加热能熔融热能熔融, ,硬度、脆硬度、脆性较小性较小, ,不能导电不能导电没有弹性和可塑性没有弹性和可塑性, ,不不能溶解或熔融能溶解或熔融, ,在溶剂在溶剂中能溶胀中能溶胀, ,硬度和脆性硬度和脆性较大较大, ,不能导电不能导电【误区
11、警示误区警示】(1)(1)高分子的单体和链节区分不清高分子的单体和链节区分不清, ,是失分的一个重要方面。是失分的一个重要方面。(2)(2)高分子都是混合物高分子都是混合物, ,认识不到位时容易失分。判断高分子是否是混合物的认识不到位时容易失分。判断高分子是否是混合物的方法是测定其有没有固定的熔点。方法是测定其有没有固定的熔点。(3)(3)由高分子判断单体的方法掌握不好由高分子判断单体的方法掌握不好, ,容易出现错误。容易出现错误。(4)(4)缩合聚合反应中有小分子生成缩合聚合反应中有小分子生成, ,这是区别于加成聚合反应的特征之一。这是区别于加成聚合反应的特征之一。【典例】【典例】玻璃钢可由
12、酚醛树脂和玻璃纤维制成。玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。(1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出反应有大量热放出,为防止温度过高为防止温度过高,应向应向已有苯酚的反应釜中已有苯酚的反应釜中加入甲醛加入甲醛,且反应釜应装有且反应釜应装有装置。装置。(2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、 和石灰石和石灰石(或长石或长石)高温熔融而成高温熔融而成,主要反应的化学方程式为主要反应的化学方程式为_。(3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是玻璃钢中玻璃纤维的作用是 。玻璃钢具有。玻璃钢具有等优异性能等优异性能(写出两点
13、即可写出两点即可)。(4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是。a.深埋深埋b.粉碎后用作树脂填料粉碎后用作树脂填料c.用作燃料用作燃料d.用有机溶剂将其溶解用有机溶剂将其溶解,回收树脂回收树脂【解题指南解题指南】解答本题要明确以下解答本题要明确以下2 2点点: :(1)(1)复合材料的结构特点和优越的性能。复合材料的结构特点和优越的性能。(2)(2)废旧合成材料再生利用的途径和对环境的污染。废旧合成材料再生利用的途径和对环境的污染。【解析解析】(1)(1)为防止温度过高为防止温度过高, ,应间歇性地加入甲醛应间歇性地加入甲醛, ,并且要装有散热并且
14、要装有散热( (冷却冷却) )装置。装置。(2)(2)利用石灰石、纯碱、石英砂生产玻璃的方程式为利用石灰石、纯碱、石英砂生产玻璃的方程式为: :NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2。(3)(3)玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料, ,其中玻璃纤维的其中玻璃纤维的作用是增强体作用是增强体, ,合成材料是基体合成材料是基体; ;它具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、它具有强度高、
15、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能。绝缘性能好等优良性能。高温高温高温高温(4)(4)废旧合成材料的再生利用主要有三条途径废旧合成材料的再生利用主要有三条途径: :通过再生和改性通过再生和改性, ,重新做成多种有用的材料和制品重新做成多种有用的材料和制品; ;采用热裂解或化学处理方法使其分解采用热裂解或化学处理方法使其分解, ,用于制备多种化工原料用于制备多种化工原料; ;将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能, ,但热固性酚醛塑料不易燃烧但热固性酚醛塑料不易燃烧,c,c错错误。因为塑料深埋地下很难腐烂误。因为塑料深埋地下很难腐烂, ,造成严重的造成严重
16、的“白色污染白色污染”, ,故故a a错错; ;酚醛塑料酚醛塑料不能溶解于有机溶剂不能溶解于有机溶剂, ,故故d d错。错。答案答案: :(1)(1)缓慢冷却缓慢冷却(2)(2)纯碱纯碱SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3=CaSiO=CaSiO3 3+CO+CO2 2(3)(3)增强作用增强作用( (或骨架作用或骨架作用) )质量轻、强度高、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好质量轻、强度高、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好等等( (任意答出两点即可任意答出两点即可) )(4)b(4)b高温高温高温
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