合成高分子工业得到迅速发展，并渗透到人们生活的各个方面。

合成材料的世界产量在体积上早已远远超过全部有色金属的总产量，成为当今国民经济、国防尖端和高科技领域不可缺少的材料。

一、合成材料

1、塑料

塑料是在一定的温度和压力下可塑制成型的合成高分子材料

按性能和用途分：通用塑料、工程塑料、特种塑料、增强塑料。

目前全世界投入一定规模生产的塑料品种近300余种，这些品种我国都能生产。

美国已用塑料建成一座全密封式的体育场；将来还要用巨大充气塑料气球作贸易中心；甚至出现全部用塑料包起来的城市，在这样的城市里，没有酷暑严寒，四季温暖如春。

（1）通用塑料

通用塑料主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚苯乙烯等，它们的原料均来源于石油或天然气，塑料用途广，价格低，在塑料中产量是最大的品种，约占全部塑料产量的80%，尤以聚乙烯的产量最大。

1933年，英国帝国化学工业公司在高压实验时偶然发现聚乙烯，1939年开始工业化大生产。

无味、无毒、无嗅的白色蜡状半透明材料，电绝缘性优越，耐化学介质性能好，但易老化。

可用吹塑法制成薄膜，可制食品袋；用挤出法制成各种管材、板材、电线绝缘层；用挤出吹塑法制成各种瓶子、容器、玩具，用涂刮法布于纸张、织物；喷吐于金属表面。

（2）工程塑料

工程塑料是指机械强度比较高，可以替代金属用作工程材料的一类塑料。这种塑料有高强度、耐腐蚀、耐磨、自润滑性以及制品尺寸稳定等优点。

聚苯硫醚（PPS）可由对二氯苯和硫化钠缩聚而成 ，具有很高的热稳定性，可在 370℃时加工处理，具有很强的耐化学腐蚀性，在 170℃以下目前尚未发现可溶解它的溶剂。

在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用 。

聚碳酸酯（PC）是一种透明的热塑性工程塑料。

抗冲击韧性大大优于玻璃，透明度跟有机玻璃差不多，大量用于制造超音速飞机的座舱罩和电子工业中各种各样的电容器。

（3）特种塑料

塑料之王—聚四氟乙烯

在王水中加热煮沸对它也无损害 → 制造防腐设备的好材料

能在－269～300℃下长期使用，在－260℃液氨中，它的韧性仍然很大 → 做氢输送管道的垫圈和软管，也可做宇宙飞行登月服的防火涂料。

摩擦系数很小，被誉为“世界上最滑的材料” → 管道内壁衬聚四氟乙烯塑料制的膜，可运送固体；滑雪板的底部粘上一层聚四氟乙烯塑料；不粘底的锅；制轴承及轴，可省去加润滑油

科学家加强了氟聚合协合镀层的研究，即将金属表面处理和注入氟聚合粒子两种方法相结合，可赋予基底金属以防腐蚀、自润滑和其他宝贵性能。

（4）塑料合金

ABS塑料：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯等原料用共聚或混炼方法制得的ABS树脂，再加工成ABS塑料。

无味、无毒，抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良

易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

2、合成纤维

世界上第一种合成纤维是由美国杜邦公司的卡洛萨斯研制成功的。1928年他用二元醇类与二元酸进行反应，制得了平均分子量为50000左右的聚酯。这种聚酯经过改进后，成了一种性能优良的合成纤维，即现在大家熟悉的涤纶纤维。

1935年2月28日，历史上另一种合成纤维“聚酰胺”诞生了。它也是由卡洛萨斯利用六次甲基二胺与己二酸聚合而成的，这种聚酰胺纤维就是今天所用的尼龙66。

全世界大约以每年增加15％的速度向前发展。合成纤维与天然纤维之比将是 3∶1。

“六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶

优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水，且每一种还具有各自独特的性能。

（1）聚酰胺纤维

聚酰胺纤维商品名为尼龙，也叫锦纶，最常见的是尼龙-6、尼龙-66。

尼龙织物的特点是强度大，弹性好，耐磨性好。

聚酰胺分子链中存在酰胺基和亚甲基。

尼龙主要用于制作鱼网、降落伞、宇航飞行服、弹力袜、混纺衣料等。缺点是耐光性差，吸湿性不理想。

（2）聚酯纤维

聚酯纤维商品名为涤纶，又叫的确良。

涤纶的分子结构中含有苯环和酯基等刚性基团

涤纶强度高、耐磨性仅次于尼龙，并且耐光、耐蚀、耐蛀，特别是易洗易干，做成的衣服外型挺括，抗皱性好。

主要用于织衣料，也可做运输带、轮胎帘子线、工业滤布、缆绳、鱼网等。其突出缺点是吸湿性差，导电性差。与对羟基苯甲酸等共聚，或与棉、麻等混织可消除易起静电的缺点。它还可与棉花或羊毛混纺，组合成细布、府绸、巴里纱、牛津纺、斜纹、咔叽、贡缎和灯芯绒等。

（3）聚丙烯腈

聚丙烯腈商品名腈纶，俗名合成羊毛，国外也称开司米。

腈纶柔软、轻盈、保暖，有人造羊毛之称。它虽比羊毛轻10%以上，强度却大2倍多。腈纶不发霉，耐蛀，耐光性也较好，特别适合制造帐篷、幕布、窗帘等室外织物。其缺点是染色性和回弹性欠佳。

（4）聚芳酰胺纤维

聚芳酰胺纤维即为芳纶，它的强度达到铝合金的45倍，是生产防弹背心的主要材料。

3、合成橡胶

世界橡胶产量中，天然橡胶仅占15%左右，其余都是合成橡胶。

天然橡胶来自热带和亚热带的橡胶树，其基本组成是异戊二烯。合成橡胶的原料来自石油化工产品，种类和性能因单体的不同而不同。

合成橡胶按性能和用途可分为通用橡胶和特种橡胶。

通用橡胶性能与天然橡胶相似，用量较大。例如丁苯橡胶占合成橡胶产量的60%；其次是顺丁橡胶，占15%。硅橡胶、含氟橡胶、丁腈橡胶属于特种橡胶。

 橡胶是工业、交通运输、国防工业的战略物资；

合成橡胶的发展与战争有关

 

特种橡胶

（1）硅橡胶

分子主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的高分子弹性体。

无味无毒，耐低温、又能耐高温，在-65～250℃之间仍能保持弹性。

硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。

在医学上的应用：硅橡胶防噪音耳塞；硅橡胶胎头吸引器；硅橡胶人造血管；硅橡胶鼓膜修补片

（2）丁腈橡胶

丁二烯和丙烯腈这两种有机材料聚合而成的

对矿物油、植物油等油脂的抵抗能力极强，制造油封垫圈、输油管道、印刷胶辊、耐油胶靴等

加一点特殊材料后，还可使它具有被子弹穿射后射孔能自动封闭的特性，被用来制造飞机和军用汽车的防弹油箱

    

3、功能高分子材料 

在合成高分子的主链或支链上接上带有显示某种功能的官能团，使高分子具有特殊的功能，满足光、电、磁、化学、生物、医学等方面的功能要求，这类高分子通称为功能高分子。

    功能高分子具有导电性、光敏性、催化、生物活性等特定功能。功能高分子材料在很多领域具有特定的应用，成为合成高分子材料中很有发展前途的一个分支。

（1）化学功能性高分子材料

感光高分子材料、氧化还原树脂、离子交换树脂、高分子催化剂、光降解性塑料、高分子试剂、固体电解质等。

（2）以物理功能为主的功能高分子材料

导电聚合物、压电高分子、高分子驻极体、旋光性高分子、高分子载体、磁记录高分子材料、高分子颜料及荧光体、高分子发光体等。

（3）介于化学、物理之间或具有复合功能的功能高分子材料

高分子吸附剂、絮凝剂、表面活性剂、染料、功能膜、稳定剂、高吸水材料等

（4）生理功能为主的高分子材料

医用高分子材料、医药、农药、生物降解性塑料等。 

（1）光敏高分子材料

光敏性高分子：在光的作用下能迅速发生化学反应而引起物理性质变化的高分子化合物。

   光敏树脂

   光致变色高分子材料

   光降解高分子材料

   高分子液晶

（2）高分子功能膜

高分子功能膜具有允许某些小分子物质选择性通过的性能。

膜分离方法已经在气体分离、海水淡化、污水净化、食品保鲜、混合物质的分离等方面得到广泛应用。

（3）医用高分子材料

用高分子材料制成的人工器官、人造血液、人造角膜等具有良好的生物相容性，能植入体内或与组织、体液接触，并对人体器官、组织和机体具有替代、修复、诊断和治疗功能。

（4）高吸水性高分子材料

具有与水接触后能迅速吸收高于自身质量若干倍的高分子材料。

用途：主要用于尿不湿等卫生用品和农用保水剂。

这种高分子吸水剂最早是用淀粉经过化学处理后制成的。不溶于水的支链淀粉，经过化学加工后，使其分子链盘结成固状结构。因为淀粉分子是由许多葡萄糖分子键合起来的，而葡萄糖分子有多个亲水基团，因此当这种高分子吸水材料遇到水时，分子链内部的亲水基团对水有特殊的亲合作用，水分子就一个个地往里钻。淀粉的分子链迅速伸长、舒张，把水分子包围固定在里面，形成网状结构。

高吸水材料，主要是聚丙酸盐类、聚乙烯醇类和聚环氧乙烷类等。

这类树脂之所以具有大量吸水本领，主要是它们有三度空间网状结构，并且和淀粉一样具有众多的亲水基团。

动图：“人造雪花”

课外拓展视频

学习视频：《我们需要化学》第4集 迷人材料（视频来自网络，版权归原作者）