Transcript 5-3有機聚合物
5-3 有機聚合物 聚合物的定義 A.由很多小分子(即小單元體)經化學反應連接而成 的巨大分子稱為聚合物，也稱為高分子化合物。 B.普通聚合物的分子大約由數百到數千個單元所構 成；其分子量大約由數千到一千萬左右。 C.有的聚合物由一種單元構成;有的由兩種或兩種以 上單元所構成。 D.聚合物中的單元互相連接:有的成為很長的鏈狀， 也有立體構造的網狀。 E.同一聚合物，各個分子大小不一定相同。 F.聚合物不一定是有機物，石綿、石墨等聚合物為 無機物。 聚合物的種類 ～按來源分 天然聚合物： 大部份存在生命體中是生命所必須，在動物中有 蛋白質、核酸（DNA、RNA）、動物的肝糖，在植 物中如澱粉、纖維素、天然橡膠等。 合成聚合物： 是由人工合成的方法而製成，如合成纖維、合成 橡膠、合成樹脂、塑膠等。 聚合物的種類 ～按構造分 鏈狀聚合物（線狀聚合物） 網狀聚合物（立體網狀聚合物） 聚合物的種類 ～按構造分 鏈狀聚合物－熱塑性 1.在高溫時，分子可做比較自由的運勤，所以通 常加熱後就軟化或熔化，有可塑性，冷卻後就 變硬而成形。 2.又稱作熱塑性聚合物。如保特瓶、耐綸、聚乙 烯(P.E)及聚氯乙烯(P.V.C)等，可收回重複使 用。 聚合物的種類 ～按構造分 網狀聚合物－熱固性 1.由單元結成立體網狀的構造。 2.在高溫時，分子不易自由運動，所以經加熱也 不易軟化，其塑成物體後不再因熱熔化。 3.又稱為熱固性聚合物。如尿素甲醛樹脂、酚甲 醛樹脂等合成樹脂及廢輪胎。 4.因其不可收回再利用而造成環保問題。 聚合物的種類 ～按構造分 聚合物 特性 特性 鏈狀 加熱熔化 熱塑性 具可塑性 聚合物 冷卻後硬化 成形 網狀 熱固性 高溫時不易 聚合物 熔化變形 再利用 常見物品 可 寶特瓶、耐倫、 壓克力、聚乙烯(PE) 聚氯乙烯(PVC) 不可 輪胎、環氧樹脂、 酚醛樹脂(電路板) 塑膠 塑膠的特性： A.大多數的塑膠都很輕，具有可塑性，容易造形 B.對電與熱有良好的絕緣作用。 C.價格低廉，可適用大量生產，具有多種顏色可 選擇。 D.強度大，可耐水、耐油，耐酸、鹼腐蝕的能力 佳。 塑膠 可回收的塑膠種類： 塑膠通常與一般垃圾使用掩埋法處理， 但是塑膠在缺乏陽光與氧的環境下並 不易分解，而都市裡較常使用焚化法， 但卻容易產生空氣污染和有毒物質， 因此若能回收，將可避免上述問題， 但是，因為塑膠種類繁多，因此美國 塑膠工業協會將各種塑膠編代碼，有 助於一般人做分類回收再利用。 耐綸 A.最早被利用的一種合成纖維。又稱尼龍。 B.屬於熱塑性聚合物。 C.比天然纖維不容易著火，而且可以熔化及硬化 D.強韌有彈性，可作為製造降落傘、魚網、釣魚 線、衣料、牙刷的手等之原料。 保立綸(P.S.) A.學名聚苯乙烯，俗稱保麗龍。 B.保利綸易溶於丙酮、乙酸乙酯等溶液，但不溶於 酒精，耐有機酸與鹼。 C.保利綸不易導熱與導電，常作為冰箱與冷氣機的 隔熱材料，也可作容器與商品包裝的材料。 例：高溫的刀鋒可輕易地切入保利綸餐具，刀鋒冷卻 後就較不易切入。 D.塑膠產品在使用完之後，往往會成為不易分解的 垃圾，造成環保問題。 例：保利綸餐具使用後應回收，由廠商以丙酮溶解後 再重新製造，不僅減少物質的浪費，而且可降低 對環境的汙染。 聚乙烯(P.E.) A.由乙烯(碳和氫)組成的巨大鏈狀分子。 B.不溶解於大部分有機溶劑，及不易受其他化學 品的侵蝕。 C.乳白色半透明，不透水，可以製造雨衣、救生 筏、保鮮膜、塑膠袋等。 例：水蒸氣不容易穿透保鮮膜，因此食物如果以保 鮮膜包裹，比較不會因水分散失而乾燥變硬。 D.聚乙烯為熱塑性聚合物。 聚氯乙烯(P.V.C.) A.由氯乙烯聚合而成。 B.屬於鏈狀聚合物，不導電，較能承受酸及油的 腐蝕，易染色。 C.可製雨衣、玩具、電線包覆材料等 D.受熱到148°C時，會放出有毒的氯化氫(HCl)氣 體。 英文縮寫 中文全名 PE 聚乙烯 PP 聚丙烯 英文全名 用 途 塑膠袋，玩具，電氣 Polyethlene 絕緣 Polypropyle 塑膠盒，臉盆，地毯， ne 衣服纖維，瓶子 聚氯乙烯 Polyvinyl chloride 塑膠水管，唱片 PVA 聚乙烯醇 Polyvinyl alcohol 水溶性塑膠 PS 聚苯乙烯 Polystyrene PVC 聚四氟乙 Polytetrafl PTFE uoro 烯 (Teflon) ethylene (鐵氟龍) 免洗餐具 不沾鍋，電氣絕緣 澱粉 水 水 澱粉 酸或酵素 糊精 麥芽糖 葡萄糖 A.澱粉存在於米、麥種子及馬鈴薯等中，不易溶於 水，沒有甜味，是最經濟的食物。 B.由很多去水葡萄糖分子組成的聚合物，化學式可 寫成(C6H10O5)n。 C.必須經過一系列的化學反應，將澱粉分子分裂成 許多小碎片，最後分解成葡萄糖。 D.我們吃飯的時候，澱粉經由唾液及胃酸的作用， 先消化為麥芽糖，最後水解為葡萄糖。 E.澱粉在唾液的作用下，只能分解成有甜味的麥芽 糖，並不分解成葡萄糖。 F.澱粉液遇碘液呈深藍色。 纖維素 A.存在於植物的幹莖、樹皮、青草、蔬果中，是 植物細胞的主要成分，也是由去水葡萄糖分子 所形成的聚合物。 B.棉花、亞麻、麻等幾乎全部是纖維素，木頭中 約50%是纖維素。 C.纖維素不溶於水，在稀酸中並不水解成葡萄糖 D.牛羊等草食動物的消化器官能消化纖維素，人 類的消化器官則沒有辦法消化纖維素。 蛋白質 A.組成及功用： 構成生物細胞的必要物質，由各種胺基酸結合在 一起的鏈狀聚合物，主要的組成元素為碳、氫、 氧、氮、硫。可供給能量每公克蛋白質可提供 4千卡熱量，對生物中的反應有催化作用（生物 體內的酵素也是蛋白質）。 B.分類： 1.存於動物體內的稱為動物性蛋白質。 如：蛋、皮膚、毛髮、肌肉、指甲、角等非骨骼結構。 2.存於植物體內的稱為植物性蛋白質。 如：豆類、米、麥、玉米、種子等。 蛋白質 C.檢驗： 1.蛋白質易受光、熱、酸、鹼及其他有機溶劑 的作用而改變其分子構造。 2.煎蛋時，蛋白質即因高溫而變性；酒精可使細 菌的蛋白質變性，所以有殺菌作用。 蛋白質 C.檢驗： 3.蛋白質軟固體遇硝酸呈黃色同時有氣泡產生。 若再加入過量的氨水則顏色由黃色變橙色。 天然橡膠 A.由橡樹的白色分泌物「乳膠」製成。 B.天然橡膠夏季易變黏軟，冬天易變硬脆，故用 途不廣。 C.美國人固特異(Goodyear)將橡膠與硫混合加 熱，製造出彈性大且不易受溫度影響的加硫橡 膠。 D.橡膠可製汽車內外胎、雨鞋、地磚、橡皮管、 手套及鉛筆橡皮擦。 可以被生物分解的塑膠 大部份的塑膠都是不吸水的長鏈高分子(分子很 長)，並不利於細菌的分解，而且被細菌分解的 速率很慢；因此，科學家想出了好方法，將澱粉， 黃豆，蔗糖......等可以當細菌食物的水溶性物質， 與塑膠結合在一起，塑膠將可以很快被分解成一 段一段較小的分子。 水溶性的塑膠(P.V.A) 部份塑膠可以溶於冷水或熱水中，可用於醫療機 構處理含菌衣物，例如：用水溶性塑膠袋包好衣 物直接丟入洗衣機中清洗，可以避免工作人員不 必要的細菌感染，其另外的用途是，可用以盛裝 特殊的化學藥品，例如農藥，清潔劑，染料等， 可以直接投入水中，避免直接接觸，減少工作人 員的中毒機會，用途很廣，其成份是聚乙烯醇 (PVA)。 脂肪 組成及功用 1.脂肪是由碳、氫、氧組成的化合物 （脂肪酸＋甘油），除供給人體 所需的能量外 還可以儲存於體內，在熱量攝取不足 時可供 補充使用。 2.脂肪種類很多，但皆不溶於水。 3.每公克脂肪可提供9千卡熱量，飲食中 如果攝 取過量的油脂，容易造成心血管疾病。 脂肪 分類： 1.動物性脂肪： 來自動物體內的稱為動物性脂肪。通常呈固態， 例如豬油和奶油等。 2.植物性脂肪： 來自植物體內的稱為植物性脂肪。通常呈液態， 例如沙拉油和橄欖油等。 聚合物與衣料 依衣料來源分類： 植物纖維 ：如棉紗、麻紗 天然纖維 動物纖維 ：如羊毛、蠶絲 衣料 再生纖維 ：如嫘縈、醋酸纖維 人造纖維 合成纖維 ：如耐綸、達克綸 天然纖維 A.植物纖維： 為鏈狀聚合物，由纖維素所構成，含C、H、O三 種元素，即棉料。 B.動物纖維： 由蛋白質組成以羊毛、蠶絲為主。 羊毛纖維：含C、H、O、N、S 五種元素。 蠶絲纖維：含C、H、O、N 四種元素。 天然纖維 天然纖維的辨識方法： 纖維 成份 燃燒時的現象 和味道 棉 C、H、O 不捲曲無臭味 蠶絲 C、H、O、N 捲曲氨氣臭味 C、H、O、N、S 捲曲氨和 硫化物臭味 羊毛 人造纖維 再生纖維：（又稱人造絲、嫘縈） 是將天然植物纖維素予以溶解，再經酸和鹼液處 理製成絲狀的人造纖維。 1.具有蠶絲的光澤，在酸鹼中均很安定。 2.可以染色漂白，為一種很好的衣料。 人造纖維 合成纖維： 以石化原料製成。 1.較天然纖維強韌又富彈性。抗化學藥劑能力也 較強。 2.吸水性較天然纖維差，故合成纖維易洗、快乾、 不變形、不透氣、可保暖通常和羊毛混紡。 纖維 合成纖維和天然纖維的識別 纖維種類 燃燒時放出的氣味及現象 棉布料 保持原形沒有臭味 毛布料 呈捲曲狀發生臭味 合成纖維 纖維末端呈球狀的小珠沒臭味 超級吸水高分子(聚合物) 在嬰兒或成人紙尿布電視廣告中，常常會強調其產品， 具有超強的吸水能力，可以避免尿液外漏，其主要是含 有吸水力特強的高分子物質，最常見的是 聚丙烯酸鈉 ， 它可以吸收等於本身重量800倍的蒸餾水，然而為了避 免吸水之後不回滲，科學家們將此高分子物質製成小圓 球，並將鹽巴包在其中，由於此高分子本身是一種半透 膜，水只能進不能出，同時內部鹽水濃度高於外面，也 可以避免水份滲透出去；然而，其吸水量，將因水質而 異，可以吸收800倍重量的蒸餾水，卻只能吸收300倍的 自來水，因為自來水中含有許多離子，而0.9%的食鹽 水溶液(相當於人類尿液的濃度)，則只能吸收約60倍的 重量。