第四節(jié)塑料纖維橡膠

1、3.4塑料、纖維 和橡膠 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1列舉生活中的常用材料，能通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué) 在發(fā)展生活用材料中的重要作用。 2舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化 學(xué)成分及其性能，評(píng)價(jià)高分子材料的使用對(duì)人類(lèi) 生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的影響。 3了解居室裝修材料的主要成分及其作用。 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料 的化學(xué)成分及其性能。 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要 作用。 教學(xué)方法：教學(xué)方法：查閱資料并討論。 課時(shí)劃分課時(shí)劃分：兩課時(shí) 一、合成材料 1、三大合成材料：塑料、合成纖維、合 成橡膠 2、今年發(fā)展起來(lái)的黏合劑、涂料 閱讀并思考：閱讀并思考： 聚乙烯的組成

2、元素是什么？怎樣制得？什么是單體？ 生活中你接觸到哪些塑料制品？它們的成分是什么？ 從塑料的結(jié)構(gòu)分析，塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎？ 如何解釋熱塑性塑料與熱固性塑料在性質(zhì)上的差別？ 塑料分成哪兩大類(lèi)？各有什么性質(zhì)？ 什么是塑料？它和樹(shù)脂有什么不同？ 1、聚乙烯的組成元素是什么？怎樣制 得？什么是單體？ 聚乙烯的組成元素是：聚乙烯的組成元素是：C C和和HH；它是由乙；它是由乙 烯通過(guò)烯通過(guò)聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)制得；制得；單體單體是能合成聚合物的是能合成聚合物的 小分子物質(zhì)。小分子物質(zhì)。 聚合反應(yīng)： 1、加聚反應(yīng)：由不飽和的相對(duì)分子質(zhì)量小的化 合物以加成反應(yīng)的形式結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的 高分子化合物的反

3、應(yīng)叫做加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)加 聚反應(yīng) 加聚反應(yīng)的單體可以是一種也可以是多種。可以 是碳碳雙鍵也可以是碳氧雙鍵； 由高分子組成的物質(zhì)一般為混合物，主要原因： ：各高分子之間的聚合度往往不同 ：復(fù)雜單體聚合后形成的高分子的鏈節(jié)可以不同 聚合反應(yīng)： 2、縮聚反應(yīng)：是指單體之間相互作用生成高分子， 同時(shí)還生成小分子(如水、氨、鹵化氫)的聚合反 應(yīng)，是縮合聚合反應(yīng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。如氨基酸合成多肽的 反應(yīng) 單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個(gè)或兩個(gè) 以上的反應(yīng)基團(tuán)(如-OH、-COOH、-NH2、-X) ； 縮合反應(yīng)的結(jié)果，不僅生成高聚物，而且還有小分 子生成 1 1下列單體在一定條件下能發(fā)生加聚反下列單體在一定

4、條件下能發(fā)生加聚反 應(yīng)生成應(yīng)生成 的是（的是（ ） A A 和 和 B B C C 和 和 D D C 2、NOlnex纖維是一種新型阻燃纖維，它可由 間苯二甲酸和間苯二胺在一定條件下以等物 質(zhì)的量縮聚合成，請(qǐng)寫(xiě)出高聚物NOlnex纖維 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 3、家用不粘鍋是在普通鍋的內(nèi)側(cè)涂覆一層樹(shù) 脂，這層樹(shù)脂的主要成分是聚四氟乙烯，洗 衣店干洗西裝的標(biāo)準(zhǔn)干洗劑主要成分是四氯 乙烯。以下關(guān)于聚四氟乙烯和四氯乙烯的書(shū) 法中正確的是（ ） A、它們都是乙烯的同系物 B、它們都屬于混合物 C、它們的分子中都含有碳碳雙鍵 D、它們的分子中不含氫原子 D 2、什么是塑料？它和樹(shù)脂有什 么不同？ 塑料是由塑料是

5、由樹(shù)脂樹(shù)脂及及增塑劑增塑劑、防老化劑防老化劑等等添加劑組添加劑組 成的，它的成的，它的主要成分是主要成分是樹(shù)脂樹(shù)脂。因有些塑料基本上是。因有些塑料基本上是 由合成樹(shù)脂所組成，故塑料和樹(shù)脂也?；煊?。由合成樹(shù)脂所組成，故塑料和樹(shù)脂也常混用。 主要成分主要成分: 樹(shù)脂及增塑劑、防老化劑樹(shù)脂及增塑劑、防老化劑 塑料塑料是相對(duì)分子質(zhì)量很大的聚合物，往往由小分是相對(duì)分子質(zhì)量很大的聚合物，往往由小分 子的帶有不飽和鍵有機(jī)物（單體）聚合而成子的帶有不飽和鍵有機(jī)物（單體）聚合而成 3、塑料分成哪兩大類(lèi)？各有什么 性質(zhì)？ 熱塑性塑料熱塑性塑料( (聚乙烯聚乙烯, , 聚氯乙烯聚氯乙烯, , 聚丙烯等聚丙烯等) )

6、 塑料塑料 熱固性塑料（酚醛塑料）熱固性塑料（酚醛塑料） 特性：特性：受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液 體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化， 可反復(fù)加工，多次使用可反復(fù)加工，多次使用 特性：特性：在制造過(guò)程中受熱時(shí)能變軟塑成一在制造過(guò)程中受熱時(shí)能變軟塑成一 定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化 熱塑性塑料固態(tài)時(shí)的線型結(jié)構(gòu)熱塑性塑料固態(tài)時(shí)的線型結(jié)構(gòu) 熱固性塑料硬化后的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱固性塑料硬化后的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 熱固性塑料熱固性塑料再次受熱時(shí)，再次受熱時(shí)， 鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵， 產(chǎn)生

7、一些交聯(lián)，形成產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型體型 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型，硬化定型 4、為什么兩種塑料的特性不同呢? 熱塑性塑料熱塑性塑料具有長(zhǎng)鏈狀的具有長(zhǎng)鏈狀的 線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)，分子受熱時(shí)，分子 間作用力減弱，易滑動(dòng)；間作用力減弱，易滑動(dòng)； 冷卻時(shí)，相互引力增強(qiáng)，冷卻時(shí)，相互引力增強(qiáng)， 會(huì)重新硬化會(huì)重新硬化 熱塑性塑料固態(tài)熱塑性塑料固態(tài) 時(shí)的線型結(jié)構(gòu)時(shí)的線型結(jié)構(gòu) 熱固性塑料硬化后熱固性塑料硬化后 的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為鏈上有能夠反結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為鏈上有能夠反 應(yīng)的官能團(tuán)。鏈之間除了分子間作用力之外，應(yīng)的官能團(tuán)。鏈之間除了分子間作用力之外， 還

8、可以產(chǎn)生化學(xué)鍵還可以產(chǎn)生化學(xué)鍵( (產(chǎn)生交聯(lián)產(chǎn)生交聯(lián)) )，因而使得這，因而使得這 類(lèi)化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不類(lèi)化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不 同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。體型結(jié)構(gòu)一般體型結(jié)構(gòu)一般 具有具有熱固性，難溶于有機(jī)溶劑熱固性，難溶于有機(jī)溶劑等特點(diǎn)等特點(diǎn) 線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 線型結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)：(直連或帶支鏈直連或帶支鏈) )分子間主要是靠分子間主要是靠 分子間作用力而結(jié)合，因此相對(duì)分子質(zhì)量越分子間作用力而結(jié)合，因此相對(duì)分子質(zhì)量越 大，鏈越長(zhǎng)，分子間作用力越強(qiáng)，強(qiáng)度也就大，鏈越長(zhǎng)，分子間作用力越強(qiáng)，強(qiáng)度也就 越強(qiáng)。越強(qiáng)。線型結(jié)構(gòu)的物質(zhì)一般線型結(jié)

9、構(gòu)的物質(zhì)一般具有熱塑性具有熱塑性，能，能 溶于有機(jī)溶劑溶于有機(jī)溶劑等特點(diǎn)。等特點(diǎn)。 練：現(xiàn)有兩種高聚物A和B，A能溶于氯仿等有 機(jī)溶劑，并加熱到一定溫度下熔融成粘稠狀 的液體，B不溶于任何溶劑，加熱不會(huì)變軟 或熔融，則下列敘述中不正確的是（ ） A、高聚物A可能具有彈性，而高聚物B一定沒(méi) 有彈性 B、高聚物A一定是線型高分子材料 C、高聚物A一定是體型高分子材料 D、高聚物B一定是體型高分子材料 AC 塑料中的原子是以共價(jià)鍵形成的，沒(méi)有自塑料中的原子是以共價(jià)鍵形成的，沒(méi)有自 由移動(dòng)的離子。因此，在一般情況下塑料不由移動(dòng)的離子。因此，在一般情況下塑料不 易導(dǎo)電，是良好的電絕緣材料。易導(dǎo)電，是良好

10、的電絕緣材料。 閱讀：閱讀：“科學(xué)視野科學(xué)視野導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物” 從科學(xué)視野我們可以知道，從科學(xué)視野我們可以知道， 塑料的電絕緣性是相對(duì)的塑料的電絕緣性是相對(duì)的，導(dǎo)電，導(dǎo)電 聚合物的應(yīng)用前景十分廣闊，科聚合物的應(yīng)用前景十分廣闊，科 學(xué)的發(fā)展是無(wú)止境的。學(xué)的發(fā)展是無(wú)止境的。 學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn) 5、從塑料的結(jié)構(gòu)分析、從塑料的結(jié)構(gòu)分析,塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎? 了解了解:常見(jiàn)塑料的化學(xué)成分、性質(zhì)和用途常見(jiàn)塑料的化學(xué)成分、性質(zhì)和用途P63 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚乙烯聚乙烯 聚丙烯：聚丙烯：聚苯乙烯聚苯乙烯 酚醛塑料酚醛塑料 聚聚 四四 氟氟 乙乙 烯烯 聚聚 甲甲 基基 丙丙

11、烯烯 酸酸 甲甲 酯酯 有有 機(jī)機(jī) 玻玻 璃璃 科學(xué)視野：科學(xué)視野：塑料王 由四氟乙烯聚合而成，具有潔白半透明的外觀， 蠟狀手感，耐熱性好，可在260下長(zhǎng)期使用；除 熔融的金屬鈾和液體氟之外，能耐一切化學(xué)藥品， 即使在王水中煮沸也不起變化；有極佳的自潤(rùn)滑性； 有突出的表面不粘性，幾乎任何有粘性的物質(zhì)皆不 能粘附在其表面。可適用于耐腐蝕要求較高的場(chǎng)合； 也用于制雷達(dá)及高頻通訊器材、人工血管、人工肺、 登月服的防火涂層等；可以制成無(wú)需加潤(rùn)滑油的軸 承；現(xiàn)代家庭常用的不粘鍋就是在鍋的表面涂上了 一層四氟乙烯聚合物，用這種鍋煎雞蛋時(shí)，即使不 用油，也不會(huì)把雞蛋燒焦 歸納：有機(jī)高分子化合物 1、合成：高

12、分子化合物大部分是由小分子物質(zhì)通過(guò) 聚合反應(yīng)制得的。 2、表述方式：結(jié)構(gòu)式、鏈節(jié)、聚合度n、單體 3、有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線型結(jié)構(gòu)、體型 結(jié)構(gòu) 4、有機(jī)高分子化合物的基本性質(zhì) 溶解性： 線型結(jié)構(gòu)：能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?體型結(jié)構(gòu)：不容易溶解，只是某種程度的脹大 熱塑性和熱固性 強(qiáng)度：高分子材料的強(qiáng)度一般都比較大 電絕緣性：通常是很好的電絕緣材料 2、纖維和橡膠 科學(xué)探究：科學(xué)探究：幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 灼燒情況受酸溶液的 影響 受堿溶液的影 響 純棉燒后呈粉狀，燒后呈粉狀， 無(wú)異味無(wú)異味 輕微輕微輕微輕微 羊毛燒焦羽毛氣味，灰燒焦羽毛氣味，灰 燼為黑色小顆粒燼為黑色小顆粒

13、 受腐蝕受腐蝕部分溶解部分溶解 尼龍布 接近火焰時(shí)迅速卷接近火焰時(shí)迅速卷 縮，趁熱可拉成絲，縮，趁熱可拉成絲， 燒后不易破碎燒后不易破碎 幾乎不變幾乎不變幾乎不變幾乎不變 天然纖維：天然纖維： 如棉花、羊毛、蠶絲和麻等如棉花、羊毛、蠶絲和麻等 纖維纖維 合成纖維：合成纖維： 如腈綸如腈綸(人造羊毛人造羊毛)、錦綸、錦綸(尼龍尼龍)、 維綸、氯綸、滌綸維綸、氯綸、滌綸(的確良的確良)和和 丙綸等丙綸等“六大綸六大綸” 合成纖維具有合成纖維具有優(yōu)良的性能優(yōu)良的性能：如：如 強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化 學(xué)腐蝕和不怕蟲(chóng)蛀學(xué)腐蝕和不怕蟲(chóng)蛀等。等。 纖纖 維維 橡橡 膠膠 橡膠橡

14、膠是制造飛機(jī)、汽車(chē)和醫(yī)療器械等所必需是制造飛機(jī)、汽車(chē)和醫(yī)療器械等所必需 的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。的材料，是重要的戰(zhàn)略物資。 1、天然橡膠天然橡膠的化學(xué)組的化學(xué)組 成是成是聚異戊二烯聚異戊二烯： 2、合成橡膠分為、合成橡膠分為通用橡膠通用橡膠和和特種橡膠特種橡膠 通用橡膠：通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡如丁苯橡膠、順丁橡 膠、氯丁橡膠等。膠、氯丁橡膠等。 特種橡膠：特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的如耐熱和耐酸堿的氟氟 橡膠橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒的、耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠硅橡膠 等等硅橡膠硅橡膠 3、硫化橡膠、硫化橡膠 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 具有較高的強(qiáng)具有較高的強(qiáng) 度、韌性、良好的度、韌性、良好的 彈性和化學(xué)穩(wěn)定

15、性彈性和化學(xué)穩(wěn)定性 等等 硫的作用？硫的作用？ 合合 成成 纖纖 維維 二、復(fù)合材料二、復(fù)合材料 學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn) 每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)：金屬材料強(qiáng)度大，每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)：金屬材料強(qiáng)度大， 但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材 料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強(qiáng)度大料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強(qiáng)度大 、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、 耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？ 要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎(chǔ)上

16、 發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克服其不足。例如，研制一些新 型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料 組合起來(lái)，制成復(fù)合材料，使各組分材料在性能上進(jìn)行互補(bǔ)， 同時(shí)產(chǎn)生某些特殊性能。由于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)自由度很大：不 僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過(guò)改變各組分材料的 含量來(lái)滿足不同的需求。因此，復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必 然趨勢(shì)。 二、復(fù)合材料二、復(fù)合材料 復(fù)合材料：復(fù)合材料：兩種或兩種以上高分子材料組合兩種或兩種以上高分子材料組合 成的一種新型材料。一般包括成的一種新型材料。一般包括基體基體和和增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑 你能舉出一些復(fù)合材料的例子嗎？ 什么是復(fù)合材料？使用復(fù)合材料的例子有哪

17、些？什么是復(fù)合材料？使用復(fù)合材料的例子有哪些？ 它是如何制得的？主要應(yīng)用于哪些？它是如何制得的？主要應(yīng)用于哪些？ 玻璃鋼（即玻璃纖維增強(qiáng)塑料） 玻璃鋼 玻璃鋼即玻璃鋼即玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料, , 是將玻璃熔化并是將玻璃熔化并 迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維，再將 玻璃纖維加到合成樹(shù)脂中，就制得玻璃鋼玻璃纖維加到合成樹(shù)脂中，就制得玻璃鋼 性能：性能：強(qiáng)度達(dá)到某些合金鋼的水平，耐化學(xué)腐蝕強(qiáng)度達(dá)到某些合金鋼的水平，耐化學(xué)腐蝕 性、電絕緣性和易加工性能，具有較好的韌性性、電絕緣性和易加工性能，具有較好的韌性。 應(yīng)用：應(yīng)用：汽車(chē)車(chē)身、火車(chē)車(chē)箱和

18、船體以及印刷電路板。汽車(chē)車(chē)身、火車(chē)車(chē)箱和船體以及印刷電路板。 材料材料 金屬材料金屬材料 非金屬材料非金屬材料 復(fù)合材料復(fù)合材料 無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料 有機(jī)非金屬材料有機(jī)非金屬材料 傳統(tǒng)材料傳統(tǒng)材料 新型材料新型材料 天然材料天然材料 合成材料合成材料 材料的分類(lèi)：材料的分類(lèi)： 有有 機(jī)機(jī) 高高 分分 子子 材材 料料 天然高分子材料天然高分子材料 淀粉淀粉 纖維素纖維素 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 天然橡膠天然橡膠 合成高分子材料合成高分子材料 塑料塑料 合成橡膠合成橡膠 合成纖維合成纖維 黏合劑黏合劑 涂料涂料 新型合成高分子材料新型合成高分子材料 功能材料功能材料 復(fù)合材料復(fù)合材料 三大合成材料三大合成材料 練習(xí)：練習(xí)： 1、在粘膠纖維、棉花、尼龍、滌綸、羊毛中：、在粘膠纖維、棉花、尼龍、滌綸、羊毛中： 屬于天然纖維的是屬于天然纖維的是 屬于人造纖維的是屬于人造纖維的是 屬于合成纖維的是屬于合成纖維的是 2、存放下列溶液的試劑瓶，不能使用橡皮塞的是、存放下列溶液的試劑瓶，不能使用橡皮塞的是 A、溴水、溴水 B、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉溶液 C、氨水、氨水 D、濃硝酸、濃硝酸 3、人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是、人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是 , ,它是它是 通過(guò)加聚反應(yīng)制得的，則合成象牙的單體是：通過(guò)加聚反應(yīng)制得的，則合成象牙的單體是： A(CH3)2O BHCHO C CH3CHO