高中化學(xué)選修一塑料纖維和橡膠

1、材料材料 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 有機(jī)材料有機(jī)材料 無(wú)機(jī)非金屬材料（如：晶體硅、硅酸鹽材料等）無(wú)機(jī)非金屬材料（如：晶體硅、硅酸鹽材料等）無(wú)機(jī)金屬材料（包括金屬和合金）無(wú)機(jī)金屬材料（包括金屬和合金）天然有機(jī)高分子材料（如：棉花、羊毛、蠶天然有機(jī)高分子材料（如：棉花、羊毛、蠶絲、天然橡膠等）絲、天然橡膠等）合成有機(jī)高分子材料合成有機(jī)高分子材料新型有機(jī)高分子材料（如：高分子分離膜等）新型有機(jī)高分子材料（如：高分子分離膜等） 功能材料功能材料復(fù)合材料復(fù)合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三大合成材料三大合成材料【重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)和難點(diǎn)】 1.舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化

2、學(xué)成分及其性能舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用。一、合成材料一、合成材料1、塑料塑料（1 1）成分：成分：合成樹脂合成樹脂添加劑添加劑（增塑劑、防老化劑增塑劑、防老化劑）（2 2）簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)介：塑料是塑料是聚合物聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量大。，相對(duì)分子質(zhì)量大。由由單體單體通過通過聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)制得的。制得的。例如：例如：CHCH2 2=CH=CH2 2 是聚乙烯的單體。是聚乙烯的單體。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) )熱固性塑料熱固性塑料（酚醛塑料

3、）（酚醛塑料）特性：特性：受熱時(shí)軟化并可熔受熱時(shí)軟化并可熔化成流動(dòng)的液體，冷卻后化成流動(dòng)的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，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：在制造過程中受熱在制造過程中受熱時(shí)能變軟塑成一定的形狀，時(shí)能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱但加工成型后就不會(huì)受熱熔化熔化 （3）分類分類熱塑性塑料固態(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) 形成之初也是長(zhǎng)鏈，受熱軟化，形成之初也是長(zhǎng)鏈，受熱軟化，塑造成一定形狀。再次受熱時(shí)，鏈塑造成一定形狀。再次受熱時(shí)，鏈與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，

4、產(chǎn)生一些交與鏈間會(huì)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬化定型。，硬化定型。再受熱時(shí)，鏈狀分子的滑動(dòng)受到限再受熱時(shí)，鏈狀分子的滑動(dòng)受到限制，因此不會(huì)熔化。制，因此不會(huì)熔化。 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)。長(zhǎng)鏈間。長(zhǎng)鏈間以以分子間作用力結(jié)合分子間作用力結(jié)合在一起。在一起。受熱受熱時(shí)，長(zhǎng)鏈加快振動(dòng)，分子間作用力時(shí)，長(zhǎng)鏈加快振動(dòng)，分子間作用力減弱，減弱，易滑動(dòng)易滑動(dòng)；冷卻時(shí)，長(zhǎng)鏈所含；冷卻時(shí)，長(zhǎng)鏈所含能量降低，彼此間距離拉近，相互能量降低，彼此間距離拉近，相互引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化引力增強(qiáng)，會(huì)重新硬化熱塑性塑料熱塑性塑料熱固性塑料熱固性塑料 導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物

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? ? 塑料中的原子是以共價(jià)鍵形成的，沒有自由移動(dòng)的塑料中的原子是以共價(jià)鍵形成的，沒有自由移動(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。電絕緣材料?？茖W(xué)視野科學(xué)視野圖圖3-40 用導(dǎo)電聚合物制成的電池用導(dǎo)電聚合物制成的電池閱讀：閱讀：P62-63 導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物應(yīng)用：應(yīng)用：抗靜電添加劑、電磁抗靜電添加劑、電磁屏蔽材料、有機(jī)發(fā)光二極管、屏蔽材料、有機(jī)發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、移動(dòng)電話和微型太陽(yáng)能電池、移動(dòng)電話和微型電視顯示屏電視顯示屏4 4、

6、生、生活中的塑料活中的塑料聚丙烯聚丙烯(PP)聚氯乙稀（聚氯乙?。≒VC）聚乙烯（聚乙烯（PE)聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS)PS)聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA(PMMA) )脲醛塑料（電玉）脲醛塑料（電玉）聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE)PTFE)4 4、生、生活中的塑料活中的塑料4 4、生、生活中的塑料活中的塑料 人們給聚四氟乙烯冠以人們給聚四氟乙烯冠以“塑料王塑料王”的美稱。的美稱。 家庭主婦的福音家庭主婦的福音 由四氟乙烯聚合而成，具有潔白半透明的外觀，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，可在蠟狀手感，耐熱性好，可在260260下長(zhǎng)期使用；下長(zhǎng)期使

7、用；除熔融的金屬鈾和液體氟之外，能耐一切化學(xué)藥除熔融的金屬鈾和液體氟之外，能耐一切化學(xué)藥品品，即使，即使在王水中煮沸也不起變化在王水中煮沸也不起變化；有極佳的自；有極佳的自潤(rùn)滑性；有突出的表面不粘性，潤(rùn)滑性；有突出的表面不粘性，幾乎任何有粘性幾乎任何有粘性的物質(zhì)皆不能粘附在其表面的物質(zhì)皆不能粘附在其表面?？蛇m用于耐腐蝕要?？蛇m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、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

8、鍋的表面涂上了一層四氟乙烯聚合物，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)把雞蛋用這種鍋煎雞蛋時(shí)，即使不用油，也不會(huì)把雞蛋燒焦燒焦聚四氟乙烯聚四氟乙烯作內(nèi)襯的不粘鍋?zhàn)鲀?nèi)襯的不粘鍋4 4、生、生活中的塑料活中的塑料我國(guó)制訂的塑料包裝制品我國(guó)制訂的塑料包裝制品回收標(biāo)志示例回收標(biāo)志示例 回收廢棄塑料是非常重回收廢棄塑料是非常重要的，因?yàn)樗芰匣厥詹粌H可要的，因?yàn)樗芰匣厥詹粌H可以減少?gòu)U棄塑料的數(shù)量，而以減少?gòu)U棄塑料的數(shù)量，而且節(jié)約資源。但塑料的分類且節(jié)約資源。但塑料的分類是回收和再利用的一大障礙，是回收和再利用的一大障礙，這是因?yàn)椴煌N類的塑料，這是因?yàn)椴煌N類的塑

9、料，其再利用的途徑是不同的。其再利用的途徑是不同的。為了解決這個(gè)困難，一些國(guó)為了解決這個(gè)困難，一些國(guó)家已經(jīng)開始在塑料制品上印家已經(jīng)開始在塑料制品上印刷或模壓所用材料種類的標(biāo)刷或模壓所用材料種類的標(biāo)志。上圖就是塑料包裝制品志。上圖就是塑料包裝制品回收標(biāo)志示例?；厥諛?biāo)志示例。 如果服裝面料是由一種纖維材料制成的，如果服裝面料是由一種纖維材料制成的，則用則用“純純X X”或或“100100X X”來(lái)表示。如來(lái)表示。如“純純棉棉”“”“純毛純毛”或或“100100棉棉”“”“100100毛毛”；如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的，如果服裝是由兩種或兩種以上的纖維制成的，標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類的含

10、量，如標(biāo)簽上應(yīng)注明每種纖維種類的含量，如“滌滌綸綸2020棉棉8080”等。等。 灼燒情況灼燒情況受酸溶液受酸溶液的影響的影響受堿溶液受堿溶液的影響的影響純棉布純棉布易燃，有燒紙氣味，灰燼一觸易燃，有燒紙氣味，灰燼一觸即碎即碎輕微輕微輕微輕微羊毛羊毛接近火焰先卷縮，有燒焦羽毛接近火焰先卷縮，有燒焦羽毛味，灰燼為黑色膨脹易碎顆粒味，灰燼為黑色膨脹易碎顆粒受腐蝕受腐蝕部分溶解部分溶解尼龍布尼龍布接近火焰時(shí)迅速卷縮，趁熱可接近火焰時(shí)迅速卷縮，趁熱可拉成絲，灰燼為褐色玻璃球狀，拉成絲，灰燼為褐色玻璃球狀，不易破碎不易破碎幾乎不變幾乎不變幾乎不變幾乎不變?nèi)〖兠薏?、羊毛織物和尼龍布（或滌綸）各幾小塊：取純

11、棉布、羊毛織物和尼龍布（或滌綸）各幾小塊：分別灼燒。分別灼燒。分別浸泡于分別浸泡于10%H2SO4溶液和溶液和3%NaOH溶液中，微溶液中，微熱熱56min，取出后漂洗烘干。，取出后漂洗烘干?？茖W(xué)探究：幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究：幾種纖維的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)腈綸腈綸( (人造羊毛人造羊毛) ) 、錦綸錦綸( (尼龍尼龍) )、滌綸滌綸( (的確良的確良) )維綸、氯綸、丙綸維綸、氯綸、丙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： 強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕 和不怕蟲蛀和不怕蟲蛀等。等。二、纖維天然纖維天然纖維合成纖維合成纖維:（主要成分是纖維素）（主要成分是纖

12、維素）（主要成分是蛋白質(zhì)）（主要成分是蛋白質(zhì)）利用石油、天然氣、煤等原料利用石油、天然氣、煤等原料制成單體經(jīng)聚合反應(yīng)而成制成單體經(jīng)聚合反應(yīng)而成“六大綸六大綸” 噴絲噴絲（使熔融狀態(tài)下高聚物轉(zhuǎn)變成纖維）（使熔融狀態(tài)下高聚物轉(zhuǎn)變成纖維）橡膠的來(lái)源橡膠的來(lái)源 森林中有一種高大的喬森林中有一種高大的喬木，叫作木，叫作“三葉樹三葉樹”。如。如果用小刀在它的樹皮上割果用小刀在它的樹皮上割開一個(gè)小口子，便會(huì)有牛開一個(gè)小口子，便會(huì)有牛奶似的樹汁流淌出來(lái)。這奶似的樹汁流淌出來(lái)。這種樹汁，就是今天人們所種樹汁，就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來(lái)源。熟悉的橡膠的最初來(lái)源。在印第安人的土語(yǔ)中，在印第安人的土語(yǔ)中，“橡膠

13、橡膠”就是就是“樹木的眼樹木的眼淚淚”的意思。的意思。 通用橡膠通用橡膠特種橡膠特種橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠順丁橡膠順丁橡膠 氟橡膠氟橡膠: :耐熱和耐酸堿性耐熱和耐酸堿性硅橡膠硅橡膠: :有耐熱、耐寒性有耐熱、耐寒性合成橡膠合成橡膠天然橡膠（主要成分是聚異戊二烯）天然橡膠（主要成分是聚異戊二烯）橡橡膠膠三、橡膠三、橡膠CH2CCH3CHCH2n 硫化橡膠硫化橡膠優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性 和化學(xué)穩(wěn)定性等和化學(xué)穩(wěn)定性等 許多的橡膠是線形結(jié)構(gòu)，可塑性好，但強(qiáng)度和韌許多的橡膠是線形結(jié)構(gòu)，可塑性好，但強(qiáng)度和韌性差，為了克服這一弱點(diǎn)，工

14、業(yè)上用硫與橡膠分子作性差，為了克服這一弱點(diǎn)，工業(yè)上用硫與橡膠分子作用，使橡膠硫化用，使橡膠硫化經(jīng)過硫化（交聯(lián)）以后，由經(jīng)過硫化（交聯(lián)）以后，由于立體結(jié)構(gòu)的形式從而使性于立體結(jié)構(gòu)的形式從而使性能大大改善能大大改善 合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活中。防、交通及日常生活中。 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

15、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？途徑：途徑：一、一、在原有材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克在原有材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克服其不足。例如，研制一些服其不足。例如，研制一些新型新型的合金、陶瓷和合成材料的合金、陶瓷和合成材料二、二、將不同性能的材料組合起來(lái)，使各組分材料在性能上將不同性能的材料組合起來(lái)，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

16、能進(jìn)行互補(bǔ)，同時(shí)產(chǎn)生某些特殊性能-制成制成復(fù)合材料復(fù)合材料。四、復(fù)合材料四、復(fù)合材料兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料兩種或兩種以上高分子材料組合成的一種新型材料玻璃鋼（即玻璃纖維增強(qiáng)塑料）玻璃鋼（即玻璃纖維增強(qiáng)塑料）將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲，得到異常柔軟的玻璃纖維玻璃纖維再再將玻璃纖維加到將玻璃纖維加到合成樹脂合成樹脂中制得的中制得的性能：性能：強(qiáng)度達(dá)到某些合金鋼的水平，耐化學(xué)腐蝕性、電絕強(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。緣性和易加工性能，具有較好的韌性。應(yīng)用應(yīng)用：汽車車身、火車車箱和船體以及印刷電路板。汽車車身、火車車箱和船體以及印刷電路板。復(fù)合材料基體增強(qiáng)劑復(fù)合材料基體增強(qiáng)劑玻璃鋼制造的破冰斧柄玻璃鋼制造的破冰斧柄四、復(fù)