高中化學(xué)第三章探索生活材料塑料纖維和橡膠新人教

1、1.能記住塑料的組成和分類,能說出常見塑料的化學(xué)成分、性能和用途。2.認(rèn)識(shí)纖維的分類,能記住常見纖維的性質(zhì)和用途。3.認(rèn)識(shí)橡膠的分類,能說出橡膠材料的發(fā)展過程以及人們對(duì)有機(jī)高分子材料的改造和優(yōu)化。4.認(rèn)識(shí)合成材料特別是復(fù)合材料對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要意義。,一,二,一、合成材料三大合成材料:塑料、合成纖維、合成橡膠。1.塑料(1)成分:合成樹脂和添加劑。(2)制備:塑料是聚合物,由小分子有機(jī)物通過聚合反應(yīng)制成。,,,,,,,一,二

2、,(3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能。①熱塑性塑料:長鏈狀的線型結(jié)構(gòu),鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合。受熱時(shí)會(huì)熔化,可重新塑制成型。②熱固性塑料:鏈與鏈之間以共價(jià)鍵交聯(lián),形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。受熱時(shí)不會(huì)熔化,一次成型后,不能反復(fù)重塑。(4)常見塑料。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、脲醛塑料(電玉)、聚四氟乙烯等。聚合物和其單體的化學(xué)性質(zhì)相同嗎?提示:不同。如乙烯能使溴水褪色,但聚乙烯不能。,,,,,,,,一,二,2.纖維(1)天然纖

3、維:如棉花、羊毛、蠶絲、麻等。(2)人造纖維:由天然纖維加工而成。(3)合成纖維。①定義。用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料制成單體,然后再經(jīng)化學(xué)合成和機(jī)械加工等制成合成纖維。②性能。強(qiáng)度高,彈性好,耐磨,耐化學(xué)腐蝕和不怕蟲蛀,但吸水性和透氣性不如天然纖維。,,,,,,,,,,,,,,一,二,一,二,3.橡膠(1)天然橡膠。天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯,其結(jié)構(gòu)簡式是(2)合成橡膠。①通用橡膠:丁苯橡膠、順丁橡

4、膠、氯丁橡膠。②特種橡膠:耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠。(3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。橡膠一般為線型結(jié)構(gòu),可塑性好,但強(qiáng)度和韌性差,為改善其性能,可采用硫化的方法,使橡膠成體型結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度、韌性、彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。,,,,,,,,,,一,二,天然橡膠(聚異戊二烯),為什么能溶于汽油(用溶液做橡膠制品的黏合劑)?天然橡膠加入適當(dāng)硫黃進(jìn)行硫化后便得到硫化橡膠(做輪胎、膠鞋等),硫化橡膠不能溶于汽油等溶劑,為什么?

5、提示:天然橡膠是線型結(jié)構(gòu),線型結(jié)構(gòu)高聚物在溶劑中溶解。硫化橡膠是體型結(jié)構(gòu)高聚物,具有體型結(jié)構(gòu)的高聚物在溶劑中不能溶解,只能溶脹。,,一,二,二、復(fù)合材料1.定義由兩種或兩種以上不同性能的材料組合而成的材料。2.組成由基體和增強(qiáng)劑組成。3.性能復(fù)合材料具有比單一材料更優(yōu)越的性能,根據(jù)其組成材料不同,有的強(qiáng)度大、密度小;有的耐高溫、耐腐蝕、絕緣性好;有的易導(dǎo)電、易導(dǎo)熱等。4.玻璃鋼的制造方法將玻璃熔化并迅速拉成細(xì)絲,然后加

6、到合成樹脂中。優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度大大提高、密度小、有較高的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和易加工性、有較好的韌性,可用于制造汽車車身、火車車廂以及印制電路板等。,,,,,,,,,一,二,為什么說復(fù)合材料是宇航工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵?提示:由于復(fù)合材料是由多種材料組合起來的,它的設(shè)計(jì)自由度很大,不僅可以選擇不同的組分材料,而且可以通過改變各組分材料的含量來滿足不同的需求。因此,復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì),它不僅成為宇航工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,而且在民用工業(yè)如汽車

7、、體育用品,甚至人類健康方面的應(yīng)用前景也是十分廣闊的。,,一,二,三,四,一、塑料1.樹脂和塑料(1)樹脂有天然樹脂和合成樹脂之分。天然樹脂是指由自然界中動(dòng)植物分泌物所得的無定形有機(jī)物質(zhì),如松香、琥珀等。合成樹脂是指由簡單有機(jī)物經(jīng)化學(xué)合成或某些天然產(chǎn)物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而得到的樹脂產(chǎn)物。(2)塑料是由樹脂及增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成的,它的主要成分是合成樹脂。生產(chǎn)塑料制品時(shí),在合成樹脂中加入添加劑,經(jīng)壓制或擠壓,吹制成型。

8、(3)塑料和樹脂這兩個(gè)名詞?；煊?因?yàn)橛行┧芰匣旧鲜怯珊铣蓸渲M成的,不含或少含添加劑,如有機(jī)玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要取決于樹脂的本性,但添加劑也起著重要作用。,一,二,三,四,(4)塑料的熱塑性、熱固性及其原因。①塑料的熱塑性:某些塑料具有的受熱到一定溫度范圍時(shí)開始軟化,直到熔化成流動(dòng)的液體,冷卻后又變成固體,加熱后又熔化的性質(zhì)。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯都是熱塑性塑料,可反復(fù)加工,多次使用。熱塑性塑料具有

9、長鏈狀的線型結(jié)構(gòu)。如聚乙烯、聚氯乙烯的長鏈?zhǔn)怯蒀—C鍵連接的,這些長鏈之間是以分子間作用力結(jié)合在一起的。當(dāng)受熱時(shí),這些長鏈會(huì)加快振動(dòng),使鏈與鏈之間的分子間作用力減弱,長鏈間發(fā)生相應(yīng)的滑動(dòng),因此塑料會(huì)熔化成液體。當(dāng)冷卻時(shí),長鏈所含的能量降低,彼此之間的距離拉近,相互吸引力增強(qiáng),所以會(huì)重新硬化。,一,二,三,四,②塑料的熱固性:某些塑料只是在制造過程中受熱時(shí)能變軟,可以塑制成一定的形狀,但加工成型后就不會(huì)有受熱熔化的現(xiàn)象。如酚醛樹脂是熱固性

10、塑料,只能一次成型。熱固性塑料在形成初期也是長鏈狀的,受熱會(huì)軟化,可以被塑制成一定的形狀,但在進(jìn)一步受熱時(shí),鏈與鏈之間會(huì)形成共價(jià)鍵,產(chǎn)生一些交聯(lián),形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),硬化定型。再受熱時(shí),鏈狀分子的滑動(dòng)受到限制,因此不會(huì)熔化。,一,二,三,四,2.常見塑料的化學(xué)成分、性能和用途,一,二,三,四,二、纖維1.纖維的分類從組成纖維的物質(zhì)類型方面來說,纖維分為無機(jī)纖維和有機(jī)纖維,如玻璃纖維、碳纖維都是無機(jī)纖維,棉花纖維和羊毛纖維都是有機(jī)纖維

11、。從纖維來源的方面來說,纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維,如蠶絲纖維和麻纖維是天然纖維,人造棉和尼龍纖維是化學(xué)纖維。化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維兩類。用天然高分子化合物作原料,經(jīng)過化學(xué)和物理方法加工制得的纖維叫做人造纖維,常見的人造纖維如人造棉、人造絲;由人工合成的高分子化合物組成的纖維叫做合成纖維,常見的合成纖維如錦綸、滌綸、腈綸等。,一,二,三,四,2.常見纖維的化學(xué)組成和性能常見的天然纖維、化學(xué)纖維的化學(xué)組成和主要性能:,一,

12、二,三,四,三、復(fù)合材料1.含義將兩種或兩種以上不同性能的材料組合起來,在性能上取長補(bǔ)短,就可以得到比單一材料性能優(yōu)越的復(fù)合材料。在復(fù)合材料中,一種材料作為基體,另外一種材料作為增強(qiáng)劑,結(jié)合在一起產(chǎn)生某些特殊性能。2.優(yōu)點(diǎn)復(fù)合材料既保持了原有材料的特點(diǎn),又使各組分之間協(xié)同作用,形成了優(yōu)于原材料的特性。例如:金屬材料易被腐蝕,有機(jī)合成材料易老化、不耐高溫,陶瓷材料易破碎,這些缺點(diǎn)都可以通過復(fù)合的方法予以改善和克服。,一,二,三,四

13、,四、有機(jī)高分子化合物1.加聚反應(yīng)的表述方式(以聚乙烯為例)(2)鏈節(jié):結(jié)構(gòu)單元—CH2—CH2—叫鏈節(jié)。(3)聚合度(n):每個(gè)高分子里鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)。(4)單體:能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)。聚乙烯的單體為,一,二,三,四,2.其他常見塑料的反應(yīng)原理,一,二,三,四,3.有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.有機(jī)高分子化合物的基本性質(zhì)(1)溶解性。線型結(jié)構(gòu):能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?如有機(jī)玻璃)。體型結(jié)構(gòu):不容易溶解,

14、只是溶脹(如硫化橡膠)。(2)熱塑性和熱固性。線型結(jié)構(gòu):熱塑性(如聚乙烯塑料)。體型結(jié)構(gòu):熱固性(如酚醛樹脂)。(3)強(qiáng)度較大(高分子材料的強(qiáng)度一般都比較大)。(4)電絕緣性好(通常是很好的電絕緣材料)。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,【例題1】 聚氯乙烯簡稱PVC,是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的熱塑性塑料之一。(1)工業(yè)上用乙烯和氯氣為原料經(jīng)下列各步反應(yīng)合成PVC:氯乙烯是PVC的單體,其結(jié)構(gòu)簡式為　　　　

15、。 反應(yīng)①的反應(yīng)類型是　　。反應(yīng)①的化學(xué)方程式為　　　　。 (2)有關(guān)PVC的下列說法正確的是　　　　。 A.PVC的單體是CH3CH2ClB.PVC是高分子化合物C.PVC能夠使溴的四氯化碳溶液褪色D.PVC易降解,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,【例題2】 下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.從化學(xué)成分上看,

16、人造棉、人造絲、人造毛沒有區(qū)別B.人造纖維都是合成纖維C.“六大綸”都是合成纖維D.用燃燒的方法可以鑒別毛織物和棉織物解析:從化學(xué)成分上看,人造棉、人造絲、人造毛都是黏膠纖維。六大綸即錦綸、滌綸、腈綸、維綸、氯綸和丙綸,都是以空氣、煤、石油等作為起始原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而生產(chǎn)出來的纖維,所以都是合成纖維。毛織物材料的主要成分是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)灼燒時(shí)有燒焦羽毛的特殊氣味。答案:B,,,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,點(diǎn)撥(1)棉

17、花、麻等的主要成分是天然纖維素,而羊毛、蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)。注意“纖維素”與“纖維”的區(qū)別。(2)人造纖維與合成纖維不是一回事,它們的加工原料不同。合成纖維是利用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料制成單體,經(jīng)聚合反應(yīng)而生成的。人造纖維就是利用自然界里不能直接紡織的纖維(如木材、稻草)經(jīng)過化學(xué)處理與機(jī)械加工,制成能夠紡織用的纖維,這種纖維叫做人造纖維。人造纖維種類很多,有黏膠纖維、醋酸纖維。其中黏膠纖維根據(jù)需要不同,可以加工成不同

18、品種——人造絲、人造毛、人造棉。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,【例題3】 天然橡膠的單體的結(jié)構(gòu)簡式是　　　　,名稱是　　　　　。天然橡膠的分子是線型高分子,硫化天然橡膠分子是　　　　高分子。硫化天然橡膠在受氧氣、臭氧、日光等作用時(shí)比較容易老化,從橡膠分子結(jié)構(gòu)的方面來說,主要原因是　。 若在空氣中焚燒硫化天然橡膠,易造成空氣污染,主要污染物是　。 解析:天然橡膠的硫化往往不徹底,分子里還保留著一定數(shù)目的

19、碳碳雙鍵。,,,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,點(diǎn)撥將橡膠分子與硫作用,使線型橡膠分子通過硫橋交聯(lián)起來,形成體型結(jié)構(gòu),使橡膠具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,【例題4】 如下圖標(biāo)出了各種材料強(qiáng)度與密度的比值以及廣泛使用的年代。從圖中可以看出的信息是(　　)A.隨著社會(huì)的發(fā)展,出現(xiàn)新材料的速度明顯加大B.新材料發(fā)展的總趨勢(shì)是強(qiáng)度越來越大C.1800年以前出

20、現(xiàn)的材料強(qiáng)度都比鋁小D.鋁的密度比鋼的密度大,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)4,解析:本圖橫坐標(biāo)表示年代,縱坐標(biāo)表示強(qiáng)度與密度之比。由圖可知,隨著社會(huì)的發(fā)展,出現(xiàn)新材料的速度明顯加大,新材料發(fā)展的總趨勢(shì)是強(qiáng)度與密度之比越來越大,鋁的強(qiáng)度與密度之比大于鋼的強(qiáng)度與密度之比。A正確。答案:A點(diǎn)撥解答圖像題的關(guān)鍵是明確縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)表示的意義。復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì),應(yīng)注意積累和收集有關(guān)知識(shí)。,,,1 2

21、 3 4 5,,,,,,,1目前流行的“南極棉”保暖內(nèi)衣,是在制作內(nèi)衣的全棉材料內(nèi)融入能改善人體微循環(huán)的微元生化材料和抗菌、殺菌的材料,下列有關(guān)說法正確的是(　　)A.制作內(nèi)衣的全棉材料的主要成分是纖維素B.因?yàn)槔w維素易水解,故內(nèi)衣不能在堿性條件下洗滌C.制作內(nèi)衣的廢棄物易造成“白色污染”D.制作內(nèi)衣的材料的主要成分是合成高分子化合物解析:棉花的主要成分是纖維素,故A正確;纖維素不易水解,故B錯(cuò)誤

22、;白色污染是指結(jié)構(gòu)穩(wěn)定難以分解的塑料等廢棄物造成的污染,纖維素不屬于“白色污染”,故C錯(cuò)誤;全棉材料是天然高分子化合物,故D錯(cuò)誤。答案:A,,,1 2 3 4 5,,,,,,,2下列原料或制成的產(chǎn)品中,若出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補(bǔ)的是(　　)A.聚氯乙烯涼鞋B.電木插座C.自行車內(nèi)胎D.聚乙烯塑料膜解析:線型結(jié)構(gòu)的高分子具有熱塑性,可用熱修補(bǔ)法來修補(bǔ)破損的線型高分子材料。常見的線

23、型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。體型高分子材料一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化,因而具有熱固性,如酚醛塑料(俗稱電木)。答案:B,,,1 2 3 4 5,,,,,,,3橡膠屬于重要的工業(yè)原料。它是一種有機(jī)高分子化合物,具有良好的彈性,但強(qiáng)度較差。為了增加某些橡膠制品的強(qiáng)度,加工時(shí)往往需進(jìn)行硫化處理。即將橡膠原料與硫黃在一定條件下反應(yīng)。橡膠制品硫化程度越高,強(qiáng)度越大,彈性越差。下列橡膠

24、制品中,加工時(shí)硫化程度較高的是(　　)A.橡皮筋B.汽車外胎C.普通氣球D.醫(yī)用乳膠手套解析:橡皮筋和普通氣球的彈性好,所以硫化程度小。汽車外胎與醫(yī)用乳膠手套相比,前者要承受更大的壓力,所以制汽車外胎的橡膠硫化程度最高。答案:B,,,1 2 3 4 5,,,,,,,4下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.玻璃鋼是以玻璃纖維作增強(qiáng)劑,合成樹脂作基體的復(fù)合材料B.飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多是

25、以金屬為增強(qiáng)劑、纖維為基體的復(fù)合材料C.制造網(wǎng)球拍用的復(fù)合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維作增強(qiáng)劑D.航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成的解析:飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多數(shù)是以纖維為增強(qiáng)劑,金屬為基體的復(fù)合材料,而B項(xiàng)中將基體與增強(qiáng)劑顛倒了。答案:B,,,1 2 3 4 5,,,,,,,5現(xiàn)有下列高分子材料,請(qǐng)從下列各項(xiàng)中選擇出最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng),將代號(hào)填入下