人教版选修1第3章第4节塑料、纤维和橡胶课时疑难探究学案.docx

第四节 塑料、纤维和橡胶课时疑难探究重点1 合成材料1塑料（1）塑料与合成树脂塑料：是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、色料等添加剂组成的。它的主要成分是合成树脂。树脂：是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物。有些塑料基本上是由合成树脂组成的，不含或少含其它添加剂，如有机玻璃、聚乙烯等。（2）分类按受热特征a：热塑性塑料线型，受热软化，可反复塑制b：热固性塑料体型，加工成型后不受热熔化按应用范围及性能a：通用塑料通用性强，用途广，价格低b：工程塑料机械性能好，高强度（3）常见塑料的性能和用途塑料种类性能用途聚乙烯- 1933年开发，软可制农用薄膜、雨衣、牛奶袋、导线绝缘材料、口杯聚苯乙烯最早开发并商品化，硬有热塑性和热固性，可制梳 子，牙刷柄，肥皂盒，包装材料等聚氯乙烯分软硬两类，前者适合制软材，如塑料布、软管等后者可制硬制品，如塑料凉鞋、水桶、盆等聚甲基丙烯酸甲酯硬，异常坚固，透明，俗称有机玻璃可制眼镜、假牙、灯具、盆聚碳酸酯俗称玻璃钢，强度高，硬，透明，象钢板一样坚韧3厘米厚的板材可阻挡4米近处射来的38口径步枪子弹，适宜制防弹玻璃、宇航头盔聚四氟乙烯耐各种酸碱及化学试剂的进攻，并耐300的高温，有“塑料之王”的美称，是世界上最光滑的材料，且强度高用于制不粘锅、坩埚、烧杯、轴承、绝缘材料酚醛树脂俗称电木，坚牢而耐腐蚀，绝缘性好常用作灯头和插座。还可以和玻璃纤维牢固粘合加工成增强塑料，也称为玻璃钢，可部分代替钢用聚丁二烯丁二烯在与金属钠作用下聚合，或与其它含金双键的化合物如苯乙烯共聚而得的聚合物，构成了一类合成橡胶可制轮胎、软管泡漠塑料当树脂加入发泡剂成型时，固体塑料中含有很多细气泡，它兼有塑料柔软、防水、绝缘性好及气体保暖、隔音功能强的优点可制鞋垫、坐垫、床垫，柔软而轻便；也可代替棉花、丝棉和驼毛做棉衣和背心，挺括而富有弹性。硬质的聚苯乙烯泡漠塑料多用于制救生圈及包装材料2.纤维和橡胶（1）纤维纤维分为天然纤维和化学纤维，常见纤维的种类及主要性能如表常见纤维化学组成主要性能天然纤维棉纤维纤维素吸水性好，易干，穿着舒适，不起静电，不耐磨蚕丝蛋白质吸水性好，手感柔和，有光泽，不起静电，不起球羊毛蛋白质弹性强，隔热性、保暖性好；水洗后收缩，易起球化学纤维人造纤维纤维素吸水性好，穿着舒适，不起静电，不耐洗；不耐穿合成纤维各种线性有机高分子强度高，耐磨，不易染色；吸湿性、透气性差在合成纤维中，锦纶（尼龙）、涤纶（的确良）、晴纶（人造羊毛）、维纶、氯纶、丙纶被称为“六大纶”，广泛应用于工农业生产和生活中。尼龙是人类第一次采用非纤维原料，通过化学合成的方法得到的化学纤维。尼龙主要是指聚己内酰胺和聚己二己二酰胺。继尼龙之后，又出现了聚酯纤维，并很快成为世界上产量最大的纺织纤维。（2）橡胶天然橡胶：从天然产胶植物中制取的橡胶。市售的天然橡胶主要是由三叶橡胶树的乳胶制得。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（c5h8）n，其成分中9194是橡胶烃（聚异戊二烯），其结构式为：，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。合成橡胶：以异戊二烯为单体进行聚合反应，就制得合成橡胶异戊橡胶。随着石油化工的发展，人们开发了一系列的合成橡胶。常用的有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等，它们都是通用橡胶。特种橡胶有耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等。硫化橡胶：用硫与橡胶分子作用，使线性橡胶分子间通过硫桥交联起来，形成体型网状结构。常见的橡胶的性能与用途种类性能用途通用橡胶丁苯橡胶热稳定性、电绝缘性、抗老化性好可制轮胎、电绝缘材料、一般橡胶制品顺丁橡胶弹性好、耐低温、耐热、粘结性差可制轮胎、运输带、胶管等氯丁橡胶耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐碱、耐油性好，耐寒性差可制电线包皮、运输带、化工设备的防腐衬里、胶粘剂特种橡胶聚硫橡胶耐油性、抗老化性很好，耐化学腐蚀，弹性较差可制耐油、耐苯胶管、胶辊、耐臭氧制品、储油和化工设备衬里等硅橡胶耐低温（-100）和高温（300 ），抗老化和抗臭氧性好，电绝缘性好，机械性能差，耐化学腐蚀性差可制各种在高温、低温下使用的衬垫以及绝缘材料、医疗器械及人造关节等。【例题1】下列各种高聚物中，具有热固性的是a有机玻璃 b聚苯乙烯 c聚丙烯 d酚醛塑料【解析】a、b、c都是线性结构的高分子，具有热塑性。d为体型结构，具有热固性。【答案】d指点迷津：结构决定性质。【配对练习1】现有两种高聚物a、b，a能溶于氯仿等有机溶剂，并加热到一定温度下熔融成粘稠状的液体，b不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中不正确的是 ()a高聚物a可能具有弹性，而高聚物b一定没有弹性 b高聚物a一定是线型高分子材料c高聚物a一定是体型高分子材料d高聚物b一定是体型高分子材料重点2 复合材料1.复合材料的定义：复合材料是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。2. 复合材料的性能复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合，使用温度可达1500，比超合金涡轮叶片的使用温度（1100）高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。3. 复合材料的应用复合材料的主要应用领域有：航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收x射线特性，可用于制造医用x光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。【例题2】婴儿用的一次性尿片有一层能吸水保水的物质下列高分子中有可能被采用的是（）【解析】“尿不湿”之所以具有强吸水性是由于其中添加了高吸收水性树脂。【答案】b指点迷津：尿液中的水分子与亲水基团紧密结合，并被包裹在网状高分子结构中，这就是“尿不湿”既能吸水又能保水的原因。【配对练习2】复合材料的使用使导弹射程有了很大的提高，其主要原因在于（ ）a. 复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化b. 复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化c. 复合材料的使用可以使导弹质量减轻d. 复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的变化难点 各种纤维的简单鉴别方法识别各种纤维最简便的方法是燃烧法。根据燃烧时的现象不同和燃烧后产物形态及烟、烟灰、味和燃烧后灰烬的性能的不同，可以区分出哪种纤维。棉纤维：易燃，燃烧速度快，有烧纸的气味，烧出灰保持原形，手触灰即散碎。麻：燃烧快，产生黄色或蓝色火焰。燃烧时仍保持原来线形，有烧枯草的气味，灰烬少，呈浅灰色。羊毛：近火即卷缩，烧时臭味与烧毛发同，灰缩成黑色易碎的颗粒丝：现象与毛相似。但烧前丝线长而细，有光泽，与毛区别。人造纤维（黏胶纤维）：易燃，燃烧速度快，有烧纸的气味，但灰烬很少。【例题3】下列物质中，属于人造纤维的是 ( )a羊毛毛线 b丙纶毛线c光导纤维 d粘胶纤维【解析】毛线的主要成分为蛋白质；光导纤维的主要成分为二氧化硅。【答案】d指点迷津：考查对常见合成材料的成分的理解，同时可以延伸到甚或中如何鉴别衣物、皮具的真假。【配对练习3】下列说法正确的是（ ）a.合成纤维和人造纤维统称为化学纤维b.酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料c.锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末d.对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中配对练习1：c解析：高聚