9.2化学合成材料

9 2化学合成材料 教学目标 1 认识常见的塑料 合成纤维 合成橡胶 知道其成分及性能 2 认识使用塑料制品的利弊 3 初步了解 白色污染 形成良好的环保意识 教学重点 合成材料的成分 使用的利与弊 教学难点 合成材料的成分 三大有机合成材料 塑料合成纤维合成橡胶 我们周围的塑料 一 塑料的定义及其特征 塑料是指以合成树脂为主要成分 合成树脂是由很多相对分子质量小的有机物聚合后形成的高分子化合物 1 塑料的定义 定义 塑料是指以合成树脂 或在加工过程中用单体直接聚合 为主要成分 以增塑剂 填充剂 润滑剂 着色剂等添加剂为辅助成分 在加工过程中能流动成型的材料 2 塑料主要有以下特性 大多数塑料质轻 化学稳定性好 不会锈蚀 耐冲击性好 具有较好的透明性和耐磨耗性 绝缘性好 导热性低 一般成型性 着色性好 加工成本低 大部分塑料耐热性差 热膨胀率大 易燃烧 尺寸稳定性差 容易变形 多数塑料耐低温性差 低温下变脆 容易老化 某些塑料易溶于溶剂 塑料的分类 1 根据各种塑料不同的理化特性 可以把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两种类型 热固性塑料 热塑性塑料 2 按使用特性分类根据名种塑料不同的使用特性 通常将塑料分为通用塑料 工程塑料和特种塑料三种类型 1 通用塑料 一般是指产量大 用途广 成型性好 价格便宜的塑料 如聚乙烯 聚丙烯 酚醛等 2 工程塑料 一般指能承受一定外力作用 具有良好的机械性能和耐高 低温性能 尺寸稳定性较好 可以用作工程结构的塑料 如聚酰胺 聚砜等 3 特种塑料 一般是指具有特种功能 可用于航空 航天等特殊应用领域的塑料 如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温 自润滑等特殊功用 增强塑料和泡沫塑料具有高强度 高缓冲性等特殊性能 这些塑料都属于特种塑料的范畴 不粘锅 与 塑料王 聚四氟乙烯有优异的热性能 化学性能 易清洁性能和无毒性能 具有良好的耐化学腐蚀和耐老化的性能 王水 也难以腐蚀 实验9 4 不同塑料燃烧的比较 实验现象 结论 聚乙烯塑料柔软 耐水 无毒 适宜于装食物 解释 聚氯乙烯或聚苯乙烯塑料燃烧或受热时 会产生对人体健康有害的成分 因此 用这类塑料制成的塑料袋或塑料盒 不宜用来装食品 尤其不可用来装热的熟食 白色污染 一切塑料造成的环境污染被称为 白色污染 白色污染 的危害 一 是破坏土壤结构 影响耕地质量和土壤的透气性 透水性等 二 是造成化学污染 三 是影响农作物对水分 养分的吸收 抑制农作物的生长发育 造成减产 四 是对牲畜有害 牲畜吃了带有地膜的饲料后 会引起消化道疾病 甚至死亡 要解决 白色污染 问题 应该从以下几个方面着手 1 减少使用不必要的塑料制品 如用布袋代替塑料袋等 2 重复使用某些塑料制品如塑料袋 塑料盒等 3 分类回收各种废弃塑料4 使用一些新型的 可降解的塑料 如微生物降解塑料和光降解塑料等 二 橡胶分类 橡胶分为天然橡胶和合成橡胶 合成橡胶 是利用低分子物质合成的一类弹性特别强的高分子化合物 丁苯橡胶 氯丁橡胶 三 纤维分类 按来源可分为两类 一类是天然纤维 如棉 毛 丝 麻等 另一类是化学纤维 化学纤维又分为人造纤维和合成纤维 合成纤维 是用某些低分子物质经化学反应合成的高分子材料 合成纤维 光导纤维 衣服 服装 您会鉴别衣料吗 实验9 7 各种纤维的鉴别 第一种是用物理方法 用手摸 第二种是化学方法 用坩埚钳夹住 在酒精灯上燃烧 观察其燃烧的情况 气味和燃烧后的灰烬 四 材料技术的发展 新材料的出现 常常带来新的技术革命 进而推动社会发展 给人类创造新的生活方式 因此 材料技术是人类文明发展不同阶段的里程碑 材料技术的发展过程为 石器时代 青铜器时代 铁器时代 高分子材料时代 复合材料时代材料发展的方向 新材料技术正朝着更小尺寸 更多功能 更加环保的方向发展 纳米材料 纳米与材料的关系 物质小到纳米尺度时 会出现一系列特异效应 使其光 热电 磁 力学等性质发生显著变化 纳米材料 是指纳米尺度的粉末 纤维 膜或块体等材料 这些材料具备一般材料所没有的优越性能 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1 100nm范围的材料 这大约相当于10 100个原子紧密排列在一起的尺度 从尺寸大小来说 通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在 微米以下 注 米 1000毫米 毫米 1000微米 微米 1000纳米 纳米 埃 即 纳米以下 因此 颗粒尺寸在 纳米的微粒称为超微粒材料 也是一种纳米材料 纳米氧化铝显白色蓬松粉末状态 晶型是 Al2O3 粒径是20nm 比表面积 160m2 g 粒度分布均匀 纯度高 极好分散 其比表面高 具有耐高温的惰性 高活性 属活性氧化铝 多孔性 硬度高 尺寸稳定性好 具有较强的表面酸性和一定的表面碱性 被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料 可广泛应用于各种塑料 橡胶 陶瓷 耐火材料等产品的补强增韧 特别是提高陶瓷的致密性 光洁度 冷热疲劳性 断裂韧性 抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著 极好分散 在溶剂水里面 溶剂乙醇 丙醇 丙二醇 异丙醇 乙二醇单丁醚 丙酮 丁酮 苯 二甲苯内 不需加分散剂 搅拌搅拌即可以充分的分散均匀 在环氧树脂 塑料等中 极好添加使用 纳米材料分类纳米材料大致可分为纳米粉末 纳米纤维 纳米膜 纳米块体等四类 其中纳米粉末开发时间最长 技术最为成熟 是生产其他三类产品的基础 三 复合材料 复合材料 将一种增强材料 如纤维 合理地复合包埋在另一种材料 如合成树脂 中 可使各材料的优点互补 缺点相消 从而制造出具有特殊优异性能的复合材料 常见的复合材料 钢筋混凝土是钢筋和混凝土的复合材料 玻璃钢是用在塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑料 是世界上产量最大 应用最广的复合材料 这种复合材料坚硬 质轻 耐腐蚀 用于制造车厢 船体 飞机部件 头盔 快艇艇身 餐厅的桌椅等 碳纤维复合材料坚韧 质轻 耐高温 耐腐蚀 用于制造飞机的机翼 火箭的锥头 卫星和文体用品 高尔夫球棒 网球拍 羽毛球拍 自行车等 3 优点 复合材料一般具有强度高 质量小 耐高温 耐腐蚀等优异性能 在综合性能上超过了单一材料 其既能充分利用资源 又能节约能源 4 应用 由于复合材料具有综合性能更优异的特点 因此宇航 飞机 导弹是复合材料的重要应用领域 另外 复合材料在许多民用的领域 如汽车工业 机械工业 体育用品甚至人类健康方面 应用前景也十分广阔 经过纳米材料增强的复合材料 不仅坚韧 质轻 耐高温 耐腐蚀 而且具有很高的吸波性能 作为雷达吸收材料 可用于制造雷达无法发现的隐形战斗机 巩固基础 1 下列产品所用的塑料 具有热固性的是 A 电木盒B 雨衣C 食品袋D 浴帽2 白色污染 在某些城市屡禁不止 所谓 白色污染 是指 A 工厂烟囱冒出的白色烟尘B 建筑工地中的白色废弃物C 塑料制品产生的生活垃圾D 石灰窑产生的白色粉尘3 下列是几种塑料制品的主要成分 其中可以用于包装或与食品接触的是 A 聚乙烯B 聚苯乙烯C 酚醛树脂D 聚氯乙烯 A C A 4 下