教学课件塑料纤维和橡胶

第四节塑料、纤维和橡胶学习目标1.知道塑料的组成和分类，了解常见塑料的化学成分、性能和用途。2.认识纤维的分类，了解常见纤维的性质和用途。3.认识橡胶的分类，了解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造和优化。4.认识合成材料特别是复合材料对社会发展的重要意义。一、合成材料三大合成材料：_____、_________和_________。1.塑料：(1)成分：主要成分是_________，还有根据需要加入的具有某些特定用途的添加剂，如能提高塑性的_______、防止塑料老化的_________等。(2)构成：大部分是由小分子通过_________制得的，能够合成聚合物的小分子物质叫做_____。塑料合成纤维合成橡胶合成树脂增塑剂防老化剂聚合反应单体(3)结构特点及性能。热塑性塑料热固性塑料结构特点线型，链与链间以______________结合网状，链与链间以_______交联性能可以反复加工，多次使用一旦加工成型，就不会受热熔化举例聚乙烯、聚氯乙烯酚醛塑料分子间作用力共价键2.纤维：(1)天然纤维：包括_____、_____、_____、麻等。(2)人造纤维：由_____等加工而成。(3)合成纤维。①概念：利用___________________________作原料制成单体，然后再经___________________等制成。棉花羊毛蚕丝木材石油、天然气、煤和农副产品化学合成和机械加工②性能优点：____________________________________________缺点：_______________不如天然纤维强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀吸水性和透气性③典型代表物——“六大纶”。名称锦纶涤纶腈纶维纶氯纶丙纶成分____________聚酯纤维聚丙烯腈纤维聚乙烯醇纤维_________________聚酰胺纤维聚氯乙烯聚丙烯3.橡胶：(1)种类和性质。硅橡胶(2)结构特点。可塑性好强度和韧性硫化增大增强二、复合材料1.概念：由两种或两种以上_________的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比_____材料性能优越的复合材料。2.组成：由_____和_______组成。3.性能：由于复合材料是由_____材料组合起来的，它的设计自由度很大：(1)可以选择不同的组分材料。(2)可以通过改变各组分材料的_____来满足不同的需求。因此，复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料的不同，有的强度大、密度小；有的耐高温、耐腐蚀、绝缘性好；有的易导电、易导热等。不同性能单一基体增强剂多种含量4.典典型型代代表表物物————玻玻璃璃钢钢：：(1)原原料料：：玻玻璃璃纤纤维维和和合合成成树树脂脂。。(2)优优点点：：材材料料的的强强度度大大大大提提高高、、密密度度小小、、有有较较高高的的____________________________________，，有有较较好好的的_____。。(3)主主要要用用途途：：制制造造汽汽车车车车身身、、火火车车车车厢厢和和船船体体，，以以及及印印刷刷电电路路板板等等。。耐化化学学腐蚀蚀性性、、电电绝绝缘缘性性和和易易加加工工性性能能韧性性1.塑塑料料与与树树脂脂的的区区别别与与联联系系：：塑料树脂区别由合成树脂和添加剂(如增塑剂、稳定剂、防老化剂、色料等)组成的材料通过聚合反应生成的高聚物，是生产塑料的原料联系塑料的主要成分是树脂，基本性能决定于生成塑料的树脂2.各各种种类类型型塑塑料料的的特特征征比比较较：：分类依据类型特征和实例按受热特性分热塑性塑料以热塑性树脂为基本成分。受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯等热固性塑料以热固性树脂为基本成分。加工成型以后变为不溶、不熔状态，如酚醛塑料等按用途分通用塑料用途广泛、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等工程塑料机械性能好，强度高，可以代替金属用作工程结构材料，如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等特殊塑料氟塑料、硅塑料、环氧树脂等，具有特殊功能和特殊用途3.常常见见塑塑料料的的化化学学成成分分、、性性能能和和用用途途：：名称化学式主要性能用途聚乙烯(PE)具有热塑性无毒制生活用品及塑料薄膜聚氯乙烯(PVC)耐腐蚀、耐磨、耐有机溶剂、易加工应用于轻工、化工、电器等方面酚醛树脂加热不熔化，不溶于水及有机溶剂，绝缘性好，耐腐蚀应用于电器、涂料、日常用品等有机玻璃(PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯)透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易加工应用于光学仪器、医疗器械等4.判判断断加加聚聚高高聚聚物物单单体体的的方方法法：：(1)凡凡链链节节的的主主链链只只有有两两个个碳碳原原子子(无无其其他他原原子子)的的高高聚聚物物，，其其合合成成单单体体为为一一种种，，将将两两个个半半键键闭闭合合即即可可。。如的的单单体体是是。。(2)凡凡链链节节主主链链有有四四个个碳碳原原子子(无无其其他他原原子子)，，且且链链节节无无双双键键的的高高聚聚物物，，其其单单体体为为两两种种，，在在正正中中央央划划线线断断开开，，然然后后两两个个半半键键闭闭合合即即可可。。如的的单单体体为为CH3—CH＝＝CH2和CH2＝CH2。(3)凡凡链链节节主主链链中中只只有有碳碳原原子子，，并并存存在在碳碳碳碳双双键键结结构构的的高高聚聚物物，，其其规规律律是是““凡凡双双键键，，四四个个碳碳；；无无双双键键，，两两个个碳碳””的的划划线线方方法法断断开开，，然然后后将将两两个个半半键键闭闭合合，，四四个个碳碳中中的的双双键键断断开开，，即即单单双双键键互互换换。。如的的单单体体是是CH2＝CH——CH＝CH2和。。5.常常见见纤纤维维的的化化学学组组成成和和性性能能：：常见纤维化学组成主要性能天然纤维棉纤维纤维素，天然有机高分子化合物吸水性好，易干，穿着舒适，不起静电，不耐磨蚕丝蛋白质，天然有机高分子化合物吸水性好，手感柔和，有光泽，不起静电，不起球羊毛蛋白质，天然有机高分子化合物弹性好，隔热性、保暖性好，水洗后收缩化学纤维人造纤维纤维素(黏胶纤维)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型有机高分子强度高，耐磨，不易染色，吸湿性、透气性差6.合合金金与与复复合合材材料料的的区区别别：：(1)复复合合材材料料：：复复合合材材料料是是由由两两种种或或两两种种以以上上的的性性能能不不同同的的材材料料经经特特殊殊加加工工而而成成，，复复合合材材料料的的基基本本组组成成有有基基体体和和增增强强剂剂，，且且两两者者的的性性质质有有明明显显的的差差异异。。(2)合合金金：：合合金金是是由由两两种种及及两两种种以以上上的的金金属属(或或金金属属与与非非金金属属)熔熔合合而而成成的的具具有有金金属属特特性性的的物物质质。。合合金金与与其其中中的的单单一一成成分分性性能能有有很很大大的的相相似似性性，，不不属属于于复复合合材材料料。。类型一合成材料的组组成、性能及及用途【示范题1】】聚氯乙烯简称称PVC，是是当今世界上上产量最大、、应用最广的的热塑性塑料料之一。(1)工业上上用乙烯和氯氯气为原料经经下列各步反反应合成PVC：氯乙烯是PVC的单体，，其结构简式式为____________。反反应①的反应应类型是______________。反应应①的化学方方程式为______________________________________________。(2)有关PVC的下列列说法正确的的是________。。A.PVC的的单体是CH3CH2ClB.PVC是是高分子化合合物C.PVC能能够使溴的四四氯化碳溶液液褪色D.PVC易易降解(3)化学工工作者和广大大消费者十分分关注PVC保鲜膜的安安全问题。PVC保鲜膜膜的安全隐患患主要来自于于塑料中残留留的PVC单单体以及不符符合国家标准准的增塑剂DEHA。下下列选项中的的事实均能支支持“PVC保鲜膜对人人体健康带来来危害”假设设的是________。A.PVC塑塑料属于有机机物B.使用的有有机助剂有毒毒C.含氯的化化合物不一定定有毒D.在高温下下会分解出有有毒物质【解题指南】】解答本题应注注意以下两点点：(1)明确单单体及高聚物物的关系，认认识单体与聚聚合物的性质质区别。(2)了解加加聚反应，能能够根据结构构推导物质性性质。【解析】(1)PVC的结构简式式为由由此可知乙乙为，，因此③为为加聚反应才才能形成高分分子PVC；；结合原料为乙烯和和Cl2，可可得①为加成反应，，②为消去反反应，即甲为为，，反反应①即为CH2＝CH2+Cl2→CH2Cl—CH2Cl。(2)PVC中没有碳碳碳双键，不能能使溴的四氯氯化碳溶液褪褪色，PVC不易降解。。故选B。(3)结合材材料可知，安安全隐患的来来源是单体及及不合标准增增塑剂DEHA，即使用用的有机助剂剂有毒、高温温下分解出有有毒物质，含含氯的有机物物均有毒。答案：(1)加加成反反应CH2＝CH2+Cl2→CH2Cl—CH2Cl(2)B(3)B、D【示范题2】】(2014··宣城高二检检测)下列关关于纺织纤维维特点的说法法不正确的是是()A.棉织物可可以迅速吸收收水分而且快快速干燥，产产生凉爽感，，穿着舒适；；具有良好的的水洗性，不不起静电B.毛织物具具有独特的保保暖性能，不不容易被虫蛀蛀，缺点是水水洗后易收缩缩C.棉织物和和丝织物都有有不起静电的的特点D.合成纤维维的吸水性比比天然纤维的的吸水性差，，但织物穿着着的耐久性比比天然纤维织织物和人造纤纤维织物强【解析】选B。羊毛和和蚕丝都是蛋蛋白质纤维，，容易被虫蛀蛀，B项是不不正确的。【误区警示】】高聚物及其单单体性质的认认识误区(1)加聚反反应中单体往往往因具有不不饱和键而性性质非常活泼泼，如乙烯、、氯乙烯。高高聚物中不一一定含有不饱饱和键，其性性质很稳定，，如聚乙烯、、聚氯乙烯中中不含。。(2)由单一一单体加聚生生成的高聚物物中元素的质质量分数与单单体中对应元元素的质量分分数相同。(3)加聚反反应的单体往往往因具有碳碳碳不饱和键键而性质非常常活泼，但高高聚物中不存存在碳碳不饱饱和键，故其其性质一般较较稳定。【变式训练1】橡胶树是热带带植物，在我我国海南已有有大面积种植植。从橡胶树树的胶乳中可可提取天然橡橡胶，天然橡橡胶的成分是是聚异戊二烯烯，其结构为为。。试回答下下列问题：(1)天然橡橡胶能溶于汽汽油的原因是是______________________。天然然橡胶加入适适当硫进行硫硫化后，其结结构由__________变成____________。因而硫硫化橡胶________(填“能能”或“不能能”)溶于汽汽油。(2)天然橡橡胶的单体是是一种无色液液体，将该无无色液体加入入溴水中，溴溴水________(填“能”或或“不能”)褪色。【解析】从天然橡胶成成分的结构简简式可知天然然橡胶为线型型结构的高分分子，能溶于于适当的溶剂剂，天然橡胶胶硫化后，引引入的硫原子子间可形成共共价键，从而而使高分子链链发生交联，，形成体型结结构，故硫化化橡胶不能溶溶于汽油。天天然橡胶单体体中有两个碳碳碳双键，能能与Br2发生加成反应应，使溴水褪褪色。答案：(1)天然橡橡胶是线型结结构线型结结构体型结结构不能(2)能【变式训练2】(2013··杭州高二检检测)不粘锅锅的内壁有一一薄层聚四氟氟乙烯涂层，，用不粘锅烧烧制饭菜时不不易粘锅、烧烧焦。下列关关于聚四氟乙乙烯的说法中中正确的是()A.聚四氟乙乙烯分子中含含有双键B.聚四氟乙乙烯的单体是是不饱和烃C.聚四氟乙乙烯中氟的质质量分数是76%D.聚四氟乙乙烯的化学活活泼性较大【解析】选C。聚四氟氟乙烯是由四四氟乙烯加聚聚生成的，已已经不存在双双键结构；它它的单体是四四氟乙烯，属属于卤代烃；；聚四氟乙烯烯中氟的质量量分数为××100%=76%；；聚四氟乙烯烯的化学性质质非常稳定。。类型二复合材料的性性能与应用【示范题3】】下列说法错误误的是()A.玻璃钢是是以玻璃纤维维作增强剂，，合成树脂作作基体的复合合材料B.飞机机身身的复合材料料大多是以金金属为增强剂剂、纤维为基基体的复合材材料C.制造网球球拍用的复合合材料是在合合成树脂的基基体中加入了了碳纤维作增增强剂D.航天飞机机机身上使用用的隔热陶瓷瓷瓦是由纤维维和陶瓷复合合而成的材料料制成的【解题指南】】复合材料的增增强剂大多是是纤维状，基基体一般是树树脂或金属。。【解析】选B。飞机机机身的复合材材料大多是以以纤维为增强强剂、金属为为基体的复合合材料，而B项中将基体体与增强剂颠颠倒了。【示范题4】】(2014··青岛高二检检测)下列关关于复合材料料的说法不正正确的是()A.金属材料料不能制成复复合材料B.玻璃钢是是日常生活中中常用的复合合材料，其强强度可达到合合金钢的水平平C.跳高运动动员用的撑杆杆为复合材料料制作D.复合材料料具有不可估估量的应用前前景，人类已已从合成材料料时代进入复复合材料时代代【解析】选A。复合材材料是由两种种或两种以上上不同性质的的材料，通过过物理或化学学的方法，在在宏观上组成成具有新性能能的材料，如如金属基复合合材料等，A错误；玻璃璃纤维和合成成树脂复合成成复合材料后后，其材料的的强度大大提提高，可达到到某些合金钢钢的水平，B正确；撑杆杆是用复合纤纤维材料制作作而成，具有有极强的韧性性，C正确；；复合材料是是由许多材料料组合起来的的，它的设计计自由度较大大可以选择不不同的组分材材料，还可以以通过改变各各组分材料的的含量来满足足不同的需求求，故其应用用前景不可估估量，D正确确。【误区警示】】正确识别复合合材料的基体体和增强体复合材料的增增强剂材料主主要为五大类类增强纤维：：硼纤维、碳碳纤维和石墨墨纤维、碳化化硅纤维、氧氧化铝纤维、、芳纶纤维；；基体材料主主要是热固性性树脂(酚醛醛树脂，环氧氧树脂，聚酯酯树脂)、热热塑性树脂(聚丙烯、聚聚苯乙烯、尼尼龙、热塑性性聚酯树脂)、泡沫塑料料、橡胶等。。【变式训练3】复合材料的使使用使导弹的的射程有了很很大的提高，，其主要原因因是()A.复合合材料可可以使导导弹经受受高温的的变化B.复合合材料的的使用使使导弹的的质量减减小C.复合合材料可可以使导导弹承受受超高强强度的变变化D.复合合材料可可以承受受空气的的巨大摩摩擦【解析】】选B。在在动力相相同的情情况下，，导弹的的射程有有了很大大的提高高，是因因为复合合材料的的密度小小，使导导弹的质质量减轻轻了。【变式训训练4】】下列物质质不属于于复合材材料的是是()A.碳化化硅纤维维B.生物陶陶瓷C.钢化化玻璃D.氮化化硅陶瓷瓷【解析】】选C。复复合材料料具备的的特征：：能够承承受高温温、高强强度，具具备电学学、光学学特性，，具有生生物功能能。而传传统的