版高中化学第3章探索生活材料第4节塑料纤维和橡胶教师用书.docx

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版高中化学第3章探索生活材料第4节塑料纤维和橡胶教师用书

第四节　塑料、纤维和橡胶

1．以热塑性塑料和热固性塑料以及橡胶的硫化为例，了解物质的结构对性质和用途的影响。

（重点）

2．化学方法在制造合成纤维和合成橡胶时所起到的重要作用。

（难点）

一、合成材料

三大合成材料：

塑料、合成纤维和合成橡胶。

1．塑料

（1）成分

（2）制备：

小分子塑料

　　　↓　　　　　↓

（单体）　　　（聚合物）

如：

CH2===CH2是聚乙烯的单体。

（3）结构特点及性能

种类

热塑性塑料

热固性塑料

结构

特点

线型，链与链间以分子间作用力结合

网状，链与链间以共价键交联

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

（4）常见塑料的化学成分、性能和用途

名称

化学式

主要性能

用途

聚乙烯（PE）

CH2—CH2

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

2.纤维

（1）天然纤维：

包括棉花、羊毛、蚕丝、麻等。

（2）人造纤维：

由木材等加工而成。

（3）合成纤维

①概念

用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，然后再经化学合成和机械加工制成。

②性能

1．合成纤维与天然纤维有什么不同？

【提示】　

（1）吸水性：

合成纤维的吸水性比天然纤维差。

（2）耐久性：

合成纤维的耐久性比天然纤维强。

（3）保暖性：

合成纤维的保暖性比天然纤维差一些。

（4）形成：

天然纤维是天然高分子化合物，是由蛋白质或纤维素构成的；而合成纤维是通过加聚反应或缩聚反应形成的高分子化合物。

3．橡胶

（1）种类和性质

（2）结构特点

2．天然橡胶为什么易老化？

【提示】　由于天然橡胶中有，易被空气中的氧气氧化而变质。

二、复合材料

1．概念

由两种或两种以上不同性能的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比单一材料性能优越的复合材料。

2．组成

由基体和增强剂组成。

3．性能

由于复合材料是由多种材料组合起来的，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含量来满足不同的需求。

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。

4．典型代表物——玻璃钢

（1）原料：

玻璃纤维和合成树脂。

（2）优点：

材料的强度大大提高、密度小、有较高的耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，有较好的韧性。

（3）主要用途：

制造汽车车身、火车车厢和船体，以及印刷电路板等。

3．为什么说复合材料是宇航工业发展的关键？

【提示】　由于复合材料是由多种材料组合起来的，它的设计自由度很大，不仅可以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各组分材料的含量来满足不同的需求。

因此，复合材料是材料科学发展的必然趋势，它不仅成为宇航工业发展的关键，而且在民用工业如汽车、体育用品，甚至人类健康方面的应用前景也是十分广阔的。

塑料与树脂的区别与联系以及

各类塑料的特征比较

第1步导思——问题引入，自主探究

1．聚合物和单体的化学性质一样吗？

【提示】　不同。

如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。

2．热塑性塑料与热固性塑料的结构有什么特点？

【提示】　热塑性塑料是线型分子，链与链之间以分子间作用力结合，受热时软化可重新塑造成型；热固性塑料是体型结构，受热时不会软化，一次成型后不能反复重塑。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．塑料与树脂的区别与联系

（1）区别

①塑料：

由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，主要成分是树脂。

②树脂：

指没有与各种添加剂混合的高聚物。

（2）联系

塑料的基本性能主要决定于树脂的性能。

2．塑料的分类

分类的原则

类型

特征和举例

按树脂受

热时的特

征分类

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、聚苯乙烯等

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、氨基塑料等

按应用范

围及性能

特点分类

通用塑料

通用性强、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

机械性能较好，高强度，可以代替金属用作工程结构材料，如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等

其他分类

分为通用、工程、耐高温和特种塑料四大类；或分为通用、工程和其他塑料三大类

有关塑料需注意的几点问题

（1）聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。

（2）聚合物与单体的化学性质有区别，如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。

（3）当加热温度很高时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品就会损坏，无法继续使用。

（4）“白色污染”是大量使用塑料制品造成的环境污染，为了保护人类的生存环境，人们开始利用废弃塑料，使它成为有用的资源：

①回收用作材料。

②热解成单体。

③制成燃油和燃气。

第3步例证——典例印证，思维深化

　现有两种高聚物A、B，A能溶于氯仿等有机溶剂，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述不正确的是（　　）

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

【解析】　A能溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子，而是线型高分子；B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则一定是体型高分子材料。

【答案】　C

物质的结构决定性质，性质反映物质的结构，在做这类题目时，要注意思考性质与结构的相互关系。

第4步运用——精选习题，落实强化

1．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是（　　）

A．聚氯乙烯凉鞋　　　B．电木插座

C．聚丙烯材料D．聚乙烯塑料膜

【解析】　线型结构的高分子具有热塑性，即加热时可以变软成为黏稠状、流动的液体，该液体冷却后又变为固体，该固体再被加热后又熔为黏稠、流动的液体，所以线型结构的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成丝或压制成各种形状。

可用热修补法来修补破损的是线型高分子材料。

常见的线型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

而体型高分子材料一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性，如酚醛塑料（俗称电木），不可以进行热修补。

【答案】　B

纤维的分类与鉴别方法

第1步导思——问题引入，自主探究

1．什么是纤维？

【提示】　纤维（纺织纤维）是指具有一定强度、弹性、细度、长度，可用来制造纺织品的材料。

2．人造纤维与合成纤维都是化学纤维，二者有什么区别？

【提示】　人造纤维是用木材、草类纤维经化学加工制成的；合成纤维是利用石油、天然气、煤等作原料制成单体再经聚合反应制成的。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．常见纤维的化学组成和性质

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，易起球

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（聚酰胺、聚酯、聚丙烯等）

强度高，耐磨，不易染色，吸湿性、透气性差

2.常见纤维的简单鉴别方法

识别纤维最简便的方法是燃烧法。

根据燃烧时的现象不同，燃烧后产物形态，烟、烟灰、气味和燃烧后灰烬的不同，进行区分。

棉纤维：

易燃，燃烧速度快，有烧纸的气味，烧出的灰保持原形，手触灰即散碎。

麻：

燃烧快，产生黄色或蓝色火焰。

燃烧后仍保持原形，有烧枯草的气味，灰烬少，呈浅灰色。

羊毛：

近火即卷缩，灼烧时臭味与烧毛发相同，灰烬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，与毛不同。

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。

第3步例证——典例印证，思维深化

　国际上通行的环保产品概念，至少应满足下列四个条件：

①原料能再生，②加工无污染，③对消费者无危害，④废弃后可降解。

现不少厂家广告中称其保暖内衣是“绿色”“环保”“生态”产品，有的还称为纳米技术制造。

其实保暖内衣面料一般由3层组成，上下两层为普通高支全棉或涤棉材料，中间层是保暖内衣的保暖精华部分，其生产方法不同，材料不同，性能不同，保暖效果也不同。

其中间层通常用3种材料：

①聚乙烯薄膜，②涤纶和丙纶复合绒，③羊毛等其他保暖材料，根本不是纳米技术制造。

保暖内衣应该具有的散热与储热，透气与抗风，导湿与保温的功能也许真的要用纳米技术才能解决。

（1）下列说法正确的是________。

A．全棉是指天然棉花产品

B．涤纶是合成纤维，不能降解

C．保暖内衣有三层，所以保温效果好

D．保暖内衣不能透气，否则保暖效果不好

（2）若某种品牌保暖内衣标志牌上标明中间层是羊毛，如何鉴别是否是真羊毛？

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_______________________________________________________________。

（3）聚乙烯薄膜、涤纶和丙纶复合绒的制造都是以石油作为原料，写出以石油产品乙烯为原料合成聚乙烯的化学方程式：

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（4）上述保暖内衣能否称为环保内衣？

为什么？

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【解析】　保暖内衣由于含有涤纶、丙纶复合绒和羊毛等保暖材料，故保暖效果好。

鉴别羊毛可以用灼烧实验。

乙烯聚合可得聚乙烯。

此保暖内衣的原料不可再生，废弃后不能降解，不符合环保内衣标准。

【答案】　

（1）AB

（2）可抽几根纤维点燃，如有烧焦羽毛的气味或灰烬用手指一压即碎就是纯羊毛（其他答案合理也可）

（3）nCH2===CH2CH2—CH2

（4）不能，因为原料不能再生，废弃后不可降解

纤维的分类如下：

天然纤维：

棉花、麻、羊毛、蚕丝

人造纤维：

人造丝、人造棉、人造毛

合成纤维：

“六大纶”

第4步运用——精选习题，落实强化

2．区分羊毛织品和尼龙布最简单的方法是（　　）

A．灼烧并闻气味

B．观察外观

C．放在水中比较柔软性

D．手摸