化学选修1 化学与生活第四节 塑料、纤维和橡胶教案设计

第四节　塑料、纤维和橡胶

目标与素养：1.知道塑料纤维的组成和分类，了解常见塑料的化学成分、性质和用途。(重点)2.认识橡胶的分类，理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。(重点)3.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：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

①热塑性塑料：长链状的线型结构，链与链之间以分子间作用力相结合。受热时会熔化可重新塑制成形

②热固性塑料：链与链之间以共价键交联，形成体型网状结构。受热时不会熔化，一次成型后，不能反复重塑。

(4)常见塑料的化学成分、性能和用途

2.纤维

(1)天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。

(2)人造纤维：由天然纤维加工而成。

(3)合成纤维

①性能：强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀，不怕虫蛀，但吸水性和透气性差。

3．橡胶

(1)种类和性质

 (2)结构特点

微点拨：由于天然橡胶中有，易被空气中的氧气氧化而变质，即橡胶老化。

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、火车车箱和船体，以及印制电路板等。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)塑料的主要成分是合成树脂   (　　)

(2)聚合物是高分子化合物，但属于混合物 (　　)

(3)聚乙烯和乙烯均能使溴水褪色  (　　)

(4)当加热到很高温度时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品会损坏，无法继续使用               (　　)

[答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√

2．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

B　[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。]

3．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，凭手感区分

A　[羊毛织品的主要成分为蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，尼龙布的成分为纤维，灼烧现象不同，可鉴别；而外观、柔软性、手感等相似，不能区分。]

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

1．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

C　[A能溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子材料，而是线型高分子材料；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。]

1．常见纤维的化学组成和性质

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。

2．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===CH2CH2—CH2

(4)不能，因为原料不能再生，废弃后不可降解

加聚型高聚物单体的判断——切割法

(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。

1．下列物质一定不是天然高分子的是(　　)

A．橡胶　　　　　　 B．蛋白质

C．尼龙   D．纤维素

C　[橡胶有天然橡胶，尼龙只能人工合成。]

2．复合材料中往往有一种材料作为基体，另一种材料作为(　　)

A．增塑剂　　　　　 B．发泡剂

C．防老化剂   D．增强剂

D　[复合材料中一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。]

3．下列说法正确的是    (　　)

A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维  

B．天然纤维是不能再被加工处理的   

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维  

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

D　[利用煤、石油和农副产品经过处理可以制得合成纤维，天然纤维经过一定的人工处理可得到人造纤维，人造纤维和合成纤维统称为化学纤维。]

4．天然橡胶的名称叫“聚异戊二烯”，它的单体为(　　)

A．CH2===CHCH2CH2CH3

B．CH3CH===CHCH===CH2

C　[B为戊二烯，C为异戊二烯。]

5．为下列物质的性质选择相应的用途：

A．结构型高分子材料有强的磁性

B．聚氨酯树脂弹性好、耐老化、柔软、透气

C．丁腈橡胶耐油性好

D．热塑性丁苯橡胶坚固耐用而且富有弹性

E．乙丙橡胶柔韧性好

F．聚四氟乙烯的绝缘性好

(1)________用作电线、电缆的绝缘层；

(2)________用作鞋底；

(3)________用作密封胶条；

(4)________用作油管，飞机的防弹油箱；

(5)________用来制造人造皮革；

(6)________用来制录音带。

[解析]　根据聚四氟乙烯绝缘性好可用作电线、电缆的绝缘层，聚氨酯树脂和丁苯橡胶坚固耐老化且弹性好可用作鞋底，乙丙橡胶柔韧性好可用作密封胶条，丁腈橡胶耐油性好可用作油管，结构型高分子材料有磁性可用来制录音带。

[答案]　(1)F　(2)BD　(3)E　(4)C　(5)B　(6)A