2022年高一化学 第二册 第二册第八章合成材料 第二节合成材料(备课资料)大纲人教版

2022年高一化学 第二册 第二册 第八章 合成材料 第二节合成材料(备课资料)大纲人教版(1)聚苯乙烯 最早开发并商品化，硬，有热塑性和热固性，制作梳子、牙刷柄、肥皂盒、包装材料等；(2)聚乙烯 1933年开发，软，可成膜，制作农用薄膜、雨衣、牛奶袋、导线绝缘材料、口杯；(3)聚氯乙烯 分软、硬两类，前者增塑剂多，适合制软材，如塑料布、软管等；后者可制硬质品，如塑料凉鞋、水桶、盆、棍、板；(4)聚丁二烯 丁二烯在金属钠作用下聚合，或与其他含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、软管等；(5)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、牙托、灯具、盆；(6)聚碳酸酯俗称玻璃钢，强度高，硬，透明，像钢板一样坚韧，3厘米厚的板材可阻挡4米近处射来的38口径步枪子弹，适宜制作防弹玻璃、宇航头盔；(7)有机硅烷 系硅铜合金与有机氯化物反应产物水解得的分子量约100万的聚合物，主要用作硅油、硅橡胶等，特点是耐高温；(8)聚四氟乙烯 耐各种酸、碱及化学试剂的进攻，并能耐300的高温，有“塑料之王”的美称，且强度高，用于制不粘锅、坩埚、烧杯、轴承、绝缘材料等；(9)酚醛树脂 俗称电木，系苯酚在稀碱或酸的作用下和甲醛发生缩聚反应，形成立体网状结构的高聚物，坚牢而耐腐蚀，绝缘性好，常用作灯头和插座；它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”，可部分代替钢材；(10)泡沫塑料 当树脂加入发泡剂成型时，固体塑料中含有很多细气泡，比重为0.020.03，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，硬质的聚苯乙烯泡沫塑料多用于制救生圈及包装材料。2.天丝和牛奶丝天丝 TENCEL是英国ACORDIS公司近年开发的新一代纺织纤维，其注册名“TENCEL”，中文以“天丝”命名，已在中国通过注册。天丝的制作过程并没有在溶液中形成纤维素衍生物，而是单纯的物理性理解，溶解它的溶剂是NMMO，即N氧化呜啉，其分子式为：C5H11O2N。它是一种极性极大的非质子性溶剂，无毒，纤维溶于它，只是纤维之间的氢键被解开，纤维素不变。但经过这种溶解后，得到的再生纤维的晶体结构更为有序，更结实、牢固。生产天丝的原料是木材，是由木浆经过溶液纺丝所产生出的百分之百的天然面料，所用溶剂也几乎可以完全回收，其生产属于绿色化学工艺，成品在自然界中可降解，对社会环境和人体无污染。因此，它被称为21世纪的环保纤维。天丝可与丝、毛、棉或一些合成纤维混纺，特别是与丝光毛混纺，其产品易于加工，易于着色，吸水性强，透气性好，用它加工成的衣料牢固、柔软，色彩艳丽，悬垂感好，尽显高雅华贵之本色。它与聚酯或尼龙的混纺品除了制服装外，还有更广泛的用途，例如，制滤纸、钞票、高级装饰品或高级食品包装袋等。牛奶丝 即牛奶纤维，是纺织品中特殊的“后现代”新颖纤维，是继第一代天然纤维与第二代合成纤维后的最新一代。上海正家牛奶丝服饰有限公司的科技人员经过五年的攻关，终于在国内率先研制，开发出“正家牌”牛奶丝及其系列服饰产品，这种完全由牛奶制成的牛奶丝，看似真丝，胜过真丝，集高级衣料的美丽、舒适、方便及功能型于一体，使每一个穿过的人都能亲身体验到牛奶服饰全新的酷爽感觉。其生产方法：牛奶去水、脱脂，加上揉合剂制成牛奶浆，再经湿纺工艺及科技处理成牛奶长丝，由牛奶长丝即可加工成面料，最终制成各种纺织制品。牛奶丝织物的特点是润肌养肤、纤巧爽滑，具有特殊的生物保健功能。因为牛奶丝的重要原料是牛奶蛋纤维，含有17种氨基酸，通过保湿因子作用，对皮肤的保养与改进皮肤的美嫩有着神奇的效果。因为保湿因子的分子结构中含有多个羟基，像“小手一样抓住水分子”，能保持皮肤最外面角质层的水分含量，使皮肤柔软、光滑、皱纹减少，至善至美。这正如20世纪50年代皮肤专家指出，柔软皮肤的关键是水分而不是油脂；且牛奶丝也具有生物保健功能，即具有天然持久的抑菌功能，对杆菌、球菌、霉菌均有功效。由牛奶丝制成的面料，质地轻盈、柔软、滑爽、飘逸、悬垂；穿着透气、导湿、爽身；外观光泽优雅、华贵、色彩艳丽，牛奶丝比棉、丝的强度高；比羊毛防霉、防蛀，故耐穿、耐洗，易贮藏。在不同的季节穿牛奶丝织物有不同的感觉：在夏季，它有透气、导湿、爽身、汗出而无味的体会；特别是内衣外穿，适度的弹性更能重塑人体的曲线美和色彩美，使人体的曲线美与色彩美融为一体，更显华丽高贵的气质。在冬季，它有沉稳、滑爽、保暖、轻身的感觉；特别是在肌肤与保暖内衣之间起到滑膜作用，使人整个身体感到轻松舒展，有减轻层层保暖内衣捆绑之感。在春、秋天，它有轻盈、柔软、飘逸、宁静的美观，若外衣单穿，更显潇洒大方。天丝和牛奶丝织物，质地娇贵，洗涤应注意：须用中性肥皂或中性洗涤剂手洗，水温宜常温；洗后用衣架凉干，不宜在阳光下曝晒；如有轻度叠痕、皱折，可用衣架挂起，也可直接贴身穿着自然复原，如有重度叠痕、皱折需复原，可衬布熨烫，但温度不可大于120，不能蒸气熨烫。3.纤维和织品的鉴别有感官法、化学法和溶解法。(1)感官鉴别法。光泽 涤棉光亮，富纤色艳，维棉暗，丝织品有丝光；挺括 用手攥紧布迅速松开，毛纤混纺品一般无皱折且毛感强，涤棉皱折少，复原快，富棉和粘棉皱折多，恢复慢，维棉则不易复原且留有折痕；纤维长短 可抽出观看，并在润湿后试验，粘胶湿处易拉断，蚕丝干处断，锦丝或涤丝干、湿处都不断；短丝则为羊毛或棉花，粗的为毛，细的为棉，如较长且均匀，则为合成短纤维。(2)化学法。观察燃烧方式和烟、焰、灰味。棉 燃烧快，黄色火焰及蓝烟，灰少，灰末细软呈浅灰色(主要成分为二氧化硅)，味似纸；麻 有烧草味，其余与棉同；丝 燃烧慢且缩成一团，灰呈黑褐色小球，易压碎，有臭味(硫)；羊毛 燃烧时徐徐冒黑烟，显黄焰，起泡，灰多，为发光的黑色脆块(碳化物)，燃烧发臭；粘胶纤维 燃烧快，与棉同；乙酸纤维 燃烧慢，边烧边熔，灰为黑色闪光块状物，有刺鼻的醋酸味；涤纶 燃烧慢，卷缩，熔化，有黄焰，灰呈黑色硬块，易捻碎，有芳香味；锦纶 燃烧慢，熔化，无烟，浅褐色灰块，不易捻碎，有芹菜香味；维纶 烧时纤维迅速收缩，小焰火呈红色，为灰褐色块，可捻碎，有特臭；腈纶 边烧边熔化，略有黑烟，火焰白而亮，灰为黑色球状，有鱼腥臭；丙纶 烧时边卷缩边熔，灰为硬块，能捻碎，有烧腊气味；氯纶 难燃，近焰时收缩，离火即熄灭，灰为不规则的黑块，有氯的刺激味。(3)溶解法。均基于形成纤维的单体的化学结构，有的机制尚不清楚。棉 易溶于浓硫酸(脱水及脂化作用)、铜氨溶液(羟基及醛基的络合及还原作用)；麻 铜氨；丝 酸、碱(氨基酸的两性)、铜氨；羊毛 氢氧化铜(脂层破坏后进攻蛋白质)；粘胶纤维 同棉；涤纶 苯酚(缩合)；锦纶 苯酚及各种酸(酰胺的碱性)；腈纶 硫氰化钾溶液、二甲基甲酰胺；维纶 酸；丙纶 氯苯；氯纶 二甲基甲酰胺、四氢呋喃及氯苯等。4.常用橡胶的性能和用途丁苯橡胶 热稳定性、电绝缘性和抗老化性好。可制轮胎、电绝缘材料，一般橡胶制品等；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、胶粘剂等；丁腈橡胶 抗老化性和耐油性好，耐高温,弹性和耐寒性较差,可制耐油、耐热的橡胶制品，飞机和油箱衬里等；聚硫橡胶 耐油性和抗老化性很好，耐化学腐蚀，弹性较差。可制耐油、耐苯胶管、胶辊、耐臭氧制品、储油及化工设备衬里等。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；丁基橡胶 气密性好，耐热、耐老化、电绝缘性好，柔顺性较小，弹性较差。可制汽车内胎，探空气球、汽艇、防毒面具、化工设备衬里等；异戊橡胶 与天然橡胶相似，粘结性良好。适用于使用天然橡胶的场合，可制汽车内外胎、胶管、胶带、飞机轮胎等。5.为什么聚乙烯的软膜是透明的？为什么有些物质透明，有些则不透明？如果一束可见光通过薄膜，这束光完全不受任何影响，如入“无人之境”，就称这薄膜是透明的；但如果有一部分入射光被反射或者改变方向，使前进方向光线减弱、模糊，则这薄膜就不透明了。玻璃、食盐和明矾的晶体、许多宝石以及水和油等液体都透明。透明这一物理特性与物质的结构有关。同是聚乙烯，软的透明而硬的则不透明，这是为什么呢？同是软的薄膜，但聚丙烯就不透明，这又是为什么呢？透明的聚乙烯薄膜主要用于农村温室或食品包装，柔软而易被拉伸。红外光谱剖析表明：其分子中的主链，每1000个亚甲基(CH2)大约连接2030个甲基；但不透明且较硬的聚乙烯，则只连接3个甲基。1 g透明物结晶部分约0.4 g0.5 g，密度小；而1 g不透明物结晶部分0.6 g0.9 g，密度大；熔点分别为115和135，由于有支链，故熔点下降。对于聚合物，由于结晶好，分子排列紧密，质点尺寸超过可见光波长的1/20以上，引起光散射，因而失去透明性。对于无机盐晶体，虽然也排列规整，但颗粒尺寸小，间距足够大，故仍然透明。聚丙烯的结晶部分为0.60.7 g(相对于1 g材料)，形成带状和微丝状紧密排列的结构，并且内部还存在很多空隙，对光散射，因而透明性差。6.“不粘锅”与“塑料王”如果有人问你，世界上什么东西最光滑？也许你会回答说：玻璃。是的，在日常所见的各种材料中，玻璃的确是相当光滑的了。可是如果将玻璃的表面放大几千倍，那么你就会发现，玻璃的表面实际上也还是毛糙的。后来发现，某些硅树脂形成的薄膜，它的光滑程度远胜过玻璃，在玻璃上涂上一层硅树脂，就可以使玻璃的表面变得更光滑。不过还有比硅树脂更光滑的材料，那就是大名鼎鼎的聚四氟乙烯塑料。这种塑料被誉为“世界上最光滑的材料”。它究竟光滑到什么程度呢？一块用聚四氟乙烯塑料制成的织物，如果将它放在桌上，只要有一小角悬出，那么整块织物就会慢慢地滑到地上。织物的小角悬出所产生的重力原是微不足道的，可是它已经能够战胜织物和桌面之间的摩擦力，使织物“溜”到地上了。这种光滑非凡的塑料，有许多巧妙的用途。比如它可以做成不需要加润滑油的轴承。又如面粉、化肥、砂糖等通过管道装入袋中时，如果在管道的内部贴上一层用这种塑料制成的织物，那么这些粉状或粒状的物质就会流动得更快。滑雪爱好者也看上了这种塑料，它们在滑雪板上贴一层这种塑料，滑雪时就会变得更轻松，速度也大大提高。市场出现的一种所谓“不粘锅”，其实就是在铝锅的内部敷上一层聚四氟乙烯塑料。这种锅的最大优点是，用它煎烤食物时，你绝不会担心食物会粘在锅上，用完之后，只要用水一冲洗，它就光洁如新了。也许有人会担心，这种塑料能经受得起煎烤食物的高温吗？它会不会和食物中的某些成分发生化学变化？这种担心是多余的。原来聚四氟乙烯塑料除光滑外，稳定和耐热也是十分著名的，不要说食物，就是许多活泼非凡的化学试剂，它都“不加理睬”。普通塑料在120左右就会软化，可是聚四氟乙烯塑料却能耐200以上的温度，它还耐260低温，因此用它做锅的内垫是完全可以胜任的。由于聚四氟乙烯既耐较高温度，又耐低温，既耐化学腐蚀，又光滑有一定机械强度，性能优良，被称为“塑料之王”。因此在化学工业，半导体工业，超低温研究，火箭技术等领域都有广泛的应用。