12.3有机合成材料(新课课件)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题有机合成材料,一、有机化合物,活,动,与,探,究,化合物,化学式,组成元素,相对分子质量,甲烷,乙醇,葡萄糖,淀粉,几万到几十万,蛋白质,几万到几十万,硫酸,氢氧化钠,氯化钠,根据上表讨论：,(1),甲烷,乙醇,葡萄糖,淀粉和蛋白质的组成元素有什么共同点？,(2),甲烷，乙醇和葡萄糖的相对分子质量与淀粉和蛋白质的相对分子质量相比有什么不同,?,CH,4,C,2,H,5,OH,C,6,H,12,O,6,NaOH,H,2,SO,4,NaCl,(C,6,H,10,O,5,),n,C,、,H,C,、,H,、,O,C,、,H,、,O,C,、,H,、,O,C,、,H,、,O,、,N,H,、,S,、,O,Na,、,O,、,H,Na,、,Cl,.,有机化合物：,无机化合物,:,（含碳元素的化合物）,小分子：如,CH,4,、,C,2,H,5,OH,、,C,6,H,12,O,6,等,高分子：蛋白质、淀粉等,但,CO,、,CO,2,、,H,2,CO,3,、碳酸盐等除外,一般不含碳，如：,H,2,SO,4,NaOH,NaCl,Fe,2,O,3,，,CO,、,CO,2,、,H,2,CO,3,、碳酸盐等,化,合,物,在有机物中，碳原子不但可以和氢、氧、氮等原子直接结合，而且碳原子之间还可以互相连接起来，形成碳链或碳环。,有机物种类异常庞大，目前已发现逾,3000,万种有机物。,1.,化合物的分类,、生活中常见的有机物,(1),最简单的有机物,CH,4,（甲烷）,-,天然气,(2),最常喝的有机物,C,2,H,5,OH,（乙醇）,-,酒,(3),醋酸,CH,3,COOH-,食醋,(4),蔗糖,C,12,H,22,O,11,-,白糖、红糖、甘蔗,(5),蛋白质、淀粉、维生素等,-,谷类、薯类,(6),塑料、纤维、橡胶等,-,生活用品,、有机物的共性,（,1,）大多数有机物,难溶于水，易溶于有机溶剂；,（,2,）大多数有机物,熔沸点较低；,（,3,）,绝大多数有机物,受热易分解、易燃烧；,（,4,）,不易导电,（绝缘）,二、有机合成材料,有机高分子化合物制成的材料,、有机高分子材料,（）天然有机高分子材料,棉花，羊毛，蚕丝和天然橡胶等都属于天然有机高分子材料,二、有机合成材料,有机高分子化合物制成的材料,、有机高分子材料,（,1,）天然有机高分子材料,（,2,）合成有机高分子材料,塑料,合成纤维,合成橡胶,三大合成材料,、有机高分子材料的结构与性质,由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被称为聚合物。例如，聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。,聚合物,当小分子连接构成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链状结成网状。,（）,链状结构的高分子材料,（如聚乙烯塑料）加热时熔化，冷却后变成固体，加热后又可以熔化，因而,具有热塑性,。这种高分子材料,可以反复加工,，,多次使用,，能制成薄膜、拉成丝或压制成所需要的各种形状，用于工业，农业和日常生活等。如：,聚乙烯（,PE,），聚丙烯（,PP,）、聚苯乙烯（,PS,）、聚甲基丙烯酸甲酯（,PMMA,，俗称,有机玻璃,）、聚氯乙烯（,PVC,）,（）,网状结构的高分子材料,（如酚醛塑料，俗称电木）,具有热固性,。一经加工成型就不会受热熔化。,热塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚,、常见的有机合成材料的性质和用途,（）塑料：,塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是,聚乙烯,塑料和,聚氯乙烯,塑料。,（）合成纤维：,合成纤维的,强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀,，但它的,吸水性和透气性较差,。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。常见的合成纤维有涤纶（的确良）、锦纶（尼龙）、腈纶等,、常见的有机合成材料的性质和用途,合成纤维制成的吊带系列,超细合成纤维制成的衣服,（）合成橡胶：,人们常用的合成橡胶有,丁苯橡胶,，,顺丁橡胶和氯丁橡胶,等。合成橡胶与天然橡胶相比，,具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能,，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。,、常见的有机合成材料的性质和用途,合成橡胶表带,合成橡胶鞋底,塑料垃圾对大自然的污染,三、合成材料带来的问题及解决问题的措施,、合成材料废弃物对环境危害严重,如：“,白色,污染”,废弃塑料，长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存，焚烧时产生的,HCl,气体会污染空气。,、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,）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；（,4,）回收各种废弃塑料。,、解决回收废弃塑料的障碍,分类,我国制定的塑料包装制品的回收标志事例,三、合成材料带来的问题及解决问题的措施,、合成材料废弃物对环境危害严重,、要解决“白色污染”问题，应该从以下几个方面着手：,塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量，而且节约资源，由于合成塑料的材料种类繁多，造成,塑料的分类,是回收和再利用的一大障碍。,辩论：塑料制品对人类及大自然的影响,塑料的制造成本较低,而且耐用、防水。,塑料容易被塑制成不同的形状。,有些塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。,大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸或碱发生反应。,大部分塑料不会腐烂，也不会被细菌分解，容易造成,“白色污染”,。,塑料一般不导热、不导电，是良好的绝缘体。,回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不划算。,塑料是石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。,、新型合成材料,环境友好的新材料,近年来，为了解决使用合成材料带来的环境问题，新型有机合成材料逐渐向环境友好的方向发展。此外为满足计算机、生物工程、海洋工程和航空航天工业等尖端技术发展的需要，人们还研制了许多新型有机合成材料如：,功能材料,隐身材料,复合材料,学完本课题我们应该知道,有机化合物都含有碳元素，但含有碳元素的化合物并不都是有机化合物。,有机高分子化合物是相对分子质量很大的有机化合物。,塑料、合成纤维和合成橡胶,等是重要的有机合成材料。有机合成材料的出现是对自然资源的一种补充，化学在有机合成材料的发展中起着重要的作用。新型有机合成材料必将为人类创造更加美好的未来。,使用有机合成材料会对环境造成影响，如“白色污染”。,课题,3,有机合成材料,一、有机化合物,1.,分类：,无机化合物：,(,一般不含碳元素,),如：,H2SO4,NaOH,NaCl,NaHCO3,CuO,有机化合物：含碳元素的化合物（如,:CH4,C2H5OH,CH3COOH,HCHO),2.,生活中常见的有机物,3.,有机物的共性,二、有机合成材料,1.,有机高分子材料,（,1,）天然有机高分子材料：棉花，羊毛，蚕丝和天然橡胶等,（,2,）合成有机高分子材料,a.,塑料：,热塑性塑料：加热可重新熔化，如：,PE,、,PVC,、,PP,、,PS,、,PMMA,热固性塑料：一旦成型就不再受热熔化，如：电木,电玉,b.,合成纤维：如：涤纶,(,的确良,),锦纶,(,尼龙,),腈纶,c.,合成橡胶：如丁苯橡胶，顺丁橡胶，氯丁橡胶,2.,合成材料带来的环境问题及解决问题的措施,3.,新型合成材料,-,环境友好的新材料,1.,下列物质属于塑料的是（）,A,、棉花,B,、纤维,C,、尼龙,D,、聚苯乙烯,课堂练习,2.,下列物质中，属于合成纤维的是（）,A,、的确良,B,、棉花,C,、聚乙烯,D,、羊毛,3.,下列材料中属于合成高分子的是（）,A,、棉花,B,、羊毛,C,、粘合剂,D,、蚕丝,D,A,C,课堂练习,4.,下列说法中正确的是（）,A,、塑料都不导电,B,、将塑料袋焚烧就会减少白色污染，不会对空气造成污染,C,、人们已经研制出了隐身材料等新型有机化合物,D,、天然橡胶与合成橡胶相比具有高弹性、绝缘性和耐高温性能,5.,通常所说的白色污染是指（）,A,、冶炼厂的白色烟尘,B,、聚乙烯等白色塑料垃圾,C,、石灰窑的白色粉末,D,、白色建筑废料,C,B,功能材料,是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。,功能材料是,新材料,领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业。功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。,功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占,85%,。我国高技术,(863),计划、国家重大基础研究,973,计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域,70%,比例），并取得了大量研究成果。,功能材料,超导材料,生物医用材料,生态环境材料,智能材料,超导材料,以,NbTi,、,Nb3Sn,为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（,NMRI,）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；,SQUID,作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦,(4.2K),系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。,高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（,4.2K,）提高到液氮（,77K,）温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场,H c2(4K)50T,，能够用来产生,20T,以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性,Tc,、,Hc2,所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高,Tc,超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。,超导材料,生物医用材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。,生物医用材料（,biomedical material,）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，,生物材料,己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业,.,由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。它们是“活”的