1、第三章第三章 探索生活材料探索生活材料第四节 塑料、纤维和橡胶合成材料合成材料塑料 纤维 橡胶Plastic Fiber Rubber特种橡胶特种橡胶有机高分子材料有机高分子材料天然高分子材料天然高分子材料合成高分子材料合成高分子材料塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶棉花、麻棉花、麻（主要成分是纤维素）（主要成分是纤维素）羊毛、蚕丝羊毛、蚕丝（主要成分是蛋白质）（主要成分是蛋白质）天然橡胶天然橡胶（主要成分是聚异戊二稀）（主要成分是聚异戊二稀）涤纶、锦纶、腈纶涤纶、锦纶、腈纶丙纶、维纶、氯纶丙纶、维纶、氯纶通用橡胶通用橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶 氟橡胶氟橡胶硅橡胶硅橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶
2、氯丁橡胶PE、PVC、PP尼龙尼龙的确良的确良人造羊毛人造羊毛一、塑料一、塑料添加了特定用途的添加剂的合成树脂添加了特定用途的添加剂的合成树脂塑料树脂添加剂塑料树脂添加剂树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物。的聚合物。树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用。要作用。一、塑料一、塑料热塑性热固性线性体形网状分类分类特点特点结构结构受热时开始软化，随后熔化成流动的液体，冷却后又受热时开始软化，随后熔化成流动的液体，冷却后又变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用。变成固体
3、，加热后又熔化，可反复加工，多次使用。只是在制造过程中受热时能变软，可以塑成一定的形只是在制造过程中受热时能变软，可以塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化。状，但加工成型后就不会受热熔化。一、塑料一、塑料热塑性塑料固态时的线型结构热塑性塑料固态时的线型结构热固性塑料硬化后的体型网状结构热固性塑料硬化后的体型网状结构热塑性塑料热塑性塑料具有长链状的具有长链状的线型结构线型结构。受热时，分子间作用力。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化。减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化。热固热固性塑料性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联再次受热时，
4、链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成，形成体型网状结构体型网状结构，硬化定型。，硬化定型。一、塑料一、塑料作作 业业 P681.如果只考虑受热特性，有人将热塑性塑料比作蜡，如果只考虑受热特性，有人将热塑性塑料比作蜡，将热固性塑料比作鸡蛋。你认为这种比喻恰当吗？将热固性塑料比作鸡蛋。你认为这种比喻恰当吗？为什么？为什么？2.当用聚乙烯制成的塑料袋提重物时，塑料袋会变当用聚乙烯制成的塑料袋提重物时，塑料袋会变形，为什么？找一块塑料薄膜，从两个不同的方形，为什么？找一块塑料薄膜，从两个不同的方向开始撕，所用的力相同吗？为什么？向开始撕，所用的力相同吗？为什么？一、塑料一、塑料 塑料中的原子是以共
5、价键形成的，没有自由移动的离子。因此，在一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。阅读：“科学视野导电聚合物”P62 从科学视野我们可以知道，从科学视野我们可以知道，塑塑料的电绝缘性是相对的料的电绝缘性是相对的，导电聚合，导电聚合物的应用前景十分广阔，科学的发物的应用前景十分广阔，科学的发展是无止境的。展是无止境的。一、塑料一、塑料阅读课本阅读课本P6364的的PE、PVC、PP、PS、PMMA、电玉、电玉、PTFE。常见塑料常见塑料一、塑料一、塑料生活中的塑料生活中的塑料一、塑料一、塑料聚丙烯聚丙烯(PP)聚氯乙稀（聚氯乙稀（PVC）聚乙烯（聚乙烯（PE)聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS)聚甲基丙
6、烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)脲醛塑料（电玉）脲醛塑料（电玉）聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE)化工厂化工厂一、塑料一、塑料天然纤维天然纤维合成纤维合成纤维（主要成分是纤维素）（主要成分是纤维素）（主要成分是蛋白质）（主要成分是蛋白质）利用自然界里不能利用自然界里不能纺织的纤维经过化纺织的纤维经过化学处理和机械加工学处理和机械加工制成能纺织的纤维制成能纺织的纤维黏胶纤维黏胶纤维醋酸纤维醋酸纤维利用石油、天然气利用石油、天然气、煤等原料制成单、煤等原料制成单体经聚合反应而成体经聚合反应而成涤纶、锦纶、涤纶、锦纶、睛纶、丙纶、睛纶、丙纶、维纶、氯纶维纶、氯纶二、纤维二、纤维优点优点：强度高、
7、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。缺点缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。：吸水性和透气性不如天然纤维。常见合成纤维常见合成纤维：锦纶：锦纶(尼龙尼龙)、涤纶、涤纶(的确良的确良)、腈纶、腈纶(人造羊毛人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶。、维纶、氯纶、丙纶。合成纤维合成纤维二、纤维二、纤维各各种种合合成成纤纤维维制制品品二、纤维二、纤维直径直径6 mm的尼龙绳能的尼龙绳能吊起质量为吊起质量为2 t的汽车的汽车二、纤维二、纤维科学探究灼烧情况灼烧情况受酸溶液的受酸溶液的影响影响受碱溶液受碱溶液的影响的影响纯棉布纯棉布羊毛羊毛尼龙布尼龙布容易燃烧，有烧纸
8、的气味，容易燃烧，有烧纸的气味，灰烬用手一触即破碎灰烬用手一触即破碎接近火焰时先卷缩接近火焰时先卷缩有烧毛发的焦糊味有烧毛发的焦糊味灰烬为黑色、膨胀易碎的颗粒灰烬为黑色、膨胀易碎的颗粒接近火焰时迅速卷缩，燃烧缓慢，接近火焰时迅速卷缩，燃烧缓慢，有特殊气味，趁热可以拉成丝，灰有特殊气味，趁热可以拉成丝，灰烬为灰褐色玻璃球状，不易破碎烬为灰褐色玻璃球状，不易破碎轻微轻微轻微轻微受腐蚀受腐蚀部分溶解部分溶解几乎不变几乎不变几乎不变几乎不变二、纤维二、纤维通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶 氟橡胶氟橡胶:耐热和耐酸碱性耐热和耐酸碱性硅橡胶硅橡胶:有耐热、耐
9、寒性有耐热、耐寒性合成橡胶合成橡胶天然橡胶天然橡胶（主要成分是聚异戊二稀）（主要成分是聚异戊二稀）橡橡胶胶三、橡胶三、橡胶CH2CCH3CHCH2n 橡胶未硫化以橡胶未硫化以前，单个分子前，单个分子间没有产生交间没有产生交联，因此缺乏联，因此缺乏良好的物理机良好的物理机械性能，实用械性能，实用价值不大。价值不大。当橡胶配以硫化剂经过硫化（交联）以后，当橡胶配以硫化剂经过硫化（交联）以后，由于立体结构的形式从而使性能大大改善，由于立体结构的形式从而使性能大大改善，尤其是橡胶的定伸强度、弹性、硬度、拉伸尤其是橡胶的定伸强度、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大幅度提高强度等一系列物理机械
10、性能都会大幅度提高，成为具有宝贵作用价值的硫化胶。，成为具有宝贵作用价值的硫化胶。三、橡胶三、橡胶硫化后的橡胶适合制造硫化后的橡胶适合制造汽车轮胎，加入炭黑可汽车轮胎，加入炭黑可增强轮胎的耐磨性增强轮胎的耐磨性三、橡胶三、橡胶合成橡胶的用途合成橡胶的用途合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高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。温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。三、橡胶三、橡胶学与问学与问怎样才能获得这些怎样才能获得这些特殊材料呢？特殊材料呢？每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，每
11、种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天工业需要强度大料密度小，但不耐高温等。但航天工业需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高温、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高温、耐腐蚀的材料。耐腐蚀的材料。复合材料基体增强剂复合材料基体增强剂按基体材料的不同按基体材料的不同：树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金：树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料属基复合材料按增强材料的形状按增强材料的形状：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、：纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、
12、夹层增强复合材料夹层增强复合材料四、复合材料四、复合材料 将两种或两种以上性能不同的材料组合起来，将两种或两种以上性能不同的材料组合起来，得到比单一材料性能优越的复合材料。得到比单一材料性能优越的复合材料。玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料玻璃纤维增强塑料：是玻璃纤维和合成树脂组成的合成材料安全安全玻璃玻璃玻璃钢中基体是：玻璃钢中基体是：增强剂是：增强剂是：塑料树脂塑料树脂玻璃纤维玻璃纤维四、复合材料四、复合材料玻璃钢制成的船体玻璃钢制造的破冰斧柄玻璃钢制造的破冰斧柄衣服中的布料化学衣服中的布料化学四、复合材料四、复合材料天然纤维天然纤维衣服布料衣服布料棉花棉花亚麻亚麻蚕丝蚕
13、丝动物毛动物毛化学纤维化学纤维纤维素纤维素蛋白质蛋白质衣服中的布料化学衣服中的布料化学天然纤维天然纤维-棉花棉花衣服中的布料化学衣服中的布料化学天然纤维天然纤维-亚麻亚麻衣服中的布料化学衣服中的布料化学 亚麻是人类最早使用的天然植物纤维，距今已有亚麻是人类最早使用的天然植物纤维，距今已有1 1万年万年以上的历史。亚麻是纯天然纤维，由于其具有吸汗、透气性以上的历史。亚麻是纯天然纤维，由于其具有吸汗、透气性良好和对人体无害等显著特点。良好和对人体无害等显著特点。天然纤维天然纤维-毛和丝毛和丝衣服中的布料化学衣服中的布料化学毛衣毛衣毛线毛线衣服中的布料化学衣服中的布料化学天然纤维天然纤维-毛和丝毛和
14、丝丝线丝线丝织品丝织品科学视野：科学视野：塑料王塑料王 由四氟乙烯聚合而成，具有洁白半透明的外观，蜡状手由四氟乙烯聚合而成，具有洁白半透明的外观，蜡状手感，耐热性好，可在感，耐热性好，可在260260下长期使用；下长期使用；除熔融的金属铀和液除熔融的金属铀和液体氟之外，能耐一切化学药品体氟之外，能耐一切化学药品，即使，即使在王水中煮沸也不起变在王水中煮沸也不起变化化；有极佳的自润滑性；有突出的表面不粘性，；有极佳的自润滑性；有突出的表面不粘性，几乎任何有几乎任何有粘性的物质皆不能粘附在其表面粘性的物质皆不能粘附在其表面。可适用于耐腐蚀要求较高。可适用于耐腐蚀要求较高的场合；也用于制雷达及高频通讯器材、人工血管、人工肺、的场合；也用于制雷达及高频通讯器材、人工血管、人工肺、登月服的防火涂层等；可以制成无需加润滑油的轴承；现代登月服的防火涂层等；可以制成无需加润滑油的轴承；现代家庭常用的不粘锅就是在锅的表面涂上了一层四氟乙烯聚合家庭常用的不粘锅就是在锅的表面涂上了一层四氟乙烯聚合物，用这种锅煎鸡蛋时，即使不用油，也不会把鸡蛋烧焦物，用这种锅煎鸡蛋时，即使不用油，也不会把鸡蛋烧焦
