.課題3 有機(jī)合成材料學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是有機(jī)物，了解有機(jī)高分子材料的分類(lèi)和用途。2、了解有機(jī)合成材料的特點(diǎn)、用途和對(duì)環(huán)境的危害，認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)的重要性。3、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力和表達(dá)能力，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的能力。情境導(dǎo)入自年僅24歲的維勒用無(wú)機(jī)物氰和氨水合成了尿素，給予有機(jī)物只能來(lái)源于有生命的動(dòng)植物的神秘活力論以致命打擊后，人們又以無(wú)機(jī)物為原料合成了多種有機(jī)酸、油脂類(lèi)、糖類(lèi)、徹底地打破了無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間的絕對(duì)界限。本課題的重點(diǎn)就是想讓大家多了解一些常見(jiàn)的有機(jī)化合物和有機(jī)合成材料。知識(shí)準(zhǔn)備完成課本P102 探究的表格及討論并展示。學(xué)習(xí)研討【自主學(xué)習(xí)】1、結(jié)合上表討論，閱讀課本P102-108。2、閱讀下列“課文全解補(bǔ)充”。一、有機(jī)合成材料 用有機(jī)高分子化合物制成的材料就是有機(jī)高分子材料。棉花、羊毛和天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料，而日常生活中用得最多的塑料、合成纖維和合成橡膠等則屬于合成有機(jī)高分子材料，簡(jiǎn)稱(chēng)合成材料。（一）塑料我們一般稱(chēng)為“塑料”的物質(zhì)是一個(gè)包括很多材料的大家族，全部由合成樹(shù)脂組成，這就是聚合物，例如聚乙烯（PE）就是由成千上萬(wàn)個(gè)乙烯分子聚合而成的高分子化合物。當(dāng)小分子連接構(gòu)成高分子時(shí)，有的形成很長(zhǎng)的鏈狀，有的由鏈狀結(jié)成網(wǎng)狀，鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子材料加熱時(shí)熔化，冷卻后變成固體，再加熱又可熔化，因而具有熱塑性，可以反復(fù)加工，多次使用，如聚乙烯塑料（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（即聚酯PET）。有些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子（如酚醛塑料）一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化，因而具有熱固性。塑料目前尚無(wú)確切的分類(lèi)，一般分類(lèi)如下：1按塑料的物理化學(xué)性能分熱塑性塑料：在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。熱固性塑料：因受熱或其他條件能固化成不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。2按塑料用途分通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。工程塑料：一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚砜等。特種塑料：一般指具有特種功能（如耐熱、自潤(rùn)滑等），應(yīng)用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有機(jī)硅等。塑料具有優(yōu)良的化學(xué)性能。一般塑料對(duì)酸堿等化學(xué)藥品均有良好的耐腐蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性能比黃金還要好，甚至能耐“王水”等強(qiáng)腐蝕性電解質(zhì)的腐蝕，被稱(chēng)為“塑料王”。另外還具有良好的透光及防護(hù)性能。多數(shù)塑料都可以作為透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯類(lèi)塑料像玻璃一樣透明。有機(jī)玻璃化學(xué)名稱(chēng)為聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作農(nóng)用薄膜。塑料具有多種防護(hù)性能，因此常用作防護(hù)保裝用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。塑料已被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國(guó)防尖端工業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ畹雀鱾€(gè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、魚(yú)網(wǎng)、養(yǎng)殖浮漂等。工業(yè)方面：電氣和電子工業(yè)廣泛使用塑料制作絕緣材料和封裝材料；在機(jī)械工業(yè)中用塑料制成傳動(dòng)齒輪、軸承、軸瓦及許多零部件代替金屬制品；在化學(xué)工業(yè)中用塑料作管道、各種容器及其他防腐材料；在建筑工業(yè)中作門(mén)窗、樓梯扶手、地板磚、天花板、隔熱隔音板、壁紙、排水管件、裝飾板和衛(wèi)生潔具等。（二）多種多樣的橡膠在50年前，“橡膠”一詞是專(zhuān)指生橡膠的，也就是從熱帶植物巴西三葉膠的膠乳提煉出來(lái)的。然而在今天，世界半數(shù)以上的橡膠是指合成橡膠。合成橡膠的種類(lèi)很多，比如：制造輪胎使用的丁苯橡膠（苯乙烯和丁二烯的共聚物）或乙丙烯橡膠（ERP）；用于汽車(chē)配件的有氯丁橡膠及另一種具有天然橡膠各種性能的異戊橡膠。一只輪胎并不是只由一種橡膠做成的。輪胎的底面用非常耐磨的丁苯橡膠。丁苯橡膠也用在輪胎的側(cè)面提高彎道的耐磨性。與空氣接觸的內(nèi)胎用丁基橡膠，它有很好的絕緣性，尤其是有高不透氣性。在輪胎密封方面合成纖維也起著重要作用。為防止輪胎變形，用聚酯制的纖維逆旋轉(zhuǎn)方向繞在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)部。聚酯制的纖維也可與極結(jié)實(shí)的聚酰胺纖維（最著名的叫凱芙拉）以及鋼纖維一起編織，以增加輪胎的強(qiáng)度和輪胎對(duì)路面的耐磨性。輪胎生產(chǎn)中還有另一種不可缺少的增強(qiáng)劑是炭黑。這是一種極細(xì)的碳粉末，它可以增加橡膠的抗拉、抗切割和抗磨損的強(qiáng)度。（三）復(fù)合人造纖維復(fù)合纖維是由兩種聚合物“粘”成單絲的化纖。由于兩種聚合物的成分、力學(xué)機(jī)械性能不同，如收縮率不同，所以產(chǎn)生強(qiáng)烈收縮，形成天然永久的卷曲狀。復(fù)合纖維具有“揚(yáng)長(zhǎng)避短”的特點(diǎn)，例如滌綸和錦綸是合成纖維的兩大品種，各有優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)：滌綸纖維的保形性好，剛性強(qiáng)，做成的服裝挺括，可惜不易染色；錦綸纖維染色性好，但彈性差，易起皺。如果用錦綸作皮層、滌綸作芯層，復(fù)合為錦滌纖維，就能使兩者的缺點(diǎn)退而避之，而使兩者的優(yōu)點(diǎn)兼而有之。（四）裝扮世界的化纖走進(jìn)百貨商店，最吸引人的莫過(guò)于布料和服裝柜臺(tái)。那些花花綠綠、五顏六色的布匹和服裝使人流連忘返。這里很大一份功勞要?dú)w于當(dāng)今的化學(xué)纖維。人造化學(xué)纖維把世界裝扮得更加豐富多彩了。人們應(yīng)記得，就在幾十年以前，人類(lèi)服裝幾乎全部來(lái)自天然纖維棉花（當(dāng)然還有絲綢）。棉花的生產(chǎn)要占用大片耕地，其產(chǎn)量還要受到氣候、肥料、蟲(chóng)害等諸多因素的影響，而且棉布的結(jié)實(shí)度、挺括度也遠(yuǎn)不及化纖布料。隨著生活水平的提高和人口的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的棉、麻、絲、毛料，無(wú)論品質(zhì)或數(shù)量，都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足我們的需要。20世紀(jì)中葉，科學(xué)家和工程技術(shù)人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，利用石油等天然礦物及其他化學(xué)物質(zhì)可以合成人造高分子纖維材料。此后，各種各樣的化學(xué)纖維如雨后春筍般地不斷涌現(xiàn)。目前，化學(xué)纖維主要有六大類(lèi)：滌綸（的確良）、錦綸（尼龍）、腈綸（人造羊毛）、丙綸、維綸（維尼綸）和膠粘纖維。除了大家熟知的衣料化纖之外，科技人員還發(fā)明了許多新型纖維。（五）碳纖維在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái)，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類(lèi)不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過(guò)程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，做成結(jié)構(gòu)材料，如：碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。在強(qiáng)度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì)。二、合成材料的應(yīng)用與發(fā)展對(duì)人類(lèi)環(huán)境的影響合成材料的應(yīng)用與發(fā)展，大大方便了人類(lèi)的生活，但是，合成材料廢棄物的急劇增加也帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題。廢棄塑料帶來(lái)的“白色污染”尤為嚴(yán)重，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)塑料在自然界中很難降解，長(zhǎng)期堆積會(huì)破壞土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存；而且如果焚燒含氯塑料會(huì)產(chǎn)生有毒的含氯化合物，從而對(duì)空氣造成污染。為了保護(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，人們開(kāi)始著手利用廢棄塑料，使它成為有用的資源：（1）直接用作材料。如回收聚乙烯塑料并制成再生薄膜，用作包裝袋；（2）熱解成單體。如有機(jī)玻璃熱解得到單體，再重新聚合為成品；又如，聚苯乙烯包裝材料和一次性飯盒用BaO處理，使其在高溫下分解成單體，然后再制成樹(shù)脂；（3）制成燃油和燃?xì)?。不能或難以分解的塑料可在催化劑存在下，熱解成柴油、煤油和汽油，甚至裂解為氣態(tài)烴和氫氣作燃料?？茖W(xué)家展望，21世紀(jì)的高分子化學(xué)，除了要研究和生產(chǎn)出新的功能高分子和生物醫(yī)用高分子外，還要制造出對(duì)環(huán)境友好的高分子，包括在環(huán)境中可降解的塑料。例如，以乙烯和CO為原料制成聚乙烯光降解塑料；以纖維素和淀粉為原料制成微生物降解塑料等?？梢源_信，人類(lèi)既然能夠創(chuàng)造出性能各異的塑料，也一定能解決廢棄塑料所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。閱讀課文和材料后，完成下列內(nèi)容：1、有機(jī)化合物（簡(jiǎn)稱(chēng) ）都含有 ，如 、 、 等；含有碳元素的化合物 都是有機(jī)物，如 、 、 等。2有機(jī)高分子化合物是指_很大的有機(jī)物，簡(jiǎn)稱(chēng)有機(jī)高分子，高分子化合物按其來(lái)源可分為_(kāi)和_兩大類(lèi)；棉花、羊毛、天然橡膠等屬于_，塑料、合成纖維等屬于_。3鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子材料具有_性。而多數(shù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化，因而具有_性?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)1】加熱塑料片所用樣品現(xiàn)象塑料袋片（鏈狀）  鍋柄碎片（網(wǎng)狀）  【交流討論】1、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿玫绞裁唇Y(jié)論？2、 裝食品用的聚乙烯塑料袋應(yīng)如何封口？電木插座破裂后能否熱修補(bǔ)？【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】燃燒不同的線線的類(lèi)別燃燒時(shí)的現(xiàn)象結(jié)論  棉線      毛線     腈綸線    【學(xué)生實(shí)驗(yàn)3】拉扯橡皮筋，你發(fā)現(xiàn)橡膠具有        性。用砂紙打磨網(wǎng)球鞋底，你發(fā)現(xiàn)橡膠具有        性。燃燒車(chē)輪外胎碎片，你發(fā)現(xiàn)        。實(shí)驗(yàn)桌面上鋪了一層橡膠，是因?yàn)?#160;       。重復(fù)閱讀課本P105-107：1、 認(rèn)識(shí)使用塑料的利弊及解決方法。2、 認(rèn)識(shí)塑料制品回收的標(biāo)志。典例精析例1科技文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)下列詞匯，其中與相關(guān)物質(zhì)的顏色并無(wú)聯(lián)系的是（）A赤色海潮 B綠色食品 C白色污染 D棕色煙氣解析：赤色海潮是海潮中存在著大量藻類(lèi)物質(zhì)，形成暗紅色的色帶；綠色食品是指生產(chǎn)食品所用的原料在生產(chǎn)過(guò)程中不使用農(nóng)藥、化肥，并且是在環(huán)境污染程度小的地域生產(chǎn)的；白色污染是指廢棄的塑料制品的污染，常見(jiàn)的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，產(chǎn)品通常呈白色或無(wú)色；棕色煙氣是指煉鋼廠的廢氣，其中含有Fe2O3和CO，因Fe2O3是紅色而使廢氣呈棕色。答案：選B點(diǎn)撥：本題主要考查以上詞匯的內(nèi)涵及相關(guān)的化學(xué)知識(shí)，提高對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)。例2有一塊布料，請(qǐng)你鑒別是羊毛織物還是化纖織物。答案：從布料的毛邊抽一根絲，用火點(diǎn)燃，如聞到有燒焦羽毛的氣味，燃燒后的剩余物可以用手指擠壓成粉末狀，則為羊毛織物。如無(wú)焦糊味，且燃燒后的剩余物用手指擠壓不成粉末狀的，則為化纖制品。點(diǎn)撥：區(qū)分羊毛和化纖的方法有多種，比如光澤度、手感等。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不豐富的我們來(lái)說(shuō)，用燃燒的方法要穩(wěn)妥一些。羊毛接近火焰時(shí)先卷縮，燃燒時(shí)有燒毛發(fā)的焦糊味，燃燒后灰燼較多，為帶有光澤的硬塊，用手指一壓就變成粉末。而化學(xué)纖維如錦綸接近火焰時(shí)迅速卷縮，燃燒比較緩慢，有芹菜氣味，趁熱可以拉成絲，灰燼為灰褐色玻璃球狀，不易破碎。學(xué)情檢測(cè)1、生活中的下列物品，其主要成分不屬于有機(jī)物的是 （ ）A.大理石 B.白糖 C酒精 D.蛋白質(zhì)2、下列物品，由有機(jī)合成材料制成的是 （ ）A.氣車(chē)輪胎 B.瓷碗 C木桌 D.鋁合金門(mén)窗3、有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是材料發(fā)展史上的一次重大突破。人們常說(shuō)的三大合成材料是指 （ ）A、棉花、羊毛、天然橡膠 B、塑料、合成纖維、合成橡膠C、棉花、羊毛、塑料 D、棉花、合成纖維、合成橡膠4、多數(shù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化，因而具有（ ） 性。A、熱固性 B、熱塑性 C穩(wěn)定性 D.氧化性5、當(dāng)前，我國(guó)急待解決的“白色污染”通常是指 （ ）。A、冶煉廠的白色煙塵 B.石灰窯的白色粉未C.聚乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑材料6、下列對(duì)于廢棄塑料制品的處理方法中，最為恰當(dāng)?shù)氖?（ ）。A.將廢棄物焚燒 B.將廢棄物傾倒在海洋中C.將廢棄物應(yīng)用化學(xué)方法加工成防水涂料或汽油D.將廢棄物切成碎片，混在垃圾中填埋于土壤中7、制造下列物品應(yīng)用熱固型塑料的是 （ ） A、雨衣 B、炒菜用的鐵鍋手柄 C食品保鮮膜 8、合成纖維與天然纖維比，優(yōu)點(diǎn)是： （ ）A、透氣、 B、保暖 C、彈度高，耐磨性 D、縮水9、科技文獻(xiàn)中經(jīng)常引用下列詞匯，其中與相關(guān)物質(zhì)的顏色無(wú)關(guān)的是 （ ）A、赤色海潮 B、綠色食品 C、白色污染 D、棕色煙氣10、見(jiàn)右圖，一只小貓安祥的坐在用高溫火焰加熱的玻璃板上，制備該玻璃板的材料必須具備的性質(zhì)是 （ ）A、透氣 B、導(dǎo)電 C、絕熱 D、透水11、下列不屬于高分子化合物的是（）A蛋白質(zhì) B乙醇 C淀粉 D聚乙烯12、下列物質(zhì)中，不屬于合成材料的是（）A的確良 B尼龍 C真絲 D腈綸13、根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)，判斷下列物質(zhì)屬于鏈狀結(jié)構(gòu)的是（）A有機(jī)玻璃 B電木 C大棚薄膜塑料 D鍋把的隔熱塑料外殼本課小結(jié)課外調(diào)查與研究調(diào)查你周?chē)沫h(huán)境中“白色污染” 的情況及形成的原因。用照片、漫畫(huà)或黑板報(bào)的形式來(lái)宣傳“白色污染”的危害，并提出治理的建議，呼吁大家都來(lái)為減少“白色污染”而共同努力。.