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2019-2020年高中化學(xué)集體備課 《第三章 探索生活材料》第四節(jié)　塑料、纖維和橡膠教案 蘇教版選修1 課題：第四節(jié)　塑料、纖維和橡膠（一） 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 1、了解常見的塑料的化學(xué)成分、性質(zhì)和用途等 2、了解合成纖維和橡膠的種類、性能及天然橡膠的化學(xué)組成。 過程 與 方法 通過熱塑性資料和熱固性資料等實(shí)例，認(rèn)識(shí)材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 通過了解塑料、纖維和橡膠等材料的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)是材料科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，以及化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)提高人類生活質(zhì)量所起的積極作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 重 點(diǎn) 熱塑性塑料和熱固性塑料， 難 點(diǎn) 橡膠的硫化 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 1、塑料(plastic) （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 （2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙?。┦軣崛刍闪鲃?dòng)的液體，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會(huì)熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 （3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 2、纖維和橡膠 （1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）6大綸：錦綸(尼龍)、滌綸(的確良)、腈綸(人造羊毛)、維綸、氯綸、丙綸。 (3) 天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯： (4) 硫化橡膠具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [投影] [引入]你能找出有那些物品是合成材料嗎？ [板書] 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 [講]日常生活中我們接觸到的塑料、合成纖維、黏合劑、涂料等都是合成高分子材料，簡稱合成材料。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，合成材料的運(yùn)用越來越廣泛，它們?cè)谏鐣?huì)生活中起了越來越重要的作用?？梢哉f人工合成材料的出現(xiàn)是材料史上的一次飛躍，推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。今天，我們將來學(xué)習(xí)合成材料的三大主要成員：塑料、 合成纖維、合成橡膠。 [板書]1、塑料(plastic) （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 [科學(xué)探究]在一支試管中放入聚乙烯塑料碎片約3g，用酒精燈緩緩加熱，觀察塑料碎片軟化和熔化的情況。熔化后立即停止加熱以防分解。等冷卻后固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：熔化成可流動(dòng)液體，遇冷后又變成固體。 [板書]（2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙?。┦軣崛刍闪鲃?dòng)的液體，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會(huì)熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 [投影]熱塑性和熱固性塑料用途 [問]教師用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，問學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象？（彈性），又問為什么會(huì)具有彈性呢？ 在高分子化合物的結(jié)構(gòu)中原子間、鏈節(jié)間是以共價(jià)鍵結(jié)合。淀粉、纖維素是C—C、C—O單鍵，蛋白質(zhì)是C—C，C—N單鍵，聚乙烯是C—C單鍵，這些鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，所以高分子是蜷曲的長鏈，彈性就可以證明了這一點(diǎn)，小分子短就不會(huì)具備這種性質(zhì)。 [問]長鏈分子又怎樣組成物質(zhì)的呢？橡皮筋和硬橡皮的區(qū)別？ [講]① 線型結(jié)構(gòu)（直鏈或帶支鏈），如淀粉、纖維素、聚乙烯等。它們分子間主要是靠分子間作用力結(jié)合。其強(qiáng)度是化學(xué)鍵和分子間力的共同表現(xiàn)。因此相對(duì)分子質(zhì)量越大，鏈越長，這些作用力也越大，強(qiáng)度就強(qiáng)。這是它們不同于小分子物質(zhì)的特點(diǎn)。 ② 體型結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鏈上有能夠反應(yīng)的官能團(tuán)。高分子鏈之間除分子間力外，還可以產(chǎn)生化學(xué)鍵（產(chǎn)生交聯(lián)），因而使得這類化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。 橡皮筋是橡膠中（主要成份是聚異戊二烯）加了少量3％的硫，由于交聯(lián)較少，仍保留有線型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而硬橡皮則是在橡膠中加入了30％的硫，由于交聯(lián)多，因而具有了典型的網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)。此外如酚醛樹脂也是體型結(jié)構(gòu)的高分子化合物。 [投影]塑料的線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) [板書]（3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) [學(xué)與問]從塑料結(jié)構(gòu)分析，塑料一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎？ 塑料中原子是以共價(jià)鍵結(jié)合的，沒有自由電子和能夠自由移動(dòng)的離子。因此，在一般情況下塑料不易導(dǎo)電，是良好的電絕緣材料。 [投影]科學(xué)視野---導(dǎo)電聚合物 導(dǎo)電聚合物是一種高分子物質(zhì)，它的導(dǎo)電能力很強(qiáng)，幾乎可以達(dá)到金屬導(dǎo)電的性能。聚合物是由簡單分子聯(lián)合形成的大分子物質(zhì)。聚合物要能夠?qū)щ?，其?nèi)部的碳原子之間必須交替地由單鍵和雙鍵連接，同時(shí)還必須經(jīng)過摻雜處理，即通過氧化或還原反應(yīng)移去或?qū)腚娮印? 導(dǎo)電聚合物的研究興起于本世紀(jì)70年代，80年代達(dá)到高潮，目前則趨于消沉。導(dǎo)電聚合物已廣泛地用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如抗電磁輻射的計(jì)算機(jī)視力保護(hù)屏幕、能過濾太陽光的"智能"玻璃窗等。除此之外，導(dǎo)電聚合物還在發(fā)光二極管、太陽能電池、移動(dòng)電話和微型電視顯示裝置等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。導(dǎo)電聚合物的研究成果，還對(duì)分子電子學(xué)的迅速發(fā)展起到推動(dòng)作用，從而為人類在未來制造由單分子組成的晶體管和其它電子元件奠定了基礎(chǔ)。這不僅可以大大提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，而且還能縮小計(jì)算機(jī)的體積。2000年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)即獎(jiǎng)給對(duì)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家艾倫.黑格、艾倫.克迪爾米德與白川英樹。 ［投影］ [閱讀]課本63頁表3－1“幾種常見塑料的性能和用途” 化學(xué)成分 性能 用途 制品 聚乙烯(PE) 電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，耐寒，無毒 可制成薄膜食品、藥物的包裝材料，以及日常用品、絕緣材料、管道等 食品保鮮膜 聚氯乙烯 電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，耐有機(jī)溶劑，耐磨，熱穩(wěn)定性差，遇冷變硬，透氣性差 可制薄膜、軟管、日常用品，以及管道、絕緣材料等，薄膜不能用來包裝食品 電線外面的絕緣層 聚丙烯(PP) 機(jī)械強(qiáng)度好，電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，質(zhì)輕，無毒。耐油性差，低溫發(fā)脆，容易老化 可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等 飲料瓶箱 聚苯乙烯(PS) 電絕緣性好，透光性好，耐化學(xué)腐蝕，無毒，室溫下硬、脆，溫度較高時(shí)變軟，耐油性差 可制高頻絕緣材料，電視、雷達(dá)部件，醫(yī)療衛(wèi)生用具，還可制成泡沫塑料用于防震、防濕、隔音、包裝墊材等 包裝材料 聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃，PMMA) 透光性好，質(zhì)輕，耐水，耐酸，堿，抗霉，易加工，耐磨性較差，能溶于有機(jī)溶劑 可制飛機(jī)，汽車用玻璃，光學(xué)儀器，醫(yī)療器械，廣告牌等 廣告牌 脲醛塑料(電玉) 絕緣性好，耐熱，抗水，易于著色 可制電工器材，汽車部件，日常用品等 聚四氟乙烯(PTFE) 耐低溫，高溫，耐化學(xué)腐蝕，耐溶劑性好，電絕緣性好，加工困難 可制電氣、航空、化學(xué)、醫(yī)藥、冷凍等工業(yè)的耐腐蝕、耐高溫，耐低溫的制品 不粘鍋 [板書]2、纖維和橡膠 [科學(xué)探究] 1、取一小快純棉布、羊毛織物、尼龍布，分別在酒精燈火焰上灼燒，觀察現(xiàn)象。 2、取上述材料各一小塊，分別浸入10%硫酸溶液和3%氫氧化鈉溶液，微熱5～6分鐘，取出后，用水漂洗，烘干，觀察有什么變化？ ［投影］ 灼燒情況 受酸溶液的影響 受堿溶液的影響 純棉布 容易燃燒，有燒紙的氣味，灰燼用手一觸即破碎 輕微 輕微 羊毛 接近火焰先卷縮，有燒毛發(fā)的焦糊味，灰燼為黑色、膨脹易碎的顆粒 受腐蝕 部分溶解 尼龍布 接近火焰時(shí)迅速卷縮，燃燒緩慢，有特殊的氣味，趁熱可以拉成絲，灰燼為灰褐色玻璃球狀，不易破碎 [講]合成纖維是用石油、天然氣、煤等為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，制成合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。它廣泛用于服裝、裝飾和產(chǎn)業(yè)三大領(lǐng)域，它的使用性能有的已經(jīng)超過了天然纖維。合成纖維緩解了糧棉爭(zhēng)地的矛盾，滿足人們對(duì)紡織品日益增長的需要，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮愈來愈大的作用。 合成纖維的耐化學(xué)性能要比天然纖維強(qiáng)，如丙綸和氯綸的耐酸、耐堿性能都非常優(yōu)良。目前主要有6大綸，按合成的年代先后為氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活. [板書]（1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）六大綸：錦綸(尼龍)、滌綸(的確良)、腈綸(人造羊毛)、維綸、氯綸、丙綸。 ［投影］ [講]橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械所必須的材料,是重要的戰(zhàn)略物資,最初人們是從橡膠樹中獲得天然橡膠.但天然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,于是科學(xué)家就開始研究用化學(xué)方法合成橡膠. [板書](3) 天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊二烯： ［講］合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠。通用橡膠：如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：如耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴(yán)寒的硅橡膠等。 ［問］為什么橡膠硫化后，其性能改變很大？ ［投影］ ［講］橡膠未硫化以前，單個(gè)分子間沒有產(chǎn)生交聯(lián)，因此缺乏良好的物理機(jī)械性能，實(shí)用價(jià)值不大。當(dāng)橡膠配以硫化劑經(jīng)過硫化（交聯(lián)）以后，由于立體結(jié)構(gòu)的形式從而使性能大大改善，尤其是橡膠的定伸強(qiáng)度、彈性、硬度、拉伸強(qiáng)度等一系列物理機(jī)械性能都會(huì)大幅度提高，成為具有寶貴作用價(jià)值的硫化膠。 [板書](4) 硫化橡膠具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等。 [投影] ［小結(jié)］合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。 硫化后的橡膠適合制造汽車輪胎，加入炭黑可增強(qiáng)輪胎的耐磨性 教學(xué)回顧： 教 案 課題：第四節(jié)　塑料、纖維和橡膠（二） 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 了解有關(guān)復(fù)合材料的知識(shí) 過程 與 方法 舉例生活中常用合成高分子材料化學(xué)成分及其性能，評(píng)價(jià)高分子材料的使用對(duì)人類生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的影響 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 了解居室裝修材料的主要成分及其作用 重 點(diǎn) 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)性能和用途的影響，化學(xué)在提供生活材料方面的重要作用 難 點(diǎn) 認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性能和用途的關(guān)系 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 二、復(fù)合材料 (composite) 1．復(fù)合材料的定義：復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [學(xué)與問]每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，金屬材料強(qiáng)度大，但易被腐蝕。陶瓷材料強(qiáng)度大，耐高溫，但脆性大。合成材料密度小，但不耐高溫。航天工業(yè)需要強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的材料。海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣獲得這些材料呢？ 要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有的材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來，制成復(fù)合材料，使各組分材料在性能上進(jìn)行互補(bǔ)，同時(shí)產(chǎn)生某些特殊性能。由于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，而且可通過改變各組分材料的含量來滿足不同的需求。因此，復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 (書后習(xí)題P68-6) [板書]二、復(fù)合材料 (composite) 1．復(fù)合材料的定義：復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 [投影] [講]玻璃鋼是一種以高分子樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)體，經(jīng)過復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料。通常具有耐腐蝕，抗老化，絕緣性好等特點(diǎn)，在管道、造船、汽車制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 玻璃鋼堅(jiān)韌，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇及游艇。節(jié)約了不少鋼材?；S也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長了設(shè)備壽俞。玻璃鋼元磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用。 [板書]2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 [投影] [思考與交流]居室裝修材料 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高，因此對(duì)居室和辦公室進(jìn)行裝修非常普遍。居室裝修所用的材料中，既有金屬材料，又有硅酸鹽材料；既有天然材料，又有合成材料。請(qǐng)查閱相關(guān)資料，就居室裝修材料的主要成分、作用，以及可能對(duì)居室環(huán)境造成的影響進(jìn)行交流。 ［講］居室中的每個(gè)部位裝修時(shí)可能用到多種材料。例如，地面裝修可以用復(fù)合地板，可以用實(shí)木地板，還可以用大理石或瓷磚等；衛(wèi)生間和廚房裝修時(shí)可能要用到水泥、玻璃、陶瓷、PVC板、鋁合金板、不銹鋼和大理石等材料。下表只舉了一兩個(gè)例子作簡單說明，僅供參考。 ［投影］ 部位 可能用到的裝修材料 裝修材料的主要成分 裝修材料的作用 可能對(duì)居室環(huán)境的影響 地面 復(fù)合地板 復(fù)合地板一般由底層、基材層、裝飾層和耐磨層等四層復(fù)合而成。 底層：一般由聚酯材料制成，起防潮作用； 基材層：以木質(zhì)纖維等為原料，用脲醛樹脂或糖醛類樹脂等黏合劑制成的人造板材 裝飾層：將印有特定圖案的特殊紙放入三聚氰氨溶液中浸泡后形成； 耐磨層：在地板的表層上均勻壓制一層由氧化鋁組成的耐磨劑 裝飾、防潮和耐磨等 復(fù)合地板制造過程中用到的黏合劑會(huì)釋放出甲醛 墻面、頂棚(包括燈飾) 涂料 涂料一般由膜物質(zhì)、溶劑、顏料和助劑四部分組成。一些新型涂料則不含溶劑 成膜物質(zhì)：包括植物油、天然樹脂和各種合成樹脂等 溶劑：包括有機(jī)溶劑(如甲苯、二甲苯)和水，用于稀釋成膜物質(zhì) 顏料：分散成涂料中的、不溶的微細(xì)有色固體顆粒 助劑：賦予涂料某些特殊功能 裝飾、保護(hù)墻面等 揮發(fā)性的有機(jī)溶劑(如甲苯、二甲苯)、顏料中的重金屬(如Pb、Cr)等都會(huì)對(duì)人體造成危害。水溶性涂料(用水作溶劑)對(duì)人體的危害較小 衛(wèi)生間 陶瓷(包括潔具和瓷磚) 硅酸鹽 裝飾、防水 可能產(chǎn)生放射性 鋁合金板(頂部) 鋁合金 裝飾、防水 廚房 天然大理石 碳酸鈣 防水、耐磨 可能產(chǎn)生放射性 PVC板(頂部) 聚氯乙烯 門窗(包括窗簾) 塑鋼 以聚氯乙烯為基材，外加填充劑等 裝飾、密封 玻璃 普通玻璃的成分是Na2SiO3 ，CaSiO3 和SiO2 [總結(jié)]今天我們就合成材料進(jìn)行了學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)，我們可以說不僅認(rèn)識(shí)到合成材料的利弊，而且同學(xué)們?cè)诮鼉蓚€(gè)星期的對(duì)白色污染的調(diào)查中，很好地培養(yǎng)了自己的環(huán)保意識(shí)，老師希望你們?nèi)巳硕寄艹蔀橐幻麅?yōu)秀的“環(huán)保衛(wèi)士”。 ［知識(shí)拓展］戰(zhàn)爭(zhēng)的產(chǎn)物——合成橡膠 現(xiàn)在的橡膠，大部分已不再是從橡膠樹中流出來的膠液制成的，而是用石油或天然氣做原料用人工制造出來的，因?yàn)樘烊幌鹉z已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需要。現(xiàn)在全世界生產(chǎn)的橡膠中，天然橡膠只占1/3，人工合成橡膠占2/3。 人造橡膠發(fā)展這么快，是由于戰(zhàn)爭(zhēng)的原因。第一次世界大戰(zhàn)期間，汽車輪胎、火炮輪胎、飛機(jī)輪胎、坦克輪胎等都離不開橡膠。協(xié)約國為了打敗同盟國，對(duì)德國進(jìn)行封鎖，切斷了海上運(yùn)輸線，德國人得不到天然橡膠，急得像熱鍋上的螞蟻。因?yàn)榇驂牡妮喬ナ癸w機(jī)無法起飛，火炮拉不動(dòng)，汽車跑不了。德國人為了擺脫困境，決心制造人造橡膠。但這并不那么容易，因?yàn)閺臉渖狭鞒鰜淼倪@種特殊東西不是想造就能造出來的。 但德國有一批很有才華的科學(xué)家，也非常會(huì)利用前人的科研成果。他們經(jīng)過不斷探索，硬是用煤做原料把橡膠造出來了。雖然性能比天然橡膠差得多，但也能應(yīng)急對(duì)付一陣。這些德國科學(xué)家是怎樣造出人工橡膠的呢？原來早在這之前約一個(gè)世紀(jì)，即1826年，英國著名科學(xué)家法拉第不僅對(duì)電磁有興趣，對(duì)橡膠這東西也發(fā)生了興趣，并弄清了天然橡膠中有由5個(gè)碳原子和8個(gè)氫原子組成的原子團(tuán)，它的化學(xué)名稱是異戊二烯，分子式是C5H8；而且弄清了橡膠分子并不是僅由一個(gè)這樣的原子團(tuán)組成的，其分子結(jié)構(gòu)比這要復(fù)雜得多。 這樣，德國人就知道天然橡膠的基本成分了。他們又查到，1860年時(shí)有一位叫威廉斯的科學(xué)家曾經(jīng)從天然橡膠的熱裂解產(chǎn)物中分離出異戊二烯，它在空氣中會(huì)氧化成白色的有彈性的東西。他們還查到，1879年時(shí)，法國化學(xué)家布查德也研究過天然橡膠分子，并搞清了它是由成百上千個(gè)C5H8原子團(tuán)聚合成的，也就是這種原子團(tuán)一個(gè)接一個(gè)地串成“鏈條狀”的大分子。布查德還提出過，可能正是這些長鏈分子相互連接在一起，才使橡膠有了彈性。因此他曾想如果把這些原子團(tuán)連成一長串變成長鏈大分子，就可能制造出有彈性的人造橡膠來。但布查德還沒有來得及合成人工橡膠就去世了。1884年，英國科學(xué)家契爾頓在布查德設(shè)想的基礎(chǔ)上進(jìn)一步試驗(yàn)，用從樹脂中提取出的異戊二烯成功地合成長鏈分子，生產(chǎn)出了和天然橡膠一樣的人工橡膠。 1909年，德國化學(xué)家霍夫曼想按契爾頓的方法成批生產(chǎn)人工橡膠，但結(jié)果不理想。不久即爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)，戰(zhàn)爭(zhēng)中要消耗大量橡膠，國外又進(jìn)行封鎖，德國人走投無路，于是組織一大批科學(xué)家再次研究人造橡膠，并最終用煤做原料，成功地研究出人造橡膠的生產(chǎn)方法。在第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束前，一共生產(chǎn)了2350噸人造橡膠供戰(zhàn)爭(zhēng)急需。當(dāng)然，這些人造橡膠不可能挽救德國失敗的命運(yùn)，但從此卻開創(chuàng)了制造人工橡膠的先河。 ［書后習(xí)題］P68 1、如果只考慮受熱特性，有人將塑性塑料比作蠟，將熱固性塑料比作雞蛋。你認(rèn)為這種比喻恰當(dāng)嗎？為什么？ 熱塑性塑料受熱時(shí)可以熔化和塑造成型，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，這個(gè)過程可以重復(fù)多次，這種受熱特性和蠟相似。熱固性塑料在制造過程中受熱時(shí)能變軟，可以塑制成一定的形狀，但加式成型后就不會(huì)受熱熔化，這種受熱特性和雞蛋相似。 2、當(dāng)用聚乙烯制成的塑料袋提重物時(shí)，塑料袋會(huì)變形，為什么？找一塊塑料薄膜，從兩個(gè)不同的方向開始撕，所用的力相同嗎？為什么？ 聚乙烯塑料屬于熱塑性塑料，具有長鏈狀的線形結(jié)構(gòu)，長鏈之間是以分子間作用力結(jié)合在一起的。當(dāng)提重物(或被拉扯)時(shí)，鏈與鏈之間的分子間作用力減弱，長鏈能夠移動(dòng)。因此，塑料袋會(huì)變形。 塑料薄膜也屬于熱塑性塑料，從兩個(gè)不同的方向開始撕，所用的力是不同的。因?yàn)閺囊粋€(gè)方向撕時(shí)，破壞的可能是塑料內(nèi)鏈和鏈之間的弱的分子間作用力，所用的力大小一些；從另一個(gè)方向撕時(shí)，破壞的可能是塑料中長鏈內(nèi)原子之間的強(qiáng)的共價(jià)鍵，所用的力大一些。 3、現(xiàn)在許多汽車的保險(xiǎn)杠是用塑料制造的，取代以前的鋼制的保險(xiǎn)杠。這種改變對(duì)下列人士來說，可能有什么好處？ 現(xiàn)在許多汽車的保險(xiǎn)杠是用聚酯塑料或聚丙烯塑料制造的，用來取代以前的鋼制的保險(xiǎn)杠。塑料保險(xiǎn)杠具有較高的強(qiáng)度和剛性，以及良好的裝飾性。從安全性來看，汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)能起到緩沖作用，保護(hù)前后氣體；從外觀來看，可以很自然地與車體結(jié)合在一起，具有良好的裝飾性(鋼制保險(xiǎn)杠與車身有一段較大的間隙，好像是一件附加上去的部件，不太美觀)。另外，用塑料制造保險(xiǎn)杠還可以減輕車的重量，同時(shí)降低成本。 (1) 汽車制造商：車的外形變得美觀，能夠提高銷量；易于加工，降低成本；意外撞擊時(shí)減震作用增強(qiáng)，車的安全性能提高等。 (2) 車主：車的重量減輕，油耗降低；汽車價(jià)格便宜；車的安全性能提高。 (3) 意外被保險(xiǎn)杠接到的行人：具有緩沖作用，減輕傷害等。 5、為什么橡膠硫化以后，其性能改變很大？ 橡膠硫化以后，由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，從而具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等，也更具有實(shí)用價(jià)值。 教學(xué)回顧：