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第三章探索生活材料第四节塑料、纤维和橡胶[学习目标]1.知道塑料的组成和分类，了解常见塑料的化学成分、性能和用途。2.认识纤维的分类，了解常见纤维的性质和用途。3.认识橡胶的分类，了解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造和优化。4.认识合成材料特别是复合材料对社会发展的重要意义。1．_____、__________和__________等是重要的有机合成材料。2．_____结构的高分子材料(如聚乙烯塑料)加热时_____，冷却后变成_____，加热后又可以_____，因而具有可塑性。有些_____结构的高分子材料(如酚醛塑料，俗称_____)一经加工成型，受热不再_____，因而具有热固性。塑料合成纤维合成橡胶链状熔化固体熔化网状电木熔化3．在一定条件下，乙烯可以通过自身______反应生成聚乙烯：nCH2＝CH2―→CH2—CH2。像这一类合成高分子化合物的反应称为_________反应，简称______反应。在聚乙烯中，乙烯称为______，重复结构单元—CH2—CH2—称为______；n称为__________，表示高分子化合物中所含链节的数目。加成加成聚合加聚单体链节聚合度自主学习一、合成材料三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶。1．塑料。(1)成分：合成树脂和添加剂。(2)制备：塑料是聚合物，由小分子有机物通过聚合反应制成。如聚乙烯的单体是CH2===CH2。(3)结构特点及性能。①热塑性塑料：长链状的线型结构，链与链之间以分子间作用力相结合。受热时会熔化，可重新塑制成型。②热固性塑料：链与链之间以共价键交联，形成体型网状结构。受热时不会熔化，一次成型后，不能反复重塑。(4)常见塑料。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、脲醛塑料(电玉)、聚四氟乙烯等。2．纤维。(1)天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。(2)人造纤维：由天然纤维加工而成。(3)合成纤维。①定义。用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，然后再经化学合成和机械加工等制成合成纤维。②性能。强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀和不怕虫蛀，但吸水性和透气性不如天然纤维。③应用广泛的“六大纶”。六大纶锦纶：聚酰胺纤维（尼龙）涤纶：聚酯纤维（的确良）腈纶：聚丙烯腈纤维（人造羊毛）维纶：聚乙烯醇纤维氯纶：聚氯乙烯丙纶：聚丙烯3．橡胶。(1)天然橡胶。天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯，其结构简式是，单体是异戊二烯。(2)合成橡胶。①通用橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。②特种橡胶：耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶。(3)结构特点。橡胶一般为线型结构，可塑性好，但强度和韧性差，为改善其性能，可采用硫化的方法，使橡胶成体型结构，以增强橡胶的强度、韧性、弹性和化学稳定性。二、复合材料1．定义。由两种或两种以上不同性能的材料组合而成的材料。2．组成。由基体和增强剂组成。3．性能。复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料不同，有的强度大、密度小；有的耐高温、耐腐蚀、绝缘性好；有的易导电、易导热等。4．玻璃钢的制造方法。将玻璃熔化并迅速拉成细丝，然后加到合成树脂中。优点：强度大大提高、密度小、有较高的耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性、有较好的韧性，可用于制造汽车车身、火车车厢以及印制电路板等。易错提醒1．“白色污染”指的是难以分解的塑料废弃物，不是指颜色的“白色”物质。2．纤维和橡胶都有天然的，也有人工合成的。3．塑料、纤维和橡胶都是高分子化合物。1．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列不属于复合材料的是()A．由Cu制成的铜线B．由磷酸盐与骨胶原形成的动物骨骼C．由CaCO3与有机质黏结而成的贝壳D．由玻璃纤维和环氧树脂合成的玻璃钢解析：铜是金属材料。答案：A2．材料与人类生活密切相关。下列物品与对应的材料相匹配的是()A．光导纤维——硅酸盐材料B．透明饮料瓶——合金材料C．纯棉织物——合成纤维材料D．橡胶轮胎——有机高分子材料解析：A.光导纤维主要成分是二氧化硅；B.透明饮料瓶是塑料；C.纯棉织物是天然纤维材料。答案：D3．饭后，婷婷围着纯棉围裙，戴着橡胶手套，洗刷不锈钢锅和陶瓷碗碟。下列说法不正确的是()A．纯棉属于复合材料B．橡胶属于高分子材料C．不锈钢属于合金材料D．陶瓷属于硅酸盐材料解析：纯棉属于天然纤维。答案：A一、聚合反应的类型有加聚反应和缩聚反应两种基本反应类型。1．聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯分别是用乙烯、氯乙烯、四氟乙烯通过加聚反应制得的。如制备聚四氟乙烯的反应过程为：2．酚醛树脂是由苯酚和甲醛通过缩聚反应制得的。二、塑料具有热塑性、热固性及其原因1．塑料的热塑性：某些塑料受热到一定温度范围时开始软化，直到熔化成流动的液体，冷却后又变成固体，加热后又熔化的现象。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯都是热塑性塑料，可反复加工，多次使用。热塑性塑料具有长链状的线型结构。如聚乙烯、聚氯乙烯的长链是由C—C键连接的，这些长链之间是以分子间作用力结合在一起的。当受热时，这些长链会加快振动，使链与链之间的分子间作用力减弱，长链间发生相应的滑动，因此塑料会熔化成液体。当冷却时，长链所含的能量降低，彼此之间的距离拉近，相互吸引力增强，所以会重新硬化。2．塑料的热固性：某些塑料只是在制造过程中受热时能变软，可以塑制成一定的形状，但加工成型后就不会有受热熔化的现象。如酚醛树脂是热固性塑料，只能一次成型。热固性塑料在形成初期也是长链状的，受热会软化，可以被塑制成一定的形状，但在进一步受热时，链与链之间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。再受热时，链状分子的滑动受到限制，因此不会熔化。[例1]聚氯乙烯简称PVC，是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。(1)工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步反应合成PVC：乙烯――→一定条件①甲――→一定条件②乙――→一定条件③PVC氯乙烯是PVC的单体，其结构简式为___________。反应①的反应类型是________。反应①的化学方程式为___________________________________________。(2)有关PVC的下列说法正确的是______(填序号)。A．PVC的单体是CH3CH2ClB．PVC是高分子化合物C．PVC能够使溴的四氯化碳溶液褪色D．PVC易降解解析：首先确定聚合物及其单体的结构简式：聚氯乙烯结构简式为，单体为CH2===CHCl。然后分析反应类型及聚合物性质：乙烯先与Cl2加成，再消去一分子HCl，通过加聚即可得PVC；氯乙烯含碳碳双键，但聚氯乙烯不含。答案：(1)加成反应CH2===CH2＋Cl2――→一定条件ClCH2—CH2Cl(2)B解题归纳氯乙烯CH2===CHCl分子内有，故能发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化，聚合后的聚氯乙烯分子内无，故不再具有单体氯乙烯的性质。即时演练1．下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是()A．橡皮擦——橡胶工业B．铝合金片——冶金工业C．铅笔芯——电镀工业D．铅笔漆——涂料工业解析：铅笔芯的原料是石墨与粘土与电镀工业无关。答案：C[例2]下列说法错误的是()A．从化学成分上看，人造棉、人造丝、人造毛没有区别B．人造纤维都是合成纤维C．“六大纶”都是合成纤维D．用燃烧的方法可以鉴别毛织物和棉织物解析：从化学成分上看，人造棉、人造丝、人造毛都是黏胶纤维。六大纶即锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶和丙纶，都是合成纤维。毛织物材料的主要成分是蛋白质，蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的特殊气味。答案：B解题归纳(1)棉花、麻等的主要成分是天然纤维素，而羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质。注意“纤维素”与“纤维”的区别。(2)人造纤维与合成纤维不是一回事，它们的加工原料不同。即时演练2．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是()A．尼龙绳B．宣纸C．羊绒衫D．棉衬衣答案：A