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第9章 化学与社会发展
第2节 新型材料的研制
材料：指为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质。
原始人居住的洞
茅草房屋
用树木做的房屋
用石头砌起来的房屋
现代居室
在人类社会发展过程中，大自然馈赠人类的材料，已经远远不能满足人类社会发展的需要，为了人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料，以满足人类素质文明和科学技术不断发展的需要。事实说明，材料科学是高科技产业的支柱，化学是材料科学的基础。
1.了解金属材料和无机非金属材料在生产、生活中的应用。
2.了解纤维等合成材料的分类、性质和用途。
3.知道“白色污染”的危害及其防治方法。
4.了解材料开发和应用与化学科学发展之间的关系。
一、无机材料
1.金属材料
【思考与交流】你知道家里的哪些日常生活用品是用金属材料制造的吗
金银首饰
钛合金
储氢合金
“形状记忆”合金
金属材料使用的历史
青铜器时代：青铜
铁器时代：生铁和钢
近现代: 铝
几种新型合金
金属材料包括纯金属和合金
我国是世界上具有悠久文明的国家之一，我国劳动人民早在商代就制造出精美的青铜器；春秋战国时期就会炼铁和炼钢。
青铜器（战国）司母戊方鼎
青铜器（战国）错金犀牛尊
青铜奔马（马踏飞燕）
河北沧州铁狮子
现代的某些金属材料制品
用特种合金制造的飞机
储氢合金
“形状记忆”合金视频资料
新型陶瓷材料
其他无机非金属材料
2.无机非金属材料
古代的陶瓷
陶瓷在我国有悠久的历史，在新石器时代，我们的祖先就已能制造陶器，到唐宋时期，制造水平已经很高，唐朝时的“唐三彩”，宋朝时的“钧瓷”等闻名于世，流传至今。作为陶瓷的故乡，我国陶都宜兴的陶器和瓷都景德镇的瓷器，在世界上都享有盛誉。
制造陶瓷器的主要原料是黏土。
新石器时代马家窑文化螺旋纹彩陶双耳瓮
新石器时代半坡文化陶俑壶
新石器时代
彩陶人面纹钵
（1）古代的陶瓷 —— 陶器
清光绪
青花云纹瓶
唐
骆驼载乐俑
北宋
白釉刻花梅瓶
古代的陶瓷 —— 瓷器
某些陶瓷能承受高温、高强度
氮化硅(Si3N4)陶瓷在1 200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。
某些陶瓷具有生物特性
墨西哥科学院科研人员经过10年
的努力，成功开发出一种可供移植的
新型陶瓷骨。
研究者强调说，这种陶瓷骨具有
组织相容性和生物稳定性好等特点。
它不会导致排异反应，有利于诱导骨
质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更快愈合。
（2）玻璃
玻璃是我们每天都可以见到的一种硅酸盐材料，一般住宅的窗玻璃就是最常见的玻璃，被称为普通玻璃。
制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。
钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却而得到的。
（3）新型无机非金属材料
光导纤维
二、合成材料
合成材料的品种很多，合成纤维、塑料、合成橡胶为常用的三大有机合成材料。有机合成材料的诞生，结束了人类只能依靠天然材料的历史。
1.塑料
塑料：塑料的品种很多，用途也各不相同。常见的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）和电木塑料。使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料。
学习用品：直尺 、圆珠笔、三角板等。
科技产品：微机、电视、身份证塑封、学生证等。
生活制品：包装袋、保鲜膜、水桶、矿泉水瓶、自来水管、下水管道、玩具、 雨衣、椅子、钳子外皮、导线外皮等。
【思考与交流】说说身边的塑料制品有哪些
聚氯乙烯
聚乙烯
【想一想】当两者都是薄膜时，如何区别？
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。
所用样品 灼烧情况 是否有
黑烟 是否有
气味
聚乙烯塑料
聚氯乙烯塑料
边燃烧边滴落
边燃烧边滴落
无
有少量黑烟
无
刺鼻气味
【实验与探究】
聚乙烯
塑料 组成元素为C、H，生成物为CO2和H2O，无毒，可包装食品。
聚氯乙烯塑料 组成元素为C、H、Cl等，生成物中除CO2和H2O外还有其他氯化物，有毒，不宜包装食品。
合成材料的应用与发展大大方便了人类的生活，但是，合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。
（1）在自然界中，这些垃圾难以分解。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法，但塑料垃圾埋在土壤中经久不烂，长此下去会破坏土壤结构，降低土壤肥效，污染地下水。 （2）焚烧废弃物会释放出多种有毒的化学气体，严重污染环境，既威胁人类的健康，又影响市容市貌。
“白色污染”的危害
（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，如微生物降解和光降 解塑料等； （4）回收各种废弃塑料。
可降解塑料的降解过程
【思考与交流】如何解决“白色污染”？
五光十色的纺织品
2.合成纤维
纤维
天然纤维
化学纤维
植物性纤维（纤维素纤维）如棉花、 麻、稻草等
动物性纤维（蛋白质纤维）如羊毛、蚕丝等
人造纤维
合成纤维
天然纤维
合成纤维
【想一想】你知道有哪些纤维？
它们具有强度高、耐磨、弹性好和耐化学腐蚀等优点,但吸水性和透气性不如天然纤维优良。除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。
【思考与交流】合成纤维的性能和用途：
性质
纤维种类
灼烧情况
受酸溶液的影响
受碱溶液的影响
棉花
动物的毛发
化纤布料
烧成灰
烧焦羽毛的气味，易捏碎
结球，不易捏碎
不耐酸
不耐酸
耐酸
不耐碱
不耐碱
耐碱
进行下列实验，将实验结果填入表中
【实验与探究】
橡胶的来源
天然橡胶
森林中有一种高大的乔木，叫做“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
3.合成橡胶
合成橡胶广泛的用途
合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
【思考与交流】合成橡胶的性能和用途：
三、复合材料
复合材料：是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。复合材料集中了组成材料的优点，具有综合性能更优异的特点。
【思考与交流】列举一些常见的复合材料。
合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料。
1.机动车轮胎
2.钢筋混凝土
F22——隐形飞机
掺有金属短纤维、碳纤维、有机高分子材料等复合物
3.碳纤维复合材料
4.玻璃钢
塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）
防弹衣
宇宙服
防火服
【多识一点】
【典例1】（2021·邵阳中考） 口罩之下，天使的战“疫”烙痕让人心疼。图中相关材料不属于合成材料的是（ ）
A. 钛合金眼镜框
B. 橡胶弹力耳绳
C. 聚丙烯纤维布
D. 塑料防护眼镜
A
知识点一、有机合成材料
【典例2】（2021·株洲中考）下列说法中不正确的是（ ）
A. 有机化合物中都含有碳元素
B. 生活中通过煮沸可以降低水的硬度
C. 玻璃钢是复合材料，可以用于建筑材料、车船体材料等
D. 超市不免费提供一次性塑料袋，主要是为了降低经营成本
D
知识点二、复合材料
材料
金属材料
无机非金属材料
合成材料
复合材料
性能及应用
1.日常生活中，用得最多的材料是有机合成材料。下列不属于有机合成材料的是（ ）
A．合金 B．塑料 C．合成橡胶 D．合成纤维
A
2.“天丝”被誉为21世纪的绿色纤维，兼具天然纤维和合成纤维的优势，在高新科技方面应用广泛。以下领域一般不使用“天丝”的是（ ）
A．航空航天 B．新型材料 C．纯棉制造 D．轨道交通
C
3.化学与生活关系密切，下列叙述不正确的是（ ）
A 利用灼烧法区分羊毛和涤纶
B. 焚烧含氯塑料解决“白色污染”问题
C. 化石燃料是不可再生能源
D. 使用脱硫煤减少酸雨形成
B
4.新型冠状病毒蔓延期间，应做好自我防护。
（1）外出最重要的防护措施是佩戴符合要求的口罩。在生活中常见的口罩一
般有棉布口罩、医用外科口罩、活性炭口罩和N95口罩。生产口罩的原料主要
是聚乙烯、聚丙烯材料，它们都属于______有机高分子材料（填“天然”或
“合成”），配戴口罩可预防病毒感染的原理相当于化学实验中的_____操
作，活性炭口罩除上述作用外，还能有效阻隔空气中氨、苯、甲醛等有害气
体，其功能比普通口罩强大，原因是活性炭具有_______性。
（2）生活中常用84消毒液进行环境消毒。通常盛放84消毒液的容器是一种具
有链状结构的塑料，这种材料具有__________ （填“热塑性”或“热固
性”）。
合成
过滤
吸附
热塑性
自来水管：镀锡管
水槽、水龙头：不锈钢
灶台、橱窗：玻璃
墙壁：瓷砖
抽油烟机外壳：塑料
橱门外层：涂料、漆
厨房桌台面：钢筋混凝土
金属材料
无机非金属材料
合成材料
复合材料
5.说一说你家的厨房里都有哪些材料？
人生像攀登一座山，而找寻出路，却是一种学习的过程，我们应当在这过程中，学习稳定、冷静，学习如何从慌乱中找到生机。
