比较柔韧性
教学背景
在这一课里,学生们将继前一课比较材料的硬度后,研究木头、金属和塑料三种材料的柔韧性,并通过实验记录的数据,比较出三种材料的不同。
比较柔韧性,首先要让学生明白柔韧性是指什么,怎么比较。所谓柔韧性是指物体在受力变形后,不易折断的性质。在这一课里,可以从三种材料受力后的弯曲度来比较它们柔韧性的大小。
与前一课比较硬度不同的是,比较柔韧性,要求参加检测物体的宽度、厚度、伸出桌面的长度要相同。而且实验需要定量的观察数据,对三年级的学生来说,操作要求较高,需要对操作方法和步骤作细致的指导。
在观察了几种材料的柔韧性之后,接下来,学生将对这些材料中柔韧性最强的塑料作进一步的观察研究,以获得对塑料的更广泛的认识。
教学目标
知识与技能:
1.物理性质可以用来描述材料,如硬度、柔韧性、吸水性和在水中的沉浮能力。
2.柔韧性是指物体在受力后,不易折断的性质。
过程与方法:
1.用简单测量的方法检验材料的物理性质,通过比较发现材料的不同物理特性。
2.选择适当的词语定性描述材料。
情感、态度、价值观:
1.发展对物质世界的探究兴趣。
2.认同物理性质是可以被观察和测量的观点。
3.增强材料循环使用,节约资源的环境保护意识。
教学重点
用简单测量方法比较材料的柔韧性。
教学难点
选择适当的词语定性描述金属的特征。
教学准备
学生(每小组):
1.一套宽度、厚度一样的塑料、不锈钢、木头尺(每种材料的一端打一个孔)
2.一套宽度、厚度不一样的塑料、不锈钢、木头做成的物品。
3.测量弯曲度的“T字”尺一把。
4.50克钩码一个,回形针一个。
老师:同样宽度、厚度的粗塑料条、木条各一根,两桶水。
教学过程
一、柔韧性的认识
出示两根长度、厚度和宽度一样的塑料条和木条。
师:请两位同学上来各取一根,分别去取同样重的两桶水,将塑料条和木条垫起悬空,分别放上两桶水,观察塑料条和木条的变化情况。
两名学生上来演示,其它同学观察,然后汇报观察到的情况(木条断,塑料条没有断;塑料变了,没有断,木条先是弯了,最后断了)
老师指出:我们把像刚才这样塑料条受力变形后,不易折断的特点叫做柔韧性。
二、比较3种不同材料的柔韧性
1.提供三种物体,找一找它们分别是用什么材料做的?(木头、塑料、不锈钢)
2.用自己的方法来比较它们的柔韧性,并把比较的结果排一排序(提示学生材料不要弄断)
3.学生汇报比较结果,当各组意见分歧时,引导学生发现:比较的材料由于宽度、厚度、用力大小不同,这样比较它们的柔韧性是不公平的。
4.教师出示宽度、厚度相同的木条、塑料条、不锈钢条,问:可以怎样研究它们的柔韧性?
5.学生小组讨论、汇报,教师引导,最后边小结边演示操作步骤:
⑴把木条、金属条、塑料条放在桌面上,一端用手压住,另一端伸出桌面1厘米,用回形针挂上钩码,观察它们的前端弯下去了多少。测量材料前端弯下的距离时,眼睛要平视。
⑵分别测量木条、金属条、塑料条伸出桌面5厘米、10厘米和15厘米后前端弯下的距离,把结果记录在表格中。
6.学生分组实验后汇报实验情况。
三、认识塑料
1.我们的生活学习中有哪些塑料制品?
2.出示各种塑料制成的物品图片,观察后思考:这些塑料制品分别是利用了塑料的什么特性,并把观察和思考的结果记录在气泡图上。
四、讨论了解塑料的循环使用
1.阅读教科书,说说你了解了些什么?
2.出示“可回收标志”,认识可回收标志。
3.讨论:我们以后在使用塑料制品的时候应该注意什么?
学习评价:
桌上放置不锈钢、塑料、木头3种材料,每种材料两样不同的物品。首先让学生分辨出哪些是用木头、塑料和不锈钢做的,再用自己的办法来比较它们的柔韧性,并给它们排序。能正确排序的为合格。
在汇报柔韧性的方法和结果时能注意“公平”的,如要选用宽度、厚度一样的3种材料制成的尺子,并且要用一种直观、可测量出数据的方法来进行比较的为优秀。
布置作业:
在家里寻找三种不同的塑料制品,请用课堂上的比较方法来给三种塑料制品的柔韧性排序。
课后小结:
标记尺子的弯曲程度可以采用教科书上建议的方法,也可以用专门测量弯曲度的“7”字尺。尺子的弯曲程度越大,说明构成尺子材料的柔韧性越好。木头、不锈钢和塑料尺比较,一般情况下塑料尺的柔韧性更好。
比较柔韧性
教学背景
在这一课里,学生们将继前一课比较材料的硬度后,研究木头、金属和塑料三种材料的柔韧性,并通过实验记录的数据,比较出三种材料的不同。
比较柔韧性,首先要让学生明白柔韧性是指什么,怎么比较。所谓柔韧性是指物体在受力变形后,不易折断的性质。在这一课里,可以从三种材料受力后的弯曲度来比较它们柔韧性的大小。
与前一课比较硬度不同的是,比较柔韧性,要求参加检测物体的宽度、厚度、伸出桌面的长度要相同。而且实验需要定量的观察数据,对三年级的学生来说,操作要求较高,需要对操作方法和步骤作细致的指导。
在观察了几种材料的柔韧性之后,接下来,学生将对这些材料中柔韧性最强的塑料作进一步的观察研究,以获得对塑料的更广泛的认识。
教学目标
知识与技能:
1.物理性质可以用来描述材料,如硬度、柔韧性、吸水性和在水中的沉浮能力。
2.柔韧性是指物体在受力后,不易折断的性质。
过程与方法:
1.用简单测量的方法检验材料的物理性质,通过比较发现材料的不同物理特性。
2.选择适当的词语定性描述材料。
情感、态度、价值观:
1.发展对物质世界的探究兴趣。
2.认同物理性质是可以被观察和测量的观点。
3.增强材料循环使用,节约资源的环境保护意识。
教学重点
用简单测量方法比较材料的柔韧性。
教学难点
选择适当的词语定性描述金属的特征。
教学准备
学生(每小组):
1.一套宽度、厚度一样的塑料、不锈钢、木头尺(每种材料的一端打一个孔)
2.一套宽度、厚度不一样的塑料、不锈钢、木头做成的物品。
3.测量弯曲度的“T字”尺一把。
4.50克钩码一个,回形针一个。
老师:同样宽度、厚度的粗塑料条、木条各一根,两桶水。
教学过程
一、柔韧性的认识
出示两根长度、厚度和宽度一样的塑料条和木条。
师:请两位同学上来各取一根,分别去取同样重的两桶水,将塑料条和木条垫起悬空,分别放上两桶水,观察塑料条和木条的变化情况。
两名学生上来演示,其它同学观察,然后汇报观察到的情况(木条断,塑料条没有断;塑料变了,没有断,木条先是弯了,最后断了)
老师指出:我们把像刚才这样塑料条受力变形后,不易折断的特点叫做柔韧性。
二、比较3种不同材料的柔韧性
1.提供三种物体,找一找它们分别是用什么材料做的?(木头、塑料、不锈钢)
2.用自己的方法来比较它们的柔韧性,并把比较的结果排一排序(提示学生材料不要弄断)
3.学生汇报比较结果,当各组意见分歧时,引导学生发现:比较的材料由于宽度、厚度、用力大小不同,这样比较它们的柔韧性是不公平的。
4.教师出示宽度、厚度相同的木条、塑料条、不锈钢条,问:可以怎样研究它们的柔韧性?
5.学生小组讨论、汇报,教师引导,最后边小结边演示操作步骤:
⑴把木条、金属条、塑料条放在桌面上,一端用手压住,另一端伸出桌面1厘米,用回形针挂上钩码,观察它们的前端弯下去了多少。测量材料前端弯下的距离时,眼睛要平视。
⑵分别测量木条、金属条、塑料条伸出桌面5厘米、10厘米和15厘米后前端弯下的距离,把结果记录在表格中。
6.学生分组实验后汇报实验情况。
三、认识塑料
1.我们的生活学习中有哪些塑料制品?
2.出示各种塑料制成的物品图片,观察后思考:这些塑料制品分别是利用了塑料的什么特性,并把观察和思考的结果记录在气泡图上。
四、讨论了解塑料的循环使用
1.阅读教科书,说说你了解了些什么?
2.出示“可回收标志”,认识可回收标志。
3.讨论:我们以后在使用塑料制品的时候应该注意什么?
学习评价:
桌上放置不锈钢、塑料、木头3种材料,每种材料两样不同的物品。首先让学生分辨出哪些是用木头、塑料和不锈钢做的,再用自己的办法来比较它们的柔韧性,并给它们排序。能正确排序的为合格。
在汇报柔韧性的方法和结果时能注意“公平”的,如要选用宽度、厚度一样的3种材料制成的尺子,并且要用一种直观、可测量出数据的方法来进行比较的为优秀。
布置作业:
在家里寻找三种不同的塑料制品,请用课堂上的比较方法来给三种塑料制品的柔韧性排序。
课后小结:
标记尺子的弯曲程度可以采用教科书上建议的方法,也可以用专门测量弯曲度的“7”字尺。尺子的弯曲程度越大,说明构成尺子材料的柔韧性越好。木头、不锈钢和塑料尺比较,一般情况下塑料尺的柔韧性更好。
课件9张PPT。比较柔韧性这些物品是用哪些材料做的?为什么要用这些材料做?塑料制品塑料的优点不易生锈
轻
绝缘
柔韧
易燃烧重新塑形塑料循环使用的标志找一找你带来的塑料瓶上的循环使用标志在哪里?塑料的缺点容易老化
易燃烧产生有毒气体
不易分解
针对塑料的缺点,你在使用这些塑料制品的时候有自己的见解和看法吗?
(请写在科学笔记本上)说一说比较一下你身边的物体材料的柔韧性?总结一下本节课你都学到了什么?可降解塑料简介
可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,较容易在自然环境中降解的塑料。
试验表明,大多数可降解塑料在一般环境中暴露3个月后开始变薄、失重、强度下降,逐渐裂成碎片。如果这些碎片被埋在垃圾或土壤里,则降解效果不明显。
分类
可降解的塑料一般分为四大类:
光降解塑料
在塑料中掺入光敏剂,在日照下使塑料逐渐分解。它属于较早的一
??
(可降解塑料)
代降解塑料,其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测,因而无法控制降解时间。
生物降解塑料
在微生物的作用下,可完全分解为低分子化合物的塑料。其特点是贮存运输方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,不但可以用于农用地膜、包装袋,而且广泛用于医药领域。
光/生物降解
光降解和微生物相结合的一类塑料,它同时具有光和微生物降解塑料的特点。
水降解塑料
在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。随着现代生物技术的发展,生物降解塑料越来越受到重视,已经成为研究开发的新一代热点。
形形色色的塑料制品极大地丰富了人们的生活,但废弃塑料在自然界里分解得很慢,完全分解要几十年,甚至上百年,因而塑料的降解和重新利用问题摆在了当今所有环境化学家面前。然而有趣的是,可降解塑料却不是科学家们研制塑料的初衷。目前科学家们正在研制或已经研制成功的可降解塑料应用范围还比较窄,仍然无法取代大众塑料。
使用可降解塑料的不足
使用可降解塑料有四个不足:一是多消耗粮食;二是使用可降解塑料制品仍不能完全消除“视觉污染”;三是由于技术方面的原因,使用可降解塑料制品不能彻底解决对环境的“潜在危害”;四是可降解塑料由于含有特殊的添加剂而难以回收利用。
两类主要可降解塑料
1.淀粉基塑料
到目前为止,淀粉基降解塑料主要有填充型、光/生物双降解型、共混型和全淀粉塑料四大类。
填充型淀粉塑料 1973年,Griffin首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利。到80年代,一些国家以Griffin的专利为背景,开发出淀粉填充型生物降解塑料。填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成型,淀粉含量不超过30%。填充型淀粉塑料技术成熟,生产工艺简单,且对现有加工设备稍加改进即可生产,因此目前国内可降解淀粉塑料产品大多为此类型。
天然淀粉分子中含有大量羟基使其分子内和分子间形成极强的氢键,分子极性较大,而合成树脂的极性较小,为疏水性物质。因此必须对天然淀粉进行表面处理,以提高疏水性和其与高聚物的相容性。目前主要采用物理改性和化学改性两种方法。
光/生物双降解型 生物降解塑料在干旱或缺乏土壤等一些特殊区域难以降解,而光降解塑料被掩埋在土中时也不能形成降解,为此,美、日等国率先开发了一类既具光降解,又具生物降解性的光/生物双降解塑料。光/生物降解塑料由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂(增溶剂、增塑剂、交联剂等)制成,其中光敏剂是过渡金属的有机化合物或盐。其降解机理是淀粉被生物降解,使
??
(可降解塑料原料)
高聚物母体变疏松,增大比表面积,同时,日光、热、氧等引发光敏剂,导致高聚物断链,分子量下降。
共混型 淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料,主要成分为淀粉(30%~60%),少量的PE的合成树脂,乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物,乙烯/乙烯醇(EVOH)共聚物,聚乙烯醇(PVA),纤维素,木质素等,其特点是淀粉含量高,部分产品可完全降解。
日本开发了改性淀粉/EVOH共聚物与LDPE共混、二甲基硅氧烷环氧改性处理淀粉,然后与LDPE共混。意大利Novamont公司的Mster-Bi塑料和美国Warner-lambert公司的NoVon系列产品也属于此类产品。Mster-Bi塑料是连续的EVOH相和淀粉相的物理交联网络形成的高分子合金。由于两种成分都含有大量的羟基,产品具有亲水性,吸水后力学性能会降低,但不溶于水。
全淀粉型 将淀粉分子变构而无序化,形成具有热塑性的淀粉树脂,再加入极少量的增塑剂等助剂,就是所谓的全淀粉塑料。其中淀粉含量在90%以上,而加入的少量其他物质也是无毒且可以完全降解的,所以全淀粉是真正的完全降解塑料。几乎所有的塑料加工方法均可应用于加工全淀粉塑料,但传统塑料加工要求几乎无水,而全淀粉塑料的加工需要一定的水份来起增塑作用,加工时含水量以8%~15%为宜,且温度不能过高以避免烧焦。日本住友商事公司、美国Wanlerlambert公司和意大利的Ferruzzi公司等宣称研制成功淀粉质量分数在90%~100%的全淀粉塑料,产品能在1年内完全生物降解而不留任何痕迹,无污染,可用于制造各种容器、薄膜和垃圾袋等。德国Battelle研究所用直链含量很高的改良青豌豆淀粉研制出可降解塑料,可用传统方法加工成型,作为PVC的替代品,在潮湿的自然环境中可完全降解。
2.氧化降解塑料
这是一项在国内还未被大多数人了解到的技术,在传统的塑料生产原料中加入添加剂,与一般的色母添加方法相同。在塑料制品被遗弃后,添加剂中两种物质起作用:一是预氧化剂(主要是一些无毒金属离子),二是生物降解促进物质(主要是一些天然植物纤维素)。预氧化剂控制塑料在未被遗弃时保持应有的寿命及功能,在遗弃后通过过氧化反应降低分子量,使得聚合物变脆,易于微生物分解。生物降解促进物质主要是促进微生物滋生。此项技术相对淀粉基塑料技术而言,简单易行,成本降低,一般设备就可以生产,据相关验证称,塑料的性能也得到了很好的维持。节约了粮食。英国WELLS公司即采用此法。
常见塑料的简易鉴别法 在采用各种塑料再生方法对废旧塑料进行再利用前,大多需要将塑料分拣。由于塑料消费渠道多而复杂,有些消费后的塑料又难于通过外观简单将其区分,因此,最好能在塑料制品上标明材料品种。中国参照美国塑料协会(SPE)提出并实施的材料品种标记制定了GB/T16288—1996“塑料包装制品回收标志”, 虽可利用上述标记的方法以方便分拣,但由于中国尚有许多无标记的塑料制品,给分拣带来困难,为将不同品种的塑料分别,以便分类回收,首先要掌握鉴别不同塑料的知识,
塑料材料简介
塑料的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松香、虫胶等,目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料总重量的40%~100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性,但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成,不含或少含添加剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等。所谓塑料,其实它是合成树脂中的一种,形状跟天然树脂中的松树脂相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为塑料。塑料主要有以下特性:
①大多数塑料质轻,化学性稳定,不会锈蚀;②耐冲击性好;③具有较好的透明性和耐磨耗性;④绝缘性好,导热性低;⑤一般成型性、着色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;⑦尺寸稳定性差,容易变形;⑧多数塑料耐低温性差,低温下变脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶剂。
塑料的优点
1、大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。
2、塑料制造成本低。
3、耐用、防水、质轻。
4、容易被塑制成不同形状。
5、是良好的绝缘体。
6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。
塑料的缺点
1、回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。
2、塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯,这种物质少量会导致失明,吸入有呕吐等症状,PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体,除了燃烧,就是高温环境,会导致塑料分解出有毒成分,例如苯环等。
3、塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。
4、塑料无法被自然分解。
由于塑料的无法自然降解性,目前已经导致许多动物的悲剧。比如动物园的猴子,鹈鹕,海豚等动物,都会误吞游客随手丢的1号塑料瓶,最后由于不消化而痛苦的死去;望去美丽纯净的海面上,走近了看,其实飘满了各种各样的无法为海洋所容纳的塑料垃圾,在多只死去海鸟样本的肠子里,发现了各种各样的无法被消化的塑料。
新型的塑料
塑料技术的发展日新月异,针对全新应用的新材料开发,针对已有材料市场的性能完善,以及针对特殊应用的性能提高可谓新材料开发与应用创新的几个重要方向。
1 新型高热传导率生物塑料
日本电气公司新开发出以植物为原料的生物塑料,其热传导率与不锈钢不相上下。该公司在以玉米为原料的聚乳酸树脂中混入长数毫米、直径0.01mm的碳纤维和特殊的粘合剂,制得新型高热传导率的生物塑料。如果混入10%的碳纤维,生物塑料的热传导率与不锈钢不相上下;加入30%的碳纤维时,生物塑料的热传导率为不锈钢的2倍,密度只有不锈钢的1/5。
这种生物塑料除导热性能好外,还具有质量轻、易成型、对环境污染小等优点,可用于生产轻薄型的电脑、手机等电子产品的外框。
2 可变色塑料薄膜
英国南安普照敦大学和德国达姆施塔特塑料研究所共同开发出一种可变色塑料薄膜。这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起,实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。这种可变色塑料薄膜为塑料蛋白石薄膜,是由在三维空间叠起来的塑料小球组成的,在塑料小球中间还包含微小的碳纳米粒子,从而光不只是在塑料小球和周围物质之间的边缘区反射,而且也在填在这些塑料小球之间的碳纳米粒子表面反射。这就大大加深了薄膜的颜色。只要控制塑料小球的体积,就能产生只散射某些光谱频率的光物质。
3 塑料血液
英国谢菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”,外形就像浓稠的糨糊,只要将其溶于水后就可以给病人输血,可作为急救过程中的血液替代品。这种新型人造血由塑料分子构成,一块人造血中有数百万个塑料分子,这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似,还可携带铁原子,像血红蛋白那样把氧输送到全身。由于制造原料是塑料,因此这种人造血轻便易带,不需要冷藏保存,使用有效期长、工作效率比真正的人造血还高,而且造价较低。
4 新型防弹塑料
墨西哥的一个科研小组最近研制出一种新型防弹塑料,它可用来制作防弹玻璃和防弹服,质量只有传统材料的1/5至1/7。这是一种经过特殊加工的塑料物质,与正常结构的塑料相比,具有超强的防弹性。试验表明,这种新型塑料可以抵御直径22mm的子弹。通常的防弹材料在被子弹击中后会出现受损变形,无法继续使用。这种新型材料受到子弹冲击后,虽然暂时也会变形,但很快就会恢复原状并可继续使用。此外,这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配,从而减少对人体的伤害。
5 可降低汽车噪音的塑料
近日,美国聚合物集团公司(PGI)采用可再生的聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯制造成一种新型基础材料,应用于可模塑汽车零部件,可降低噪音。该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫,产生一个屏障层,能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪音,减少幅度为25%~30%,PGI公司开发了一种特殊的一步法生产工艺,将再生材料和没有经过处理的材料有机结合在一起,通过层叠法和针刺法使得两种材料成为一个整体。
记录表:比较柔韧性
被划的材料
用来划的材料
划痕
木头
金属
塑料
木头
金属
塑料
饮料瓶的安全使用知识
矿泉水瓶的底部都有一个带箭头的三角型 , 三角型里面有一个数字。
一般矿泉水瓶子,底部标示 1
农夫山泉4升装, 底部标示2
泡茶的塑料耐热杯,底部标示 5
PET 聚对苯二甲酸乙二醇脂
常见矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等 。耐热至70℃易变形, 有对人体有害的物质融出。1号塑料品用了10个月后,可能释放出致癌物DEHP。不能放在汽车内晒太阳;不要装酒、油等物质。
HDPE高密度聚乙烯
常见白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要再用来做为水杯,或者用来做储物容器装其他物品。清洁不彻底,不要循环使用。
PVC 聚氯乙烯
常见雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良,价钱便宜,故使用很普遍,只能耐热81℃.高温时容易有不好的物质产生,很少被用于食品包装。难清洗易残留,不要循环使用。若装饮品不要购买。
PE 聚乙烯
常见保鲜膜、塑料膜等 。 高温时有有害物质产生,有毒物随食物进入人体后,可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。 保鲜膜别进微波炉。
PP 聚丙烯
常见豆浆瓶、优酪乳瓶、果汁饮料瓶、微波炉餐盒 。熔点高达167℃,是唯一可以放进微波炉的塑料盒,可在小心清洁后重复使用。需要注意,有些微波炉餐盒,盒体以5号PP制造,但盒盖却以1号PE制造,由于PE不能抵受高温,故不能与盒体一并放进微波炉。
PS 聚苯乙烯
常见碗装泡面盒、快餐盒 。不能放进微波炉中,以免因温度过高而释出化学物。装酸(如柳橙汁)、碱性物质后,会分解出致癌物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物。别用微波炉煮碗装方便面。
PC其它类
常见水壶、太空杯、 奶瓶。百货公司常用这样材质的水杯当赠品。很容易释放出有毒的物质双酚A,对人体有害。使用时不要加热,不要在阳光下直晒。