新型材料
高强高模纤维
目前，尼龙和涤纶的拉伸断裂强力仅为其理论值的约5％。今后开发的高聚物纤维，拉伸断裂强力将为其理论值的40％，抗拉模量将为其理论值的90％。随着高聚物技术的发展以及有机与无机化合物结合的进展，极有可能开发出达40％理论强力的纤维。开发这种纤维的瓶颈是成本。这种纤维将适用于要求高强力、轻质量的各种设备。
高耐热纤维
人们致力于开发能够在450℃下连续使用的耐热高聚物材料。具有与常规高聚物纤维等同的形状稳定性和加工性能以及很高耐热能力的纤维将会出现。它们的应用领域将包括过滤器、高温工艺和太空开发等。
超轻纤维
目前已经开发出一些轻质纤维，如：低密度的丙纶纤维和涤纶多孔（孔的比例为40％）纤维。人们预计今后将会开发出用于老年服装的超轻和具有良好保暖性能的纤维。开发这种纤维要以新技术为基础，即在进行变形加工的工艺过程中，不会使孔的部分断裂。
高导电纤维
在21世纪，人们将开发出在室温下与铜的导电性能相当的、用于电料和电子材料的高聚物纤维。开发这类纤维的关键是开发这种高聚物的回收技术。
可生物降解纤维
目前，作为重要可生物降解纤维的聚乳酸纤维还没有足够的结果来证明其实际性能，其耐热性能尚需进一步提高。另外，仍需在强力保持性能和可生物降解性能之间加以权衡。因此，这种纤维的应用有很大局限性。而开发在一定时间内能够降解的可生物降解纤维将是解决该问题的一种答案。
新纤维素纤维
今后将会出现新型再生纤维素纤维。它们将以阔叶树、竹子和建筑材料碎片为原料，并充分利用生物技术。
生物纤维
通过将蜘蛛丝成功地溶解，Wyoming大学已经克隆出蜘蛛丝的基因。蜘蛛丝具有化学纤维不可比拟的良好性能。将蜘蛛丝基因转移到蚕体内，蚕将不再生产蚕丝，而使生产蜘蛛丝变为现实。蜘蛛丝极其结实，其断裂伸长率为35％。
具有传感和康复功能的纤维
人们将开发具有传感功能的温湿度调节材料、康复用神经刺激材料和肌肉力量支持类服装。今后还将开发出具有传感功能的睡衣，用来检测温度和相对湿度，以防止那些丧失温、湿度感觉的老年人受到类似“低温烧伤”的伤害。另外，今后的开发项目还包括一种用于患者康复的纤维，它作为一种护理保健材料能刺激神经，还能以紧身连裤袜的形式支撑肌肉力量不足的患者。
具有综合功能的阻燃纤维
今后将开发在保持服装一般性能的前提下，具有阻燃性能、非热熔和能够避免烧伤的纤维。现有阻燃纤维的阻燃性能已经达到令人满意的水平，但是，其它普通功能尚未达到相应的水平。以儿童和老年人的阻燃睡衣为例，还需开发具有良好手感、柔软性和吸湿性等综合功能的阻燃材料。
新型节能环保材料
色素处理新技术：包膜钛白
钛白学名二氧化钛，是一种最佳的白色颜料，因其高度的化学稳
定性和优异的颜料性能，被广泛地应用于陶瓷、塑料、药物、化妆品、涂料及橡胶产业等国民经济的各个领域。我国有世界上第一大的制造钛白原料的钛体矿储量，但目前国内大多采用湿化法生产钛白，由于生产工艺中使用大量污染严重的硫酸磺，所以很难打入国际市场。
区别于目前国内使用的湿化法，干化法生产钛白的最大优点是无污染，不使用硫酸磺，投入的原料即等于产出成品，不存在废水和废
弃物的排放问题。
高密度复合材料
新型高密度复合材料，其主要工艺原理是以稻草、麦秸、棉花杆、玉米杆、
甘蔗渣、竹屑、芦苇杆、木屑等农业废弃物作原料，以聚乙烯、聚丙烯及其废弃物，如汽水瓶、可乐瓶、矿泉水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市废弃物（白色垃圾）等作粘合材料，并加入一定量的添加剂
等，在一定工艺条件下合成。这一最新成果被联合国工业发展组织（UNIDO）誉为“21世纪新材料”。
它的特点是不使用木材，可以保护生态环境，缓解了实行天然林保护后木材缺乏的问题；利用废弃物，使得物尽其用，节约能源，保护环境；无毒无害，没有尿素和甲醛的成份，不会对人体产生危害；产品密度高，强度好，木材、刨花板、中密度板等均易受到厌氧菌、霉菌、甲虫、白蚁、蛀虫等生物的侵害和海水的腐蚀，而该工艺生产
的板、型材均不受以上生物的侵害，吸水率低，不受海水的腐蚀；属
于无三废工艺，可多次回收废料并反复利用，节约并降低成本；产品
有很强的可塑性，可根据用户需要，替换不同的模具或模板，直接生
产出各种各样的板材和型材，有极大的市场价值；防火性能好，有良
好的阻燃性能。
高密度复合材料技术的实现不仅解决了农业废弃物和城市废弃物
的污染排放问题，还节省了有限的林业资源，必将对我国的21世纪的
环保产业产生巨大影响。
导电塑料
材料新秀--导电塑料
导电塑料一般分为结构型和复合型两大类。结构型材料合成工艺较复杂，成本较高，目前价格相当昂贵，是一种真正意义的导电塑料，研发一旦突破技术瓶颈，将给我们的生活带来无法想象的影响。
复合型是由导电性物质与高分子材料复合而成。该类别成本稍低，可以满足各种成型要求，是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。
结构型导电塑料
复合型导电塑料
复合型是由导电性物质与高分子材料复合而成。该类别成本稍低，可以满足各种成型要求，是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。复合型导电塑料根据导电填料的不同可分为：抗静电剂系、晶须系、金属系(各种金属粉末、纤维、片等)、碳系(炭黑、石墨等)，可以根据制品电阻值的不同要求进行调节生产。
抗静电剂填充型
抗静电剂填充型产品的优点是制品着色不受限制，其中低分子型抗静电剂对产品性能影响不大，其表面电阻率为1010-1013Ω。但低分子抗静电剂填充型产品的电性能会随着时间的推移而逐渐丧失。
碳系填充型
这一系列的填充物主要是导电炭黑、石墨和碳纤维，制成品的体积电阻率为102-109Ω.cm。其中炭黑填充是主流，炭黑填充型导电聚合物之所以被广泛采用，其一是因为导电炭黑价格较为低廉；其二是因为炭黑能根据不同的导电性需求有较大的选择余地，它的制成品的电阻值可在102-109Ω之间的宽广范围内变化；其三是导电性持久、稳定；因此是理想的抗静电材料。但是它的制成品仅限于黑色，并对材料性能影响较大，需要配套改性技术。
晶须填充型
自1948年美国贝尔电话公司的科学家首次发现晶须以来，迄今为止材料学家们研究开发出了上百种晶须，有金属、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物以及无机盐等类晶须。在这众多种类的晶须中，氧化锌晶须（ZnOw）以其独特的立体四针状结构而倍受注目。ZnOw由于其具有独特的立体四针状结构，在体系中形成导通网络所需的临界添加量远小于球形或片状粉末。采用平衡气量法制备ZnOw，使铝离子嵌入单晶氧化锌晶格且替代其中部分Zn原子点阵，形成N型半导体，使之具有永久导电性。
目前技术化比较成熟的另一种导电晶须是导电性钛酸钾晶须，这种经过表面处理的钛酸钾晶须纤维，平均直径在0.3－0.7μm，平均长度在10－20μm。它具有稳定的电阻值，因此由导电性钛酸钾晶须填充而成的塑料制品导电性能极其稳定。钛酸钾晶须属于陶瓷晶须纤维，因此在高热环境下也具有极好的稳定性，这种特性克服了导电炭黑、石墨和碳纤维不耐高温的特点，因此特别适合在工程塑料中填充，在高温高压等恶劣环境条件下使用。
金属填充型
电磁屏蔽塑料多以各种工程塑料为基材，使用的金属填料主要是不锈钢纤维，也有的使用黄铜短纤维、铝片、镍纤维等。制成品的体积电阻为10-1000Ω.cm，电磁波屏蔽效果为30-60分贝。碳纤维、特种导电炭黑虽然不是金属填料，但其制成品也可在电磁波屏蔽场合应用。当一些制品在比较苛刻的使用环境中要求具有强度高、体积轻、壁薄、注射成型易流动等特点时，就要采用碳纤维填充的材料，目前市售的高档笔记本电脑、手机壳体材料即是采用碳纤维填充的PC／ABS合金。
黄铜短纤维填充的复合体系具有优异的电磁波屏蔽效果，却难以满足实用化提出的阻燃、低比重、良好的制品外观等要求；镍及镀镍石墨纤维虽也具有优异的电性能，但由于价格昂贵而限制了其使用性；碳纤维、特种导电炭黑填充的复合体系屏蔽效果较差，适用性受到限制；不锈钢纤维的直径一般为6―10μm，填加10％左右即可满足实际应用中要求的电性能，由于填加量少，因此对复合体系的物理机械性能影响较小，是理想的电磁屏蔽塑料填充材料。(共9张PPT)
新型材料
玻璃钢格栅
玻璃钢格栅通过玻璃纤维交错编织，树脂浇注整体模压而成，制作的带有许多规则分布的矩形、方形空格的玻璃钢格栅板材，具有双向同性的力学特征。可广泛应用于石油、化工电子、电力、纸业、印染、电镀、海洋勘探、污水处理等行业的工作平台、设备平台、钻井平台、走道等，是腐蚀环境中的理想产品，同时也适用于民用建筑设施上。
性能特点：
1、耐腐蚀：
具有非常优越的耐酸、耐碱、耐有机溶剂及盐类等诸多气、液介质的腐蚀性能，在防腐领域具有无法比拟的优越性。根据实际使用场合要求，可经济地选择使用邻苯型、间苯型、乙烯基型树脂做基体材料。
2、轻质、高强、且便于切割、安装。
由于是经树脂和玻璃纤维复合而成，其密度较小不大于2千克每立方分米，仅为钢材的1/4，铝材的2/3。其强度为硬质聚氯乙烯的10倍，绝对强度超过铝材和普通钢的水平。其自重轻，可以大大的减少基础支撑，从而减少了工程的材料成本。其切割安装简便，无需动火及大型起吊设备，仅需少量人工及电动工具，使得安装成本也大为降低。
玻璃钢格栅的详细介绍
3、耐老化：
使用寿命在50年以上。
4、阻燃：
普通阻燃型格栅火焰传播速率（ASTM
E-84）不超过25；高级阻燃乙烯基格栅的火焰传播速率不超过10。氧指数不小于28（GB
8924）。
5、安全性：具有优良的电绝缘性，10KV电压下无击穿；无电磁性，可用在对磁性敏感的设备上；玻璃钢格栅特殊的结构还具有防滑、抗疲劳等特性。
6、内外均一的颜色
并且色彩可任意选择。能根据客户的要求定制颜色，改善生产场所的环境。
7、具有较好的综合经济效益。
8、可设计性强
尺寸灵活多样，尺寸稳定。
玻璃钢格栅的用途
由于玻璃钢格栅的多种良好特性，使它有着很广泛的用途，涉及到生活的各个领域。
一，水处理：检修走道、阴沟盖板、大容器、清洗器、拦污栅、流水槽、生化水处理池挂具、通风窗、楼梯、冷却塔操作台铺面化工厂；
二，
楼梯蹋板、操作平台、护栏、双层地坪、盖板、滤栅石油工业；海上石油平台纺织厂；
三，代替金属格栅、木质平台并覆盖水泥地、漂染缸旁、地板、本阀门附近等发电厂；
四，
化学水车间盖板、废水池等金属表面处理；
五，
酸洗液场所、机器周围替代木质地板、高腐蚀性容器周围、电镀线走道、双层地面海洋食品加工厂；
六，滑腻表面等恶劣环境、船舶上运输业；
七，
平台、船舶甲板、走道、军用扫雷艇、楼梯蹋板饮料业；
八，
楼梯蹋板、替代昂贵不锈钢、有负载地坪纸浆及加工厂；
九，
楼梯蹋板及楼板、地坪走道、湿度大的地方电子业；盖板、酸洗车间、防静电格栅及高洁净度车间肉类加工厂；
十，易腐蚀地面、楼梯、滑腻地板工作台及楼梯蹋板其他：耐腐蚀货架、装饰、广场喷泉、脚手架、民用建筑设施、养殖业围栏及双层地板等。
玻璃钢格栅的样图以及一些应用
长沙经开区城南污水处理厂玻璃钢格栅春节前通过业主验收，本工程采用50
50
50玻璃钢格栅，总用量约400平方米，本公司通过优质的产品及完美的服务，合理的价格得到了业主、监理及施工各单位的一致好评。
玻璃钢格栅样图
玻璃钢格栅盖板
玻璃钢格栅楼梯踏板
玻璃钢格栅用途----阻火
玻璃钢格栅的生产工艺
提高生
产效
率
、
降低成本
(
制造费用
、
管理
费用
、
销售
费用
)
，
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少不必
要的
中间环节
，
计件
、成本
、
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量管理的
引入
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效率为
2
h
5
5
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，
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司
的生产工艺
：
模
具
准备
、
树脂
混合
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(
1
5
mi
n
)
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缠绕
(
2
5
mi
n
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一
固化
(
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—
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／
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)
一
脱
模
(
1
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mi
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一表
面处
理
修补
(
2
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n
)
一检查
(
1
0
mi
n
)
-
-
-
~
-
入库
。我
国格栅制造
厂家所花
费的时
间是其
1
．
5倍
以上
。选
择优
质原辅材料
，
改进生
产工艺
是提高
产品生产效率
的必
由之路
。生产设
备
、
配方
、
缠绕工
艺
、
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的改进
，
施压装置
的机械化
。采用铜
管进行纤维
缠绕是
较理想
的
，
目前
我
国还
有部分
厂家
采用手
工纤维
缠绕
，
此法
效率低
。
在格栅
固化体
系方面
对格栅厂
家的科技
人员来说
有许多
工
作要做
，
采用不同
固化体
系对格栅性
能
、
生
产效率及产生
的缺陷影
响的研
究
。此外
格栅一般
作为间歇式生产工艺，
若采用连续式生产工艺，
可大大降能节耗
。
小结
对我国格栅行业而言
，亟待解决的问题
：
(
1
)该材料测试专用设备
、方法的建立与完善
，进行材料基础结构的研究
。
(
2
)该行业的废料回收、利用
，亦是中国玻璃钢界需要攻关的一个重要课题
。
(
3
)该行业标准
、规范的规定
，以推动国内外市场的健康蓬勃发展
。
(
4
)新的市场
、新产品及其领域
的开拓
。
(
5
)同行业间横向、纵向联系的加强与联合
，避免
盲目发展与不正当竞争
。(共33张PPT)
材料的发展
石器时代
青铜器时代
铁
器
时
代
铁耙(两汉时期 西汉农具)
现代
信息时代
材料-----人类文明的基石
时代进步的重要标志
科学技术和社会进步的物
质基础
材
料
金属材料
无机非金属材料
无机
材料
合成材料
复合材料
材料的分类：
一、无机材料
1.金属材料
金属材料包括纯金属与合金
新型金属材料：
铝钛合金：耐腐蚀、质轻、高强度、高韧性，主要用于飞机制造工业；
硬铝常用于制造飞机的外壳
高压锅是用铝合金制造的
铝合金赛车
铝合金门窗
形状记忆合金
全程Ti-Ni记忆合金花
●镍-钛合金（又称NT合金）具有记忆功能。
●能引起记忆合金形状改变的条件是温度。
4、金属材料的优点及缺点：
强度大，但不耐腐蚀
储氢合金
主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金
重要应用
利用储氢合金制造镍氢电池
铁器时代
石器时代
青铜器时代
交流与讨论
通过人类社会利用金属材料的顺序的分析，你觉得与哪些因素有关？
答案：
（1）与金属活动性顺序有关，Cu、Fe、Al的金属活动性依次增强，活动性弱的金属先利用
（2）与冶炼金属工艺的难易程度有关
化学与生活
在使用金属材料时，人们需要防止金属材料腐蚀、延长金属材料的使用寿命。请你结合已经学过的知识和已有的生活经验，与同学们讨论防止金属材料腐蚀的措施，并指出在使用金属材料时应该注意那些问题。
一、无机材料
2.无机非金属材料
主要包括：陶瓷、玻璃、水泥等
古代的陶瓷
——
瓷器
清光绪
青花云纹瓶
唐
骆驼载乐俑
北宋
白釉刻花梅瓶
某些新型陶瓷具有生物特性
据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日前发表的一份材料说，该国科研人员经过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
玻璃
污染变色玻璃
美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染检测材料和标示材料将具有广泛的用途。
拓展视野：
二、合成材料
聚乙烯
保鲜膜
吹塑成型的聚乙烯薄膜
塑料给我们的生活带来很多好处，也带来了一些问题:
塑料的广泛应用，给我们的生活带来了怎样的影响？
（从正反两面进行回答）
交流与讨论：
1、塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”（废弃塑料的增加，带来的环境污染）
解决“白色污染”问题：
1．尽可能的减少使用塑料制品；
2．回收废旧塑料；
3．研制和推广可降解塑料
2、交流与讨论：如何解决白色污染
可降解塑料不会造成污染的原因
可降解塑料是在较短的时间内,在自然条件下能够自行降解的塑料。
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。
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。
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。
多识一点
活动与探究：点燃聚乙烯及聚氯乙烯课本P102
实验样品
实
验
现
象
燃烧情况
是否有黑烟
是否有气味
聚乙烯
聚氯乙烯
易燃
少量黑烟
无刺鼻气味
不易燃烧
大量黑烟
产生刺鼻气味
解释与结论
：
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
