课件26张PPT。丰富多彩的生活材料第二单元
功能各异的无机非金属材料生活中的硅酸盐材料
光导纤维和新型陶瓷材料生活中的硅酸盐材料
硅酸盐材料
三、水泥二、玻璃一、陶瓷复习:1.陶瓷的主要原料、成分
2.制玻璃的主要原料黏土、硅酸盐玻璃Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 纯碱、石灰石和石英玻璃熔炉复杂的物理化学变化,主要反应玻璃态物质,没有固定的熔点普通玻璃的性质特性是
A、是一种纯净物,有固定的熔点
B、是一种坚硬物质,在一定范围内不能熔化
C、是一种晶体
D、不是晶体,是玻璃态物质,没有固定的熔点
答案: D第二单元 功能各异的无机非金属材料第二单元 功能各异的无机非金属材料生活中的硅酸盐材料1949—1998年我国水泥产量示意图6
4
2
0产量/亿吨1949 1979 1985 1998 时间/年0.00660.65421.463、硅酸盐水泥(1)、生产原料:
石灰石,黏土,(石膏)
(2)主要成分
硅酸三钙 3CaO·SiO2
硅酸二钙 2CaO·SiO2
铝酸三钙 3CaO·Al2O3(3)生产原理及过程 :
A、原理:发生复杂的物理化学反应
B、生产过程:
石灰石、黏土 →粉碎,调和→ 高温煅烧
→ 磨碎 →水泥
↑
石膏(调节水泥的硬化速度)P97检索咨询 炼钢厂排出的炉渣主要含有哪些成分?为什么在炼钢厂附近常建有水泥厂?请从资源充分利用的角度谈谈这样布局的好处。 炼钢厂排出的炉渣含有多种化学成分,其中以氧化钙、二氧化硅、硅酸钙为主,氧化钙含量一般都在50%以上。这些都可用作水泥的生产原料,生产矿渣硅酸盐水泥,同时还可以利用产生的粉煤灰生产粉煤灰水泥。因此,为了提高原料的利用率,实现绿色工业的目标,创造更多的效益,通常可在炼钢厂周围建水泥厂以便合理利用炼钢炉渣。(4)水泥的特殊性质:水硬性(水泥不宜久放,易受潮结块)
(5)硅酸盐水泥的种类
白水泥、快干水泥、彩色水泥
(6)水泥的强度等级
(42.5、52.5、62.5)
等级越高,水泥的性能越好P98生活向导 水泥不易久存几个概念:
水泥砂浆
混凝土
钢筋混凝土 ——水泥、沙子和水的混合物——水泥、沙子、碎石和水的混合物——水泥、沙子、碎石和水按一定比例混合,以钢筋作结构,硬化后形成结构坚固的钢筋混凝土。(7)钢筋混凝土3、硅酸盐水泥粘土,石灰石(适量石膏)水泥回转窑高温复杂的物理、化学变化硅酸三钙:3CaO·SiO2
硅酸二钙:2CaO·SiO2
铝酸三钙:3CaO·Al2O3水硬性建筑、修路[练习与实践]1、下列各物质的主要成分都为硅酸盐的是
A、石英玻璃 B、普通玻璃
C、陶、瓷器 D、地壳和半导体
答案 B、C2、石灰石在自然界中储量丰富,是许多工业的重要原料,但制取下列物质不需要石灰石的是
A、制玻璃 B、制陶瓷
C、制水泥 D、制漂白精
答案: B二、光导纤维和新型陶瓷材料1.光导纤维主要成份:二氧化硅光纤光缆与普通电缆的比较光导纤维原理示意图(1)制取:
1300℃
SiCl4(g)+O2(g)=SiO2(s)+2Cl2(g)(2)性能及用途
性能:通信的容量大,传输的速度快,性能好,抗电磁干扰、保密性强。
用途:光纤通信、传输激光、制造传感器等。可节约金属,生产1Km长的光缆只需要几克超纯石英玻璃,可节约铜1.1t.2.新型陶瓷结构陶瓷(工程陶瓷)功能陶瓷结构陶瓷制品生物陶瓷制品氮化硅陶瓷A、结构陶瓷(工程陶瓷)2、新型陶瓷材料具有机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷,如纳米陶瓷。陶瓷发动机 以氮化硅为材料的陶瓷发动机,发动机的工作温度能稳定在1300度左右,由于燃料充分燃烧而又不需要水冷却,使热效率大幅度提高。这种陶瓷发动机能够节约20%至30%燃料,具有重量轻、无需润滑和冷却等优点!
此外,还有氧化铝、碳化硅和二氧化锆等高温结构陶瓷。
高温结构陶瓷透明陶瓷透明陶瓷和纳米陶瓷
一般陶瓷因为内部有杂质和气孔而不透明。用高纯度的原料可获得透明陶瓷。这些透明陶瓷不仅光学性能优异,而且耐高温,熔点一般都在
2 000℃以上。透明陶瓷的透明度、强度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶瓷制造高压钠灯,发光效率比高压汞灯高一倍,使用寿命可达2万小时。 人们把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级,便得到了纳米陶瓷。纳米陶瓷成功地解决了陶瓷易碎的问题。纳米陶瓷还具有延展性,如室温下合成的Ti02
陶瓷可以弯曲,塑性、韧性好。纳米氧化锆陶瓷颗粒B、功能陶瓷性能:具有电、光、磁、化学和生物的功能,且有相互转换功能的陶瓷.如生物陶瓷具有良好的生物兼容性,对肌体无免疫排异反应,无溶血、凝血反应,对人体无害,
用途:可用于人体器官和组织的修复和再造。1、氮化硅陶瓷是一种高温陶瓷材料,它的硬度、熔点高、化学性质稳定。工业上用高纯硅与纯氮在1300℃下反应获得。
(1).画出N原子的原子示意图________,
写出氮化硅的化学式 ___________.
(2).氮化硅陶瓷抗腐蚀能力很强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,请写出氮化硅陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式___
__.
[练习与实践]Si3N4Si3N4+12HF = 3SiF4↑+4NH3 ↑(3)用四氯化硅和氮气在氢气气氛的保护下,加强热发生反应可获得高纯度的氮化硅,写出化学方程式_______________.
3SiCl4+2N2+6H2 = Si3N4+12HCl水泥回转窑课件59张PPT。 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术;没有光导纤维就不会有现代通讯;没有合成材料,今天的生活还会这么丰富多彩吗?学习目标:
1.了解常见金属制品的金属材料,认识金属 材料在生产生活中的广泛应用。
2.知道铝及其化合物的性质。
3.了解常见合金的组成,知道生铁和钢等重 要合金的性能,了解形状记忆合金在高科 技领域中的重要应用。
4.知道金属腐蚀的危害,认识防止金属腐蚀 的重要性。
5.知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。地壳中元素含量示意图金属之最铝钙铁银钨汞各种金属制品一、金属的性质及其应用思考与讨论:1.用手拿着金属片的一端,在酒精灯上方烘烤它的另一端,手有什么感觉?2.电线是用一层绝缘体包裹着金属,说明金属具有什么性质?3.常温下,是否所有金属都是固体?
金属具有导热性
金属具有导电性
常温下汞(即水银)是液态
4.金属可以抽成丝或压成薄片,说明金属具有什么性质?
金属具有延展性
1.金属的通性有金属光泽、易导电导热、有延展性。2.常见金属性质比较银铜金铝锌铁铅10099746127177.9(优)(良)金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 (大)(小)钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (高)(低)铬 铁 银 铜 金 铝 铅9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 (大)(小)根据你的生活经验和表中提供的信息,并查阅有关资料分析下列问题。1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?2、银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能出现什么情况?4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?3.铝及其化合物的性质结论:铝有很强的还原性。AlAl3+失去3e-1.铝是一种活泼金属,为什么可用它制作铝锅? 我们在使用铝制炊具时应注意什么问题?答:铝具有一定的抗腐蚀能力,这是因为表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜,阻止了铝与氧气进一步反应。此外,可采用电解的方法,使铝表面形成较厚且致密的保护膜,增强铝制品的抗腐蚀能力。2.为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸?答:铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,表面生成了一层致密的氧化膜,阻了反应的进一步进行。实验1:取一片铝箔,一端固定在玻璃棒上,另一端裹一根火柴,点燃火柴,待火柴燃尽时,立即把铝箔插入盛有氧气的集气瓶中(集气瓶底部注入一些水或用细沙盖住),观察现象。实验现象:在氧气中燃烧,铝箔剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生了白色固体动画演示实验2:向一只小烧杯里加入20mL 0.5mol·L-1 CuSO4溶液,把一根铝丝浸入溶液,1~ 2min后观察铝丝表面的现象。实验现象:铝丝表面生成了红色
的固体实验结论:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu实验3:取1支试管,加入10 mL 2 mol·L-1 CH3COOH溶液。将1块铝片浸入CH3COOH溶液几分钟,观察并记录铝片表面的现象。实验现象:铝片的表面生成了许多无色的 气泡并逸出醋酸溶液。实验结论:6CH3COOH+2Al=2Al3++3H2↑+6CH3COO-实验4:将表面用砂纸擦干净的铝条浸入5mL 6mol·L-1NaOH溶液,观察实验现象。实验现象:铝片表面生成了很多无色气泡并逸出氢氧化钠溶液。实验结论:2NaOH+2H2O+2Al=2NaAlO2+3H2↑动画演示归纳与总结:铝的化学性质(1)与非金属反应: 4Al + 3O2 =2Al2O3(2)与酸反应①在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。
②在热的浓硫酸、浓硝酸,稀硝酸中反 应,但不产生氢气。
③与稀硫酸,盐酸反应产生氢气。
(3)与氧化物反应(铝热反应)(4)与碱反应课堂练习:
1.向一个铝制的易拉罐中充满CO2气体,然后往罐内注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,不多会儿听到罐内“卡卡”作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起来,试回答:
(1)易拉罐变瘪的原因是 ,反应的离子方程式是 。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是 ,反应的离子方程式是 。NaOH与CO2发生反应,消耗了CO22OH- + CO2 = CO32 -+ H2ONaOH与Al反应产生了H22OH- + 2Al+2H2O = 2AlO2 -+ 3H2↑2.下列物质中,不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜
C.钢铁 D.水银D二、常见合金的组成及应用概念:两种或两种以上金属(或非金属)相 互熔合而成的具有金属特性的物质。特性:
①合金的熔点低于其各组成金属熔点低。
②合金的硬度和强度高于其组成金属。K金:商店里出售的金首饰,上面都标有K数。K数是表示金的纯度指标,K数越高,表示含金量越高,价格也越高。24K表示含金量达99.5%以上,,这种金很软,强度也较差;18K金表示含金量在75%左右,这种金比纯金的硬度和强度大;有些金笔尖是14K金(含金58.3%),硬度就更大一些,也更耐磨。合
金表3-3 生活中常见的合金黄铜材质的铜号铝合金窗框熔断器 铁合金在生活中应用十分广泛,各种铁合金都有自己的特性。请查阅资料,讨论不同铁合金的应用。生铁:含碳2%~4%
钢 :含碳0.3%~2%
锰钢:含锰,具有很强的耐磨性和韧性,可用于
制造拖拉机履带和汽车车轴等。
钨钢:含钨,耐高温,硬度大,可用于制作切削
金属的刀具。
镍钢:含镍
硅钢:含硅1、铁合金2、铜合金黄铜: Cu —Zn (含Zn 20% ~36%)青铜: Cu —Sn (含Sn 10% ~30%)战国初期的曾侯乙编钟 (青铜器)3、铝合金 铝合金:向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属等。如硬铝: Cu 4%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%性能:密度小、强度大、抗腐蚀带翼的金属 ——硬铝 铝和航空事业紧紧地连在一起,因此,有些国家把铝誉为“带翼的金属”,即能飞的意思。
广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。4、新型合金形状记忆合金:合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。钛镍合金 形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示,原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝(a)经拉直后(b),只要放入盛有热水的烧杯中,合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状(c)。(a) 原始形状 (b) 拉 直 (c) 加热后恢复永不忘本的金属形状记忆合金不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百,即恢复到和原来一模一样的形状,更可贵之处在于这种“记忆”本领即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。因此,形状记忆合金享有“永不忘本”、“百折不挠”等美誉,被比作一个人应具有的永不变节、坚贞不屈的精神和气节。 名副其实的大力士形状记忆合金(a)能撑起自重100倍以上的重量,马达(b)的驱动力可达自重的50倍,而蚂蚁(c)和人(d)则分别是20倍和2倍。 (a)记忆合金(b)马 达 (c)蚂 蚁 (d) 人 实现月、地之间的信息沟通 1969年7月20日,乘坐“阿波罗-11号”登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下的第一个人类的脚印,谛听着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的声音:“ 对我个人来说,这只是迈出的一小步;但对全人类来说,这是跨了一大步 ”。阿姆斯特朗当时的图像和声音就是通过形状记忆合金制成的天线从月球传输回地面的。 ?月球上使用的形状记忆合金天线 (a)原始形状(b)折成球形装入登月舱(c)太阳能加热后 科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图(a)所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 发射之前,首先将抛物面天线折叠成一个小球,如图 ( b )所示,这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月球上成功着陆后,只需利用太阳的辐射能对小球加温,折叠成球形的天线因具有形状 “ 记忆 ” 功能便会自然展开,恢复到原始的抛物面形状,如图 ( c )所示 。
在医学上的应用 形状记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用,正扮演着不可替代的重要角色。例如,各类人体腔内支架、心脏修补器、血栓过滤器、口腔正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、栓塞器、节育环、医用介入导丝和手术缝合线等等,都可以用形状记忆合金制成。 医用腔内支架的应用原理示意 (a)预压缩 (b)受热扩张后 (c)植入腔道内效果 作为一类新兴的功能材料,形状记忆合金的很多新用途正不断被开发。记忆合金还可以制成任意变形的眼镜架,如果不小心被碰弯曲了,只要将其放在热水中加热,就可以恢复原状。不久的将来,汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了,只要用电吹风加加温就可恢复原状,既省钱又省力,实在方便。
其它领域的应用生活中常见的合金图片欣赏黄铜青铜生活中常见的合金图片欣赏白铜生活中常见的合金图片欣赏坚铝生活中常见的合金图片欣赏镁铝合金生活中常见的合金图片欣赏武德合金生活中常见的合金图片欣赏焊锡生活中常见的合金图片欣赏三、金属的腐蚀与防护1、定义:金属的腐蚀(corrosion)是指金属或合金与周围的物质接触,发生化学反应被侵蚀损耗的过程,在金属腐蚀过程中金属失去电子被氧化。MMn+失去n个电子 铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么?为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈? 铁器件不仅容易受到环境中化学物质(如酸雾)的侵蚀而发生化学腐蚀,在潮湿的空气中还能发生电化学腐蚀。在潮湿的空气里,铁器件表面吸附了一层水膜。水膜中溶解有氧和少量盐类等,形成一薄层电解质溶液,与铁器件中的铁和碳构成了许多微小的原电池,发生原电池反应,从而加快了铁器件腐蚀的速率。2、分类:化学腐蚀(chemical corrosion)电化学腐蚀(electrochemical corrosion) 金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀,如铁被氯气、氧气氧化而腐蚀。由于钢铁中含有少量的碳等杂质,在潮湿的空气中,钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜。金属接触电解质溶液后,较活泼的金属铁被氧化而腐蚀(Fe失去电子形成Fe2+),溶液中的氢离子或水和氧气则在碳(或金属活动性比铁弱的金属)上得到电子被还原(H+得到电子生成H2),金属在这种情况下发生的腐蚀称为电化学腐蚀。①析氢腐蚀负:Fe-2e-=Fe2+正:2H++2e-=H2↑②吸氧腐蚀负:Fe-2e-=Fe2+正:O2+4e-+2H2O=4OH- 金属腐蚀给生产生活带来很多不便,造成了巨大的经济损失。据报道,全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 000亿美元,是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%~30%。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如,重金属制成的材料被腐蚀后,重金属离子就会进入到水体、土壤中,引起重金属污染。因此,采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。 结合下列问题,通过调查和讨论了解生活中使用的铁器和其他金属制品采用了哪些防止腐蚀的方法,查阅资料分析这些防腐方法的原理。
1.铁质自来水管为什么要镀锌?
2.自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上去的?
3.汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用?
4.有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽,这是经过“烤蓝”处理形成的。你知道什么是“烤蓝”吗?为什么刀片要经过“烤蓝”处理?
5.暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林,为什么?
6.用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?3、金属的防护(1)覆盖保护层;(2)改变金属内部结构;(3)钢铁表面镶嵌活泼金属,
如锌;(4)钢铁连接电源负极。 有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡铁皮)制成的;屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮(镀锌铁皮)制成的。当“马口铁”铁罐被腐蚀时,锈斑呈点状分布,锈孔容易穿透铁罐;而白铁皮水槽被腐蚀时,锈斑容易在面上扩展开来,镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗?牺牲阳极的阴极保护
在被保护的金属器件上附着一种更易失去电子的金属或合金的方法,称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。 “烤蓝”,又称“发蓝”,也是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜,增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。常用的一种发蓝液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片,在发蓝液中煮沸一段时间后取出,用水洗净,就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽。表3-4 金属防腐方法的比较合理选择防腐方法 防止金属腐蚀的方法很多,不同的方法,使用条件不同,防腐效果不同,费用也有差异。
选择防腐方法时,一般需要考虑以下几个问题:
1.金属制品的使用期限。如果是短期使用,不须采用昂贵的防腐方法。
2.金属制品的使用环境。不同的环境造成金属腐蚀的因素、金属发生腐蚀的速率不同,使用的防腐方法也不同。
3.对金属制品外观的要求。课件67张PPT。第三单元 高分子材料和复合材料 一、学习目标
5.理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与优化。
6.了解功能高分子材料的分类,列举功能高分子材料在生产生活各个层面、高新技术领域中的应用。
7.认识复合材料的结构,说出常见的复合材料及其应用。
8.体验化学科学的进步与材料科学发展的联系,从人类利用天然硅酸盐材料到开发、研制和利用新型材料的历史说明科学技术的发展,尤其是材料科学的发展与人们生活质量的关系。评价高分子材料的使用对环境质量的影响。本单元知识结构如下:了解:高分子化合物的分类天然高分子
合成高分子线型高分子
体型高分子热塑性高分子
热固性高分子塑料 纤维 橡胶 涂料 粘合剂
功能高分子材料……聚乙烯(PE)产品保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜无毒,化学稳定性好,适合做食品和药物的包装材料常见的塑料 化学稳定性好,耐酸碱腐蚀,使用温度不宜超过60℃,在低温下会变硬。
分为:软质塑料和硬质塑料聚氯乙烯(PVC)酚醛树脂聚丙烯有机玻璃 聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)尿醛塑料(电玉)聚四氟乙烯(PTFE)ABS塑料阅读课本101面中间两段,了解下列问题1、 塑料的主要成分是什么?(掌握) 2 、生产塑料的合成树脂有哪些?(了解) 3 、塑料有什么优点?(了解) 4 、塑料常见种类有哪些?(了解 )合成树脂聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等密度小、强度高、化学性质稳定、耐磨擦等通用塑料:聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等
特种塑料:氟塑料、聚乙烯醇、聚砜等
工程塑料:ABS塑料、聚碳酸酯等一、塑料5 、合成树脂的制取(掌握) 聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子(单体)互相结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。 1.有些塑料制品可以用热黏结法修补,有些可以用某种溶剂黏结,另一些则无法修补,你知道其中的原因吗? 热塑性塑料制品可以用加热的方法黏补,也可回收后重新软化加工。有些热塑性塑料可溶解于某些有机溶剂,如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可溶解于氯仿,聚苯乙烯可溶解于乙酸乙酯等有机溶剂。②热固型:塑料按受热的情况可分为:①热塑型:线型高分子,可反复加工,多次使用。
如聚乙烯 、聚氯乙烯体型高分子,成型后不再会熔化。
如酚醛树脂、尿醛树脂等塑料制品的修补与黏结
1.取一些聚乙烯塑料薄膜,尝试用热黏结法把它们黏结起来。通过实验探究黏结的最佳温度和操作方法。
2.取几小片有机玻璃,用注射器吸取氯仿作黏结剂(adhesive),制作有机玻璃小饰品。 2.日常生活中使用的塑料薄膜包装袋,有的可以用于食品包装,有的不可以,为什么? 制造塑料制品时,加入的某些添加剂对人体有害,使用时必须注意。例如,聚氯乙烯薄膜中含有的增塑剂对健康有不良影响,不能用来包装食品。聚乙烯塑料中不含对人体有害的添加剂,可制成食品保鲜袋或保鲜膜。 3.不粘锅的内壁涂敷了聚四氟乙烯,为什么用不粘锅进行烹调时食物不容易烧焦,也不会粘锅? 日常生活中使用的不粘锅的内壁涂敷有聚四氟乙烯(PTFE)。聚四氟乙烯是一种含氟塑料,它不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀,且在-269.3~250℃的温度范围内都可使用,因而被誉为“塑料王”。它广泛应用于制冷工业、化学工业、电器工业等。聚 四 氟 乙 烯塑料王 4.ABS塑料广泛用做装修材料、家用电器壳体、交通工具的零部件,你知道什么是ABS塑料吗?丙烯腈:CH2=CH-CN1,3-丁二烯:CH2=CH-CH=CH2苯乙烯: ABS塑料既保留了聚苯乙烯坚硬、透明、良好的加工性能和绝缘性等优点,又兼具聚丙烯腈高强度、耐热等特性,且具有聚丁二烯较好的弹性和耐冲击性,从而克服了聚苯乙烯性脆和不耐高温的缺点,是一种融合了三者优越性能的合成材料。
用ABS塑料制成的装修材料及其他各种用品美观轻巧,可与金属媲美。电视机、洗衣机等家用电器的壳体,通讯器材、汽车、飞机零部件及各种仪表的外壳等都是用ABS塑料制成的。图3-32
用ABS塑料制成洗衣机的外壳可溶解的医用塑料洗衣袋
某些医院采用可溶解的塑料袋装放病人用过的衣被。清洗时可以直接放进洗衣机,洗衣袋能很快溶解在水里,避免了衣被中的病菌对洗涤人员的感染。你知道这些可溶解的塑料袋是用什么制成的吗?
可溶解的塑料袋可用聚乙烯醇制成。聚乙烯醇是用聚乙酸乙烯酯通过水解反应制得的。在不同的生产条件下制得的聚乙烯醇水溶性有差异,可以在不同场合使用。例如,手术时使用的缝合线,可以根据需要选择溶解时间长短不同的聚乙烯醇制品。手术套服包装薄膜制品图3-33可溶性医用⑶塑料的分类:热塑性塑料成分为热塑性树脂。可以反复塑制,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热固性塑料通用塑料工程塑料成分为热固性树脂。加工成型后为不熔状态,如酚醛、氨基塑料等。通用性强、用途广、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,聚丙烯等。 机械性能好、强度高,可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。其他分类,分为通用、工程、耐高温和特种塑料四大类;或通用、工程和其他塑料三大类。纤维天然纤维化学纤维棉花
羊毛
木材
草类合成纤维:用石油、天然气等为原料制成的单体,再经聚合制成的纤维
人造纤维:用化学方法对木材等天然纤维加工制成。羊毛是纤维蛋白二、纤维“尼龙”的发明
1928年,美国杜邦公司的科学家希望合成一种和真丝与羊毛中的蛋白质链相似的高分子。他们没有使用氨基酸(蛋白质的合成原料),而是用胺和羧酸作原料。得到的聚酰胺高分子化合物可拉成细丝,这些细丝坚韧而且光滑,非常像蚕吐出的丝。“尼龙”就此诞生,并很快成为丝绸的替代品。优点:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。
缺点:吸水性和透气性不如天然纤维。
常见合成纤维:锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶。合成纤维(尼龙)表3—5常见的天然纤维、化学纤维的化学组成和主要性能 商场中各式各样纺织品的面料有的是天然纤维,有的是化学纤维。请了解这些纺织品的品种、性能和价格。合成纤维制品
防弹衣在20世纪60年代,尼龙是制作防弹衣的主要材料。后来发现,分子中含有苯环结构的另一种聚酰胺纤维凯夫拉(Kevlar)有助于加强衣料本身的张力(较尼龙强2.5倍)。当子弹击中由此种纤维制成的防弹衣时,就像坠入一个网中,其能量会向四周扩散,子弹便没有足够的能量冲破衣料伤害人体了。现在凯夫拉已取代尼龙作为制作防弹衣的主要材料。防弹衣涤纶织品 涤纶强度高、耐磨、耐光、耐蚀、防蛀、易洗快千、挺括,是优良的衣料,也大量用于制作轮胎帘子线、工业滤布、绳索等。
人造羊毛 腈纶柔软、轻盈、保暖,有“人造羊毛”之称。它比羊毛轻lO%,强度却大2倍多。腈纶防蛀、耐光、不发霉。它适合制作帐篷、炮衣、车篷、幕布、窗帘等户外织物。用它制成的毛线为人们所喜爱。
缝合线 乳酸纤维与其他有耐水性的化学纤维不同,它易水解成小分子——乳酸。乳酸纤维也可以作外科手术缝合线,在伤口愈合后无需拆线。因为,乳酸纤维在体内水解生成的乳酸能参与人体的正常代谢作用,被消化排出体外。橡 胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶聚硫橡胶
硅橡胶主要成分是聚异戊二烯丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶三、橡胶1,3-丁二烯的加聚反应:天然橡胶主要成分的结构:天然橡胶的单体为:异戊二烯聚异戊二烯 根据天然橡胶
的结构特点,说说它的性质可能有哪些不足?
如:橡胶遇到下列物质各发生什么反应?
A、溴水
B、酸性高锰酸钾
C、氯化氢 D、汽油
E、硝酸 F、氧气想一想? 天然橡胶(生胶)是线型高分子,物理与机械性能都比较差,在温度较高或受力较大时,容易发生形变,且形变后不能复原。为改进这种缺陷,人们采用增加橡胶分子之间交联的方法,使线型分子转变成为体型的网状分子。硫化橡胶既有弹性又不易变形,就是因为在长的线型分子间形成了二硫键。
未经硫化的生橡胶可溶解于甲苯等有机溶剂.硫化橡胶在有机溶剂中不溶解,只发生溶胀。生橡胶的甲苯溶液可用做橡胶制品的黏接剂。
一般橡胶制品只达到轻度交联,高分子链上还有双键。受氧气、臭氧、日光等作用时,容易老化,弹性下降,变硬开裂或变软发黏。例如,贮存或使用时问长了的汽车轮胎、自行车车胎会发生龟裂,乳胶手套会发黏或变硬脆裂。橡胶硫化后,其柔韧性和弹性都会增大。橡胶的硫化 在日常生活中,我们用到哪些合成橡胶制品?它们各自具有哪些优越的性能? 人们在长期的生产和科学实验中认识了天然橡胶的结构,受到启发,成功地合成了多种合成橡胶。通常使用的合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等,还有耐油的聚硫橡胶,耐严寒和高温的硅橡胶等特种橡胶。氯丁橡胶丁苯橡胶硅橡胶合成橡胶“2004海水淡化及利用技术国际研讨会”中国·天津高分子分离膜尿不湿 液晶显示器1.功能高分子材料:2.功能高分子材料的种类指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。这是具有特殊______功能的高分子材料制成的薄膜,它的特点是能让某些物质________通过,而把另外一些物质分离掉,应用于物质分离 。分离有选择地四、功能高分子材料(1)高分子分离膜:(2)医用高分子材料: 一些有关人工器官的图片
人造关节 人工心脏瓣膜 人造皮肤
人造心脏 人造肾脏 人造膝关节生物相容性排斥具有优异的_________,较少受到____,
可以满足人工器官对材料的苛刻要求。
如:人造心脏、人造关节、人造鼻等。(3)高吸水性材料: 高吸水性树脂可以用淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈等物质聚合得到。它自身不溶于水或有机溶剂,与水接触时能在短时间内吸收比自身质量大得多的水,同时具有良好的保水性能。高吸水性树脂不仅可以制作纸尿布,在农林业上用做保水剂,还可在石油化学工业上用做脱水剂。(4)导电性材料: (5)光敏性材料: (6)催化性材料: 触摸屏等电子仪器窗口材料是透明的导电薄膜,它是用具有导电功能的高分子材料制造的;有些计算机的键盘也使用导电橡胶。 不同的材料具有不同的性能。如普通金属材料强度大,但易腐蚀;普通陶瓷材料耐高温,但易碎裂;合成高分子材料强度大、密度小,但易老化。人们在实践中发现,由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的复合材料通常具有比原材料更优越的性能。钢筋混凝土、建造简易车棚使用的石棉瓦、用于制造快艇的玻璃钢等都是复合材料。1.复合材料:指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为_____,另外材料做为________。具有_______________________________等优异性能,在综合性能上超过了单一材料。2.复合材料的性能:基体增强剂强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀五、复合材料 人们的日常生活越来越离不开复合材料。请你举出实例予以说明。 复合材料通常是由基体材料和分散于其中的增强材料组成的。钢筋混凝土中的混凝土是基体材料,分布于其中的钢筋是增强材料。石棉瓦用石棉作增强材料,水泥作基体材料。碳纤维也是一种增强材料,可以用树脂、金属铝或新型陶瓷作为基体材料,制成碳纤维增强塑料、碳纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷等复合材料。 玻璃钢也是一种复合材料。请查阅资料,了解它的组成,并说明各组成部分的作用。 玻璃钢(也称玻璃纤维增强塑料,国际公认的缩写符号为GFRP或FRP),是一种品种繁多,性能独特,用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺,制作而成的一种功能型的新型材料。玻璃钢材料具有重量轻,比强度高,耐腐蚀,电绝缘性能好,传热慢,热绝缘性好,耐瞬时超高温性能好,以及容易着色,能透过电磁波等特性。 复合材料-玻璃钢玻 璃 钢 游 艇玻璃钢冷却塔玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包括神州五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用 复合材料应用非常广泛,如民用建筑和航天工业都大量使用复合材料。家庭装修材料中的钙塑板具有质轻、消声、隔热、防潮等作用,是以高压聚乙烯、轻质碳酸钙和少量助剂为原料制成的。美国“挑战者”号航天飞机使用的防热陶瓷瓦是由氧化硅纤维、硼化硅纤维的增强陶瓷材料制成的。波音767飞机的机身和机翼大量使用了碳纤维复合材料。碳纤维增强材料的应用 以碳纤维作为增强材料,选择不同的基体材料可以制
得性能各异的碳纤维增强材料,如碳纤维增强塑料、碳纤
维增强金属材料、碳纤维增强陶瓷等。
碳纤维增强塑料可以根据使用温度的不同选择不同的树脂基体,如环氧树脂、聚酰亚胺。新一代的运动器材如羽毛球拍、网球拍、高尔夫球杆、滑雪板、撑杆、弓箭等都是采用碳纤维增强塑料制成的。
碳纤维增强铝具有耐高温、耐热疲劳、耐紫外线和耐潮湿等特性,是一种适用于航空、航天领域的结构材料。
碳纤维增强陶瓷可以增加陶瓷的韧性,这是解决陶瓷脆性问题的途径之一。由碳纤维增强陶瓷做成的高速喷气飞机的涡轮叶片,能承受1 400℃的高温和每分钟3万转的高转速。 碳纤维复合材料,它具有强度高、耐疲劳、重量轻等优点,主要以聚丙烯腈为原料,也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。复合材料—碳纤维复合材料—隐形飞机上的特殊材料有机高分子材料的发展趋势1.旧材料改进推广(新型导电塑料、电磁屏蔽材料)
2.研制新材料(高分子智能材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等)。
轻便赛车人造关节人工心脏瓣膜 一张柔软的纸,白中透出微黄,这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤,把水泡的水放出,用药清洗后,将“人造皮肤”敷贴在伤口上,很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起,成了真的皮肤。 人造皮肤人造心脏人造肾脏人造膝关节