鲁科版 高中化学必修二 第3章 第4节 塑料橡胶纤维（23张ppt）

(共23张PPT)
第四节
塑料 橡胶 纤维
1986年1月28日上午11时38分在美国佛罗里达，挑战者号在发射架上点火升空。但航天飞机在升空73秒后，空中突然传来一声闷响，只见挑战者号顷刻之间爆裂成一团桔红色火球，碎片拖着火焰和白烟四散飘飞，坠落到大西洋。挑战者号发生爆炸，全世界为之震惊。
7名宇航员在这次事故中罹难，包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。
挑战号发射升空
挑战号
挑战者升空后爆炸
发射
发射失败
七位航天英雄纪念碑
宇航员珍贵照片 合影
失事的直接原因是右部火箭发动机上的两个零件联接处的橡胶圈出现了问题，每一枚火箭助推器都要在填装数百万磅的固态助推燃料后再进行组装，联接处的钢圈看上去很结实，但点火后，每个部分由于受到巨大压力，都会像气球一样被‘吹’起来。这样，就需要在各部分的接合处采用松紧带来防止热气跑出火箭。这份工作由两条名为“○圈”的橡胶带完成，它们可以随着钢圈一起扩张，并能弥合缝隙。如果这两条橡胶带与钢圈脱离哪怕0．2秒，助推器的燃料就会发生泄露，固态火箭助推器就会爆炸。“挑战者”发射那天，天气非常寒冷。气温降低后，这些“○圈”就变得非常坚硬，伸缩就更加困难。坚硬的“○圈”伸缩的速度变慢，密封的效果就大打折扣。喷气燃料的热气从失效的橡胶圈那儿泄露，炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料，挑战者号发生爆炸。挑战者号为人类的航天事业做出了巨大贡献。在挑战者号十次的飞行任务中，共绕轨道飞行987次，太空停留时间累积69天。
橡胶的来源
森林中有一种高大的乔木，叫作“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。
橡胶的特性：
构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈卷曲状，而且有柔性，受外力时可伸直，但取消外力后又可恢复原状，因此橡胶是具有高弹性的高分子化合物。橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都要高，一般在105—106范围内。
橡胶的发展及分类
橡胶
天然橡胶
合成橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
合成天然橡胶
氯丁橡胶
乙丙橡胶
氟橡胶（耐热和耐酸碱）
硅橡胶（耐高温和耐严寒）
丁腈橡胶
合成橡胶于20世纪开始出现，40年代得到迅速发展。合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的 现在已发展了20多个大品种，
通用橡胶
特种橡胶
一些合成橡胶产品
硅橡胶
特种橡胶
也称特种合成橡胶。指具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。如耐300℃高温，耐强侵蚀，耐臭氧、光、天候、辐射和耐油的氟橡胶;耐-100℃低温和260℃高温，对温度依赖性小、具有低黏流活化能和生理惰性的硅橡胶;耐热、耐溶剂、耐油，电绝缘性好的丙烯酸酯橡胶。其他还有聚氨酯橡胶、聚醚橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、环氧丙烷橡胶、聚硫橡胶等，它们亦各具优异的独特性能，可以满足一般通用橡胶所不能胜任的特定要求，在国防、工业、尖端科学技术、医疗卫生等领域有着重要作用。
【科学视野】
天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：
根据天然橡胶的结构，说说它的性质可能有哪些不足？
如：橡胶遇到下列物质会发生什么反应？
A、Br2水 B、KMnO4(H+)
C、HCl D、汽油 E、HNO3
F、O2
有无办法对橡胶进行改性，使它克服这些缺点？
天然橡胶容易老化。实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？
【笔记】天然橡胶含有C=C，易加成反应和易被氧化(老化)。
强氧化剂、卤素、有机物溶剂都易腐蚀橡胶。如：
KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。
天然橡胶——线型
硫磺硫化剂
网状体型
橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大
比如小学生用的五颜六色的橡皮擦是一种硫化橡胶
现在使用的橡胶轮胎，包括大多数自行车轮胎，都是经过加硫磺、炭黑、纤维等一系列加工步骤后制成的。
顺丁橡胶：弹性高、耐磨、耐寒性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。
1，3-丁二烯为原料，在催化剂存在下，得到聚1，3-丁二烯的线型结构。
nCH2=CH-CH=CH2
催化剂
C=C
CH2
CH2
H
H n
1 2 3 4
1 4
2 3
分子链较柔软，具有较好的弹性，可以使橡胶既有弹性又有硬度
通用橡胶
如果服装面料是由一种纤维材料制成的，则用“纯X”或“100％X”来表示。如“纯棉”“纯毛”或“100％棉”“100％毛”；如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的，标签上应注明每种纤维种类的含量，如“涤纶20％棉80％”等。
服装标签
天然有机高分子材料棉花、麻、羊毛、蚕丝、天然橡胶等
合成有机高分子材料 用有机分子化合物制成的材料
纤维
【区别】纤维与纤维素一样吗
纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。
纤维分类
纤 维
天然纤维
用木材等为原
料经加工处理的。
人造纤维
化学纤维
粘胶纤维俗称人造丝
醋酸纤维俗称人造棉
阅读与交流
用天然气、石油化工产品、煤化工产品原料制成相应的有机小分子化合物，再经聚合反应制成合成纤维
合成纤维
棉花麻 、蚕丝 羊毛
聚丙烯腈纤维（腈纶）（又名人造羊毛）
聚丙烯纤维（丙纶）
聚氯乙烯纤维（氯纶）
聚酯纤维（涤纶）（又名的确良）
聚酰胺纤维（锦纶）（又名尼龙）
聚乙烯醇缩甲醛纤维（维尼纶）
阅读与交流
了解腈纶的性能并写出制造腈纶的化学方程式
世界上出现的第一种合成纤维是 20 世纪 30 年代美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙 66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺缩聚而成的。
2、合成纤维性能：
合成纤维工业创立于20世纪40年代，由于其性能优异，原料来源丰富，价格便宜，用途广泛，生产不受气候等自然条件的限制，使其得到了非常迅速的发展。
它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点。
衣物：
工业：隔音、隔热、绝缘、包装材料
渔业：渔网、缆绳；
医疗：输液管、缝合线、止血棉等；
航空：降落伞、飞行服、太空服等。
国防：防弹衣、炮衣
涤纶
尼龙
防弹衣材料
凯夫拉纤维，这是一种芳纶复合材料
腈纶
丙纶材料运动服
氯纶 礼仪手套
科学探究：几种纤维的性质实验
灼烧情况 受酸溶液的影响 受碱溶液的影响
纯棉
羊毛
尼龙布
烧后呈粉状，无异味
烧焦羽毛气味，灰烬为黑色小颗粒
接近火焰时迅速卷缩，趁热可拉成丝，烧后不易破碎
轻微
受腐蚀
几乎不变
几乎不变
轻微
部分溶解
锦纶
丙纶
维纶
氯纶
【思考】合成纤维和天然纤维比较有 什么优点和不足？合成纤维中的维纶(聚乙烯醇缩甲醛)俗称人造棉花，为什么吸湿性很好？
合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，做成的服装挺括不皱，但它的吸湿性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。
性能互补
维纶（聚乙烯醇缩甲醛）具有较好的吸湿性， 是因为在其分子链上含有羟基的缘故。