福建省永定县坎市中学2014届九年级化学第 九章第2节 新型材料的研制

（2）合成橡胶
人们常用 的合成橡胶有 丁苯橡胶，顺 丁橡胶和氯丁 橡胶等。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。
可 耐 两 千 度 高 温 的 透 明 橡 胶
天然橡胶：
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。
有机合成材料
（１）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。 你知道聚乙烯 和聚氯乙烯的区别 方法吗？
点燃后闻气味，有刺激性气味的为聚氯烯塑料。
棉花和羊毛的纤维都是天然纤维
藏羚羊
纤维皇后——绒之王
羊绒是一根根细而弯曲的纤维，其中含有很多的空气， 并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不 会减低。一只绒山羊每年产绒仅150-200克。 羊绒纤维比羊毛细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑， 重量轻、柔软、韧性好 天然纤维和人造纤维的区别？
钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨
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
形状记忆合金的发现
20世纪60年代初，美国马里兰州海军军械研究所的科学 家比勒，用镍钛合金丝做试验。这些合金丝弯弯曲曲，为了使 用方便，他把这些合金丝弄直了。但是，当他无意中把合金丝 靠近火的时候，奇迹发生了：已经弄直的合金丝居然完全恢复 了它们原来弯弯曲曲的形状。
制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英，
反应原理是碳酸钠、碳酸钙在高温下分别跟石英
反应生成硅酸盐（CaSiO3）。写出这两个反应的
化学方程式。
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
涂有隐形材料的飞机---F117
天然橡胶
天然材料 天然纤维：棉花、羊毛 有机 高分 子材 料 合成材料 合成橡胶: 轮胎 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等 合成材料优点：强度大、密度小； 缺点：不耐高温 聚乙烯塑料：食品袋 塑 料 聚氯乙烯塑料：服装袋、 农用薄膜、雨衣等
氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃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
机动车轮胎
玻 璃 钢
有机玻璃不属于无机非金属材料，而是合成材料；玻璃钢不属于金属材 料，而是复合材料。
用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷与人骨的生 物相容性非常好，可用于制造人工骨，人工关节
及人造假牙。已知PO4为-3价，关于羟基磷酸钙的
化学式正确的是（ C ）
A.Ca5(OH)2(PO4)3
C.Ca5(OH)(PO4)3
几种纤维的性质比较实验
性质 纤维 种类
棉花 （天然植物纤 维）
灼烧情况
受酸影响
受碱液影响
结论与解释
迅速燃烧，产 生黄色火焰， 有烧纸的气味， 固体剩余物松 脆 燃烧，并产生 烧焦羽毛的气 味，固体剩余 物松脆 燃烧时先卷曲、 融化，后燃烧， 冷却后固体剩 余物变硬
变脆
稍微膨胀， 植物纤维主要 是由纤维素组 变脆 成，在酸性或
无机非金属材料
陶瓷、水泥、玻璃等
• 古代的陶瓷 • 新型陶瓷材料 • 其他无机非金属材料
古代的陶瓷 —— 陶器
新石器时代马家窑文化 新石器时代半坡文化 螺旋纹彩陶双耳瓮 陶俑壶
新石器时代 彩陶人面纹钵
古代的陶瓷 —— 瓷器
唐 骆驼载乐俑
北宋 白釉刻花梅瓶
清光绪 青花云纹瓶
某些新型陶瓷能承受高温、强度高
形状记忆合金的特点
形状记忆合金材料是一种 新型的功能材料，其特点是在 一定的外力作用下可以改变其 形态(形状和体积)，但当温度 升高到某一定值时，它又可完 全恢复原来的形态。
全程Ti-Ni记忆合金花
在航空上的应用—— 月球上的“奇葩”
在室温下用形状记忆合金制 成抛物面天线，然后把它揉成直 径5厘米以下的小团，放入阿波罗 11号的舱内，在月面上经太阳光 的照射加热使它恢复到原来的抛 物面形状。这样就能用空间有限 的火箭舱运送体积庞大的天线了。
聚氯乙烯
塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”
危害：破坏土壤结构，污染地下水，危害海洋生物 如何在生活中减少“白色污染”的产生？
怎样减少白色污染？
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
回收废旧塑料的好处： 1、减少废弃塑料的数量，减少白色污染 2、节约石油资源
者碱性溶液中 容易水解为葡 萄糖
羊毛线 （天然动物纤 维） 尼龙线 （合成纤维）
几乎无变 化 几乎无变 化
变脆
动物纤维中含 有蛋白质，在 碱性溶液中容 易被分解。 合成纤维耐酸 碱溶液的腐蚀
几乎无变 化
ห้องสมุดไป่ตู้
复合材料
1．定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形 成的材料，具有更优异的综合性能。 2．主要几种复合材料 （1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非 金属材料）的复合材料； （2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合 成材料）的复合材料； （3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金 属材料）的复合材料； （4）碳纤维
（3）合成纤维
天然纤维：毛、丝、麻、棉
（蛋白质）
纤维 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等
化学纤维
人造纤维：人造棉、人造丝等
点燃，产生焦羽毛气味，不易结球的为羊毛线；无气 味，易结球的为合成纤维线。
合成纤维的 强度高、弹性好、 耐磨和耐化学腐 蚀，但它的吸水 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 来既舒适美观。
(3)奥运“祥云”火炬的主材选用铝合金，燃料是丙烷(C3H8)， 火炬手持的部分使用橡胶皮革漆，手感舒适，仿佛与另一只手 紧紧相握。请回答：燃料丙烷完全燃烧生成 ，不污 染环境；铝合金材质主要优点是 、_________ (答两条 即可)；橡胶皮革漆中的橡胶属 __材料。
质轻 、抗腐蚀(或强度较大、硬度较大等)；有机高分子
B.Ca4(OH)(PO4)3
D.Ca4(OH)3(PO4)2
根据化合物化合价代数和为零 5×2+1×（-1）+3×（-3）=0
练习：2008年北京奥运会的举办理念是“绿色奥运、科技奥运
、人文奥运”。 (1)下列符合绿色奥运理念的是 。 ①奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；②在奥运场地使用电动 汽车和新型清洁燃料汽车；③场馆附近的绿化采用微灌或滴灌 智能控制技术；④将奥运村的生活垃圾全部集中深埋 (2)北京奥运游泳中心“水立方”的外墙体采用新型塑料膜材 料 ETFE[ 它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化学式为 (C2 H2F2)n] ， 这种材料美观、耐用，可以使用15至20年。以下关于ETFE的说 法中正确的是 。 ①属于有机物； ②属于有机合成材料； ③易溶于水，能与空气中的氧气反应； ④化学性质在自然条件下稳定
展过程。
第2节 新型材料的研制
材料---人类文明的基石
我家的厨房材料？
自来水管：镀锡管 水槽、水龙头：不锈钢
金属 材料
灶台、橱窗：玻璃 无机非金 属材料 墙壁：瓷砖 抽油烟机外壳：塑料
合成 橱门外层：涂料、漆 材料 厨房桌台面：人造大理石 复合 材料
一、金属材料
• 包括纯金属和合金
青铜器时代：青铜
(4)5月8 日，北京奥运会“祥云”特制火炬 克服低温、低压、空气稀薄、大风等不利条 件，在珠峰之巅燃烧，举世为之惊叹。普通 火炬在珠峰恶劣气候条件下容易熄灭的原因： ___________________(答两条即可)。 （空气稀薄，氧气不充足易熄灭；大风易吹散热 量，使燃料温度降到着火点以下而熄灭）
实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯
实验样品 实 验 现 象 解释与结论
聚乙烯
组成元素为 C 、 H ， 边燃烧边熔化， 生 成 物 为 CO 、 H O ， 2 2 无 刺 激 性 气 味 ， 无 故聚乙烯无毒，可用 黑烟 于包装食品。 不易点燃，燃烧 时有刺激性气味， 并有大量黑烟
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。
• 金属材料使用的历史
钛合金
铁器时代：生铁和钢
近现代: 铝
• 几种新型合金
储氢合金 “形状记忆”合金
交流与讨论
我们发现在金属利用的过程中,首先利用
青铜, 然后开始使用铁及钢制品,到近现代才
开始利用铝制品.请你思考一下,这样一个顺 序与那些因素有关?
金属活动性强弱
冶炼金属的难易程度
古代
现代
钛合金
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。 自洁玻璃 日本东京大学发明了一种二氧化钛（TiO2） 涂层玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可 达到自动清洗和防震的效果，可不费气力清洁 玻璃窗。
钛合金优点：
高强度
高韧性 耐腐蚀 质地轻
钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优 良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机 械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在 海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不 锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工 和通讯设备等
材料是人类赖以生存和发展的重要物质，
材料的应用和发展印证了
人类文明的进步
永定县坎市中学 卢荣毅
lurongyi@sina.com
石器时代
青铜器时代
青铜器（战国）错金犀牛尊
青铜器（战国）司母戊方鼎
铁 器 时 代
•铁耙 两汉时期
西汉农具
人们对材料的认识、制造和利用，经历了从天 然材料到人工合成材料、为特定需求设计材料的发