第四节 塑料、纤维和橡胶【教学设计、知识点、习题、答案】

第四节塑料、纤维和橡胶●课标要求举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。

●课标解读1.以热塑性塑料和热固性塑料为例，认识常见塑料的化学成分、性能和用途，了解物质的结构对性能和用途的影响。

2．认识纤维、橡胶的分类，了解纤维的性质和用途，并以橡胶的硫化为例进一步强化对物质的结构和性能、用途之间关系的认识。

3．认识复合材料，掌握不仅可以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各组分材料的含量来制造复合材料。

4．了解高分子材料的使用对人类生活、环境质量的影响。

●教学地位本节主要介绍了传统的三大合成材料：塑料、合成纤维和合成橡胶，以及在航空航天、生物工程和机械工业等领域中应用日益广泛的复合材料。

本节知识是第三章的重要组成部分，同时为第四章《保护生存环境》奠定知识基础。

●新课导入建议日常生活中我们会遇到许多合成材料，有塑料、合成纤维、橡胶、高分子合成材料等。

合成材料的应用极大地方便了我们的生活。

你了解这些材料的结构、性质吗？你了解传统的合成材料又有哪些发展吗？我们一起学习本节内容，认识一下合成材料的三大主要成员：塑料、合成纤维和合成橡胶。

●教学流程设计采用课前预习、小组研究、成果汇报的研究性学习模式：步骤1：课前预习：安排学生自主学习教材内容，初步了解相关知识。

步骤2：调查研究：提前将学生分成若干研究小组(根据兴趣自愿结合)，如塑料小组、纤维小组、橡胶小组和复合材料小组。

在教师指导下，各小组确定各自的研究重点、研究方法、成果汇报形式等，并分工实施。

步骤3：课堂交流：塑料小组通过“科学探究”介绍热塑性塑料和热固性塑料的性质和结构差异，展示塑料制品的图片资料或部分实物标本。

纤维及复合材料小组侧重于实际应用。

步骤4：归纳总结：从组成、结构→性质→用途角度进行小结。

起到的重要作用。

(难点)三大合成材料：塑料、合成纤维和合成橡胶。

1．塑料(1)成分⎩⎪⎨⎪⎧合成树脂添加剂：如增塑剂、防老化剂等。

(2)制备：小分子塑料↓ ↓(单体) (聚合物)如：CH 2===CH 2是聚乙烯的单体。

(1)天然纤维：包括棉花、羊毛、蚕丝、麻等。

(2)人造纤维：由木材等加工而成。

(3)合成纤维①概念用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，然后再经化学合成和机械加工制成。

②性能⎩⎪⎨⎪⎧优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和 不怕虫蛀。

缺点：吸水性和透气性不如天然纤维。

③典型代表物——“六大纶”⎩⎪⎨⎪⎧ 锦纶：聚酰胺纤维(尼龙)涤纶：聚酯纤维(的确良)腈纶：聚丙烯腈纤维(人造羊毛)维纶：聚乙烯醇纤维氯纶：聚氯乙烯丙纶：聚丙烯1．合成纤维与天然纤维有什么不同？【提示】 (1)吸水性：合成纤维的吸水性比天然纤维差。

(2)耐久性：合成纤维的耐久性比天然纤维强。

(3)保暖性：合成纤维的保暖性比天然纤维差一些。

(4)形成：天然纤维是天然高分子化合物，是由蛋白质或纤维素构成的；而合成纤维是通过加聚反应或缩聚反应形成的高分子化合物。

3．橡胶(1)种类和性质橡胶错误!)(2)结构特点线型结构――→优点 可塑性好――→缺点强度和韧性差改进措施：硫化体型结构强度、韧性、弹性增大，化学稳定性增强2．天然橡胶为什么易老化？【提示】 由于天然橡胶中有，易被空气中的氧气氧化而变质。

1.概念由两种或两种以上不同性能的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比单一材料性能优越的复合材料。

2．组成由基体和增强剂组成。

3．性能由于复合材料是由多种材料组合起来的，它的设计自由度很大：(1)可以选择不同的组分材料；(2)可以通过改变各组分材料的含量来满足不同的需求。

因此，复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料的不同，有的强度大、密度小；有的耐高温、耐腐蚀、绝缘性好；有的易导电、易导热等。

4．典型代表物——玻璃钢(1)原料：玻离纤维和合成树脂。

(2)优点：材料的强度大大提高、密度小、有较高的耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能，有较好的韧性。

(3)主要用途：制造汽车车身、火车车箱和船体，以及印刷电路板等。

3．为什么说复合材料是宇航工业发展的关键？【提示】由于复合材料是由多种材料组合起来的，它的设计自由度很大，不仅可以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各组分材料的含量来满足不同的需求。

因此，复合材料是材料科学发展的必然趋势，它不仅成为宇航工业发展的关键，而且在民用工业如汽车、体育用品，甚至人类健康方面的应用前景也是十分广阔的。

各类塑料的特征比较【问题导思】①聚合物和单体的化学性质一样吗？【提示】不同。

如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。

②热塑性塑料与热固性塑料的结构有什么特点？【提示】热塑性塑料是线型分子，链与链之间以分子间作用力结合，受热时软化可重新塑造成型；热固性塑料是体型结构，受热时不会软化，一次成型后不能反复重塑。

1．塑料与树脂的区别与联系(1)区别①塑料：由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。

主要成分是树脂。

②树脂：指没有跟各种添加剂混合的高聚物。

(2)联系塑料的基本性能主要决定于树脂的性能。

2．塑料的分类有关塑料的几点需注意的问题(1)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。

____(2)聚合物与单体的化学性质有区别，如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。

(3)当加热温度很高时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品就会损坏，无法继续使用。

(4)“白色污染”是大量使用塑料制品造成的环境污染，为了保护人类的生存环境，人们开始着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：①回收用作材料。

②热解成单体。

③制成燃油和燃气。

现有两种高聚物A、B，A能溶于氯仿等有机溶剂，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述不正确的是()A．高聚物A可能具有弹性，而高聚物B一定没有弹性B．高聚物A一定是线型高分子材料C．高聚物A一定是体型高分子材料D．高聚物B一定是体型高分子材料【解析】A溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子，而是线型高分子；B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则一定是体型高分子材料。

【答案】C物质的结构决定性质，性质反映物质的结构，在做这类题目时，要注意思考性质与结构的相互关系。

1．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是()A．聚氯乙烯凉鞋B．电木插座C．聚丙烯材料D．聚乙烯塑料膜【解析】线型结构的高分子具有热塑性，即加热时可以变软为黏稠状、流动的液体，该液体冷却后又变为固体，该固体再被加热后又熔为黏稠、流动的液体，所以线型结构的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成丝或压制成各种形状。

即可用热修补法来修补破损的是线型高分子材料。

常见的线型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

而体型高分子材料一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性，如酚醛塑料(俗称电木)，不可以进行热修补。

①什么是纤维？【提示】纤维(纺织纤维)是指具有一定强度、弹性、细度、长度，可用来制造纺织品的材料。

②人造纤维与合成纤维都是化学纤维，二者有何区别？【提示】人造纤维是用木材、草类纤维经化学加工制成的；合成纤维是利用石油、天然气、煤等作原料制成单体再经聚合反应制成的。

1．常见纤维的化学组成和性质天然纤维棉纤维纤维素、天然有机高分子化合物吸水性好，易干，穿着舒适，不起静电，不耐磨蚕丝蛋白质，天然有机高分子化合物吸水性好，手感柔和，有光泽，不起静电，不起球羊毛蛋白质，天然有机高分子化合物弹性好，隔热性、保暖性好，水洗后收缩，易起球化学纤维人造纤维纤维素(黏胶纤维)吸水性好，穿着舒适，不起静电，不耐洗，不耐穿合成纤维各种线型有机高分子(聚酰胺、聚酯、聚丙烯等)强度高，耐磨，不易染色，吸湿性、透气性差识别纤维最简便的方法是燃烧法。

根据燃烧时的现象不同和燃烧后产物形态及烟、烟灰、气味和燃烧后灰烬的性能的不同，可以区分出哪种纤维。

棉纤维：易燃，燃烧速度快，有烧纸的气味，烧出的灰保持原形，手触灰即散碎。

麻：燃烧快，产生黄色或蓝色火焰。

燃烧后仍保持原形，有烧枯草的气味，灰烬少，呈浅灰色。

羊毛：近火即卷缩，灼烧时臭味与烧毛发相同，灰缩成黑色易碎的颗粒。

丝：现象与毛相似。

但烧前丝线长而细，有光泽，与毛不同。

人造纤维(黏胶纤维)：易燃，燃烧速度快，有烧纸的气味，但灰烬很少。

(2013·包头高二质检)国际上通行的环保产品概念，至少应满足下列4个条件：①原料能再生，②加工无污染，③对消费者无危害，④废弃后可降解。

现不少厂家广告中称其保暖内衣是“绿色”“环保”“生态”产品，有的还称为纳米技术制造。

其实保暖内衣面料一般由3层组成，上下两层为普通高支全棉或涤棉材料，中间层是保暖内衣的保暖精华部分，其生产方法不同，材料不同，性能不同，保暖效果也不同。

其中间层通常用3种材料：①聚乙烯薄膜，②涤纶和丙纶复合绒，③羊毛等其他保暖材料，根本不是纳米技术制造。

保暖内衣应该具有的散热与储热，透气与抗风，导湿与保温的功能也许真的要用纳米技术才能解决。

(1)下列说法正确的是________。

A．全棉是指天然棉花产品B．涤纶是合成纤维，不能降解C．保暖内衣有三层，所以保温效果好D．保暖内衣不能透气，否则保暖效果不好(2)若某种品牌保暖内衣标志牌上标明中间层是羊毛，如何鉴别是否是真羊毛___________________________。

(3)聚乙烯薄膜、涤纶和丙纶复合绒的制造都是以石油作为原料，写出以石油产品乙烯为原料合成聚乙烯的化学方程式：_______________________________。

(4)上述保暖内衣能否称为环保内衣？为什么？_____________________________________________。

【解析】保暖内衣由于含有涤纶、丙纶复合绒和羊毛等保暖材料，故保暖效果好。

鉴别羊毛可以用灼烧实验。

乙烯聚合可得聚乙烯。

此保暖内衣的原料不可再生，废弃后不能降解，不符合环保内衣标准。

【答案】(1)AB(2)可抽几根纤维点燃，如有烧焦羽毛的气味或灰烬用手指一压即碎就是纯羊毛(其他答案合理也可)(3)n CH2===CH2CH2—CH2(4)不能，因为原料不能再生，废弃后不可降解纤维的分类如下：纤维⎩⎪⎨⎪⎧ 天然纤维：棉花、麻、羊毛、蚕丝人造纤维：人造丝、人造棉、人造毛合成纤维：“六大纶”2．下列说法中正确的是( )A ．合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维B ．酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料C ．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的臭味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末D ．许多纤维如锦纶，具有很高的强度【解析】 酚醛塑料为热固性塑料，聚氯乙烯为热塑性塑料；毛发的主要成分是蛋白质，当它接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，而锦纶是一种合成纤维(聚酰胺纤维)，无上述现象。