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1、 第三章 探索生活材料 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 　　第四節(jié)塑料、纖維和橡膠 　　一、教學(xué)設(shè)計(jì) 　　合成材料無論是在人們的衣、食、住、行，還是在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，或是在某些尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。本節(jié)主要介紹了傳統(tǒng)的三大合成材料：塑料、合成纖維和合成橡膠，以及在航空航天、生物工程和機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛的復(fù)合材料。 　　介紹塑料時(shí)，重點(diǎn)是以熱塑性塑料和熱固性塑料為例，讓學(xué)生了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)性能和用途的影響，同時(shí)以列表的形式介紹了常見塑料的化學(xué)成分、性能和用途。介紹纖維和橡膠時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)化學(xué)方法在制造合成纖維和合成橡膠時(shí)所起到的重要作用，并以橡膠的硫化為例進(jìn)一步強(qiáng)

2、化學(xué)生對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能、用途之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)。介紹復(fù)合材料時(shí)，則是強(qiáng)調(diào)不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各組分材料的含量來制造復(fù)合材料，以滿足不同的需求，實(shí)際上也是在滲透物質(zhì)的組成對(duì)性能和用途有很大的影響這樣一個(gè)基本觀念。 　　本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：以熱塑性塑料和熱固性塑料以及橡膠的硫化為例，了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)性能和用途的影響；化學(xué)在提供生活材料方面的重要作用。 　　本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性能和用途的關(guān)系。 　　教學(xué)建議如下： 　　1.對(duì)于塑料，可從展示聚乙烯塑料制品（如食品保鮮膜）引入，然后利用上述樣品進(jìn)行科學(xué)探究，并對(duì)比電木的特性，進(jìn)而比較熱塑性塑料和熱固性塑料的性質(zhì)

3、差異，在此基礎(chǔ)上討論兩者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 　　2.對(duì)于纖維和橡膠，可從“科學(xué)探究2”入手認(rèn)識(shí)合成纖維的性質(zhì)，然后引導(dǎo)學(xué)生討論：談?wù)勀銓?duì)日常生活中的纖維制品有哪些認(rèn)識(shí)？介紹橡膠硫化的原理時(shí)可與熱固性塑料的體型結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比。 　　3.可以“合成材料的功與過”為題，組織一次課堂辯論。 　　教學(xué)設(shè)計(jì)參考： 　　【教學(xué)設(shè)計(jì)1】對(duì)于塑料，可從以下問題引入： 　　1.聚乙烯的組成元素是什么?它是怎樣制得的?什么是單體? 　　2.熱塑性塑料和熱固性塑料有哪些不同的性質(zhì)？（通過“科學(xué)探究1”和對(duì)比電木的性質(zhì)回答）為什么？ 　　3.從塑料的結(jié)構(gòu)分析，塑料在一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎? 　　4.生活中你接觸到哪

4、些塑料制品？你能說出它們的化學(xué)成分嗎？ 　　【教學(xué)設(shè)計(jì)2】采用小組研討、成果匯報(bào)的研究性學(xué)習(xí)模式進(jìn)行教學(xué)。 　　調(diào)查研究：提前將學(xué)生分成若干研究小組（根據(jù)興趣自愿結(jié)合），如塑料小組、纖維小組、橡膠小組和復(fù)合材料小組。在教師指導(dǎo)下，各小組確定各自的研究重點(diǎn)、研究方法、成果匯報(bào)形式等，并分工實(shí)施。 　　課堂交流：塑料小組通過“科學(xué)探究1”介紹熱塑性塑料和熱固性塑料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異，展示塑料制品的圖片資料或部分實(shí)物標(biāo)本。纖維及復(fù)合材料小組側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用。 　　歸納總結(jié)：從組成、結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途角度進(jìn)行小結(jié)。 　　二、活動(dòng)建議 　　【科學(xué)探究1】 　　這個(gè)科學(xué)探究的主要目的是讓學(xué)生了解聚

5、乙烯塑料具有熱塑性。 　　聚乙烯塑料碎片受熱熔化后，應(yīng)立即停止加熱以防聚乙烯塑料分解產(chǎn)生氣體。也可以用聚丙烯塑料代替聚乙烯塑料進(jìn)行探究。 　　【科學(xué)探究2】 　　以下內(nèi)容僅供參考。 　　【實(shí)踐活動(dòng)】 　　提示：可查閱以下網(wǎng)址： 　　三、問題交流 　　【思考問題】 　　教科書67頁：(請(qǐng)思考：當(dāng)加熱溫度很高時(shí)，熱固性塑料會(huì)怎么樣呢？) 　　提示：當(dāng)加熱溫度很高時(shí)，熱固性塑料中鏈與鏈之間的共價(jià)鍵會(huì)斷裂，塑料制品就會(huì)損壞，無法繼續(xù)使用。 　　【學(xué)與問1】 　　塑料中的原子是以共價(jià)鍵結(jié)合的，沒有自由電子和能夠自由移動(dòng)的離子。因此，在一般情況下塑料不易導(dǎo)電，是良好的電絕緣材

6、料。 　　這個(gè)問題的討論要和“科學(xué)視野──導(dǎo)電聚合物”的閱讀結(jié)合起來，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：塑料的電絕緣性是相對(duì)的，導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用前景十分廣闊，科學(xué)的發(fā)展是無止境的，等等。 　　【學(xué)與問2】 　　參考： 　　要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來，制成復(fù)合材料，使各組分材料在性能上進(jìn)行互補(bǔ)，同時(shí)產(chǎn)生某些特殊性能。由于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各組分材料的含量來滿足不同的需求。因此，復(fù)合材料是材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 　

7、　【思考與交流】 　　這個(gè)活動(dòng)具有開放性。由于生活背景不同，農(nóng)村地區(qū)的學(xué)生和城市的學(xué)生所得到的信息可能是不同的。對(duì)此，教師要做到心中有數(shù)，不要強(qiáng)求統(tǒng)一的結(jié)論，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行交流。 　　居室中的每個(gè)部位裝修時(shí)可能用到多種材料。例如，地面裝修可以用復(fù)合地板，可以用實(shí)木地板，還可以用大理石或瓷磚等；衛(wèi)生間和廚房裝修時(shí)可能要用到水泥、玻璃、陶瓷、PVC板、鋁合金板、不銹鋼和大理石等材料。下表只舉了一兩個(gè)例子作簡(jiǎn)單說明，僅供參考。 　　四、習(xí)題參考 　　1.熱塑性塑料受熱時(shí)可以熔化和塑造成型，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，這個(gè)過程可以重復(fù)多次，這種受熱特性和蠟相似。熱固性塑料在制造

8、過程中受熱時(shí)能變軟，可以塑制成一定的形狀，但加工成型后就不會(huì)受熱熔化，這種受熱特性和雞蛋相似。 　　2.聚乙烯塑料屬于熱塑性塑料，具有長(zhǎng)鏈狀的線型結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)鏈之間是以分子間作用力結(jié)合在一起的。當(dāng)提重物（或被拉扯）時(shí)，鏈與鏈之間的分子間作用力減弱，長(zhǎng)鏈能夠移動(dòng)。因此，塑料袋會(huì)變形。 　　塑料薄膜也屬于熱塑性塑料，從兩個(gè)不同的方向開始撕，所用的力是不同的。因?yàn)閺囊粋€(gè)方向撕時(shí)，破壞的可能是塑料內(nèi)鏈與鏈之間的弱的分子間作用力，所用的力小一些；從另一個(gè)方向撕時(shí)，破壞的可能是塑料中長(zhǎng)鏈內(nèi)原子之間的強(qiáng)的共價(jià)鍵，所用的力大一些。 　　3.提示： 　　現(xiàn)在許多汽車的保險(xiǎn)杠是用聚酯塑料或聚丙烯塑料制造的，用

9、來取代以前的鋼制保險(xiǎn)杠。塑料保險(xiǎn)杠具有較高的強(qiáng)度和剛性，以及良好的裝飾性。從安全性來看，汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)能起到緩沖作用，保護(hù)前后車體；從外觀來看，可以很自然地與車體結(jié)合在一起，具有良好的裝飾性（鋼制保險(xiǎn)杠與車身有一段較大的間隙，好像是一件附加上去的部件，不太美觀）。另外，用塑料制造保險(xiǎn)杠還可以減輕車的重量，同時(shí)降低成本。 　　這種改變給下列人士可能帶來的好處是： 　　(1)汽車制造商：車的外形變得美觀，能夠提高銷量；易于加工，降低成本；意外撞擊時(shí)減震作用增強(qiáng)，車的安全性能提高等。 　　(2)車主：車的重量減輕，油耗降低；汽車價(jià)格便宜；車的安全性能提高等。 　　(3)意外被保險(xiǎn)杠撞到的行人：具有緩沖作用，減輕傷害等。 　　5.橡膠硫化以后，由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，從而具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性等，也更具有實(shí)用價(jià)值。這個(gè)例子也說明了結(jié)構(gòu)對(duì)性能有很大的影響。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375