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2019-2020年高中化學(xué) 第三章 探索生活材料 3.4 塑料、纖維和橡膠教案 新人教版選修1 項目 內(nèi)容 課題 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 修改與創(chuàng)新 教學(xué) 目標(biāo) 1．知識與技能： 列舉生活中的常用材料，能通過實例認(rèn)識化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用。 2．過程與方法： 舉例說明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能，評價高分子材料的使用對人類生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的影響。 3. 情感、態(tài)度與價值觀 了解居室裝修材料的主要成分及其作用。 教學(xué)重、 難點 教學(xué)重點：舉例說明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能。 教學(xué)難點：認(rèn)識化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用。 教學(xué) 過程 圖片： 你能找出有哪些物品是合成材料嗎？ 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 日常生活中我們接觸到的塑料、合成纖維、黏合劑、涂料等都是合成高分子材料，簡稱合成材料。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，合成材料的運用越來越廣泛，它們在社會生活中起了越來越重要的作用。可以說人工合成材料的出現(xiàn)是材料史上的一次飛躍，推動人類社會的進(jìn)步。今天，我們將來學(xué)習(xí)合成材料的三大主要成員：塑料、 合成纖維、合成橡膠。 根據(jù)閱讀提綱討論回答：塑料成分：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，塑料大部分是通過＿＿＿＿＿＿＿ 反應(yīng)得到，單體是指 ＿＿＿＿＿，聚乙烯單體是＿＿＿＿＿＿ 。 1、塑料 （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 在一支試管中放入聚乙烯塑料碎片約3g，用酒精燈緩緩加熱，觀察塑料碎片軟化和熔化的情況。熔化后立即停止加熱以防分解。等冷卻后固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 仔細(xì)觀察實驗，描述實驗現(xiàn)象：熔化成可流動液體，遇冷后又變成固體。 （2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙?。┦軣崛刍闪鲃拥囊后w，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 熱塑性和熱固性塑料用途 教師用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，問學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象？（彈性），又問為什么會具有彈性呢？（可以讓學(xué)生閱讀課本中有關(guān)的段落或由教師講解） 要求答出：在高分子化合物的結(jié)構(gòu)中原子間、鏈節(jié)間是以共價鍵結(jié)合。淀粉、纖維素是C——C、C——O單鍵，蛋白質(zhì)是C——C，C——N單鍵，聚乙烯是C——C單鍵，這些鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，所以高分子是蜷曲的長鏈，彈性就可以證明了這一點，小分子短就不會具備這種性質(zhì)。 長鏈分子又怎樣組成物質(zhì)的呢？橡皮筋和硬橡皮的區(qū)別？ ?、?線型結(jié)構(gòu)（直鏈或帶支鏈），如淀粉、纖維素、聚乙烯等。它們分子間主要是靠分子間作用力結(jié)合。其強(qiáng)度是化學(xué)鍵和分子間力的共同表現(xiàn)。因此相對分子質(zhì)量越大，鏈越長，這些作用力也越大，強(qiáng)度就強(qiáng)。這是它們不同于小分子物質(zhì)的特點。 ② 體型結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鏈上有能夠反應(yīng)的官能團(tuán)。高分子鏈之間除分子間力外，還可以產(chǎn)生化學(xué)鍵（產(chǎn)生交聯(lián)），因而使得這類化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。 橡皮筋是橡膠中（主要成份是聚異戊二烯）加了少量3％的硫，由于交聯(lián)較少，仍保留有線型結(jié)構(gòu)的特點，而硬橡皮則是在橡膠中加入了30％的硫，由于交聯(lián)多，因而具有了典型的網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)。此外如酚醛樹脂也是體型結(jié)構(gòu)的高分子化合物。 塑料的線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) （3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 從塑料結(jié)構(gòu)分析，塑料一般情況下會導(dǎo)電嗎？ 科學(xué)視野---導(dǎo)電聚合物 導(dǎo)電聚合物是一種高分子物質(zhì)，它的導(dǎo)電能力很強(qiáng)，幾乎可以達(dá)到金屬導(dǎo)電的性能。聚合物是由簡單分子聯(lián)合形成的大分子物質(zhì)。聚合物要能夠?qū)щ?，其?nèi)部的碳原子之間必須交替地由單鍵和雙鍵連接，同時還必須經(jīng)過摻雜處理，即通過氧化或還原反應(yīng)移去或?qū)腚娮印? 導(dǎo)電聚合物的研究興起于本世紀(jì)70年代，80年代達(dá)到高潮，目前則趨于消沉。導(dǎo)電聚合物已廣泛地用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如抗電磁輻射的計算機(jī)視力保護(hù)屏幕、能過濾太陽光的"智能"玻璃窗等。除此之外，導(dǎo)電聚合物還在發(fā)光二極管、太陽能電池、移動電話和微型電視顯示裝置等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。導(dǎo)電聚合物的研究成果，還對分子電子學(xué)的迅速發(fā)展起到推動作用，從而為人類在未來制造由單分子組成的晶體管和其它電子元件奠定了基礎(chǔ)。這不僅可以大大提高計算機(jī)的運算速度，而且還能縮小計算機(jī)的體積。2000年度諾貝爾化學(xué)獎即獎給對導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家艾倫.黑格、艾倫.克迪爾米德與白川英樹。 課本69頁表3－2“幾種常見塑料的性能和用途” 2、纖維和橡膠 1、取一小快純棉布、羊毛織物、尼龍布，分別在酒精燈火焰上灼燒，觀察現(xiàn)象。 2、取上述材料各一小塊，分別浸入10%硫酸溶液和3%氫氧化鈉溶液，微熱5～6分鐘，取出后，用水漂洗，烘干，觀察有什么變化？ 填表： 灼燒情況 受酸溶液的影響 受堿溶液的影響 純棉布 羊毛 尼龍布 1中尼龍布最易燃燒且發(fā)出難聞氣味。2中 現(xiàn)象：棉布被腐蝕爛、羊毛植物變硬、尼龍布無變化。 合成纖維是用石油、天然氣、煤等為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，制成合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。它廣泛用于服裝、裝飾和產(chǎn)業(yè)三大領(lǐng)域，它的使用性能有的已經(jīng)超過了天然纖維。合成纖維緩解了糧棉爭地的矛盾，滿足人們對紡織品日益增長的需要，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮愈來愈大的作用。 合成纖維的耐化學(xué)性能要比天然纖維強(qiáng)，如丙綸和氯綸的耐酸、耐堿性能都非常優(yōu)良。目前主要有6大綸，按合成的年代先后為氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活. （1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）6大綸：氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。 橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械所必須的材料,是重要的戰(zhàn)略物資,最初人們是從橡膠樹中獲得天然橡膠.但天然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,于是科學(xué)家就開始研究用化學(xué)方法合成橡膠. 每種材料都有它的優(yōu)缺點，金屬材料強(qiáng)度大，但易被腐蝕。陶瓷材料強(qiáng)度大，耐高溫，但脆性大。合成材料密度小，但不耐高溫。航天工業(yè)需要強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的材料。海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣獲得這些材料呢？ 二、復(fù)合材料 復(fù)合材料定義并回答。 　1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 　玻璃鋼是一種以高分子樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)體，經(jīng)過復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料。通常具有耐腐蝕，抗老化，絕緣性好等特點，在管道、造船、汽車制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 玻璃鋼堅韌，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇及游艇。節(jié)約了不少鋼材?；S也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長了設(shè)備壽俞。玻璃鋼元磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用。 復(fù)合材料優(yōu)點 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 ［討論］未來展望：就現(xiàn)存問題和發(fā)展趨勢，談?wù)剬ξ磥聿牧系恼雇? 1.舊材料改進(jìn)推廣(導(dǎo)電塑料) 2.研制新材料(智能材料、超導(dǎo)材料、光電轉(zhuǎn)換材料、生物材料、熱電膜、傳感膜等) 室內(nèi)裝飾材料與室內(nèi)污染（參照課本，課下完成） 1、調(diào)查報告----室內(nèi)裝飾材料與室內(nèi)污染 2、P73 6 ]二、復(fù)合材料 1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 板書 設(shè)計 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 1、塑料 （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 （2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙稀）受熱熔化成流動的液體，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 （3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 2、纖維和橡膠 （1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）6大綸：氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。 二、復(fù)合材料 1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 教學(xué) 反思 通過學(xué)習(xí)，我們可以說不僅認(rèn)識到合成材料的利弊，而且同學(xué)們在近兩個星期的對白色污染的調(diào)查中，很好地培養(yǎng)了自己的環(huán)保意識