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