第四节　塑料、纤维和橡胶教案1

第四节塑料、纤维和橡胶

1．三大合成材料

塑料、合成纤维和合成橡胶。

2．塑料

(1)成分：合成树脂和添加剂。

(2)制备：塑料是聚合物，由小分子通过聚合反应制成。如聚乙烯的单体是CH2＝CH2。

(3)分类：

分类依据

类型

热塑性塑料

特征和实例

以热塑性树脂为基本成分。受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

以热固性树脂为基本成分。加工成型以后变为不溶、不熔状态，如酚醛塑料等。

用途广泛、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。

机械性能好，高强度，可以代替金属用作工程结构材料，如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。

氟塑料、硅塑料、环氧树脂等，具有特殊功能和特殊用途。

按受热

特性分

热固性塑料

通用塑料

按用途分

工程塑料

特殊塑料

(4)常见塑料的化学式、性能和用途：

名称

聚乙烯

(PE) 化学式

（CH2—CH2）n 主要性能

具有热塑性无毒

用途

制生活用品及塑料薄膜

聚氯乙烯

(PVC)

耐腐蚀、耐磨、耐有机溶剂、易加工

应用于轻工、化工、电器等方面

加热不熔化，不溶于酚醛树脂

水及有机溶剂，绝缘性好，耐腐蚀

应用于电器、涂料、日常用品等

有机玻璃

(PMMA、

聚甲基

丙烯酸

甲酯) [思考]

(1)塑料是由树脂及填料、增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。生产塑料制品时，在合成树脂中加入添加剂，经压制或挤压，吹制成型。

(2)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。

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

(4)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。

(5)一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。

(6)有机玻璃不是玻璃而是塑料。

[剖析]

[例1]

聚氯乙烯简称PVC，是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。

(1)工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步反应合成PVC：

乙烯――→甲――→乙――→PVC ①②③氯乙烯是PVC的单体，其结构简式为__________。

反应①的反应类型是____________。反应①的化学方程式为__________________。

(2)有关PVC的下列说法正确的是________。

A．PVC的单体是CH3CH2Cl B．PVC是高分子化合物

C．PVC能够使溴的四氯化碳溶液褪色

D．PVC易降解

[答案]

(1)CH2CHCl

加成反应

CH2===CH2＋Cl2―→ClCH2—CH2Cl

(2)B [名师点睛]

氯乙烯CH2===CHCl分子内有C C，故能发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化，聚合后的聚氯乙烯质。

1．天然纤维

如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。

2．人造纤维

一定条件一定条件一定条件透光性好，质轻，耐水、耐酸碱，抗酶，

易加工

应用于光学仪器、医疗器械等

CH2CHCl分子内无C C，故不再具有单体氯乙烯的性

由天然纤维加工而成。

3．合成纤维

(1)性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等，但吸水性和透气性差。

(2)应用广泛的“六大纶”

涤纶：聚酯纤维的确良腈纶：聚丙烯腈纤维人造羊毛六大纶维纶：聚乙烯醇纤维氯纶：聚氯乙烯丙纶：聚丙烯[思考]

维素”与“纤维”的区别。

锦纶：聚酰胺纤维尼龙

(1)棉花、麻等的主要成分是天然纤维素，而羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质。注意“纤(2)人造纤维与合成纤维不同，它们的加工原料不同。

(3)纤维的分类：

天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等纤维人造纤维合成纤维：如：“六大纶”化学纤维[剖析]

[例2]

下列说法正确的是(

) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

(4)纤维都有一定的强度，弹性和吸湿性，但不溶于水。

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

[答案]

D [名师点睛]

常见纤维的简单鉴别方法

识别纤维最简便的方法是燃烧法，根据燃烧时的现象不同及燃烧后产物的形态可区分出哪种纤维。

①棉纤维：易燃、燃烧速率快，烧出的灰仍保持原形，手触灰即散碎。

②羊毛：近火即蜷缩，烧时有烧毛发的臭味，灰缩或黑色易碎的颗粒。

③人造纤维(黏胶纤维)：易燃、燃烧速率快，有烧纸的气味，但灰烬很少。

[思考]

1．天然橡胶

化学

名称

聚异

戊二烯

2．合成橡胶

(1)通用橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。

(2)特种橡胶：耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温和耐严寒的硫橡胶。

3．结构特点

橡胶一般为线型结构，可塑性好，但强度和韧性差，为改善其性能，可采用硫化的方法，使橡胶成体型结构，以增强橡胶的强度、韧性、弹性和化学稳定性。

[思考]

普通橡胶与硫化橡胶的比较

结构

性质

化学式

单体

聚异戊二烯是直线型高分子化合天然橡胶

①具有弹性、电绝缘性和可塑性等

物，分子内含有“C===C”，结构简②在高温下会分解，能溶于汽油、苯等有机式为

溶剂

③能跟Cl2、HX等发生加成反应而变质

④在空气中逐渐被氧化而变硬、变脆

硫的作用是使线型橡胶分子之间通过硫桥交联起来，形成体型结构。如图：硫化橡胶具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等

硫化橡胶

[剖析]

[例3]

橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理。即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是(

) A．橡皮筋

C．普通气球

[答案]

B [名师点睛]

要掌握硫化后物质的结构由线型变为体型，并具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性。

1．概念

由两种或两种以上不同性能的材料组合而成的材料。

2．组成

由基体和增强体组成。

3．性能

复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料不同，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。

[思考]

(1)复合材料必须符合以下四个条件：

①必须人工制造(此有别于一些已存在于自然界中的天然复合材料，如木材)。

②必须由两种或两种以上性能不同的物质组成。

③每一组成物质均具有三度空间的体积(因为由薄片相压或焊接所成者不属此类)。

④必须具有一些特殊的性质，而此种性质不是各个组成物质本来所有的。

(2)复合材料包括三大领域：金属基复合材料、陶瓷基复合材料与高分子复合材料(包括热固性与热塑性)。

(3)复合材料的优点：复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。例如：金属材料易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易破碎，这些缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。

[剖析]

[例4]

下列说法错误的是(

) A．玻璃钢是以玻璃纤维作增强体，合成树脂作基体的复合材料

B．飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料

C．制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作增强体

D．航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的

[答案]

B

B．汽车外胎

D．医用乳胶手套

[互动探究]

根据复合材料和合金的各自组成和性能分析，合金属于复合材料吗？

提示：复合材料是两种或两种以上的性能不同的材料经特殊加工而成，复合材料的基本组成应有基体和增强剂，且两者的性质有明显的差异。而合金是由两种及以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金与其中的单一成分，性能有很大的相似性，故合金不属于复合材料。

规律、方法

加聚型高聚物单体的判断——切割法

(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。

如单体是，名称是甲基丙烯酸甲酯。

(2)凡链节主链中只有碳原子并存在C===C双键的高聚物，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换。

如的单体是

练习

1．下列物质不属于合成纤维的是(

) A．蚕丝

C．氯纶

B．维纶

D．锦纶

解析：蚕丝→动物蛋白质纤维→天然纤维，所以蚕丝不属于合成纤维。合成纤维主要包括六大纶——锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶和丙纶。

答案：A 2．用作食品袋的塑料应是无毒的，这种塑料袋的成分是(

) A．聚氯乙烯

B．聚乙烯

C．电木

D．尼龙

解析：塑料主要成分是合成树脂，聚氯乙烯有毒，不能作食品袋，聚乙烯塑料无毒，是常用的食品袋。

答案：B 3．下列纤维制成的衣服，不容易被虫蛀的是(

) A．蚕丝

C．棉

B．麻

D．涤纶

解析：A、B、C三项中含纤维素和蛋白质，容易被虫蛀。

答案：D 4．下列有关材料的叙述中，不正确的是(

) ．A．橡胶只有天然的而不能人工合成

B．氮化硅结构陶瓷可以用来做发动机的部件

C．玻璃钢是一种复合材料

D．工程塑料具有某些优异的性能，可作为工程材料而代替某些金属

解析：橡胶有很多为合成橡胶。

答案：A 5．聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：

(1)聚苯乙烯的链节是________，单体是________。

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为________。

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有________(填“热塑”或“热固”)性。

解析：主链上只有2个碳原子，将两个半键闭合得单体为CH2===CH—C6H5；由104n＝52 000得n＝500。

答案：(1)(2)500

(3)能

热塑

C6H5—CH===CH2