第四节　塑料、纤维和橡胶公开课教案

第四节

塑料

橡胶

纤维

【教学目标】

知识与技能

1、知道塑料、纤维和橡胶的主要成分及不同产品性能和用途；并认识几种重要塑料的单体及合成的化学原理。

2、认识化学在提供生活材料方面的重要作用。

过程与方法

通过热塑性和热固性塑料等实例，认识材料的组成、结构和性能之间的关系。

情感态度与价值观

通过子解塑料、纤维和橡胶的应用，认识化学发展对提高人类生活质量所起的积极作用，激发学生学习化学的兴趣。

【教学重点、难点】

有机高分子化合物的结构与性质的关系的理解

【教学过程】

[引入]人类的生产和生活离不开各种各样的材料，请同学们根据自己收集的资料结合已有的知识对材料进行分类。

[点评]课前让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物，课堂上采用互动式教学。

[交流、投影] 无机非金属材料（如：晶体硅、硅酸盐材料等）

无机材料

无机金属材料（包括金属和合金）

材料 天然有机高分子材料（如棉花、羊毛、天然橡胶等）有机材料

合成有机高分子材料（如：塑料、涂料、合成纤

维、合成橡胶等）

新型有机高分子材料（如：高分子分离膜等）

[联想、质疑]在日常生活中，你一定接触过许多塑料、合成橡胶、合成纤维制品。你能举例说明吗？它们是什么原料制造的？它们具有哪些优于天然材料的性能？

[点评]通过回忆生活中的常识激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣。

［过渡］今天，我们就一起来认识塑料、橡胶和纤维

[板书]第四节 塑料、纤维和橡胶

[讲解]合成材料很多，三大合成材料指塑料、合成纤维、合成橡胶，合成材料还包含涂料、黏合剂。

[板书]一、塑料

[回顾]1.聚乙烯的组成元素是什么？通过什么反应制得？聚乙烯的单体是什么？聚乙烯是纯净物还是混合物？

[回答] 1.（1）聚乙烯的组成元素是：C和H。

（2）它是由乙烯通过聚合反应制得：

nCH2=CH2 → [ CH2-CH2 ] n （3）聚乙烯的单体是乙烯。

（4）聚乙烯是混合物。

[阅读]P61 [讨论]1、什么是塑料？

塑料是由合成树脂及增塑剂、防老化剂等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

合成树脂：由人工合成的一类高分子聚合物。为粘稠液体或加热可软化的固体，受热时通常有熔融或软化的温度范围，在外力作用下可呈塑性流动状态，某些性质与天然树脂相似。合成树脂最重要的

应用是制造塑料。为便于加工和改善性能，常添加助剂，有时也直接用于加工成形，故常是塑料的同义语。合成树脂还是制造合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等的基础原料。合成树脂种类繁多。按主链结构有碳链、杂链和非碳链合成树脂；按合成反应特征有加聚型和缩聚型合成树脂。实际应用中，常按其热行为分为热塑性树脂和热固性树脂。生产合成树脂的原料来源丰富，早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主，现多以石油和天然气的产品为主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。合成树脂的生产方法采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、熔融聚合和界面缩聚等。

增塑剂

：增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂(用量<10％)，则得硬质聚氯乙烯塑料。 稳定剂

：为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。

抗氧剂：防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化,而使塑料变黄,发裂等

2、塑料分成哪两大类？各有什么性质？

热塑性塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等）特性：受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用。

热固性塑料（酚醛塑料，脲醛塑料等）

特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化

3、如何解释热塑性塑料与热固性塑料在性质上的差别？

热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化

4、从塑料的结构分析，塑料在一般情况下会导电吗？

塑料中的原子是以共价键形成的，没有自由移动的离子。因此，在一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。

[科学视野]导电聚合物的启示

从科学视野我们可以知道，塑料的电绝缘性是相对的，导电聚合物的应用前景十分广阔，科学的发展是无止境的。

5、生活中你接触到哪些塑料制品？

它们的成分是什么？（参阅课本P63表3-1）

聚苯乙烯（PS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、脲醛塑料（电玉）、聚四氟乙烯（PTFE) [板书]二、纤维

[科学探究]几种纤维的性质实验

[讲解] 纤维的分类：天然纤维（如

棉花、羊毛、蚕丝和麻等）、化学纤维[1.人造纤维{如粘胶纤维}（粘纤——又叫人造丝、冰丝、粘胶长丝。近年，粘纤又出现了一种名为天丝、竹纤维的高档新品种。

粘纤是以棉或其它天然纤维为原料生产的纤维素纤维。在12种主要纺织纤维中，粘纤的含湿率最符合人体皮肤的生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性。粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素为原料，经碱化、老化、黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性能，又分棉型、毛型和长丝型，俗称人造棉、人造毛和人造丝。高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在湿态下单位线密度每特可承受22.0cN的负荷，且在此负荷下的湿伸长率不超过15%，主要有富强纤维。高强力粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能。普通粘胶纤维：

（1）粘胶棉型短纤维切断长度35~40mm，纤度1.1~2.8dtex(1.0~2.5旦)与棉混纺可做细布、凡立丁、华达呢等。

（2）粘胶毛型短纤维，切断长度51~76mm，纤度3.3~6.6dtex(3.0~6.0旦)，可纯纺，也可与羊毛混纺，可做花呢，大衣呢等）

2.合成纤维（如六大纶锦纶（尼龙）、涤纶（的确良）、腈纶（人造羊毛）、维纶、氯纶、丙纶）（P65资料卡片）] [板书]三、橡胶

[讲解] 橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。

1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯（书写化学组成和单体）

CH2CCHCH2

n2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶

通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。

CH3特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等

3、硫化橡胶

硫化的作用:使线型分子通过硫桥交联起来，形成体型结构。

橡胶轮胎中加入炭黑的作用:增强轮胎的耐磨性。

[过渡]每种金属都有它的优缺点，金属材料强度大，但容易受腐蚀，陶瓷耐高温但易脆，合成材料密度小，但不耐高温等等，因此有了复合材料

[板书]四、复合材料

[讲解]将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，制得比单一材料性能优越的复合材料。在复合材料中，一种材料作为基体，另处一种材料作为增强剂。

[阅读]P66玻璃钢

[讲解玻璃钢是一种复合材料，它具有密度小，强度高，韧性好，耐腐蚀，绝缘，易加工等

优点，它是将玻璃熔化并迅速拉成细丝，制成玻璃纤维，并加到合成树脂中就制得玻璃钢。

[讲解]1.复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成

2.复合材料的主要应用领域有：①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动

轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

[思考与交流]居室装修材料

[小结] [练习] [作业]完成随堂练习