第四节　塑料、纤维和橡胶教案设计

第四节

塑料、纤维和橡胶

[学习目标] 1.知道塑料的组成和分类，了解常见塑料的化学成分、性质和用途。

2.认识纤维的分类、了解常见纤维的性质和用途。

3.认识橡胶的分类，理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造和优化。

4.认识合成材料特别是复合材料对社会发展的重要意义。

【自学】

一、合成材料

三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶。

1．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。

(3)结构特点及性能

①热塑性塑料：长链状的线型结构，链与链之间以分子间作用力相结合。受热时会熔化可重新塑制成形。

②热固性塑料：链与链之间以共价键交联，形成体型网状结构。受热时不会熔化，一次成型后，不能反复重塑。

2．纤维

(1)天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。

(2)人造纤维：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，不怕虫蛀，但吸水性和透气性差。

②实例：锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、腈纶(人造羊毛)、维纶、氯纶和丙纶被称为“六大纶”。

3．橡胶

(1)天然橡胶

天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯，其结构简式是，单体是异戊二烯。

(2)合成橡胶

①通用橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。

②特种橡胶：氟橡胶、硅橡胶等。

(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。

【导学】

1．识别纤维最简便的方法是燃烧法，怎样利用燃烧法鉴别棉纤维、羊毛和人造纤维？

答案

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，灰色或黑色易碎的颗粒。

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。

2．天然橡胶(聚异戊二烯) (溶液作橡胶制品的黏合剂)？天

为什么能溶于汽油然橡胶加入适当硫磺进行硫化后便得到硫化橡胶(作轮胎、胶鞋等)，硫化橡胶不能溶于汽油等溶剂，为什么？

答案

天然橡胶是线型结构，线型结构高聚物在溶剂中溶解。硫化橡胶是体型结构高聚物，具有体型结构的高聚物在溶剂中不能溶解，只能溶胀。

二、复合材料

1．概念：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，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。如玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂组成的复合材料。

3．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。

4．玻璃钢的特性

合成树脂与玻璃纤维复合以后，材料的强度大大提高，密度减小；同时材料仍保持合成树脂较高的耐化学腐蚀性，电绝缘性和易加工性能，而且克服了玻璃纤维的脆性，具有较好的韧性。

【讨论】

合金是复合材料吗？

答案

不是。复合材料是两种或两种以上的性质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。合金中无论是单一成分还是合金，性能都有很大的相似性，故合金不属于复合材料。

一、塑料的类型和特性

分类的原类型

则

热塑性

以热塑性树脂为基本成分。受热软化，可以反按树脂

受热时的

热固性

特征分

塑料

等。

通用

按应用范

围及性能

特点分

工程

程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料

塑料等。

二、纤维的类型和用途

纤维是一种分子长度比直径大很多倍并且有柔软性的高分子材料。纤维都有一定的强度、弹性和吸湿性能，但不溶于水。纤维可分为两大类：一类是天然纤维，如棉花、羊毛、蚕丝、麻等；另一类是化学纤维。化学纤维是以天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原塑料

通用性强、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。

机械性能较好，强度高，可以代替金属用作工会受热熔化，具有热固性，如酚醛、氨基塑料塑料

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。加工成型以后就不特征和举例

料，经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有组织性能的纤维，如涤纶、尼龙、维纶、腈纶等。根据原料的不同，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维两大类。

三、复合材料的种类和优点

树脂基复合材料基体金属基复合材料陶瓷基复合材料1．种类增强体夹层增强复合材料纤维增强复合材料

颗粒增强复合材料2．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。