1、第三章 探索生活材料 第四節 塑料、纖維和橡膠第四節塑料、纖維和橡膠一、教學設計合成材料無論是在人們的衣、食、住、行，還是在現代工農業生產，或是在某些尖端科 學技術領域中發揮著越來越重要的作用。本節主要介紹了傳統的三大合成材料：塑料、合成 纖維和合成橡膠，以及在航空航天、生物工程和機械工業等領域中應用日益廣泛的復合材料。介紹塑料時，重點是以熱塑性塑料和熱固性塑料為例，讓學生了解物質的結構對性能和用途的影響，同時以列表的形式介紹了常見塑料的化學成分、性能和用途。介紹纖維和橡膠 時，重點強調化學方法在制造合成纖維和合成橡膠時所起到的重要作用，并以橡膠的硫化為 例進一步強化學生對物質的結構和性能、用

2、途之間關系的認識。介紹復合材料時，則是強調 不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各組分材料的含量來制造復合材料，以滿 足不同的需求，實際上也是在滲透物質的組成對性能和用途有很大的影響這樣一個基本觀念。本節教學重點：以熱塑性塑料和熱固性塑料以及橡膠的硫化為例，了解物質的結構對性能和用途的影響；化學在提供生活材料方面的重要作用。本節教學難點：認識物質的組成、結構與性能和用途的關系。教學建議如下：1.對于塑料，可從展示聚乙烯塑料制品（如食品保鮮膜）引入，然后利用上述樣品進行 科學探究，并對比電木的特性，進而比較熱塑性塑料和熱固性塑料的性質差異，在此基礎上 討論兩者的結構特點。2.對于纖維和橡

3、膠，可從“科學探究2”入手認識合成纖維的性質，然后引導學生討論:談談你對日常生活中的纖維制品有哪些認識？介紹橡膠硫化的原理時可與熱固性塑料的體型結構進行類比。3.可以“合成材料的功與過”為題，組織一次課堂辯論。教學設計參考：【教學設計1】對于塑料，可從以下問題引入:-2 -1.聚乙烯的組成元素是什么？它是怎樣制得的？什么是單體？2.熱塑性塑料和熱固性塑料有哪些不同的性質？（通過“科學探究1”和對比電木的性質回答）為什么？3.從塑料的結構分析，塑料在一般情況下會導電嗎？4.生活中你接觸到哪些塑料制品？你能說出它們的化學成分嗎？【教學設計2】采用小組研討、成果匯報的研究性學習模式進行教學。調查研究

4、：提前將學生分成若干研究小組（根據興趣自愿結合），如塑料小組、纖維小 組、橡膠小組和復合材料小組。在教師指導下，各小組確定各自的研究重點、研究方法、成 果匯報形式等，并分工實施。課堂交流：塑料小組通過“科學探究1”介紹熱塑性塑料和熱固性塑料的性質和結構差異，展示塑料制品的圖片資料或部分實物標本。纖維及復合材料小組側重于實際應用。歸納總結：從組成、結構T性質T用途角度進行小結。二、活動建議【科學探究1】這個科學探究的主要目的是讓學生了解聚乙烯塑料具有熱塑性。聚乙烯塑料碎片受熱熔化后，應立即停止加熱以防聚乙烯塑料分解產生氣體。也可以用 聚丙烯塑料代替聚乙烯塑料進行探究。【科學探究2】以下內容僅供參

5、考。-3 -灼燒情況愛酸館肢的影響受堿陪液的影響純棉布容易撚燒有燒紙的氣味，抿燼用手一 觸即破碎輕微輕微羊毛掾近火焰時先卷縮， 有燒毛發的噸制味，灰燼為黒色、膨脹易碎的額鴉受腐燭尼龍布接近火焰時迅速程縮，燃燒緩慢有特 殊的吒味，趁熱可以拉戒絲，灰爆為灰 褐色玻璃球狀，不易破碟幾平不變幾乎不變【實踐活動】提示：可查閱以下網址：http:/www.washc n.n et/xidi/xidibiaozhi.htm三、問題交流【思考問題】教科書67頁：（請思考：當加熱溫度很高時，熱固性塑料會怎么樣呢？）提示：當加熱溫度很高時，熱固性塑料中鏈與鏈之間的共價鍵會斷裂，塑料制品就會損 壞，無法繼續使用。【

6、學與問1】塑料中的原子是以共價鍵結合的，沒有自由電子和能夠自由移動的離子。因此，在一般 情況下塑料不易導電，是良好的電絕緣材料。這個問題的討論要和“科學視野一一導電聚合物”的閱讀結合起來，使學生認識到：塑 料的電絕緣性是相對的，導電聚合物的應用前景十分廣闊，科學的發展是無止境的，等等。【學與問2】要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎上發展創新，發揮其優勢，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來，制成復合材料，使各組分材料在性能上進行互補，同時產生某些特殊性能。-4 -由于復合材料的設計自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，

7、而且可以通過改變各組分 材料的含量來滿足不同的需求。因此，復合材料是材料科學發展的必然趨勢。【思考與交流】這個活動具有開放性。由于生活背景不同，農村地區的學生和城市的學生所得到的信息 可能是不同的。對此，教師要做到心中有數，不要強求統一的結論，同時鼓勵學生進行交流。居室中的每個部位裝修時可能用到多種材料。例如，地面裝修可以用復合地板，可以用 實木地板，還可以用大理石或瓷磚等；衛生間和廚房裝修時可能要用到水泥、玻璃、陶瓷、PVC板、鋁合金板、不銹鋼和大理石等材料。下表只舉了一兩個例子作簡單說明，僅供參考。-5 -部位町龍用到的 裝煬材劇裝修材料的主要成分裝撰材料的作用可能對居塞環境的影響地面復含

8、地扳夏會地扳 侮由味層、星材層 r 裝飾層 利耐磨層零四層復合而亦底層；一展由聚酣材料制咸，起防潮 作用匸基材層：以木質鉀繩零為原料.用腮醛 榊脂或楠醛捌脂尊黏合劑制成 的人造扳材；裝誦層；將印有持定圖案的特殊紙放人 三聚佩氨榕被中穩泡后形成；耐層：在地板的表層上均勻壓制一層 由氯化鉗組咸的耐磨劑裝飾、 防潮 和耐磨導宜合她扳制造 過程中用到的 牯合捌會釋放 岀甲輕墻面、頂栩（包括燈飾）涂料涂料一般由底膛物庾、塔劑.顏料和助 劑四部分組成亠一些新型涂料則不窖 溶亂成脫物質：包捲植物油、天然橢脂和各 種合戰樹脂導；陪劑包搖有機舞捌（如甲笨、二甲苯7和水，用于稀秣成虞物質；顔料：分散在徐料中的、不

9、涪的微細有 色固體穎粒；朋劑：賦手涂料某些特殊功寵裝飾、 保護 墻面等1 揮發性的有機 譜劑（如甲苯、 二甲苯兒觀料 中的重金屬 （如Pb.co等都會對人體造咸危害*水 譜性涂料用 水作諸劑）對 人體的危害 校小衛生間N%包搭潔具和譽磚）硅酸倉裝飾、防水町能產生放 射性整僉全扳（頂部）鋁合金裝甬、防水府房天然大理石碳酸鈣防水、耐曆町能產生放 射性pg板部】聚瓠乙烯m窗 （包估窗簾）以棗氯乙烯等為基材*外抑填充削等裝飾、密封玻璃音通玻璃的咸分建N題啊 6、CaSid和沁裝飾、 密封 和透光等-6 -四、習題參考-7 -1.熱塑性塑料受熱時可以熔化和塑造成型，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，這個

10、過程可以重復多次，這種受熱特性和蠟相似。熱固性塑料在制造過程中受熱時能變軟，可以塑制成一定的形狀，但加工成型后就不會受熱熔化，這種受熱特性和雞蛋相似。2.聚乙烯塑料屬于熱塑性塑料，具有長鏈狀的線型結構，長鏈之間是以分子間作用力結合在一起的。當提重物(或被拉扯)時，鏈與鏈之間的分子間作用力減弱，長鏈能夠移動。因此，塑料袋會變形。塑料薄膜也屬于熱塑性塑料，從兩個不同的方向開始撕，所用的力是不同的。因為從一個方向撕時，破壞的可能是塑料內鏈與鏈之間的弱的分子間作用力，所用的力小一些；從另 一個方向撕時，破壞的可能是塑料中長鏈內原子之間的強的共價鍵，所用的力大一些。3.提示：現在許多汽車的保險杠是用聚酯塑料或聚丙烯塑料制造的，用來取代以前的鋼制保險杠。塑料保險杠具有較高的強度和剛性，以及良好的裝飾性。從安全性來看，汽車發生碰撞事故時能起到緩沖作用，保護前后車體；從外觀來看，可以很自然地與車體結合在一起，具有良好的裝飾性(鋼制保險杠與車身有一段較大的間隙，好像是一件附加上去的部件，不太美觀)另外，用塑料制造保險杠還可以減輕車的重量，同時降低成本。這種改變給下列人士可能帶來的好處是：(1)汽車制造商：車的外形變得美觀，能夠提高銷量；易于加