有机合成材料

1、第十二单元化学与生活第十二单元化学与生活随着人类文明的不断进步，人对天然随着人类文明的不断进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命于是就发生了一场材料的革命人工合人工合成材料。成材料。人工合成材料的原料丰富、制造加工人工合成材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化。简单，性能千变万化。 塑料、合成纤维、合成橡胶称为三塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。大合成材料。粘合剂、涂料也属于合成材料。粘合剂、涂料也属于合成材料。1 1了解有机物的概念，能区分有机物和无了解有机物的概念，能区分有机物和无机物；机物；2 2知道塑

2、料、合成纤维、合成橡胶是重要知道塑料、合成纤维、合成橡胶是重要的有机合成材料及在生产和生活中的重要作用；的有机合成材料及在生产和生活中的重要作用；3 3认识认识“白色污染白色污染”及其危害、解决方法。及其危害、解决方法。1 1通过塑料性质的探究及鉴别天然纤维和通过塑料性质的探究及鉴别天然纤维和合成纤维的实验，发展科学探究能力；合成纤维的实验，发展科学探究能力；2 2通过合成材料在生产和生活中有着重要通过合成材料在生产和生活中有着重要作用的学习，认识化学在生产和生活中的重要地作用的学习，认识化学在生产和生活中的重要地位，培养学习化学的兴趣；位，培养学习化学的兴趣；3 3了解有机合成材料的特点、用

3、途和对环了解有机合成材料的特点、用途和对环境的危害，认识环境保护的重要性。境的危害，认识环境保护的重要性。1 1认识有机合成材料对人类社会进步所起认识有机合成材料对人类社会进步所起的重要作用，体会学习化学的价值；的重要作用，体会学习化学的价值；2 2培养关注生活、关注社会、关注人类生培养关注生活、关注社会、关注人类生存环境的情感。存环境的情感。1 1知道什么是有机物，了解有机高分子知道什么是有机物，了解有机高分子材料的分类和用途；材料的分类和用途；2 2了解有机合成材料的种类和用途以及了解有机合成材料的种类和用途以及塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性。塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性

4、。1 1知道什么是有机物，了解有机高分子知道什么是有机物，了解有机高分子材料的分类和用途；材料的分类和用途；2 2了解有机合成材料的种类和用途以及了解有机合成材料的种类和用途以及塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性。塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性。 大多数无机化合物不含碳，如硫酸、氯化大多数无机化合物不含碳，如硫酸、氯化钠等；少数含碳，但具有无机化合物的特点，钠等；少数含碳，但具有无机化合物的特点，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等。如一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等。 有机化合物都含有碳元素，有的还含有氢、有机化合物都含有碳元素，有的还含有氢、氧、氯、氮和磷等元素。如甲烷、葡萄糖、蛋白氧、

5、氯、氮和磷等元素。如甲烷、葡萄糖、蛋白质等都是有机物。质等都是有机物。 有机物中的碳原子可以和氢、氧、氮等原有机物中的碳原子可以和氢、氧、氮等原子结合，碳原子和碳原子间还可以形成碳链或子结合，碳原子和碳原子间还可以形成碳链或碳环。碳环。有机小分子：相对分子质量比较小（通有机小分子：相对分子质量比较小（通 常不上千）的有机化合物。常不上千）的有机化合物。 如：甲烷、乙醇、丙烯等。如：甲烷、乙醇、丙烯等。有机高分子：相对分子质量比较大（达有机高分子：相对分子质量比较大（达 几万甚至几千万）的有机几万甚至几千万）的有机 化合物。化合物。 如：蛋白质、淀粉、纤维如：蛋白质、淀粉、纤维 素等。素等。有有

6、机机物物大多数有机物难溶于水，大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂。绝大多数有机物熔点低，受热容易分解，绝大多数有机物熔点低，受热容易分解，而且容易燃烧。而且容易燃烧。绝大多数有机物不易导电。绝大多数有机物不易导电。多数不能发生电离。多数不能发生电离。发生化学反应一般比较复杂，反应速度较发生化学反应一般比较复杂，反应速度较慢。慢。 用有机高分子化合物制成的材料就是有用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。机高分子材料。大部分有机高分子化合物是由小分子聚大部分有机高分子化合物是由小分子聚合成的，常被称为聚合物。如：淀粉、聚乙合成的，常被称为聚合物。如：淀粉、聚乙烯等。烯等。

7、 当小分子连接构成高分子时，有的形成当小分子连接构成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链状结成网状。很长的链状，有的由链状结成网状。聚乙烯分子模型聚乙烯分子模型高分子结构示意图高分子结构示意图有机有机高分高分子材子材料料天然高分天然高分子材料子材料合成高分合成高分子材料子材料淀粉淀粉纤维素纤维素蛋白质蛋白质天然橡胶天然橡胶合成塑料合成塑料合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维合成粘合剂合成粘合剂合成涂料合成涂料新型合成高分新型合成高分子材料子材料功能高分子材料功能高分子材料复合高分子材料复合高分子材料隐身高分子材料隐身高分子材料合成塑料合成塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶 将一次性水杯剪成碎片

8、，然后放在试管中将一次性水杯剪成碎片，然后放在试管中加热，观察现象。等熔化后停止加热，待冷却加热，观察现象。等熔化后停止加热，待冷却固化后再加热，观察现象。固化后再加热，观察现象。 塑料碎片加热后变成液态，冷却塑料碎片加热后变成液态，冷却后变成白色固体。后变成白色固体。 这类高分子材料这类高分子材料可以反复加工，多次使用，可以反复加工，多次使用，能制成薄膜、拉成丝或压制能制成薄膜、拉成丝或压制成所需要的各种形状，这种成所需要的各种形状，这种材料具有热塑性。材料具有热塑性。高分子化合物的基本性质高分子化合物的基本性质 线型结构高分子（如有机玻璃）能溶解在适线型结构高分子（如有机玻璃）能溶解在适当

9、的有机溶剂里，但溶解速率比小分子缓慢；而当的有机溶剂里，但溶解速率比小分子缓慢；而体型结构高分子（如橡胶）则不易溶解，只能一体型结构高分子（如橡胶）则不易溶解，只能一定程度的胀大。定程度的胀大。 ：加热到一定温度范围，开始软化，：加热到一定温度范围，开始软化，然后再开始熔化成可以流动的液体；冷却后，又然后再开始熔化成可以流动的液体；冷却后，又成为固体，如聚乙烯。成为固体，如聚乙烯。 加工成型后受热不熔化，如电木。加工成型后受热不熔化，如电木。 高分子材料强度一般比较大。高分子材料强度一般比较大。 如把如把10kg高分子材料与金属材料各制成高分子材料与金属材料各制成100m长的绳子，可吊起物体的

10、重量如下表：长的绳子，可吊起物体的重量如下表：材料品种材料品种高分子材料高分子材料金属材料金属材料锦纶绳锦纶绳涤纶绳涤纶绳金属钛绳金属钛绳碳钢绳碳钢绳重物质量重物质量kg155001200077006500 通常高分子材料的电绝缘性良好，广泛用通常高分子材料的电绝缘性良好，广泛用于电器工业上。于电器工业上。 有些高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、有些高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特性，用于某些特殊需耐磨、耐油、不透水等特性，用于某些特殊需要的领域；但也有些高分子材料具有易老化、要的领域；但也有些高分子材料具有易老化、不耐高温、易燃烧、废弃后不易分解等缺点。不耐高温、易燃烧、

11、废弃后不易分解等缺点。 塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）。剂、防止老化的防老化剂）。 有些热塑性塑料，可以反复加工，多次使有些热塑性塑料，可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料，一旦加工成型就不会受用；有些热固性塑料，一旦加工成型就不会受热熔化。有些塑料具有特殊用途如工程塑料、热熔化。有些塑料具有特殊用途如工程塑料、增强塑料、改进塑料等。增强塑料、改进塑料等。聚乙烯、聚丙烯、聚聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。苯乙烯、聚氯乙烯等。 如：酚醛塑料（电

12、如：酚醛塑料（电木）、脲醛塑料（电玉）。木）、脲醛塑料（电玉）。聚苯乙烯制成的灯饰外壳聚苯乙烯制成的灯饰外壳电线外面的塑料层是聚氯乙烯电线外面的塑料层是聚氯乙烯聚四氟乙烯作内衬的不粘锅聚四氟乙烯作内衬的不粘锅尿素甲醛制品尿素甲醛制品不同种类的塑料制品不同种类的塑料制品有机玻璃有机玻璃纤维纤维天然天然纤维纤维化学化学纤维纤维棉花棉花羊毛羊毛木材木材草类草类合成纤维合成纤维人造纤维人造纤维硝酸纤维硝酸纤维醋酸纤维醋酸纤维铜氨纤维铜氨纤维聚酯纤维（涤纶）聚酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶、尼龙）聚酰胺纤维（锦纶、尼龙）聚丙烯晴纤维聚丙烯晴纤维 ( (晴纶晴纶) )聚丙烯纤维聚丙烯纤维 ( (丙纶丙纶)

13、 )聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维( (维纶）维纶）聚氯乙烯纤维（氯纶）聚氯乙烯纤维（氯纶） 用化学方法对木材等天然纤用化学方法对木材等天然纤维加工制成。维加工制成。 用石油、天然气等为原料制用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维。成的单体，再经聚合制成的纤维。 合成纤维的强度高、弹性好、耐磨、耐合成纤维的强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀，但吸水性和透气性较差。如：涤化学腐蚀，但吸水性和透气性较差。如：涤纶（的确良，纶（的确良，是一种是一种聚脂纤维聚脂纤维）、锦纶（尼）、锦纶（尼龙龙，是一种，是一种聚酰胺纤维聚酰胺纤维）、腈纶（人造羊毛，）、腈纶（人造羊毛，是一种是一种聚丙烯腈聚丙烯腈

14、）等。）等。 合成纤维常与天然纤维混合纺织，使衣合成纤维常与天然纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。服穿起来既舒适又挺括。棉花和羊毛的纤维都是天然纤维。棉花和羊毛的纤维都是天然纤维。棉花棉花绵羊绵羊橡胶橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶聚硫橡胶硅橡胶硅橡胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶与天然橡胶比，具有高弹性、合成橡胶与天然橡胶比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。绝缘性、耐油和耐高温等性能。胶鞋胶鞋橡胶瓶塞橡胶瓶塞橡胶管橡胶管轮胎轮胎材料材料 塑塑 料料 纤纤 维维 合成橡胶合成橡胶品种品种性能性能

15、用途用途通用塑料、通用塑料、工程塑料工程塑料天然纤维、合成纤天然纤维、合成纤维、人造纤维、特维、人造纤维、特种合成纤维种合成纤维天然橡胶、通天然橡胶、通用橡胶、特种用橡胶、特种橡胶橡胶决定于树决定于树脂性能和脂性能和添加剂的添加剂的性能性能强度高、弹性好、强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等不缩水等高弹性、绝缘高弹性、绝缘性、气密性、性、气密性、耐油、耐高温耐油、耐高温和低温等和低温等包装、绝缘、包装、绝缘、管材等管材等穿着、各种用穿着、各种用途的绳子等途的绳子等各种轮胎、医各种轮胎、医疗器具等疗器具等堆放在城市郊区的垃圾，堆放在城市

16、郊区的垃圾，侵占了大量农田。垃圾在自然界停留的时间也侵占了大量农田。垃圾在自然界停留的时间也很长：烟头、羊毛织物很长：烟头、羊毛织物15年；橘子皮年；橘子皮2年；年；易拉罐易拉罐80100年；塑料年；塑料100200年；玻璃年；玻璃1000年。年。垃圾是一种成份复杂的垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输和露天堆放过程中，有机物分混合物。在运输和露天堆放过程中，有机物分解产生恶臭，并向大气释放出大量的硫化物等解产生恶臭，并向大气释放出大量的硫化物等污染物，其中含有机挥发气体达污染物，其中含有机挥发气体达100多种，这多种，这些释放物中含有许多致癌、致畸物。些释放物中含有许多致癌、致畸物。垃圾中的有

17、害成份易经垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体，在垃圾堆放或填坑过程中雨水冲入地面水体，在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，同时还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋，则会引起更严重的污染。流、湖泊或海洋，则会引起更严重的污染。垃圾中含有大量可燃物，垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明火或自燃易引起火灾。火或自燃易引起火灾。 垃圾不垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠及蚊蝇提供但含有病原微生物，而且能为老鼠及蚊蝇

18、提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。源。 一些一些废弃塑料废弃塑料制品带来制品带来的环境污染就是的环境污染就是“白色污染白色污染”。 在城市、旅游区、水体和道路旁散落的在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观。景观。 废旧塑料包装物很难降解，可造成长废旧塑料包装物很难降解，可造成长期的、深层次的生态环境问题。期的、深层次的生态环境问题。废旧塑料包装物混在土壤中，影响废旧塑料包装物混在土壤中，

19、影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；产；抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡；亡；混入生活垃圾中的废旧塑料包装物混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理。很难处理。如用如用布袋代替塑料袋。布袋代替塑料袋。 如塑料袋、如塑料袋、塑料盒等，提高使用效率。塑料盒等，提高使用效率。 如微生物降解塑料和光降解塑料等。如微生物降解塑料和光降解塑料等。初放时初放时1个月个月2个月个月2.5个月个月3个月已消纳个月已消纳可降解塑料的降解过程可降解塑料的降解过程直接用作材料

20、。直接用作材料。如回收聚乙烯塑料制如回收聚乙烯塑料制成再生薄膜，用作包装袋。成再生薄膜，用作包装袋。热解成单体。热解成单体。如有机玻璃热解为单体，如有机玻璃热解为单体，再重新聚合为成品。再重新聚合为成品。制成燃油和燃气。制成燃油和燃气。不能或难以分解的不能或难以分解的塑料可在催化剂和高温条件下分解为柴油、塑料可在催化剂和高温条件下分解为柴油、煤油和汽油，甚至裂解为燃气。煤油和汽油，甚至裂解为燃气。白色污染白色污染白白色色污污染染 指既有传统高分子指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。分子材料。 由具有特殊分离功能的高分子材料制由具有特

21、殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。择地通过，而把另外一些物质分离掉。用高分子分离膜淡化海水用高分子分离膜淡化海水用高分子材料用高分子材料制造的半透膜制造的半透膜加压加压 具有优异的生物相容性，较少受到排斥，具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求，如：人可以满足人工器官对材料的苛刻要求，如：人工心脏、人工关节、人造鼻等。工心脏、人工关节、人造鼻等。 指两种或两种以上材料组合成的一种新型指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为基体，另外材料做为增强材料。其中一种做为基体，另外材料做为增强剂。复合材料具有强度高、质量轻、耐高温、剂。复合材料具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。材料。碳纤维（复合材料）及其制品碳纤维（复合材料）及其制品 在塑料中加入