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(共36張PPT)
第2節 新型材料的研制
仔細觀察你身邊的材料（簽字筆、塑料水杯、衣服、電線開關、垃圾袋、燈、椅子…… ），你知道這些制品是用什么做成的嗎？
1.了解金屬材料和無機非金屬材料在生產、生活中的應用。
2.了解纖維等合成材料的分類、性質和用途。
3.知道“白色污染”的危害及其防治方法。
4.了解材料開發和應用與化學科學發展之間的關系。
一、無機材料
1.金屬材料
人類發現和大量冶煉幾種常用金屬的年代
銅(距今3000年前)
鐵(距今1500年前)
鋁(僅100多年前)
金屬的發現和利用
金屬材料的發展經歷：青銅器時代 →鐵器時代 →鋁的利用 →各種功能材料。
鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情。鋁具有密度小和抗腐蝕等優良性能。現在，世界上鋁的年產量已超過銅，位于鐵之后，居第二位。
為什么它們的發現和利用的年代差距如此之大 這與它們的化學性質有關嗎
（1）與金屬活動性順序有關，活動性弱的金屬 （“先”或“后”）利用；
（2）與金屬冶煉的難易程度有關，Al需要電解，冶煉要求高，所以 （“先”或“后”）冶煉。
先
后
金屬材料的優點：強度 ，缺點 。
大
不耐腐蝕
合金
合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的混合物。
合金的熔合方式：①金屬與金屬
②金屬與非金屬
③金屬與金屬、非金屬
合金與金屬在性能上的主要差異
合金的硬度一般比各組分金屬的大。
多數合金的熔點一般比各組分金屬低。
合金的抗腐蝕性能一般優于各組分金屬。
幾種新型合金
高強度 高韌性
耐腐蝕 質地輕
與人體有很好的相容性
鈦合金
儲氫合金
更方便地儲存和釋放氫氣
一、無機材料 —— 金屬材料
能引起記憶合金形狀改變的條件是溫度。
全程鎳-鈦合金花
鎳-鈦合金（又稱NT合金）具有記憶功能。
形狀記憶合金
幾種新型合金
2.無機非金屬材料
玻璃
水泥
陶瓷
耐高溫
脆性大
傳統無機非金屬材料：優點： ；缺點： 。
新型無機非金屬材料——新型陶瓷
# 耐高溫、強度高 #
新型氮化硅(Si3N4)陶瓷
在1200℃左右的高溫下，仍具有很高的強度，可用來制造汽輪機葉片、軸承、永久性模具等。
陶瓷假肢
具有組織相容性和生物穩定性好等特點。
陶瓷刀
（氧化鋁為原料）
壓電陶瓷
一敲打即刻產生電火花
新型無機非金屬材料——新型玻璃
用途：光導通訊、攝像、診斷、醫療、制造玻璃鋼、光導傳感器、環境監測和飛機導航
玻璃纖維
用途：廣泛應用于光纖通信
新型無機非金屬材料——新型玻璃
光導纖維
二、合成材料
塑料
合成橡膠
合成纖維
它們都是以石油化工產品為主要原料，通過化學合成方法制成的有機高分子化合物，合稱“三大合成材料”。有機合成材料的誕生結束了人類只能依靠天然材料的歷史。
現代人的生活，離不開合成材料。
1.塑料(主要成分為合成樹脂)
合成樹脂是由許多相對分子質量小的有機物聚合后形成的高分子化合物。 如：許多乙烯分子(C2H4)聚合形成聚乙烯塑料。
塑料的分類——受熱后的變化
熱塑性塑料——鏈狀結構：具有熱塑性，可反復加工使用， 可用作塑料盆、塑料袋等。
熱固性塑料——網狀結構：具有熱固性，即加工成型不會受熱熔化，可用作電器用品等。
塑料的性質
作雨衣
塑料袋塑封
焚燒垃圾
絕緣層、導線外皮
密封包裝、 塑料大棚
作盛酸、堿的容器
難溶于水
熔點低
易燃燒
不導電
不透氣
耐腐蝕
以下幾種塑料具有哪些性質？
質輕、柔軟、絕緣、耐腐蝕、易成型等。
常用的塑料及其性能
名稱 縮寫代號 特性 用途
聚酯 PET 堅韌、較硬、透明 飲料瓶、光盤
高密度聚乙烯 HDPE 強度大、熔點較高 食品盒、玩具
聚氯乙烯 PVC 較堅韌、較硬 板材、薄膜
低密度聚乙烯 LDPE 較柔軟、易熔化 塑料袋、薄膜
聚丙烯 PP 強度大、不易變形 纖維、醫用器件
聚苯乙烯 PS 質輕、硬脆 泡沫杯、家具
活動與探究
聚乙烯 聚氯乙烯的鑒別
燃燒法
邊燃燒邊熔化，無刺激性氣味，無黑煙的是聚乙烯。
不易燃燒，有刺激性氣味，有黑煙的是聚氯乙烯。
“白色污染”
塑料的化學性質非常穩定，生產和使用后很難自然分解。因此，塑料在為我們的生活創造便利的同時，也對環境造成不利影響。人們把塑料給環境帶來的危害稱為“白色污染”。
要解決 “白色污染”問題，應該從哪幾個方面著手？
（1）減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；
（2）重復使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；
（3）分類回收各種廢棄塑料；
（4）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑料等。
塑料包裝制品回收標志
交流與討論
2.合成橡膠
合成橡膠是利用低分子物質合成的一類彈性特別強的高分子化合物，區別于從橡膠樹生產出的天然橡膠。
天然橡膠
合成橡膠
人們常用的合成橡膠有丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠等。合成橡膠的彈性、 耐磨性、 絕緣性等性能比天然橡膠優越，因而廣泛應用于工農業、國防、交通及日常生活中。
3.合成纖維
纖維
天然纖維
化學纖維
人造纖維
合成纖維
植物性纖維（纖維素纖維）棉、麻
動物性纖維（蛋白質纖維）毛、蠶絲
天然纖維
棉花
羊毛
麻
蠶絲
主要成分：纖維素
主要成分： 蛋白質
合成纖維：是用某些低分子物質經化學反應合成的高分子材料。 如：尼龍、滌綸和人造羊毛（聚丙烯晴）等。
合成纖維耐磨、耐腐蝕、不縮水，但是吸濕性和透氣性差。因此人們把合成纖維和天然纖維混紡，制成的織物兼有兩類纖維的優點。
活動與探究
各種纖維的鑒別
1.物理方法：借助物理性質鑒別。
纖維種類 光澤 手感 其他
棉纖維
羊毛纖維
合成纖維
光澤柔和
無光澤
光澤明亮
柔軟，但彈性差
柔軟，有彈性
手感光滑，不夠柔軟，彈性好
纖維較短，易拉斷
纖維呈卷曲狀
纖維強度大，耐磨，耐拉伸
2.化學方法：用坩堝鉗夾住，在酒精燈上燃燒，
觀察其燃燒的情況、氣味和燃燒后的灰燼
纖維種類 燃燒情況 氣味 灰燼
棉纖維
羊毛纖維
合成纖維
易燃，直接燃燒
起泡成球，不延續燃燒
先熔化再燃燒，或邊熔化邊燃燒
燒紙的氣味
燒毛發的氣味
特殊氣味
灰色，細而軟
黑褐色小球，易碎
黑色或褐色硬塊
將兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學方法復合成一體而形成的新材料。
4.復合材料
玻璃鋼
玻璃易碎
塑料質軟
塑料中加入玻璃纖維
+
堅硬、 質輕、 耐腐蝕，強度相當于鋼材， 但密度比鋼小得多
玻璃鋼
優點：強度高、密度低、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐高（低）溫性好等，綜合性能優異；
應用：航空航天、電子電氣、汽車工業和建筑等領域。
碳纖維復合材料
性質：
用途：
堅韌、質輕、耐高溫和耐腐蝕
制造飛機、火箭、衛星和文體用品 (撐竿跳高用竿、 網球拍、 羽毛球拍、 自行車)
1.如圖是某服裝標簽的部分內容，下列有關認識正確的是（ ）
A.滌綸屬于天然纖維
B.滌綸屬于有機高分子材料
C.棉花屬于合成有機高分子材料
D.通過灼燒方法不能區別滌綸和羊毛
B
2.下列屬于高分子合成材料的是（ ）
A.天然橡膠 B.陶瓷　　　　C.合金 D.合成纖維
3.下列材料屬于合成材料的是（ ）
A.陶瓷 B.機動車輪胎　　　C.棉麻織物 D.鋁合金
B
D
則棉花、羊毛的編號分別為（ ）
A.①② B.③① 　　　C.②③ D.無法斷定
纖維編號 ① ② ③
灼燒時的氣味 特殊氣味 燒紙氣味 燒毛發氣味
C
4.我們穿的衣服通常是由纖維織成的，小明灼燒棉花、羊毛、滌綸三種纖維得到下列氣味：
5.第47個世界環境日的主題是“塑戰速決”。下列措施正確的是（ ）
A.將塑料垃圾就地焚燒 B.將塑料垃圾隨意丟棄
C.將塑料垃圾就地填埋 D.回收利用各種廢棄塑料
6.下列材料中屬于復合材料的是（ ）
A.不銹鋼 B.有機玻璃 C.玻璃鋼 D.普通玻璃
D
C
新型材料的研制
非金屬材料
有機合成材料
復合材料
陶瓷
玻璃
……
種類
特點
白色污染
合成纖維
塑料
合成橡膠
優點
定義
金屬材料

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