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课件网) 第二节 化学与材料研制 学习目标 1.了解普通玻璃的生产原理,知道几种常见的新型玻璃。 2.了解塑料的特性,知道高分子材料是由小分子聚合而成的。 3.了解复合材料的形成,知道几种常见的复合材料。 材料是人类社会文明进步的重要标志之一,是社会进步的物质基础。 特别是当今所处的信息时代,更足见材料在人类文明进步中发挥的重要作用。 石器时代 青铜器时代 铁器时代 信息时代 一、用途广泛的无机非金属材料 玻璃被誉为改变世界面貌的伟大发明之一!你知道 玻璃是如何制成的吗? 石英砂(主要成分SiO2) 纯碱(Na2CO3) 石灰石(主要成分CaCO3) 1.主要原料 Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑ (硅酸钠) CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑ (硅酸钙) 2.主要化学反应 玻璃是一种硅酸盐材料,是混合物 几种常见特殊玻璃 有色玻璃:又名吸热玻璃,指加入彩色艺术玻璃着色剂后呈现不同颜色的玻璃。 如试管等 如放大镜 钢化玻璃:是一种通过受控的热处理或化学处理普通玻璃来提高强度的安全玻璃。 光学玻璃:是特种光学玻璃在高温熔融状态下抽成丝制成。广泛应用于光纤通讯。 防弹玻璃:是由玻璃和聚碳酸酯纤维经特殊加工得到的玻璃。 陶器和瓷器 水泥 其他硅酸盐材料 有关化学反应原理: 从沙子到芯片 多识一点 粗硅 SiO2 + 2C ==== Si + 2CO↑ Si + 3HCl ==== HSiCl3 + H2↑ HSiCl3 + H2 ==== Si + 3HCl↑ 高温 高温 250℃ 有机高分子材料:用有机高分子化合物制成的材料。 二、来自石油的有机合成材料 有机高分子材料 天然有机高分子材料 合成有机高分子材料(合成材料) 棉花 羊毛 天然橡胶 塑料 合成纤维 合成橡胶 塑料的品种很多,用途也各不相同。使用最多的是聚乙烯塑料(PE )、聚氯乙烯塑料(PVC) 、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃PMMA) 、酚醛树脂(电木PF)和聚四氟乙烯(塑料王)等 。 塑 料 塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等优点。 聚合 乙烯气体分子(CH2==CH2) 化学变化 聚乙烯分子 [CH2—CH2]n — — 聚乙烯塑料 聚四氟乙烯是氟碳固体,它完全是由碳和氟组成的高分子化合物,用途广泛。聚四氟乙烯是疏水性的,无论是水还是含水物质都不会润湿聚四氟乙烯。聚四氟乙烯被用作锅和其他炊具的不粘涂层,它很不活泼,部分是因为碳氟键的强度,所以它经常被用在活泼性和有腐蚀性化学物质的容器和管道中。 塑料王—聚四氟乙烯 分类 原则 类型 特征和举例 按树脂受热时的特征 按应用范围及性能特点 成分为热塑性树脂。可以反复塑制,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等 成分为热固性树脂。加工成型后为不熔状态,如酚醛树脂、氨基塑料等 通用性强、用途广、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等 机械性能好、强度高,可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等 热塑性塑料 热固性塑料 通用塑料 工程塑料 塑料的分类 合成材料的应用与发展大大方便了人类的生活,但是,合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题,废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。 (1)在自然界中,这些垃圾难以分解。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法,但塑料垃圾埋在土壤中经久不烂,长此下去会破坏土壤结构,降低土壤肥效,污染地下水。 (2)焚烧废弃物会释放出多种有毒的化学气体,严重污染环境,既威胁人类的健康,又影响城市面貌。 白色污染的危害 (1)减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等; (2)重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等; (3)使用一些新型的、可降解的塑料,如微生物降解和光降解塑料等; (4)回收各种废弃塑料。 如何解决白色污染 在塑料中加入玻璃纤维制成的,既有 ... ...