《化學(xué)與材料研制》PPT課件

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1、 鐵 器 時(shí) 代石 器 時(shí) 代 銅 器 時(shí) 代信 息 時(shí) 代 茅 草 屋鳥(niǎo) 巢 高 樓 現(xiàn) 代 材 料 -人 類(lèi) 文 明 的 基 石 時(shí) 代 進(jìn) 步 的 重 要 標(biāo) 志 科 學(xué) 技 術(shù) 和 社 會(huì) 進(jìn) 步 的 物 質(zhì) 基 礎(chǔ) 金 屬 材 料硅 酸 鹽 材 料 :玻 璃 水 泥 陶 瓷有 機(jī) 高 分 子 材 料 :合 成 纖 維 合 成 塑 料 合 成 橡 膠 羊 毛 棉 花 天 然 橡 膠復(fù) 合 材 料 :玻 璃 鋼 混 凝 土 汽 車(chē) 外 胎 材料 材料 天 然 材 料合 成 材 料 金 屬合 金 一 .玻 璃 是 如 何 制 成 的 玻 璃 1、 主 要 原 料 ： 2、 反 應(yīng) 條 件

2、： 高 溫 熔 融石 英 砂 （ 主 要成 分 是 SiO2） 純 堿 Na2CO3石 灰 石 （ 主 要 成分 是 CaCO3) 3、 原 理 ：CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2思 考 ： 玻 璃 是 純 凈 物 還 是 混 合 物 ？高 溫高 溫 開(kāi) 闊 眼 界 在 制 造 玻 璃 的 過(guò) 程 中 ， 如 果 加 入 某 些 金 屬氧 化 物 ， 還 可 以 制 成 有 色 玻 璃 ， 例 如 ： 加入 氧 化 鈷 后 的 玻 璃 呈 藍(lán) 色 ， 加 入 氧 化 亞 銅后 的 玻 璃 呈 紅 色 。 我 們 看 到 的 普 通 玻 璃

3、 ，一 般 呈 淺 綠 色 ， 這 是 因 為 原 料 中 混 有 二 價(jià)鐵 的 緣 故 。 玻 璃 的 種 類(lèi) 和 用 途 ： 種 類(lèi) 特 性 用 途普 通 玻 璃 在 較 低 溫 度 下 軟 化 窗 玻 璃 、 玻 璃 瓶 、 玻 璃 杯 石 英 玻 璃 膨 脹 系 數(shù) 小 ， 耐 酸 、 堿 ， 強(qiáng)度 大 、 濾 光 化 學(xué) 儀 器 ； 高 壓 水 銀 燈 、 紫 外 燈的 燈 殼 等光 學(xué) 玻 璃 透 光 性 能 好 ， 有 折 光 性 和 色散 性 眼 鏡 片 ； 照 相 機(jī) 、 顯 微 鏡 、 望 遠(yuǎn)鏡 用 于 凹 凸 透 鏡 等 光 學(xué) 儀 器 玻 璃 纖 維 耐 腐 蝕 、 不

4、 怕 燒 、 不 導(dǎo) 電 、不 吸 水 、 隔 熱 、 吸 聲 、 防 蟲(chóng)蛀 太 空 飛 行 員 的 宇 航 服 、 玻 璃 鋼 等 鋼 化 玻 璃 耐 高 溫 、 耐 腐 蝕 、 強(qiáng) 度 大 、 質(zhì) 輕 、 抗 震 裂 運(yùn) 動(dòng) 器 材 ； 微 波 通 信 器 材 ； 汽 車(chē) 、火 車(chē) 窗 玻 璃 等 特 點(diǎn) ： 強(qiáng) 度 大 、 耐 高 溫用 途 ： 制 造 門(mén) 窗 、 燈 罩 、 茶 幾 、 餐 具鋼 化 玻 璃 :普 通 玻 璃 高 溫 驟 然 冷 卻 形 成 其 機(jī)械 強(qiáng) 度 比 普 通 玻 璃 大 4 6倍 ， 不 易 破 碎 并耐 高 溫 。 特 點(diǎn) ： 強(qiáng) 度 特 大用 途 ： 制

5、 作 汽 車(chē) 門(mén) 窗 、 坦 克 和 裝 甲 車(chē) 的 瞭 望 孔防 彈 玻 璃 ： 多 層 玻 璃 與 某 種 膠 片 疊 合 而 成 玻 璃 纖 維用 途 ： 用 于 光 導(dǎo) 通 訊 、 攝 像 、 診 斷 、 醫(yī) 療 、 制 造 玻璃 鋼 、 光 導(dǎo) 傳 感 器 、 環(huán) 境 監(jiān) 測(cè) 和 飛 機(jī) 導(dǎo) 航 光 導(dǎo) 纖 維 ： 1964年 8月 華 裔 科 學(xué) 家 高 錕 首 先 提出 用 玻 璃 纖 維 代 替 金 屬 導(dǎo) 線(xiàn) ， 被 譽(yù) 為 “纖維 光 學(xué) 之 父 ”。 比 頭 發(fā) 絲 還 細(xì) 的 一 對(duì) 光 導(dǎo)纖 維 上 同 時(shí) 傳 送 3萬(wàn) 門(mén) 電 話(huà) 且 中 繼 距 離 長(zhǎng)達(dá) 20Km

6、 50Km， 保 密 性 能 好 。 它 是 特 種光 學(xué) 玻 璃 在 高 溫 熔 融 狀 態(tài) 下 抽 成 絲 制 成 。廣 泛 應(yīng) 用 于 光 纖 通 詢(xún) 。 從 沙 子 到 芯 片 芯 片 是 電 腦 、 “ 智 能 ” 家 電 的 核 心 部 件 ， 它 是 用 純 度 極 高 的 單 質(zhì) 硅制 成 的 。 然 而 ， 自 然 界 里 并 沒(méi) 有 這 種 高 純 硅 ， 人 們 可 以 利 用 沙 子 （ 主要 成 分 是 二 氧 化 硅 ） ， 通 過(guò) 化 學(xué) 方 法 制 得 99.999999999%的 高 純 硅 ，為 計(jì) 算 機(jī) 等 高 技 術(shù) 產(chǎn) 品 的 開(kāi) 發(fā) 奠 定 了 物

7、 質(zhì) 基 礎(chǔ) 。 有 關(guān) 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 原 理為 ： SiO2+2C = Si+2CO 高 溫Si+2Cl2= SiCl4SiCl4+2H 2 =Si+4H Cl高 溫 高 溫 粗 硅(呈 液 態(tài) )高 純 硅多 識(shí) 一 點(diǎn) 陶 器 和 瓷 器水 泥其 他 硅 酸 鹽 材 料 二 .”塑 料 王 ” 是 怎 樣 誕 生 的 n用 有 機(jī) 高 分 子 化 合 物 制 成 的 材 料 就 是 有機(jī) 高 分 子 材 料 。n天 然 有 機(jī) 高 分 子 材 料 如 ： 棉 花 、 羊 毛 、天 然 橡 膠 。n合 成 有 機(jī) 高 分 子 材 料 （ 合 成 材 料 ） 如 ：塑 料 、 合 成

8、纖 維 、 合 成 橡 膠 。有 機(jī) 高 分 子 材 料n大 部 分 有 機(jī) 高 分 子 化 合 物 是 由 小 分 子 聚合 成 的 。 如 ： 淀 粉 (C 6H10O5)n 、 聚 乙 烯 塑 料 等 。 1、 塑 料 是 人 工 合 成 的 有 機(jī) 高 分 子 材 料2、 塑 料 的 特 點(diǎn) ： 質(zhì) 輕 、 易 加 工 成 型 、 不 導(dǎo)電 、 不 傳 熱 、 抗 腐 蝕 性 強(qiáng)3、 特 氟 隆 聚 四 氟 乙 烯 ， 由 四 氟 乙 烯 小分 子 聚 合 而 成 的 具 有 特 殊 性 能 的 塑 料 ， 被稱(chēng) 為 “ 塑 料 王 ” 。 塑 料 ： 塑 料的 品 種 很多 ， 用

9、途也 各 不 相同 。 使 用最 多 的 是聚 乙 烯 塑料 。 聚 合 乙 烯 分 子 (CH2=CH2)化學(xué)變化 聚 乙 烯 分 子CH2 CH2n 聚 乙 烯 保 鮮 膜吹 塑 成 型 的 聚 乙 烯 薄 膜 特 點(diǎn) :耐 腐 蝕 、 摩 擦 系 數(shù) 非 常 小應(yīng) 用 :常 用 來(lái) 制 造 容 器 、 管 道 、 閥 門(mén) 等聚 四 氟 乙 烯 CF2 CF2n （ 塑 料 王 特 氟 隆 ） 內(nèi) 表 面 涂 有 聚 四 氟 乙 烯 的 不 粘 鍋 塑 料 ： 塑 料 的 品 種 很 多 ， 用 途 也 各 不 相 同 。 使 用 最 多的 是 聚 乙 烯 塑 料 (PE )、 聚 氯 乙

10、 烯 塑 料 (PVC) 、 聚 甲 基 丙烯 酸 甲 酯 (有 機(jī) 玻 璃 PMMA) 、 酚 醛 樹(shù) 脂 (電 木 PF)和 聚 四 氟乙 烯 （ 塑 料 王 ） 等 。 說(shuō) 說(shuō) 塑 料 有 哪 些 獨(dú) 特 性 能 塑 料 具 有 比 重 輕 、 強(qiáng) 度 高 、 化 學(xué) 性 質(zhì) 穩(wěn) 定 、 電 絕 緣性 好 、 耐 摩 擦 等 優(yōu) 點(diǎn) 。PP塑 料 (聚 丙 烯 ) 英 文 名 稱(chēng) :Polypropylene PE塑 料 (聚 乙 烯 ) 英 文 名 稱(chēng) :Polyethylene 聚 氯 乙 烯 PVC 英 文 名 稱(chēng) :Poly(Vinyl Chloride) PMMA塑 料 (有

11、機(jī) 玻 璃 ) (聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 脂 ) 英 文 名 稱(chēng) :Polymethyl Methacrylate 交 流 共 享 常 用 的 塑 料 及 性 能名 稱(chēng) 性 能 用 途聚 乙 烯 電 絕 緣 性 能 好 ， 耐 化 學(xué) 腐蝕 ， 耐 寒 ， 無(wú) 毒 食 品 袋 、 藥 物 包 裝 材 料 、 日 常 用品 、 管 道 、 絕 緣 材 料 ， 器 皿 不 宜長(zhǎng) 時(shí) 間 存 放 食 用 油 、 飲 料 聚 氯 乙 烯 耐 有 機(jī) 溶 劑 ， 耐 化 學(xué) 腐 蝕 ，耐 磨 ， 電 絕 緣 性 能 好 ， 抗水 性 好 ， 對(duì) 人 體 有 毒 日 常 用 品 、 電 線(xiàn) 包 衣 、

12、 管 道 、 絕緣 材 料 、 人 造 革 等 ， 薄 膜 不 宜 包裝 食 品聚 苯 乙 烯 電 絕 緣 性 能 好 ， 透 光 性 好 ，耐 水 、 耐 化 學(xué) 腐 蝕 ， 無(wú) 毒 電 視 機(jī) 殼 ， 汽 車(chē) 、 飛 機(jī) 零 件 ， 玩具 ， 醫(yī) 藥 衛(wèi) 生 用 品 、 日 常 用 品 聚 四 氟 乙 烯 耐 腐 蝕 ， 摩 擦 系 數(shù) 小 容 器 ， 管 道 ， 閥 門(mén) 分 類(lèi)原 則 類(lèi) 型 特 征 和 舉 例按 樹(shù) 脂受 熱 時(shí)的 特 征按 應(yīng) 用范 圍 及性 能 特點(diǎn) 其 他 熱 塑 性 塑 料 成 分 為 熱 塑 性 樹(shù) 脂 。 可 以 反 復(fù) 塑 制 ，如 聚 乙 烯 、 聚 氯

13、 乙 烯 、 聚 苯 乙 烯 等熱 固 性 塑 料通 用 塑 料工 程 塑 料 成 分 為 熱 固 性 樹(shù) 脂 。 加 工 成 型 后 為不 熔 狀 態(tài) ， 如 酚 醛 、 氨 基 塑 料 等 。通 用 性 強(qiáng) 、 用 途 廣 、 產(chǎn) 量 大 、 價(jià) 格 低 。主 要 有 聚 乙 烯 、 聚 氯 乙 烯 、 聚 苯 乙 烯 ，聚 丙 烯 等 。 機(jī) 械 性 能 好 、 強(qiáng) 度 高 ， 可 以 代 替 金屬 用 作 工 程 結(jié) 構(gòu) 材 料 。 如 聚 酯 、 聚酰 胺 、 聚 碳 酸 酯 、 氟 塑 料 等 。其 他 分 類(lèi) ， 分 為 通 用 、 工 程 、 耐 高 溫 和 特 種 塑 料四

14、大 類(lèi) ； 或 通 用 、 工 程 和 其 他 塑 料 三 大 類(lèi) 。 點(diǎn) 撥 提 升 （ 1） 聚 乙 烯 薄 膜 無(wú) 毒 ， 可 以 包 裝 食 品 ； 聚 氯 乙 烯薄 膜 在 使 用 中 分 解 出 對(duì) 健 康 有 害 的 物 質(zhì) ， 從 而 污染 食 品 ， 不 宜 用 于 包 裝 食 品 （ 2） 鑒 別 聚 乙 烯 和 聚 氯 乙 烯 可 以 用 燃 燒 法 ， 兩 種塑 料 薄 膜 的 燃 燒 現(xiàn) 象 和 燃 燒 的 氣 味 不 同 。 （ 3） 要 合 理 使 用 塑 料 制 品 ， 不 要 濫 用 ， 更 不 要隨 意 丟 棄 ， 以 免 造 成 “ 白 色 污 染 ” ，

15、 要 研 制 和 推廣 在 自 然 條 件 下 容 易 分 解 的 新 型 塑 料 。 討 論 ： 塑 料 的 廣 泛 應(yīng) 用 ， 給 我 們 的生 活 帶 來(lái) 了 怎 樣 的 影 響 ？（ 從 正 反 兩 面 進(jìn) 行 回 答 ） 生活中白色污染隨處可見(jiàn) 生活中白色污染隨處可見(jiàn) 塑 料 給 我 們 的 生 活 帶 來(lái) 很 多 好 處 ，也 帶 來(lái) 了 一 些 問(wèn) 題 ： 如 何 在 生 活 中 減 少 “ 白 色 污 染 ” 的 產(chǎn) 生 ？ 致 癌 保 鮮 膜 轉(zhuǎn) 道 中 國(guó) o上 海 第 一 財(cái) 經(jīng) 日 報(bào) 等 刊 登 全 球 禁 用 日韓 將 致 癌 PVC保 鮮 膜 轉(zhuǎn) 道 中 國(guó) 銷(xiāo)

16、售 的 文 章 。報(bào) 道 稱(chēng) ， 由 于 在 本 國(guó) 遭 禁 ， 日 韓 的 PVC食 品保 鮮 膜 大 舉 進(jìn) 入 中 國(guó) 。 目 前 中 國(guó) 超 市 生 鮮 產(chǎn) 品如 蔬 菜 、 水 果 及 熟 食 包 裝 中 仍 在 大 量 使 用PVC保 鮮 膜 。 oPVC保 鮮 膜 在 制 造 時(shí) 加 入 了 增 塑 劑 。 這 種 增塑 劑 對(duì) 人 體 內(nèi) 分 泌 系 統(tǒng) 有 很 大 破 壞 作 用 ， 會(huì) 擾亂 人 體 的 激 素 代 謝 ， 它 極 易 滲 入 食 物 ， PVC保 鮮 膜 中 的 增 塑 劑 對(duì) 人 體 會(huì) 造 成 致 癌 作 用 ， 特別 是 會(huì) 造 成 內(nèi) 分 泌 、

17、荷 爾 蒙 的 紊 亂 。 如 何 區(qū) 分 ？PVC保 鮮 膜 和 PE保 鮮 膜 PVC保 鮮 膜 和 PE保 鮮 膜 的 區(qū) 分 PVC保 鮮 膜 的 透 明 度 、 拉 伸 性 都 比 PE保 鮮 膜強(qiáng) 。 PVC保 鮮 膜 在 火 燒 時(shí) ， 火 焰 發(fā) 黑 ， 冒 有 黑煙 ， 有 刺 鼻 的 氣 味 ， 不 會(huì) 滴 油 ， 離 開(kāi) 火 源 后 會(huì)自 動(dòng) 熄 滅 。 而 PE保 鮮 膜 火 焰 呈 黃 色 ， 燃 燒 時(shí) 無(wú)味 ， 會(huì) 滴 油 ， 且 離 開(kāi) 火 源 后 可 以 繼 續(xù) 燃 燒 。 動(dòng) 手 試 一 試 吧 怎 樣 減 少 白 色 污 染 ？1、 盡 可 能 減 少 使

18、 用 白 色 制 品2、 回 收 廢 舊 塑 料3、 制 造 和 使 用 降 解 塑 料4、 制 造 和 使 用 回 收 塑 料回 收 廢 舊 塑 料 的 好 處 ：1、 減 少 廢 棄 塑 料 的 數(shù) 量 ， 減 少 白 色 污 染2、 節(jié) 約 石 油 資 源 解 決 “ 白 色 污 染 ” 的 重 要 方 法 之 一 ： 制 造 和 使 用 降 解 塑 料 降 解 是 指 聚 合 物 在 自 然 環(huán) 境 中 被 微生 物 或 光 照 分 解 為 小 分 子 的 過(guò) 程 。 大部 分 塑 料 在 自 然 環(huán) 境 中 很 難 降 解 ， 因此 ， 使 用 一 些 新 型 的 、 可 降 解 的

19、 塑 料 ，如 微 生 物 降 解 塑 料 和 光 降 解 塑 料 可 有效 防 止 “ 白 色 污 染 ” 。 可 降 解 塑 料 不 會(huì) 造 成 污 染 的 原 因可 降 解 塑 料 是 在 較 短 的 時(shí) 間 內(nèi) ,在 自 然 條 件 下 能 夠 自 行 降 解 的 塑 料 。可 降 解 的 塑 料 一 般 分 為 四 大 類(lèi) ：光 降 解 塑 料 在 塑 料 中 摻 入 光 敏 劑 ， 在 日 照 下 使 塑 料 逐 漸 分 解 。生 物 降 解 塑 料 在 微 生 物 的 作 用 下 ， 可 完 全 分 解 為 低 分 子 化 合 物 的 塑 料 。光 /生 物 降 解 光 降 解

20、和 微 生 物 相 結(jié) 合 的 一 類(lèi) 塑 料 ， 它 同 時(shí) 具 有 光 和 微 生物 降 解 塑 料 的 特 點(diǎn) 。水 降 解 塑 料 在 塑 料 中 添 加 吸 水 性 物 質(zhì) ， 用 完 后 棄 于 水 中 即 能 溶 解 掉 ， 主要 用 于 醫(yī) 藥 衛(wèi) 生 用 具 方 面 （ 如 醫(yī) 用 手 套 ） ， 便 于 銷(xiāo) 毀 和 消 毒 處 理 。 開(kāi) 始 一 個(gè) 月 2個(gè) 月 2.5個(gè) 月 3個(gè) 月 解 決 “ 白 色 污 染 ” 的 重 要 方 法 之 二 ： 制 造 和 使 用 可 回 收 塑 料塑料的回收從你我做起 利 用 回 收 的 廢 塑 料 使 之 資 源 化垃 圾 是 放

21、 錯(cuò) 了 位 置 的 資 源1、 直 接 作 為 材 料2、 制 燃 料 油3、 制 燃 料 氣4、 用 化 學(xué) 方 法 加 工 制 防 水 材 料 三 、 玻 璃 鋼 是 鋼 么 在 塑 料 中 加 入 玻 璃 纖 維 制 成 的 ，既 有 玻 璃 般 的 透 明 性 或 半 透 明 性 ，又 具 有 鋼 鐵 般 的 高 強(qiáng) 度 。玻 璃 鋼 制 品 復(fù) 合 材 料 ： 是 將 兩 種 或 兩 種 以 上的 材 料 復(fù) 合 成 一 體 而 形 成 的 材 料 玻 璃 鋼復(fù) 合 材 料 特 點(diǎn) ： 質(zhì) 量 輕 、 強(qiáng) 度 高 、 耐 腐 蝕 、 變 形 性小 、 抗 疲 勞 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 是

22、 一 類(lèi) 更 為 廣 闊 發(fā) 展 前 景 的 新 型 材 料 。用 途 ： 制 滑 雪 板 、 游 艇 、 反 應(yīng) 器 、 化 工 管 道 、 電 機(jī) 電 器 中 的 絕 緣 零 件 1、 玻 璃 鋼 既 不 是 玻 璃 也 不 是 鋼 ， 而 是 在 塑 料中 加 入 玻 璃 纖 維 制 成 的 。 它 既 有 玻 璃 般 的透 明 性 或 半 透 明 性 ， 又 有 鋼 鐵 般 的 高 強(qiáng) 度 。2、 復(fù) 合 材 料 集 中 了 組 成 材 料 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 并 避 免了 組 成 材 料 的 弱 點(diǎn) ， 具 有 綜 合 性 能 更 優(yōu) 異的 特 點(diǎn) 。 復(fù) 合 材 料 ： 如 鋼 筋 混

23、 凝 土四大人造材料 金 屬 材 料硅 酸 鹽 材 料有 機(jī) 高 分 子 材 料復(fù) 合 材 料 1. 有 機(jī) 合 成 材 料 的 出 現(xiàn) 是 材 料 發(fā) 展 史 上的 一 次 重 大 突 破 。 下 列 物 質(zhì) 屬 于 有 機(jī) 合 成材 料 的 是 A 棉 花 B 蛋 白 質(zhì) C 維 生 素 D 塑 料 2. 下 面 說(shuō) 法 錯(cuò) 誤 的 是 A 有 機(jī) 合 成 材 料 都 是 高 分 子 材 料 B 棉 花 、 羊 毛 、 聚 乙 烯 都 是 合 成 材 料C 焚 燒 聚 乙 烯 塑 料 會(huì) 造 成 環(huán) 境 污 染 D 使 用 過(guò) 的 塑 料 、 橡 膠 應(yīng) 回 收 利 用 3. 考 古 發(fā)

24、現(xiàn) ， 早 在 一 萬(wàn) 多 年 前 我 國(guó) 已 開(kāi) 始制 造 和 使 用 陶 器 。 現(xiàn) 代 人 們 已 能 生 產(chǎn) 新 型陶 瓷 材 料 ， 如 用 氧 化 鋁 等 為 原 料 生 產(chǎn) 的 陶瓷 已 制 造 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 零 件 。 下 列 有 關(guān) 氧 化 鋁 陶瓷 的 說(shuō) 法 錯(cuò) 誤 的 是A 該 陶 瓷 屬 于 無(wú) 機(jī) 非 金 屬 材 料 B 該 陶 瓷 中 的 原 料 氧 化 鋁 屬 于 非 金 屬 氧化 物C 該 陶 瓷 耐 高 溫 、 強(qiáng) 度 高 D 該 陶 瓷 耐 酸 、 堿 等 化 學(xué) 物 質(zhì) 的 腐 蝕 4、 下 列 生 活 用 品 由 有 機(jī) 合 成 材 料 制 成 的 是 （ ）A、 尼 龍 襪 子 B、 砂 鍋 C、 鐵 鍋 D、 瓷 碗5、 下 列 物 質(zhì) 中 不 屬 于 復(fù) 合 材 料 的 是 （ ）A、 鋼 筋 混 凝 土 B、 玻 璃 鋼 C、 鐵 鍋 D、 瓷 碗6、 玻 璃 、 有 機(jī) 玻 璃 、 玻 璃 鋼 、 不 銹 鋼 四 種 物 質(zhì) ， 其 中 屬 于 金 屬 材 料 的 是 ， 屬 于 無(wú) 機(jī) 非 金 屬 材 料 的 是 ， 屬 于 合 成 材 料 的 是 ， 屬 于 復(fù) 合 材 料 的 是 。