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第三单元功能高分子材料和复合材料第5节复合材料复合材料的历史可追溯到很久以前。
人们打泥砖，往泥中掺入禾秸，晒干后的泥砖可以称为复合材料。
为什么要掺禾秸呢？人们从实践中懂得这样可以提高泥砖的强度。
砂子、砾石与水泥加在一起也是复合材料，它比单纯水泥的强度大得多。
钢筋水泥是复合材料。
将增强体与基体结合在一起，形成一种能发挥两者各自优点的材料，称为复合材料。
高分子（塑料、树脂）、金属、陶瓷等材料都可以作为基体，掺入增强体后便成为复合材料。
若按增强体的形状分类，复合材料可分为：颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料，如下图所示。
目前发展较快、应用较广的是纤维增强复合材料，若按基体分类，也可分为三类：树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。
纤维增强树脂基复合材料玻璃钢它是由玻璃纤维与聚酯类树脂复合而成的材料。
玻璃是非常易碎的脆性材料，但如果将玻璃熔化并以极快的速度拉成细丝，这种玻璃纤维异常柔软，可以纺织。
玻璃纤维的强度很高，比天然纤维或化学纤维高出5～30 倍。
在制造玻璃钢时，可将直径为5～10μm 的玻璃纤维制成纱、带材或织物加到树脂中，也可以把玻璃纤维切成短纤维加入基体。
玻璃钢具有优良的性能，它的强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好。
增强体除了用普通玻璃外，还可以根据具体用途调整玻璃成分，制取耐化学腐蚀、耐高温、高强度和高模量的玻璃纤维。
玻璃钢已经广泛用于飞机、汽车、船舶、建筑和家具等行业。
除了用聚脂类作为玻璃纤维增强树脂基体外，还可用尼龙、聚乙烯、聚丙烯、环氧、酚醛和有机硅树脂等作为玻璃纤维增强树脂基体。
碳纤维增强塑料碳纤维的发明可以追溯到爱迪生时代，他在发明电灯过程中选用多种材料做灯丝都失败了，后来他将竹子烘烤后制成碳丝，终于使电灯亮了。
碳丝可以说是当今碳纤维的前身。
目前制备碳纤维的方法是将聚丙烯腈合成纤维在200～300℃的空气中加热使其氧化，然后在1000～1500℃的惰性气体中碳化，即可得到强度很高的碳纤维。
【关键字】高中高分子材料和复合材料(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(2016·威海高二检测)下列有关高分子材料的叙述错误的是( )【导学号：00350104】A．聚四氟乙烯可以用来制作自来水笔的笔尖，十分耐用B．用热塑性丁苯橡胶改性的沥青可以用来铺设机场跑道C．用聚氨酯树脂可以制作人造心脏是因为有金属般的韧性D．现在的磁带多数是在高分子基带上涂有磁性体，兼有高分子材料和磁铁的特性【解析】本题主要考查了常用合成高分子材料的性能及用途，C选项中用聚氨酯树脂制作人造心脏主要因为其有良好血液相容性。
【答案】 C2．(双选)高分子材料与一般金属材料相比，优越性是( )A．强度大B．电绝缘性好C．不耐化学腐蚀D．不耐热【解析】高分子材料同一般的金属材料相比其强度较大，都具有较好的电绝缘性。
【答案】AB3．乙烯(CH2===CH2)和丙烯()按1∶1(物质的量)聚合时，生成聚合物乙丙树脂，该聚合脂的结构简式可能是( )A．B．CH2—CH2—CH2—CH—CH3C．CH2—CH2—CH===CH—CH2D．CH2—CH2—CH2—CH2—CH2【解析】乙烯和丙烯形成的聚合物可以是：和。
【答案】 A4．(2016·宿州高二质检) “神舟十号”回收伞(如图)不同于普通的航空伞，它是采用强度高、重量轻、缓冲性好的特制涤纶材料制成的，伞撑开的面积有1 200平方米。
下列关于涤纶材料的说法中不正确的是( )A．涤纶属于高分子材料B．“神舟十号”回收伞用的这种涤纶材料耐高温C．涤纶属于合成橡胶D．合成涤纶的反应属于聚合反应【解析】涤纶属于合成纤维，不属于合成橡胶。
【答案】 C5．某质检员将甲、乙、丙三种衣料做纤维检验，所得结果如下表：【导学号：00350105】A．甲为棉，乙为丝，丙为涤纶B．甲为丝，乙为棉，丙为腈纶C．甲为腈纶，乙为丝，丙为棉D．甲为棉，乙为维尼纶，丙为丝【解析】甲具备蛋白质纤维的特点，乙具备棉纤维的特点，丙具备合成纤维的特点。
第三单元高分子材料和复合材料学习目标：1.了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。
2.知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。
(重点)3.通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常生活中扮演的角色。
(重点)4.理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造与优化。
5.了解功能高分子材料的分类。
6.认识复合材料的结构，说出常见的复合材料及其应用。
[自主预习·探新知]一、塑料1．塑料的成分与制备合成酚醛树脂2．塑料的结构特点与性能(1)热塑性塑料：长链状的线性结构，链与链之间以分子间作用力相结合。
受热时会熔化可重新塑制成形。
(2)热固性塑料：链与链之间以共价键交联，形成体型网状结构。
受热时不会熔化，一次成型后，不能反复重塑。
3．常见塑料的应用(1)聚乙烯可制成食品保鲜袋或保鲜膜。
(2)聚四氟乙烯2—CF 2。
①性质：不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀，被誉为“塑料王”。
②用途：制冷工业、化学工业、电器工业等。
(3)ABS塑料：电视机等家用电器的壳体，通讯器材、汽车、飞机零部件及各种仪表的外壳等。
二、纤维四、功能高分子材料1．种类生活中常见的功能高分子材料有高吸水性材料、生物活性材料、导电性材料、光敏性材料、催化性材料等。
2．高吸水性材料高吸水性树脂可以用淀粉、纤维素等天然高分子与丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈等物质聚合得到。
它自身虽不溶于水或有机溶剂，但吸水性好，同时具有良好的保水性能。
高吸水性树脂可制作纸尿布，在农林业上用做保水剂，在石油化学工业上用做脱水剂。
3．导电材料：导电薄膜、导电橡胶等。
4．生物活性材料：医用高分子材料可做成人造器官。
五、复合材料1．概念：将两种或两种以上性质不同的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比单一材料性能优越的复合材料。
2．组成：由基体材料和增强材料组成。
第三单元高分子材料和复合材料教学目标：1．了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。
2．知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。
3．区别聚合反应的几种类型，掌握加聚反应和缩聚反应两大基本的聚合反应类型。
4．通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常生活中扮演的角色。
5．理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造与优化。
6．了解功能高分子材料的分类，列举功能高分子材料在生产生活各个层面、高新技术领域中的应用。
7．认识复合材料的结构，说出常见的复合材料及其应用。
8．体验化学科学的进步与材料科学发展的联系，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。
教学重点：加聚反应和缩聚反应的原理。
教学难点：共聚与均聚、塑料制品与原料树脂、热塑性与热固性、天然纤维与化学纤维、天然橡胶与合成橡胶等概念的区别与联系。
教学方法：联系生活实际，调查研究并讨论。
课时安排：4课时教学过程：第二课时纤维教学过程：【引言】上节课给同学们布置了个任务，观察一下自己衣服上的标签。
【提问】从这些标签上，你能获得哪些信息？【学生回答】从标签中可以了解到衣服的颜色、制作面料、里布成分、洗涤方法……【提问】从这些标签上，你知道常见的衣物制作面料、里布成分有哪些呢？【学生回答】有：棉、麻、丝、毛，涤纶、尼龙、腈纶、丙纶等。
【教师活动】教师选取其中一张标签，大声读出上面的内容，并将关键内容写到黑板上“面料：涤纶66.4％，里料：涤纶100％”。
【教师讲解】从这张标签中，我们了解到裁制这件衣服的主要布料成分是涤纶。
我们在生活中都听说过涤纶、尼龙等服装面料，这些服装面料与化学有着密切关系。
涤纶、尼龙、腈纶都是化学纤维，是现代纺织工业不可或缺的原料。
下面我们将一起走进纤维的世界。
【教师组织阅读】请同学们观看P104图3-34【提问】左图中是白皑皑的一幅棉花丰收的景象，右图则是两只乖巧可爱的绵羊。
第三单元高分子材料和复合材料
教学目标：
1．了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。
2．知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。
3．区别聚合反应的几种类型，掌握加聚反应和缩聚反应两大基本的聚合反应类型。
4．通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常生活中扮演的角色。
5．理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造与优化。
6．了解功能高分子材料的分类，列举功能高分子材料在生产生活各个层面、高新技术领域中的应用。
7．认识复合材料的结构，说出常见的复合材料及其应用。
8．体验化学科学的进步与材料科学发展的联系，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。
教学重点：加聚反应和缩聚反应的原理。
教学难点：共聚与均聚、塑料制品与原料树脂、热塑性与热固性、天然纤维与化学纤维、天然橡胶与合成橡胶等概念的区别与联系。
教学方法：联系生活实际，调查研究并讨论。
课时安排：4课时
教学过程：
第四课时功能高分子材料复合材料
教学过程：
【引言】前面三节课，我们学习了传统意义上的有机高分子材料中的三大合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶），今天，我们来了解第四大合成材料（功能高分子材料）以及复合材料。
【板书】§3.3.4功能高分子材料复合材料
【过渡】何谓功能高分子材料？它的分类如何？它的性能和应用怎样？这些是我们这节课要弄清楚的。
【教师讲解】一、功能高分子材料：
1．功能高分子材料的定义：功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某
些特殊功能的高分子材料。
（它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。
是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。
）
2．功能高分子材料的分类：
物理功能高分子材料如：导电材料、光敏性材料、液晶高分子材料
功能高分子材料分离功能高分子材料如：膜材料、吸附分离功能材料
化学功能高分子材料如：高分子试剂、高分子卤化剂
3．日常生活中常见的几种功能高分子材料：
【投影】用高吸水性树脂制造的纸尿布高吸水性树脂
【教师讲解】（1）高吸水性树脂
高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料，它本身不溶于水或有机溶剂，与水接触时能在短时间内可吸收自身质量几百倍、上千倍，最高可达5300倍的水，即使挤压也很难脱水，被冠于“超级吸附剂”的桂冠，因此可用作农业、园林、苗木移植用保水剂。
高吸水性树脂与苯、乙醇、三氯甲烷、四氯化碳、醋酸等化学试剂混合时，可使试剂脱水，却不与试剂发生化学反应。
它吸收试剂中的水分后，变成一种凝胶状的物质。
【投影】
触摸屏导电橡胶按键
【教师讲解】（2）导电性材料
如果在高分子中加入各种导电物质，如铁粉、铜粉、石墨粉等，就可制成导电橡胶、导电塑料、导电涂料、导电胶粘剂等。
【投影】
人造心脏
【教师讲解】（3）医用高分子材料
a.性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。
b.应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
【投影展示】
玻璃钢快船波音767飞机碳纤维网球拍
【过渡】不同的材料具有不同的性能，每种材料都有它的优缺点。
如普通金属材料强度大，但易被腐蚀；普通陶瓷材料耐高温，但易碎裂；合成高分子材料强度大、密度小，但易老化。
航天工业需要强度大、耐高温、密度小的材料。
海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。
有没有兼具它们优点的一种材料呢？复合材料的出现很好地回答了这个问题。
【板书】二、复合材料
【学生阅读】P108复合材料定义并回答。
【板书】1．复合材料的定义：复合材料是指两种或两种以上性质不同的材料组合而成的一种新型材料。
其中一种材料作为基体，其他的材料作为增强剂。
【教师讲解】由于复合材料克服了单一材料的不足，一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了任一单一材料，是材料科学领域的重大突破。
【教师组织讨论】P109有一个“交流与讨论”栏目，请同学们举出实例来说明人们的日常生活越来越离不开复合材料。
【学生回答】日常生活中用的牙刷、塑料碗盆、地板、壁纸、人造心脏、人造骨、关节、网球拍、滑雪板、撑杆、弓箭……
【教师组织练习】以上事实说明复合材料是人类赖以存在和发展的基础，那么，复合材料的组成怎样？请同学们阅读后完成下列练习：（投影）
1．复合材料是由基体材料和分散于其中的增强材料组成的。
2．钢筋混凝土中的混凝土是基体材料，分布于其中的钢筋是增强材料；石棉瓦用石棉作增强材料，水泥作基体材料；碳纤维增强塑料用碳纤维作增强材料，树脂作基体材料；碳纤维增强铝用碳纤维作增强材料，金属铝作基体材料；碳纤维增强陶瓷用碳纤维作增强材料，新型陶瓷作基体材料。
【教师组织讨论】P109有一个“问题解决”栏目，请同学们将课前查阅到的资料进行交流。
【学生回答】玻璃钢是一种以高分子树脂为基体，以玻璃纤维为增强体，经过复合工艺而制成的复合材料。
通常具有耐腐蚀，抗老化，绝缘性好等特点，在管道、造船、汽车制造等领域有广泛应用。
玻璃钢坚韧，比钢材轻得多。
喷气式飞机上用它作油箱和管道，可减轻飞机的重量。
登上月球的宇航员们，他们身上背着的微型氧气瓶，也是用玻璃钢制成的。
玻璃钢加工容易，不锈不烂，不需油漆。
我国已广泛采用玻璃钢制造各种小型汽艇、救生艇及游艇。
节约了不少钢材。
化工厂也采用酚醛树脂的玻璃钢代替不锈钢做各种耐腐蚀设备，大大延长了设备的使用寿命。
玻璃钢无磁性，不阻挡电磁波通过。
用它来做导弹的雷达罩，就好比给导弹戴上了一副防护眼镜，既不阻挡雷达的“视线”，又起到防护作用。
【过渡】同学们查阅的资料很全面。
由此我们可以得出复合材料的性能为：
【板书】2．复合材料的性能：强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、绝缘，在综合性能上超过了单一材料。
【过渡】通过上面的讨论，我们同样也可以得出复合材料应用的方面为：
【板书】3．复合材料的应用：
（1）建筑方面（内外墙板、地板、壁纸、透明瓦、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽）；
（2）体育运动器件（网球拍、滑雪板、撑杆、弓箭等）；
（3）汽车工业方面（轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶、发动机活塞、连杆、轴瓦、减振钢板、车厢板、门窗、座椅）；
（4）医学领域（医用X光机、矫形支架、人造心脏、人造骨、关节）；化工、纺织和机械制造领域（化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器）
（5）航空航天领域（飞机发动机舱、整流罩、方向舵、飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、航天飞机结构件）；
【投影展示】
神州7号宇航员穿的宇航服隐形眼镜
【结语】今天这节课，我们学习了功能高分子材料以及复合材料。
通过学习，我们了解到功能高分子材料、复合材料在生活中无处不在，我们要做生活的有心人，留意身边的各种材料，新材料的出现是科技发展、社会进步的一个缩影。
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑。
当今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。
从物质组成结构上可将材料分为四大类：金属材料（金属和合金）、无机非金属材料（陶瓷、玻璃、水泥等）、有机高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤维、功能高分子材料）、复合材料。
请同学们阅读P109“拓展视野---碳纤维增强材料的应用”，并完成下列三个问题：（投影）
1．复合材料是一种新型的有发展前途的材料。
目前，复合材料最主要的应用领域是（ D ）A．高吸水性树脂 B．人类的人工器官 C．新型治疗药物 D．航空航天工业
2．下列物质属于复合材料的是（ B ）
A．钢化玻璃 B．玻璃钢 C．人造皮革 D．人造羊毛
3．医用高分子材料要求材料必须具有优良性能。
