日用品與化學

1、日用品 與化學,41玻璃和陶瓷 一、玻璃 1玻璃的制造、組成和性質(zhì) 玻璃是由砂子（含二氧化硅）、石灰石（碳酸鈣）、純堿（碳酸鈉）等為原料經(jīng)高溫熔融而制得的，一般均為硅酸鹽。常見的鈉鈣玻璃主成分有二氧化硅（72%）、氧化鈉（15%）、氧化鈣（9%）和氧化鎂（4%）。 無色玻璃，要用少量二氧化錳為去色劑。二氧化錳是氧化劑，它把原料中綠色的二價鐵離子（Fe2+）氧化成黃色的三價鐵離子（Fe3+），錳變成的了紫色的三價錳，黃色和紫色合成白色，玻璃就變成無色的了,有色玻璃，需加入各種氧化物以著色：加氧化亞銅可得紅色玻璃、氧化銅（綠或藍）、二氧化錳（紫羅蘭）、氧化鈷（藍）、氧化鉻（綠）、氧化亞鐵（綠）、氧

2、化鐵（黃）、鈾（黃綠）、金（紅、紫或藍）和硒（淺紅）等。 玻璃具有透明、耐腐蝕、導熱性小等優(yōu)點，適合做窗玻璃；具有透光性好、密封性好、耐高溫、不著火等優(yōu)點，適于制燈泡及各種燈具；具有良好的光學性能，廣泛用作照相機、眼鏡、望遠鏡的鏡頭；還有一定的硬度，耐水、酸（堿）的侵蝕、無毒、穩(wěn)定，適宜制作各種容器，如酒（水）杯、油瓶、汽水及墨水瓶等，還廣泛用于制作實驗儀器,玻璃也會“老化”。原因是微晶化使玻璃的透光性下降，好像蒙上一層霧氣。讓玻璃經(jīng)淬火處理而微晶化。微晶玻璃做茶杯，不怕捽，不炸裂；做炒鍋，干凈美觀；做車刀，削鐵如泥；做人造骨骼，耐腐耐用；做大型反射望遠鏡，不脹不縮，能經(jīng)受冷熱裂變,2）家用玻

3、璃 鏡子 鏡子的發(fā)展經(jīng)歷了銅鏡、汞銀、銀鏡和鋁鏡等不同階段。早在3000多年前，我們的祖先開始用青銅鏡。 大約在300多年前出現(xiàn)了玻璃鏡子。先是汞鏡，后是銀鏡，現(xiàn)在又有的鋁鏡。 玻璃背面涂水銀（汞）的鏡子叫汞鏡，利用“銀鏡反應”銀可制成銀鏡。鋁鏡的制造則是在真空中使鋁蒸發(fā)，其蒸氣凝結(jié)在玻璃面上，成為一層薄薄的鋁膜，光彩照人，價廉物美。 若將鏡子做成凹凸不平的表面，就成為哈哈鏡。還有暖瓶,眼鏡 主要是變色眼鏡，由光學玻璃或光致變色玻璃制成。其主成分為二氧化硅（62%）、氧化硼（1522%）、氧化鋁（7%）、氧化鋯（10%、氧化鈦（2%）及少量的鋰、鈉、鉀氧化物。在制作過程中滲進了對光敏感的物質(zhì)，

4、如氯化銀、溴化銀（統(tǒng)稱鹵化銀）及催化劑氧化銅。 眼鏡片從無色變成淺灰、茶褐色，再從黑眼鏡變回普通眼鏡，都是鹵化銀變的魔術(shù)。其變色原理大致為：鹵化銀晶體見光分解釋出許多黑色的微粒銀，均勻地分布在玻璃里，使鏡片顏色變暗，光越強色越暗；當光線消失后，銀原子和鹵素在氧化銅催化下又會迅速地結(jié)合成透明的鹵化銀微晶，鏡片也隨之變得透明起來。鹵化銀常駐在玻璃里，使這種分解和化合反應反復無窮地進行著。綠色和茶色鏡片都能吸收紫外線和紅外線，灰色鏡片既能阻擋耀眼的陽光，又不改變外界景物的顏色,如果把窗玻璃都換上光致變色玻璃，晴天或白天時，玻璃是深色的，可部分或全部擋住太陽光的入射；陰雨天或早晨、黃昏時，玻璃是透明的

5、，室外的光線不會被遮擋。這就仿佛扇扇窗戶掛上了遮陽窗簾。在一些高級賓館和車廂里已經(jīng)采用這些變色玻璃。器皿玻璃又稱光色玻璃，主成分為鈉、鈣的硅酸鹽。因其熔融溫度及軟化溫度均較低故又稱軟玻璃。加入各種著色劑，適宜制作瓶、盆、缸、碟等飾物,3特種玻璃 用特種原料按特殊配方進行特定加工得到的適于特別用途的玻璃，稱為特種玻璃，其品種甚多，主要有： 耐熱玻璃。主成分為氧化硅、氧化硼、氧化鋁等，熱膨脹系數(shù)小，可耐溫度驟變，適宜制作加熱儀器如燒杯、蒸餾瓶、溫度計等。 光學玻璃。主成分為氧化硅、氧化鈉和氧化鉛，又稱結(jié)晶玻璃或燧石玻璃，其特點是折射率高，光學性能好，適宜制作各種鏡頭和光學鏡片等。 輻照玻璃。主要有

6、X光玻璃、紅外玻璃和防中子玻璃等,鋼化玻璃。熱玻璃淬火后內(nèi)部分子排列微晶化，用來制作大型望遠鏡，不脹不縮；做車刀，削鐵如泥；制成玻璃鍋，干凈美觀，能直接擺上宴席。 玻璃鋼。即玻璃增強塑料，系將玻璃熔化拉成細絲織布后按層壓在一起，放在熱熔塑料中加熱，其強度比同重量的鋼材大4倍，比重小、耐腐蝕、不導電，可避子彈?？捎么瞬牧献鲚p型坦克或炮艇，也可制瓦片和家具、撐跳竿和比賽用弓箭。 微孔玻璃 光導纖維 太陽能聚焦鏡,二、陶瓷 陶瓷制品為粘土和瓷石制器，由胎體燒 結(jié)并進行表面加工而成，主成分為硅酸鹽。 1陶瓷的分類和化學特征 硅酸鹽基胎體未經(jīng)致密燒結(jié)，不論有色或無色，均稱為陶器。胎體基本燒結(jié)，表面上釉的

7、稱為瓷器。按釉色再細分為青瓷、白瓷和彩瓷。胎體為金屬并上釉的稱為搪瓷，又分為鐵、銅、鋁坯幾類。胎體粘土的主成分為鋁硅酸鹽礦物，以高岺土為代表，由氧化硅、氧化鋁和水組成（三者含量分別為39.5%、46.54%和13.96%）。 瓷器及搪瓷表面的光滑玻璃質(zhì)層叫做釉，分白釉和彩釉兩類。白釉主成分為氧化硅（6069%）、氧化鋁（1419%）、氧化鈣（715%）和氧化鎂（47%）等，近于硬質(zhì)玻璃。彩釉系在白釉基體上加入各種金屬氧化物燒熔后顯出不同顏色而得,2家用陶瓷 主要有器皿和裝飾品兩類。 器皿陶瓷。包括餐具、壇罐等，名品 有宜興釉陶、醴陵青瓷及白瓷、景德鎮(zhèn)素三彩。 仿古陶瓷。如唐三彩，系1899年從

8、洛陽唐墓中出土的以黃、綠、藍、白四色為主的經(jīng)二次燒成的彩釉陶。 3特種陶瓷 透明陶瓷。用純度很高、粒度很細的氧化鋁在特制的高溫爐中燒成。這種陶瓷氣孔少、抗腐蝕、強度高、耐高溫，適于制作城市照明的高壓鈉燈。還可用于制作紅外線制導的各種導彈光學部件、防彈裝甲、觀察核爆炸閃光的護目鏡、立體電視的觀察鏡等。 金屬陶瓷。系在粘土中摻入金屬細粉燒成，兼有陶瓷耐高溫、高硬度、抗氧化腐蝕及金屬韌而不脆的多方面優(yōu)異性能。如常用的鈷陶瓷用作宇宙火箭噴火道材料。還可作切削金屬的刀具及在原子核反應堆里作抗液鈉侵蝕的器件,4搪瓷 搪瓷是一類重要的家庭用品。一般的搪瓷制品是用鐵坯上釉制得的，這種釉稱為琺瑯，其主成分為硅酸

9、鹽，類似于硬質(zhì)玻璃。這種制品強度高、韌性好、耐腐蝕、輕便，除適于制作碗、杯、盤、碟外，還用以制臉盆、浴缸、水桶等。 缺點是不宜直接加熱，因為金屬與釉的膨脹系數(shù)不同。著名的景泰藍是將琺瑯涂在銅坯上的我國特有工藝品。此外，徽章或標牌是由琺瑯涂在鋁坯上制成的,4.2磁帶和電池,一、磁帶 主要有錄音、錄像磁帶及計算機軟盤、光盤等，均用化學纖維（或金屬）片基涂布磁性材料制成，其質(zhì)量取決于磁性物質(zhì)的物理及化學性能。 物質(zhì)的磁性是由于組成該物質(zhì)的晶格中存在自旋平行的電子，常用的磁質(zhì)主要有四種： 鐵、鈷、鎳及其合金。是最早用的磁帶材料，迄今仍用于普通錄音帶； 氧化鐵型。優(yōu)點是化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，磁性隨溫度

10、變化小，使用壽命長，適于制作錄像帶及高級錄音帶； 鈷改性型。主要有鈷改性的氧化鐵，其化學組成相當于Cox Fe3-x O4； 氧化鉻型。主要含二氧化鉻（CrO2），適于制作電子計算機軟盤,二、電池 電池是利用氧化還原反應即電子轉(zhuǎn)移反應由化學能轉(zhuǎn)變成電能從而產(chǎn)生電流的裝置，又稱化學電池。在這種裝置中化學反應不經(jīng)過熱能直接轉(zhuǎn)換成電能，若反應不可逆或不能再生者稱為一次電池或原電池，如通常用的干電池；若反應可逆，由外部供給電能可再生者稱為二次電池或蓄電池，如鉛（酸）蓄電池等。 1一次電池 鋅錳干電池 鋅（殼）為負極、二氧化錳連接炭棒為正極，以氯化銨為電解質(zhì)。通常為1.55伏。 空氣電池（略,2二次電池

11、 電化學反應中沒有氣體放出，無需 去極化劑，可反復充、放電，主要有： 鉛（酸）蓄電池 負極為海綿狀鉛，正極為二氧化鉛（連炭棒或其它導體），電解液為硫酸。鉛蓄電池系大容量穩(wěn)定電池，可反復充電1000次以上，主要用于汽車及各種需穩(wěn)壓直流電源的儀器。 堿蓄電池 以鐵為負極，氫氧化鎳鎳為正極，以氫氧化鉀為電解質(zhì)。現(xiàn)今多用鎘代鐵為負極，其特點是可在2045應用，并且經(jīng)久（725年）耐震,3高科技電池 為適應軍事、氣象、醫(yī)療等各方面特殊需要，主要有： 耐寒干電池 在鋅錳電池基礎(chǔ)上用氯化鈣、氯化鋅、氯化銨或氯化鋰以至有機胺為電解質(zhì)，旨在提高電導和降低凝固溫度，適用于邊防、極地、火箭、氣象觀測等部門。 耐熱電

12、池 主要有汞干電池，以鋅為負極，氧化汞石墨為正極，氫氧化鉀氧化鋅為電解液，兩極間的隔離膠質(zhì)為羧甲基纖維素、聚苯乙烯及多孔性聚乙烯醇膜等。該電池的特點是可耐100高溫，容量大，電壓波動小，適用于火箭、人造衛(wèi)星,燃料電池 在碳膜上布滿鉑粉作催化劑，通入氫氣和氧氣平穩(wěn)反應，既得電流，又得凈水。已裝備于阿波羅飛船上。 充電電池 主要有鎳鎘電池及銀鋅電池，以相應的金屬及其氧化物為正、負極，氫氧化鉀為電解質(zhì)，其特點是形狀小、重量輕、性能穩(wěn)定，其容量為普通電池的20倍以上，可充電1000次以上。適用于電視攝像機、通信及水下電器及空間飛船的供電需要,太陽能電池 用硒光敏元件將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，關(guān)鍵在于膜的

13、效率。 微型電池 主要是鋰電池，系70年代發(fā)展的新型化學電源，可用作心臟起搏、生物遙控監(jiān)視器、手表、手機及計算器等的電源?？勺龀赦o扣式、圓柱形或薄幣式。其特點是供電連續(xù)，長時間（35年）不間歇，電流很?。ㄎ埠涟擦考墸?，電壓穩(wěn)定，使用溫度范圍寬廣（5060,4.3涂料 按化學性質(zhì)及用途分無機涂料、 有機涂料和特種涂料等幾種,一、無機涂料 無機涂料通常有白色和有色顏料兩類，前者在可見光區(qū)不發(fā)生吸收，后者則吸收某種波長的光，它們均可用于透明漆膜和釉面。 從實用功能角度看，主要有透明色料和防銹顏料等。透明色料是將顏料在植物油中分散，不改變基質(zhì)結(jié)構(gòu)如紋路、花型的前提下使物體著色，主要用于木料、塑料面及

14、皮革上色，包裝材料印刷和汽車外殼的高級面漆。常用的有氧化鐵黃（FeOOH）、氧化鐵紅（Fe2O3）、水合氧化鉻綠Cr4O3(OH)6、氧化鉻綠（Cr2O3SiO2）等等，其中以氧化鐵紅最重要。因為它著色好、抗輻射、熱穩(wěn)定性優(yōu)良。防銹顏料是利用顏料與基質(zhì)、粘合劑及滲進的水分在界面發(fā)生作用，防止空氣、二氧化碳及其它雜質(zhì)的透入或通過吸收和反射作用使有機粘合劑與紫外線隔離，因而收到物理保護和化學防護的功效,二、有機涂料 主要指油漆及塑料涂制品。 涂料的組成通常包含成膜物質(zhì)、溶劑和顏料三種成分。成膜物質(zhì)又分為油料和脂兩類。油料有干性油（如桐油）、亞麻籽油，半干性油（如有豆油、向日葵油等）。樹脂則有多種合

15、成樹脂如醇酸樹脂、硝化纖維。溶劑，如乙酸異戊酯、汽油等可以溶解樹脂，并且揮發(fā)速度適中。顏料，主要是金屬氧化物或各種染料,油漆種類甚多，其功能隨實際要求而異。較重要的油漆有： 中國漆。又名大漆，是漆樹的分泌物，主成分為漆酚。新從漆樹剖出的漆汁含有相當多的水分，稱為生漆，脫水后成為深色粘稠狀物，稱為熟漆。可用桐油等稀釋，其本色呈紫黑，甚為秀美，古色古香。 色漆。用大漆加丹砂、雄（雌）黃、紅土、白土等，它們通常在較高濕度（7080%相對濕度）下氧化成膜，其質(zhì)地甚好，易干而不裂，還可加二氧化錳、蛋清及氧化鉛以催干。因為這類生漆的干燥受所含漆酶的催化作用，其適宜溫度為2030，濕度為80%。 清漆。又稱

16、油漆即油和樹脂配成的成膜物，直接涂飾家具或作為打底用漆。 其它。還有調(diào)和漆（清油和樹脂加色料，適于涂刷門窗，抗水和耐陽光）、瓷漆（樹脂加顏料，膜堅韌、光亮）、硝基漆（硝化纖維的丙酮、苯、醇或蓖麻子油溶液，其特點是干得快，化學穩(wěn)定性好，多用于涂過顏料的木材或金屬面上）等,三、特種涂料 發(fā)光涂料 抗水涂料 宇航涂料 防中子彈涂料 多功能溫控涂料 工程抗蝕涂料,4.4粘接材料 一、化學組成和作用機制 粘接材料包括通常的膠粘劑和膠條（均簡稱為膠），是靠界面作用把不同物料牢固粘接的一類物質(zhì)。 1分類與組成 按化學特征可分無機膠如硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽系列及有機膠如天然膠（動物膠、植物膠）及合成膠如熱固性

17、、熱塑性樹脂及橡膠型系列。按應用則可分為粘金屬、軟材、塑料、橡皮、織物、紙制品、日用品及特種材料膠等,2）膠粘作用機制 粘附力 相溶和擴散 鑲嵌 2常用膠粘劑舉例 （1）日用膠粘劑 漿糊和化學漿糊。一般漿糊由面粉在開水中分散制成，外加少許防腐劑（水楊酸、苯酚）、防干劑（甘油）和香料；化學漿糊系乙烯乙酸乙烯共聚物（EVA）或低分子量的聚乙烯，多用于無線裝訂,香味辦公膠水。由于化學漿糊（主要是羧甲基纖維素）的初粘性和粘合力不佳，現(xiàn)正逐步被化學合成膠水取代。后者具有初粘性好、粘合力強、貯存穩(wěn)定、使用方便等優(yōu)點。木工膠（又名白膠）。系聚乙酸乙烯酯，可用水稀釋，適于粘合木料。2粘接技術(shù)要點表面去污表面化

18、學預處理加入適當溶劑優(yōu)化凝固條件,4.5室內(nèi)裝飾物這類飾品通常既有實用性又有觀賞性，也有某些工藝品以觀賞為主。一、實用品指家庭中實用飾物，如墻紙、地毯、家具、小電器等軟硬不同的物品。1軟飾物指墻紙和地毯，它們的化學組成多為有機物和高聚物。墻紙。常用的有塑料墻紙、涂塑墻紙、無紡墻布和玻璃纖維涂塑墻布等。地毯。高級地毯均為粗毛料，民間常用的多為塑料地板、混紡制品，它們均有耐磨或吸塵等特點,2硬飾物 主要有家具及家用電器。 木質(zhì)家具 主要有漆面粘物粘手、漆膜龜裂、蟲蛀等問題。 粘物是由于原木未經(jīng)水浸透晾干預處理，膩底未打好，漆膜日久氧化或其它原因損傷時，隱含在木頭中的酸、堿、水和油滲上漆面，使其軟稠

19、發(fā)粘。 蟲蛀是由于在一定濕度下，植物蛋白受外界蠹蟲、白蟻的啃噬，真菌孢子乘機而入，結(jié)果使木粉從蟲孔溢出。克服辦法是加工前將木材晾干，用硼酸硼砂的3%溶液涂刷。做成家具后可用25%的敵敵畏煤油溶液或滴滴涕敵敵畏混合物的煤油溶液注入蟲孔，甚至可用脫脂棉蘸藥堵孔。亦可在柜櫥、抽屜和箱中放入樟腦丸防蟲,家用電器 通常包括電視機、電冰箱、收錄機、收音機、錄像機、音響和電子計算機等，主要問題有電磁波污染、電麻、發(fā)熱、噪音等。 電磁波污染已被列為普遍的公害，因為電磁波有一定的生物效應。組成人體的細胞和體液分子都是極性分子，外加電磁輻射可影響它們的排列和定向，干擾神經(jīng)電波的傳送，導致頭暈、惡心、工效降低、記憶

20、力減退等?？措娨暋浵嗟葧r間過長，這種負效應就更嚴重?？朔k法是改善接地線、天線并加強屏蔽。 電麻，指電器外表觸摸時的麻電感覺，由漏電引起，嚴重者可產(chǎn)生電擊。人體是一個導電溶液體系，36伏以下為安全，220伏的低壓電可引起心室纖維性顫動，1000伏以上高壓電可引起中樞麻痹、呼吸停止?？朔k法是保證絕緣，使接地良好,發(fā)熱，各種電器均有正常發(fā)熱，如電視機散熱器可達40，電冰箱壓縮機工作時間較長，夏天可達90等。如果溫度異常高，則可能是積塵過厚，散熱不良或電阻過大引起。宜用微型吸塵器吸出灰塵，切忌用濕布擦洗，也可用吹風機或打氣筒將灰塵吹出。噪聲，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有不良影響，因為神經(jīng)元是一個振動體系，每秒振動5次左右的次聲引起神經(jīng)元共振，對人危害最大,二、工藝品 如民間泥塑、剪紙、字畫、雕塑等，還包括各式燈具、茶具、手工編織的臺布和掛毯及其它塑料品如有機玻璃制的動物、花卉等。1陳設(shè)的美學科學性。首先要考慮光照方向、室內(nèi)通風，如只有光線從畫面及陳設(shè)物的左上方射入時，其藝術(shù)效果顯著。人的正常視域約為60的圓錐體范圍，所以掛畫的高度以距地1.52米為宜