有機(jī)合成材料新課

1、關(guān)于有機(jī)合成材料新課第一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、有機(jī)化合物活動與探究根據(jù)上表討論：(1)甲烷,乙醇,葡萄糖,淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點(diǎn)？(2)甲烷，乙醇和葡萄糖的相對分子質(zhì)量與淀粉和蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量相比有什么不同?CH4C2H5OHC6H12O6NaOHH2SO4NaCl(C6H10O5)nC、HC、H、OC、H、OC、H、OC、H、O、NH、S、ONa、O、HNa、Cl.第二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月有機(jī)化合物：無機(jī)化合物:（含碳元素的化合物）小分子：如CH4、C2H5OH、 C6H12O6等高分子：蛋白質(zhì)、淀粉等但CO、CO2、H2CO3、

2、碳酸鹽等除外一般不含碳，如：H2SO4,NaOH, NaClFe2O3，CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽等化合物 在有機(jī)物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結(jié)合，而且碳原子之間還可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環(huán)。有機(jī)物種類異常龐大，目前已發(fā)現(xiàn)逾3000萬種有機(jī)物。1.化合物的分類第三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、生活中常見的有機(jī)物(1)最簡單的有機(jī)物CH4（甲烷）-天然氣(2)最常喝的有機(jī)物C2H5OH（乙醇）-酒(3)醋酸CH3COOH-食醋(4)蔗糖C12H22O11-白糖、紅糖、甘蔗(5)蛋白質(zhì)、淀粉、維生素等-谷類、薯類(6)塑料、纖維、橡膠等-生活用品第四張，PP

3、T共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、有機(jī)物的共性（1）大多數(shù)有機(jī)物難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑； （2）大多數(shù)有機(jī)物熔沸點(diǎn)較低 ；（3）絕大多數(shù)有機(jī)物受熱易分解、易燃燒； （4）不易導(dǎo)電（絕緣）第五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、有機(jī)合成材料有機(jī)高分子化合物制成的材料、有機(jī)高分子材料 （）天然有機(jī)高分子材料棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子材料第六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、有機(jī)合成材料有機(jī)高分子化合物制成的材料、有機(jī)高分子材料 （1）天然有機(jī)高分子材料 （2）合成有機(jī)高分子材料 塑料 合成纖維 合成橡膠三大合成材料第七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于20

4、22年6月、有機(jī)高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被稱為聚合物。例如，聚乙烯分子是由成千上萬個(gè)乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 聚合物第八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)小分子連接構(gòu)成高分子時(shí)，有的形成很長的鏈狀，有的由鏈狀結(jié)成網(wǎng)狀。 （）鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子材料（如聚乙烯塑料）加熱時(shí)熔化，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，因而具有熱塑性。這種高分子材料可以反復(fù)加工，多次使用，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需要的各種形狀，用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)和日常生活等。如：聚乙烯（PE），聚丙烯（PP ）、聚苯乙烯（PS ）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗稱有機(jī)玻璃

5、）、聚氯乙烯（PVC ） （）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料（如酚醛塑料，俗稱電木）具有熱固性。一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化。 第九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月熱塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚 第十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、常見的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途 （）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和聚氯乙烯塑料。 第十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（）合成纖維：合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕，但它的吸水性和透氣性較差。因此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既舒適又挺括。常見的合成纖維有滌綸（的確良）、錦綸（

6、尼龍）、腈綸等 、常見的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途第十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月合成纖維制成的吊帶系列第十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月超細(xì)合成纖維制成的衣服第十四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 （）合成橡膠：人們常用的合成橡膠有丁苯橡膠，順丁橡膠和氯丁橡膠等。合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。 、常見的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途合成橡膠表帶合成橡膠鞋底第十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月塑料垃圾對大自然的污染第十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、合成材

7、料帶來的問題及解決問題的措施、合成材料廢棄物對環(huán)境危害嚴(yán)重 如：“白色污染”廢棄塑料，長期堆積會破壞土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存，焚燒時(shí)產(chǎn)生的HCl氣體會污染空氣。、要解決“白色污染”問題，應(yīng)該從以下幾個(gè)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(fù)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，如微生物降解塑料和 光降解塑料等；（4）回收各種廢棄塑料。第十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、解決回收廢棄塑料的障礙分類我國制定的塑料包裝制品的回收標(biāo)志事例三、合成材料帶來的問題及解決問題的措施、合成材料廢棄物對環(huán)境危害嚴(yán)重、要

8、解決“白色污染”問題，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：塑料回收不僅可以減少廢棄塑料的數(shù)量，而且節(jié)約資源，由于合成塑料的材料種類繁多，造成塑料的分類是回收和再利用的一大障礙。第十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月辯論： 塑料制品對人類及大自然的影響塑料的制造成本較低,而且耐用、防水。塑料容易被塑制成不同的形狀。有些塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸或堿發(fā)生反應(yīng)。大部分塑料不會腐爛，也不會被細(xì)菌分解，容易造成“白色污染”。塑料一般不導(dǎo)熱、不導(dǎo)電，是良好的絕緣體?；厥绽脧U棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不劃算。塑料

9、是石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。第二十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、新型合成材料環(huán)境友好的新材料近年來，為了解決使用合成材料帶來的環(huán)境問題，新型有機(jī)合成材料逐漸向環(huán)境友好的方向發(fā)展。此外為滿足計(jì)算機(jī)、生物工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們還研制了許多新型有機(jī)合成材料如：功能材料隱身材料復(fù)合材料第二十一張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月學(xué)完本課題我們應(yīng)該知道有機(jī)化合物都含有碳元素，但含有碳元素的化合物并不都是有機(jī)化合物。有機(jī)高分子化合物是相對分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物。塑料、合成纖維和合成橡膠等是重要的有機(jī)合成材料。有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是對自然資源

10、的一種補(bǔ)充，化學(xué)在有機(jī)合成材料的發(fā)展中起著重要的作用。新型有機(jī)合成材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來。使用有機(jī)合成材料會對環(huán)境造成影響，如“白色污染”。第二十二張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月課題3 有機(jī)合成材料一、有機(jī)化合物 1.分類： 無機(jī)化合物：(一般不含碳元素)如：H2SO4,NaOH,NaCl,NaHCO3,CuO 有機(jī)化合物：含碳元素的化合物（如:CH4,C2H5OH,CH3COOH,HCHO) 2.生活中常見的有機(jī)物 3.有機(jī)物的共性二、有機(jī)合成材料 1.有機(jī)高分子材料 （1）天然有機(jī)高分子材料：棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等 （2）合成有機(jī)高分子材料 a.塑料： 熱塑性塑

11、料：加熱可重新熔化，如：PE、PVC、PP 、PS 、PMMA 熱固性塑料：一旦成型就不再受熱熔化，如：電木,電玉 b.合成纖維：如：滌綸(的確良),錦綸(尼龍),腈綸 c.合成橡膠：如丁苯橡膠，順丁橡膠，氯丁橡膠 2.合成材料帶來的環(huán)境問題及解決問題的措施 3.新型合成材料-環(huán)境友好的新材料第二十三張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.下列物質(zhì)屬于塑料的是 （ ）A、棉花 B、纖維 C、尼龍 D、聚苯乙烯課堂練習(xí)2.下列物質(zhì)中，屬于合成纖維的是 （ ）A、的確良 B、棉花 C、聚乙烯 D、羊毛3.下列材料中屬于合成高分子的是 （ ）A、棉花 B、羊毛 C、粘合劑 D、蠶絲DAC第二十

12、四張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月課堂練習(xí)4.下列說法中正確的是 （ ）A、塑料都不導(dǎo)電 B、將塑料袋焚燒就會減少白色污染，不會對空氣造成污染C、人們已經(jīng)研制出了隱身材料等新型有機(jī)化合物D、天然橡膠與合成橡膠相比具有高彈性、絕緣性和耐高溫性能5.通常所說的白色污染是指 （ ）A、冶煉廠的白色煙塵 B、聚乙烯等白色塑料垃圾C、石灰窯的白色粉末D、白色建筑廢料CB第二十五張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類

13、高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它涉及信息技術(shù)、生物工程技術(shù)、能源技術(shù)、納米技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、海洋工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。功能材料不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個(gè)規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。世界各國均十分重視功能材料的研發(fā)與應(yīng)用，它已成為世界各國新材料研究發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，也是世界各國高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點(diǎn)。在全球新材料研究領(lǐng)域中，功能材

14、料約占 85 % 。我國高技術(shù)(863)計(jì)劃、國家重大基礎(chǔ)研究973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目中均安排了許多功能材料技術(shù)項(xiàng)目（約占新材料領(lǐng)域70%比例），并取得了大量研究成果。功能材料超導(dǎo)材料生物醫(yī)用材料生態(tài)環(huán)境材料智能材料第二十六張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 超導(dǎo)材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(

15、4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。 高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的上臨界場H c2 (4K)50T，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場，這正好克服了常規(guī)低溫超導(dǎo)材料的不足之處。正因?yàn)檫@些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學(xué)工作者采用最先進(jìn)的技術(shù)裝備，對高Tc超導(dǎo)機(jī)制、材料的物理特性、化學(xué)性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進(jìn)行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導(dǎo)體

16、是非常復(fù)雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學(xué)、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學(xué)研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場離子顯微技術(shù)等都被用來研究高溫超導(dǎo)體，其中許多研究工作都涉及了材料科學(xué)的前沿問題。高溫超導(dǎo)材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。 超導(dǎo)材料第二十七張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生物醫(yī)用材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產(chǎn)生不良影響的材料。現(xiàn)在各種合成材料和天然高分子材料、金屬

17、和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種復(fù)合材料，其制成產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床和科研。生物醫(yī)用材料（biomedical material）是用于對生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能的新型高技術(shù)材料。它是研究人工器官和醫(yī)療器械的基礎(chǔ)，己成為材料學(xué)科的重要分支，尤其是隨著生物技術(shù)的蓮勃發(fā)展和重大突破，生物材料己成為各國科學(xué)家競相進(jìn)行研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。當(dāng)代生物材料已處于實(shí)現(xiàn)重大突破的邊緣，不遠(yuǎn)的將來，科學(xué)家有可能借助于生物材料設(shè)計(jì)和制造整個(gè)人體器官，生物醫(yī)用材料和制品產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為本世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè).由生物分子構(gòu)成生物材料，再由生物材料構(gòu)成生物部件。生物體內(nèi)各種材

18、料和部件有各自的生物功能。它們是“活”的，也是被整體生物控制的。生物材料中有的是結(jié)構(gòu)材料，包括骨、牙等硬組織材料和肌肉、腱、皮膚等軟組織；還有許多功能材料所構(gòu)成的功能部件，如眼球晶狀體是由晶狀體蛋白包在上皮細(xì)胞組成的薄膜內(nèi)而形成的無散射、無吸收、可連續(xù)變焦的廣角透鏡。在生物體內(nèi)生長有不同功能的材料和部件，材料科學(xué)的發(fā)展方向之一是模擬這些生物材料制造人工材料。它們可以做生物部件的人工代替物，也可以在非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用。前者如人工瓣膜、人工關(guān)節(jié)等；后者則有模擬生物黏合劑、模擬酶、模擬生物膜等生物醫(yī)用材料第二十八張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向生態(tài)環(huán)境材料研究的主要

19、方向有： 減少人均材料流量，減少材料集約化程度 ； 減少壽命周期中的環(huán)境負(fù)荷，使用生態(tài)化的生產(chǎn)工藝 ；開發(fā)天然能源，使用藏量豐富的礦物和天然材料； 避免使用有害物質(zhì)，使用“清潔”材料 ；使用長壽命材料，強(qiáng)化再生利用，強(qiáng)化生物降解性；修復(fù)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)生態(tài)效率(性能一環(huán)境負(fù)荷比)；環(huán)境負(fù)荷小的高分子合金設(shè)計(jì)；可再生循環(huán)高分子材料的設(shè)計(jì)；完全降解高分子材料設(shè)計(jì)；高分子材料加工和使用過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)無害化處理技術(shù)。 生態(tài)環(huán)境材料的定義生態(tài)環(huán)境材料是指那些具有良好的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指資源、能源消耗少，環(huán)境污染小，再生循環(huán)利用率高。生態(tài)環(huán)境材料是人類主動考慮材料對生態(tài)

20、環(huán)境的影響而開發(fā)的材料，是充分考慮人類、社會、自然三者相互關(guān)系的前提下提出的新概念，這一概念符合人與自然和諧發(fā)展的基本要求，是材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。生態(tài)環(huán)境材料是由日本學(xué)者山本良一教授于20 世紀(jì)90 年代初提出的一個(gè)新的概念，它代表了21 世紀(jì)材料科學(xué)的一個(gè)新的發(fā)展方向。 生態(tài)環(huán)境材料第二十九張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月隱身材料 隱身材料（stealth material）是實(shí)現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎(chǔ)。武器裝備如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等使用隱身材料后，可大大減小自身的信號特征，提高生存能力。 隱身材料按頻譜可分為聲、雷達(dá)、紅外、可見光、激光隱身材料、按材料用途可分為隱身涂層材料和

21、隱身結(jié)構(gòu)材料。聲隱身材料包 括消聲材料，隔聲材料，吸聲材料及消聲、隔聲、吸聲的復(fù)合體。主要用于新一代潛艇。雷達(dá)隱身材料能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。 另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纖維，以及某些陶瓷與有機(jī)聚 合物構(gòu)成的復(fù)合材料，有很高的機(jī)械強(qiáng)度，可用于制作部分結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮、雷達(dá)天線罩等，同時(shí)又具有隱身 功能，這類材料稱為隱身結(jié)構(gòu)材料。紅外隱射材料主要用于車輛、艦艇、軍用飛機(jī)及其他軍用設(shè)施，使這些裝 備和設(shè)施的紅外輻射與背景基本達(dá)到一致，敵人的紅外探測器難以分辨。用鋁粉及含有二價(jià)鐵離子的材料作為 填充料，加到能透過紅外線的粘結(jié)劑中，可構(gòu)成紅外隱身涂料。可見光

22、隱身材料通常由鋁粉、多屬氧化物粉和有 機(jī)物復(fù)合而成，或由摻雜的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，可形成與背景顏色相匹配的迷彩圖案，滿足可見光隱身的要求。激 光隱身材料用來對抗激光制導(dǎo)武器、激光雷達(dá)和激光測距機(jī)，要求這些材料對激光的反射率低可吸收率高。對 隱身材料來說，對某種探測手段的隱身性能好，往往對另一種探測手段的隱身性能就不好。例如，對激光探測的 隱身性能好，對紅外探測就不能隱身。這就是隱身材料的相容性問題。為解決這一問題，研制了兼容型隱身材 料，如雷達(dá)波、紅外兼容隱身材料，紅外、激光兼容隱身材料，雷達(dá)波、紅外、激光等多種兼容的隱身材料等。 這是當(dāng)前隱身材料的發(fā)展方向。 第三十張，PPT共三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月復(fù)合材料 復(fù)合材料(Composite materials)，是以一種材料為基體(Matrix)，另一種材料為增強(qiáng)體(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和