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关键词 高分子材料 现状 可持续发展
中图分类号:TQ317 文献标识码:A
1高分子材料的相关概念
1.1高分子材料的基本概念及来源
高分子材料(macromolecular material),以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。按来源可分为分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等
1.2高分子材料的分类
高分子材料按照特性分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等,其中前三种被称为高分子的三大材料。
橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。
2高分子材料科学的发展进程
2.1高分子材料科学的发展历史
高分子学科的建立,至今不到80年。从远古时期开始,人类就已经学会使用天然高分子材料,比如天然的树脂、橡胶、棉花、木材等。
20世纪20年代,才出现高分子科学的概念。到了20世纪30年代,高分子材料工业才步入发展阶段,而到了20世纪50年代配位聚合的出现极大地推动了高分子材料的发展。进入20世纪下半叶,高分子取得了一系列突破性的进展,比如聚烯烃的多元聚合,设计合成嵌段,超支化等聚合物等。
2.2高分子材料科学的发展现状
进入21世纪,单单从一个大方向来描述高分子材料的发展现状是不可取的也是不全面的,所以将简单分为几个领域分别介绍目前的发展现状。
在电气工业领域,高分子材料也有杰出的表现。随着时代的发展,高分子材料在电子、家电和通信领域。我国电气生产大国,全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是生产各种家用电器的最佳材料,而家用电器是人们的必须生活用品,所以高分子材料在电气工业的发展是会一直进行下去的。
在机械制造领域更加少不了高分子材料。比如,目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克/辆,德国高级轿车用量已经达到300 千克/辆。可见在汽车制造方面,高分子的发展还是比较成熟,系统的。并且可以预见,随着汽车轻量化进程的加速,塑料在汽车中的应用将更加广泛
高分子材料还在航空航天,建筑工程,医疗,包装行业等众多领域发展已经比较成熟,并且正在朝着一个更加规范,更加科学,更加和谐的方向稳定发展
2.3高分子材料科学的发展前景
高分子材料科学代表的是一种前沿技术,其发展趋势也必然要适应社会发展的潮流和最先进工业发展的需求。
2.3.1精细化
随着时代的发展,精细化必然成为材料的主流趋势,未来将纳米技术融入其中也是势在必行的。高分子材料的纳米化可以依赖于高分子的纳米合成,这既包括分子层次上的化学方法,也包括分子以上层次的物理方法。利用外场包括电场、磁场、力场等的作用,采用自组装或自合成等方法,靠分子间的相互作用,构建具有特殊结构形态的分子聚集体。
2.3.2绿色友好化
在强调可持续发展的21世纪,任何事物都在渐渐转型,高分子材料也不例外。实现绿色友好化,需要在材料的合成,生产,运用三方面全方位实现。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强,寻找可以替代石油的其它资源,则成为21 世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。调节原子和分子在物质中的组合配置,控制物质的微观性质、宏观性质和表面性质,就可能使某种物质满足某种使用要求,这种物质就能作为材料来使用。
2.3.3智能化
在这个智能材料的时代,高分子化学同样承担着不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识的调节、修饰和修复,如若实现,也必然会对人类发展发挥巨大的作用。
3结语
本文通过比较浅层次的语言向大家介绍了高分子这门前沿科学,相信在今后的生活中,随着科技的发展,技术的进步,越来越多的人会认识高分子材料,并投入到这门与人类生活息息相关的科学研究中去。
参考文献
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关键词:高分子材料;化工材料;发展现状
我国自上世纪80年代以来,开始致力于高分子化工材料的研发,并且将高分子化工材料用于多种领域,满足了节能减排、高性能高科技等现代社会发展的要求。除了本文主要介绍三种材料以外,我国在烯类单体聚合、a―烯烃的聚合、乙烯基单体的光聚合与光刻胶等方面也取得很大的研究成果,随着现代科技的发展以及社会发展的进一步需求,高分子化工材料将得到进一步的开发研究,并广泛的应用于农业、工业、医学、生物、能源等领域。高分子智能材料已经成为材料科学发展的一个重要研究领域,全世界各个国家科学家都在为此作不懈的努力。从人类历史发展来看,任何一种重要材料的发明和利用,都能够把人类改造自然,创造社会的能力提高到一个新的高度,并给社会生产力和人类生产生活带来巨大的影响,使人类的物质文明建设和精神文明建设共同向前推进一大步。所以可以肯定的说,未来将会有更多更好更实用的智能材料出现在我们的面前。
一、高分子材料概念描述
所谓高分子材料是指由许多重复单元共价连接而成的,分子量很大的一类分子所组成的相关聚合物,并且具有粘弹性。高分子材料正在向以下几方面发展:高功能化,高性能化,复合化,精细化和智能化。鉴于此,我国的高分子材料在进一步开发通用的基础上,应该重点发展高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以进一步满足市场需要。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质,可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料,此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能,较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。
二、高分子材料的应用分析
(一)聚烯烃材料
聚烯烃是高分子化工材料中用量最大的,也是应用范围最广的一种,主要在汽车、建筑、家电等领域得到广泛的应用。聚烯烃是烯烃的聚合物,是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称,主要通过高压聚合或者低压聚合如溶液法、浆液法等方法生产合成,主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯为基础的丙烯共聚物。具有容易加工、综合性能良好、原料丰富,价格低廉等优点。目前,各研究机构正在研究使用过渡金属做催化剂,进行各类烯烃的聚合。近年来,随着节能减排、低碳经济以及可持续发展思想的深入,聚烯烃的合金化、高性能化和多样化成为研究的方向和重点。
(二)高分子智能材料
高分子智能材料是通过有机和合成的方法,使无生命的有机材料变得具有生物功能的一种材料。其功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复。形状记忆高分子材料是指在一定条件下赋予高分子材料的起始装态,当外部条件发生改变时,它可以改变成相应地形状,并能固定其形态。当外部条件再次发生改变时,智能高分子材料以特定的规律和方式再一次发生变化并恢复至起始态。从而完成从起始记忆态到固定变形态再到恢复起始态的循环过程。自行调温调光的新型建筑材料,成分是由水和聚合物构成的。在低温时聚合物是成串排列的,为透明状,能够透过90%的光线。加热时,这种聚合物就以纤维的形式聚合在一起,成乳白色,能够阻挡90%的光线。并且这种可逆过程是在两三度温差范围内完成的。具有传感功能的高分子材料,这种与传感器结合起来的高分子材料,已成为智能材料的一个新特点。例如,装有压电陶瓷传感器的机器人,可以灵敏地感觉到轴承脱离时摩擦力突然变化的情况,并迅速作出握紧反应。
(三)稀土催化材料
稀土元素具有独特的化学性能和物理组成,以稀土元素为基础的稀土功能材料在信息、生物、新技术、新能源以及环境保护等现代科学技术和现代工业发展中起着十分重要的作用,稀土催化材料比传统的贵金属催化材料相比,具有资源丰度高、成本低、生产工艺水平高以及性能优越等方面的优势。稀土催化材料不仅能够提高生产效率,最重要的是能够节约资源和能源,进而减少环境污染。上世纪60年代,中科院长春应用化学研究所运用稀土化合物组成新型催化剂用于二烯烃的聚合以及橡胶的制备,打破了传统的Z-N催化剂,取得重大研究进展。目前稀土催化材料大量运用在能源环境领域中,如汽车尾气净化、工业废气以及人居环境净化等方面。
(四)生物医用材料
生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能,用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患,而对人体组织不会产生不良影响的材料。高分子合成的生物医用材料通过分子设计和聚合,能够获得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料,其中高分子软材料常用做为人体软组织如血管、食道和指关节等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等;液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用作注入式组织修补材料。
三、结束语
新型高分子材料对人们的日常生活和工作产生越来越大的影响,本文从几个方面介绍新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含义,发展现状和高分子材料的应用等几方面内容。作为一种与国民经济、高科技技术和现代化生活密切相关重要的材料已经在各个领域中发挥了巨大的作用,人类已经进入了高分子时代。
参考文献:
高分子材料:以高分子化合物为基础的材料,高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万,所含原子数目一般在几万以上,而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时,这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。
二、高分子材料的结构特征
高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构。
三、高分子材料按来源分类
高分子材料按来源分,可分为天然高分子材料、半合成高分子材料(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。
天然高分子材料包括纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物为基础的,如各种塑料,合成橡胶,合成纤维、涂料与粘接剂等。
四、生活中的高分子材料
生活中的高分子材料很多,如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。
(一)、塑料
塑料是一种合成高分子材料,又可称为高分子或巨分子,也是一般所俗称的塑料或树脂,可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、剂、色料等添加剂组成的,它的主要成分是合成树脂。
塑料主要有以下特性:①大多数塑料质轻,化学性稳定,不会锈蚀;②耐冲击性好;③具有较好的透明性和耐磨耗性;④绝缘性好,导热性低;⑤一般成型性、着色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;⑦尺寸稳定性差,容易变形;⑧多数塑料耐低温性差,低温下变脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。
塑料的结构基本有两种类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有,由线型高分子制成的是热塑性塑料,由体型高分子制成的是热固性塑料。
塑料的应用:透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料,可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板,也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件,形成了四扇“顶窗”,每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件,形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置,在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构,组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。
(二)、纤维素
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中,含量都很高。
纤维素的结构:纤维素是一种复杂的多糖,分子中含有约几千个单糖单元,即几千个(C6H10O5);相对分子质量从几十万至百万;属于天然有机高分子化合物;纤维素结构与淀粉不同,故性质有差异。
纤维素的性能:纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂,能溶于铜氨Cu(NH3)4(OH)2溶液和铜乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀,某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区,产生无限溶胀,使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化 ,超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等,与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素,与强氧化剂作用生成氧化纤维素。
一、 微胶囊壁材的分类
壁材是构成囊的外壳。不同的壁材在一定程度上决定着产品的物化性质。目前可作为微胶囊壁材材料的物质主要有3类:天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外,一些无机材料也可作为微胶囊壁材的材料。
1.天然高分子材料
用作微胶囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白质类、蜡与脂类物质等。
天然高分子材料无毒或毒性很小、不需大量的有机溶剂、对环境危害小、粘度大、易成膜,但机械强度差,
2.半合成高分子材料
用作微胶囊壳材料的半合成高分子材料主要是纤维素衍生物。如甲基纤维素、乙基纤维素等,另外还有双硬脂酸甘油酯、羟基硬脂醇等油类。
半合成高分子材料的特点是毒性较小、粘度大、成盐后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解,不适合高温处理,需在使用时临时配制。
3.全合成高分子材料
常用于微胶囊囊壳材料的全合成高分子材料可分为生物降解和不可生物降解2类,主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。
全合成高分子材料特点是成膜性好、化学稳定性好、机械强度大、储存运输方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有机溶剂、成本高,对环境危害大,因此要选择无毒或低毒、对原药溶解性较好的溶剂。
4.无机材料
目前大部分微胶囊用无机材料包覆的不多,但从生物降解和环境保护方面考虑,用无机材料对活性组分进行包覆有很大的发展前景,如碳酸钙或磷酸盐等。
二、 微胶囊制备方法分类
微胶囊化的基本步骤:
1) 芯材为分散相,壁材在分散相或连续相中;
2) 通过乳化等手段,使芯材以一定的粒度分散在连续相中;
3) 通过某一种方法将壁材聚集、沉渍或包覆在已分散的芯材周围;
4) 合成的膜壳是不稳定的部分,需利用化学和物理方法进行处理,以期达到一定的机械强度。
微胶囊的制备可归纳为物理化学法、物理机械法和化学法。
1.物理化学法
在液相中进行,囊芯物与囊材在一定条件下形成新相出来,故又称相分离方法。它的步骤大体可分为囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉积和囊材的固化四个步骤。相分离方法又分为单凝聚法、油相分离法、改变温度法、液中干燥法、复相乳液法。
2.物理机械法
本法是将固态或液态药物在气相中进行微胶囊化,需要一定的设备条件。物理机械法又分为喷雾干燥法、喷雾凝结法、空气悬浮法、多孔分离法。
3.化学法
化学法是利用在溶液中单体或高分子通过聚合反应或缩合反应,产生囊膜制成微囊的方法。特点是不加絮凝剂,常先制成W/O型乳浊液,再利用化学反应交联固化。化学法又分界面聚合法、原位聚合法、辐射交联法。
三、 微胶囊在化妆品中的应用
微胶囊化可将固体、液体甚至气体包覆在一个微小胶囊中,采用此技术可保持产品性能稳定,解决传统工艺的不足。另外它对保护生物活性分子和组织的活性也有较大促进作用。很多化妆品中已经采用了微胶囊技术,将微胶囊应用于化妆品中,其优越性主要表现如下:
1.保护芯材,有效防止外界环境因素对芯材的破坏等不良影响。pH值、氧气、湿度、热、光和其他物质等,提高其稳定性。有些物料容易挥发和氧化,如胡萝卜素,接触空气中的氧气会被氧化,采用复凝聚法制备胡萝卜素微囊,研究表明胡萝卜素原料于光照条件下半衰期为6.9天,而胡萝卜素微囊在相同条件下半衰期为24.8天,胡萝卜素微囊为原料的3.6倍,将胡萝卜素制成微囊可增加化妆品的稳定性。再如维生素C,性质极不稳定,分子中含有连烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的结构,具有很强的还原性及内酯环的结构易水解。一方面与空气接触自动氧化生成脱氢抗坏血酸,脱氢抗坏血酸水解生成2,3-二酮C古罗糖酸,并可进一步氧化生成苏阿塘酸和草酸,从而失去治疗作用。另一方面维生素C的水溶液不稳定。pH过高或过低都能使内酪环水解,并可进一步发生脱羧反应而生成糠醛。后者受空气影响经氧化和紧合而呈黄色。空气、光、热和重金属都可以加速本反应的发生。通过将其制成维生素C微囊达到解决其不稳定的问题,同时达到控制维生素C的释放,维持稳定它的浓度,用于化妆品中可减少涂抹次数,降低化妆品不良反应的目的。
2.隔离不相容组分。微胶囊化成分可与其它组分相隔离。当原料中由几种容易相互起作用的成分组成时,把其中某种成分微囊化后使其互相隔离,阻止成分之间发生化学反应,提高各自的稳定性,延长保质期。在配制染发化妆品时,利用微胶囊这一特性,可将染发剂与氧化剂两者之一微胶囊化,即可得到使用方便的一剂染发化妆品。再如化妆品中经常用到的凝露,晶莹剔透的外观,内通常加有彩色微囊,包裹着油类,既达到了产品美观的视觉感受,又满足了滋润皮肤的效果。
3.控制释放,有效地控制芯材的释放,使芯材效能得到最大限度的发挥。该微胶囊壁相当于一个半透膜,在一定条件下可允许芯材物质透过,以延长芯材物质的作用时间。如化妆品中具有清凉爽肤作用的薄荷醇。由于它几乎不溶于水,扩散力强、易挥发而不持久、暴露在空气中易升华的特点,给生产贮运带来诸多不便,货架期短。利用微胶囊技术可以提高它的贮藏稳定性、降低挥发性,从而延长货架期,实现添加产品的控制释。再如以聚乳酸为囊材制备的茶多酚缓释微囊,粒径多在100~200um,最大包封率为49%,该微囊具有缓释和保护茶多酚的双重作用。用于化妆品中既安全又高效。
4.屏蔽味道和气味,掩盖芯材的异味。亚麻油由于具有不雅味道难用于好的化妆品,做成微囊后用于化妆品不仅无味,不易被氧化,而且具有很好的护肤功效。再如特有色泽和气味的中草药液微胶囊化后,配置到化妆品中,可以制得无色无味的优质化妆品。
5.改变芯材的物理和化学性质。将有利于液体或半固体的流质体转化为自由流动的固体粉末,有利于物料的使用、运输、保存,并可简化工艺,防止或延缓了产品劣变的发生。
6.需要改变物质功能的化合物。将疏水性物质通过表面处理,使其具有相反的性质。如神经酰胺微胶囊化后就可以直接加入水剂产品。
一、 减负增效
重点1.学会鉴别金属材料和无机非金属材料,并简单了解部分合金的成分和应用。
2. 学会鉴别一些常见的塑料、合成橡胶和合成纤维。
3.结合实际认识以上材料对工农业生产和日常生活的影响。
4. 了解使用合成材料对人和环境的影响,提高环保意识。
二、 链接中考
例1(2010・红河)有机高分子合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。以下生活物品,用有机合成材料的是()
A. 铝合金门窗 B. 玻璃钢桌椅
C. 塑料洗衣盆 D. 建水陶瓷
解析本题考查了学生对各种材料的了解,铝合金属于金属材料,玻璃钢属于复合材料,塑料属于有机合成材料,陶瓷属于无机非金属材料,故选C。
例2(2010・日照)下图是某服装标签的部分内容,下列有关认识正确的是
A. 涤纶属于天然纤维
B. 涤纶属于有机高分子材料
C. 棉花属于合成有机高分子材料
D. 通过灼烧方法不能区别涤纶和羊毛
解析纤维包括有①天然纤维:主要有棉、麻等植物纤维和动物的毛和蚕丝等;②人造纤维:用化学方法将竹、木材等加工制成的纤维;③合成纤维:用石油产品、煤、石灰石、水、空气等原料,通过一系列化学反应制成的纤维。常见的如尼龙、涤纶、腈纶、氨纶等等。故涤纶属于有机高分子合成材料,棉花属于天然纤维,羊毛的成分主要是蛋白质灼烧后有烧焦羽毛的气味,而涤纶灼烧则先熔化后燃烧,燃烧后成黑色块状,气味与烧焦羽毛气味不同。故选B。
例3(2010・烟台)2010年5月1日至10月31日世界博览会在中国上海举行,是迄今为止参展国最多、规模最大的一届。
(1) 上海世博园上空飘浮着“鲸鱼”状巨大的系留气球,全天候为世博会安全保障、电视转播提供服务。为了安全,气球内充入的气体是 。
(2) 上海世博会吉祥物的名字叫“海宝”,意即“四海之宝”。目前,市面上有两种海宝玩具在售,一种是聚氯乙烯材料的“充气海宝”,另一种是以纯羊毛为外材,内充无毒聚酯纤维的“毛绒海宝”。下列说法正确的是 。
①聚酯纤维属于合成纤维;②聚氯乙烯是有机高分子材料;③可以用燃烧的方法区分羊毛和聚酯纤维;④聚氯乙烯属于复合材料;⑤充气海宝和毛绒海宝都可以用碱性强的洗涤剂清洗。
(3) 世博金条已面世,成为收藏热点。俗语常言“真金不怕火炼”,是指金具有的化学性质。黄金和黄铜外观相似,你可以用哪种化学试剂来区分? 。
(4) 太阳能光伏发电是世博会历史上太阳能发电技术最大规模的应用,总装机容量超过4.68兆瓦。太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅,生产高纯硅的流程示意图如下:
① 整个制备过程必须达到无水无氧。在H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是
② 为了达到绿色化学和节约资源的目的,物质A需要循环使用,A的化学式是。
答案:
(1) 氦气(或He) (2)①②③
(3) 加热的条件下不与氧气发生反应(或稳定)盐酸(或稀硫酸、AgNO3溶液等)
(4) ①硅被氧化得不到高纯硅,发生爆炸②HCl
解析(1)气球一般不充氢气,因为氢气具有可燃性,故充氦气;(2)聚酯纤维是合成纤维;聚氯乙烯是塑料的一种,是有机高分子材料;羊毛燃烧有烧焦羽毛的气味,而聚酯纤维则没有,故①②③正确;聚氯乙烯是合成材料不是复合材料;毛绒海宝含有羊毛,富含蛋白质,碱性强的洗涤剂破坏蛋白质,④⑤不正确;(3)黄铜中含有Cu和Zn,利用Zn与酸反应、Cu与AgNO3溶液反应及锻烧等方法可区别黄铜和黄金;(4)H2中混有O2加热会爆炸,物质A中含有H和Cl元素,则A物质是HCl。
三、 思考发现
本块知识点重点关注的是各种材料的鉴别,容易发生混淆的知识点主要有:
1. 对玻璃、有机玻璃、玻璃钢三种材料的分类,易混淆玻璃是一种硅酸盐材料,属于无机非金属材料;有机玻璃是一种塑料,属于合成材料;玻璃钢是在塑料中嵌入玻璃纤维制成的,属于复合材料。不少同学因不明确这三种材料的成分而混淆。
例5随着材料科学的发展,不同性能的材料应运而生。钢化玻璃是一种()
A. 合金 B. 复合材料
C. 无机非金属材料 D. 高分子有机材料
解析钢化玻璃是一种由普通玻璃加工而成的无机非金属材料,故答案是C,个别同学在解题时易将钢化玻璃和玻璃钢混淆而错选B。
2. 对各种合成材料和天然材料的概念混淆,合成材料是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,主要包括塑料、合成纤维和合成橡胶。天然材料指自然界原来就有未经加工或基本不加工就可直接使用的材料,如木材、毛皮、蚕丝等。
例6 (2010广州)第16届亚运会将在广州举行。下列运动设施中没有用到合成有机高分子材料的是()
A. 跑步、跳远使用的塑胶跑道
B. 排球、羽毛球使用的化纤球网
C. 单杠、双杠使用的钢制或木制横梁
D. 跳高、拳击使用的海绵护垫
答案:C