第十二單元課題3.有機合成材料

1、課題有機合成材料課題有機合成材料一、有機化合物一、有機化合物活活動動與與探探究究化合物化合物化學式化學式組成元素組成元素相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量甲烷甲烷乙醇乙醇葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉幾萬到幾十萬幾萬到幾十萬蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)幾萬到幾十萬幾萬到幾十萬硫酸硫酸氫氧化鈉氫氧化鈉氯化鈉氯化鈉根據(jù)上表討論：根據(jù)上表討論：(1)甲烷甲烷,乙醇乙醇,葡萄糖葡萄糖,淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點？淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點？(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)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)量相比有什么不同量相比有什么不同?CH4C2H5OHC6H12

2、O6NaOHH2SO4NaCl(C6H10O5)nC、HC、H、OC、H、OC、H、OC、H、O、NH、S、ONa、O、HNa、Cl.有機化合物：有機化合物：無機化合物無機化合物:（含碳元素的化合物）（含碳元素的化合物）小分子：如小分子：如CHCH4 4、C C2 2H H5 5OHOH、 C C6 6H H1212O O6 6等等高分子：蛋白質(zhì)、淀粉等高分子：蛋白質(zhì)、淀粉等但但CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽等除外碳酸鹽等除外一般不含碳，如：一般不含碳，如：H H2 2SOSO4 4,NaOH, NaCl,NaOH, NaClFeFe2 2O O3 3，COCO、COCO2 2、H H2 2

3、COCO3 3、碳酸鹽等、碳酸鹽等化化合合物物 在有機物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結合，在有機物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結合，而且碳原子之間還可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環(huán)。而且碳原子之間還可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環(huán)。有機物種類異常龐大，目前已發(fā)現(xiàn)逾有機物種類異常龐大，目前已發(fā)現(xiàn)逾3000萬種有機物。萬種有機物。1.化合物的分類化合物的分類有機物與無機物的主要區(qū)別有機物與無機物的主要區(qū)別 性質(zhì)和反應性質(zhì)和反應有機物有機物無機物無機物溶解性溶解性 多數(shù)不溶于水，多數(shù)不溶于水，易溶于有機溶劑易溶于有機溶劑有些溶于水，而不有些溶于水，而不溶于有機溶劑溶于有機溶劑

4、耐熱性耐熱性多數(shù)不耐熱，熔點較多數(shù)不耐熱，熔點較低，一般在低，一般在400400以下以下 多數(shù)耐熱，難熔化，多數(shù)耐熱，難熔化，熔點一般比較高熔點一般比較高可燃性可燃性多數(shù)可以燃燒多數(shù)可以燃燒多數(shù)不能燃燒多數(shù)不能燃燒電離性電離性多數(shù)是非電解質(zhì)多數(shù)是非電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)多數(shù)是電解質(zhì)化學反應化學反應 一般比較復雜，副反一般比較復雜，副反應多，反應速率較慢應多，反應速率較慢一般比較簡單，副反一般比較簡單，副反應少，反應速率較快應少，反應速率較快、生活中常見的有機物、生活中常見的有機物(1)最簡單的有機物最簡單的有機物CH4（甲烷）（甲烷）-天然氣天然氣(2)最常喝的有機物最常喝的有機物C2H5OH（乙

5、醇）（乙醇）-酒酒(3)醋酸醋酸CH3COOH-食醋食醋(4)蔗糖蔗糖C12H22O11-白糖、紅糖、甘蔗白糖、紅糖、甘蔗(5)蛋白質(zhì)、淀粉、維生素等蛋白質(zhì)、淀粉、維生素等-谷類、薯類谷類、薯類(6)塑料、纖維、橡膠等塑料、纖維、橡膠等-生活用品生活用品、有機物的共性、有機物的共性（1）大多數(shù)有機物）大多數(shù)有機物難溶于水，易溶于有機溶劑；難溶于水，易溶于有機溶劑； （2）大多數(shù)有機物）大多數(shù)有機物熔沸點較低熔沸點較低 ；（3）絕大多數(shù)有機物絕大多數(shù)有機物受熱易分解、易燃燒；受熱易分解、易燃燒； （4）不易導電不易導電（絕緣）（絕緣）二、有機合成材料二、有機合成材料有機高分子化合物制成的材料有機

6、高分子化合物制成的材料o 、有機高分子材料、有機高分子材料 （）天然有機高分子材料（）天然有機高分子材料棉花，羊毛，蠶絲棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等都屬和天然橡膠等都屬于天然有機高分子于天然有機高分子材料材料塑塑料料兒兒童童水水壺壺(2)(2)合成高分子材料合成高分子材料塑塑料料瓶瓶(2)(2)合成高分子材料合成高分子材料合成纖維（2 2）合成高分子材料）合成高分子材料合合成成纖纖維維尼尼龍龍的的分分子子結結構構模模型型 尼尼龍龍軟軟底底毛毛靴靴 歷史上首先發(fā)明的一種合成纖維歷史上首先發(fā)明的一種合成纖維尼龍：尼龍： （2 2）合成高分子材料）合成高分子材料合成橡膠合成橡膠（2 2）合成高分子材

7、料）合成高分子材料二、有機合成材料二、有機合成材料有機高分子化合物制成的材料有機高分子化合物制成的材料o 、有機高分子材料、有機高分子材料 （1 1）天然有機高分子材料）天然有機高分子材料 （2 2）合成有機高分子材料）合成有機高分子材料 塑料塑料 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠三大合成材料三大合成材料、有機高分子材料的結構與性質(zhì)由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被稱為所以也常被稱為 。例如，聚乙烯分子是由。例如，聚乙烯分子是由成千上萬個乙烯分子聚合而成的高分子化合物。成千上萬個乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 聚合物聚合物當小

8、分子連接構成高分子時，有的形成很長當小分子連接構成高分子時，有的形成很長的鏈狀，有的由鏈狀結成網(wǎng)狀。的鏈狀，有的由鏈狀結成網(wǎng)狀。 （）（）鏈狀結構的高分子材料鏈狀結構的高分子材料（如聚乙烯塑料）加熱時熔化，冷卻后（如聚乙烯塑料）加熱時熔化，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，因而變成固體，加熱后又可以熔化，因而具有熱塑性具有熱塑性。這種高分子材料。這種高分子材料可可以反復加工以反復加工，多次使用多次使用，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需要的各種，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：形狀，用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)和日常生活等。如：聚乙烯（聚乙烯（PE），聚丙烯（），聚丙

9、烯（PP ）、）、聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS ）、聚甲基丙烯酸甲酯（）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗稱，俗稱有機玻璃有機玻璃 ）、聚氯乙烯）、聚氯乙烯（PVC ） （）（）網(wǎng)狀結構的高分子材料網(wǎng)狀結構的高分子材料（如酚醛塑料，俗稱電木）（如酚醛塑料，俗稱電木）具有熱固具有熱固性性。一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化。一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化。 熱塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚熱塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚 、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途 （）塑料：（）塑料：塑料的品種塑料的品種很多，用途也各不相同。很多，用途也各不相同。使用最多的是使用最多的是聚乙烯聚乙烯塑料塑料

10、和和聚氯乙烯聚氯乙烯塑料。塑料。 （）合成纖維：（）合成纖維：合成纖合成纖維的維的強度高、彈性好、耐強度高、彈性好、耐磨和耐化學腐蝕磨和耐化學腐蝕，但它的，但它的吸水性和透氣性較差吸水性和透氣性較差。因。因此，合成纖維常常與棉纖此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既舒適又挺使衣服穿起來既舒適又挺括。常見的合成纖維有滌括。常見的合成纖維有滌綸（的確良）、錦綸（尼綸（的確良）、錦綸（尼龍）、腈綸等龍）、腈綸等 、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途合成纖維制成的物品合成纖維制成的物品超細合成纖維制成的衣服超細合成纖維制成的衣服 （

11、）合成橡膠：（）合成橡膠：人人們常用的合成橡膠有們常用的合成橡膠有丁苯橡膠丁苯橡膠，順丁橡膠順丁橡膠和氯丁橡膠和氯丁橡膠等。合成等。合成橡膠與天然橡膠相比，橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應用于工農(nóng)因而廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日業(yè)、國防、交通及日常生活中。常生活中。 、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途、常見的有機合成材料的性質(zhì)和用途合成橡膠表帶合成橡膠表帶合成橡膠鞋底合成橡膠鞋底危危 害害塑料垃圾對大自然的污染塑料垃圾對大自然的污染 白色污染白色污染三、合成材料帶來的問題及解決問題的措施三、合成材料帶來的問題及解決問

12、題的措施“白色污染”的危害視覺污染：視覺污染：在城市、旅游區(qū)、水體在城市、旅游區(qū)、水體和道路旁散落的廢舊塑料包和道路旁散落的廢舊塑料包裝物給人們的視覺帶來不良裝物給人們的視覺帶來不良刺激，影響城市、風景點的刺激，影響城市、風景點的整體美感，破壞市容、景觀。整體美感，破壞市容、景觀。潛在危害：潛在危害：混在土壤中，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分混在土壤中，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分 和水分，將導致農(nóng)作物減產(chǎn)；和水分，將導致農(nóng)作物減產(chǎn)；拋棄水中，被動物吞入，導致動物拋棄水中，被動物吞入，導致動物死亡；死亡；填埋處理長期占用土地，混有塑料填埋處理長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥；的生活垃圾不適用于堆肥；分揀

13、出來的廢塑料，因無法保證質(zhì)分揀出來的廢塑料，因無法保證質(zhì)量而很難回收利用。量而很難回收利用?！鞍咨廴尽钡奈：?減少使用不必要的塑料制品，如可減少使用不必要的塑料制品，如可用布袋代替塑料袋等；用布袋代替塑料袋等； 重復使用某些塑料制品，如塑料袋、重復使用某些塑料制品，如塑料袋、塑料盒等；塑料盒等； 使用一些新型的、可降解的塑料；使用一些新型的、可降解的塑料； 回收各種廢棄塑料。回收各種廢棄塑料。如何解決如何解決“白色污染白色污染”這個問題？這個問題？我們每個公民應該如何做？我們每個公民應該如何做？可降解塑料可降解塑料、解決回收廢棄塑料的障礙、解決回收廢棄塑料的障礙分類分類我國制定的塑料包裝我國

14、制定的塑料包裝制品的回收標志事例制品的回收標志事例三、合成材料帶來的問題及解決問題的措施三、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)境危害嚴重、合成材料廢棄物對環(huán)境危害嚴重、解決、解決“白色污染白色污染”問題的措施：問題的措施：塑料回收不僅可以減少廢棄塑料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，造成成塑料的材料種類繁多，造成塑塑料的分類料的分類是回收和再利用的一大是回收和再利用的一大障礙。障礙。辯論：辯論： 塑料制品對人類及大自然的影響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

15、不同的形狀。有些塑料容易燃燒，燃燒時產(chǎn)生有毒氣體。大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸或堿發(fā)生反應。大部分塑料不會腐爛，也不會被細菌分解，容易造成“白色污染白色污染”。塑料一般不導熱、不導電，是良好的絕緣體?；厥绽脧U棄塑料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟上不劃算。塑料是石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。、新型合成材料、新型合成材料環(huán)境友好的新材料環(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，新型有機合成材料逐漸向環(huán)境友好的方向發(fā)展。此外為滿足有機合成材料逐漸向環(huán)境友好的方向發(fā)展。此外為滿足計算機、生物工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端

16、技計算機、生物工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端技術發(fā)展的需要，人們還研制了許多新型有機合成材料如：術發(fā)展的需要，人們還研制了許多新型有機合成材料如：功能材料功能材料隱身材料隱身材料復合材料復合材料學完本課題我們應該知道學完本課題我們應該知道o 有機化合物都含有碳元素，但含有碳元素的化合物并不有機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化合物。都是有機化合物。o 有機高分子化合物是相對分子質(zhì)量很大的有機化合物。有機高分子化合物是相對分子質(zhì)量很大的有機化合物。o 塑料、合成纖維和合成橡膠塑料、合成纖維和合成橡膠等是重要的有機合成材料。等是重要的有機合成材料。有機合成材料的出現(xiàn)是對自然

17、資源的一種補充，化學在有機合成材料的出現(xiàn)是對自然資源的一種補充，化學在有機合成材料的發(fā)展中起著重要的作用。新型有機合成有機合成材料的發(fā)展中起著重要的作用。新型有機合成材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來。材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來。o 使用有機合成材料會對環(huán)境造成影響，如使用有機合成材料會對環(huán)境造成影響，如“白色污染白色污染”。課題3 有機合成材料一、有機化合物一、有機化合物 1.分類：分類： 無機化合物：(一般不含碳元素)如：H2SO4,NaOH,NaCl,NaHCO3,CuO 有機化合物：含碳元素的化合物（如:CH4,C2H5OH,CH3COOH,HCHO) 2.生活中常見的有機物生活中

18、常見的有機物 3.有機物的共性有機物的共性二、有機合成材料二、有機合成材料 1.有機高分子材料有機高分子材料 （1）天然有機高分子材料：棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等）天然有機高分子材料：棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等 （2）合成有機高分子材料）合成有機高分子材料 a.塑料： 熱塑性塑料：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.新型合成材料新型

19、合成材料-環(huán)境友好的新材料環(huán)境友好的新材料1.下列物質(zhì)屬于塑料的是下列物質(zhì)屬于塑料的是 （ ）A、棉花、棉花 B、纖維、纖維 C、尼龍、尼龍 D、聚苯乙烯、聚苯乙烯課堂練習課堂練習2.下列物質(zhì)中，屬于合成纖維的是下列物質(zhì)中，屬于合成纖維的是 （ ）A、的確良、的確良 B、棉花、棉花 C、聚乙烯、聚乙烯 D、羊毛、羊毛3.下列材料中屬于合成高分子的是下列材料中屬于合成高分子的是 （ ）A、棉花、棉花 B、羊毛、羊毛 C、粘合劑、粘合劑 D、蠶絲、蠶絲DAC課堂練習課堂練習4.下列說法中正確的是下列說法中正確的是 （ ）A、塑料都不導電、塑料都不導電 B、將塑料袋焚燒就會減少白色污染，不會對空氣造

20、成污染、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化合物、人們已經(jīng)研制出了隱身材料等新型有機化合物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、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通常所說的白色污染是指 （ ）A、冶煉廠的白色煙塵、冶煉廠的白色煙塵 B、聚乙烯等白色塑料垃圾、聚乙烯等白色塑料垃圾C、石灰窯的白色粉末、石灰窯的白色粉末D、白色建筑廢料、白色建筑廢料CB 功能材料功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫(yī)學功能，特殊的物理、化學、生物學效應，能完成功能相

21、互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應用于各類高科技領域的高新技術材料。功能材料是新材料領域的核心，是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防建設的基礎和先導。它涉及信息技術、生物工程技術、能源技術、納米技術、環(huán)保技術、空間技術、計算機技術、海洋工程技術等現(xiàn)代高新技術及其產(chǎn)業(yè)。功能材料不僅對高新技術的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級，實現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的促進作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規(guī)模宏大的高技術產(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)與應用，它已成為世界各國新材料研究發(fā)展的熱點和重點，也是世界各國高技術

22、發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點。在全球新材料研究領域中，功能材料約占 85 % 。我國高技術(863)計劃、國家重大基礎研究973計劃、國家自然科學基金項目中均安排了許多功能材料技術項目（約占新材料領域70%比例），并取得了大量研究成果。功能材料功能材料超導材料超導材料生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料生態(tài)環(huán)境材料生態(tài)環(huán)境材料智能材料智能材料 超導材料超導材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導磁體及大型加速器磁體等多個領域獲得了應用；SQUID作為超導體弱電應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的裝置無法達到的。但是

23、，由于常規(guī)低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴重地限制了低溫超導應用的發(fā)展。 高溫氧化物超導體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦（ 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)濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的上臨界場H c2 (4K)50T，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強磁場，這正好克服了常規(guī)低溫超導材料的不足之處。正因為這些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經(jīng)濟和技術上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術裝備，對高Tc超導機制、材料的物理特性、化學性質(zhì)、

24、合成工藝及顯微組織進行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領域的重要問題，這些領域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學、工藝技術及微結構分析等。一些材料科學研究領域最新的技術和手段，如非晶技術、納米粉技術、磁光技術、隧道顯微技術及場離子顯微技術等都被用來研究高溫超導體，其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。 超導材料超導材料生物醫(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、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產(chǎn)生不良影響的材料?，F(xiàn)在各種合成材料和天然

25、高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種復合材料，其制成產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地應用于臨床和科研。生物醫(yī)用材料（biomedicalmaterial）是用于對生物體進行診斷、治療、修復或替換其病損組織、器官或增進其功能的新型高技術材料。它是研究人工器官和醫(yī)療器械的基礎，己成為材料學科的重要分支，尤其是隨著生物技術的蓮勃發(fā)展和重大突破，生物材料己成為各國科學家競相進行研究和開發(fā)的熱點。當代生物材料已處于實現(xiàn)重大突破的邊緣，不遠的將來，科學家有可能借助于生物材料設計和制造整個人體器官，生物醫(yī)用材料和制品產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為本世紀世界經(jīng)濟的一個支柱產(chǎn)業(yè).由生物分子構成生物材料，再由生物材料構成生物部件。

26、生物體內(nèi)各種材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構材料，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成的功能部件，如眼球晶狀體是由晶狀體蛋白包在上皮細胞組成的薄膜內(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)學領域中使用。前者如人工瓣膜、人工關節(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)用材料生物醫(yī)用材料生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向生態(tài)環(huán)境材料研究的主

27、要方向有： 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，強化再生利用，強化生物降解性；修復環(huán)境，強調(diào)生態(tài)效率(性能一環(huán)境負荷比)；環(huán)境負荷小的高分子合金設計；可再生循環(huán)高分子材料的設計；完全降解高分子材料設計；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。 生態(tài)環(huán)境材料的定義生態(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

28、類主動考慮材料對生態(tài)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)境材料是由日本學者山本良一教授于20 世紀90 年代初提出的一個新的概念，它代表了21 世紀材料科學的一個新的發(fā)展方向。 生態(tài)環(huán)境材料生態(tài)環(huán)境材料隱身材料隱身材料 隱身材料（隱身材料（stealth material）是實現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎。武器裝備如飛機、艦船、導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、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隱

29、身涂層材料和隱身結構材料隱身結構材料。聲隱身材料包 括消聲材料，隔聲材料，吸聲材消聲材料，隔聲材料，吸聲材料及消聲、隔聲、吸聲的復合體。料及消聲、隔聲、吸聲的復合體。主要用于新一代潛艇。雷達隱身材料能吸收雷達波，使反射波減弱甚至不反射雷達波，從而達到隱身的目的。 另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纖維，以及某些陶瓷與有機聚 合物構成的復合材料，有很高的機械強度，可用于制作部分結構件，如飛機蒙皮、雷達天線罩等，同時又具有隱身 功能，這類材料稱為隱身結構材料。紅外隱射材料主要用于車輛、艦艇、軍用飛機及其他軍用設施，使這些裝 備和設施的紅外輻射與背景基本達到一致，敵人的紅外探測器難以分辨。用鋁粉及含有二價

30、鐵離子的材料作為 填充料，加到能透過紅外線的粘結劑中，可構成紅外隱身涂料?？梢姽怆[身材料通常由鋁粉、多屬氧化物粉和有 機物復合而成，或由摻雜的半導體材料構成，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武器、激光雷達和激光測距機，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，如雷達波、紅外兼容隱身材料，紅外、激光兼容隱身材料，雷達波、紅外、激光等多種兼容的

31、隱身材料等。 這是當前隱身材料的發(fā)展方向。 復合材料復合材料 復合材料復合材料(Composite materials)，是以一種材料為是以一種材料為基體基體(Matrix)(Matrix)，另一種材料為增，另一種材料為增強體強體(reinforcement)(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應協(xié)同效應，使，使復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。復合材料的基體材料分為金屬和復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。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體

32、常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡橡膠膠、陶瓷、陶瓷、石墨石墨、碳等。、碳等。增強材料增強材料主要有主要有玻璃纖維玻璃纖維、碳纖維碳纖維、硼纖維硼纖維、芳綸纖維芳綸纖維、碳化硅纖維碳化硅纖維、石棉纖維石棉纖維、晶須晶須、金屬絲和硬質(zhì)細粒等。、金屬絲和硬質(zhì)細粒等。復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼鋼筋混凝土筋混凝土均由兩種材料復合而成。均由兩種材料復合而成。2020世紀世紀

33、4040年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑玻璃纖維增強塑料料（俗稱（俗稱玻璃鋼玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復合材料這一名稱。），從此出現(xiàn)了復合材料這一名稱。5050年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。維和硼纖維等高強度和高模量纖維。7070年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合，構量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合，構成各

34、具特色的復合材料。成各具特色的復合材料。 復合材料的主要應用領域有：航空航天領域。由于復合材料熱穩(wěn)定性好，比強度、比剛復合材料的主要應用領域有：航空航天領域。由于復合材料熱穩(wěn)定性好，比強度、比剛度高，可用于制造飛機機翼和前機身、衛(wèi)星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運度高，可用于制造飛機機翼和前機身、衛(wèi)星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發(fā)動機殼體、航天飛機結構件等。汽車工業(yè)。由于復合材料具有特殊的振動載火箭的殼體、發(fā)動機殼體、航天飛機結構件等。汽車工業(yè)。由于復合材料具有特殊的振動阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造

35、阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造汽車車身、受力構件、傳動軸、發(fā)動機架及其內(nèi)部構件。汽車車身、受力構件、傳動軸、發(fā)動機架及其內(nèi)部構件?；せぁ⒓徔椇蜋C械制造領域。有良、紡織和機械制造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料，可用于制造化工設備、紡織機、造紙機、復印好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料，可用于制造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機、高速機床機床、精密儀器等。醫(yī)學領域。、精密儀器等。醫(yī)學領域。碳纖維復合材料碳纖維復合材料具有優(yōu)異的力學性能和不吸收具有優(yōu)異的力學性能和不吸收X X射線射線特性，可用于制造醫(yī)用特性，可

36、用于制造醫(yī)用X X光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學材料。此外，復合材料還用于制造體育運動器件和性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學材料。此外，復合材料還用于制造體育運動器件和用作建筑材料等。用作建筑材料等。 智能材料（智能材料（Intelligent material ) 又可以稱為敏感材料，由傳感器或敏感又可以稱為敏感材料，由傳感器或敏感元件等與傳統(tǒng)材料結合而成。智能材料就是指具有感知環(huán)境（包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）元件等與傳統(tǒng)材料結合而成。智能材料就是指具有感知環(huán)境（包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境）刺激，對之進行分析、處理