合成材料又称人造材料,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,其特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等。
现在世界上最主要的三大合成材料分别是合成塑料、合成纤维、合成橡胶总称三大合成材料。它们是以石油、天然气、煤和农副产品为主要原料,先制成单体,通过加聚或缩聚反应,生成高聚物(称为合成树脂),再加入添加剂(如强固剂、填充剂、增塑剂、发泡剂、稳定剂、色料等)而成。它们是用人工方法,由低分子化合物合成的高分子化合物,又叫高聚物,相对分子量可在10000以上。天然高聚物有淀粉、纤维素、天然橡胶和蛋白质等。三大合成材料则是人工合成的高聚物。高聚物正在越来越多地取代金属,成为现代社会使用的重要材料。
合成材料既是化工产品,又是化工产品重要的基础原材料,在国民经济生产和人们社会生活中扮演极其重要的角色。进入21世纪后,中国合成材料产业呈加速发展态势,取得了令世人惊叹的成绩。
“树脂”原意是树木分泌出的液体(不一定是油脂)、松香、桃胶是来自松树和桃树的天然树脂,我们把人工合成的树脂状物叫合成树脂。
三大合成材料在国防、生产和生活上有重要作用(展示实物样品和用途表)。
它们为什么有这么广泛的用途呢?因为它们有优良的性能。
①比重小:合成纤维一般都比天然纤维轻,如棉花比重是1.54,羊毛是1.32,而聚丙烯只有0.9。
②性能好:强度大、耐化学腐蚀、耐磨、电绝缘等。
③易加工。
它们之所以具有优良的性能,是由结构决定的。
合成材料的缺点是容易老化、易燃烧、不耐高温,这也是由结构决定的。
1.合成纤维
约150万年前人们把棉麻(植物纤维──糖)和丝毛(动物纤维──蛋白质),称为天然纤维。由于需要增大,人们用不能纺纱的纤维素(棉短绒、木材、麦秸、稻草、野生植物等)溶于特定溶剂中,仿照蚕吐丝的办法(磁口大面积约有几万孔),压挤入某种介质中固化而成丝,你为人造纤维,市售粘胶纤维布就是其中的一种。
人造纤维与棉花的成分同属纤维素,性能相似(保水性与着色),但强度差,而且原料仍来自天然植物,不能满足日益增长的需要。于是以石油化工的三烯一炔(乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔)、苯系物质、苯酚、甲醛、乙二醇等为主要原料,先合成高聚物,再纺成丝,称为合成纤维,我国叫纶。如(展示着色的图表,①②③绘在一张图上,—Cl、—CH3、—CN着红色):

