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有機(jī)合成材料的概念范文1
關(guān)鍵詞: 材料發(fā)展;設(shè)計(jì);OLED
材料是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ),不同的材料通過不同的加工及處理,連接組合成為產(chǎn)品。材料的發(fā)展也就在一定程度上決定了同時(shí)代產(chǎn)品的功能上和形態(tài)上的高度。材料是隨著人類科技的發(fā)展而發(fā)展,而產(chǎn)品也就伴隨著材料發(fā)展而更新?lián)Q代。人類從會(huì)使用工具以來(lái),發(fā)展了造紙、冶金、紡織的技術(shù),運(yùn)用了從石材、木材、瓷、青銅等多種天然材料。而在現(xiàn)代社會(huì)中,人類的材料使用也有低級(jí),走向高級(jí)。金屬和無(wú)機(jī)非金屬合成材料成為了各行各業(yè)應(yīng)用最廣泛的材料。相比原始的材料,現(xiàn)代材料的蓬勃發(fā)展,才打開拉開了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)揮的舞臺(tái)。一方面設(shè)計(jì)師根據(jù)自己的設(shè)計(jì)選擇合適的材料,另一方面,材料的某些特性更大程度上決定了設(shè)計(jì)師的方案。可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品連接結(jié)構(gòu)上、形態(tài)上乃至功能上的創(chuàng)新。我們也會(huì)從下文提到的幾個(gè)成功的設(shè)計(jì)案例中看到。文章主要分為三部分。第一部分介紹了原始材料局限下的設(shè)計(jì)。從第一把工具的使用開始,人類也開始了對(duì)原始材料的應(yīng)用。隨著技術(shù)一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)步,人類又使用了陶瓷等費(fèi)天然材料。第二部分介紹了現(xiàn)代材料出現(xiàn)后的設(shè)計(jì)。其中包括金屬材料和有機(jī)合成材料。在第三部分中主要講了當(dāng)下的新材料所帶來(lái)的新穎的設(shè)計(jì)。沒有這些新材料的問世,也不可能有這些產(chǎn)品誕生。
1 原始材料局限下的設(shè)計(jì)
在“刀耕火種”的原始時(shí)代,人類開始使用了第一把工具。這里所說(shuō)刀,就是人類所加工的第一種材料,石材。在使用這之前,人類還僅僅局限在使用一些天然的木石作為工具。但隨著人類的發(fā)展,人類智商的提高,天然的木石已經(jīng)無(wú)法滿足原始人的一些狩獵、刀割的需要。于是人類第一次動(dòng)手加工了第一把刀。這也開創(chuàng)了人類對(duì)與工具對(duì)于產(chǎn)品以至于材料的依賴與相互發(fā)展的關(guān)系。在石器時(shí)代,石器所做成的工具也在一步步的精細(xì)。雖然設(shè)計(jì)的概念并不存在。但是,設(shè)計(jì)本身已經(jīng)作為一種行為,融入到人類在對(duì)工具的加工生產(chǎn)之中了。如果以現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念來(lái)套用當(dāng)時(shí)原始人類的行為的話,當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)方案,是被材料所局限的。當(dāng)時(shí)所創(chuàng)造出的石器工具,以材料作為限制,卻以人的需求所為導(dǎo)向。伴隨著人類對(duì)于大自然的進(jìn)一步探索,人類又接觸了另一種材料――銅。也就迎來(lái)了所謂的青銅時(shí)代。青銅的裝飾品,祭祀品還用武器,都被大量的生產(chǎn)制造。中國(guó)作為一個(gè)代表,在青銅器的加工生產(chǎn)使用上,可以說(shuō)是空前的。
從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),當(dāng)時(shí)是因?yàn)椴牧系臄U(kuò)充,才形成了所生產(chǎn)出的物品的增多。陶、瓷、木材、竹材也是中國(guó)傳統(tǒng)文化下應(yīng)用非常廣泛的傳統(tǒng)材料。陶器喝瓷器,是中國(guó)文化中非常具有影響力的一部分。從最初的陶器制成的一些缽盆開始,對(duì)于材料的使用逐漸延伸到審美的高度。瓷器就是中國(guó)人對(duì)材料的巧妙加工而成。它的發(fā)展,延伸向更高的高度。它逐漸擺脫了實(shí)用性,講材料按照工匠的設(shè)計(jì)意圖,加工生產(chǎn)成一些具有極高審美價(jià)值的藝術(shù)品。而明式家具是中國(guó)家具史上獨(dú)領(lǐng)的一支。家具的原料都是一些硬木原木,這樣在材料本身的美感上,工匠師才能運(yùn)用他們獨(dú)具的匠心,靈動(dòng)的巧手創(chuàng)造出如此流芳千古的明式家具。縱觀歷史發(fā)展,人類對(duì)于物品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)造,無(wú)不是在當(dāng)時(shí)材料發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)生和發(fā)展的。
2 現(xiàn)代材料出現(xiàn)后的設(shè)計(jì)
那么在現(xiàn)代,一個(gè)設(shè)計(jì)被單獨(dú)提出并高度重視的時(shí)代,又是哪些材料為設(shè)計(jì)師所用卻又制約著設(shè)計(jì)的高度呢。
2.1 金屬材料
金屬材料已經(jīng)不僅僅對(duì)于設(shè)計(jì)而是整個(gè)社會(huì)構(gòu)架的物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼筋混凝土,已經(jīng)成為像上海這樣大城市的根基了。那么金屬對(duì)于整個(gè)世界發(fā)展的功勞是巨大的。它不同于古時(shí)的青銅和鐵器,這些被現(xiàn)代社會(huì)充分利用的金屬,是經(jīng)過現(xiàn)代人類的提煉、加工、合成而成。它具有多種多樣的類別千變?nèi)f化的特性。金屬分為黑色金屬喝有色金屬。黑色金屬包括純鐵、碳鋼、合金鋼、鑄鐵,都可以稱為鋼鐵材料。這些材料組成了工業(yè)的基礎(chǔ)。鋼材,包括型鋼,鋼板,鋼絲,大量運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)。不銹鋼也成為在設(shè)計(jì)家用等各種產(chǎn)品時(shí)必不可少的材料。有色金屬包括銅鋁鎂等金屬以及它們的合金,有著更曠闊的應(yīng)用范圍。從日常生活中的一些廚具首飾電腦,到工業(yè)用的合金材料,有色金屬已經(jīng)是遍布各個(gè)角落了。
2.2 塑料合成材料
塑料材料的發(fā)現(xiàn)可以說(shuō)是最偉大的發(fā)明之一,盡管也有些應(yīng)用造成了人類的困擾,但它的功勞是任何材料的無(wú)法代替的。塑料是一種有機(jī)高分子材料,使在合成樹脂中加入填料,增塑劑,色料等添加劑,經(jīng)過加工而成的塑性材料,或經(jīng)過固化交聯(lián)形成的剛性材料。人們對(duì)塑料非常熟悉,因?yàn)樗兄渌牧蠠o(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn),從而設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中大量的運(yùn)用到了塑料,進(jìn)而使人們才有可能與塑料充分的接觸,所以又反向促成了人么對(duì)它的熟悉。那么也可以說(shuō)由于塑料材料的出現(xiàn)與不斷的開發(fā),設(shè)計(jì)師才能利用這種材料的特性設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可能是重量上的改進(jìn),也可能是功能上徹底的革新。那塑料究竟占據(jù)了怎么樣的地位。可以想象一下如果我們現(xiàn)在身邊的所有塑料都變成金屬,那么我們的生活將會(huì)沉重多少倍啊。即便是用木材替代,也會(huì)讓便利的生活大打折扣的。將不再存在一元錢一瓶的礦泉水,沒有方便攜帶的塑料椅子,沒有塑料牙刷,沒有方便的絕緣材料,設(shè)計(jì)師可發(fā)揮的空間也大大的縮小了。蘋果公司1998年的iMac,從商業(yè)上來(lái)說(shuō)是一次巨大的成功,為蘋果公司轉(zhuǎn)虧為盈。隱藏在商業(yè)成功的背后,卻是設(shè)計(jì)上的突破。半透明的機(jī)殼,給人們帶來(lái)了從未體驗(yàn)過的視覺沖擊,從而引發(fā)的一種對(duì)新潮的生活方式的向往。這種消費(fèi)者的擁簇是由設(shè)計(jì)師創(chuàng)造的。但從另一方面來(lái)說(shuō),也是這種材料以及一種全新的應(yīng)用方式的誕生所孕育的。
3 當(dāng)下由材料引發(fā)的新設(shè)計(jì)
談到當(dāng)下的設(shè)計(jì),我們會(huì)立刻想到新技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的影響。從互聯(lián)到物聯(lián),ipv4到ipv6,云計(jì)算,這些新技術(shù)新概念的提出,是設(shè)計(jì)的推動(dòng),也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。這一切創(chuàng)新,都要基于一個(gè)共同的載體與材料。
現(xiàn)在最引人注目的新材料之一當(dāng)屬OLED。OLED全稱Organic Light Emitting Display,即有機(jī)發(fā)光顯示器,在手機(jī)上的運(yùn)用屬于新突顯的種類,被譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同,無(wú)需背光燈,采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板,當(dāng)有電流通過時(shí),這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄,可視角度更大,并且能夠顯著節(jié)省電能。新材料與新產(chǎn)品是在這種相互作用的關(guān)系中發(fā)展的。設(shè)計(jì)通過概念的設(shè)計(jì)給材料的發(fā)展指出方向,而新材料的發(fā)現(xiàn)有給設(shè)計(jì)提供更大的空間。
有機(jī)合成材料的概念范文2
關(guān)鍵詞 初高中化學(xué) 共同點(diǎn) 斷檔點(diǎn) 銜接
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 初高中化學(xué)知識(shí)共同點(diǎn)及銜接
1.1 初高中化學(xué)知識(shí)共同點(diǎn)
比較普高化學(xué)必修1、必修2和義教化學(xué)教材找到以下一些共同點(diǎn)。物理變化――凝固、融化、汽化、液化或凝結(jié)、升華、凝華、沸騰、溶解和潮解等。物理性質(zhì)――顏色、狀態(tài)、氣味、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度、硬度、溶解性、揮發(fā)性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和延展性等。化學(xué)變化――實(shí)質(zhì)是構(gòu)成物質(zhì)分子的原子重新組合。化學(xué)性質(zhì)――可燃性、氧化性、還原性、腐蝕性、穩(wěn)定性、酸性和堿性等。化學(xué)反應(yīng)類型――燃燒、爆炸、緩慢氧化、自燃、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、氧化反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)和中和反應(yīng)(復(fù)分解反應(yīng)中的一種情況)。能量變化――放出熱量和吸收熱量等。物質(zhì)的構(gòu)成――分子、原子、質(zhì)子、中子、電子、離子和元素。物質(zhì)結(jié)構(gòu)――化學(xué)式、化合價(jià)、原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和元素周期表等。物質(zhì)量――相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量、質(zhì)量比、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶解度等。物質(zhì)分類――混合物、純凈物、金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)、有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物(酸、堿、鹽和氧化物)。分散系――溶液(溶質(zhì)和溶劑)、濁液(懸濁液和乳濁液)、飽和和不飽和溶液。物質(zhì)的分離――蒸餾、蒸發(fā)、過濾和結(jié)晶。指示劑――酚酞試液、石蕊試液、紅色石蕊試紙和藍(lán)色石蕊試紙。簡(jiǎn)單有機(jī)物――甲烷、乙炔、尿素、醋酸、酒精和汽油。材料――金屬材料、合金材料、天然有機(jī)材料(羊毛和棉花)、有機(jī)合成材料(高分子化合物如合成塑料、合成纖維和合成橡膠)和納米材料。金屬的銹蝕和金屬的防腐。實(shí)驗(yàn)安全――濃硫酸、氫氧化鈉溶液濺到皮膚的處理、濃硫酸稀釋問題等。實(shí)驗(yàn)技能操作――用pH試紙測(cè)物質(zhì)的酸堿性和酸堿度、氫氣燃燒前驗(yàn)純和氫氣、一氧化碳、酒精和甲烷燃燒產(chǎn)物檢驗(yàn)。物質(zhì)的檢驗(yàn)――氧氣、氫氣、二氧化碳、甲烷、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子的檢驗(yàn)。其他――晶體、結(jié)晶水合物、結(jié)晶水、催化劑、觸媒、濕法煉銅、物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律、質(zhì)量守恒、金屬活潑性順序。
1.2 初高中化學(xué)知識(shí)共同點(diǎn)的銜接
初高中涉及的知識(shí)面不僅有很多相同部分,而且有些知識(shí)的深度以及對(duì)學(xué)生的要求是不同的。所以初高中這些知識(shí)點(diǎn)的銜接教學(xué)不能是簡(jiǎn)單的重復(fù)。例如,初高中都要求了解金屬的腐蝕和防腐,但初中只要求學(xué)生了解金屬腐蝕需要的條件,如水和空氣等,并以此推出防腐的條件即為隔絕空氣或水,而高中對(duì)金屬腐蝕的認(rèn)識(shí)要求是從原電池角度深入的,要求學(xué)生清楚純凈的金屬并不容易腐蝕,不純凈的金屬內(nèi)由于形成原電池的正極與負(fù)極,因而使腐蝕的速率加快,并要求會(huì)書寫電極反應(yīng)式。顯然在要求上高了許多。
在教學(xué)過程中,特別是對(duì)于高中化學(xué)教師來(lái)說(shuō),一定要把握好初高中對(duì)于知識(shí)點(diǎn)具體要求的層次,把握好教學(xué)的深度,對(duì)于初高中教材的這些共同點(diǎn),高中教學(xué)時(shí)不能在初中教學(xué)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單地重復(fù),而應(yīng)有所提升。初中教學(xué)時(shí)應(yīng)在復(fù)習(xí)時(shí)不超初中《課程標(biāo)準(zhǔn)》的前提下適當(dāng)拔高。
2 初高中化學(xué)知識(shí)斷檔點(diǎn)及銜接
2.1 相似相溶原理
義教化學(xué)涉及相似相溶但未提及此概念,教學(xué)中只要求學(xué)生了解水和油(有機(jī)溶劑)是相對(duì)立的兩類溶劑,某物質(zhì)若易溶于水則將難溶于有機(jī)溶劑。普高化學(xué)對(duì)相似相溶的理解升高到分子結(jié)構(gòu)上,通過共價(jià)鍵極性及分子空間構(gòu)型的分析來(lái)理解溶質(zhì)分子的極性和溶劑分子的極性相統(tǒng)一而互溶的意義。義教化學(xué)的教學(xué)關(guān)于這一部分內(nèi)容只能讓學(xué)生通過對(duì)比的方法機(jī)械記憶。普高化學(xué)教學(xué)要讓學(xué)生在分析的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)。
2.2 酸性氧化物及堿性氧化物
義教化學(xué)教材用“某些金屬氧化物”一詞來(lái)代替“酸性氧化物”及“堿性氧化物”概念。教學(xué)中涉及酸性氧化物與堿反應(yīng),堿性氧化物與酸反應(yīng),但因無(wú)酸性氧化物及堿性氧化物的概念,初中學(xué)生并沒有掌握酸性氧化物與堿反應(yīng)生成鹽和水,堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鹽和水,及酸性氧化物與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽這些典型基本反應(yīng)類別。普高化學(xué)中對(duì)酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物和不成鹽氧化物這些概念的系統(tǒng)歸納學(xué)習(xí),這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)將被肢解為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)方程式,并得出一些規(guī)律的知識(shí)。極大地提高了學(xué)生的化學(xué)思維能力。普高化學(xué)中強(qiáng)調(diào)了酸性氧化物不完全等同于非金屬氧化物,堿性氧化物不完全等同于金屬氧化物,是值得學(xué)生研究的概念。
2.3 元素周期表
這一概念在義教化學(xué)和普高化學(xué)中都有,但內(nèi)容層次上斷檔。義教化學(xué)中有關(guān)于元素周期表相關(guān)概念的介紹,包括原子的微觀結(jié)構(gòu)、相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算及應(yīng)用等。普高化學(xué)中有關(guān)的概念不再出現(xiàn)。但是學(xué)生對(duì)以上知識(shí)的掌握情況卻差異很大,往往對(duì)微觀結(jié)構(gòu)記憶深刻,高中教師不再需要重復(fù),而對(duì)相對(duì)原子質(zhì)量的概念及計(jì)算本質(zhì)卻不能深入理解。然而在高中學(xué)習(xí)中,相對(duì)原子質(zhì)量的概念及計(jì)算,與摩爾質(zhì)量這個(gè)重要概念間有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,兩者間有相似處也有區(qū)別處,是學(xué)生需要著重理解的,如果沒有初中的相對(duì)原子質(zhì)量概念做基礎(chǔ),這些比較區(qū)別將無(wú)從談起。因此高中教師必須做適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)和補(bǔ)充講解。在高中學(xué)習(xí)中,更進(jìn)一步地涉及到元素的相對(duì)原子質(zhì)量計(jì)算,這不僅與原子的相對(duì)原子質(zhì)量概念有關(guān),還需要同位素概念的配合,可以說(shuō)缺一不可,高中教師千萬(wàn)不能以為學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過,因而粗略帶過,那樣將給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成很大困難。
2.4 電解質(zhì)
義教化學(xué)中關(guān)于溶液中電解質(zhì)電離的介紹沒有涉及電解質(zhì)的概念,只是要求學(xué)生知道哪些能物質(zhì)電離,哪些物質(zhì)不能電離,哪些物質(zhì)能電離成分子,哪些物質(zhì)能電離成離子。然而高中對(duì)電解質(zhì)的電離情況要求很高,除了區(qū)分電解質(zhì)在水中的電離和熔融狀態(tài)下的電離情況以外,還要區(qū)分在水溶液中,由電解質(zhì)是否完全電離來(lái)推出弱電解質(zhì)和強(qiáng)電解質(zhì)概念,并且涉及到弱電解質(zhì)弱酸的分步電離,以及強(qiáng)酸酸式鹽、弱酸酸式鹽的電離情況,這些復(fù)雜又精細(xì)的內(nèi)容學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)要掌握是比較困難的,因此,高中教師還是應(yīng)當(dāng)從零起點(diǎn)開始系統(tǒng)地為學(xué)生講解電解質(zhì)的概念及電解質(zhì)的電離為好。高中教師面對(duì)學(xué)生某些斷檔的知識(shí)點(diǎn)時(shí),需要放慢教學(xué)節(jié)奏,給學(xué)生更多鞏固和溫習(xí)的時(shí)間。
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).北京:北京師范大學(xué)出版社,2011.
[2] 人民教育出版社.義務(wù)教育教科書化學(xué).北京:人民教育出版社,2012.
有機(jī)合成材料的概念范文3
關(guān)鍵詞 課前準(zhǔn)備 課堂學(xué)習(xí) 課后鞏固
中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2014)18-0068-01
我們不難發(fā)現(xiàn)化學(xué)與生活有著密不可分的關(guān)系,例如:“我們周圍的空氣”“自然界的水”“生活中常見的酸”“生活中常見的堿”等。因此,我們?cè)谡n堂教學(xué)中也應(yīng)該要好好地利用化學(xué)與生活的關(guān)系,使學(xué)生能真正地體會(huì)兩者之間密不可分的關(guān)系,能認(rèn)識(shí)到生活中的化學(xué)知識(shí),能正確地運(yùn)用化學(xué)知識(shí)來(lái)解決生活中的問題。如何在課堂中能達(dá)到上述目標(biāo)呢?我認(rèn)為可從課前準(zhǔn)備、課堂學(xué)習(xí)、課后鞏固這三個(gè)方面來(lái)完成。
一、課前準(zhǔn)備
學(xué)生每天都坐在教室里上課,回想我們?cè)退麄円粯幼诮淌依飳W(xué)習(xí)時(shí),當(dāng)時(shí)我們最盼望的也是下課鈴聲,課堂上也會(huì)有意無(wú)意地看看表,看看窗外。學(xué)生在如此疲憊的狀態(tài)下,看到了老師帶來(lái)的一幅畫、一個(gè)實(shí)物、一段視頻,而這些實(shí)物或是視頻又是學(xué)生所熟悉的,例如:在《生活中常見的酸》中,老師給大家?guī)?lái)些有酸味的物品,蘋果、橘子、酸奶等,并以獎(jiǎng)勵(lì)的方式發(fā)給學(xué)生等。那這堂課將被引入到另一種狀態(tài),學(xué)生興趣被激發(fā)了,學(xué)習(xí)的氣氛被調(diào)動(dòng)了,回答問題的聲音變大了,頭腦活起來(lái)了。我想這樣的學(xué)習(xí)狀態(tài)是每個(gè)老師都希望看到的。要達(dá)到這樣的效果,教師就必須做好充分的課前準(zhǔn)備,認(rèn)真地對(duì)待每一堂課,找出每堂課中能聯(lián)系生活的知識(shí)點(diǎn),并準(zhǔn)備相關(guān)的素材。
例如:《溶解度》中可以準(zhǔn)備一瓶沒有打開過的可樂。課堂中,搖晃可樂瓶可以看到瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生大量的泡沫,打開瓶蓋后,可以看到可樂噴出,但要注意安全。這樣可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氣體溶解度隨壓強(qiáng)、溫度的變化。這樣通過實(shí)物的演示觀察,可以將抽象的知識(shí)具體化,幫助學(xué)生理解記憶。
《有機(jī)合成材料》中可準(zhǔn)備各種塑料,讓學(xué)生分析它的利與弊,從而使學(xué)生客觀地認(rèn)識(shí)塑料,并能找到正確使用塑料的方法,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生看待問題的唯物主義辯證觀。
二、課堂學(xué)習(xí)
這個(gè)環(huán)節(jié)主要是在課堂教學(xué)活動(dòng)中利用生活素材,讓學(xué)生更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活的關(guān)系,更加熱愛生活、熱愛化學(xué),使學(xué)生能利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象,并能正確地利用化學(xué)知識(shí)來(lái)指導(dǎo)生活。
例如:《物質(zhì)的變化和性質(zhì)》課堂中,通過觀察分析四個(gè)演示實(shí)驗(yàn)后,可以得到物理變化和化學(xué)變化的概念與區(qū)別;然后教師可以出示生活中的某些變化,讓學(xué)生判斷它屬于化學(xué)變化還是物理變化,例如:粉筆折斷、紙張撕碎等;最后可以鼓勵(lì)學(xué)生通過討論的方式,列舉出生活中的變化,并分析它是屬于物理變化還是化學(xué)變化。
《分子和原子》課堂中,通過演示實(shí)驗(yàn)后,可以從中得到分子的性質(zhì);然后教師可以列舉生活中的某些現(xiàn)象,并用分子性質(zhì)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解釋;最后通過小組討論的方式,讓學(xué)生思考生活中能用分子性質(zhì)解釋的現(xiàn)象。
三、課后鞏固
這是個(gè)很重要的環(huán)節(jié),當(dāng)學(xué)生在課堂中受了老師的啟發(fā)后,必定會(huì)產(chǎn)生某些想法,如果這些想法沒有被及時(shí)地記錄下來(lái)或是實(shí)施的話,那這些想法就只會(huì)在頭腦里停留一刻,課堂上老師的努力也會(huì)白費(fèi)。因此,在課后需要學(xué)生通過生活進(jìn)行鞏固。為了學(xué)生能切實(shí)地完成生活實(shí)驗(yàn),可根據(jù)就近原則將學(xué)生們分成幾個(gè)小組,一個(gè)小組的同學(xué)共同來(lái)完成任務(wù),并要求學(xué)生寫下記錄。之后,在課堂上來(lái)交流本組的結(jié)論。
有機(jī)合成材料的概念范文4
一、 堅(jiān)持發(fā)展性原則,面向全體學(xué)生
新教材最突出的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)較多,新增的活動(dòng)探究也較多。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),在實(shí)驗(yàn)中每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)動(dòng)手動(dòng)腦,親身體驗(yàn)變化的過程、結(jié)果,親身體會(huì)實(shí)驗(yàn)是獲取化學(xué)知識(shí)的重要手段,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和尊重客觀事實(shí)、善于合作等優(yōu)良品德。實(shí)踐證明,多開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)可發(fā)展學(xué)生的合作、分析、歸納、總結(jié)等能力。如第一單元《走進(jìn)化學(xué)世界》中課題二探究吸入的空氣與呼出氣體有什么不同?該實(shí)驗(yàn)趣味性較強(qiáng),容易引起學(xué)生的興趣,但實(shí)驗(yàn)步驟較多,且收集呼出氣體的操作有一定難度,因此我在課前要求學(xué)生預(yù)習(xí)該探究活動(dòng)的內(nèi)容,并在家里利用吸管、瓶子、盆子等進(jìn)行收集呼出氣體的操作練習(xí),課堂上學(xué)生主動(dòng)積極地參與,各組配合非常默契,同時(shí)發(fā)現(xiàn)和提出了不少有探究?jī)r(jià)值的問題,這樣既發(fā)展了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,也發(fā)展了他們的創(chuàng)新思維能力。
再者,新教材的第一個(gè)閱讀欄中,綠色化學(xué)的知識(shí)有其重要的意義,說(shuō)明化學(xué)在隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展而不斷發(fā)展,這就要求不管是從事化學(xué)方面工作或研究的人,還是我們教化學(xué)的教師及學(xué)化學(xué)的學(xué)生都應(yīng)有發(fā)展的思想。只有認(rèn)真學(xué)習(xí)、鉆研化學(xué)知識(shí),才能不斷充實(shí)、完善和發(fā)展自己,從而使學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。
二、 堅(jiān)持實(shí)用性原則,貼近學(xué)生生活
新教材的實(shí)用性較強(qiáng),從學(xué)生熟悉的身邊現(xiàn)象入手,引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)問題,展開探究以獲得有關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。緊密結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,使他們感受身邊的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)變化,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣,如第三單元《自然界的水》,水是學(xué)生生活中最熟悉的物質(zhì),這樣從生活實(shí)際出發(fā),展示水與人類生產(chǎn)、生活的關(guān)系,讓學(xué)生感受到化學(xué)就在生活中。當(dāng)學(xué)到課題3《水的凈化》時(shí),對(duì)于凈水流程、折疊濾紙、過濾操作,區(qū)分軟水、硬水,學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的興趣,特別講述到硬水給生產(chǎn)、生活帶來(lái)諸多不利與煩惱時(shí),學(xué)生更是聽得入神,我?guī)Я藥灼烤⒑铀浇淌易寣W(xué)生們進(jìn)行了過濾操作,之后布置他們周末回去可在家里用代用品進(jìn)行過濾操作,經(jīng)討論學(xué)生知道了該用哪些代用品:小的油漏斗代替漏斗、餐巾紙(或衛(wèi)生紙)多疊幾層代替濾紙,筷子代替玻璃棒。通過對(duì)水的認(rèn)識(shí),學(xué)生知道自然資源并不是“取之不盡,用之不竭”的,人類應(yīng)合理開發(fā)利用自然資源,與自然和諧共處,保證社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。另外學(xué)生還能從新教材的《化學(xué)•技術(shù)•社會(huì)》欄目中深刻理解化學(xué)對(duì)人類進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,領(lǐng)悟到化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值,從而培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和責(zé)任感。
三、 堅(jiān)持直觀性原則,讓學(xué)生易接受抽象性知識(shí)
新教材給人第一感覺是色彩繽紛、精彩紛呈,增加了許多漂亮的圖表,在感官上吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了好奇心和興趣。每一幅圖畫、每一個(gè)表格都是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)素材。比如封面那幅冰川與水分子的精美彩圖就將大自然的宏偉之美與科學(xué)的神奇之美表現(xiàn)得淋漓盡致。課本中的彩色插圖形象生動(dòng),對(duì)學(xué)生從抽象到直觀的過渡提供了橋梁作用。如第四單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》中的課題3離子,離子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微觀粒子,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象,而離子的形成是本課題的核心,是教學(xué)的重點(diǎn)。新教材中配了彩色插圖:鈉原子邊踢一個(gè)電子邊說(shuō):“電子走開,我要形成相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”,氯原子趕忙撈住被鈉原子踢來(lái)的一個(gè)電子并說(shuō):“我需要電子,我也要形成相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”,鈉原子、氯原子得失電子后分別形成了鈉離子、氯離子。由于靜電作用,鈉離子和氯離子手拉手地結(jié)合成穩(wěn)定的化合物氯化鈉。這樣學(xué)生仔細(xì)觀察了類似卡通人物的原子、離子,直觀、形象地理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。課本中還有好多精彩的圖片對(duì)學(xué)生較快掌握并領(lǐng)悟知識(shí)的內(nèi)涵大有幫助。
四、 堅(jiān)持互動(dòng)性原則,提高學(xué)生的整體素質(zhì)
新教材中討論欄較多,這就要求學(xué)生平時(shí)也多爭(zhēng)論,才能準(zhǔn)確地用語(yǔ)言表達(dá)自己的想法。俗話說(shuō)得好“理愈爭(zhēng)愈明,愈辯愈清”。爭(zhēng)討中學(xué)生個(gè)個(gè)有不甘落后的沖動(dòng),無(wú)形中學(xué)生之間形成了一股奮發(fā)問上的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。如第六單元《碳和碳的化合物》第一課題學(xué)習(xí)完金剛石和石墨的知識(shí)后出現(xiàn)的討論題是:結(jié)合金剛石、石墨和木炭的性質(zhì)和用途,討論物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。領(lǐng)悟能力強(qiáng)的學(xué)生即興發(fā)言,不太理解的通過對(duì)老師板書的歸納和分析也能說(shuō)出其所以然,通過同學(xué)間討論,學(xué)生深刻地領(lǐng)悟到:物質(zhì)的用途和物質(zhì)的性質(zhì)聯(lián)系緊密,物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途。
以上是我個(gè)人對(duì)新教材的有利方面的淺析,我認(rèn)為新教材中部分語(yǔ)言的學(xué)術(shù)味道濃了一些,如:第一單元課題一化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩”,給人一種學(xué)術(shù)報(bào)告的感覺,通俗化、 生活化不夠;在綠色化學(xué)中提到的提高原子的利用率 ,在有機(jī)合成材料中提到的細(xì)菌分解等,都是專業(yè)性很強(qiáng)的概念,理解起來(lái)有困難。
有機(jī)合成材料的概念范文5
興趣是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維的內(nèi)動(dòng)力,有了興趣才能驅(qū)使學(xué)生積極地進(jìn)行探索,自覺集中注意力,抑制疲勞 ,產(chǎn)生愉快的情緒,并在艱苦的搜索中獲得成功,而學(xué)業(yè)上成功的又可促使他們產(chǎn)生新的興趣,使學(xué)生變“厭學(xué)為樂學(xué)”,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,變“模仿學(xué)”為“善學(xué)”,從而把學(xué)生從“苦學(xué)”的海洋中帶入“樂學(xué)”的伊甸園。那么如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,提高教學(xué)質(zhì)量呢?下面談一些自己的看法。
一、用電教手激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
隨著科學(xué)的發(fā)展,電化教育給學(xué)校帶來(lái)了深刻變化,電教媒體給各科教注入了新的活力,為教師展示自身教學(xué)潛能提供了大舞臺(tái),為學(xué)生自我深化知識(shí)學(xué)習(xí)開闊了新的思維空間,為教育教學(xué)改革提供了可靠保證,有力地促進(jìn)了教學(xué)效果的提高。初中化學(xué)課 理論性強(qiáng),概念比較抽象,不少學(xué)生對(duì)化學(xué)課缺乏興趣。因此,化學(xué)課的講解必次突出趣味性。教師可以借助錄像,多媒體課件把抽象變?yōu)榫唧w,把復(fù)雜變?yōu)楹?jiǎn)單,把靜態(tài)轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)。就會(huì)使學(xué)生大腦興奮,精神倍增,激發(fā)他們濃厚的興趣。例如在講“離子”時(shí),我制作多媒體深件,把原子的最少層電子換為卡通小人物。鈉原子最外層卡通人物郁郁寡歡,急于離去;而氯原子最少層卡通人物歡天喜地,手拉手在一起唱歌跳舞,并向它招手,希望它快快加入。這樣把金屬元素的原子易失去最外層電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成陽(yáng)離子和非金屬元素的原子易得到電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成陽(yáng)離子生動(dòng)展現(xiàn)在學(xué)生面前,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講"使用燃燒對(duì)環(huán)境的影響"時(shí),我穿插水土流失和沙漠化的錄像片斷,使學(xué)生感到沃土、新鮮的空氣在不斷遠(yuǎn)離我們,環(huán)境惡化步步向人類走來(lái),使學(xué)生有了很深的感受。通過多媒體激發(fā)其強(qiáng)烈的求知欲和責(zé)任感,同時(shí)渲染了課堂氣勢(shì),使他們?cè)诳鞓泛陀鋹傊惺艿剿枷虢逃邮芑瘜W(xué)知識(shí)。
二、用化學(xué)知識(shí)在生活中應(yīng)用,提高化學(xué)興趣
化學(xué)源于生活,并應(yīng)用于生活。社會(huì)生產(chǎn)和人的需要是產(chǎn)生興趣的源泉。我們學(xué)習(xí)的目的就是為了把學(xué)到的東西應(yīng)用到實(shí)踐中去。我們學(xué)習(xí)的許多知識(shí)都和我們的生活、生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系,涉及到資源,能源,環(huán)境、材料等各個(gè)方面。在講課時(shí)理論聯(lián)系實(shí)際能提高學(xué)生的化學(xué)素質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生未來(lái)的適應(yīng)能力,提高學(xué)生的化學(xué)興趣。例如,在講“有機(jī)合成材料”中可以告訴學(xué)生如何鑒別一些布料,特別是如何鑒別真假羊毛衫和皮鞋等有關(guān)知識(shí)。在講“人類重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”時(shí),可以補(bǔ)充如何才能搭配食物,使?fàn)I養(yǎng)均衡,預(yù)防疾病。在講“溶液”時(shí)可以加入洗條劑的使用方法等,以上這些使學(xué)生獲得生活中使用的化學(xué)知識(shí),產(chǎn)生“躍躍欲試”的心理方向。另外,還要善于對(duì)學(xué)生所關(guān)心的事物創(chuàng)設(shè)“學(xué)以致用”的情境,并讓學(xué)生充當(dāng)角色。這樣使學(xué)生體會(huì)到化學(xué)知識(shí)有很大的實(shí)用價(jià)值,迫切需學(xué),學(xué)會(huì)后應(yīng)用,也就極大激發(fā)出學(xué)生對(duì)化學(xué)的向往和求知欲。
三、通過實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)興趣
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。通過實(shí)驗(yàn),我們可以觀察到大量生動(dòng)有趣的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象,增加學(xué)習(xí)興趣,加深對(duì)基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。古今中外的許多科學(xué)家,發(fā)明家等取得偉大成就的原因之一對(duì)事物具有濃厚的興趣。興趣是一種直接的動(dòng)力,正如教育家布魯納所說(shuō)“學(xué)習(xí)的最好刺激,就是對(duì)所學(xué)材料的興趣”。
在初中化學(xué)教材中就編排許多探究實(shí)驗(yàn)和演來(lái)實(shí)驗(yàn),在這些化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,有很多讓學(xué)生驚奇的現(xiàn)象發(fā)生。如燒紅的鐵絲在氧氣中的劇烈燃燒,火星四射;氧氣可以使帶火星的木條復(fù)燃;二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁,無(wú)色酚酞溶液遇堿變紅等等,這些奇異的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,必將刺激具有強(qiáng)烈好奇心的初中生,激發(fā)了他們強(qiáng)烈的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣。作為化學(xué)教師,我們要樹立起重視實(shí)驗(yàn)的思想,作好演示實(shí)驗(yàn),狠抓學(xué)生的分組探究實(shí)驗(yàn),布置合適的家庭小實(shí)驗(yàn);使學(xué)生通過讓做到愿做到樂做,最后掌握作學(xué)的知識(shí)。
四、通過生動(dòng)的語(yǔ)言,形象的比喻,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣
利用生動(dòng)風(fēng)趣的語(yǔ)言,形象的比喻,典型的事物來(lái)潤(rùn)色生硬枯燥的理論講解,不但能使學(xué)生在輕松愉快的氣氛中獲得較深的知識(shí),同時(shí)也不斷激發(fā)學(xué)生的興趣。教師的一句話甚至一個(gè)手勢(shì),對(duì)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生很大的影響。所以教師要不斷豐富自己的語(yǔ)言、知識(shí)、講課藝術(shù)。初中化學(xué)知識(shí)大部分需要記憶。我平時(shí)講課時(shí),把重點(diǎn)、難點(diǎn)盡可能地編成緊貼課題的順口溜,讓學(xué)生很感興趣。我覺得這樣做有利學(xué)生記憶和學(xué)習(xí)。如實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀利氧氣的步驟我總結(jié)了幾個(gè)關(guān)鍵字“檢、裝、固、點(diǎn)、收、移、熄”;檢驗(yàn)氣密性我總結(jié)了“先浸后貼再看”;自編元素符號(hào)、化合價(jià)口決和藥品取用等段子,短則幾字,長(zhǎng)則幾十字。學(xué)生一兩遍就記住了,長(zhǎng)久不忘。
五、化學(xué)課外活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)興趣的重要措施
有機(jī)合成材料的概念范文6
關(guān)鍵詞:防火涂料;膨脹型防火涂料;非膨脹型防火涂料;研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
1 引言
在歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中,火對(duì)人類文明進(jìn)步發(fā)揮著重要的作用。但是,火是一把雙刃劍,它不僅可以造福人類,也可以給人類帶來(lái)巨大的災(zāi)難。
我國(guó)改革開放以來(lái),各行各業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),高層,超高層建筑拔地而起,各種新材料不斷涌現(xiàn),同時(shí)大量的應(yīng)用化學(xué)建材是易燃的,日益增多的鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐熱性很低,普遍使用的混凝土材料也是不耐火的,也因此埋下了巨大地火災(zāi)隱患。涂覆防火涂料是預(yù)防和阻止火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的有效手段之一。基于如此,大力推廣和使用防火涂料,一旦發(fā)生火災(zāi)事故,讓火患無(wú)法蔓延并消失于無(wú)形之中,這對(duì)于降低和消滅火災(zāi)事故具有重要意義。目前,防火涂料廣泛應(yīng)用于提高工程建筑、古建筑和文物、船舶、隧道、運(yùn)輸、軍工、化工、電訊等領(lǐng)域的御災(zāi)能力。
2 防火涂料的作用及機(jī)理
防火涂料,又叫阻燃材料,是指涂裝在物體表面,可防止火災(zāi)發(fā)生,阻止火勢(shì)蔓延傳播或隔離火源,延長(zhǎng)基材著火時(shí)間或增加絕熱性能以推遲結(jié)構(gòu)破壞時(shí)間的一類涂料。因此涂覆防火涂料,是預(yù)防和阻止火災(zāi)發(fā)生的必要手段。
2.1 防火涂料的作用
防火涂料的作用是當(dāng)涂覆于可燃基材上時(shí), 除起到與普通裝飾涂料相同的裝飾、防腐及延長(zhǎng)被保護(hù)材料的使用壽命外, 一是遇到火焰或熱輻射時(shí), 防火涂料將迅速發(fā)生物理、化學(xué)變化而隔絕熱量, 阻止火焰蔓延, 起到阻燃作用; 二是當(dāng)涂覆于構(gòu)件表面除具有防銹、耐酸堿、耐鹽霧等作用外, 遇火時(shí)隔絕熱量、降低構(gòu)件表面溫度、起到耐火作用。防火涂料的防火阻燃作用只在一定時(shí)間內(nèi)起作用, 為撲救工作贏得時(shí)間。
2.2 防火涂料的分類及其機(jī)理
按照其防火機(jī)理, 可以分為兩大類型, 一種是膨脹型防火涂料, 另一種是非膨脹型防火涂料。后者又分成難燃型防火涂料( 一般為有機(jī)涂料) 和不燃型防火涂料( 為無(wú)機(jī)涂料) 兩種。按照用途可以分為飾面型防火涂料,鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,電纜防火涂料,混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料。
對(duì)膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料得防火機(jī)理簡(jiǎn)述如下。
2.2.1 膨脹型防火涂料
膨脹型防火涂料的概念最早由Tramm 于1937年提出,他采用二氰二銨為膨脹發(fā)泡劑、磷酸二銨為催化劑制備了可膨脹型防火涂料, 聚合物基膨脹型防火涂料除了少量催化劑及添加型發(fā)泡劑為無(wú)機(jī)材料,其主要成分為有機(jī)物[1]。
膨脹型防火材料在火焰或高溫作用下,一方面會(huì)膨脹發(fā)泡,生成泡沫隔熱層,封閉被保護(hù)的基材,阻止基材著火燃燒。另一方面,涂層發(fā)生的軟化、熔融、蒸發(fā)、膨脹等物理變化及聚合物、填料等組分發(fā)生的分解、降解、化合等化學(xué)變化也能吸收大量的熱能,抵消一部分外界作用于物體的熱,從而保護(hù)基材。而且,涂層在高溫下分解出不燃性氣體能稀釋有機(jī)物熱分解產(chǎn)生的可燃性氣體或氧氣的濃度,從而抑制燃燒的進(jìn)行。
2.2.2非膨脹型防火涂料
非膨脹型防火涂料主要是通過以下三條途徑發(fā)揮防火作用的,首先,涂料本身具有難燃或不燃性,能起到隔離作用;其次,涂料遇火受熱分解出不燃的惰性氣體,沖淡被保護(hù)基材受熱分解出的易燃?xì)怏w和空氣中的氧,抑制燃燒;最后,在火焰或高溫條件下形成不可燃性的無(wú)機(jī)“釉膜層”。該釉膜層結(jié)構(gòu)致密,能有效隔絕氧氣。[2]
3 我國(guó)防火涂料的發(fā)展現(xiàn)狀
防火涂料的發(fā)展具有悠久的歷史,更是早在古羅馬時(shí)代就有人開始把木材漫涂醋和粘士漿液來(lái)進(jìn)行難燃處理,等發(fā)展到近代,則用石膏、灰泥、水泥等與水調(diào)和,涂覆于建筑物表面,使之隔熱防火。[3]后來(lái),有人曾仔細(xì)觀察蛇被燒的變化,蛇體膨脹冒氣和起泡,蛇體發(fā)生蜷縮,而內(nèi)部機(jī)體則受到一定程度的保護(hù),由此啟發(fā)而發(fā)明了以汽油二甲苯之類為有機(jī)溶劑的膨脹型防火涂料。20世紀(jì)30年代已有以水玻璃為黏結(jié)劑,加礦粉為填料的無(wú)機(jī)防火涂料。我國(guó)的防火涂料的起步,較國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家晚但15~20年,雖然起步較晚,但發(fā)展速度很快。近代的防火涂料的研制和應(yīng)用起始于50年代后期,即以硅酸和開發(fā)新型防火涂料的工作,主要是溶劑型。70年代末,公安部四川消防研究所開始研究防火涂料,首先研究出膨脹型過氯乙烯防火涂料,后來(lái)又研究出膨脹型丙烯酸乳膠防火涂料從80年代中期開始,公安部四川消防科學(xué)研究所率先研制成LG鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,與北京建筑材料防火公司共同研制成LG鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料。[4]1990年開始,防火涂料得以迅速發(fā)展,防火涂料的產(chǎn)量和品種數(shù)目劇增,全國(guó)注冊(cè)生產(chǎn)廠家不下百家,從品種類型、技術(shù)性能、應(yīng)用效果和標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
3.1膨脹型防火涂料
3.1.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
近年來(lái),鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)中廣泛應(yīng)用,但建筑材料中鋼材的耐火性差,機(jī)械強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,同時(shí)鋼材的力學(xué)性能也迅速下降,很快會(huì)失去支撐能力,導(dǎo)致建筑物倒塌。因此,采用防火涂料對(duì)建筑物的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù),是一條切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)的途徑。在建筑物鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)中,應(yīng)用前景最好的當(dāng)屬膨脹型防火涂料。膨脹型防火涂料包括薄涂型(涂層厚度為3~7mm)和超薄型(涂層厚度
最早開發(fā)的防火涂料的主要成分為無(wú)機(jī)材料,聚合物基膨脹型防火涂料除了少量催化劑及添加型發(fā)泡劑為無(wú)機(jī)材料,其主要成分為有機(jī)物。近年來(lái),研究得最多的體系則為C-N-P 阻燃體系。這類體系的聚合物基料普遍為改性后的丙烯酸樹脂、改性高氯化聚乙烯樹脂
以及改性氨基樹脂等。[5]以這類聚合物為基料的涂料可以有良好的裝飾性,耐候性及抗腐蝕性。
無(wú)機(jī)填料對(duì)膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料防火性能提高的研究主要集中在可膨脹石墨以及納米無(wú)機(jī)填料兩個(gè)領(lǐng)域。[3]該防火涂料在鋼表面具有良好的附著力,并且具有優(yōu)越的耐候性,燃燒后發(fā)泡層為密實(shí)的微孔狀泡沫結(jié)構(gòu)。
環(huán)氧膨脹防火涂料中環(huán)氧樹脂為防火涂料的成膜物, 固化后的環(huán)氧樹脂,具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性、耐酸堿及良好的電絕緣性,因而用它來(lái)配制的防火涂料具有優(yōu)良的附著力、防腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。[6]因?yàn)榄h(huán)氧樹脂防火涂料具有極佳的封閉性,阻燃成分不會(huì)遷移到涂層面,因此,其防火性能受時(shí)間和環(huán)境的影響較小。特別是環(huán)氧樹脂防火涂料在爆炸發(fā)生后都能保持完好并粘附在基材上,較傳統(tǒng)膨脹型防火涂料更適用于海上石油平臺(tái)、油田、煉油廠及石化廠等。
水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新材料。水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層使用厚度不超過3 mm,以水作分散介質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,其成膜物可以是有機(jī)高分子樹脂,一般以乳液型居多,加入發(fā)泡劑、阻燃劑、碳源、酸源及其它填料組成防火體系,受火時(shí)可形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀的碳質(zhì)泡沫層,對(duì)鋼材具有良好的防火保護(hù)作用。[7] 覃文清進(jìn)行了較詳細(xì)的論述,介紹了水性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[8],王國(guó)建等人配制了有機(jī)硅氧烷乳液與自交聯(lián)純丙乳液的混合乳液,以其為基料、聚磷酸銨、三聚氰胺為發(fā)泡劑、二氧化鈦為填料等制備了水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
3.1.2 飾面型防火材料
飾面型膨脹防火涂料分為溶劑型和水性兩類,兩類選用的防火組分基本相同,區(qū)別在于成膜物。溶劑型防火涂料的成膜物質(zhì)一般選用氯化橡膠,過氯乙烯,氨基樹脂等,采用的容積為200號(hào)溶劑汽油等;水性防火涂料的成膜物質(zhì)一般選乙烯-偏二氯乙烯乳液等,它以水為溶劑。
近些年發(fā)展起來(lái)的透明防火涂料兼具防火和裝飾功能,包括共聚或化學(xué)改性聚合物、添加阻燃劑等, 體系中一般含P、Si、B、N等元素。[9]在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間,國(guó)內(nèi)對(duì)透明型防火涂料的開發(fā)集中在以脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛-尿素共聚樹脂等氨基樹脂或改性氨基樹脂為成膜物質(zhì)的體系。20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初我國(guó)主要采用的是醚化氨基樹脂和多官能性的磷酸酯/ 磷酸鹽制備膨脹型透明防火涂料。該類體系由于含有充足的P、N、C等膨脹阻燃體系必須的元素, 具有良好的防火性能。
3.1.3 電纜防火涂料
電纜防火涂料是在飾面型防火涂料基礎(chǔ)上結(jié)合自身要求發(fā)展起來(lái)的,主要由基料及阻燃添加劑、增強(qiáng)填料、溶劑、顏料、助劑六部分組成。[10]我國(guó)最早出現(xiàn)的電纜防火涂料是以氨基樹脂為基料的膨脹型反火涂料,隨著電纜防火涂料的迅速發(fā)展,還出現(xiàn)了氯化橡膠等為基料的溶劑型電纜防火涂料以及以丙烯酸乳液等為基料的水性電纜防火涂料,但當(dāng)這些成膜劑與防火組分作用后,會(huì)導(dǎo)致防火性能的降低。這也是現(xiàn)在亟待解決的問題。
3.2非膨脹型防火涂料
早期發(fā)展的防火涂料一般為非膨脹型防火涂料, 其防火性能及涂膜的其它物理力學(xué)性能都很差。近年來(lái), 由于有機(jī)合成材料的發(fā)展及其所具有的優(yōu)異的物理力學(xué)性能, 才使得有機(jī)防火涂料得以迅速發(fā)展并大量應(yīng)用。目前無(wú)機(jī)防火涂料的品種很多,它采用的無(wú)機(jī)涂料粘合劑主要是水玻璃(硅酸鈉、硅酸鉀等)、硅溶膠、磷酸鹽等;而填料是一些耐火的礦物。
4 我國(guó)防火涂料的發(fā)展趨勢(shì)
縱觀防火涂料的發(fā)展史,經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)機(jī)到有機(jī)又到無(wú)機(jī)的循環(huán)過程。在21世紀(jì)到來(lái)之際,我國(guó)的防火涂料將進(jìn)入一個(gè)更高的發(fā)展階段。隨著涂料工業(yè)向節(jié)能、低污染、高性能化、專業(yè)化方向發(fā)展,防火涂料也像“五E”方向[7]邁進(jìn),即提高涂膜質(zhì)量(Excellence)、方便施工(Easy of application)、節(jié)省資源(Economics)、節(jié)省能源(Energy saving)、生態(tài)平衡(Ecology)。
4.1環(huán)保型發(fā)展方向
目前,國(guó)內(nèi)普遍使用的溶劑型和厚型防火涂料耐火極限差,不符合環(huán)保要求,在其使用上也會(huì)因人們對(duì)環(huán)境污染及人身健康的日益重視而受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制。這就要求大力發(fā)展無(wú)污染涂料,如水性防火涂料和無(wú)機(jī)防火涂料。水性涂料由于無(wú)毒安全、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,成為建筑涂料發(fā)展的主要方向。水性膨脹型防火涂料將成為防火涂料的主要發(fā)展方向,同時(shí)應(yīng)著眼于進(jìn)一步提高涂層的耐水性、防火性及裝飾性。無(wú)機(jī)防火涂料節(jié)能源、省資源,無(wú)環(huán)境和健康的不良影響,屬于“綠色建材”,符合涂料工業(yè)水性化、功能化和人類發(fā)展的大趨勢(shì)。從涂料性能上來(lái)說(shuō),無(wú)機(jī)防火涂料不燃,耐高溫,在高溫作用下不會(huì)產(chǎn)生有害氣體。涂膜的某些物理性能和裝飾效果雖然不盡人意,但通過拼用適量的合成樹脂乳液或通過采取其他技術(shù)措施可以改善。
4.2低成本型發(fā)展方向
由于膨脹型防火涂料的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,技術(shù)含量高,因此成本相對(duì)較高。但是,隨著防火涂料的深入研究,在保證防火涂料性能的前提下,其成本的降低指日可待。
4.3 高性能型發(fā)展方向
突破傳統(tǒng)的膨脹體系和模式,可以采用膨脹型和非膨脹型防火涂料相結(jié)合,配方中既含有膨脹型組分,又含有較多耐火填料組分,還加入高熔點(diǎn)的無(wú)機(jī)纖維等,使涂料在高溫火焰作用下形成低膨脹率的高強(qiáng)灰化層,確保膨脹涂層長(zhǎng)時(shí)間耐火隔熱而不脫落。
4.4 多功能型發(fā)展方向
隨著人類文化和生活水準(zhǔn)的提高,對(duì)于防火涂料除了要求具有防火保護(hù)作用和精美的裝飾性外,還需要兼具絕熱性、隔熱性、消音性、輻射性等特殊功能。研究開發(fā)出功能復(fù)合化的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料以及能賦予涂料特殊功能的樹脂和添加劑的研究是當(dāng)今一大課題。
5 結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,防火涂料的廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),新型防火涂料的研究開發(fā)越來(lái)越重要,因此研發(fā)防火性能更好更易于施工成本更低使用壽命更長(zhǎng)的防火涂料成為當(dāng)今的熱點(diǎn)。與此同時(shí),隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高,環(huán)境友好型防火涂料的需求越來(lái)越高。 由此,研究開發(fā)環(huán)保和防火性能兼具的膨脹型無(wú)機(jī)溶劑防火涂料和水性膨脹型防火涂料或許會(huì)成為當(dāng)今的研究主要方向之一。
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