高分子材料与化学

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1、2013-7-7高分子材料与化学通用塑料李海英教授化学与材料科学学院辽宁石油化工大学12013-7-7何为高分子？相对分子量为104～107，由许多相同的结构简单的单元(unit)通过共价键(covalentbond)重复链接而成的化合物。22013-7-7高分子材料的发展天然高分子淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等天然高分子的改性天然橡胶的硫化,硝化纤维的合成等高分子合成缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等高分子设计功能高分子，高分子复合材料（合金）32013-7-7如何合成高分子？连锁聚合(Chainpolymeriza

2、tion)活性中心引发单体，迅速连锁增长自由基聚合大多数烯类加聚属于活性中心不同阳离子聚合连锁聚合机理阴离子聚合逐步聚合(Steppolymerization)无活性中心，单体官能团间相互反应而逐步增长大部分缩聚属于逐步聚合机理42013-7-7如何分类？•按主链结构分类1）碳链(Carbonchain)聚合物大分子主链由碳原子组成，绝大多数单烯类(olefin)和二烯(diolefin)类聚合物。52013-7-72）杂链(Heterochain)聚合物主链上除C外还有O、N、S等杂原子。如聚酯、聚醚、聚氨酯等。3）

3、元素有机聚合物（半有机高分子）R主链上无碳原子，主要由硅、铝、Si**OnR'氧、氮、硫等元素组成，但侧基由有机基团组成，如烷基、芳基等。有机硅橡胶4）无机高分子主链和侧基均无碳原子。62013-7-7•按成品的性能与用途分：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘结剂1.橡胶(Rubber)定义：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。特点：高弹性，易形变且可逆，分子量大（几十万）。72013-7-7早期的橡胶发现1500年，英国考古学家在中美洲古玛雅文明研究中发现了一种取材于当地橡胶树的玩具球，因此，古玛雅人被认为是最早使用高分子的人

4、类。随着技术的进步，现在由橡胶做成的球种类繁多82013-7-7硫化橡胶的发现1839年，CharlesGoodyear将硫磺添加到传统硬橡胶电话机的橡胶中，并加热到270华氏1900年摄氏度进行反应，发现了橡胶的硫化反应。硫化橡胶是一种聚合物，它比原先天然成分所组成的物质要耐用许多。在当今社会中，它普遍CharlesGoodyear应用于汽车轮胎中。92013-7-7分类通用型橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶特种型橡胶：丁腈(橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶1880年硬橡胶手镯102013-7-72.纤维(Fiber)定义

5、：处于取向态并在取向方向上具有较高强度聚合物材料。特点：弹性模量大，形变小，强度高，分子量小（一般为几万）。分类：天然纤维和化学合成纤维。合成纤维纱腚112013-7-7人造纤维(Rayon)：将天然高分子经化学处理再加工纺制；如粘胶纤维、醋酸纤维。合成纤维(SyntheticFiber)：由石油化工原料合成的聚合物经加工纺制而成的纤维，如涤纶、锦纶、腈纶、维尼纶等。122013-7-71938年世界上第一种合成纤维正式诞生1938年，杜邦公司的WallaceCarothers合成了一种著名的聚合物产品—尼龙。尼龙是

6、现今生产绳索和衣布料最常使用的材料。132013-7-7WallaceH.Carothers(1896～1937）1935发明尼龙Carothers在杜邦工作的9年时间里申请了超过50项专利142013-7-73.塑料(Plastics)塑性：受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时状态的行为。定义：具有塑性行为的聚合物材料。特点：弹性模量介于橡胶和纤维之间，形变量中等。152013-7-7第一种合成塑料的诞生1907年，世界上的第一种合成橡胶材料由LeoBakeland成功合成。1920年轮胎压力表Bak

7、elite（电木）这种材料的自身的硬度与高温稳定性使其成为作为电绝缘体的绝佳材料1920年，电木时钟1930年麦克风162013-7-7根据化学结构及受热行为分：1)热塑性塑料(Thermoplastics)线型(linear)、支链(branched)或环状（cyclic）结构，可溶、可熔。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。2)热固性塑料(Thermoset)交联结构，不溶、不熔。如酚醛树脂(bakelite)、环氧树脂(epoxideresin)、脲醛树脂(ureaformaldehyderesin)等。172013-

8、7-7分类：根据使用性能及产量分为：1）通用塑料：指一般用途塑料。优点：成本低、产量大、用途广、制品多样。缺点：机械性能和耐热性能不高。2）工程塑料：指作为工程构件等工程用途的塑料。优点：强度、刚性、硬度等均比通用塑料高。缺点：产量相对少，成本较高。3）特种工程塑料：相对于通用工程塑料而言，其耐热等级更高，主要品种