《功能高分子绪论》PPT课件

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1、第一章概论高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。1889年，法国人DeChardonnet（夏尔多内）发明人造丝。1907年，酚醛树脂诞生。1910年，发明丁钠橡胶。引言高分子材料科学的历史回顾1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。Staudinger因此获得诺贝尔奖。1935年，Carothes发明

2、尼龙66，1938年工业化。30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PSt（1934～1937），LDPE（1939）。自由基聚合得到迅速地发展。高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory在高分子领域多方面的贡献获得1974年诺贝尔奖。40年代，二次大战促进了高分子材料的迅速发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1

3、943），ABS树脂（1947），涤纶树脂（1940～1950）。50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。他们获得了诺贝尔奖。1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。60年代以后，特性高分子和功能高分子得到发展。特性高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等材

4、料。功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。第一节功能高分子材料的定义通用材料(Generalmaterial)特性材料(Specialitymaterial)功能材料(Fu

5、nctionmaterial)材料的发展功能高分子(Functionalpolymers)性能(Performance)功能(Function)材料的性能：指材料对于外部的各种刺激(水、外力、热、光、电、磁、化学品等)的抵抗。通常称为耐水性、强度模量、耐热性、透光性、绝缘性、耐化学品性等。例如，对外力的抵抗表现为材料的强度、模量等；对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。材料的功能：指当对材料输入“信号”(能量)时就会发生质和量的变化而产生输出的特性。例1，

6、材料受到外部光的输入时，可输出电性能，称材料光电功能。例2，材料受到多种介质作用时，能有选择地分离其中某些介质，称为材料的选择分离性功能。此外，如热电性、光致变色性、药物缓释放性等，都属于功能的范畴。功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。高性能高分子(或特性高分子材料)则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。根据其性质和用途可分为五个大类：纤维、塑料、橡胶、涂料油漆、粘合剂。特种高分子材料：带有特殊物理

7、、力学、化学性能和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。从实用的角度看，对功能材料来说人们着眼于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料人们关心的是它与通用材料在性能上的差异。几种材料间的关系苯乙烯(单体原料)聚合聚苯乙烯(通用材料)可发性聚苯乙烯(特性材料）加入发泡剂引入磺酸基阳离子交换树脂（功能材料）《功能高分子材料化学》，主编：赵文元，王亦军，化学工业出版社，2003。关于功能高分子材料的其它定义I.与常规高分子相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物（主要

8、指全合成和半合成的聚合物）。II.有人提出，功能高分子材料涉及的性能不是“昨天”所关心的诸如机械性能、热性能、光性能和电性能等，而是“明天”的性能，即传统的经典高分子材料所未开发的性能。III.也有人把具有高附加产值的高分子材料(Highvaluepolymers)称为功能高分子材料。《功能高分子》，主编：王国建，王公善，同济大学出版社，1996。第二节功能高分子材料的分类1.力学功能高分子(1)强