高分子材料简介.ppt

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1、高分子化合物所谓高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的分子量在一万以上的化合物。高分子化合物的分类和命名按来源:天然高分子和合成高分子。按材料的性能:塑料、橡胶、纤维等。按其热熔性能:热塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）和热固性塑料。按结晶性能:结晶高聚物和非晶高聚物。按根据重复结构单元的种类不同,聚合物又分为均聚物(如PP、PE和PVC)和共聚物(如ABS、MBS等)。结构和性能的多层次性和多变性HIPS&ABS偏光显微镜下的球晶共混物结构无定形聚合物&熔体的分子链高分子材料结构性能近程结构远程结构力学光学化学热学电学主要内容第

2、一部分高分子链的结构第二部分高聚物力学状态第三部分高聚物的结晶性能高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。高分子化合物的化学组成和结构比较简单，往往是由很多结构单元以重复的方式排列而成的。由于高分子是链状结构，所以把简单重复结构单元称为“链节”。简单重复（结构）单元的个数称为聚合度。第一部分高分子链的结构大分子链的形式有:线型（linear）支化（branching）网状（network）分子链结构形式１、线型高分子一般高分子是线型的。根据分子本身的柔顺性及外部条件不同，分子长链可以卷曲成

3、团，也可以伸展成直线。线型高分子之间无化学键结合，所以在受热或受力情况下分子间可以互相移动（流动），因此线型高分子可在适当溶剂中溶解，加热时可熔融，易于加工成型。２、支链高分子聚合过程中有自由基链转移反应的发生，常易产生支化高分子。支化对高分子材料的使用性能有一定的影响以PE为例LDPE:支链多，密度小，较柔软。主要用于包装材料等领域。HDPE:线型PE，几乎无支链，所以密度大，硬，规整性好，结晶度高，强度、刚性、熔点均较高。可用作工程塑料部件，绳缆等等。支化度越高，支链结构越复杂则对性能的影响越大。例如无规支化往往降低高聚物薄膜的拉伸强度，以无规

4、支化高分子制成的橡胶其抗拉强度及伸长率均比线型分子制成的橡胶为差。３网状（交联）高分子高分子链之间通过支链连接成一个三维空间网形大分子时即成交联结构交联与支化有本质区别支化（可溶，可熔，有软化点）交联（不溶，不熔，可膨胀）线型、支化、网状分子的性能差别线型分子：可溶，可熔，易于加工，可重复应用，一些合成纤维，热塑性塑料（如PVC，PS等）均属此类。支化分子：一般也可溶，但结晶度、密度、强度均比线型差。网状分子：不溶，不熔，耐热，耐溶剂等性能好，但加工只能在形成网状结构之前，一旦交联为网状，便无法再加工，“热固性”塑料（酚醛、脲醛）属此类。共聚物如果

5、高分子由两种以上的单体组成，则高分子链的结构更加复杂，将有序列分布问题：1无规共聚（random）两种高分子无规则地平行连接：ABAABABBAAABA实例：PP-R：P-P-P-P-E-E-P-P-E-P-P-P-E-E-E-P-乙烯的无规加入降低了聚合物的结晶度和熔点、改善了材料的脆性、长期耐热氧老化及管材加工成型等方面的性能。2嵌段共聚（block）两种或两种以上的高分子以嵌段形式相连接：AAAAABBB实例：PP-B：[P-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P]+EPR+PE通过嵌段共聚结构的形成减小了晶粒尺寸，从而改善PP的脆性。由

6、于乙烯单体仅存在于嵌段相中，对PP的规整性影响不大，因此对结晶度和熔点的影响也较小。3接枝共聚（graft）4交替共聚（alternating）ABABABABABAB高分子链的柔顺性(flexibility）一个典型的线形高分子链长度与直径之比是很大的,另外分子链并非刚性,而是自然的曲线,这就使得高分子具有“柔顺性”.影响高分子链柔性的结构因素1.主链结构主链结构对高分子链柔性影响显著:①主链完全由C-C键组成的碳链高分子都具有较大的柔性。如PE，PP。②主链中含有C-O，C-N，Si-O等单键的内旋转位垒都比C-C的小，构象转化容易，所以柔性好

7、。③主链上带有共轭双键的高分子或主键上带有苯环的高分子链，则分子的刚性大大提高，柔性则大大下降。因为共轭双键的Π电子云没有轴对称性，因此带共轭双键的高分子链不能内旋转，整个高分子链是一个大Π共轭体系。高分子链成为刚性分子。2.取代基取代基的极性极性取代基的引入使分子内侧分子间（基团间）的相互作用增加，柔性降低。取代基极性↑，柔性↓取代基的体积大体积取代基使分子内旋转变得困难，柔性降低。3.分子链的规整性分子结构愈规整，则结晶能力愈强，而高分子一旦结晶，则柔顺性大大↓，因为分子中原子和基团都被严格固定在晶格上，内旋转变得不可能。实例：聚乙烯，分子链本

8、身是柔性的，但因规整性好，易结晶。所以材料不是橡胶而是塑料。4.分子链的长短如果分子链很短，可以内旋转的单链数目很少，分子