第二章高分子材料理论基础.docx

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1、第二章高分子材料理论基础目的要求（1）了解高分子材料的制备反应（2）了解高分子材料的结构与性能（3）了解高分子材料的加工方法（4）了解高分子材料的检测技术教学重点（1）高分子材料的基本概念：高分子、结构单元、单体单元等概念，聚合物的命名、聚合反应式的书写（2）连锁聚合反应、逐步聚合反应的反应条件、反应机理、影响因素、反应特征（3）聚合物的结构（4）聚合物的分子运动及物理状态（5）高分子材料的力学性能教学难点（1）结构单元、重复单元、单体单元的辨析（2）链转移的形成（3）高聚物的三态变化过程（4）聚合物在受力情况下所产生的各种粘弹现象、分子运动机理教

2、学课时：6h教学方法：讲授教学内容与步骤一.命名1习惯命名法以所用单体及高分子结构来命名，如PP、酚醛树脂、丁苯橡胶。适应于天然高分子和合成高分子。①以单体或假想单体前加“聚”。②单独或两种以上不同单体聚合，在单体名称后加“树脂”、“橡胶”，而不用“聚”。如酚醛树脂、氯丁橡胶、丁苯橡胶、脲醛树脂。③以高分子的结构特征命名，常常为一大类聚合物统称，如聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、环氧树脂。④以商业习惯命名。尼龙、氯纶、腈纶、氨纶（聚氨基甲酸酯）、丙纶。2商品名、俗名蛋白质、淀粉、腈纶（PAN）、涤纶（PET）、有机玻璃、塑料王（聚四氟乙烯）、电木

3、（酚醛树脂）。3IUPAC系统命名法用于线型有机聚合物，在重复单元前面加“聚”字。规定：①对乙烯基聚合物先写取代基的部分；§②与其它元素连接最少的元素先写。二.聚合物的合成1基本概念单体：可与同种或其他分子聚合而生成高分子物质的那些低分子原料。分类：①有不饱和键的烃及其衍生物类：乙烯、苯乙烯、丙烯酸。②些环状化合物：己内酰胺、环内酯、环醚、环氧乙烷。③两个或两个以上化学官能团的：二醇、二胺、二酸、二酸酐，④性的多官能度单体，在反应中互相作用激活的有两个以上官能度的分子：苯酚、二甲酚、甲醛。官能团（官能基）：与其它化合物反应可生成化学键的活性基团，如

4、羟基、胺基、羧基、卤代基等。官能度：单体在某一个聚合反应体系中，实际上参加反应显示的官能团数目。§线型高分子：主链无分支结构的高分子。支链型高分子：主链有如树枝分支的高分子，或带有相当长的侧支链的高分子。交联型高分子：线型或支链型高分子以化学键交联形成网状或体型高分子。特点：线型或支链高分子上有若干可以反应的基团，利用自身交联或加入交联剂进行交联。梳状高分子：一般是接枝聚合物，多个线型支链同时接在一个主链上，形状似梳子。重复单元（链节）：是高分子链中反复出现或重复出现的那部分最基本的原子集合结构（重复出现的最小结构）。结构单元：是组成高分子链的那些

5、最简单的反复出现的结构式，通常与合成它们的单体相似或相关。高分子表达化学式：[重复单元]n聚合度：高分子链中结构单元的平均数目。用DP表示。2、聚合反应由低分子单体合成聚合物的反应为聚合反应。聚合反应分类：⑴按聚合物和单体元素组成和结构变化①加聚反应：单体加成而聚合起来的反应。②缩聚反应：在聚合过程中，除形成聚合物外，同时还有低分子副产物形成的聚合反应。（2）按反应机理来分类：连锁聚合反应和逐步聚合反应。（3）按反应单体分类：均聚和共聚连锁聚合的实施方法：类型：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。本体聚合：单体+引发剂（少量）溶液聚合：单体+引

6、发剂（或催化剂）+溶剂悬浮聚合：单体+水+引发剂+分散剂乳液聚合：单体+分散介质（水）+引发剂+乳化剂逐步聚合的实施方法：（1）熔融缩聚§反应温度较高(200—300℃)，熔融缩聚反应是一个可逆平衡的过程。（2）溶液聚合单体加适当催化剂在溶剂中进行的缩聚反应称为溶液缩聚。溶液缩聚分为高温溶液缩聚和低温溶液缩聚。溶液缩聚的基本特点是使用溶剂。（3）固相缩聚在玻璃化转变温度以上、熔点以下的固态所进行的缩聚称为固相缩聚。（4）界面缩聚在多相体系中，在相界面处进行的缩聚反应。按体系的相状态，界面缩聚分为液一液和液—气界面缩聚。三、聚合物的结构四、聚合物的物

7、理性质1非晶态高聚物的力学状态2、高聚物的熔体流变性特点：流动粘度大，伴随有高弹形变3、高聚物的电性能：绝缘材料、低介电常数材料4、高聚物的热性能（1）高聚物的热膨胀（2）高聚物的热传导（3）高分子材料的燃烧特性（4）热稳定性影响热性能的因素提高热稳定性的措施5、高分子材料的气密性高分子中极性或体积大的基团会因位阻效应的存在使气体的透过率降低。五、聚合物的力学性质几种常用的力学性能指标（1）拉伸强度（2）弯曲强度（3）冲击强度（4）硬度六、高分子材料的成型与加工（一）塑料成型加工1、塑料添加剂及成型物料配制A、添加剂①特性添加剂：这类添加剂主要包括

8、；增塑剂、填充剂、增强剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、防雾剂、冲击改性剂和降解剂等。②稳定剂：稳定剂的主要功能是阻缓