合成高分子材料课件

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1、第六讲合成高分子材料合成材料是人们运用化学方法人工合成出的材料，大致可分为无机合成材料和有机合成材料。本章介绍的合成高分子材料属于有机合成材料。第一节高分子的结构和特性1高分子由一千个以上原子通过共价键结合形成，分子量可达几万至几百万，这类分子称为高分子，或称高分子化合物。天然高分子：淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛；蛋白质、糖类、核酸合成高分子：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺(尼龙)聚乙烯通常把乙烯分子称为单体，单体经聚合后得到的聚乙烯分子称为聚合物，或称高聚物。聚乙烯分子中有一个重复的结构单元[-CH2-CH2-]称为链节，n称为聚合度，也就是聚乙烯分子中所含链节

2、的数目。2高分子的原料和合成方法原料：淀粉类如薯类、植物种子、橡子等;煤；石油具体的合成方法有加成聚合、缩合聚合和共聚合等①加成聚合反应加聚反应后除了生成聚合物外，再没有任何其他产物生成，聚合物中包含了单体中全部原子，如聚乙烯、聚氯乙烯。加成聚合的方式聚氯乙烯分子进行加成聚合反应时，可能产生三种情况：头—头、尾—尾连接；头—尾连接；混乱无序连接，如图所示。(a)头—头、尾—尾连接(b)头—尾连接(c)无规则连接在工业上利用加成聚合反应生产的合成高分子约占合成高分子总量的80％，最重要的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。②缩合聚合反应含有双官能团或多官能团的单体分

3、子，通过分子间官能团的缩合反应把单体分子聚合起来，同时生成水、醇、氨等小分子化合物，称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。尼龙-66又称聚酰胺。用己二胺和己二酸作为单体，这两种单体分子之间通过脱水缩合，最终形成长链状大分子聚合物，它的商品名称叫尼龙-66或锦纶-66。“的确良”是对苯二甲酸和乙二醇脱水缩合聚合而成的聚酯纤维高分子，商品名称也叫涤纶，它有挺括不皱、易洗易干等特点。缩合聚合反应在合成高分子工业上的重要性仅次于加聚反应，常见的聚酰胺(尼龙)、聚酯(涤纶)、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚碳酸酯等。③共聚合反应将两种或两种以上不同的单体进行聚合，这种聚合物叫做共聚

4、物。共聚物中单体单元的结构、数量和排列方式会影响共聚物的物理性能。例如聚丙烯腈(腈纶)性如羊毛，但着色性差，若用1％的丙烯基磺酸钠与之共聚合后，腈纶纤维就可染成各种颜色。又如将丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)进行共聚合制得的ABS树脂，是一种综合性能极好的三元共聚物。3合成高分子的结构、特性和命名结构:线型长链状不带支链的、带支链的和体型网状的.线型高分子可呈蜷曲、弯折或呈螺旋状，加热可熔化，也可溶于有机溶剂，易于结晶，合成纤维和大多数塑料都是线型高分子。支链高分子在很多性能上与线型高分子相似，但支链的存在使高分子的密度减小，结晶能力降低。体型高分子具有不熔不

5、溶、耐热性高和刚性好的特点，适用作工程和结构材料。高分子特点热塑性、热固性、耐磨性、绝缘性、相对密度小、比强度高等特殊的性能。相对密度在1～2之间，聚丙烯塑料，相对密度只有0.91；泡沫塑料的相对密度只有0.01。高分子材料相对密度小，但强度高，有的工程塑料的强度超过钢铁和其他金属材料。例如玻璃钢的强度比合金钢大1.7倍，比铝大1．5倍，比钛钢大l倍。高分子中存在强大的分子间作用力是高分子材料具有高强度的主要原因。高分子化合物的化学反应性能较差，对化学试剂显得比较稳定。高分子具有耐酸、耐腐蚀等特性，著名的“塑料王”聚四氟乙烯，其耐酸程度远超过金。聚四氟乙烯是优异的耐酸

6、、耐腐蚀材料。高分子中的分子链是原子以共价键结合起来的，分子既不能电离，也不能在结构中传递电子，所以高分子具有绝缘性，电线的包皮、电插座等都是用塑料制成。此外，高分子可以抗辐射。合成高分子的命名，一种是在单体前加“聚”宇，如聚乙烯聚氯乙烯等；另一种是在简化的单体名称后面加“树脂”二字，如酚醛树脂，它是由甲醛和苯酚缩聚得到的，又如脲醛树脂、环氧树脂等。第二节合成高分子材料1塑料塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。若将塑料按性能和用途来分类，可分为通用塑料、工程塑料、特种塑料和增强塑料。通用塑料产量大、用途广、价格低，其中聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯约占全部塑料产量的

7、80％，尤以聚乙烯的产量最大。①聚乙烯低压聚乙烯适合做强度、硬度较高的塑料制品，如桶、瓶、管、棒等。高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯。适合做食品包装袋、奶瓶等软塑料制品。②工程塑料可作为工程材料和代替金属用的塑料。主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS塑料等如聚甲醛的力学、机械性能与铜、锌相似，用它做汽车上的轴承，使用寿命比金属的长一倍。又如聚碳酸酯，它不但可代替某些金属，还可代替玻璃、木材和合金等，做各种仪器的外壳、自行车车架、飞机的挡风玻璃等。③特种塑料是指在高温、高腐蚀或高辐射等特殊条件下使用的塑料，它们主要用在尖端技术设备上。例如聚四氟乙烯具有优