高分子科学与工程

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1、高分子科学与工程导论大连理工大学化工与环境生命学部高分子材料系李杨liyang@dlut.edu.cnPolymerScienceandEngineering无处不在的高分子服装、面料玩具、生活用品电气产品外壳、绝缘体包装、装饰材料涂料、粘合剂隐形眼镜衣食住行，无处不在！何为高分子？分子量大（≥10,000）由重复单元链接而成长径比：103~105Polyamideimide/聚酰胺酰亚胺的立体示意图高分子Polymer单体MonomerPolymerizationCCHHHHCCHHHHn聚合结

2、构单元Structureunit聚合度Degreeofpolymerization烯类单体两种由单体衍生而来的结构单元构成一个重复结构单元结构单元重复结构单元双官能团类单体NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOHH[HN(CH2)6NH2OC(CH2)4CO]nOH+(2n-1)H2O结构单元支柱生物技术先进材料信息技术能源环境结构材料军事航空、航天三大材料金属陶瓷高分子材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色基础先导应用

3、前景历史的划分人类发展的历史证明，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化，把人类物质文明和精神文明向前推进一步历史的划分材料人类文明旧石器数百万年前新石器数十万年前青铜器数千年前铁器数千年前高分子时代（20世纪下半叶）三大合成材料：塑料、橡胶、纤维其他合成材料：涂料、胶粘剂复合材料功能高分子材料••••••（200年不到）在人类历史上，几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。在二十世纪初，可

4、靠的聚合方法的发现，加上有关高分子理论，物理和工程的巨大进展，导致并推动了一场材料革命，这场材料革命至今仍在继续地进行着。——O.Vogl,G.D.Jaycox,“TrendsinPolymerScinece”价廉轻便强度高易于加工成型性能易于控制使用安全废弃物易于处理食品的生产和储存健康、医疗建筑能源开发和利用娱乐、体育军事、航空、航天以塑代钢——在一定程度上，工程塑料的强度已经超过了钢铁可应用于各个领域有机化学高分子化学物理化学物理学数学电子学各种工程学生物学医药学其它化学化工机械

5、高分子科学基础科学技术科学交叉渗透融合高分子物理高分子工程链结构溶液性质聚集态结构性能成型加工合成、改性、分子设计结构物性合成与改性分子设计高分子科学的更高、更新阶段高分子化学的重任通过建立结构与性能、功能之间的关系，合成具有指定结构及性能与功能的聚合物，或者通过改性提高性能，通过修饰等手段赋予聚合物新的功能。实现聚合物的分子设计和材料设计的目标应用需求高分子/Polymer单体/Monomer合成高分子——由单体聚合而成通过不同的聚合反应分类树脂橡胶纤维涂料胶粘剂功能高分子产量最大

6、，与国民经济、人民生活关系密切，故称为“三大合成材料”涂料是涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料胶粘剂是指具有良好的粘合性能，可将两种相同或不相同的物体粘接在一起的连接材料根据材料的性能和用途分类功能高分子是指在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子塑料根据高分子的主链结构分类碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类如：PE，PP，PS，PVC杂链聚合物大分子主链中除碳原子外，还有O、N、S等杂原子如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、

7、聚醚元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、O、N、S、P等原子组成，侧基则由有机基团组成如：硅橡胶命名以单体名称为基础，在前面加“聚”字乙烯丙烯氯乙烯甲基丙烯酸甲酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯取单体简名，在后面加“树脂”、“橡胶”二字如苯酚甲醛酚醛树脂尿素甲醛脲醛树脂甘油邻苯二甲酸酐醇酸树脂丁二烯苯乙烯丁苯橡胶商品名合成纤维最普遍，我国以“纶”作为合成纤维的后缀涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）丙纶聚丙烯锦纶聚酰胺（尼龙），后面加数字区别聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚第一个数字表示二元胺的碳

8、原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数数字含义以高分子链的结构特征命名－C-O－O=－O－－N-C－H-O=－N-C－O－H-O=C2H4EthylenePolyethylene,PE聚合/Polymerization（1）通过键的打开CCHHHH连锁聚合自由基聚合CCHHHHn阴离子聚合阳离子聚合带双键的烯类化合物合成方法H2CCH2OM+A-CH2CH2On