高分子材料介绍课件

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1、高分子材料介绍山东理工大学谷万里千姿百态的高分子材料物质{无机物有机物低分子(CH4、C2H5OH等)高分子（塑料、橡胶等）{高分子一般是由如乙稀、氯乙稀等低分子经加成聚合反应或缩合聚合反应而形成的。其分子量一般在几万到几百万之间，一般包括塑料、橡胶和合成纤维三大类。二十世纪三十年代后开始发展起来，目前已成为材料家族中的重要成员2既可以作为结构材料也可以作为功能材料使用主要性能特点质量轻绝缘性好低的导热性减振阻尼性能化学稳定性隔热保温性透光性3历史回顾天然高分子是生命起源和进化的基础蚕丝棉花麻19世纪30年代

2、开始对天然高分子进行化学改性橡胶进行硫化处理纤维素进行硝化处理1907年，第一种合成高分子——酚醛树脂诞生，随后，各种高分子如丁钠橡胶和尼龙等诞生，合成高分子材料正式成为材料家族中的重要一员。4高分子材料的分类按照不同的分类原则可以将高分子进行不同的分类按主链结构和化学组成分类碳链主链完全由碳原子组成杂链主链由碳原子和氧、氮、硫、硅等两种以上元素组成元素有机聚合物主链上除碳、氧、氮、硫元素外还有其它元素原子参与5按大分子链的几何形状分类可以分为线型和体形按高分子的热行为和成型工艺来分类热塑型高分子：加热软化和

3、冷却凝固过程可以反复进行，多为线型高分子热固型高分子：一旦成型后不能重新软化，多为体型结构6高分子材料的制造绝大部分高分子材料都是以树脂（未经加工的各种高聚物）为主要成分进行加工而得到的，因此，高分子材料的制造关键是获得其基材聚合物，即高分子树脂。虽然所合成的高分子材料种类繁多，但它们都是从化学结构基本相同的小分子单体开始，通过加聚反应和缩聚反应，将单体连接成分子量巨大的线性或网状高分子而成的。由含有不饱和键的烯烃出发，通过链式加成作用，将碳碳双键打开，使一个个单体连接成高分子化合物。加成聚合反应nCH2=C

4、H→(CH2CH)nXX73、将单体和引发剂溶解在溶液中的溶液聚合法加聚反应的常见产品聚乙稀聚丙稀聚氯乙稀聚苯乙稀聚甲基丙稀酸甲酯（有机玻璃）加成聚合反应的特点具有不可逆性和连锁性,链增长可以在很短的时间内完成，甚至一秒就可以使聚合度达到1000以上加聚反应的方法1、只加入引发剂，由单体直接聚合成高分子的本体聚合法2、利用水等介质，将不溶于水的单体与引发剂悬浮在介质中再发生反应的悬浮聚合法8链增长过程按逐步方式进行。在有些反应中虽然没有小分子产生，但只要其链的增长是按逐步方式进行的，也属于缩聚反应缩合聚合反应

5、在生成高分子的同时还生成氯化氢、水等小分子的聚合反应可以合成一大类高分子化合物涤纶各种泡沫塑料粘胶剂尼龙环氧树脂缩聚反应的特点9工业生产中缩聚反应的方法1、在较高温度下（200-300℃）使单体原料生成聚合物的熔融缩聚反应，涤纶制造即以这种方式进行2、将反应的单体分别溶解在不同的溶剂中而这两种溶剂之间不互溶，反应只在溶剂的界面处发生，用这种反应可以合成如聚酰胺、聚碳酸酯、聚芳酰胺等3、在低于单体熔点下进行的固相缩聚反应，可以避免高温下的一系列副反应OOnHOCH2CH2OH+HOOCCOOH→H(OCH2CH

6、2OCCO)nOH==OO涤纶的缩聚反应10高分子材料的性能粘弹性和高弹性是高分子材料最大的特征粘弹性：变形特点与时间有关，快速变形时表现为弹性固体，慢速变形时表现为塑性变形。不同温度下变形规律不同结晶程度与模量的变化有关，结晶程度越高，模量在温度升高时下降得越慢。11高弹性：在一定温度下表现为弹性变形大、弹性模良小。变形时分子链被拉直，外力除去后恢复卷曲状态12应力松弛高分子材料由于其熔点低，在室温下即可发生应力松弛现象13高分子材料的应用已经由几十年前单一的“的确良”等发展到了目前的上百种，2000年合成

7、纤维的产量达到3500万吨，占全部纤维的45%。合成纤维：自然界不存在的通过化学方法合成出来的纤维人造纤维：将天然纤维进行二次加工，经物理与化学方法处理后得到的纤维主要特点：足够高的强度手感好不起静电很好的染色性阻燃很好的亲水性人造纤维与合成纤维14从农业地膜到不粘锅塑料薄膜在农业上得到广泛应用，已成为现代农业的重要生产资料醋酸纤维素制成的反渗透中空纤维膜可用于海水淡化，是解决沿海地区及岛屿用淡水问题的有效途径被用于制造“尿不湿”等卫生用品的高分子材料的吸水能力可达自重的上百倍吸水性高分子材料进行农田保湿已获

8、得成功“不粘锅”是在锅的表面镀上一层光滑耐温的聚四氟乙稀膜用于日常食品的包装、储存和运输、保鲜等15塑料家具、塑料管材、门窗、洁具、灯具、装饰用品等已被人们所熟悉，用塑料制造的便于拆装运输的活动房屋，为施工现场用房、野外考察、抢险救灾提供了极大的方便。从家具到活动房屋高分子材料在人类居住方面也有广泛的应用16塑料制造的汽车零件可以使汽车的重量大幅度下降从而节省了能量，而橡胶则广泛用于制造自行车、汽车