高分子概论高分子材料科学概述

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1、高分子材料概论前言一、材料的定义与分类分类具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质材料按化学组成分类按作用分类按状态分类按使用领域分类金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料结构材料功能材料气态液态固态（单晶、多晶、非晶、复合）定义建筑材料医用材料电子材料耐火材料……二、材料的发展历史无机非金属材料复合材料高分子材料金属材料木材皮革纤维纸青铜铁钢金皮胶橡胶赛璐珞陶玻璃水泥火石合金钢耐热合金先进功能陶瓷各种基体复合材料功能高分子高温高分子高强高模高分子通用高分子韧性工程陶瓷金属陶瓷耐火材料时间/年相对占有量玻璃态

2、金属5000公元前0公元1000150018001900194019601980199020002010纤维增强塑料稻草杆砖微合金钢骨瓷三、材料研究的四要素“性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，以及它们之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域。”美国国家研究委员会：《90年代的材料科学与材料工程》建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺寸上（从原子尺寸到宏观尺寸）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程。合成/加工确定材料功能特性和效用的描述性质材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合一个要素。使

3、用性能合成加工性质结构成分使用性能四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。（2）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。（3）对新一代材料的主要要求：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材

4、料；d.充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。例CPU制作材料目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：（1）原子水平的材料技术（2）生物学DNA技术（3）巴基球技术用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前

5、问题：组合排列的稳定性。用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。第一章绪论第一节高分子材料科学概述一、基本概念1、高分子科学2、高分子化合物3、高分子合成的基本概念二、高分子材料科学发展简史高分子科学的研究范围衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）住：木材、塑料、粘合剂

6、、涂料行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等航天、航空中的复合材料这些材料都是高分子化合物1、高分子科学研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。ChemistryPhysicsPolymerTechnic高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。高分子化学高分子科学的理论基础，主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能、结构

7、与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子物理研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。高分子工程高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究用“四角关系”表示：合成结构应用性能2、高分子化合物具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。聚氯乙烯聚乙烯醇IUPAC1996年建议：Polymermolecule,Macromolecule高分子/聚合物/大分子

8、实际上概念上何谓高分子？高分子的特征A、相对分子质量很大：一般在104~106相对分子质量1.2~1.8×104尼龙相对分子质量5~15×104聚氯乙烯相对分子质量25~30×104顺丁橡胶粘合剂、涂料C、由相同的化学结构重复多次而成～～CH2━CH━CH2━C