功能高分子材料课件-1功能高分子概述

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1、功能高分子材料Functionalpolymers10/7/20211参考书1、马建标.功能高分子材料[M].化学工业出版社.2002.2、赵文元,王亦军.功能高分子材料化学[M].化学工业出版社.2003.3、林保平.功能高分子,自编讲义.10/7/20212第一章功能高分子概述1、绪言1.1高分子科学的历史回顾高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。1889年，法国人DeCha

2、rdonnet（夏尔多内）发明人造丝。1907年，酚醛树脂诞生。10/7/20213第一章功能高分子概述1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PS（1934～1937），LDPE（1939），自由基聚合得到了蓬勃发

3、展。10/7/20214第一章功能高分子概述高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1943），ABS（1947），涤纶树脂（1940～1950）。50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。10/7/20215第一章功能高分子概述1956年，

4、美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。50年代后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（1956）、聚碳酸酯（1957）、聚酰亚胺（1962）、聚砜（1965）、聚苯醚（1964）。60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。10/7/20216第一章功能高分子概述功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。80

5、年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。10/7/20217第一章功能高分子概述1.2基本概念功能高分子与高性能高分子性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如，对外力的抵抗表现为材料的强度、模量等；对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。10/7/202

6、18第一章功能高分子概述功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。例如，材料在受到外部光的输入时，材料可以输出电性能，称为材料的光电功能；材料在受到多种介质作用时，能有选择地分离出其中某些介质，称为材料的选择分离性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都属于功能的范畴。10/7/20219第一章功能高分子概述因此：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范

7、畴。10/7/202110第一章功能高分子概述特种高分子是相对于通用高分子而言的。通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。根据其性质和用途可分为五个大类：化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。10/7/202111第一章功能高分子概述从实用的角度看，对功能材料来说，人们着眼于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料，人们关心的是它与通用材料在性能上的差异。特种高分子和功能高分子是目前

8、高分子学科中发展最快、研究最活跃的新领域。10/7/202112第一章功能高分子概述1.2功能高分子材料的类型日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为，功能高分子可从以下几个方面分类：1.力学功能材料1)强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；2)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。10/7/202113第一章功能高分子概述2.化学功能材料1)分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；2)反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；3)生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。10/7/20