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1、高分子材料HighpolymerMaterial《工程材料》多媒体课件主讲人：李安铭材料科学与工程学院7/25/20211绪论一、非金属工程材料的定义：金属材料之外的所有工程材料。金属材料：钢铁、有色金属；工程材料高分子材料：塑料、橡胶、复合材料；无机非金属材料：陶瓷，玻璃、水泥；三大固体材料，称为材料的三大支柱。材料科学与工程学院7/25/20212AnmingLi,DeptofMSE,hpu二、非金属材料的发展：1.金属材料的优点及局限性：使用性能：高强韧性；导电导热性；优点工艺性能：切削加工；铸、锻、焊；柯垂尔：金属今后一段时间
2、仍是主要的工程材料。材料科学与工程学院7/25/20213AnmingLi,DeptofMSE,hpu局限性：难以适用密度小、耐腐蚀、电绝缘、减震、消音、耐高温等。密度：钢7.8、铝2.7、高分子0.8-2.0；耐腐蚀：金属难以与陶瓷相比；耐高温：金属耐热钢＜800℃、镍基合金＜1000℃、钼基合金＜1300℃、陶瓷工作温度1700-2000℃；材料科学与工程学院7/25/20214AnmingLi,DeptofMSE,hpu2.非金属材料的发展史：（1）高分子材料：1920年，确立了“大分子链结构学说”，合成高分子材料诞生。1983
3、年：与钢铁材料相当；1985年：占工程材料54％，金属占38％；2000年：3.5万吨，体积是金属材料的4倍；发展很快，就体积来说。材料科学与工程学院7/25/20215AnmingLi,DeptofMSE,hpu（2）陶瓷材料：传统陶瓷指：陶器、瓷器、玻璃、水泥，性能硬、脆；现代陶瓷指：所有无机非金属材料的总称。近三十年来，以氧化物（例Al3O2)、氮化物（例Si3N4)和碳化物（例SiC）等高纯化合物为原料，经过传统陶瓷生产工艺制成的无机多晶产品，已成为：高温材料：例：火箭喷气口、高温电炉发热体；功能材料：光导纤维；的主力军。材料
4、科学与工程学院7/25/20216AnmingLi,DeptofMSE,hpu（3）复合材料：高的比强度、高的刚度、低的密度等，是单一材料和合金难以比拟的。（4）非金属材料不是金属材料的代用品，而是具有优越性能的不可缺少的材料。例如;美国“哥伦比亚”号航天飞机，机身覆盖一万多块隔热绝热陶瓷，以保护飞机。材料科学与工程学院7/25/20217AnmingLi,DeptofMSE,hpu三、非金属材料的发展趋势：1、研制具有优良性能的新材料；2、对现有材料进行改性；例如加入添加剂改性，是工程材料的主要发展方向。3、研制复合材料：传统的纤维
5、增强树脂复合；现在:金属基复合、陶瓷基复合、功能复合材料，例建筑屋顶，集构件、发电、采暖于一体。4、新型功能塑料的研制：例如：导电塑料、导磁塑料、医用塑料、人工降解塑料等。材料科学与工程学院7/25/20218AnmingLi,DeptofMSE,hpu基本概念第一节BasicConcept7/25/20219AnmingLi,DeptofMSE,hpu一、高分子材料的基本概念1、高分子化合物:指分子量很大的有机化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。也叫高聚物、或聚合物；分子量＜500，叫低分子；分子量＞500，叫高分子，一
6、般高分子材料的分子量在103-106之间。2万-16万12万-百万＞20万～9万1802860分子量聚氯乙烯聚乙烯淀粉橡胶单糖乙烯石英名称材料科学与工程学院7/25/202110AnmingLi,DeptofMSE,hpu2、高分子材料:以高分子化合物为主要组分的材料。主要包括：塑料、橡胶、化学纤维等。材料科学与工程学院7/25/202111AnmingLi,DeptofMSE,hpu二、高分子化合物的组成定义：组成高分子化合物的简单低分子化合物。或：凡是可以聚合成大分子链的低分子化合物。例：乙烯分子：CH2=CH2高分子化合物的分子
7、量虽很大，但其化学组成并不复杂，通常由一种或几种低分子化合物聚合而成。例：聚乙烯1、高分子化合物的单体、链节和聚合度:①单体：材料科学与工程学院7/25/202112AnmingLi,DeptofMSE,hpu单体的必要条件：至少能形成两个或两个以上新键的有机化合物，才能做为单体。例：烯烃，双键；炔烃，三键。②链节：定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。例：③聚合度：高分子链节中的数目n。氯乙烯苯乙烯氯乙烯链节尼龙-66链节材料科学与工程学院7/25/202113AnmingLi,DeptofMSE,hpu2、高聚物的分子量的多分散
8、性和平均分子量：①高聚物的分子量是M：m:链节分子量；n:聚合度分子量不同，高聚物的性能和物理状态不同。例：聚乙烯分子量室温状态n=8M=224气+液n>50M>1400软态固体n>200～2000M>5600～5600
