高分子材料课件.ppt

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1、高分子材料简介12高分子材料高分子材料实际上是由高分子化合物经过加工和加入添加物而制成的。有机高分子化合物有天然与合成之分。如蛋白质、淀粉及纤维是自然界中生长的。叫天然高分子化合物；而塑料、合成纤维及合成橡胶则属于人工合成的，所以也叫合成高分子材料。345高分子科学的诞生与发展高分子科学是一门新兴的学科，是在人们长期的生产实践和科学实验的基础上逐渐发展起来的。高分子科学的发展大致经历了以下几个时期：6蒙昧期19世纪的中叶以前，木材、棉、麻、丝、毛、漆、橡胶、皮革和各种树脂等天然高分子材料都已经在人们的生活和生产中得到了广泛的应用。有些加工方法改变了天然高分子的化学组成

2、，如橡胶的硫化(1839)、皮革的揉制、棉麻的丝光处理，以及把天然纤维制成人造丝、赛璐珞(1868)等。尽管这些技术取得了重要的结果和丰富的经验，然而，人们只知道使用、加工，不知道化学组成和结构。7萌芽期自19世纪的后期，人们开始研究天然高分子的化学组成、结构和形态学。还有意无意地合成了一批化合物。它们通常是粘稠的液体或无定形粉末，无法纯化和分析，被当作废物抛弃。有些高分子化合物虽然得到应用，但是人们只知道它是“材料”，并不知道它是“高分子”。8塑料的发现1869年31岁的印刷工人约翰•海阿特发明赛璐珞1909年贝克兰发明酚醛树脂9当时，有机化学家可以熟练地合成和提纯

3、小分子有机物，并分析它们的组成；准确地测定它们的熔点、沸点和分子量等。但是，当他们遇到高分子时，就束手无策了。这种粘糊糊的东西，不能用已往的手段提纯和分析，它们不能升华和结晶，也没有固定的熔点和沸点，甚至连表征化合物的最重要的参数----分子量也捉摸不定。因此，有机化学家们认为这种物质不是纯粹的化合物，而是由小分子通过“次价”力结合而成的聚集体，有不少人认为这种物质的溶液是胶体体系。10争鸣期1920年，H.Staudinger(德)发表了他的划时代的文献《论聚合》，提出了链结构模型。它们是由共价键联结起来的大分子，但分子的长度不完全相同，所以不能用有机化学中“纯粹化

4、合物”的概念来理解大分子。这些大分子是许多同系物的混合物，它们彼此结构相似，性质差别很小，难以分离，平均分子量。“论聚合”中提出异戊二烯构成橡胶，葡萄糖构成淀粉，纤维素。氨基酸构成蛋白质，都是以共价键彼此连接，提出高分子长链结构的概念。11然而，由于高分子的降解和当时实验方法的粗糙，使分子量的测定不能重复，这又给那些胶体缔合论者找到了反对大分子学说的借口。他们认为用溶液的依数性所测得的不是溶质的分子量，而是胶粒的重量，因胶粒不稳定，所以结果不重复。这样，双方观点相持不下。121932年，Staudinger提出了溶液粘度与分子量的关系式。并测定出大分子的分子量。通过大

5、量的实验事实，雄辩地证明了大分子的存在。30年代末期，高分子学说终于战胜了胶体缔合论。高分子（Macromolecule，Polymer）概念形成从此，高分子科学进入了大发展阶段。13发展期当高分子理论促进了合成高分子工业的发展后，出现了一大批商品化的合成材料，这些合成高分子（合成材料）的出现，又为理论研究提供了大量的实验依据和积累了丰富的数据，促进了高分子物理学的迅速发展。14发展期代表性工作Carothers缩合聚合尼龙-66Ziegler（德）定向聚合HDPENatta（意）改进催化剂等规PPOstwald和Svedberg用扩散、沉降、粘度和浊度的测定，建立了

6、高分子溶液定量研究的基础Scherrer用X射线衍射研究聚合物材料的聚集态结构15此外，偏振红外吸收光谱，旋光色散，核磁共振，示差热分析，在密度梯度池中的沉降和扩散等聚合物鉴定的新方法都得到了一定程度的发展。1650年代，高分子物理学基本形成70年代，高分子功能材料进入发展期：1969聚偏氯乙烯压电性的发现与研究1975-(-SN-)-超导性发现；铁电液晶的合成1977聚乙炔膜合成方法及高导电性发现1979(TMTSF)2PF2超导性发现感光材料PVK-TNF用于复印技术液晶显示工业化塑料光纤应用1780年代导电高分子加工及应用大发展液晶显示器商品化压电高分子用于传感

7、器分离膜技术进步人工器官临床应用铁电液晶空间光调制器C60的发现，具有超导性，非线性光学效应18至今高分子科学诺贝尔奖获得者H.Staudinger（德国）:把“高分子”这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺贝尔奖）K.Ziegler（德国）,G.Natta（意大利）:乙烯、丙烯配位聚合（1963年诺贝尔奖）P.J.Flory(美国）:聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年诺贝尔奖）。H.Shirakawa白川英树(日本),AlanG.MacDiarmid(美国),AlanJ.Heeger(美国)