第一章高分子材料的基础知识ppt课件.ppt

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1、第一章高分子材料的基础知识第一节高分子材料的基本概念第二节高分子材料的基本结构第三节高分子材料的力学状态和性能第四节高分子材料的高弹性和粘弹性第五节高分子材料的老化与防老化第一节高分子材料的基本概念一、高分子化合物1.高分子材料（Polymermaterials）是以高分子化合物为基材的一大类材料的总称。2.高分子化合物(macromolecularcompound)常简称高分子或大分子(macromolecule)，高分子化合物都是由一种或多种简单低分子化合物聚合而成为分子量很大的化合物，所以又称为聚合

2、物(polymer)，或者高聚物(highpolymer)。3.高分子工程材料是以高分子化合物为主要组分，适当加入添加剂的材料。由于高分子化合物是高分子工程材料最基本、最重要的组成部分，所以它决定了高分子工程材料的基本性能。评定一种物质是不是高分子化合物，实际上并没有严格的界限。一般认为，分子量低于500的物质叫做低分子，大于5000的物质叫做高分子。至于那些介于二者之间的物质，这就要由它是否显示出高分子化合物的特性来判定。一般来说，低分子化合物没有什么强度和弹性，而高分子化合物则具有一定的强度和弹性。高

3、分子化合物的含义高分子化合物其分子量一般在104以上，甚至达几十万、上百万，它是由成千上万个原子彼此以共价键连接的大分子化合物。只有当化合物的分子量达到一定数值，产生了量变到质变的飞跃，即在物理、机械等性能具有与低分子化合物有较大差别时，才能称为高分子化合物，方可作为高分子材料在工程上应用。高分子化合物分子量的分散性高分子化合物及大多数天然高分子化合物则是各种长度不同、分子量不同、化学组成相同的同系高分子混合物，即高分子化合物总是由不同大小的分子组成。这一现象称为高分子化合物分子量的多分散性。几种典型的相

4、对分子质量分布曲线百分数分子量高分子化合物的平均分子量及分布宽窄，对高聚物的物理、机械性能有很大影响。一般来说，平均分子量增大，高分子材料的机械强度提高，但会使其熔融粘度增大，流动性差，给成型加工带来困难；低相对分子量无定形聚合物适合作胶粘剂和涂料，橡胶和塑料则要求较高的平均分子量，但有不能超过最高限度高分子化合物的基本性质高分子材料的性能是由高分子化合物的性质来决定的物理特性高分子化合物绝大多数具有良好的电、热、声的绝缘性；这是因为高分子化合物大多数是有机物，分子中化学键都是共价键，不能电离，因此不能传

5、递电子；又因高分子化合物的分子是细长的而且是卷曲状态，互相纠缠在一起，在受热、受声之后，分子不容易运动，因此它对热、声也具有绝缘性机械特性由于高分子是以共价键结合的大分子，具有一定的机械强度。高分子化合物分子大，呈卷曲状态，互相纠缠在一起，有高的弹性形变，若干高分子化合物的高弹性形变值可以很大，大家熟悉的橡皮就很容易拉长，当作用力除掉后，橡皮又收缩回来，这种变形，称为高弹形变，也是高分子化合物所特有的化学特性高分子化合物具有特殊的化学性质，高分子化合物的分子是纠缠在一起的，许多分子链的基团被包在里面，纵然

6、接触到与其分子中的某一基团能起化学反应的化学试剂，也只是露在外边的集团比较容易与试剂起反应，而被包在里面的基团就不容易发生反应，因此，高分子化合物的化学反应性能差，对化学试剂比较稳定，从而使高分子化合物具有耐酸、耐碱腐蚀等特性三、高分子化合物的合成这属于高分子化学的范畴。最常见的化学反应主要有两类：一类是加成聚合反应，简称加聚反应另一类是缩合聚合反应，简称缩聚反应一类是加成聚合反应，简称加聚反应加聚反应：由含有双键的低分子化合物，在一定条件下，把双键打开，通过化学键互相结合起来，成为大分子的化学反应。例如

7、：由氯乙烯加聚成聚氯乙烯（PVC）的反应式为：这类由一种单一的化合物参加的加聚反应，称为均聚反应由两种或两种以上的化合物参加的加聚反应，称为共聚反应。例如：ABS丙烯晴（耐化学腐蚀，表面硬度）丁二烯（丁晴橡胶，提供韧性）苯乙烯（良好的塑性加工特性）ABS另一类是缩聚反应，由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物(polymer)，同时析出某中低分子物质（如水、氨、卤化氢等）的反应。通过缩聚(condensationpolymerization)反应合成的高分子材料有环氧树脂(epoxy)、酚醛树脂、聚苯醚、

8、涤纶以及芳香尼龙等n［NH2（CH2）5COOH］氨基已酸H［NH（CH2）5CO］6－OH+（n-1）H2O尼龙6四、高分子化合物的命名与分类许多高聚物都是是由简单的结构单元以重复方式连接而成的链状结构，就像一根链条是由很多链环连接而成一样，故称为大分子链。例如，应用最广泛的高分子化合物聚乙烯的结构式如下：n［CH2=CH2］→［CH2－CH2］n1、单体，我们把可以聚合成大分子链的低分子化合物叫作单体（monomer）。2