工程材料及應(yīng)用課件：第9章 高分子材料簡(jiǎn)介

1、第九章 高分子材料第一節(jié)第一節(jié) 高分子材料的基本知識(shí)高分子材料的基本知識(shí)一、主要概念一、主要概念l 高分子化合物高分子化合物 以分子量特別大的化合物為主要組分的材料，以分子量特別大的化合物為主要組分的材料， 高分子化合物的分子量一般大于高分子化合物的分子量一般大于5000以上，以上， 具有一定的彈性和強(qiáng)度。具有一定的彈性和強(qiáng)度。l 低分子化合物低分子化合物 平均分子量在平均分子量在500以下的化合物稱為低分子化合物，以下的化合物稱為低分子化合物， 低分子化合物的彈性和強(qiáng)度很小。低分子化合物的彈性和強(qiáng)度很小。第一節(jié)第一節(jié) 高分子材料的基本知識(shí)高分子材料的基本知識(shí)單體單體 高分子化合物雖然分子量很

2、大，但它們的化學(xué)高分子化合物雖然分子量很大，但它們的化學(xué)組成一般并不復(fù)雜，它們是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低組成一般并不復(fù)雜，它們是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物重復(fù)連接而成。這種能夠形成高分子化分子化合物重復(fù)連接而成。這種能夠形成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。合物的低分子化合物稱為單體。聚合聚合： 單體變成高分子化合物的過程稱為單體變成高分子化合物的過程稱為聚合聚合，因此，因此，高分子化合物又成為高分子聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或高分子化合物又成為高分子聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或聚合物。聚合物。例如例如：聚乙烯就是由眾多的低分子化合物乙烯聚合而成的。即：CH2=CH2+CH2=CH2+ CH2CH2CH2C

3、H2簡(jiǎn)寫為： n（CH2=CH2） CH2CH2n例如例如：由氯乙烯聚合而成的聚氯乙烯，其反應(yīng)式為： n(CH2=CH) CH2CH n Cl Cll 鏈節(jié)與聚合度鏈節(jié)與聚合度鏈節(jié)鏈節(jié)： 組成大分子鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)單體稱為鏈節(jié)鏈節(jié)。鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)和成分代表高分子化合物的結(jié)構(gòu)和成分。如果高分子化合物只由一種單體組成，那么單體的結(jié)構(gòu)即為鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)，也是整個(gè)高分子化合物的結(jié)構(gòu)，例如： CH2CH2幾種常見的高分子化合物的單體和鏈節(jié)高分子化合物單體（原料）鏈節(jié)（重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）聚乙烯乙烯CH2=CH2CH2CH2聚四氟乙烯四氟乙烯CF2=CF2CF2CF2順丁橡膠丁二烯CH2=CHCH=CH2CH2CH=CHC

4、H2氯丁橡膠氯丁二烯CH2=CHCH=CH2 ClCH2C=CHCH2 Cl聚丙烯腈（腈綸）丙烯腈CH2=CH CNCH2CH CN聚合度聚合度： 大分子鏈中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)稱為聚合度（即n）對(duì)于同一高分子化合物，其不同分子所含的n通常是不等的。平均分子質(zhì)量平均分子質(zhì)量 高分子化合物的大分子是由大量的鏈節(jié)組成的，每一個(gè)大分子的分子質(zhì)量（M）為鏈節(jié)的分子量（m）與聚合度（n）的乘積，即M = m n但是，高分子化合物的各大分子鏈中所含的鏈節(jié)數(shù)但是，高分子化合物的各大分子鏈中所含的鏈節(jié)數(shù)目是不相等的，因此只能用平均分子量來表示高分目是不相等的，因此只能用平均分子量來表示高分子的分子量，即子的分子量，

5、即 Mm = fIMi/fi 這里，這里， Mm 平均分子量，平均分子量， fi 具有分子量為具有分子量為Mi的分子的重量分?jǐn)?shù)的分子的重量分?jǐn)?shù)第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)一、大分子的鏈接方式一、大分子的鏈接方式大分子鏈的各種形式大分子鏈的各種形式 (a)線型；線型；(b)支鏈；支鏈；(c)交聯(lián)；交聯(lián)；(d)體型；體型；(e)梯梯形；形；(f)星型；星型；(g)梳型梳型 線型線型支鏈支鏈交聯(lián)交聯(lián)體型體型星型星型梳型梳型二、大分子的構(gòu)象二、大分子的構(gòu)象高分子鏈中CC但鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)對(duì)高分子鏈形狀的影響示意圖第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 高分子的合成高分子的

6、合成一、高分子的合成一、高分子的合成1 加聚反應(yīng)乙烯分子中的共價(jià)鍵乙烯分子中的共價(jià)鍵 (a)自由電子表示法（圖中小黑點(diǎn)自由電子表示法（圖中小黑點(diǎn)代表原子核外價(jià)電子）；代表原子核外價(jià)電子）；(b)直線表示法直線表示法一、高分子的合成一、高分子的合成1 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 高分子的合成高分子的合成一、高分子的合成一、高分子的合成2 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)聚對(duì)苯二甲酸二酯（PET）的縮聚反應(yīng)，即一個(gè)CH3及一個(gè)OH基團(tuán)從單體中被取代，形成的副產(chǎn)品為甲醇一、高聚物的三態(tài)一、高聚物的三態(tài) 隨溫度和分子質(zhì)量的變化，高聚物三態(tài)之間可以相互發(fā)生轉(zhuǎn)變。玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)形變溫度第四節(jié)第四節(jié) 高分子的物理狀態(tài)及性能高分子的物理狀態(tài)及性能二、高聚物的基本性能二、高聚物的基本性能l 低密度：低密度： 一般在一般在1.02.0g/cm3l 耐腐蝕耐腐蝕: 塑料王在王水中幾十小時(shí)不會(huì)腐蝕塑料王在王水中幾十小時(shí)不會(huì)腐蝕 l