南京工業(yè)大學(xué) 材料概論 -第四章 高分子材料

1、 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章 高分子材料李延報(bào)辦公室:東南樓205房間Email:電話材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料主要內(nèi)容主要內(nèi)容n 高分子的基本概念高分子的基本概念n 高分子的合成與制備高分子的合成與制備n 高分子的結(jié)構(gòu)與性能高分子的結(jié)構(gòu)與性能n 幾種常見(jiàn)高分子材料幾種常見(jiàn)高分子材料n 高分子材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)高分子材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)多種多樣的高分子材料多種多樣的高分子材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料高分子材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料防防 彈彈 衣衣高比強(qiáng)度的降落傘

2、繩索高比強(qiáng)度的降落傘繩索高分子材料高分子材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料高分子材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料2006年，世界合成高分子材料的年總產(chǎn)量已達(dá)到年，世界合成高分子材料的年總產(chǎn)量已達(dá)到2.4億噸。億噸。其中其中n 塑塑 料料 1.8億噸，億噸，n 合成橡膠合成橡膠 0.12億噸，億噸，n 合成纖維合成纖維 0.3億噸。億噸。高分子材料的現(xiàn)狀高分子材料的現(xiàn)狀世界產(chǎn)量世界產(chǎn)量(億噸億噸)我國(guó)產(chǎn)量我國(guó)產(chǎn)量(億噸億噸)鋼鋼124.19水泥水泥2512.5樹(shù)脂樹(shù)脂2.40.25石油石油36.21.84單位單位:億噸億噸 材料概論材料概論

3、 第四章高分子材料第四章高分子材料天然高分子的利用天然高分子的利用-天然高分子改性天然高分子改性q天然橡膠硫化（天然橡膠硫化（1839年）年） Goodyear 美國(guó)美國(guó) q硝化纖維賽璐珞（硝化纖維賽璐珞（1868年）年） Hyatt 美國(guó)硝化纖維、美國(guó)硝化纖維、樟腦、乙醇合成塑料樟腦、乙醇合成塑料q粘膠纖維（粘膠纖維（1893-1898年）年）高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史(1) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史(2)合成高分子合成高分子20世紀(jì)初世紀(jì)初酚醛樹(shù)酯美國(guó)人貝克蘭酚醛樹(shù)酯美國(guó)人貝克蘭 用苯酚與甲醛反應(yīng)用苯酚與甲醛反應(yīng) 19

4、20年年施陶丁格施陶丁格( Staudinger)提出高分子概念，提出高分子概念，32年出版年出版了劃時(shí)代的巨著了劃時(shí)代的巨著論聚合論聚合，30年代、年代、40年代年代飛速發(fā)展飛速發(fā)展,美國(guó)杜邦公司合成出尼龍美國(guó)杜邦公司合成出尼龍,德國(guó)德國(guó) 合成出橡膠、聚乙烯、聚丙烯、英國(guó)合成出聚酯合成出橡膠、聚乙烯、聚丙烯、英國(guó)合成出聚酯纖維。纖維。 70年代年代特種性能的高分子特種性能的高分子 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料創(chuàng)立高分子化學(xué)的施陶丁格創(chuàng)立高分子化學(xué)的施陶丁格Hermann Staudinger 1881-1965 The Nobel Prize in Chemistry

5、1953“for his discoveries in the field of macromolecular chemistry”高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史(3)/chem421/famous.htmK. ZieglarG. Natta高分子溶液理論的創(chuàng)立者高分子溶液理論的創(chuàng)立者P. Flory 1910-1985 The NP in Chemistry 1974 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料2000年化學(xué)獎(jiǎng)授予了黑格年化學(xué)獎(jiǎng)授予了黑格(A.J.Heeger，美國(guó)，美國(guó))、馬、馬克迪爾米德克迪爾米德(A

6、.G.MacDiarmid，美國(guó)，美國(guó))和白川英樹(shù)和白川英樹(shù)(H. ShiraKawa，日本，日本) 三人，他們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物。三人，他們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物。 高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史高分子材料發(fā)展簡(jiǎn)史(4) A.J.Heeger(美國(guó))A.G.Macdiarmid (美國(guó))H.ShiraKawa (日本) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料什么是高分子？什么是高分子？高分子的的定義：高分子的的定義： 有結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵的形式通過(guò)聚合反應(yīng)重復(fù)連接而成的鏈狀有結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵的形式通過(guò)聚合反應(yīng)重復(fù)連接而成的鏈狀化合物?；衔?。大分子的定義：大分子的定義：(macromolecule

7、) 分子量很大的化合物。分子量很大的化合物。(注意兩者的區(qū)別注意兩者的區(qū)別)高分子也稱聚合物或是高聚物，英文都是高分子也稱聚合物或是高聚物，英文都是polymer。 高分子大分子有機(jī)物 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子的特點(diǎn)高分子的特點(diǎn) 組成：主要由組成：主要由C、H、O組成組成 (無(wú)機(jī)高分子，如玻璃無(wú)機(jī)高分子，如玻璃) 分子量多分散性分子量多分散性，只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混合物；，只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混合物；分子分子量很大量很大（104-107，甚至更大），甚至更大） 沒(méi)有沒(méi)有固定熔點(diǎn)固定熔點(diǎn)，只有一段寬的溫度范圍；，只有一段寬的溫度

8、范圍； 沒(méi)有沸點(diǎn)和固定的熔點(diǎn)，沒(méi)有沸點(diǎn)和固定的熔點(diǎn)，分子間力很大，加熱到分子間力很大，加熱到200oC-300oC以上，材料破壞以上，材料破壞（降解或交聯(lián)）。（降解或交聯(lián)）。 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 柔性分子鏈柔性分子鏈 大部分高分子的主鏈具有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度。大部分高分子的主鏈具有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子的單體高分子的單體通過(guò)聚合反應(yīng)能制備高分通過(guò)聚合反應(yīng)能制備高分子化合物的物質(zhì)稱做單體。子化合物的物質(zhì)稱做單體。例如乙烯是單體，能聚合例如乙烯是單體，能聚合生成聚乙烯：生成聚乙烯： 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料分

9、類高分子材料分類 按材料來(lái)源分類按材料來(lái)源分類 天然高分子天然高分子 合成高分子合成高分子 塑料塑料 橡膠橡膠按材料性能和用途分類按材料性能和用途分類 纖維纖維 涂料涂料 粘合劑粘合劑 功能高分子功能高分子 碳鏈高分子碳鏈高分子 雜鏈高分子雜鏈高分子按化學(xué)組成分類按化學(xué)組成分類 元素有機(jī)高分子元素有機(jī)高分子 無(wú)機(jī)高分子無(wú)機(jī)高分子 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料高分子材料 塑料、橡膠、纖維塑料、橡膠、纖維，稱為，稱為三大合成三大合成材料材料 塑料塑料主要品種有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙主要品種有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯烯(四大通用塑料四大通用塑料

10、)等等 合成橡膠合成橡膠主要用途為制造輪胎，約占主要用途為制造輪胎，約占60% 合成纖維合成纖維主要品種有：滌綸（主要品種有：滌綸（PET）、尼龍、聚丙烯腈、）、尼龍、聚丙烯腈、聚丙烯等聚丙烯等; 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料高分子材料 性能性能：堅(jiān)硬、韌性、耐磨、耐熱水及蒸氣，加工時(shí)尺寸穩(wěn)：堅(jiān)硬、韌性、耐磨、耐熱水及蒸氣，加工時(shí)尺寸穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好 塑塑 料料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等(四四大通用樹(shù)脂大通用樹(shù)脂) 通用工程塑料通用工程塑料聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酯、改聚酰胺、聚甲醛、聚

11、碳酸酯、聚酯、改性聚苯醚等。性聚苯醚等。 高性能工程塑料高性能工程塑料聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳雜環(huán)聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳雜環(huán)類、聚芳酰胺、聚對(duì)二甲苯、含氟材料等。類、聚芳酰胺、聚對(duì)二甲苯、含氟材料等。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料通用合成橡膠通用合成橡膠丁苯、丁基、氯丁、丁腈橡膠等丁苯、丁基、氯丁、丁腈橡膠等特種合成橡膠特種合成橡膠丁丙橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、丁丙橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、 丙丙烯酸橡膠、氯醇橡膠等。烯酸橡膠、氯醇橡膠等。主要用途主要用途制造輪胎（約占制

12、造輪胎（約占60%），密封件、減震零件、），密封件、減震零件、耐油膠管、油箱。耐油膠管、油箱。人造血管、人造瓣膜和人造人造血管、人造瓣膜和人造心臟心臟 人工心肺機(jī)、人造腎臟、輸血導(dǎo)管等。人工心肺機(jī)、人造腎臟、輸血導(dǎo)管等。合成橡膠合成橡膠 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料合成纖維合成纖維合成纖維合成纖維以煤、石油、天然氣、水、空氣、食鹽、石灰以煤、石油、天然氣、水、空氣、食鹽、石灰石等為原料，經(jīng)化學(xué)處理制成的人工纖維。石等為原料，經(jīng)化學(xué)處理制成的人工纖維。 主要品種主要品種滌綸滌綸（PET）、）、綿綸綿綸（聚酰胺）、（聚酰胺）、腈綸腈綸（聚丙（聚丙烯腈）、丙綸（聚丙烯）烯腈）、

13、丙綸（聚丙烯） 維綸（聚乙烯醇）和氯綸（聚維綸（聚乙烯醇）和氯綸（聚氯乙烯）等六種，其中前三種產(chǎn)量最大，占整個(gè)合成纖氯乙烯）等六種，其中前三種產(chǎn)量最大，占整個(gè)合成纖維產(chǎn)量的維產(chǎn)量的90。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料三大合成高分子材料的比較三大合成高分子材料的比較 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類n 碳鏈高分子碳鏈高分子主鏈以主鏈以C C原子間共價(jià)鍵原子間共價(jià)鍵相聯(lián)接加聚反應(yīng)制得相聯(lián)接加聚反應(yīng)制得如如 聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯甲酯，聚丙烯聚乙烯

14、聚乙烯HHCCHH 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n 雜鏈高分子雜鏈高分子 主鏈除主鏈除C C原子外還有其它原子如原子外還有其它原子如O O、N N 、S S等，并以共價(jià)鍵聯(lián)接、縮等，并以共價(jià)鍵聯(lián)接、縮聚反應(yīng)而得，如聚對(duì)苯二甲酸乙二脂（滌綸）聚酯聚胺、聚甲醛、聚反應(yīng)而得，如聚對(duì)苯二甲酸乙二脂（滌綸）聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等聚苯醚、聚酚等OOHHCCOCCOHH 滌綸滌綸按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n元素有機(jī)高分子元素有機(jī)高分子n 主鏈中不含主鏈中不含C原子，而由原子，而由Si、B、P、Al、Ti

15、、As等元素與等元素與O組成，組成，其側(cè)鏈為有機(jī)基團(tuán)；其側(cè)鏈為有機(jī)基團(tuán)；n 兼有無(wú)機(jī)高分子和有機(jī)高分子的特性，既有很高耐熱和耐寒性，兼有無(wú)機(jī)高分子和有機(jī)高分子的特性，既有很高耐熱和耐寒性，又具有較高彈性和可塑性，如硅橡膠。又具有較高彈性和可塑性，如硅橡膠。33CHSiOCH硅橡膠硅橡膠按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n無(wú)機(jī)高分子無(wú)機(jī)高分子n 主鏈既不含主鏈既不含C原子，也不含有機(jī)基團(tuán)，而完全由其它元原子，也不含有機(jī)基團(tuán)，而完全由其它元素所組成，這類元素的成鏈能力較弱，故聚合物分子量素所組成，這類元素的成鏈能力較弱，故聚合物分子

16、量不高，并易水解不高，并易水解。/i/SSSSSiSSSClClPNPNClCl二硫化硅二硫化硅聚二氯一氮化磷聚二氯一氮化磷按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成分類 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)單體來(lái)源或制法命名根據(jù)單體來(lái)源或制法命名根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名根據(jù)商品命名根據(jù)商品命名IUPAC的系統(tǒng)命名法的系統(tǒng)命名法高分子的命名高分子的命名 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)單體來(lái)源或制法命名根據(jù)單體來(lái)源或制法命名很多聚合物的名稱是由單體或假想單體名稱前加一個(gè)很多聚合物的名稱是由單體或假想單體名稱前加一個(gè)“聚聚”字而來(lái)

17、，例如字而來(lái)，例如聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯CH2CH2CHCH2CH3CH3nnCH2CHClCHCH2ClnnCHCH2CHCH2nn 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名很多縮聚物是兩種單體通過(guò)官能團(tuán)間縮合反應(yīng)制備的。很多縮聚物是兩種單體通過(guò)官能團(tuán)間縮合反應(yīng)制備的。 在結(jié)構(gòu)上與單體有差別?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)來(lái)命名，前面冠在結(jié)構(gòu)上與單體有差別?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)來(lái)命名，前面冠以以“聚聚”字。字。 對(duì)苯二甲酸和乙二醇對(duì)苯二甲酸和乙二醇 聚（對(duì)苯二甲酸乙二酯）聚（對(duì)苯二甲酸乙二酯） 己二胺和己二酸己二胺和己二酸

18、 聚己二酰已二胺聚己二酰已二胺有一些聚合物結(jié)構(gòu)中已看不出單體來(lái)源了。更需要由聚有一些聚合物結(jié)構(gòu)中已看不出單體來(lái)源了。更需要由聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名。合物的結(jié)構(gòu)特征命名。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)商品命名根據(jù)商品命名 有機(jī)化合物的命名很復(fù)雜，聚合物就更復(fù)雜了。有機(jī)化合物的命名很復(fù)雜，聚合物就更復(fù)雜了。在商業(yè)生產(chǎn)和流通中，人們?nèi)粤?xí)慣用簡(jiǎn)單明了的稱呼，并在商業(yè)生產(chǎn)和流通中，人們?nèi)粤?xí)慣用簡(jiǎn)單明了的稱呼，并能與應(yīng)用聯(lián)系在一起。能與應(yīng)用聯(lián)系在一起。例如例如: : 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯-有機(jī)玻璃，有機(jī)玻璃， 塑料類聚合物塑料類聚合物-酚醛樹(shù)脂，脲醛樹(shù)脂，醇酸樹(shù)脂酚醛樹(shù)

19、脂，脲醛樹(shù)脂，醇酸樹(shù)脂有時(shí)也將聚氯乙烯有時(shí)也將聚氯乙烯-俗稱氯乙烯樹(shù)脂。俗稱氯乙烯樹(shù)脂。將橡膠類聚合物將橡膠類聚合物-加上后綴加上后綴“橡膠橡膠”，例如例如: : 丁二烯和苯乙烯共聚物丁二烯和苯乙烯共聚物-丁苯橡膠，丁苯橡膠，丁二烯和丙烯腈共聚物丁二烯和丙烯腈共聚物-丁腈橡膠，丁腈橡膠，乙烯和丙烯共聚物乙烯和丙烯共聚物-乙丙橡膠等等。乙丙橡膠等等。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)商品命名根據(jù)商品命名 將纖維類的，在我國(guó)是用將纖維類的，在我國(guó)是用“綸綸”作后綴作后綴例如例如: 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯聚對(duì)苯二甲酸乙二酯滌綸滌綸 聚聚-己內(nèi)酰胺己內(nèi)酰胺錦綸錦綸 聚乙烯醇縮醛聚乙烯

20、醇縮醛維尼綸維尼綸 聚氯乙烯聚氯乙烯氯綸氯綸 聚丙烯腈聚丙烯腈腈綸腈綸 聚丙烯聚丙烯丙綸丙綸 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料根據(jù)商品命名根據(jù)商品命名 還有直接引用的國(guó)外商品名稱音譯，還有直接引用的國(guó)外商品名稱音譯，例如例如: 聚酰胺又稱尼龍聚酰胺又稱尼龍 (Nylon)， 聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺-尼龍尼龍-66 (nylon-66)， 聚癸二酰癸二胺聚癸二酰癸二胺-尼龍尼龍-1010，第一個(gè)數(shù)表示二元胺的碳原子數(shù)目，第二個(gè)數(shù)為二元第一個(gè)數(shù)表示二元胺的碳原子數(shù)目，第二個(gè)數(shù)為二元酸的，因此尼龍酸的，因此尼龍-610則是己二胺和癸二酸的縮聚產(chǎn)物。則是己二胺和癸二酸的縮聚產(chǎn)物

21、。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料IUPAC的系統(tǒng)命名法的系統(tǒng)命名法為為避免避免聚合物命名中的多名或不確切，國(guó)際純化學(xué)和聚合物命名中的多名或不確切，國(guó)際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（International Union of Pure and Applied Chemistry）提出了以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)）提出了以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)命名法，命名法， 確定聚合物的最小重復(fù)單元。確定聚合物的最小重復(fù)單元。 排好重復(fù)單元中次級(jí)單元的次序。排好重復(fù)單元中次級(jí)單元的次序。 按小分子有機(jī)化合物的按小分子有機(jī)化合物的IUPAC命名法則來(lái)命名這命名法則來(lái)命名這個(gè)重復(fù)單元。個(gè)重復(fù)單元

22、。 在此重復(fù)單元命名前加一個(gè)在此重復(fù)單元命名前加一個(gè)“聚聚”字。字。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料IUPAC系統(tǒng)命名法的實(shí)例系統(tǒng)命名法的實(shí)例 (1) 聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧乙烷、 -CH2-CH2-On- 。 聚乙二醇、聚乙二醇、 -CH2-O-CH2n -。 聚氧乙醇，聚氧乙醇， -O-CH2-CH2n- 。 按原則按原則 2 所排的次級(jí)單元為所排的次級(jí)單元為-O-CH2-CH2n-， 按原則按原則 3 命名為氧化乙烯，命名為氧化乙烯，IUPAC命名，應(yīng)叫聚氧化乙烯命名，應(yīng)叫聚氧化乙烯 （Polyoxyethylene）。）。聚丁二烯聚丁二烯, -CH=CH-CH2-CH2

23、n-, 聚聚(1-次丁烯基）。次丁烯基）。聚氯乙烯聚氯乙烯, -CHCl-CH2-, 聚（聚（1-氯代乙烯）。氯代乙烯）。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料IUPAC系統(tǒng)命名法的實(shí)例系統(tǒng)命名法的實(shí)例 (2)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的重復(fù)單元應(yīng)為的重復(fù)單元應(yīng)為: 稱聚（氧化乙烯氧化對(duì)苯二甲酰）。稱聚（氧化乙烯氧化對(duì)苯二甲酰）。 聚亞苯基苯并二噻唑的聚亞苯基苯并二噻唑的IUPAC命名命名: Poly(benzo1,2-d;4,5-d bisthiazole-2,6-diyl)-1,4-Phenylene，聚，聚(苯并苯并1,2-并并;4,5-并并二噻唑二噻唑

24、-2,6-二基二基)-1,4-亞苯基亞苯基。 按按IUPAC命名比較嚴(yán)謹(jǐn)，但太繁瑣。命名比較嚴(yán)謹(jǐn)，但太繁瑣。IUPAC不反對(duì)繼續(xù)不反對(duì)繼續(xù)使用習(xí)慣命名。使用習(xí)慣命名。 O CH2 CH2O C C OOn 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料合成高分子的制備方法合成高分子的制備方法n 由小分子化合物單體制備聚合物的反應(yīng)主要分為三類，它們由小分子化合物單體制備聚合物的反應(yīng)主要分為三類，它們是縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)和開(kāi)環(huán)聚合。另一類是由一種聚合物是縮合反應(yīng)、加成反應(yīng)和開(kāi)環(huán)聚合。另一類是由一種聚合物經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母叻肿臃磻?yīng)也可轉(zhuǎn)化為另一種高分子化合物。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母叻肿臃磻?yīng)也可轉(zhuǎn)化為另一種高分子

25、化合物。n 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 烯類單體通過(guò)加成而聚合起來(lái)的反應(yīng)烯類單體通過(guò)加成而聚合起來(lái)的反應(yīng)n 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 單體通過(guò)官能團(tuán)間的反應(yīng)而形成高分子和排出小分子物質(zhì)。單體通過(guò)官能團(tuán)間的反應(yīng)而形成高分子和排出小分子物質(zhì)。n 開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)n 高分子轉(zhuǎn)化反應(yīng)高分子轉(zhuǎn)化反應(yīng)聚合反應(yīng)需要經(jīng)歷三個(gè)鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止三個(gè)聚合反應(yīng)需要經(jīng)歷三個(gè)鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止三個(gè)過(guò)程。過(guò)程。CH2CH2CH2CH2nn 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料合成高分子的合成工藝合成高分子的合成工藝工藝流程如下：工藝流程如下：高 分 子 聚 合 物石 油 、 天 然 氣 、 煤 炭 等聚 合高

26、 分 子 材 料加 工裂 解單 體 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的合成反應(yīng)高分子材料的合成反應(yīng)n加聚反應(yīng)：加聚反應(yīng)：由不飽和低分子化合物相互加成或由環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)連由不飽和低分子化合物相互加成或由環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)連接成大分子的反應(yīng)。接成大分子的反應(yīng)。一種單體均聚物多種單體共聚物 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的合成反應(yīng)高分子材料的合成反應(yīng)加聚反應(yīng)：加聚反應(yīng)： 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的合成反應(yīng)高分子材料的合成反應(yīng)n縮聚反應(yīng)：縮聚反應(yīng)： 由具有兩個(gè)以上官能團(tuán)的低分子化合物聚合成高由具有兩個(gè)以上官能團(tuán)的

27、低分子化合物聚合成高分子化合物，同時(shí)析出某些小分子物質(zhì)分子化合物，同時(shí)析出某些小分子物質(zhì)(如水、氨、醇、如水、氨、醇、氯化氫等氯化氫等)的反應(yīng)。的反應(yīng)。一種單體一種單體均縮聚均縮聚多種單體多種單體混縮聚、共縮聚混縮聚、共縮聚 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的合成反應(yīng)高分子材料的合成反應(yīng)縮聚反應(yīng)：縮聚反應(yīng)： 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料合成高分子的合成反應(yīng)合成高分子的合成反應(yīng)高分子是有不同分子量的高分子是有不同分子量的同系物所組成的同系物所組成的“混合混合物物”。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料聚乙烯的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖聚乙烯的生產(chǎn)

28、現(xiàn)場(chǎng)圖 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的加工工藝高分子材料的加工工藝n 塑塑 料料注射成型（注射成型（注塑注塑） 澆鑄成型（澆鑄成型（鑄塑鑄塑）吹制成型（吹制成型（吹塑吹塑）模壓成型（模壓成型（壓塑壓塑）擠出成型（擠出成型（擠塑擠塑）定型的塑料制品定型的塑料制品熱塑性的塑料板材、棒材、管材、熱塑性的塑料板材、棒材、管材、異型材、薄膜、電纜護(hù)層等異型材、薄膜、電纜護(hù)層等大型熱固性工程塑料制品大型熱固性工程塑料制品塑料中空制品或薄膜塑料中空制品或薄膜熱固性工程塑料熱固性工程塑料成成 型型 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的加工工藝高分子材料

29、的加工工藝注塑成型示意圖注塑成型示意圖 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的加工工藝高分子材料的加工工藝螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的加工工藝高分子材料的加工工藝n 橡 膠壓延成型壓延成型壓出成型壓出成型片材（膠片）片材（膠片）輪胎的胎面、內(nèi)胎、電線和電纜的外輪胎的胎面、內(nèi)胎、電線和電纜的外套以及各種異形斷面的制品等套以及各種異形斷面的制品等成成 型型混混 煉煉硫硫 化化配合劑配合劑+ +生膠生膠( (塑煉膠塑煉膠)混煉膠混煉膠線形鏈狀結(jié)構(gòu)線形鏈狀結(jié)構(gòu)少量交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)少量交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)塑塑 煉

30、煉生膠塑煉后分子量降低、可塑性增加生膠塑煉后分子量降低、可塑性增加 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子材料的加工工藝高分子材料的加工工藝n 纖維纖維熔體紡絲熔體紡絲濕法紡絲濕法紡絲干法紡絲干法紡絲熔體，空氣中冷卻熔體，空氣中冷卻成纖聚合物溶解成紡絲原液，在凝固浴中冷凝成纖聚合物溶解成紡絲原液，在凝固浴中冷凝在熱空氣套筒中使溶劑揮發(fā)在熱空氣套筒中使溶劑揮發(fā)紡絲紡絲紡絲原液制備紡絲原液制備初生纖維的后加工初生纖維的后加工紡絲紡絲 拉伸拉伸 熱定型熱定型 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料 在室溫下，為什么有些高分子材料柔軟而在室溫下，為什么有些高分子材料柔軟而

31、另外一些剛硬？另外一些剛硬？高分子的物理性能高分子的物理性能 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子的物理性能高分子的物理性能n 微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu) 鏈段的構(gòu)象鏈段的構(gòu)象( (高分子的分子量及其分布空間排列方式高分子的分子量及其分布空間排列方式) ) 鏈段的運(yùn)動(dòng)鏈段的運(yùn)動(dòng) 鏈段的相互作用鏈段的相互作用n 宏觀性能宏觀性能 力學(xué)性能力學(xué)性能 結(jié)晶性能結(jié)晶性能 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子鏈分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)高分子鏈分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1 1、多重性。多重性。運(yùn)動(dòng)單元：側(cè)基、支鏈、鏈節(jié)、鏈段及整個(gè)大運(yùn)動(dòng)單元：側(cè)基、支鏈、鏈節(jié)、鏈段及整個(gè)大分子等。分子

32、等。 運(yùn)動(dòng)方式：鍵長(zhǎng)、鍵角的振動(dòng)或扭曲；側(cè)基、支鏈或鏈運(yùn)動(dòng)方式：鍵長(zhǎng)、鍵角的振動(dòng)或扭曲；側(cè)基、支鏈或鏈節(jié)的搖擺、旋轉(zhuǎn)；分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)及整個(gè)大分子的重心位移節(jié)的搖擺、旋轉(zhuǎn)；分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)及整個(gè)大分子的重心位移等。等。2 2、松弛性。、松弛性。具有時(shí)間依賴性的過(guò)程稱為松弛過(guò)程。具有時(shí)間依賴性的過(guò)程稱為松弛過(guò)程。 分子運(yùn)動(dòng)是一個(gè)速度過(guò)程，要達(dá)到一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提分子運(yùn)動(dòng)是一個(gè)速度過(guò)程，要達(dá)到一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提高溫度和延長(zhǎng)時(shí)間具有相同的效果，這稱為時(shí)高溫度和延長(zhǎng)時(shí)間具有相同的效果，這稱為時(shí)- -溫等效溫等效原理，或時(shí)原理，或時(shí)- -溫轉(zhuǎn)化效應(yīng)。溫轉(zhuǎn)化效應(yīng)。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料熱

33、行為熱行為熱塑性與熱固性熱塑性與熱固性n 熱塑性塑料熱塑性塑料：塑料加工固化冷卻以后，再次加熱仍然能夠達(dá)到流動(dòng)性，并可以塑料加工固化冷卻以后，再次加熱仍然能夠達(dá)到流動(dòng)性，并可以再次對(duì)其進(jìn)行加工成型，也就是說(shuō)具有良好的再加工性和再回收利用性，可重再次對(duì)其進(jìn)行加工成型，也就是說(shuō)具有良好的再加工性和再回收利用性，可重復(fù)循環(huán)。復(fù)循環(huán)。n 熱固性塑料：熱固性塑料：塑料經(jīng)過(guò)一次加熱成型固化以后，其形狀就因?yàn)榉肿渔渻?nèi)部進(jìn)行塑料經(jīng)過(guò)一次加熱成型固化以后，其形狀就因?yàn)榉肿渔渻?nèi)部進(jìn)行鉸鏈而使形狀達(dá)到穩(wěn)定，再次對(duì)其加熱也不能讓其再次達(dá)到粘流態(tài)，而對(duì)其進(jìn)鉸鏈而使形狀達(dá)到穩(wěn)定，再次對(duì)其加熱也不能讓其再次達(dá)到粘流態(tài)，而對(duì)

34、其進(jìn)行再次加工成型，也就是說(shuō)熱固性塑料不具有再次加工性和再回收利用性。行再次加工成型，也就是說(shuō)熱固性塑料不具有再次加工性和再回收利用性。(由單體直接形成網(wǎng)狀聚合物或通過(guò)交聯(lián)線型預(yù)聚體而形成，一旦形成交聯(lián)聚由單體直接形成網(wǎng)狀聚合物或通過(guò)交聯(lián)線型預(yù)聚體而形成，一旦形成交聯(lián)聚合物，受熱后不能再回到可塑狀態(tài)。制品不溶不融。合物，受熱后不能再回到可塑狀態(tài)。制品不溶不融。)n 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)輕、電絕緣、耐化學(xué)腐蝕、易成形加工等；質(zhì)輕、電絕緣、耐化學(xué)腐蝕、易成形加工等；n 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：力學(xué)性能比金屬材料差，表面硬度低，大多數(shù)品種易燃，耐熱性差力學(xué)性能比金屬材料差，表面硬度低，大多數(shù)品種易燃，耐熱性差。 材料概論

35、材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料Tg：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或或玻璃化溫度玻璃化溫度 Tf：高彈態(tài)與粘流態(tài)間的轉(zhuǎn)變溫度粘流粘流溫度或軟化溫度溫度或軟化溫度 Td：主鏈發(fā)生斷裂的化學(xué)分解溫度分解溫度。玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱為聚合物的力學(xué)三態(tài)稱為聚合物的力學(xué)三態(tài)。力學(xué)狀態(tài)力學(xué)狀態(tài) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料力學(xué)狀態(tài)力學(xué)狀態(tài)n 玻璃態(tài)（玻璃態(tài)（TTg）q模量高、形變小。具有虎克彈性行為，質(zhì)硬而脆模量高、形變小。具有虎克彈性行為，質(zhì)硬而脆q鏈段運(yùn)動(dòng)處于鏈段運(yùn)動(dòng)處于“凍結(jié)凍結(jié)”狀態(tài)，鏈節(jié)、側(cè)基、原子等在狀態(tài)，鏈節(jié)、側(cè)基、原子等在其平衡位置附

36、近做小范圍振動(dòng)其平衡位置附近做小范圍振動(dòng) 。n 高彈態(tài)（橡膠態(tài)高彈態(tài)（橡膠態(tài)TgTTf）q粘性流動(dòng)，不可逆變形粘性流動(dòng)，不可逆變形q整個(gè)分子鏈的移動(dòng)整個(gè)分子鏈的移動(dòng) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n 玻璃化轉(zhuǎn)變：從玻璃態(tài)到高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。玻璃化轉(zhuǎn)變：從玻璃態(tài)到高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。n 高聚物玻璃化轉(zhuǎn)變不象低分子的晶體向液體的轉(zhuǎn)變，它不是熱力高聚物玻璃化轉(zhuǎn)變不象低分子的晶體向液體的轉(zhuǎn)變，它不是熱力學(xué)上的相變，它處于非平衡狀態(tài)。學(xué)上的相變，它處于非平衡狀態(tài)。n 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg：從分子運(yùn)動(dòng)的角度看，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：從分子運(yùn)動(dòng)的角度看，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg是是大分子鏈

37、段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度。大分子鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度。n 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不象低分子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不象低分子的熔點(diǎn)是一個(gè)固定值，由于高聚物分的熔點(diǎn)是一個(gè)固定值，由于高聚物分子子的多分散性，它是一個(gè)溫度范圍，且隨外力作用的大小，加熱的多分散性，它是一個(gè)溫度范圍，且隨外力作用的大小，加熱的速度和測(cè)量的方法而改變。的速度和測(cè)量的方法而改變。n 玻璃化轉(zhuǎn)變是一個(gè)松弛過(guò)程。在時(shí)間尺度不變時(shí)，凡是加速鏈段玻璃化轉(zhuǎn)變是一個(gè)松弛過(guò)程。在時(shí)間尺度不變時(shí)，凡是加速鏈段運(yùn)動(dòng)速度的因素，如大分子鏈柔性的增大、分子間作用力減小等運(yùn)動(dòng)速度的因素，如大分子鏈柔性的增大、分子間作用力減小等結(jié)構(gòu)因素，都使結(jié)構(gòu)因素，都使Tg下降。下降。高分

38、子的玻璃化轉(zhuǎn)變高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n 的實(shí)用意義：高聚物特征溫度之一，表征高聚物的的實(shí)用意義：高聚物特征溫度之一，表征高聚物的指標(biāo)，可用來(lái)確定熱塑性塑料的最高使用溫度和橡膠指標(biāo)，可用來(lái)確定熱塑性塑料的最高使用溫度和橡膠的最低使用溫度。的最低使用溫度。 高于高于 不能作塑料用；不能作塑料用； 低于低于 不能當(dāng)橡膠用。不能當(dāng)橡膠用。Tgn常溫下處于玻璃態(tài)的高聚物通常用作塑料常溫下處于玻璃態(tài)的高聚物通常用作塑料n常溫下處于高彈態(tài)的高聚物通常用作橡膠常溫下處于高彈態(tài)的高聚物通常用作橡膠n粘流態(tài)是高聚物成型的最重要的狀態(tài)粘流態(tài)是高聚物成型的最重要的狀態(tài)高

39、分子的玻璃化轉(zhuǎn)變高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變TgTg 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料聚合物的典型應(yīng)力聚合物的典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線彈性形變彈性形變(開(kāi)始開(kāi)始A點(diǎn)點(diǎn))服從虎克定律，具有普彈性能；服從虎克定律，具有普彈性能； 運(yùn)動(dòng)單元：鍵長(zhǎng)、鍵角；運(yùn)動(dòng)單元：鍵長(zhǎng)、鍵角； eA為彈性伸長(zhǎng)極限。為彈性伸長(zhǎng)極限。強(qiáng)迫高彈形變強(qiáng)迫高彈形變(A點(diǎn)點(diǎn)E點(diǎn)點(diǎn))大形變，加熱可使形變恢復(fù)；大形變，加熱可使形變恢復(fù)； eY ：高聚物對(duì)抗永久形變的：高聚物對(duì)抗永久形變的能力；能力； 運(yùn)動(dòng)單元：鏈段。運(yùn)動(dòng)單元：鏈段。應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化 分子鏈取向排列，強(qiáng)度提高分子鏈取向排列，強(qiáng)度提高 運(yùn)動(dòng)單元：鏈段、大分子鏈

40、。運(yùn)動(dòng)單元：鏈段、大分子鏈。應(yīng)變應(yīng)力YABAYBAYBA-彈性極限；Y-屈服點(diǎn)；E-斷裂點(diǎn)硬塑料應(yīng)力纖維軟塑料應(yīng)變橡膠E 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料l分子量較大的晶態(tài)高聚物分子量較大的晶態(tài)高聚物Tm：分子無(wú)規(guī)排列，高彈態(tài)； Tf時(shí)：粘流態(tài)。 l一般分子量的晶態(tài)高聚物一般分子量的晶態(tài)高聚物 熔點(diǎn)Tm ：液體，粘流態(tài) Tm粘流溫度。l非完全晶態(tài)的高聚物非完全晶態(tài)的高聚物總的力學(xué)狀態(tài)將隨分子量的不同而變化。 力學(xué)狀態(tài)力學(xué)狀態(tài)晶態(tài)高聚物晶態(tài)高聚物 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料高分子的結(jié)晶高分子結(jié)晶有別于小分子無(wú)機(jī)物高分子結(jié)晶有別于小分子無(wú)機(jī)物的結(jié)晶。高分子

41、結(jié)晶是高分子鏈的結(jié)晶。高分子結(jié)晶是高分子鏈段折疊有序化的一個(gè)過(guò)程。通常段折疊有序化的一個(gè)過(guò)程。通常無(wú)法獲得無(wú)法獲得100%100%完美結(jié)晶高分子。完美結(jié)晶高分子。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料目前最小的聚合物晶體目前最小的聚合物晶體 1 Stephen Z. D. Cheng, Nature 448, 1006-1007(30 August 2007) 2 C. H. M. Weber et al, Nano Lett., 7 (7), 2024 -2029, 2007.Polyethylene (PE) nanoparticles with a hexagonal sh

42、ape (lateral size 25 nm, thickness 9 nm) were synthesized and stabilized in water under very mild conditions (15 oC, 40 atm) by a nickel-catalyzed polymerization in aqueous solution. 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料幾種典型的高分子材料幾種典型的高分子材料n聚乙烯n聚氯乙稀n聚苯乙烯n氟塑料n合成纖維 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料聚乙烯制品聚乙烯制品 材料概論材料概論 第四章

43、高分子材料第四章高分子材料聚乙烯聚乙烯(PE-Polyethylene)聚乙烯聚乙烯1939年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用 最廣泛。最廣泛。低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPE）在各種聚乙烯中產(chǎn)量最大，主要在各種聚乙烯中產(chǎn)量最大，主要 生產(chǎn)薄膜（制造食品袋、垃圾袋、大棚膜等）；生產(chǎn)薄膜（制造食品袋、垃圾袋、大棚膜等）； 約約10%用于生產(chǎn)注塑用品。用于生產(chǎn)注塑用品。線型低密度聚乙烯（線型低密度聚乙烯（LLDPE）主要用于生產(chǎn)薄膜，厚度比主要用于生產(chǎn)薄膜，厚度比 低密度聚乙烯更薄，制品性能更好。低密度聚乙烯更薄，制品性能更好。 用于生產(chǎn)扁絲，制造編織袋。

44、用于生產(chǎn)扁絲，制造編織袋。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n 高密度聚乙烯高密度聚乙烯q注塑制品：工業(yè)容器、家用器皿、玩具等。注塑制品：工業(yè)容器、家用器皿、玩具等。q中空吹塑制品：食品、藥品、化妝品的包裝瓶等。中空吹塑制品：食品、藥品、化妝品的包裝瓶等。q薄膜制品（約占薄膜制品（約占20%）：大量用于食品包裝。）：大量用于食品包裝。聚乙烯管材聚乙烯管材應(yīng)用領(lǐng)域主要有：生活用水和煤氣管道、農(nóng)業(yè)排灌應(yīng)用領(lǐng)域主要有：生活用水和煤氣管道、農(nóng)業(yè)排灌用管道以及圓珠筆內(nèi)的油墨管子等。用管道以及圓珠筆內(nèi)的油墨管子等。特點(diǎn)特點(diǎn) 質(zhì)輕、堅(jiān)韌耐磨，力學(xué)性能良好，使用壽命質(zhì)輕、堅(jiān)韌耐磨，力學(xué)性能良

45、好，使用壽命 長(zhǎng)，施工安裝簡(jiǎn)便，輸送阻力小、安全可靠，長(zhǎng)，施工安裝簡(jiǎn)便，輸送阻力小、安全可靠， 鋪設(shè)費(fèi)用低。鋪設(shè)費(fèi)用低。聚乙烯聚乙烯給水用HDPE管聚乙烯聚乙烯 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料n 超高分子量聚乙烯（超高分子量聚乙烯（UHMWPE）可作為工程塑料可作為工程塑料q在汽車、機(jī)械、原子能以及宇宙飛行等領(lǐng)域得到在汽車、機(jī)械、原子能以及宇宙飛行等領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。重要應(yīng)用。q具有優(yōu)異的耐沖擊和自潤(rùn)滑性，耐腐蝕、抗磨損、具有優(yōu)異的耐沖擊和自潤(rùn)滑性，耐腐蝕、抗磨損、不粘著等特性?？勺鼾X輪、軸套、滑板、儲(chǔ)罐襯不粘著等特性?？勺鼾X輪、軸套、滑板、儲(chǔ)罐襯里等。里等。聚乙烯聚乙烯

46、材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC- polyvinyl chloride) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料PSPS保溫板保溫板PSPS光纖光纖聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS-polystyrene） 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料氟塑料氟塑料聚四氟乙烯聚四氟乙烯（PTFE- Polytetraflouroethylene）。）。1950年首先由杜年首先由杜邦公司投產(chǎn)。有邦公司投產(chǎn)。有“塑料王塑料王”之稱。是高結(jié)晶度聚合物。之稱。是高結(jié)晶度聚合物。無(wú)熔融態(tài)無(wú)熔融態(tài)，分解溫度，分解溫度400 ，可在，可在260以下長(zhǎng)期使用

47、，耐低溫以下長(zhǎng)期使用，耐低溫達(dá)達(dá)-200 。力學(xué)性能優(yōu)異，力學(xué)性能優(yōu)異，光滑不粘，摩擦系數(shù)極小，具有自潤(rùn)滑性。光滑不粘，摩擦系數(shù)極小，具有自潤(rùn)滑性。耐化學(xué)腐蝕性極強(qiáng)耐化學(xué)腐蝕性極強(qiáng)，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑，能耐王水，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑，能耐王水及沸騰的氫氟酸。具有塑料中及沸騰的氫氟酸。具有塑料中最好的電絕緣性能最好的電絕緣性能。用于化工機(jī)械和容器的防腐、耐磨密封、電絕緣等。用于化工機(jī)械和容器的防腐、耐磨密封、電絕緣等。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料合成纖維合成纖維n 滌綸滌綸n 尼龍（錦綸）尼龍（錦綸）n 聚丙烯腈（腈綸、人造羊毛）聚丙烯腈（腈綸、人造羊毛） 材料概論

48、材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料討論：討論： 也請(qǐng)同學(xué)們舉一些例子。也請(qǐng)同學(xué)們舉一些例子。 想象一下現(xiàn)代生活如果沒(méi)有高分子材料，如何？想象一下現(xiàn)代生活如果沒(méi)有高分子材料，如何？高分子材料應(yīng)用極為廣泛高分子材料應(yīng)用極為廣泛應(yīng)用應(yīng)用 防彈背心、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、導(dǎo)彈殼體防彈背心、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、導(dǎo)彈殼體阿波羅登月飛船軟著陸降落傘繩、直升飛機(jī)吊阿波羅登月飛船軟著陸降落傘繩、直升飛機(jī)吊繩、人造衛(wèi)星電子部件等等。繩、人造衛(wèi)星電子部件等等。高分子的應(yīng)用高分子的應(yīng)用 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料保鮮膜保鮮膜n 性能要求性能要求q保鮮、保潔、自粘保鮮、保潔、自粘q安全、無(wú)毒安全、

49、無(wú)毒n 市場(chǎng)上的保鮮膜市場(chǎng)上的保鮮膜q聚乙烯（聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（PVC）、偏聚氯乙烯及其）、偏聚氯乙烯及其他材質(zhì)他材質(zhì) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料聚合物光盤基片聚合物光盤基片n 性能要求性能要求q高的透光率、光學(xué)純度、尺寸穩(wěn)定性和熱變形溫度，高的透光率、光學(xué)純度、尺寸穩(wěn)定性和熱變形溫度，較好的機(jī)械性能和加工性能、低的雙折射和成本等。較好的機(jī)械性能和加工性能、低的雙折射和成本等。n 主要材料主要材料：q聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、改性雙）、改性雙酚酚A環(huán)氧樹(shù)脂、非晶態(tài)聚烯烴等環(huán)氧樹(shù)脂、非晶態(tài)聚烯烴等 材料概論材

50、料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料功能高分子材料功能高分子材料醫(yī)用高分子醫(yī)用高分子 導(dǎo)電高聚物導(dǎo)電高聚物 液晶高分子液晶高分子 智能聚合物智能聚合物 高吸水性樹(shù)脂等高吸水性樹(shù)脂等 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料生物醫(yī)用高分子生物醫(yī)用高分子n 醫(yī)用高分子醫(yī)用高分子q人工生物體軟組織人工生物體軟組織q人工生物體硬組織人工生物體硬組織n 藥用高分子藥用高分子q高分子藥物高分子藥物q高分子載藥體系高分子載藥體系n 醫(yī)療器械與診斷材料醫(yī)療器械與診斷材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料生物醫(yī)用高分子生物醫(yī)用高分子醫(yī)用修復(fù)材料醫(yī)用修復(fù)材料 齲齒密封材料、外科縫合

51、線、齲齒密封材料、外科縫合線、 高分子繃托、高分子繃托、 眼球人工玻璃體、眼球人工玻璃體、 隱形眼鏡隱形眼鏡人工臟器人工臟器 人造皮膚、人工骨、肌肉腱、角膜、喉、食道、人人造皮膚、人工骨、肌肉腱、角膜、喉、食道、人工肺、腎、肝、心臟等。工肺、腎、肝、心臟等。在美國(guó)，每年有在美國(guó)，每年有幾百萬(wàn)件幾百萬(wàn)件人工器件或修復(fù)材料人工器件或修復(fù)材料植入病人體內(nèi)。植入病人體內(nèi)。 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料導(dǎo)電高聚物導(dǎo)電高聚物n 共軛結(jié)構(gòu)共軛結(jié)構(gòu)-CH=CH-CH=CH-CH=CH- 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料

52、導(dǎo)電高聚物應(yīng)用前景導(dǎo)電高聚物應(yīng)用前景n 二次電池、太陽(yáng)能電池二次電池、太陽(yáng)能電池n 傳感器傳感器n 電磁屏蔽材料電磁屏蔽材料n 隱身材料隱身材料n 金屬防腐金屬防腐 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料B-2 Bomber (American) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料F-117A Fighter (American) 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料A stealth ship 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料A stealth ship 材料概論材料概論 第四章高分子材料第四章高分子材料液晶高分子材料液晶高分子材料強(qiáng)度