1高分子的基本概念解析

高分子材料加工基礎(chǔ)2022/12/301高分子材料加工基礎(chǔ)主要內(nèi)容高分子材料加工基礎(chǔ)高分子材料加工的基礎(chǔ)理論---高分子物理

橡膠與塑料制品的原材料和配方組成橡膠與塑料制品的主要加工工藝2022/12/302學(xué)習(xí)要求理解并駕馭如下內(nèi)容：高分子的結(jié)構(gòu)特征；高分子材料結(jié)構(gòu)與性能（加工、運用）的關(guān)系；橡膠與塑料制品原材料的種類與特性；高分子材料的典型成型工藝（原理、設(shè)備、加工過程）。2022/12/303教材及參考書教材：《橡膠及塑料加工工藝》（張海、趙素合主編，化學(xué)工業(yè)出版社）參考書：《高分子物理》（何曼君等編寫、復(fù)旦高校出版社）；《現(xiàn)代橡膠工藝學(xué)》（楊清芝主編、中國石化出版社）；《塑料成型工藝學(xué)》（黃銳主編、中國輕工業(yè)出版社）等。2022/12/304第一章高分子材料加工基礎(chǔ)理論2022/12/305高分子材料加工基礎(chǔ)主要內(nèi)容第一節(jié)高分子的基本概念其次節(jié)高分子鏈的結(jié)構(gòu)第三節(jié)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)第四節(jié)高聚物的分子運動和熱轉(zhuǎn)變第五節(jié)高聚物的彈性和力學(xué)松弛現(xiàn)象第六節(jié)高聚物的屈服、斷裂和強(qiáng)度第七節(jié)高聚物的流變性質(zhì)結(jié)構(gòu)性能大分子運動論2022/12/306第一節(jié)高分子的基本概念主要內(nèi)容：1）高分子材料的發(fā)展歷史；2）高分子化合物的基本概念及特征。學(xué)習(xí)要求：1）駕馭高分子化合物的定義、特征；2）了解高分子的命名方法及分類。2022/12/307一、高分子材料的發(fā)展歷史簡介1.1高分子科學(xué)的萌芽時期近代化學(xué)發(fā)展于18世紀(jì)初，提出純物質(zhì)和簡潔化合物的概念（精確的組成和固定的熔點、沸點和相對分子質(zhì)量）。新的化合物：不能用一般的方法提純，沒有固定的熔點，相對分子質(zhì)量也無法用常規(guī)的方法測定。膠體締合論觀點：這種物質(zhì)不是純粹的化合物，而是由小分子化合物通過某種分子間的相互作用力締合而成的膠體；19世紀(jì)末高分子的概念起先萌芽：長鏈大分子設(shè)想并試驗合成出聚合度為30（分子量超過1000）的單分散性多肽。2022/12/3081.2高分子科學(xué)的創(chuàng)立理論1920年，德國化學(xué)家施陶丁格（H.Staudinger）發(fā)表論文“論聚合”，首次運用了“大分子”的概念，他認(rèn)為：大分子是由數(shù)以萬計的原子組成的長鏈結(jié)構(gòu)，它們的相對分子質(zhì)量可以高達(dá)幾萬、幾十萬甚至上百萬，在它們的分子中包含了很多以共價鍵連接在一起的、結(jié)構(gòu)相同的重復(fù)單元?？茖W(xué)依據(jù)1932用膜滲透壓法、端基分析法測分子量，證明大分子是一個分子而不是膠體，有確定的分子量；1953年，施陶丁格以“鏈狀”大分子物質(zhì)的發(fā)覺而獲諾貝爾化學(xué)獎，從今高分子科學(xué)作為一個學(xué)科而被確立。2022/12/3091.3高分子化合物的發(fā)展歷史1.3.1自然高分子時期（20世紀(jì)以前）棉、麻、絲等自然高分子的利用（自古以來）；15世紀(jì)以前，南美洲人已經(jīng)發(fā)覺并利用自然橡膠；自然橡膠的工業(yè)化1826年，Hancock獨創(chuàng)了開放式煉膠機(jī)；1839年，Goodyear獨創(chuàng)了橡膠的硫化方法。

這兩項獨創(chuàng)奠定了橡膠工業(yè)化的加工基礎(chǔ)；2022/12/30101.3.2合成高分子時期合成高分子材料發(fā)展的興盛時期：20世紀(jì)30年頭～80年頭。1846年，發(fā)覺第一個人造高分子產(chǎn)品---硝酸纖維素；1907年，第一個合成高分子---酚醛樹脂投產(chǎn)；70年頭以后，高分子聚合物的改性；賽璐珞2022/12/3011合成高分子的發(fā)展趨勢：大分子的納米結(jié)構(gòu)和自組裝；合成大分子與生物和仿生相關(guān)的探討；以光、電、磁等為目的的功能高分子探討；以環(huán)保為目的的自然及合成大分子探討。2022/12/3012二、高分子的定義及其特征2.1高分子化合物的定義：假如某種物質(zhì)的相對分子量達(dá)到104以上，原子間以共價鍵相連接，且化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)不因分子量稍有不同而變更，那么該化合物就可稱為高分子化合物。2022/12/30132.2高分子的基本特征分子量很高或分子鏈很長——這是高分子化合物最根本的特點；高分子是由很大數(shù)目的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵相連接而成的；（均聚物、共聚物）高分子的結(jié)構(gòu)具有不均一性（多分散性）；大多數(shù)高分子的分子鏈具有確定的柔順性。2022/12/3014三、高分子化合物的命名依據(jù)單體的名稱命名如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等依據(jù)聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征命名如聚酯(-COO-)、聚酰胺（-NHCO-）、聚氨酯(-NHOCO-)等依據(jù)聚合物的組成命名酚醛樹脂、丁苯橡膠、乙丙橡膠等2022/12/3015三、高分子化合物的命名依據(jù)商品名或習(xí)慣名命名如尼龍-聚酰胺、氨綸-聚氨基甲酸酯、有機(jī)玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯等IUPAC的系統(tǒng)命名法在聚合物的重復(fù)單元的系統(tǒng)命名前冠以“聚”字，如聚（1-氯代乙烯）。2022/12/3016四、高分子化合物的分類1.依據(jù)高分子的來源分類自然高分子：是指在自然界中存在的高分子化合物。如棉花、蠶絲、淀粉、蛋白質(zhì)、木材、自然橡膠等都是自然高分子材料。人造高分子：是將自然高分子經(jīng)化學(xué)處理后制成的高分子化合物。如硝酸纖維素、醋酸纖維素等。合成高分子：是由小分子化合物用化學(xué)方法聚合得到的高分子化合物，現(xiàn)在大部分高聚物都是人工合成的。2022/12/3017四、高分子化合物的分類2.依據(jù)高分子的用途來分類橡膠、塑料、纖維、粘合劑、涂料和功能高分子3.按大分子主鏈結(jié)構(gòu)分類碳鏈高分子、雜鏈高分子和元素有機(jī)高分子。2022/12/3018五、高分子材料的應(yīng)用－塑料塑料閥體塑料把手塑料齒輪塑料軸承2022/12/3019五、

高分子材料的應(yīng)用－橡膠密封圈輪胎輸送帶膠管手套膠鞋防水褲2022/12/3020五、高分子材料的應(yīng)用-纖維、涂料、粘合劑聚酯纖維聚酰胺纖維聚乙烯纖維聚氨酯纖維抗靜電高分子涂料高分子防水涂料粘合劑2022/12/3021高分子材料快速發(fā)展的緣由具有優(yōu)良的性能：運用性能：質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、透亮；加工性能：溫度低，可塑性高，易加工成型；原材料資源豐富，且價格低廉。煉油廠的廢氣和重油；焦炭廠煉焦時產(chǎn)生的廢氣和焦油。2022/12/3022化學(xué)鍵離子鍵：成鍵的兩個原子，一個將其價電子貢獻(xiàn)給另一個原子，所產(chǎn)生相反電荷的離子相互吸引形成離子鍵。如H-CL共價鍵：原子之間通過共用電子對而產(chǎn)生的結(jié)合作用。金屬鍵：金屬元素往往失掉自己的價電子，形成圍繞原子四周的電子云，這些價電子不屬于任何一個特定的原子，而是在電子云中自由運動，它們之間形成的結(jié)合力，就稱為金屬鍵。2022/12/3023不同大小分子結(jié)構(gòu)示意圖葡萄糖（C6H12O6）的分子結(jié)構(gòu)圖甲醛(HCHO)分子結(jié)構(gòu)胰島素分子(51個氨基酸）的空間結(jié)構(gòu)碳、氮、和氧原子分別用黃色、藍(lán)色、和紅色顯示2022/12/3024高分子化合物的合成高分子化合物是由低分子物質(zhì)經(jīng)過聚合反應(yīng)得到的，因此又稱為聚合物或高聚物。單體：能夠聚合成高分子的低分子物質(zhì)。2022/12/3025單體應(yīng)具備的條件要求：必需具有能同相鄰的分子形成化學(xué)鍵的實力。條件：分子中含有兩個或兩個以上可反應(yīng)基團(tuán)的化合物，如HO----OH，HOOC---COOH等；具有不飽和雙鍵的烯烴類化合物，如CH2＝