高分子材料介紹

高分子材料介紹第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高分子材料：由大量一種或幾種較簡單結(jié)構(gòu)單元組成的大型分子，其中每一結(jié)構(gòu)單元都包含幾個連結(jié)在一起的原子，整個高分子所含原子數(shù)目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的，高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬。模擬高分子化合物高分子定義第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高分子的分類按來源分類天然高分子合成高分子熱塑性高分子熱固性高分子纖維素、木質(zhì)素材料淀粉材料甲殼素、殼聚糖材料其它多糖材料蛋白質(zhì)材料天然橡膠材料第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四按性能分類塑料：較好的機械強度，做結(jié)構(gòu)材料橡膠：良好的高彈性能，作彈性材料使用纖維：能抽絲成型較好的強度和撓曲性能涂料：一定條件下可以成膜粘合劑：對基材有很高的粘結(jié)性能功能高分子：具有特殊功能的高分子材料第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四按用途分類通用高分子功能高分子工程材料高分子仿生高分子醫(yī)用高分子高分子藥物高分子試劑高分子催化劑生物高分子在醫(yī)藥和生理有特殊要求也可看做功能高分子也屬于功能高分子塑料“四烯”橡膠“四膠”纖維“四綸”第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四按主鏈結(jié)構(gòu)碳鏈高分子：由C原子聯(lián)接而成雜鏈高分子：除C原子外，還含有氧氮硫等元素有機高分子無機高分子主鏈：硅氧鋁鈦硼等元素

側(cè)基：有機基團主鏈：無機元素或基團側(cè)基：無機元素或基團

第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高分子的結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)單個分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)，又稱一級結(jié)構(gòu)，包括構(gòu)造和構(gòu)型。

包括分子的大小與形態(tài)，鏈的柔順性及分子在各種環(huán)境中所采取的構(gòu)象包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，其中最重要的是結(jié)晶結(jié)構(gòu)。高分子在材料中的堆砌方式第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)框架圖第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高聚物結(jié)構(gòu)主要特點1．高分子是由很大數(shù)目（103—105數(shù)量級）的結(jié)構(gòu)單元組成的，每一個結(jié)構(gòu)單元相當(dāng)于一個小分子；2．一般高分子的主鏈都有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度，可以使主鏈卷曲而具有柔性；3．高分子結(jié)構(gòu)具有不均一性，即多分散性；4．各結(jié)構(gòu)單元間的相互作用（范德華力、氫鍵）對其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和物理性能有很重要的影響；5．高分子聚集態(tài)有晶態(tài)和非晶態(tài)之分，兩者共存，且晶態(tài)存在很多缺陷；6．成型加工過程中往往需要加入各種各樣的助劑：填料、色料等。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高分子材料應(yīng)用材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)是人類文明的重要里程碑。高分子料在當(dāng)今世界乃至未來的世紀(jì)都充當(dāng)著舉足重輕的角色，新時代的高分子材料更是與各行各業(yè)緊密不可分，如今有人將能源信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。高分子材料在各行業(yè)的應(yīng)用農(nóng)業(yè)建筑工程電氣工業(yè)包裝行業(yè)氣車行業(yè)醫(yī)學(xué)行業(yè)航空航天第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四

新產(chǎn)業(yè)的興起至興旺，需要新型材料給予支撐。而高分子材料早就充當(dāng)了多次這種角色。先進高分子結(jié)構(gòu)材料。光電高分子材料.高分子光通訊材料.生物高分子材料和高分子材料智能系統(tǒng)等新型材料的研發(fā)，需要不同行業(yè)支持和不同的技術(shù)支撐。鋼鐵、陶瓷、高分子這些傳統(tǒng)的材料之間的界限越來越模糊而融合也越來越明顯，通用材料也功能材料之間的相互滲透也越來越明顯等。性能越來越好的高分子材料在生活中，生產(chǎn)上應(yīng)用的越來越廣。第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四高分子材料伴隨著石化工業(yè)的發(fā)展取得了極大的進展。近年來,高分子材料的新型發(fā)展方向已經(jīng)逐漸拓展到醫(yī)用、通訊、光電等方面。同時,高分子材料的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用也為高分子材料本身提出了更高的要求。要求高分子材料在基本性能和功能上更加提高,在綠色合成化學(xué)、環(huán)境友好加工上做出更大的進步,以適應(yīng)和改善由于工業(yè)快速發(fā)展而帶來的環(huán)境污染、能源緊缺及人類生存空間縮小等問題。第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四20世紀(jì)80年代以來一場與相適應(yīng)的“新材料革命”蓬勃興起功能材料是新材料發(fā)展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位。由于其原料豐富種類繁多發(fā)展十分迅速已成為新技術(shù)革命必不可少的關(guān)鍵材料功能高分子材。功能高分子材料功能高分子材料光、電、磁高分子材料生物醫(yī)藥高分子材料吸附與分離、催化、傳感材料信息高分子材料第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電高分子材料通常是指一類具有導(dǎo)電功能（包括半導(dǎo)電性、屬導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性）、電導(dǎo)率在10-6S/cm以上的聚合物材料。這類高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜，以及電導(dǎo)率可在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)（10-9到S/cm）的范圍里變化。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料聚乙炔、聚苯硫醚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等炭黑添加型導(dǎo)電高分子材料金屬添加型導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電高分子材料第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)電高分子材料在電子元器件開發(fā)中的應(yīng)用在塑料薄膜太陽能電池開發(fā)中的應(yīng)用在新型航空材料開發(fā)中的應(yīng)用

在生物材料開發(fā)中的應(yīng)用第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)熱高分子材料幾乎所有的高分子材料在具有輕質(zhì)高強、易加工、絕緣性好的同時，還具有導(dǎo)熱率低的特點。要使高分子材料具有較好的導(dǎo)熱性，就必須改變其結(jié)構(gòu)或成分。通常都是將高導(dǎo)熱的無機填料填充到聚合物中來實現(xiàn)的。第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)熱高分子主要研究成果絕緣導(dǎo)熱橡膠絕緣導(dǎo)熱熱固樹脂絕緣導(dǎo)熱熱塑樹脂第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四磁性高分子材料復(fù)合型磁性高分子材料鐵氧體類永磁復(fù)合材料稀土類永磁復(fù)合材料納米晶磁性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)型磁性高分子材料自由基聚合物金屬有機磁性高分子茂金屬化合物磁性高分子微球第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四光功能高分子材料在光的作用下實現(xiàn)對光的傳輸吸收貯存轉(zhuǎn)換的高分子材料，即為光功能高分子材料。近年來在數(shù)據(jù)傳輸能量轉(zhuǎn)換和降低電阻率等方面的應(yīng)用，增長迅速感光性樹脂由感光基團或光敏劑吸收光的能量，后迅速改變分子內(nèi)或分子間的化學(xué)結(jié)構(gòu)引起物理和化學(xué)變化，光致變色高分子，具有光色基團不同波長的光對其照射時會呈現(xiàn)不同的顏色，而當(dāng)其受到特定波長照射后又會恢復(fù)為原來的顏色。利用這種可逆反應(yīng)可以實現(xiàn)信息的存儲信號的顯示和材料的隱蔽應(yīng)用前景十分誘人。第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子藥用高分子醫(yī)用高分子材料材料科學(xué)應(yīng)用于生物醫(yī)療的交叉學(xué)科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復(fù)某些組織器官的功能。新型高分子藥物具有緩釋、長效、低毒的特點第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四分子識別與溫度響應(yīng)復(fù)合智能材料復(fù)合智能線型高分子復(fù)合智能微球復(fù)合智能膜用于親合吸附的復(fù)合智能膜用于控制釋放的復(fù)合智能開關(guān)膜用于手性拆分的復(fù)合智能開關(guān)膜第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期四離子交換高分子材料研究離子交換樹脂的品種很多，因化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的功能和特性，適應(yīng)于不同的用途。應(yīng)用樹脂要根據(jù)工藝要求和物料的性質(zhì)選用適當(dāng)?shù)念愋秃推贩N。具體可應(yīng)用于：水處理、食品工業(yè)、制藥行業(yè)、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護、濕法冶金等其他重要領(lǐng)域。第24頁，共26頁，2023年，2月