高分子化學(xué)全套課件

高分子化學(xué)全套PPT課件12024/1/28高分子化學(xué)概述高分子合成方法高分子結(jié)構(gòu)與性能高分子物理與化學(xué)性質(zhì)高分子材料制備與加工高分子材料應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢contents目錄22024/1/2801高分子化學(xué)概述32024/1/28研究高分子化合物合成、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用的科學(xué)。從天然高分子到合成高分子，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程，現(xiàn)已成為化學(xué)領(lǐng)域的重要分支。高分子化學(xué)定義與發(fā)展發(fā)展歷程高分子化學(xué)定義42024/1/28分類根據(jù)來源可分為天然高分子和合成高分子；根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為線型、支鏈型和體型高分子。特點(diǎn)高分子化合物具有相對分子質(zhì)量大、分子鏈長、多分散性、物理和化學(xué)性質(zhì)獨(dú)特等特點(diǎn)。高分子化合物分類與特點(diǎn)52024/1/28123高分子材料在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，高分子化學(xué)研究對材料性能提升和創(chuàng)新具有重要意義。材料領(lǐng)域生物體內(nèi)存在大量高分子化合物，如蛋白質(zhì)、多糖等，高分子化學(xué)研究有助于揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。生命科學(xué)高分子材料在環(huán)境中的降解和污染問題日益嚴(yán)重，高分子化學(xué)研究有助于開發(fā)環(huán)境友好型高分子材料和治理技術(shù)。環(huán)境保護(hù)高分子化學(xué)研究意義62024/1/2802高分子合成方法72024/1/28自由基加聚反應(yīng)通過引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，引發(fā)單體自由基鏈?zhǔn)骄酆?，生成高分子化合物。陰離子加聚反應(yīng)在陰離子引發(fā)劑作用下，單體進(jìn)行陰離子鏈?zhǔn)骄酆?，得到高分子化合物。陽離子加聚反應(yīng)在陽離子引發(fā)劑作用下，單體進(jìn)行陽離子鏈?zhǔn)骄酆?，生成高分子化合物。加聚反?yīng)合成法82024/1/2803界面縮聚兩種高活性單體分別溶于兩種互不相溶的溶劑中，在界面上發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高分子化合物。01熔融縮聚在加熱和減壓條件下，單體通過縮聚反應(yīng)生成高分子化合物。02溶液縮聚在溶劑中進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成高分子化合物?？s聚反應(yīng)合成法92024/1/28陽離子開環(huán)聚合環(huán)狀單體在陽離子引發(fā)劑作用下開環(huán)聚合生成高分子化合物。陰離子開環(huán)聚合環(huán)狀單體在陰離子引發(fā)劑作用下開環(huán)聚合生成高分子化合物。配位開環(huán)聚合環(huán)狀單體在金屬催化劑作用下開環(huán)聚合生成高分子化合物。開環(huán)聚合合成法102024/1/28通過基團(tuán)轉(zhuǎn)移劑將增長鏈自由基上的活性基團(tuán)轉(zhuǎn)移給單體，生成新的增長鏈自由基和新的單體自由基，實(shí)現(xiàn)鏈增長?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移聚合通過逐步反應(yīng)使分子鏈不斷增長，最終得到高分子化合物。逐步聚合包括縮聚反應(yīng)、聚加成反應(yīng)和聚合解反應(yīng)等類型。逐步聚合利用特殊的引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑控制自由基聚合過程中的鏈增長和鏈終止，實(shí)現(xiàn)活性/可控自由基聚合，得到分子量分布窄、結(jié)構(gòu)規(guī)整的高分子化合物?；钚?可控自由基聚合其他合成方法112024/1/2803高分子結(jié)構(gòu)與性能122024/1/28包括化學(xué)組成、鍵接方式、空間排列、構(gòu)型等。鏈的近程結(jié)構(gòu)涉及分子鏈的大小和形態(tài)，如鏈長、鏈的柔順性、分子鏈的構(gòu)象等。鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)支鏈和交聯(lián)點(diǎn)的存在對高分子材料的性能有顯著影響。鏈的支化與交聯(lián)高分子鏈結(jié)構(gòu)132024/1/28包括結(jié)晶條件、晶胞參數(shù)、結(jié)晶度等。高分子的結(jié)晶態(tài)涉及無定形區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對性能的影響。高分子的非晶態(tài)在外力作用下，高分子鏈沿特定方向排列的現(xiàn)象。高分子的取向態(tài)某些高分子在一定條件下能形成液晶態(tài)，具有獨(dú)特的物理性質(zhì)。高分子的液晶態(tài)高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)142024/1/28物理性能包括強(qiáng)度、韌性、硬度、耐磨性等。力學(xué)性能化學(xué)性能加工性能01020403涉及高分子材料的可加工性、成型工藝等。如密度、熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率等。如耐腐蝕性、耐氧化性、耐候性等。高分子性能概述152024/1/28聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系結(jié)晶度、取向度等因素對高分子材料的力學(xué)性能、熱性能等有顯著影響。共混與復(fù)合對性能的影響通過共混或復(fù)合可以顯著改善高分子材料的某些性能，如增強(qiáng)韌性、提高耐候性等。分子量與性能的關(guān)系一般來說，分子量越大，高分子材料的力學(xué)性能越好，但加工性能可能變差。鏈結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系不同鏈結(jié)構(gòu)的高分子具有不同的性能特點(diǎn)，如柔順性好的高分子鏈往往具有較好的彈性。結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系162024/1/2804高分子物理與化學(xué)性質(zhì)172024/1/28高分子溶解過程高分子溶液粘度高分子溶液流變性高分子溶液穩(wěn)定性高分子溶液性質(zhì)溶解熱力學(xué)和動力學(xué)，溶劑選擇及溶解條件剪切變稀和剪切增稠現(xiàn)象，觸變性粘度與分子量關(guān)系，粘度測定方法高分子聚集和沉淀，穩(wěn)定性影響因素182024/1/28凝膠形成過程溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，凝膠結(jié)構(gòu)和性質(zhì)凝膠強(qiáng)度與韌性交聯(lián)度對凝膠強(qiáng)度影響，增強(qiáng)凝膠韌性的方法凝膠溶脹與消溶脹溶脹動力學(xué)和熱力學(xué)，消溶脹過程凝膠應(yīng)用吸附與分離，生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，智能材料高分子凝膠性質(zhì)192024/1/28高分子膜制備方法，膜結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征膜結(jié)構(gòu)與形態(tài)膜滲透性膜選擇性膜穩(wěn)定性與壽命滲透系數(shù)與膜結(jié)構(gòu)關(guān)系，滲透性影響因素分離原理及選擇性影響因素，提高選擇性的方法老化機(jī)理及影響因素，提高穩(wěn)定性和壽命的方法高分子膜性質(zhì)202024/1/28纖維結(jié)構(gòu)與形態(tài)纖維制備方法，纖維結(jié)構(gòu)和形態(tài)表征纖維力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度、模量和韌性等力學(xué)性能及影響因素纖維熱性能熱穩(wěn)定性、熱收縮和熱膨脹等熱性能及影響因素纖維功能化與應(yīng)用功能纖維的制備與應(yīng)用領(lǐng)域高分子纖維性質(zhì)212024/1/2805高分子材料制備與加工222024/1/28ABCD塑料制備與加工塑料原料選擇與預(yù)處理包括合成樹脂、填料、增塑劑、穩(wěn)定劑等原料的選擇及預(yù)處理方法。塑料加工設(shè)備與模具介紹塑料加工中常用的設(shè)備如注塑機(jī)、擠出機(jī)、吹塑機(jī)等，以及模具的設(shè)計(jì)與制造。塑料成型工藝詳細(xì)闡述注塑、擠出、吹塑、壓延等成型工藝的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。塑料制品質(zhì)量控制與檢測分析塑料制品常見的質(zhì)量問題，提出相應(yīng)的控制措施及檢測方法。232024/1/28橡膠混煉與塑煉闡述橡膠混煉、塑煉的目的、方法及設(shè)備。分析橡膠制品的物理機(jī)械性能、耐老化性能等，探討橡膠制品的應(yīng)用領(lǐng)域。橡膠制品性能檢測與應(yīng)用介紹天然橡膠、合成橡膠等原料的性能及配方設(shè)計(jì)原則。橡膠原料與配方設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹橡膠的壓延、擠出、模壓等成型工藝及硫化的原理、方法。橡膠成型與硫化橡膠制備與加工242024/1/28纖維制備與加工纖維原料與分類纖維制品性能檢測與應(yīng)用纖維紡絲工藝?yán)w維后處理與加工介紹天然纖維、化學(xué)纖維等原料的來源、分類及性能特點(diǎn)。闡述熔融紡絲、濕法紡絲、干法紡絲等紡絲工藝的原理及設(shè)備。包括纖維的拉伸、熱定形、卷曲等后處理工藝及纖維制品的加工方法。分析纖維制品的力學(xué)性能、熱性能等，探討纖維制品的應(yīng)用領(lǐng)域。252024/1/28涂料制備工藝闡述涂料的研磨分散、調(diào)色配色、過濾包裝等制備工藝及設(shè)備。涂料施工與干燥詳細(xì)介紹涂料的施工方法如刷涂、噴涂等，以及涂料的干燥過程及影響因素。涂料原料與配方設(shè)計(jì)介紹涂料的基本組成及配方設(shè)計(jì)原則，包括成膜物質(zhì)、顏料、溶劑等原料的選擇。涂料和膠粘劑制備與應(yīng)用262024/1/28涂料性能檢測與應(yīng)用分析涂料的物理性能、化學(xué)性能等，探討涂料的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢。膠粘劑原料與分類介紹膠粘劑的基本組成及分類，包括天然膠粘劑、合成膠粘劑等。膠粘劑制備工藝闡述膠粘劑的合成方法、配方設(shè)計(jì)原則及制備工藝。涂料和膠粘劑制備與應(yīng)用272024/1/28涂料和膠粘劑制備與應(yīng)用膠粘劑粘接原理與技術(shù)詳細(xì)介紹膠粘劑的粘接原理，以及影響粘接強(qiáng)度的因素和提高粘接強(qiáng)度的方法。膠粘劑性能檢測與應(yīng)用分析膠粘劑的力學(xué)性能、耐老化性能等，探討膠粘劑的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢。282024/1/2806高分子材料應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢292024/1/28包裝材料高分子材料在包裝領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料包裝材料。包裝薄膜高分子包裝薄膜具有優(yōu)異的阻隔性能、耐候性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于食品、藥品、日用品等領(lǐng)域。包裝容器高分子材料制成的包裝容器具有重量輕、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，如PET塑料瓶、高分子復(fù)合材料包裝罐等。發(fā)展趨勢隨著環(huán)保意識的提高，可降解高分子包裝材料、生物基高分子包裝材料等將成為未來包裝領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。包裝領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢分析302024/1/28建筑領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢分析建筑結(jié)構(gòu)材料高分子材料在建筑領(lǐng)域中可用作結(jié)構(gòu)材料，如玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)塑料等。建筑裝飾材料高分子裝飾材料具有質(zhì)輕、美觀、易加工等優(yōu)點(diǎn)，如PVC地板、壁紙、高分子復(fù)合材料門窗等。保溫隔熱材料高分子保溫隔熱材料具有優(yōu)異的保溫隔熱性能和環(huán)保性，如聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。發(fā)展趨勢隨著建筑工業(yè)化和綠色建筑的發(fā)展，高性能、多功能、環(huán)保型高分子建筑材料將成為未來建筑領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。312024/1/28汽車工業(yè)航空航天軌道交通發(fā)展趨勢交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢分析高分子復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，如碳纖維增強(qiáng)塑料用于飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼等部件。高分子材料在軌道交通領(lǐng)域中可用于制造列車內(nèi)飾件、座椅、地板等。隨著新能源汽車和輕量化技術(shù)的發(fā)展，高性能、環(huán)保型高分子材料將在交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。高分子材料在汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用，如汽車內(nèi)飾件、外飾件、密封件等。322024/1/28生物醫(yī)用材料：高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中可用作生物醫(yī)用材料，如醫(yī)用塑料、醫(yī)用橡膠等。這些材料具有良好的生物相容性和耐腐蝕性，可用于制造醫(yī)療器械、人工器官等。藥物載體：高分子材料可作為藥物載體，用于實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋、控釋和靶向輸送，提高藥物治療效果并降低副作用。組織工程支架