材料化学第8章高分子材料讲述
材料化学 高分子材料PPT课件
M050111108
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各种各样的高分子材料
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高分子材料定义
高分子材料：macromolecular material， 以高分子化合物为基础的材料。高分子材料 是由相对分子质量较高的化合物构成的材料， 包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高 分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。 所有的生命体都可以看作是高分子的集合体。
首先将乳酸分子间脱水, 生成环状的丙交酯; 然后将丙交酯开环聚合生成高聚物。 这种反应可以合成分子量高达70 万到100 万的PLA。 丙交酯精制中需多次提纯与重结晶——价格昂贵
11
丙交酯开环聚合——聚合时间与聚合 物相对分子质量的关系
12
聚乳酸的两种聚合方法
13
聚乳酸的聚合方法
▪ 3 直接- 固相聚合——由直接熔融聚合得 到低分子量聚乳酸预聚物, 进一步进行固相聚 合提高聚合物分子量的新方法。
成高分子材料 ；
▪ 高分子材料按特性分类 为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子
涂料和高分子基复合材料等 ；
▪ 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如： PP、
PE、PVC
6
高分子材料分类
②杂链高聚物：分子主链由C、O、N、P等原子构成。 如：聚酰胺、聚酯、硅油
③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些 杂原子组成的高分子。如：硅橡胶
16
溶剂回流脱水法——聚合时间与聚合 物相对分子质量的关系
17
高分子材料化学重点知识点总结
水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。
造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。
日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。
壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。
1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。
第二章、离子交换树脂离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。
（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。
离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。
（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（3H）；阴离子交换树脂（3）；两性离子交换树脂离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式）离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生；b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。
高分子材料基础知识讲解分析课件
03
增塑改性
利用纤维、晶须等增强材料，提 高聚合物的强度、模量等力学性 能。
添加增塑剂，降低聚合物的玻璃 化转变温度，改善聚合物的柔韧 性、加工性能和溶解性。
高分子材料的加工成型技术
挤出成型
通过螺杆挤出机将高分子材料 加热熔融，经过口模形成各种
型材。
注射成型
利用注射机将高分子材料加热 熔融，注入模具中冷却固化， 形成各种制品。
详细描述
高分子材料具有许多独特的物理和化学性质，这些性质使其在许多领域中得到了广泛应用。例如，高 分子材料具有良好的绝缘性，可用于制造电线绝缘层和电子元件；质轻、强度高、耐磨、耐腐蚀等特 性使其在汽车、航空航天、建筑、医疗等领域得到广泛应用。
高分子材料的应用领域
总结词
高分子材料在许多领域中都有广泛的应用，如建筑、 汽车、航空航天、电子、医疗等。
高分子材料的性能参数
力学性能
如弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率等。
电性能
如电导率、介电常数、介电强度等。
热性能
如热膨胀系数、热导率、玻璃化转变温度等 。
光学性能
如透光率、折射率等。
04
高分子材料的改性与加工
高分子材料的化学改性
共聚改性
通过在高分子链中引入其 他单体，形成共聚物，改 变聚合物的性质，如极性 、韧性、结晶度等。
高分子复合材料
探索高分子与其它材料（如陶瓷、金 属等）的复合方式，以提高材料的综 合性能。
高分子智能材料
研究具有自适应、自修复、刺激响应 等智能特性的高分子材料。
高分子生物材料
开发用于生物医学领域的高分子材料 ，如组织工程、药物传递和生物传感 器等。
高分子材料的发展趋势
绿色环保
第八章 高分子材料的化学反应2
聚合物化学反应分类
分类方法： 聚合物的性能取决于其结构和 X 。聚 n 合物化学反应种类很多，根据 和基团（侧基和 Xn 端基）的变化分为：
X 基本不变而仅限于侧基和（或端基）变化的反 n
应—称作相似转变。
的反应—如交联、接枝、嵌段、扩链等。 Xn
—如解聚、降解、分解和老化等。 Xn 的反应
二、聚合物作为链转移剂
原理：将某些聚合物A溶于另一引发剂单体B中加 热，单体均聚的的同时，初级自由基或链自由基 向聚合物链转移，在主链上形成新的活性点，引 发单体B接枝聚合。
接枝效率取决于链转移常数：一般链转移常数很 小，结果产物可能是大量的A均聚物、B均聚物和 少量的AB接枝共聚物。
提高效率的方法：将链转移常数较高的基团(如SH,-NR2,-CH2R)引到原始聚合物中。
邻近基团效应
邻近基团的静电效应：
当涉及酸碱催化过程、有离子态反应物或离子生 成物参与反应时,反应进行到后期,未反应基团的进 一步反应会受到邻近带电荷基团的静电作用而改 变速率
例，聚丙烯酰胺的水解反应 已水解生成的羧基负 离子对邻近未水解酰胺基团上带部分正电荷的羰 基的吸引而容易靠近，有利于羰基上胺基的离去 而完成水解过程。反应式:
8.1 引言
聚合物化学反应：以聚合物为反应物的化学反应。大 分子参加反应的部位可以是分子主链，也可以是侧基 研究目的 改性：对天然或合成的高聚物进行化学改性，赋予其 更优异和特殊的性能，开辟新的用途。 如：将纤维素乙酰化、硝化或醚化，能得到纤维素的醋 酸酯、硝酸酯或纤维素醚，用于生产人造丝、清漆、 薄膜。 合成：合成某些不能直接通过单体聚合而得到的聚合 物。 例如：PVA和维尼纶等的合成。 研究聚合物结构：了解聚合物的破坏的原因及规律。 如，聚合物老化问题，提出防老化的措施。
第8章_高分子材料的腐蚀及腐蚀材料
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8.1.3 高分子化合物的基本性质
(1)质轻 高分子材料都比金属轻，一般相对密度在1～2之间。 (2)高比强度 由于一个高分子化合物中有几万个甚至百万个原子， 而且分子的长度超过直径几万倍，是细长的，分子与分子之间的接 触点很多，相互之间的作用力就很大；同时，高分子化合物的分子 链是卷曲的，互相纠缠在一起，因此，高分子化合物具有高比强度 的特性。 (3)弹性 由于高分子化合物的分子链卷曲、纠缠在一起，当用力去 拉它的时候，这种卷曲的分子可以被拉得长一些，但去掉拉力之后， 又恢复到原来卷曲的形状。 (4)可塑性 由于高分子化合物是由许多很长的分子链构成的，当链 的某一部分受热时，其他部分尚受热不多，甚至还没有受热。
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8.3.9 物理老化 8.3.9.1 概述 8.3.9.2 物理老化的特点 8.3.9.3 物理老化对性能的影响 8.4 高分子基复合材料的腐蚀 8.4.1 腐蚀环境 8.4.1.1 温度 8.4.1.2 环境 8.4.2 高分子基复合材料的腐蚀机制 8.5 耐腐蚀高分子材料 8.5.1 树脂 8.5.1.1 酚醛树脂
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8.5.1.2 环氧树脂 8.5.1.3 不饱和聚酯 8.5.1.4 呋喃树脂 8.5.1.5 复合树脂 8.5.2 塑料 8.5.2.1 聚氯乙烯 8.5.2.2 聚丙烯 8.5.2.3 聚乙烯 8.5.2.4 氟塑料 8.5.3 橡胶 8.5.3.1 天然橡胶 8.5.3.2 氯化橡胶
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8.1 高分子材料
8.1.1 8.1.2 8.1.3
概述 高分子化合物的结构 高分子化合物的基本性质
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8.1.1 概述
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高分子材料化学
高分子材料化学高分子材料是一种由大量重复单元组成的聚合物材料，具有较高的分子量和相对较高的分子量分布。
它们在日常生活和工业生产中起着重要作用，广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等领域。
高分子材料化学是研究高分子聚合物结构、性能和应用的学科，对于推动材料科学和工程技术的发展具有重要意义。
高分子材料的化学结构多样，可以通过不同的化学合成方法来获得具有不同性质的高分子材料。
其中，聚合反应是制备高分子材料的关键步骤之一。
聚合反应可分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子共聚合等多种类型，每种类型的聚合反应都有其特定的适用范围和条件。
在聚合反应中，单体的选择、反应条件的控制和催化剂的运用都对高分子材料的结构和性能产生重要影响。
高分子材料的结构对其性能具有决定性影响。
高分子材料的结构包括主链结构、侧链结构和交联结构等。
不同的结构对高分子材料的力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等产生不同影响，因此，通过合理设计和控制高分子材料的结构，可以实现对其性能的调控和优化。
高分子材料的性能是评价其优劣的重要标准。
高分子材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、光学性能、耐候性能等多个方面。
在实际应用中，需要根据具体的使用要求选择具有合适性能的高分子材料，并通过合理的加工工艺来实现对其性能的有效利用。
高分子材料化学的研究不仅关注于材料本身的性质和应用，还涉及到高分子材料的环境友好性和可持续发展性。
在当前环境保护和资源节约的背景下，绿色高分子材料的研究备受关注。
绿色高分子材料是指具有可降解性、可再生性或可回收性的高分子材料，其研究与开发有助于减少对环境的影响，促进可持续发展。
总的来说，高分子材料化学是一个充满挑战和机遇的领域。
通过深入研究高分子材料的结构、性能和应用，可以为材料科学和工程技术的发展提供重要支撑，推动高分子材料在各个领域的广泛应用和不断创新。
希望通过不懈努力，能够为高分子材料化学的发展贡献自己的一份力量。
第8讲乙烯与有机高分子材料
第8讲乙烯与有机高分子材料考点1 乙烯的结构、物理性质及用途1.乙烯的来源：石油裂解获得乙烯是目前工业生产乙烯的主要途径。
乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工的发展水平。
2.乙烯分子的组成与结构乙烯的分子式为C2H2。
碳原子要形成稳定结构，则原子最外层需有8个电子。
乙烯分子中有两个碳原子，四个氢原子只能提供四个电子，为了达到相对稳定结构，两个碳原子通过两个共用电子对相结合，分子结构表示如下：（1）乙烯是重要的化工原料，可用于制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇、洗涤剂、醋酸纤维、增塑剂等。
（2）乙烯在农业生产中可用作植物生长调节剂，植物在生命周期的许多阶段，如发芽、成长、开花、果熟、衰老、凋谢等，都会产生乙烯。
因此，可用乙烯作为水果的催熟剂，以使水果尽快成熟。
①乙烯分子中的碳原子价键没有全部被氢原子“饱和”，为不饱和碳原子。
②分子共线、共面问题5个原子最多有3个原子共平面，中的原子不可能共平面规律：凡是碳原子与其他4个原子形成共价单键时，与碳原子相连的4个原子组成四面体结构。
有机物分子结构中只要出现一个饱和碳原子，则分子中的所有原子不可能共面。
情况分析三个氢原子(①①①)和三个碳原子(①①①)六原子一定共面。
根据三角形规则(①C，①C，①H构成三角形)，①H也可能在这个平面上即：丙烯分子最多7个原子共平面，至少有6个原子共平面【典例1】下列分子中的所有原子一定不共面的是( )A．SO2 B．H2O C．CH2==CHCl D．CH3Cl【答案】D【解析】二氧化硫、水都是三原子分子，三个原子必然可以共面，氯乙烯中由于存在双键，导致六个原子全部共面，一氯甲烷中碳原子在中心，三个氢原子与氯原子处在四面体的四个顶点，故不共面。
【典例2】在下列分子中，能够在同一个平面内的原子数最多的是( )A．甲烷(CH4) B．一溴甲烷(CH3Br)C．乙烯(CH2==CH2) D．CH3—CH==CH—CH3【答案】D【解析】甲烷是正四面体结构，在一个平面上最多含有3个原子；一溴甲烷分子是甲烷分子中的1个氢原子被溴原子取代产生的，在一个平面上最多有3个原子；乙烯分子是平面分子，分子中6个原子在同一个平面上；2个甲基取代乙烯分子中的2个氢原子，甲基中的碳原子以及该碳原子上的1个氢原子与乙烯面共平面，最多有8个原子在同一个平面内，D正确。
第8章 反应性高分子材料
Advantages 多相化学反应的特点
• 催化剂独立成相的多相化学反应称为多相催化反应 • 产物分离纯化容易Simple and quick separation 、 purification of products • 催化剂回收过程简单Convenient recovery of catalyst • 反应在两相界面进行，反应速度受物料扩散控制，反 应速度较慢
过滤 萃取 离心 升华 蒸馏 重结晶 柱层析 膜分离 色谱分离 均相化学反应 Homogeneous reaction
使用高分子试剂的有机合成Organic synthetic process using polymer reagent
Heterogeneous reaction
仅用简单的过滤就可以达到分离的目的，并且高分子试剂回收再生
反应性高分子的概念
¾反应性高分子是指含有化学活性，能够参与或促进化学反应 进行的高分子材料 ¾是将小分子反应活性物质通过共价键、离子键、配位键、氢 键或物理吸附作用结合于高分子骨架，主要用于化学合成和化 学反应 ¾包括两大类：高分子试剂和高分子催化剂 ¾前者还与固相合成及模板聚合密切相关；后者还涉及固定化 酶
根据反应的类型，反应的活性以及聚合物上支载的试剂类型分 （According to the reaction type, reaction activity and supported reagents）—— 氧化还原型 Polymer bound oxidizing- reducing reagents 卤代试剂 Polymer bound halogenating reagents 酰化试剂 Polymer bound acylating reagents 烷基化试剂 Polymer bound alkylating reagents 亲核试剂 Polymer bound nucleophiles 亲电试剂 Polymer bound electrophiles 固相合成试剂 Polymer reagents for solid phase organic synthesis ……
《高分子材料简介》课件
高分子材料是一种在化学结构中存在重复单元的材料，具有多样化的特点和 广泛的应用。本课件将介绍高分子材料的定义、分类、合成方法、性能及测 试方法、市场前景，以及与环保和可持续发展的关系。
什么是高分子材料？
高分子材料是一类拥有高分子结构的材料，其分子由含有重复单元的链状或网状结构组成。高分子材料具有轻 量化、可塑性、抗腐蚀、绝缘性等特点。
3
表面性能
润湿性、粘附性和耐腐蚀性等特性影响高分子材料在接触和保护方面的性能。
高分子材料的市场前景
市场需求
随着科技和工业的发展，对高分 子材料的需求不断增加，特别是 在轻量化、高强度和可降解材料 方面。
创新发展
高分子材料的研发和创新对于推 动科技进步和满足人们对新材料 的需求至关重要。
可持续发展
开发环保、可降解和可再生的高 分子材料是实现可持续发展的重 要方向。
高分子材料的环保与可持续发 展
高分子材料的环保与可持续发展是当前社会关注的热点问题。通过生物降解、 循环再生等方法，可以减少高分子材料对环境的影响，并促进其可持续利用。
总结和展望
高分子材料作为一个重要的材料科学领域，具有广阔的发展前景。未来，高 分子材料将成为推动技术进步和经济发展的重要支撑。
2 功能化合成
通过在合成过程中引入功能基团，可以赋予高分子材料特定的性能和功能。
3 物理改性
通过改变高分子材料的物理结构，如交联或混合改性，可以改善材料的性能。
Байду номын сангаас
高分子材料的性能与测试方法
1
力学性能
强度、刚度、延展性和耐磨性等是衡量高分子材料力学性能的重要参数。
2
热性能
熔点、热传导和热膨胀等参数对高分子材料在高温和低温环境下的应用起着关键 作用。
高分子材料化学
高分子材料化学高分子材料化学是一门研究合成、性能和应用高分子材料的学科。
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的化学、物理和机械性质，可广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料等领域。
高分子材料化学主要研究高分子材料的合成方法和化学结构对其性能的影响。
通过合成新型高分子材料，并对其结构进行调控，可以改变其力学性能、热稳定性、光学性能等特性。
这种结构-性能关系的研究有助于设计和合成具有特定性能和功能的高分子材料。
在高分子材料合成中，聚合反应是最常用的方法。
聚合反应可以通过引入单体将其逐个连接形成聚合物。
常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和环开合聚合等。
通过选择适当的单体和反应条件，可以合成不同结构和性能的高分子材料。
高分子材料的性能除了受到化学结构的影响外，还受到物理结构的影响。
高分子材料的物理结构包括分子量、链结构和晶化度等。
高分子材料的分子量越大，通常其力学性能越好；分子链的支化可以提高材料的熔点和热稳定性；晶化度的提高可以增加材料的硬度和强度。
高分子材料化学的应用十分广泛。
塑料是高分子材料化学的一个重要应用领域，几乎所有的塑料产品都是由高分子材料制成的。
橡胶是另一个重要的应用领域，包括天然橡胶和合成橡胶。
纤维也是高分子材料的一种应用形式，如涤纶和尼龙等合成纤维。
此外，高分子涂料、高分子电解质、高分子药物等也是高分子材料化学的研究方向。
总之，高分子材料化学是一门研究合成、性能和应用高分子材料的学科。
通过合成新型高分子材料，并对其结构进行调控，可以改变其性能，为材料科学和工程领域的发展提供了重要的支撑。
高分子材料资料课件
高分子材料的特性
高分子材料的特性与其组成和结构密 切相关。由于高分子链的柔性和可塑 性，高分子材料通常具有优良的加工 性能和力学性能。
高分子材料还具有良好的绝缘性、化 学稳定性和耐腐蚀性，使其在许多领 域中成为金属和其他传统材料的替代 品。
高分子材料的发展趋势
绿色环保
发展环境友好、可循环利用的高 分子材料，减少对环境的污染和
碳排放。
智能高分子材料
研究具有自适应、自修复、刺激响 应等智能功能的高分子材料，拓展 其在传感器、驱动器、执行器等领 域的应用。
纳米高分子材料
利用纳米技术制备具有优异性能的 纳米高分子材料，提高材料的力学、 电学、光学等性能。
05
高分子材料的发展趋势与挑战
高分子材料的研究热点
高性能化
通过改进聚合方法、引入新型单体和活性聚合技术，提高高分子 材料的性能，以满足各种应用需求。
功能化与智能化
在高分子材料中引入特殊功能基团或添加功能填料，实现高分子材 料的特殊功能和智能化。
生物相容性与生物降解性
研究具有良好生物相容性和生物降解性的高分子材料，用于生物医 学领域和环境友好型材料。
通过压延机将高分子材 料加工成薄膜和片材。
利用气压将高分子材料 加工成中空容器和瓶类。
高分子材料的新型加工技 术
3D打印
利用3D打印技术将高分子 材料加工成各种复杂形状 的零部件。
激光切割
利用激光技术将高分子材 料加工成各种形状和尺寸 的薄片和细条。
超声波焊接
利用超声波技术将高分子 材料焊接在一起，实现快 速、高效、高质量的连接。
第八章高分子材料的化学反应-更多文档分类
8．2．2 影响因素
1．物理因素的影响 (1)聚集态及扩散速度的影响
当高分子化合物与低分子化合物起反应时，由于高分子化
合物的长链结构扩散速度很慢，反应速度取决于试剂小分 子在大分子中的扩散情况。 在稀的良溶液中，如果大分子的链段的流动性很好，反应 速度与小分子间的反应相似。当扩散速度大于反应速度时， 则反应按接近于一般小分子反应速度进行。在不良溶剂中 大分子链因缠绕成团甚或凝聚，小分子试剂便难以在其中 扩散，反应速度及程度都下降。 试剂小分子在高弹态聚合物中的扩散速度要比小分子在玻 璃态的高分子化合物中的扩散速度为快，后者反应进行得 很慢，甚至无法进行。但是如果玻璃态聚合物表面发生溶 胀，变成高弹态时，反应便可以进行。
法，使多个大分子连接在一起，分子质 量因而增大，这一过程称做扩链。 橡胶通常是相对分子质量高达几十万的 高聚物，有一套传统的较复杂的成型加 工方法。近年来发展了遥爪顽聚物或液 体橡胶，简化这一成型工艺。
2．聚合物作为链转移剂
将某聚合物A溶于另一单体B——引发剂体系中，
加热，在单体均聚的同时，初级自由基或链自 由基向聚合物链转移，在主链上形成活性点， 引发单体B接枝聚合。接枝效率取决于聚合物 的链转移常数的大小。链转移常数一般很小， 结果产物可能是大量的A均聚物，B均聚物和少 量的A、B接枝共聚物，如果A、B均聚物不互 溶，则A、B接枝物有增进A、B粘结的能力。 为了提高效率，可将链转移常数较高的基团(如 一SH，一NR2 一CH2R等)引到原始聚合物中。 如在聚合物中含少量甲基丙烯酸缩水甘油酯的 结构单元时，它与琉基乙酸作用后，可把琉基 引入分子链中。 在大分子链中引入双键，通过自由基聚合进行 接枝共聚。
(2)阳离子型接枝聚合
付氏催化剂被广泛用作阳离子聚合的催化剂，
《高分子材料》课件
广泛应用于航空航天、汽车、 运动器材等领域
高分子材料的环保问题
1 可持续发展
高分子材料能够实现可持 续发展，目前已经研究出 很多再生材料，如可降解 高分子材料。
2 回收利用
高分子材料的回收利用率 较低，仅有少数材料能够 回收利用。
3 环境影响
一些高分子材料会对环境 造成一定的影响，因此需 要注意环保问题。
应用
广泛应用于包装、电子、家电、航空航天、建筑、医疗及生活用品等领域。
高分子材料的分类和特点
塑料
塑料是高分子材料的一类，具有 轻质、廉价、易成型等特点，广 泛应用于日常生活中的各个领域。
合成树脂
合成树脂是一种广泛应用的高分 子材料，具有高强度、防腐蚀等 特点，广泛应用于制造建筑材料、 船舶配件等领域。
高分子材料的未来发展趋势
生物材料
智能材料
生物材料是未来高分子材料的重 要方向，具有良好的生物相容性、 组织可再生等特点。
智能材料具有自我修复、智能感 应等特点，将应用于传感器、信 息储存等领域。
3 D打印技术
3D打印技术将改变传统生产模式， 未来高分子材料的生产方式将更 加灵活高效。
总结和展望
高分子材料作为一种极富前途的材料，在科技进步与环保意识不断提高的背 景下，将会有越来越广泛的应用。我们期待着它们在未来更广泛、更深入的 领域中的重要作用。
通用高分子材料PPT课件
本课程将全面介绍通用高分子材料的分类、特点及广泛应用，帮助您了解更 多关于这一领域的知识。
什么是高分子材料？
定义
高分子是由大量重复单元（称为聚合物）组成的大分子化合物，具有综合性能优异、加工性 好等特点。
[材料化学]第八章-高分子材料
![[材料化学]第八章-高分子材料](https://img.taocdn.com/s3/m/02140617e87101f69e319567.png)
7.电显示材料
掺杂/脱掺杂实现导体-绝缘体之间的转变， 且电位、PH、掺杂量等变化伴随颜色变化 ——可用于电显示
Chapter8 Polymer
35
8.3.3 生物医用高分子 biomedical polymer
8.3.3.1 生物相容性(compatibility)
• 聚合物的半透性和包络作用
–物理法制备的固化酶：小分子透过聚合物与酶接触反应 –高分子缓释药物的缓释作用
Chapter8 Polymer 20
8.3.2 导电高分子 Conducting Polymer
• 种类：
–结构型导电高分子（本节内容） –复合型导电高分子（普通高分子混入导电填料）
• 结构型导电高分子
Chapter8 Polymer
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引起生物体反应的因素
•高分子材料中的杂质 •物理力学性能 •形状 •表面结构和形貌 •高分子本体的化学结构与性质
Chapter8 Polymer
38
8.3.3.2 生物惰性医用高分子 及在医学领域的应用
• 几种用 于人工 器官的 重要高 分子
polysiloxane polyethylene (PE) polypropylene (PP) polyurethane (PU) polytetrafluoroethylene(PTFE) poly(vinyl chloride) (PVC) polyamides(PA) PMMA Polyacetal polycarbonate (PC) poly(ethylene terephthalate) (PET) polyetheretherketone(PEEK) polysulfone (PSU)
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✓ 聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、 非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。前四 种是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆积的，又称三 级结构。织态结构和高分子在生物体中的结构属于高级结构， 是不同高分子间或者高分子与添加剂间的排列或堆积结构。
➢ 理解高分子材料结构性能特点和合成方法； ➢ 了解各种功能高分子材料的特殊性能、结构以及其
用途。
10/3/2020 3:36 AM
学习参考书目
1. 赵文元, 王亦军，功能高分子材料化学，化学工业出版社， 2003
2. 王国建，功能高分子，同济大学出版社，1996 3. 陈用烈，曾兆华，杨建文，辐射固化材料基础及应用，化学
第8章 高分子材料 Chapter 8 Polymer Materials
10/3/2020 3:36 AM
本章内容
8.1 高分子结构与性能 (自学)
8.2 高分子合成(自学)
8.3 聚合物光子材料
8.4 电功能高分子
功能高分子材料
8.5 化学功能高分子
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学习目的
接枝与嵌段共聚物的性能既不同于类似成分的均聚物、 也不同于无规共聚物，因此可利用接枝或嵌段的方法对聚合物 进行改性，或合成满足特殊要求的新型聚合物。例如，聚丙烯 腈(PAN)接枝10%聚乙烯的纤维，既可保持原来PAN纤维的物 理性能，又使纤维的着色性能增加3倍；再如，丁二烯和苯乙 烯的三种不同结构的共聚物在性能上存在差异，75%丁二烯和 25%苯乙烯的共聚物为丁苯橡胶。
接枝共聚物:
AAAAAAA
B
B
B
B
B
B
B
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无规共聚物的分子链中，2种单体无规则排列，既改变了 结构单元的相互作用，也改变了分子之间的相互作用，因此其 性能与均聚物有很大的差异。例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) 为塑料，而对于乙烯-丙烯无规共聚物，当丙烯含量较高时则 为橡胶。
高分子的链结构是反映高分子各种特性的最主要的结构层次； 聚集态结构则是决定聚合物制品使用性能的主要因素。
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❖ 8.1.1 高分子化学结构 ❖ 8.1.1.1 高分子链结构单元的化学组成
一般合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分 子，成为高分子链，高分子链中的重复结构单元的数目称为 聚合度。高分子链的化学组成不同，聚合物的化学和物理性 能也不同。
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聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)分子:(分子量5～15万)
Examples
缩写为
尼龙(nylon)-66 分子（2万）
方括号表示重复 连接的意思，方 括号内是重复连 接的单元，n代 表重复单元数。
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高分子分类 Classification
工业出版社，2003 4. C. E. Carraher, Jr., Seymour/Carraher's Polymer Chemistry, 6th Ed.
(revised and expanded), Marcel Dekker, 2003 5. H. R. Kricheldorf，O. Nuyken，G. Swift，Handbook of Polymer
❖ 按高分子链分:
➢ 碳链高分子: PE、PP、PSt、PMMA、PAN、PVC等。多数可塑性好、 易加工成型、较杂链高分子耐水解，但耐热性较差、易燃烧和老化。
➢ 杂链高分子:主链除C外，含O、N、S等,如聚酯、聚酰胺、聚甲醛、聚 苯醚
➢ 元素有机高分子
➢ 无机高分子
❖ 按成品的性能与用途分
➢ 塑料 ➢ 橡胶
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2. 共聚物的序列结构
共聚物按照结构单元在分子链内的排列方式，可分为无
规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物:
无规共聚物: -A-B-B-A-B-A-A-B-
交替共聚物: -A-B-A-B-A-B-A-B-
嵌段共聚物: -A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-
Synthesis, 2nd Ed., Marcel Dekker, 2005
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8.1 高分子结构与性能 (自学) Structure and Property of Polymer
➢ 合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状 分子（高分子链）
➢ 聚合度——高分子链中的重复结构单元的数目 ➢ 高分子化合物的分子量通常在104～107 ➢ 典型高分子材料：
✓ 塑料、橡胶、纤维、涂料、粘结剂
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➢ 所谓高聚物的结构，是指组成高分子的不同尺寸的结构单元在 空间的相对排列。它包括高分子的链结构和聚集态结构两个组 成部分。
✓ 链结构是指单个分子的结构和形态，分为近程结构和远程结 构。近程结构指单个分子内一个或几个结构单元的化学结构和 立体化学结构;近程结构包括构造和构型。构造是指链中原子 的种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、 支链的类型和长度等；构型是指某一原子的取代基在空间的排 列。近程结构属于化学结构，又称一级结构。远程结构指单个 高分子的大小和在空间 所存在的各种形状，包括分子的大小 与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。远程 结构又称二级结构。
三大合成材料
➢ 纤维
➢ 其它（涂料、粘合剂）
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8.1.1.2 高分子链结构单元的键接方式
1. 均聚物结构单元顺序 键接结构是指结构单元在高分子链中的连接方式，它也是
影响性能的重要因素之一。
在缩聚和开环聚合中，结构单元的键接方式是明确的； 但在加聚过程中，单体可以头-头、尾-尾、头-尾三种形式键接， 但以头-尾键接为主。在双烯类单体加聚的高聚物中，高分子 链结构单元的键接方式更为复杂，除了头-头(尾-尾)和头-尾键 接外，还依双键开启的位置不同而有不同的键接方式，同时还 可能伴有顺反异构等。如丁二烯聚合可有1,2-加成、顺式1,4加成、反式1,4-加成结构等。单元的键接方式对高聚物材料的 性能有显著影响，比如，1,4-加成是线形高聚物,1,2-加成则有 支链，作橡胶用时会影响材料的弹性。