高分子材料概论资料.
高分子的基本知识
4、对于高分子的强度等物性，存在着一个临界分子量M0， 超过这个分子量时开始出现强度。当分子量超过MS时强度达 到一定值。
物 性
M0 分子量 分子量与物性的关系图
Ms
H－(CH2)n－H的分子量与性质
n
分子量
性质
名称
用途
1
16
气体
甲烷燃气Biblioteka 6 ～886～114
易挥发液体
石脑油、石油英、 粗汽油
溶剂
18～22
254～310
半固体/油脂状
凡士林
医药、化妆品
20～30
282～422
固体
石蜡
蜡烛等制品
2000～20000
28000～280000
强韧的固体
聚乙烯
薄膜等
第一章 高分子材料概论
第三节 高分子的基本知识
高分子与低分子的区别在于前者分子量很高，通常：
1、分子量高于约10000的称为高分子(polymer)； 2、分子量低于约1000的称为低分子；
3、分子量介于两者之间的称为低聚物(oligomer，又称齐聚物)。
4、一般高聚物的分子量为10000～1000000，分子量大于这个范 围的又称为超高分子量聚合物。
5、一般高分子又可称为大分子、聚合物、高聚物等。
Polymer~~聚合物、高聚物
Macromolecule~~大分子、高分子。
低分子
高分子
n CH 2＝CH2
n为聚合度
－(CH 2－CH2)－n
1、高分子是有机化合物。 2、分子量高所带来的性质上的变化，主要是使高分子化合 物具有一定的机械强度。这样，高分子化合物就不同于一般 有机化合物，而可以作为材料使用。 3、人们还可以根据高分子的结构特征，利用各种手段，改 变这些结构，以制造出所需性能的产品；还可以引入具有功 能性的基团，制造出有功能的材料。
高分子科学与材料概论第一章绪论神奇高分子世界MagicPolymerWorld
高分子材料
➢材料与时代
石器时代 (Stone age) 新石器时代 (Neolithic age) 青铜时代 (Bronze age) 铁器时代 (Iron age)
高分子时代 (Polymer age)
高分子科学与材料概论第一章绪论 神奇的高分子世界
➢地位与关联
高高分分子子材材料料 660％0％
贝克兰德（Leo Baekeland）。
➢大分子概念提出
1920年，提出聚合反应生成高分子。
施陶丁格（Hermann Staudinger）。
➢奠定基础
1930－40年代，聚合方法及理论发展。
卡罗瑟斯（Carot。
高分子科学与材料概论第一章绪论 神奇的高分子世界
高分子科学与材料概论第一章绪论 神奇的高分子世界
高分子科学与材料概论第一章绪论 神奇的高分子世界
一、高分子基本概念
什么是高分子？
➢ 定义：高分子量的化合物 (>10000)
➢ 别称：聚合物 － Polymer 高聚物－High polymer 大分子－Macromolecule
➢ 对应：低聚物(<10000)－Oligomer 或齐聚物，寡聚物。
➢ 天然高分子材料 (Natural polymer)
纤维素(Cellulose)、淀粉(Starch)、天然橡胶(Natural rubber)等。
➢ 人造高分子材料 (Artificial polymer)
硝化纤维素（塑料、电影胶片、炸药）、粘胶纤维等。
➢ 合成高分子材料 (Synthetic polymer)
高分子科学与材料概论 第一章 绪 论
神奇的高 分 子 世 界 Magic Polymer World
高分子材料概论
1、材料科学：一门应用性的基础学科。
用化学组成和结构的原理来阐明材料性能的规律性，进而研究和发展具有指定性能的新材料。
2、复合材料的定义:复合材料是由两种或两种以上单一材料构成的，具有一些新性能的材料由两个或两个以上独立的物理相，包含粘结材料（基体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
3、复合材料的命名复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。
增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”。
碳纤维环氧树脂复合材料碳/环氧复合材料碳/金属复合材料碳/碳复合材料复合材料的分类：按材料的化学性质：金属材料非金属材料按材料的物理性质绝缘材料导电材料透光材料半导体材料磁性材料耐高温材料按材料的用途航空材料包装材料电工材料建筑材料耐烧蚀材料4、聚合物基复合材料的特性：比强度、比模量高5、作用：在强度和刚度相同的情况下，结构质量可以减轻，或尺寸减小。
这在节省能源，提高构件的使用性能方面，是现有其他材料所不能比拟的。
另外：其他基体的复合材料，凡是用作结构材料的，其比强度，比模量大都比原来单一的基体材料高得多。
6、耐疲劳性能好减震性好各向异性和可设计性：可以根据工程结构的载荷分布及使用条件的不同，选取相应的材料及铺层设计满足既定的要求。
FRC的这一特点可以实现制件的优化设计，做到安全可靠、经济合理。
材料与结构的统一性制造材料的同时，获得了制件。
复杂制件一次成型。
零件数目减少----减轻了部件质量。
降低了应力集中聚合物基复合材料存在的缺点：材料工艺的稳定性差材料性能的分散性大长期耐高温与环境老化性能不好抗冲击性能低横向强度和层间剪切强度不够好。
7、聚合物的种类：按性能和用途分类：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料、功能高分子等8、塑料：塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件(温度、压力等)下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
特点：密度小，强度比较高，具有良好的机械性能、电性能、光性能和化学稳定性。
高分子材料专业概论3
结构材料
高分子材料
高分子材料概述
玻璃化转变 聚合物的玻璃化转变是指从玻璃态到高弹态之 间的转变。从分子运动的角度看，玻璃化温度 Tg是大分子链段开始运动的温度。 玻璃化转变是一个松弛过程。 在时间尺度不变时，凡是加速链段运动速度的 因素，如大分子链柔性的增大、分子间作用力 减小等结构因素，都使Tg下降。
与小分子比较
分子量不确定，只有一定的范围，是分子量不等 的同系物的混合物；
没有固定熔点，只有一段宽的温度范围； 分子间力很大，没有沸点，加热到2000C-3000C以 上，材料破坏（降解或交联）。
结构材料
高分子材料
高分子材料概述
结构材料
高分子材料发展简史 天然高分子的利用 天然高分子改性
天然橡胶硫化（1839年） 硝化纤维赛璐珞（1868年） 粘胶纤维（1893~1898年）
结构材料
聚乙烯（PE）
高分子材料
典型高分子材料
结构材料
高分子材料
聚乙烯生产线
结构材料
聚丙烯（PP） 性能：
高分子材料
典型高分子材料
密度0.90~0.91g/cm3，耐热性好、优良的耐化学 药品和耐水性，有较好的物理机械性能，突出的耐 应力开裂性，耐磨性和成形性好。
应用
汽车用树脂：保险杠（乙丙橡胶增韧PP）、仪表 盘、电器元件、发动机风叶等； 薄膜：有“包装皇后”之称。大量用于快餐食品、烟 草的包装，还用于医用包装、各类封面及广告宣传 画等。 纤维级PP：地毯、无纺布、旅游制品、土工布，建 筑材料等， 发展前景广阔。
功能材料
聚 合 物 分 离 膜
功能高分子材料
应用 超滤膜 污水处理 食品浓缩、灭菌 药物精制、浓缩，血液过滤等 反渗透膜 大规模海水和苦咸水的淡化 制备医药、电子工业用 无菌、去离子和超纯水 气体分离膜等等
材料学概论4-高分子材料.pdf
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高分子材料生产技术（加工）发展趋势
研究在加工工程中材料结构的演变，通过反应性 加工实现预期的材料结构；
与辐照、力化学、电磁振荡等物理技术结合，建 立高效、清洁的聚合物加工新方法；
聚合物纳米材料的制备和加工新技术；
加工过程中定量化，计算机模拟、工程优化、结 构预测的研究；
加工过程和材料结构变化的在线检测，可视化研 究；
废弃高分子材料回收利用技术等。
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高分子材料环境要求方面
绿色化技术：制备易于解聚、降解、可循环再生 利用的高分子材料。
发展热塑性、无毒高分子材料：采用物理交联替 代化学交联，改善材料的热塑性、加工流变性， 为材料使用后的回收加工创造条件。
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4.2聚合物的结构与性能
8
4.1.3聚合物的分类
①按大分子主链结构分类：
碳链、杂链和元素有机高分子
举例—O)n
元素有机高分子
CH3 (Si—O)n CH3
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4.1.3聚合物的分类
②按聚合物的热行为分类： 热塑性聚合物、热固性聚合物 ③按性能和用途分类： 橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料、
4.2.1 高分子的结构
高分子的结构：包括高分子链的结构和聚集态结 构这两方面。
高分子链的结构：分子链的近程结构和远程结构， 近程结构主要指高分子链的化学结构，远程结构 主要是指高分子链的构象、形态和分子量。
聚集态结构：大分子之间的几何排列。
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大分子链的近程结构
（1）大分子链的化学组成 按照主链的化学组成，可分为碳链大分子、 杂链大分子、元素有机大分子等。 （2）结构单元的连接方式
高分子材料的基本概念
纤 维
性 质 和 用 途 橡 胶 涂 料
纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料。
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料。 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料。
胶粘剂
功能高分子
(三) IUPAC系统命名法 (1) 确定重复结构单元；
(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元循序：规定主 链上带取代基的C原子写在前，含原子最少的基团先写；
(3) 给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC 命名规则给重复结构单元命名； (4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。 括弧必不可少
CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3
(四)单体单元 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 (五)聚合度 单个聚合物分子所含单体单元的数目。
聚合物
聚对苯二甲酸乙二酯， 涤纶，PET
HO O (C O C OCH2CH2O ) n HO O C
单
O C
体
+ OH HOCH2CH2OH
单体单元
O C O C
聚合度
2n n
OCH2CH2O O C O C OCH2CH2O
O C
O C OCH2CH2OH
（六）均聚物
由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。 如： CH2CH 氯乙烯单体 Cl
O C O C OCH2CH2O
由对苯二甲酸和乙二醇反应 生成的“隐含单体”： HOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC-Ph-COOCH2CH2OH “假设单体”：乙烯醇
高分子课件(第一章)
远程结构
高分子的大小（分子量 极其排布） 高分子的形态（刚柔性 ）
28
2.高分子的聚集态结构
晶态结构 非晶态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（高次结构）
第三层次结构
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高分子的链结构：又称一级结构，它表明单个高分子链 中原子或基团的集合排列，即分子内结构。
近程结构：第一层次结构，指单个高分子内一个或几个 结构单元的化学结构和立体化学结构。
高聚物：重复单元数较多，增减几个单元不影响其物理性 质。
低聚物：重复单元数较少增减几个单元对其物理性质有显 著影响，或分子中仅有少数几个重复单元，其性质无显著 的高分子特性，类同于一般低分子化合物。
∴ 高分子化合物是不同大小分子量的同系混合物，以高 聚物为主体，含有少量低聚物，在总体上表现出高分子物 理-力学性能。也称聚合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
3
高分子的巨大分子量和它的特殊结构，所以具 备低分子没有的一系列独特的物理-力学性能：
力学性能
形变性能：弹性、粘性、粘弹性 断裂性能：强度、韧性
远程结构：第二层次结构，指单个高分子的大小和在空 间所存在的各种形态和构象。
高分子的聚集态结构：又称二级结构，是高分子整体的 结构，指单位体积内许多大分子链间的排列堆砌方式， 即分子间结构。
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※ 高分子的链结构（一级结构）是反映高分子各种特 性的主要结构层次，直接影响聚合物的某些特性，如 熔点、密度、溶解性能、黏附性、黏度等。 ※ 高分子的聚集态结构决定聚合物制品使用性能的主 要因素。
高分子材料导论
高分子材料导论高分子材料是一类具有高分子结构的材料，其分子量较大，通常由重复单元组成。
高分子材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域，对于现代工业和生活起着重要作用。
本文将对高分子材料的基本概念、特点、分类以及应用进行简要介绍。
首先，高分子材料的基本概念是指分子量较大的化合物，由许多重复单元通过共价键相连而成。
这些重复单元可以是相同的，也可以是不同的，形成不同结构和性质的高分子材料。
高分子材料通常具有较高的分子量和较长的链状结构，因此具有良好的延展性、韧性和耐磨损性。
其次，高分子材料的特点主要包括高分子结构、多样性和可塑性。
高分子材料的分子量通常在千到百万之间，具有较高的分子量和链状结构。
由于其分子结构的多样性，高分子材料的性能也具有多样性，可以通过改变单体的种类和比例来调控材料的性能。
同时，高分子材料具有良好的可塑性，可以通过加工成型来制备各种形状的制品。
高分子材料根据其来源和性质可以分为天然高分子和合成高分子两大类。
天然高分子主要包括橡胶、纤维素、蛋白质等，具有天然存在和生物可降解的特点。
合成高分子则是通过化学合成或聚合反应制备而成，包括塑料、合成纤维、合成橡胶等，具有多样性和可定制性的特点。
在应用方面，高分子材料被广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维制品、涂料、胶粘剂、包装材料等领域。
其中，塑料制品是高分子材料的主要应用领域之一，包括塑料薄膜、塑料容器、塑料管材等，广泛应用于日常生活和工业生产中。
另外，橡胶制品也是高分子材料的重要应用领域，包括轮胎、密封件、橡胶管等，对于汽车工业、建筑工程和航空航天等领域起着重要作用。
总的来说，高分子材料作为一类具有重要应用价值的材料，在现代工业和生活中发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，高分子材料的研究和应用将会更加广泛和深入，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
高分子概论高分子合成材料资料讲解
2020/10/17
涂 料 —— 涂料类型
油基树脂漆： 油脂类漆——基于植物油、或植物油加天然树脂、或
植物油加改性酚醛树脂的涂料。 大漆——天然漆（土漆、笨漆、生漆），水乳胶漆；
含有50-80%漆酚（成膜物质）、〈1%漆酶（催干剂）、 20-40%水分、3-9%树脂质、1-5%油分。
v3
V2 > V1 = V3
擦胶
2020/10/17
橡胶加工工艺
压出——在压出机机筒和螺杆间的挤压下，使胶料连续通
过一定形状的口型，制成各种复杂断面半成品。
成型——把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法组
合成一定形状的最终制品。
硫化——使橡胶大分子由线型结构转变为网状结构
目的：消除永久变形、提高力学性能。
2020/10/17
橡胶制品的原材料
生胶、再生胶 配合剂： 硫化剂
硫化促进剂 硫化活性剂 防焦剂 防老剂 补强剂、填充剂 软化剂、着色剂、溶剂、
发泡剂、隔离剂等。 骨架材料（纤维、金属材料）
纺织纤维、钢丝、玻璃纤维 帘子布、帆布、线绳、针织品 钢丝、钢丝帘子布
2020/10/17
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2020/10/17
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塑料 塑料 – plastics：以聚合物为主要成分，在一定条件下 （温度、压力）可塑成一定形状，并且在常温下保持 其形状不变的材料。 热塑性塑料：可重复受热塑化、冷却硬化。 热固性塑料：交联聚合物，受热后不再回到可塑状态。
通用塑料：产量大、价格低、力学性能一般，主要作为非结构 材料使用，如：PP、PE、PVC、PSt等。
混炼——将配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶 目的：得到符合性能要求的混炼胶。 方法：机械混炼——开炼机、密炼机、螺杆塑炼机
高分子材料资料课件
高分子材料的化学性能
高分子材料的化学稳定性 高分子材料在化学环境中的稳定性， 如耐腐蚀、抗氧化等。
高分子材料的反应活性
高分子材料参与化学反应的能力和性 质，如可反应基团、催化活性等。
高分子材料的聚合与分解
高分子材料在特定条件下的聚合或分 解性质。
高分子材料的交联与降解
高分子材料在特定条件下的交联或降 解性质。
高分子材料料件
contents
目录
• 高分子材料简介 • 高分子材料的合成与制备 • 高分子材料的性能及应用 • 高分子材料的未来发展 • 高分子材料的安全与防护
高分子材料介
01
高分子材料的定 义
高分子材料是由高分子化合物 （高分子链）构成的材料，通 常是由小分子单体聚合而成。
高分子化合物是指相对分子质 量在10000以上的聚合物，具 有长链结构。
高分子材料的环境友好性发展
可降解高分子材料
随着环保意识的提高，可降解高分子材料成为研究的热点，如聚乳酸、聚3-羟基烷酸酯等，这些材料能够在特定 条件下降解为无害物质，减少对环境的污染。
绿色合成方法
采用绿色合成方法制备高分子材料是当前研究的重点，如采用无毒或低毒性的引发剂、催化剂等，降低高分子材 料的生产过程中的能耗和排放，实现高分子材料的可持续发展。
如欧盟的REACH法规、美国的 TSCA法规等，对高分子材料的 生产和使用进行规范。
国家环保法规
各国政府制定的环保法规，如中国的《新化学物质环境管理办法 》等。
行业环保标准
各行业协会制定的环保标准，如塑料行业的ISO 14001等。
高分子材料的安全使用与防护措施
使用安全
确保高分子材料在使用过程中不会对人体和环境造成危害。
高分子材料-概论讲义
CH2 y CH2
CH z
结构特殊性决定了性能的特殊性 !
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
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共聚的优势
聚丙烯腈：
高的强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性；
聚丁二烯： 高的韧性和抗冲击性能；
聚苯乙烯：
高的电性能、成型加工性能、刚性。
取长补短, 强强联合 !!!
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
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ABS的性能
• 无定形高分子材料，不透明; • 具有优良的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，
成型性好，不易燃，耐腐蚀性好. • ABS树脂具有优异的综合性能， 成为“坚韧、质
硬、刚性”的 材料。 （有人把它看作工程塑料！） • 缺点: 耐热性和耐候性差
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
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ABS的应用
作为“坚韧、质硬且刚性”的材料，
OH
OH
～CH2－
－CH2－ －CH2－ OH
－CH2－ －CH2－ OH
－CH2OH
CH2
CH2
CH2
OH
OH
HOCH2 －
－CH2－ －CH2－ －CH2－
OH
OH
CH2～
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
－CH2－
－
OHCH2～
CH2O H
36
热塑性酚醛树脂的固化
• 需要加入聚甲醛、六次甲基四胺等固化剂才 能使树脂固化
• 六次甲基四胺是常用的固化剂
(CH2)6N4，结构式：
六亚甲基四胺 (乌洛托品)
CH2
N CH2
N CH2
N
CH2
CH2 CH2 N
ห้องสมุดไป่ตู้
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
高分子材料的发展概论
1839年 美国人查尔斯 固特意尔（Charles Goodyear）发现天然橡胶与硫磺共热后明显地
改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、 遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、 可塑性的材料。
第一次申请专利并商业化
用硝酸处理生胶
与人（鲁克斯奥公司）合作 制作邮袋，利润7:3.
1907年美籍比利时化学家列奥· 亨德里克· 贝克兰 （Baekeland ，Leo Hendrik ）发明了真正的塑 料-酚醛树脂，俗称胶木或电木。
虫胶一种天然树脂，是从一种叫紫胶虫的小甲壳虫 的分泌物。主要用来制作电器开关、纽扣、唱片等 物品。但价格昂贵。
15万个紫胶虫化6个月时间才能分泌出1磅虫胶。
通过查阅文献，贝克兰发现德国化学家拜尔，曾经 在l 870年做过一个实验，他把通常作消毒剂用的 石炭酸(即苯酚)和防腐用的福尔马林(甲醛)混合起来，
结果生成了一种树脂状的物质。这种物质在加热时 发出恶臭，拜尔认为，它没有什么用处，就放弃了 对它的进一步研究。
贝克兰认为，这可能是一种很有用的物质。
6、ＰＳ 聚苯乙烯 常见碗装泡面盒、快餐盒 。不能放进微波炉中，以
免因温度过高而释出化学物。装酸（如柳橙汁）、 碱性物质后，会分解出致癌物质。避免用快餐盒打 包滚烫的食物。别用微波炉煮碗装方便面。
7、 PC其它类 常见水壶、太空杯、 奶瓶。
很容易释放出有毒的物质双酚A，对人体有害。使 用时不要加热，不要在阳光下直晒。
由于橡胶使用与日俱增，天然橡胶已满足不了社会 的需求。
1930年 德国化学家施陶丁格 （ Hermann Staudinger ）用金属钠
作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡 胶和丁苯橡胶。
第一章 高分子材料概论 (修改版)
高分子科学简介高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。
高分子化学：研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。
高分子物理：研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。
高分子加工：研究聚合物加工成型的原理与工艺。
高分子科学简史：Hermann Staudinger : 把“高分子”这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺贝尔奖）。
Carothers : 建立缩聚反应理论。
Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合（1963年诺贝尔奖）Paul J. Flory : 聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年诺贝尔奖）。
Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。
第一章：第一节高分子的概念：由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万相对分子质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
聚合物有其独特的分子链结构和聚集态结构，因此具有与小分子化合物、金属材料和无机非金属材料截然不同的物理和化学行为。
高分子基本概念：也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。
重复结构单元，也称链节—CH2—CH——CH3重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
单体（Monomer）：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物。
分为四类：如丙烯结构单元：组成高分子链的那些最简单的反复出现的结构式，通常与合成它们的单体相似或相关。
高分子材料概论复习概括
高分子材料概论复习概括《高分子材料概论》复习概要《高分子材料概论》第1章绪论 1.2.1 塑料塑料是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料。
它是以树脂为主要组分，加入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形的各种材料的总称。
塑料的组成：1）树脂: 塑料的主要组分。
2）填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。
3）增塑剂: 提高塑料的可塑性和柔软性4）稳定剂: 提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。
5）增色剂: 赋予塑料制品各种色彩。
6）润滑剂: 提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模能力，同时可使制品光亮美观。
7）固化剂: 与树脂发生交联反应，使受热可塑的线型结构变成热稳定好的体型结构。
8）其他: 还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。
塑料的分类(注意分类举例) 1）按塑料热性质分类：热塑性塑料：受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成型加工。
聚乙烯、聚氯乙烯热固性塑料：在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的坚硬制品，立体网状结构，不可再生。
具有更好耐热性和抗蠕变能力。
酚醛树脂、环氧树脂 2）按塑料的功能和用途分类：通用塑料：产量大、用途广、价格低的塑料，但性能一般，主要用于非结构材料。
聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯工程塑料：具有较高力学性能，能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。
具有较宽的温度适用范围，能在苛刻条件下长时间使用。
通用工程塑料:长期在100~150℃范围内应用的塑料聚酰胺、聚苯醚、聚甲醛、聚碳酸酯特种工程塑料:在150 ℃以上长期使用的塑料。
聚砜、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚芳酯功能塑料：导电塑料、导磁塑料、感光塑料等 1.2.2 橡胶橡胶是以高分子化合物为基础的、具有良好高弹性的材料。
线形柔性高分子聚合物，以生胶为原料，加入适量配合剂而形成。
橡胶的结构特征：（1）分子链具有足够的柔性；（2）玻璃化温度比室温低得多：（3）在使用条件下不结晶或结晶较小，理想情况是在拉伸时可结晶，除去外力后结晶又消失，网状结构橡胶的组成：橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。
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CH3 CH2 C
COOCH3 n
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
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PMMA的性能
• 高度透明, 透光率90%~92% • 质轻而坚韧, • 耐热性不高(80℃) • 良好的电绝缘性能; 介电常数大， • 耐候性好，长期在户外使用，性能下降很小
为什么不耐热? 介电常数大？
徐伟 复旦大学材料科学基础课程
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(a) 高密度PE （HDPE） (b) 低密度PE（LDPE） (c) 线性低密度PE分子链
(LLPDE)
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聚乙烯的性能
• 易燃； • 软而韧，强度比较低；表面硬度不高 • 耐热性不高，耐低温性能好。 • 介电损耗低、介电强度大、电性能优异。 • 日光照射，氧化，变脆，力学性能变差；
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3，聚氯乙烯
CH2 CH Cl n
可由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物
（简称：PVC）
PVC在化学建材等应用领域中的用量很大
按分子量的大小，可分为： 通用型 （聚合度500~1500） 高聚合度型（平均聚合度大于1700以上）
按树脂结构不同可以分为： 紧密型（用于硬制品的生产）
疏松型（常用于软制品的生产）
Tg: 100 ℃
因此，对聚苯乙烯的改性研究也较多： 比如：HIPS、ABS、SBS
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高抗冲聚苯乙烯（HIPS）
• 组成：聚苯乙烯和橡胶
刚 性
• 制备方法：
与
机械共混法
柔 性
第十四章 高分子材料
结构与性能简介
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高分子分类
1，按来源分类：
天然高分子
合成高分子
2，性能用途分类：
塑料
纤维
三大合成材料
橡胶
涂料 粘合剂
用途越来越广泛
ห้องสมุดไป่ตู้
功能高分子
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3，按功能分类：
通用高分子 工程材料高分子 功能高分子 仿生高分子等
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PVC的性能
• 制品的软硬程度可调 • 较高的硬度和力学性能， • 热稳定性差，在140℃开始分解 • 介电常数较大
为什么易分解?
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4，聚苯乙烯
CH2 CH n
可通过自由基聚合或者离子聚合而成
具有高度透明、电绝缘性好、导热率低、刚性 好等优点，也具有性脆、冲击强度低、易出现 应力开裂、耐热性差等明显的缺点。
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§14.1 塑 料
• 是以树脂为主要成分， • 适当加入（或不加）添加剂（填料、增塑
剂、稳定剂、颜料等）， • 可在一定温度、压力下塑化成型， • 产品最后能在常温下保持形状不变的一类
高分子材料。
在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料
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聚集态结构不同性能不同
• 非晶态结构
为什么软? 强度低 ? 耐热性不高 ？ 从结构上解释
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2，聚甲基丙烯酸甲酯
甲基丙烯酸甲酯通过自由基聚合而成
俗称“有机玻璃”，简称PMMA。
具有较高软化点，较好冲击强度和耐气候性的 ，清澈、无色透明的热塑性塑料。
CH2＝C－COOCH3 CH3
特殊塑料： 具有特殊功能和特殊用途的塑料。主要有氟塑 料、硅塑料等。
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一、 通用塑料
• 产量最大，约占80% • 分为两类：
通用热塑性塑料： 通用热固性塑料：
后者在加工过程中发生化学变化， 可从线型转变为体型结构。
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几类通用塑料
1 聚乙烯（PE） 2 聚丙烯（PP） 3 聚氯乙烯（PVC） 4 聚苯乙烯类（PS） 5 丙烯酸类树脂 （PMMA） 6 酚醛树脂（PF） 7 环氧树脂（EP） 8 不饱和聚酯（UP）
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（一）根据塑料受热特性可分类
热塑性塑料：在加工过程中，一般只发生物理变化，受热变 （线型） 为塑性体，成型后冷却又变硬定型，若再受热
还可改变形状重新成型的塑料。
热固性塑料：在成型过程中发生化学变化，利用塑料在受热 （体型） 时可流动的特征而成型，并延长时间，使其发
生化学反应而成为不熔不溶的网状分子结构，
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1，聚乙烯塑料
CH2 CH2
n
乙烯单体自由基聚合而成的聚合物 依据生产方法的不同，其产物结构不同
高压法合成的聚乙烯:
密度为0.91～0.93，分子质量为2～5万， 熔融温度低(比如:115℃).(低密度聚乙烯)
低压法合成的聚乙烯:
密度为0.93～0.97，熔融温度高(如: 130℃), 可得到高分子量,甚至超高分子量(106) (高密度聚乙烯)
并固化定型而形成的塑料。
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（二）根据塑料制品的用途分
通用塑料： 产量大，价格低，应用范围广的塑料。如：聚 乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树 脂、环氧树脂、聚胺脂等。 ABS塑料
工程塑料： 机械性能好，能用于制造各种机械零件的塑料。 主要有聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚砜、聚 酰亚胺、ABS塑料等。
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高分子材料的常用名称
前期已讲过高分子的一些命名
1，以高分子链的结构特征命名
O
O
O
£ -C-NH-
-C-O-
-NH-C-O- -O-
聚酰胺 聚酯 聚氨酯 聚醚
2，商品名（合成纤维最普遍）
我国以“纶”作为合成纤维的后缀
涤纶 丙纶 锦纶
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高分子材料的常用名称
3，树脂 (resin)
是指遇热变软，具有可塑性的天然高分子化合物的 统称。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固
体。
树脂按来源分:
天然树脂: 天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等 合成树脂: 由单体合成, 或天然高聚物改性获得
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树脂用途
合成塑料
离子交换树脂
合成纤维
树脂
用途
涂料
合成橡胶
黏合剂
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玻璃化转变温度(Tg)
• 晶态结构
结晶熔融温度(Tm) • 液晶态结构 • 取向态结构 • 混合态结构 • 织态结构
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除树脂外, 塑料制品还含有其他多种组分
• 稳定剂 • 增塑剂 • 增强剂 • 填料 • 润滑剂
• 阻燃剂 • 抗静电剂 • 固化剂 • 发泡剂
因此塑料的性能并不只是树脂的性能