《高分子材料概论》
《高分子科学概论》习题及参考答案
《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态？分别各举一例线型（HDPE）、支链型（LDPE）和交联型（硫化橡胶、固化的环氧树脂）。
2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下，高分子的相对分子质量一般在104~106；小分子有确定的相对分子质量，高分子的相对分子质量具有多分散性，是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物，通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。
3、什么是聚集态结构？按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为哪三种？典型的结晶性（或非结晶性）聚合物有哪些（至少6例）？什么是高分子合金？高分子链与链之间的排列或堆砌结构。
按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。
典型的结晶性聚合物有：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。
由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系，称共混聚合物，又称“高分子合金”。
4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能？（至少六种）表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些？力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。
表征力学性能的指标主要有：拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。
表征电学性能的指标主要有：介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。
5、什么是玻璃化（转变）温度？什么是熔融指数？玻璃化温度：是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度，是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。
室温下用作塑料的聚合物，其玻璃化温度高于室温；玻璃化温度是塑料使用的上限温度。
室温下用作橡胶的聚合物，其玻璃化温度低于室温，玻璃化温度是其使用的下限温度。
熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数），单位g/10min。
高分子材料概论复习题
《高分子材料概论》复习题一、填空题1、尼龙，也称聚酰胺，其可能的端基是和。
2、聚合物的____ _结构是指高分子分子链之间的排列和堆砌结构。
3、高分子的降解反应是分子量__ ______的反应。
4、线性低密度聚乙烯的英文缩写是_________ _。
5、按受热时的表现，塑料可分为塑料和塑料。
6、常用的热塑性聚合物加工方法有：（列举二种）______ ____ 与_______ ___。
7、纤维的种类很多，习惯上按来源分为天然纤维和____ 两大类。
8、ABS树脂是由 ________ 、 _____ 和 ______ 单体缩聚而成的。
9、高分子熔融共混设备包括、、、和。
10、根据高分子材料的来源，高分子可以分为、、和。
二、选择题1、有机玻璃指的是下面哪一种高分子材料（）A.PEB.PPC.PETD.PMMMA2、高分子的溶解性有如下几种关系，选出错误的一种（）A.分子量越高，溶解越难B.结晶度越高，溶解越难C.支化度越高，溶解越易D.交联度越高，溶解越难3、下面哪个高分子商品名为“Teflon”( )A.聚氯乙烯B.聚四氟乙烯C.聚苯乙烯D.聚乙烯-四氟乙烯共聚物4、橡胶分子的柔性和（）是橡胶具有弹性的原因。
A.粘性B.交联C.结晶D.玻璃化转变5、世界上第一种大规模生产的合成纤维是（）A.聚酰胺纤维B.粘胶纤维C.聚酯纤维D.聚丙烯腈纤维6、下面不属于有机胶黏剂的为（）A.动物胶B.热固性胶黏剂C.橡胶型胶黏剂D.硅酸盐胶黏剂7、下面哪种不属于热固性胶黏剂的为（）A.聚醋酸乙烯酯B.不饱和聚酯C.酚醛树脂D.环氧树脂8、哪种高分子材料适合做隐形眼镜（）A.水凝胶B.不饱和聚酯C.硅橡胶D.聚乙烯醇9、关于高分子材料分子量的排列，哪一种是正确的 ( )A. Mv > Mw > Mz > MnB. Mn > Mv > Mw > MzC. Mz > Mw > Mv > MnD. Mn > Mz > Mw > Mv10、哪种高分子材料不是合成纤维 ( )A.黏胶纤维B.醋酸纤维C. 聚酯纤维D. 棉纤维三、名词解释1、天然高分子2、高分子共混3、工程塑料4、老化5、高分子复合材料四、简答题1、简述天然高分子材料主要有哪几类2、说明高分子材料作为橡胶使用的必备特性有哪些3、说明为什么多数高分子材料溶解很慢，需要经过相当长时间的溶胀过程才会溶4、试述为什么聚丙烯腈只能用溶液纺丝，而涤纶树脂可用熔融纺丝5、说明塑料制品的成型加工方法有哪些6、说明制备高分子共混物采用的化学共混法主要有哪几种五、论述题1、论述聚合物复合材料一般有几个相？界面相对材料性能有何贡献2、试从内因和外因分析促使高分子材料的老化的因素，以及如何防止老化。
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。
高分子材料大纲详解
高分子材料：1、自由基聚合反应及其特点：属于连锁聚合反应，又称链式聚合反应。
自由基是带有未配对独电子的基团，性质不稳定，可进行多种反应。
聚合机理：过程包括：链引发、链增长、链中止以及可能伴有的链转移反应等基元反应。
特征：1.自由基聚合是一种链式聚合反应。
（满引发，快增长，速终止，有转移）2.引发反应速率最小，是聚合速度的控制步骤；3.只有链增长反应才使聚合度增加；（链增长反应极快，反应体惜仅由单体，相对分子质量高的聚合物及浓度极小的活性链组成)4.在聚合过程中，单体浓度逐步降低，聚合物转化速率随反应时间逐步增加；（聚合度或聚合物的平均相对分子质量与反应时间基本无关）5.少量阻聚物可足以使自由基聚合反应终止，故自由基聚合要求用纯度高的单体。
2、缩合聚合反应及逐步加聚反应：缩聚反应及逐步加聚反应均属于逐步聚合反应缩聚反应 是缩合反应经多次重复形成聚合物的过程。
具有两个或两个以上官能团的单体缩合而生成高分子化合物，同时伴随有小分子化合物（H2O,HX 等）的生成，叫缩合聚合反应，简称缩聚反应反应通式：缩聚反应的特点：（1）缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH 、—COOH 、—NH2、—X 及活泼氢原子等）或多官能团的小分子；（2）单体和所涉聚合物链节的化学组成不同；（3）反应除生成聚合物外，还有小分子生成（如H2O 、NH3、HCl 等）逐步加聚反应 单体分子通过反复加成，使分子间形成共价键而生成聚合物的反应。
加聚反应与缩聚反应特点对比3、分子间作用力：次价力：氢键、范德华力（包括取向力、诱导力、色散力） 由于加合效应，高聚物分子间的次价力有时可能超过主价力。
静电力 发生在极性分子之间的相互作用力，是由极性基团的永久偶极之间相互作用引起的。
诱导力 是极性分子永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。
存在极性-极性分子间，也存在极性-非极性分子间。
反应类型加聚反应 缩聚反应 反应物种类相同或不同单体 相同或不同单体 反应物特征含有不饱和键 含有特征官能团 生成物特征聚合物与单体具有相同的组成,主链上一般只有碳原子 聚合物与单体组成有所不同,主链上除有碳原子外还有其他 产物种类 只有聚合物 有聚合物和小分子色散力色散力是分子瞬时偶极之间的相互作用力，它存在于一切极性和非极性分子中。
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。
高分子材料概论
何为光致变色高分子？
光致变色高分子是一类在光或其他电磁波作用下能产生变色现象的 高分子化合物。光致变色高分子可以直接通过缩合聚合来合成，例如聚 紫罗〔兰〕精可以直接由联吡啶和二卤化物缩合而成。
光致变色的根本原理：
由于有机物质在构造上千差万异， 因而光致变色机理也多有不同宏 观上可分为光化学过程变色和光物理过程变色两种。
光致变色高分子
甲亚胺类光致变色高分子
含甲亚胺构造类型的光致变色高分子在高分子主链上含有邻 羟基苯甲亚胺基团的聚合物具有光致变色功能， 其光致变 色机理如以下图所示。甲亚胺基邻位羟基氢的分子内迁移形 成反式酮， 然后热异构化为顺式酮，再通过氢的热迁移返 回顺式烯醇。需要指出的是， 相对分子质量较小的聚甲亚 胺光致变色不明显， 这是由于反式酮和顺式烯醇的共扼体 系均不大， 两者的吸收光谱没有较大的差异。因此先合成 邻经基苯甲亚胺的不饱和衍生物， 再与苯乙烯或甲基丙烯 酸甲醋等单体共聚合才能得到光致变色高分子。[2]
光致变色材料早在19世纪就有所报道，但是直到其应用于光记录存 储的可能性得到证实之后，该技术才在世界范围内引起了广泛的关注。 世界上研究光致变色技术最早的国家是美国、日本以及法国，其中日本 是最早在民用行业上开发这种技术的国家。国内光致变色技术虽然起步 较晚，但是开展非常迅速，已诞生了众多优秀的企业，并逐步到达了国 际先进水平。作为国内“光致变色技术〞的领军企业，天津孚信科技在 成立数年时间内已经开发出300多种光致变色材料，拥有40多项创造专利， 并将该技术成功运用于服装、防伪、军工等多种行业，为众多消费者提 供了“阳光视觉最正确解决方案〞。
5 军事隐蔽伪装材料
光致变色材料既可在固定的建筑物、国防和军事目标隐蔽伪装材料方面应用，把这些目 标利用光致变色材料颜色变化，使它们融入大自然中隐蔽伪装起来。[6]
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
电子教案与课件：《高分子材料概论》 第七章 聚合物共混物
第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.1基本概念 相容性是聚合物共混体系的最重要特性。共混过程实施的难易、共混物的形态与性能，都与共混组分之间的相容性 密切相关。聚合物的共混物的相容性（compatibility）起源于乳液体系各组分相容的概念，是指共混物各组分彼此相互 容纳、形成宏观均匀材料的能力。不同聚合物对之间相互容纳的能力，有着很大差别。聚合物之间的互溶性 （miscibility）亦称混溶性，与低分子物中溶解度（solubility）相对应，是指聚合物之间热力学上的相互溶解性。热力 学混溶性是指在任意比例时都能形成均相体系的能力。早期的共混理论研究发现，可以满足热力学相容的聚合物配对， 实际上相当少。此后，研究者不再局限于热力学相容体系，研究内容包括相分离行为和部分相容两相体系的相界面特性
第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.5 相容性研究方法 研究聚合物之间相容性的方法很多。前面已述及以热力学为基础的溶解度参数（δ）及Huggins—Flory相互作用参数 χ12来判断互溶性。除热力学方法外，还可用玻璃化转变温度（Tg）法、平衡熔点法、聚合物相图、红外光谱法、电镜 法、界面层厚度法、界面张力测定法、共混物薄膜透明度测定法、共同溶剂法、粘度法等来研究聚合物共混物的相容性。 7.2.5.1 玻璃化转变温度法测定聚合物－聚合物的互溶性 7.2.5.2 平衡熔点法 7.2.5.3 浊点法
第七章 7.4 聚合物共混物的性能
7.4.4 流变性能 聚合物共混物的熔体粘度一般都与混合法则有很大的偏离，常有以下几种情况。 （1）小比例共混就产生较大的粘度下降，例如聚丙烯与聚（苯乙烯-甲基丙烯酸四甲基哌啶醇酯）（PDS）共混物和 EPDM与聚氟弹性体Viton共混物的情况。 （2）由于两相的相互影响及相的转变，当共混比例改变时，共混物熔体粘度可能出现极大值或极小值。 （3）共混物熔体粘度与组成的关系受剪切应力大小的影响。 （4）单相连续的共混物熔体，例如橡胶增韧塑料熔体，在流动过程中会产生明显的径向迁移作用，即橡胶颗粒由器 壁向中心轴方向迁移，结果产生了橡胶颗粒从器壁向中心轴的浓度梯度。一般而言，颗粒越大、剪切速率越高，这种迁 移现象就越明显，这会造成制品内部的分层作用，从而影响制品的强度。
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
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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
高分子材料导电
高分子科学与材料概论第五章 导电高分子材料(高分子导体及半导体)内容提要一、2000年诺贝尔化学奖 二、材料导电性表征 三、高分子材料导电特点 四、导电高分子材料的发现与导电高分子学科的产生 五、复合型导电高分子材料及其应用 六、结构型导电高分子材料及其应用一、2000年诺贝尔化学奖塑料、橡胶一类高分子材料是很好的绝 缘体 在一定的条件下，高分子材料确实可以 做成像金属那样具有导电性能的材料 2000年诺贝尔化学奖 Alan J. Heeger、Alan G. MacDiarmid Hideki Shirakawa（白川英树）Alan J. Heeger，1936 年出生。
1961年获得美国加州大学伯 克利分校博士学位。
1962年成为费城宾夕法尼亚大学的助理 教授，1967至1982年任宾大的教授。
1982年任加州圣巴巴拉 加州大学的物理教授，该校高分子与有机固体研究所所长。
1990年创立UNIAX公司，出任公司董事会主席。
Alan G.MacDiarmid， 1927年出生在新西 兰。
1953年获得美国 威斯康星大学博士学 位，1955年获得英国 剑桥大学博士学位。
1956年受聘美国宾夕 法尼亚大学助理教 授，1956年成为终身 教授。
Hideki Shirakawa（白川英树），1936年出生。
1966 年获得日本东京技术研究所博士学位，同年成为日本 Tsukuba大学材料科学研究所的助理教授。
1982年成 为教授。
在从绝缘性到导电性高分子认识的转变过程 中，起关键作用的是聚乙炔。
¾ 20世纪70年代初，Shirakawa，一种新方法来合成聚乙 炔，能控制反应器壁上黑色聚乙炔膜中顺、反异构体的 比例 ¾ 失误，多加一千倍的催化剂，得一层美丽的银色的膜， 反式的聚乙炔 ¾ 另一个温度下进行相应的反应给出的是铜一样颜色的 膜，顺式聚乙炔 ¾ 改变温度和催化剂的浓度成了决定反应如何发展的关键 ¾ MacDiarmid、Heeger 非常像金属的无机聚合物氮化硫 (SN)x ¾ 东京讨论会， Shirakawa和MacDiarmid 偶然在会议休息 喝咖啡时巧遇 ¾ MacDiarmid邀请Shirakawa到费城的宾夕法尼亚大学 ¾ 用碘蒸汽氧化并修饰聚乙炔，氧化处理过程中光学性质 发生了改变 ¾ 搀了碘的反式聚乙炔的电导率已经增加了一千万倍！搀杂的概念或方法由此产生，它能使高分子材料的电导（率）大为提高 这一研究结果的论文发表在1977年的J. Chem. Soc., Chem. Commun.上 Hideki Shirakawa, Edwin J. Louis, Alan G. MacDiarmid, Chwan K. Chiang and Alan J. Heeger, “Synthesis of electrically conducting organic polymers: halogen derivatives of polyacetylene, (CH)x”, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1977, 578-580.二、材料导电性表征材料导电性能表征电阻率 电导率 ρ ( Ω⋅m ) R=ρ⋅d/s σ ( Ω-1⋅m-1, S⋅m-1 ) G = σ ⋅ s / d二者关系ρ = 1/ σ ρ 越大，导电性越差 σ 越大，导电性越强日常所见的高分子材料大多在绝缘体 范围 材料导电性是由于物质内部存在能传 递电流的自由电荷，这些自由电荷通 常称为载流子（电子、空穴、正离 子、负离子） 材料导电性的宏观物理量σ与微观物理 量（载流子浓度、迁移率）的关系为 σ = N⋅q⋅μ三、高分子材料导电特点1. 高分子一般都是绝缘体有机高分子的固体（晶体）状态属分子晶体类型，晶 体中分子与分子间的堆砌是靠范氏力控制的，分子间 距离比较大，电子云交叠很差。
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 ）
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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。
30
※ 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
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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
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《高分子材料概论》课程教学大纲
课程代码：9
课程英文名称：Introduction on Polymer Materials
课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0
适用专业：安全工程专业
大纲编写（修订）时间：2010年8月26日
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
对于安全工程专业的学生来说，了解高分子材料的基础知识与基本理论，系统掌握高分子材料知识成为以后走向社会的一个基础平台。
因此，《高分子材料概论》就成为安全工程专业学生一门必修课。
通过对该课程的学习，使学生较系统地熟悉该分子材料基本理论知识，较全面地了解塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、高分子复合材料和高分子材料的加工、利用，并专章介绍了工程塑料、功能高分子材料、医用高分子材料、有机氟材料、有机硅材料和聚氨酯材料等新型高分子材料。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识：高分子材料的基本理论知识等。
2.基本理论和方法：了解塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、高分子复合材料和高分子材料的加工、利用，并专门介绍工程塑料、功能高分子材料、医用高分子材料、有机氟材料、有机硅材料和聚氨酯材料等新型高分子材料。
3.基本技能:能够掌握塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等加工、利用技术等。
（三）实施说明
1．教学方法：课堂教学过程中，重点讲授基本原理、基本概念和基本方法的讲解，并通过以下三种方法进行教学：
第一层次：原理性教学方法。
解决教学规律、教学思想、新教学理论观念与学校教学实践直接的联系问题，是教学意识在教学实践中方法化的结果。
如：启发式、发现式、注入式方法等。
第二层次：技术性教学方法。
向上可以接受原理性教学方法的指导，向下可以与不同学科的教学内容相结合构成操作性教学方法，在教学方法体系中发挥着中介性作用。
例如：讲授法、谈话法、练习法、讨论法、读书指导法等。
通过以上两个层次的教学，使学生思考问题、分析问题和解决问题的能力大大提高，进而培养学生自主学习的能力，为以后走入社会奠定坚实的基础。
2．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求
无。
（五）对习题课的要求
对习题课的要求（2学时）：掌握高分子材料相关概念的基本定义；
（六）课程考核方式
1、考核方式：考查。
2．考核目标：在考核学生对安全工程基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析问题能力、解决问题能力等。
3、成绩构成：平时成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩：①平时成绩（作业、出勤等）占总成绩的20%；②期末考查占总成绩的80%。
（七）主要参考书目:
1、《高分子材料概论》，韩冬冰等，中国石化出版社，2008年
2、《高分子材料概论》，张镭等，科学出版社，2006年
二、中文摘要
本课程主要研究高分子科学和高分子材料的基本知识，全面介绍通用塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、高分子复合材料和高分子材料的加工、利用，并专章介绍工程塑料、功能高分子材料、医用高分子材料、有机氟材料、有机硅材料和聚氨酯材料等新型高分子材料。
三、课程学时总体分配表
四、大纲内容
第1部分认识高分子
总学时(单位：学时):6 讲课：6 实验:0 上机:0 第1.1部分高分子科学发展的历史（2学时）
具体内容:
（1）早期高分子利用
（2）合成高分子时代
第1.2部分高分子学科的术语和基本概念（2学时）具体内容:
（1）聚合物单体、基团、聚合度
（2）聚合反应
第1.3部分高分子的结构和性能（2学时）
具体内容:
（1）高分子线性结构、支链结构及其性能
（2）高分子交联结构、星型结构及其性能
重点:
高分子学科的术语和基本概念
难点:
合成高分子的方法
第2部分高分子材料概述
总学时(单位：学时):6 讲课：6 实验：0 上机:0 第2.1部分高分子材料分类（2学时）
具体内容:
（1）按照高分子材料的来源分类
（2）按照高分子化合物的主链结构分类
（3）按照高分子材料的用途分类
第2.2部分高分子材料的性能（2学时）
具体内容:
（1）高分子材料的力学性能
（2）高分子材料的物理性能
（3）高分子材料的化学性能
（4）高分子溶液
第2.3部分高分子材料的研究方法（2学时）
具体内容:
（1）高分子材料结构的测定
（2）高分子材料性能的测定
重点:
高分子材料的性能
难点:
高分子材料的研究方法
第3部分塑料
总学时(单位：学时):6 讲课：6 实验:0 上机:0 第3.1部分通用塑料分类和成型（2学时）
具体内容:
（1）通用塑料分类
（2）塑料的成型
第3.2部分通用塑料性能和用途（2学时）
具体内容:
（1）通用塑料的性能
（2）通用塑料的用途
第3.3部分工程塑料的分类和特性（2学时）具体内容:
（1）工程塑料分类
（2）工程塑料的主要特性途
重点:
重要的通用塑料
难点:
通用塑料性能和用途
第4部分橡胶
总学时(单位：学时):6 讲课：6 实验:0 上机:0 第4.1部分通用橡胶概述（2学时）
具体内容:
（1）天然橡胶、丁苯橡胶等
（2）氯丁橡胶、丁腈橡胶等
第4.2部分特种合成橡胶（2学时）
具体内容:
（1）硅橡胶、氟橡胶等
（2）聚硫橡胶、聚氨酯弹性体
第4.3部分热塑性弹性体（2学时）
具体内容:热塑性弹性体概念及其应用
重点:
特种合成橡胶
难点:
热塑性弹性体
第5部分纤维
总学时(单位：学时):4 讲课：4 实验:0 上机:0 第5.1部分合成纤维概述（2学时）
具体内容:
（1）成纤维分类
（2）合成纤维性能和应用
第5.2部分常见的几种合成纤维（2学时）
具体内容:
（1）聚酯纤维等
（2）聚乙烯醇纤维等
重点：
参见几种合成纤维及其应用场合
难点:
特种合成纤维
第6部分涂料和胶黏剂
总学时(单位：学时):4 讲课4 实验:0 上机:0
第6.1部分涂料（2学时）
具体内容:
（1）主要的涂料用树脂、高性能树脂和特种涂料等
（2）粉末涂料、防火涂料等
第6.2部分胶黏剂（2学时）
具体内容:
（1）热塑性高分子胶黏剂、热固性高分子胶黏剂等
（2）橡胶型胶黏剂、热熔胶黏剂等
重点:
常用胶黏剂及其应用
难点:
高性能树脂和特种涂料的应用
编写人：李德顺
张敏革
王奕
审核人：崔岳峰
批准人：赵平。