高分子材料基础—第2章高分子材料科学基础要点
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
高分子材料科学基础
6.功能高分子材料基础
例如，通过高分子结构设计和官能团设计，在高分
子结构中引入感光功能基团，从而合成出感光高 分子材料。合成可供选择的措施有：共聚合、接 技聚合、嵌段聚合、界面缩聚、交联反应、官能 团引入、模板聚合、管道聚合、交替共聚以及用
高聚物作支持体的聚合等。
6.功能高分子材料基础
(2)通过特殊加工赋予材料以功能特性 这种方法又称为物理方法。例如： 高分子材料通过薄膜化制作偏振光膜、滤光片、 电磁传感器、薄膜半导体、薄膜电池、接点保护 材料、防蚀材料等，尤其是在超细过滤、反渗透、 精密过滤、透析、离子交换等方面取得了广泛的 应用。 高分子材料纤维化可用于二次电子倍增管或作 离子交换纤维。 对于高分子材料来说，最引人注目的是塑料光 纤的开发应用。
7.发展中的功能高分子材料 7.1 离子交换膜
应用 电渗析：如海水淡化、海水制盐 电解隔膜：铀的电解还原 扩散渗透：回收酸、碱、金属离子等 其它：电池隔膜
7.发展中的功能高分子材料
7.2 高分子试剂
高分子试剂的特点包括： 易于与低分子分离 高分子试剂和载体在溶剂及低分子化和物中 仅能溶胀，用简单过滤的方法即可分离。 固定化作用使其具有较好的稳定性 刚性高分子链上稀疏排布的功能基之间很难 接触。 微环境可以人为的控制 聚合物的空间结构（包括化学和立体结构） 可以利用分子设计方法人为控制。
7.发展中的功能高分子材料 7.1离子交换膜 离子交换树脂：树脂上离子与溶液中离子交换
离子交换膜：在电磁场作用下对溶液中的离子选 择性透过，以膜的形式作为离子交换的主体：具 有离子交换树脂不具备的特殊功能。 离子交换膜种类：异相膜、半均相膜、复合膜 制膜母体：苯乙烯-二乙烯基苯；其它（聚乙烯、 含氟高分子、聚乙烯吡啶） 功能基：主要磺酸基-HSO3-（阳离子交换膜）； 主要季胺盐+NR4 生产方法：含浸法：流延法、刮浆法、浸胶法。
材料科学基础第2章
晶胞示意图
晶胞大小和形状表示方法
晶胞大小和形状表示方法为：
晶胞的棱边长度ａ、ｂ、ｃ（称为点阵常数、晶格常 数(lattice constants/parameters))； 棱边的夹角为α、β、γ（称为晶轴间夹角）。 选取晶胞的原则： 1、应反映出点阵的高度对称性 2、棱和角相等的数目最多 3、棱边夹角为直角时，直角数目最多 4、晶胞体积最小
晶面指数（hkil）其中i=-（h+k）
晶向指数 [uvtw] 其中t=-（u+v）
六方晶系按两种晶轴系所得的晶面指数和晶向 指数可相互转化：
六方晶系的晶向（面）指数示意图
六方晶系的一些晶向（面）指数
4.晶带
晶带——所有平行或相交于同一直线的晶面构成一个 晶带，此直线称为晶带轴。属此晶带的晶面称为共 带面。 晶带定理：同一晶带上晶带轴[uvw]和晶带面（hkl） 之间存在以下关系：hu+kv+lw=0 通过晶带定理可以求晶向指数或晶面指数。 a) 求两不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2）的晶 带轴。 b) 求两个不平行的晶向[u1v1w1]和[u2v2w2]所决定 的晶面。
面心立方八面体间隙面心立方Biblioteka 面体间隙面心立方四面体间隙
面心立方四面体间隙
面心立方原子堆垛顺序
面心立方晶体的 ABCABC 顺序密堆结构
2.体心立方晶格(特征）
原子排列:晶胞八个顶角和晶胞体心各有一个原子 点阵参数:a=b=c，α=β=γ=90º 晶胞中原子数:n=8×1/8＋1=2个 3 原子半径: 4R 3a, R a
三种典型金属晶体结构刚球模型
三种典型金属晶体结构晶胞原子数
原子半径与晶格常数
三种典型金属晶格密排面的堆垛方式
高分子材料基础知识-文档资料
高温合金 橡胶
电木 尼龙 PE 熔融硅
1500 1900
高模聚合物
石材
陶器 陶瓷 玻璃 水泥 耐火材料
10000BC 5000BC 0
聚酯
PC PS PAN PP
金属基复合材料
陶瓷基复合材料 韧性机械陶瓷
1990 2000 2019 2020
耐湿陶瓷
1960 1980
3
高分子化合物的分类
第一章 概述
第二节 高分子材料基础知识
1
家用电器
装饰
薄膜
航天航空
生物工程
光导纤维
信息产业
高分子科学
动植物 肉 蛋 粮食 菜 棉 毛 丝 麻 兽皮 茅草 木材 竹子 水泥 玻璃 粘合剂 2 涂料 橡胶 塑料
各种材料在各个历史时期相对重要性
金 铜
铁
高分子 木材 皮肤 动物胶 纤维 复合材料
钢 合金钢
• 图1 －1
支化高分子
图1－2 交联高分子
（6）交联高分子：
• 高分子链间产生化学结合，可生成交联或网状 高分子（如图 1 － 2 所示）。这样的高分子通常 只能被溶剂溶胀，而不能溶解，也不能熔融。 随着交联程度的增加，其能溶胀程度减少，当 高度交联时溶胀也不能产生了。一些热固性树 脂就是高度交联的。而作为橡胶弹性材料则具 有轻度的交联结构。
H H H H H H
乙炔三聚体（苯）
CH CH
[ CH=CH ] n
H O C H O
聚乙炔 ( n聚体 )
H C=O H
H H C C H H O
三聚甲醛 （三氧六环） 聚甲醛
[ CH2 O ]n
（3）聚合物：
• 高分子量的聚合产物，又称做高聚物、高分子、大 分子。常用聚合物的分子量高达 104 ～ 106 ，甚至更 高。 • 一个大分子往往由许多相同的、简单的结构单元通 过共价键重复连接而成。 • 例如聚氯乙烯分子由许多氯乙烯结构单元重复连接 而成，可表示为：
高分子材料科学基础期末复习资料总结
第一章：绪论高分子材料：指由许许多多原子或原子团，主要以共价键结合而成的相对分子质4量很高（10～107）的化合物.均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。
共聚物：由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称为共聚物。
高分子材料分类：按用途分类－－－塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料按主链的元素组成分类－－－碳链、杂链、元素有机和无机高分子按聚合物受热时的不同行为分类－－－热塑性和热固性聚合物英文缩写PE 聚乙烯 PP 聚丙烯PS 聚苯乙烯 PTFE 聚四氟乙烯PVC 聚氯乙烯 ABS 丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物 PA 聚酰胺 POM 聚甲醛PAN 聚丙烯腈 PC 聚碳酸酯PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 CPE 氯化聚乙烯PF 酚醛树脂 EP 环氧树脂BR 聚丁二烯橡胶 PU 聚氨酯SBR 丁苯橡胶 NBR 丁腈橡胶CR 氯丁橡胶 NR 天然橡胶PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯第二章高分子材料的结构与性能聚合物分子量有两个基本特点：（1）分子量大：一般而言，聚合物的力学性能随分子量的增大而提高。
①如玻璃化温度，拉伸强度，密度，比热容等，刚开始时，随分子量增大而上升，最后达到一极限值。
②如粘度，弯度强度等，随分子量增大而不断提高，不存在极限值。
（2）分子量具有多分散性：①塑料：分子量分布窄时对加工和性能有利；②橡胶：分子量分布宽一些好，可以改善流动性而有利于加工；③薄膜及纤维：分子量分布窄时对加工和性能有利。
聚集态结构：是指在分子间力的作用下，大分子相互聚集在一起所形成的组织结构。
晶态结构：结构规则、简单的以及分子间作用力强的大分子易于形成晶态结构。
非晶态(无定形)结构：结构比较复杂、不规则的大分子则往往形成无定形即非晶态结构。
结晶对聚合物性能的影响：结晶使高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强了分子链间的作用力，使聚合物的密度、强度、硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能得以提高，从而改善塑料的使用性能。
高分子材料基础—第2章高分子材料科学基础
1
§2.1.1
Polymer History
1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
高分子工业： -公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、 油漆、虫胶等
高分子科学： - 1833年，Berzelius 提出 “Polymer”一词，指以共价键、 非共价键联结的聚集体
第二章 高分子材料概论
Introduction to Polymeric Materials
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
§2.1 History and Future of Polymers
§2.1.1 §2.1.2 §2.1.3 §2.1.4 Polymer History Famous Polymer Scientists Polymer Present Future
K.Ziegler （1898~1973）
河 北 工 业 大 学 高 子 研 究 所
德国人，22岁获博士学位。毕业后在多所 大学任教，1946年起任前联邦德国化学会会 长。主要从事有机金属化合物合成研究， 1953年发现了可使乙烯在室温低压下迅速聚 合成为高分子量聚乙烯的Ziegler催化剂。
开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将 基础研究和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成 果的尝试。
Paul J. Flory (1910-1985)
美国人，1934年获博士学位后，作 为物理化学家进入杜邦公司，在 Carothers手下工作。Carothers鼓 励他从事将数学方法用于高分子领 域的研究。 按照这一思路， Flory的研究在许 多重要的理论方面多有建树：高分 子分子量分布、等活性反应原理、 高分子溶液的热力学研究等。
材料科学基础 (2)
高分子材料的合成
加聚反应
由一种或多种单体相互加成而连接成聚合物的反应，生成加聚物。
主要特征包括：
加聚反应往往是烯类单体 键加成的聚合反应，无官能
团结构特征，多是碳链聚合物；
加聚物的元素组成与其单体相同，仅电子结构有所改变；
加聚物分子量是单体分子量的整数倍。
链终止：CH3
C
CH3
聚合物
缩聚反应
是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程，兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义反应产物称为缩聚物。
主要特征包括：
缩聚反应通常是官能团间的聚合反应；
反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等；
缩聚物中往往留有官能团的结构特征，如-OCO-，-NHCO-，故大部分缩聚物都是杂链聚合物；
缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再是
单体分子量的整数倍。
…… …… ……
反应没有活性中心，而是通过一系列单体上所带的能相互反应的官能团间的反应逐步实现的。
聚合物
己二酸己二醇己二酸己二醇酯
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
加聚和缩聚反应的比较
反应时间单体转
化率产物分子量反应时间
连锁聚合反应逐步聚合反应
THE END 连锁聚合反应
逐步聚合反应两种聚合机理的区别：主要反映在平均每一个分子链增长所需要的时间上
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）。
高分子材料基础大纲
第1章材料科学概述1 简要说明材料与物质的区别。
2 举例说明材料的主要类别。
3 举例说明功能材料与结构材料。
4 举例说明材料的特征性能与功能物性。
5 简要说明相变及其类型。
6 举例简要说明材料的性能—结构—加工工艺之间的相互关系。
7 简要说明金属材料的塑性形变与位错及滑移运动间的关系。
8 写出锗、碳和氧原子的电子结构。
9 假设晶体的格点是等体积硬球,试证明体心结构和面心立方结构的堆砌因子分别为0.68及0.74。
10 证明滑移形变时的分剪切应力τ1遵从Schmid定律：τ1=σcosφcosλ,且在λ=45o的方向上τ1最大,式中为滑移方向与作用力之间的夹角, 为滑移面法线和作用力之间的夹角。
第2章高分子材料的制备反应1 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯和尼龙-6,6的分子式。
2 写出以下单体的聚合方式,并写出单体和聚合物的名称(1) CH2=CHCl(2) CH2=C(CH3)2(3) HO(CH2)5COOH(4) NH2(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH3 下列烯类单体适于何种聚合：自由基聚合、阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
(1) CH2=CHCl(2) CH2=CCl2(3) CH2=CHCN(4) CH2=C(CN)2(5) CH2=CHCH3(6) CH2=C(CH3)2(7) CH2=CHC6H5(8) CF2=CF2(9) CH2=C(CH3)—CH=CH24 以偶氮二异丁腈为引发剂,写出氯乙烯聚合历程中各基元反应式。
5 对于双基终止的自由基聚合,设每一大分子含有1.30个引发剂残基,假定无链转移反应,试计算歧化终止和偶合终止的相对量。
6 用过氧化二苯甲酰为引发剂,苯乙烯聚合时各基元反应活化能分别为Ed=125.6 kJ•mol-1、Ep=32.6 kJ•mol-1、Et=10 kJ•mol-1,试比较反应温度从50oC增至60oC以及从80oC增至90oC,总反应速率常数和聚合度变化的情况；光引发时的情况又如何？7 何谓链转移反应？有几种形式？对聚合速率和产物分子量有何影响？什么是链转移常数？8 聚氯乙烯的分子量为什么与引发剂浓度基本上无关,而仅取决于温度？氯乙烯单体链转移常数CM与温度的关系如下：CM=12.5exp(30.5/RT),试求40oC、50oC、55oC及60oC下,聚氯乙烯的平均聚合度。
高分子材料科学基础
a
i
M i Ni
⎥ ⎥⎦
a: 常数，0.5~1
1.6 高分子材料平均分子质量及分布
z 例：设某高分子试样中有10摩尔分子量为104 的分子，有5摩尔分子量为105的分子, 计算各 种分子量（a = 0.6）
艾伦-J-黑格 (1936-)
导导电电高高分分子子
白川英树 (1936-)
1.3 高分子化合物的基本特征
1. 分子量大
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量
聚乙烯 6～30 聚氯乙烯 5～15 聚苯乙烯 10～30
纤维 分子量
涤纶 1.8～2.3 尼龙-66 1.2～1.8 维呢纶 6～7.5
橡胶 分子量
乙乙烯烯和和丙丙烯烯的的催催化化聚聚合合反反应应
1974年诺贝尔化学奖
P．J．弗洛里（Faul John Flory，1910—1985） 美国人 因在高分子溶液理论和相对 分子质量测定等方面的突出 贡献而荣获诺贝尔化学奖。 高分子物理奠基人。
2000年诺贝尔化学奖
艾伦-G-麦克迪尔米德 (1929-2007)
1920年发表了著名的《论聚 合》，提出高分子化合物是由共价 键连接而成的长链分子。 1932年 出版了划时代的巨著《高分子有机 化合物》成为高分子科学诞生的标 志。
1963年诺贝尔化学奖
齐格勒(Kafl Ziegler，1898-1973) 德国人
纳塔（Giulio Natta, 1903-1975) 意大利人
线型
支链型
热塑性
体型 热固性
1.4 高分子材料的命名
1. 聚＋“单体”
Example: PE, PS, PVC
nCH2 CH
Cl
氯乙烯
高分子材料基础第一二章
2.挤出过程
（P222-232）
注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题 高分子熔体流动不稳定性及滑壁现象
1．注塑成型过程的流变分析（P255-262）
1.挤出成型过程中的熔体破裂行为
（P286-292）
4
高分子材料基础 第一、二章
第一章
1.1 1.2
材料科学概论
材料与材料科学 材料结构简述
例： 聚甲醛 ━ O ━ CH2 ━
尼龙6
━ NH ━(CH2)5 ━ CO ━
元素有机聚合物：是指大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝、
氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基却由有机团如甲基、乙基、芳基等组 成。 CH3 │ 例：硅橡胶 ━ O ━ Si ━ │ CH3 22 高分子材料基础 第一、二章
缩写
聚合物
聚丙烯
缩写
ABS
PVC
PP
聚酰胺
PA
聚乙烯
PE
聚苯乙烯
PS
21
高分子材料基础 第一、二章
2.1.3
分类
2.1.3.1 按大分子链结构分类
碳链聚合物：是指大分子链完全由碳原子组成。
例：聚乙烯 ━CH2━CH2━ 聚丙烯 ━CH2━CH━ │ CH3
杂链聚合物：是指大分子链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂质。
金属材料 黑色金属——主要以铁—碳为基的合金，包括碳钢、合金钢、不锈钢、 铸铁。钢的性能主要由渗碳体的数量、尺寸、形状
及分布决定的。
有色金属——除铁之外的纯金属或以其为基的合金。
如铝合 金、铜合金、镁合金、钛合金等
无机材料——是由无机化合物构成的材料，其中包括如锗、硅、碳之类的单质所构成的料。 有机材料（高分子材料）——是由脂肪族和芳香族的C—C 共价键为基本结构的高分子构成的，也
高分子科学基础-高分子材料力学性能
么么么么方面
• Sds绝对是假的
2.橡胶弹性的热力学分析
长度lo的试样，等温时受外力 f 拉伸，伸长 dl dU = dQ－dW
拉伸中体积变化所做的功 PdV
dW
PdV－fdl
拉伸中形状变化所做的功－fdl
又 dQ=TdS, ∴ dU = TdS + fdl －PdV
橡胶在拉伸中体积不变, dV=0; ∴ dU = TdS + fdl
弱
脆 断裂强度高低;
韧
断裂伸长大小
类型 形变产生 屈服现象 σ ε
实例
软而弱
易
有
低中
凝胶，低分子量树脂
软而韧
易
有
中大
橡胶，软PVC，LDPE
硬而脆
难
无
中小
PS，PMMA
硬而强
难
有
高中
硬PVC
10
硬而韧
难
有
高大
尼龙，PC
3.影响聚合物实际强度的因素
①高分子的化学结构
——增加极性或产生氢键，强度↑
PE < PVC < 尼龙66
力变化一个相位角δ
ε(t)=ε0 sinωt
σ(t)=σ0 sin(ωt+δ)
σ(t)=σ0 sinωtcosδ+σ0 cosωtsinδ
与应变同相位，幅值为σ0cosδ，是弹性形变的动力
与应变相差90o，幅值为σ0sinδ，消耗于克服摩擦阻力
E’=(σ0 /ε0 ) cosδ E”=(σ0 /ε0 ) sinδ
§2 高分子的力学性能
研究目的：
•求得高分子各种力学性能的宏观描述和测试合理化，以作为高分
高分子材料结构及常用高分子材料材料科学基础
元素有机聚合物的主链上没有碳元素，一般由Si、B、 N、P、Ge和O等元素组成，但侧链上含有有机基团。例如 有机硅聚合物。 CH
3
[ Si CH 3
O ]n
无机高分子无论在主链还是侧链上均没有碳元素。例 如玻璃、陶瓷等均属此类。
2）根据高分子受热后的形态变化分类 根据受热后发生的形态变化，可将高分子化合物分为热 塑性高分子和热固性高分子两大类。 热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动状 态。这种转变理论上可重复无穷多次。或者说，热塑性高分 子是可以再生的。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和 涤纶树脂等均为热塑性高分子。 目前，绝大多数高分子化合物为热塑性高分子。
“涤纶树脂（dacron）”和“尼龙（nylon）”皆由其英 文译 音而来，也可看作是一种俗称。 尼龙为一大类聚合物的总称，每种尼龙的名称后面有一 位或两位数字，如尼龙—6、尼龙—66等。 一位数字的尼龙，其数值表示结构单元中的碳原子数。 两位数字的尼龙，前一位数表示由二元胺提供的结构单元 的碳原子数，后一位数表示由二元酸提供结构单元的碳原子 数。
共聚是高分子化合物改性的重要方法之一。
二、高分子的分类和命名
1、 高分子的分类
1）根据高分子主链结构分类 根据高分子主链的结构，可将高分子化合物分为碳链聚 合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无机高分子四种。 碳链聚合物的主链全部由碳元素组成，侧基上可有其它 元素。例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物的主链上以碳元素为主，但存在其它元素， 如O、N、S、P等杂元素。主链上的苯环一般也看作为杂元 素。
共聚物的命名：
从参与共聚的两种单体名称中间加连接线组成基本名 称，然后在其后面加上“共聚物”三字。 如由氯乙烯和醋酸乙烯酯共聚而成的聚合物，称为“氯 乙烯—醋酸乙烯酯共聚物”；由乙烯和丙烯共聚而成的聚合 物，称为“乙烯—丙烯共聚物”等。 也可从参与共聚的两种单体中各取一个典型文字组成基 本名称，然后在其后面加上“树脂”两字。
第三版胡赓祥材料科学基础课后答案与知识点总结
第三版胡赓祥材料科学基础课后答案与知识点总结本文档总结了第三版胡赓祥《材料科学基础》教材中的课后答案和知识点。
以下是各章节的内容概述：第一章：材料科学基本概念- 知识点1：材料的定义和分类，包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料。
- 知识点2：材料的性能和性质，如力学性能、物理性能、化学性能等。
- 知识点3：材料的结构，包括晶体结构和非晶体结构。
- 知识点4：材料的制备和加工方法，如熔融法、溶液法、固相反应法等。
第二章：金属材料- 知识点1：金属的晶体结构，如面心立方结构、体心立方结构等。
- 知识点2：金属的晶体缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷。
- 知识点3：金属的力学性能，包括弹性模量、屈服强度、延展性等。
- 知识点4：金属的热处理，如退火、淬火和时效处理等。
第三章：无机非金属材料- 知识点1：陶瓷材料的分类，如氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。
- 知识点2：陶瓷材料的晶体结构，如离子晶体结构、共价晶体结构等。
- 知识点3：陶瓷材料的力学性能，包括硬度、脆性、抗拉强度等。
- 知识点4：陶瓷材料的制备和加工方法，如烧结法、凝胶法和溶胶-凝胶法等。
第四章：高分子材料- 知识点1：高分子材料的分类，如线性高分子、交联高分子等。
- 知识点2：高分子材料的分子结构，如线性结构、支化结构等。
- 知识点3：高分子材料的物理性能，包括玻璃化转变温度、熔融温度等。
- 知识点4：高分子材料的制备和加工方法，如聚合法、拉伸法和挤出法等。
第五章：复合材料- 知识点1：复合材料的分类，如纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料等。
- 知识点2：复合材料的基体材料和增强材料，如树脂基体、碳纤维增强材料等。
- 知识点3：复合材料的力学性能，包括弯曲强度、拉伸强度等。
- 知识点4：复合材料的制备和加工方法，如层压法、注射法和浸渍法等。
以上是《材料科学基础》教材第三版的课后答案和知识点总结。
希望对您的学习有所帮助。
高分子材料科学基础
学
特征；凝胶效应和聚合度；了解
如何根据动力学方程选择适当的
方法控制反应进程和产物结构。
自由基共聚 合
掌握共聚合的基本概念；理解二 元共聚物组成曲线；熟悉共聚物 组成的控制方法；单体活性和自 由见聚合方法（本体聚合、 课堂讲授 溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合） 案例教学 的特点、基本组成、配方及具体
课堂讲授 案例教学
分离膜材料
掌握高分子分离膜的特点和分离 课堂讲授 机理；掌握常见分离膜（微滤膜、 案例教学 超滤膜、纳滤膜、反渗透膜）的 分离特性和性能指标；熟悉分离 膜的制备方法和应用领域。
6 生物医用 生物医用材 掌握生物相容性的基本概念；掌 课堂讲授
与智能材 料 料
握生物医用材料的设计原理；熟 案例教学 悉生物医用材料的类型及其特
课堂讲授 案例教学
4 高分子材 高分子材料 掌握高分子材料的化学结构、分 课堂讲授 料的结构 结构的基本 子链构象和聚集态结构；掌握高 与性能 概念及与性 分子的多级结构对材料性能的影 能之间的关 响规律。
系
5 吸附分离 树脂材料 材料
掌握常见树脂材料（吸附树脂、 离子交换树脂、螯合树脂、高吸 水性树脂）的特点、吸附机理及 其制备方法；熟悉树脂的制备方 法和应用领域。
点。
智能材料
掌握智能材料的响应机制和设计 课堂讲授 原理；熟悉智能材料的应用领域。 案例教学
使用教材：统编教材 √
英文教材及影印版 □
文献资料（含标准）□
自编教材 □
应用化学专业核心课程信息
应用化学专业核心课程信息
《高分子材料科学基础》课程信息与描述
课程名称：高分子材料科学基础
学分数：
课程属性：专业基础课 □
专业必修课 √
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
催化剂和配位阴离子聚合 阴离子活性聚合 阳离子聚合 获得聚乙烯单晶
6
6、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
高分子工业： -通用塑料：PE、PP、PVC、PS 、PF、UF、PU - 工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT -合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、 丁腈胶 - 合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon
3
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期 高分子工业： - 1907 L.Backeland 酚醛树脂 - 1911 丁钠橡胶 - 1914 醋酸纤维和塑料 - 1925 醋酸乙烯工业化 - 1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯 高分子科学： - 1902 提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构 - 1907 W.Ostwold 提出分子胶体概念 - 1920 H.Staudinger 提出“共价键联结的大分子” 之现代高分子概念
塑料~6000万t、橡胶~700万t、化纤~6000万t、
- 高分子合金，如HIPS - 高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料 高分子科学： - 1971~78 白川英树等 导电高分子 - 1973 Kevlar 纤维
8
8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
2
2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性 高分子工业： - 1838 C.N.Goodyear 天然橡胶硫化 - 1845 C.F.Schobein 硝化纤维 - 1868 J.W.Hyatt 硝化纤维塑料 - 1889 建成最早的人造丝工厂 - 1900 英国建成年产1000t粘胶纤维工厂 高分子科学： - 1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子 -1892 W.A.Tilden 确定天然橡胶干馏产物异戊二烯 结构式
5
5、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发 展时期
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
高分子工业： - HDPE （1953~55）、PP（1955~57）、BR（1959）、 PC（1957） - 石油化工产品的80%用于高分子工业 - 塑料以两倍于钢铁的速率增长（12~15% / 年） 高分子科学： - 1953~56 Ziegler-Natta - 50年代 Szwarc Kennedy - 1957 A.Keller
1926年因发明高速离心机并用于高分散胶体化学研究获奖
10
H.Staudinger
（ 1881~1965）
河 北 工 业la大学完成博 士论文。 毕业后在多所大 学任教。 早期研究有机化 学，后转向对天然 有机物的结构研究。 1920年，在《德国化学会志》上发表划时代的文章《论聚合》, 首次提出高分子的概念。 1932年，发表专著《高分子有机化合物》，标志着高分子化学 的诞生。
高分子科学： - 各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用： 1960 高分辨率NMR、 1964 GPC的使用 - 结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入
7
7、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期 高分子工业：
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
- 生产的高效化、自动化、大型化：
1
§2.1.1
Polymer History
1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
高分子工业： -公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、 油漆、虫胶等
高分子科学： - 1833年，Berzelius 提出 “Polymer”一词，指以共价键、 非共价键联结的聚集体
第二章 高分子材料概论
Introduction to Polymeric Materials
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
§2.1 History and Future of Polymers
§2.1.1 §2.1.2 §2.1.3 §2.1.4 Polymer History Famous Polymer Scientists Polymer Present Future
高分子工业： - 80年代初，三大合成材料产量超过10亿t，其中塑料 8500万t，以体积计超过钢铁的产量 - 精细高分子、功能高分子、生物医学高分子
高分子科学： - 提出分子设计概念 - 1983 O.W.Webster 基团转移聚合 - 1994 王锦山 原子（基团）转移自由基聚合
9
§2.1.2 Famous Polymer Scientist
4
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
4、二十世纪30~40年代：高分子工业和科学的创立时期 高分子工业： -塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS (1948) -橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶(1940)、丁苯胶(1940) -纤维：PVC(1931)、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶 （1948） 高分子科学： - 1932 H.Staudinger 《高分子有机化合物》出版 - 1929~40 W.H.Carthorse, P.J.Flory 缩聚反应理论 - 1932~38 W.Kuhn, K.H.Mayer 橡胶弹性理论 - 1935~48 H.Mark, F.R.Mayo, et al 链式聚合反应和共 聚合理论 - 1942~49 P.J.Flory, M.L.Huggins, et al 高分子溶液理论 - 40年代 Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
T.Svedberg （ 1884~1971）
瑞典人，物理化学家。 研究胶体分子的提纯和分离技 术，特别是对蛋白质的研究。 1924年发明了超速离心机，用 于蛋白质分子测定，并从沉降 常数和扩散系数获得血红蛋白 的分子量。 Svedberg 的工作为高分子化 学的建立创造了实验条件。