高分子复习课件要点
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高分子化学第二章p复习课程
polyester
聚酯
脲醛树脂 urea-formaldehyde
polycarbonate 聚碳酸酯 醇酸树脂 alkyd resin
电玉
多数是杂链聚合物
己二胺
己二酸
乙二醇 对苯二甲酸
尼龙(nylon-66) 涤纶(dacron)
双酚A
光气
聚碳酸酯(polycarbonate)
2)带芳环耐高温聚合物
缩聚反应特点
带不同官能团的两分子都能相互反应, 无特定的 活性种, 各步反应速率常数基本相同, 无基元反应。
许多分子可同时反应, 缩聚早期单体消失很快, 生成低聚物, 转化率C很高, 后期反应在低聚物间 进行, 分子量分布也较宽。
[转化率]转变成聚合物的单体部分占起始单体量的百分率
在缩聚过程中，Xn稳步上升。延长t主要 目的在于提高产物M，而不是提高C。
3. 线形缩聚动力学 以二元酸和二元醇的聚酯化反应为例，应用 等活性概念，来处理线形缩聚动力学。
1)不可逆条件下的缩聚动力学
酯化或聚酯化是酸催化反应。
其机理为： 羧基先质子化
质子化种
减压、脱出副产物
慢
聚酯化每一步都是可逆平衡反应
由于k1 k2 k5>k3，考虑不可逆，k4不存在, 则
聚酰亚胺 polyimide 梯形聚合物
有机硅树脂(硅醇的缩聚物)
3)天然生物高分子—通过缩聚反应合成
氨基酸 酶催化 蛋白质 缩聚
单糖
糊精、淀粉、纤维素
缩聚
核酸(DNA、RNA)的合成
4)无机缩聚物
硅酸盐玻璃，聚磷酸盐
2. 非缩聚型的逐步聚合反应
polyurethane
芳核取代
polysulfone
《高分子复习总结》课件
高分子的物理性质
1
高分子分子量
分子量影响高分子的物理特性，如熔点、黏度和机械强度。
2
玻璃化转变温度
高分子会在一定温度下从玻璃态转变为橡胶态，影响高分子材料的应用。
3
热膨胀系数
高分子材料对温度变化的膨胀程度。
高分子的化学性质
聚合反应
高分子可以通过聚合反应与其 他化合物发生化学反应。
降解反应
改性反应
高分子材料在一些条件下会发 生降解反应，影响其使用寿命。
通过对高分子结构进行改变， 改善其性能和功能。
高分子的应用领域
塑料和橡胶
高分子的最常见应用之一，广泛用于包装、 建筑、汽车等领域。
电子器件
高分子用于制备电池、显示屏和电路板等电 子器件。
纤维和纺织品
通过纺织工艺将高分子纤维制成衣物、织物 等。
《高分子复习总结》PPT 课件
复习高分子化学的基础知识，包括高分子的基本概念、化合物的分类与特点、 合成方法以及物理和化学性质，还有高分子在不同应用领域的重要性。
高分子的基本概念
1 巨大分子结构
高分子是由一个或多个 重复单元组成的巨大分 子链，使其具备 特殊的物理和化学性质。
生物医学
高分子在药物传递、组织工程和医疗设备方 面具有重要应用。
多种功能
高分子化合物可以根据 需要设计为具有不同的 特性和功能性。
高分子化合物的分类与特点
分类: 特点:
线性、支化、交联
高分子具有高分子量、静电斥力和长链性等特 点。
高分子的合成方法
聚合反应
通过单体分子之间的化学反 应，形成高分子链。
缩聚反应
通过合并小分子或单体，形 成高分子链。
电化学合成
利用电化学方法合成高分子 链结构。
高分子化学要点PPT课件
1953年K .Ziegler在用直接法合成三乙基铝过程中发现Al(C2H5)3-TiCl4可使乙 烯在常压下聚合成高分子量、无支链的聚乙烯(高密度聚乙烯).
稍后，G. Natta用TiCl3-Al(C2H5)3使丙烯聚合第一次获得了固体聚丙烯。
第8页/共88页
• 大规模发展工程塑料和大力开发耐高温、 高强度合成材料是六十年代高分子化学和工 业发展的基本特征。满足宇航事业的需要.
高聚物的分子式可用以下通式表示：
A-M-M……-M-B
(1－1)
式中M为结构单元，A，B为大分子链的端基。
高分子化合物分子的通式可写成：
(1－2)
第16页/共88页
构成大分子链的基本结构单元
称
为结构单元(structural unit)或重复单元
(repeating unit)。由于重复单元是组成大分
第24页/共88页
式中Wl， W2…Wi分别表示分 子量为M1， M2…Mi的聚合物分 子的重量。
高分子化合物的分子量
3、粘均分子量
1
1
M
Ni
M
i
1
Ni M i
Wi
M
i
(1－6)
Wi
式中α为特性粘数－分子量关系式中的指数。 其数值与分子的大小、形状、所用溶剂和 测定温度有关，一般在0.5－1.0的范围内。
第21页/共88页
高聚物的分子量
聚合物分子量具有多分散性，因此，其
分子量或聚合度通常用平均分子量 M 或平
均聚合度 DP 来表示。 通常所说的高分子化合物的分子量(或
聚合度)都是指平均分子量(或平均聚合度)。
由于测定分子量的方法和计算分子量的 统计方法不同，所得到的分子量数值也不同。 根据统计方法的不同，平均分子量的表示方
稍后，G. Natta用TiCl3-Al(C2H5)3使丙烯聚合第一次获得了固体聚丙烯。
第8页/共88页
• 大规模发展工程塑料和大力开发耐高温、 高强度合成材料是六十年代高分子化学和工 业发展的基本特征。满足宇航事业的需要.
高聚物的分子式可用以下通式表示：
A-M-M……-M-B
(1－1)
式中M为结构单元，A，B为大分子链的端基。
高分子化合物分子的通式可写成：
(1－2)
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构成大分子链的基本结构单元
称
为结构单元(structural unit)或重复单元
(repeating unit)。由于重复单元是组成大分
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式中Wl， W2…Wi分别表示分 子量为M1， M2…Mi的聚合物分 子的重量。
高分子化合物的分子量
3、粘均分子量
1
1
M
Ni
M
i
1
Ni M i
Wi
M
i
(1－6)
Wi
式中α为特性粘数－分子量关系式中的指数。 其数值与分子的大小、形状、所用溶剂和 测定温度有关，一般在0.5－1.0的范围内。
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高聚物的分子量
聚合物分子量具有多分散性，因此，其
分子量或聚合度通常用平均分子量 M 或平
均聚合度 DP 来表示。 通常所说的高分子化合物的分子量(或
聚合度)都是指平均分子量(或平均聚合度)。
由于测定分子量的方法和计算分子量的 统计方法不同，所得到的分子量数值也不同。 根据统计方法的不同，平均分子量的表示方
高分子导论复习大纲---高分子材料PPT课件
2021
5
2021
6
• 4、添加剂类型
① 有助于加工的润滑剂和热稳定剂； ② 改进材料力学性能的填料、增强剂、抗冲
改性剂、增塑剂等； ③ 改进耐燃性能的阻燃剂； ④ 提高使用过程中耐老化性的各种稳定剂。
2021
7
• 一、通用塑料
• (一)、聚乙烯（PE） ——分子量要求：1万以上（塑料） ——合成方法：
2021
13
⊕化学稳定性：优异。室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、 甲酸、氨、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾、 稀硫酸和稀硝酸；发烟硫酸、浓硝酸、硝化混酸、铬 酸-硫酸混合液在室温下能缓慢溶解；>90℃，硫酸 和硝酸能迅速破坏PE；
⊕其它稳定性：易光氧化、热氧化、臭氧分解；光降解 （紫外线→炭黑优异的光屏蔽作用）；辐射可发生交 联、断链、形成不饱和基团等（主要倾向交联反应）；
均采用齐格勒-纳塔催化剂，其聚合工艺基本上与 低压PE相同。聚合过程中有5%～7%的无规PP，可 用己烷、庚烷溶剂进行萃取分离。等规PP结晶不溶， 无规物溶解→进行分离。在正庚烷中不溶部分的质 量分数作为PP的等规定。
2021
20
——性能
⊕耐化学性：好，抗硫酸、盐酸及氢氧化钠的能力 优于PE及PVC； ⊕耐热性：高，对80%的硫酸可耐100℃； ⊕稳定性：易受光、热、氧的作用发生降解和老化 （叔碳原子上H的存在）→添加稳定剂； ⊕燃烧性：与PE一样，易燃，火焰有黑烟，燃烧后 滴落并有石油味。
（1）单体乙烯的制备方法 ⊕主要方法：由石油烷烃热裂解后，分离精制而得。 ⊕次要方法：乙醇脱水、乙炔加氢、天然气中分离出 乙烯等。
2021
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（2）乙烯聚合方法 ⊕高压聚合法（ICI法）：压力150-300MPa、温度
《高分子简介》课件
高分子材料可以通过加热和加压改变其形状 和性质。
2 强度
某些高分子材料具有很高的强度，可以用于 制作强度要求高的产品。
3 耐热性
一些高分子材料具有较高的耐热性，可以在 高温环境下保持稳定。
4 导电性
部分高分子具有导电性能，可用于制作导电 材料和电子器件。
高分子的应用
塑料制品
高分子塑料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等 领域。
纤维材料
高分子纤维用于制作衣物、绳索、织物等，具有良 好的延展性和抗拉强度。
医疗器械
高分子生物材料可用于制作人工关节、心脏支架等 医疗器械。
涂料和胶粘剂
高分子涂料和胶粘剂具有良好的附着性和耐久性。
高分子的未来发展
1
可持续发展
研究生物可降解高分子材料，减少对环境的影响。
2
高性能材料
开发性能更优越的高分子材料，满足新兴产业的需求。
3
纳米技术应用
结合纳米技术，改善高分子材料的性能和功能。
结论和要点
高分子具有多样性
不同类型的高分子具有不同的性质和应用领域。
高分子材料的未来
在可持续发展和高性能方面有着广阔的发展前景。
《高分子简介》PPT课件
高分子是一种由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学 性质。
高分子的定义
高分子是由许多重复单元组成的巨大分子，通常由碳、氢、氧和其他元素构成。
高分子的分类
根据分子结构和形态，高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子等不同类型。
高分子的特性
1 可塑性
2 强度
某些高分子材料具有很高的强度，可以用于 制作强度要求高的产品。
3 耐热性
一些高分子材料具有较高的耐热性，可以在 高温环境下保持稳定。
4 导电性
部分高分子具有导电性能，可用于制作导电 材料和电子器件。
高分子的应用
塑料制品
高分子塑料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等 领域。
纤维材料
高分子纤维用于制作衣物、绳索、织物等，具有良 好的延展性和抗拉强度。
医疗器械
高分子生物材料可用于制作人工关节、心脏支架等 医疗器械。
涂料和胶粘剂
高分子涂料和胶粘剂具有良好的附着性和耐久性。
高分子的未来发展
1
可持续发展
研究生物可降解高分子材料，减少对环境的影响。
2
高性能材料
开发性能更优越的高分子材料，满足新兴产业的需求。
3
纳米技术应用
结合纳米技术，改善高分子材料的性能和功能。
结论和要点
高分子具有多样性
不同类型的高分子具有不同的性质和应用领域。
高分子材料的未来
在可持续发展和高性能方面有着广阔的发展前景。
《高分子简介》PPT课件
高分子是一种由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学 性质。
高分子的定义
高分子是由许多重复单元组成的巨大分子，通常由碳、氢、氧和其他元素构成。
高分子的分类
根据分子结构和形态，高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子等不同类型。
高分子的特性
1 可塑性
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
29
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。
高分子化学全套PPT课件
2024/1/28
33ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
THANKS
感谢观看
2024/1/28
34
塑料原料选择与预处理
包括合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂等原料的 选择及预处理方法。
塑料加工设备与模具
介绍塑料加工中常用的设备如注塑机、挤出机、 吹塑机等，以及模具的设计与制造。
ABCD
2024/1/28
塑料成型工艺
详细阐述注塑、挤出、吹塑、压延等成型工艺的 原理、特点及应用。
塑料制品质量控制与检测
分析塑料制品常见的质量问题，提出相应的控制 措施及检测方法。
2024/1/28
高分子溶液粘度
粘度与分子量关系，粘度测定 方法
高分子溶液流变性
剪切变稀和剪切增稠现象，触 变性
高分子溶液稳定性
高分子聚集和沉淀，稳定性影 响因素
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高分子凝胶性质
凝胶形成过程
溶胶-凝胶转变，凝胶结构和性质
凝胶强度与韧性
交联度对凝胶强度影响，增强凝胶韧性的方法
凝胶溶胀与消溶胀
溶胀动力学和热力学，消溶胀过程
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经历了 漫长的发展历程，现已成为化学领域 的重要分支。
2024/1/28
4
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高分子；根据结构可分为线型、支链型和体 型高分子。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、分子链长、多分散性、物理和化学性质独 特等特点。
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纤维制备与加工
纤维原料与分类
介绍天然纤维、化学纤维等原料 的来源、分类及性能特点。
纤维制品性能检测与应用
阐述熔融纺丝、湿法纺丝、干法 纺丝等纺丝工艺的原理及设备。
相关主题
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通用塑料
塑
料
通用工程塑料
特种工程塑料
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4.2.1
通用塑料
1. 结构最简单的塑料——聚乙烯PE
H H H H H H C C C C C C H H H H H H
发展最迅速，产量最大的一种塑料品种。
聚乙烯塑料的主要用途是制备薄膜
经交联处理的LDPE已大量用于制作电缆的绝缘层
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2018/10/6
1. 2 基本概念
单体：合成聚合物的化合物。 • 聚氯乙烯的单体：
CH2=CH Cl
二、聚合物分类及命名
2. 1
2. 1.1
聚合物的分类
按成品的性能与用途分
工业三大合成材料：橡胶、纤维、塑料
2. 1. 2
按主链结构分
1）碳链聚合物 大分子主链由碳原子组成。绝大多数烯类和二烯类聚合物 2）杂链聚合物
acid
聚酯
PET
polyester
聚丙烯腈 PAN
三、聚合反应
聚合反应单体聚合物按元素组成和结构变化： 加聚，缩聚，开环聚合
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2018/10/6
3.1 按单体和聚合物的组成、结构变化分类
3. 1. 1
加聚反应
烯类单体加成而聚合起来的反应 加聚反应的生成物 加聚物
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三）耐腐蚀性和化学稳定性好
耐腐蚀是环境保护要解决的一个重要课题。 我国每年因腐蚀造成的直接经济损失至少有200亿。 塑料容器存放高腐蚀性液体；防腐涂料应用于设备的 保护，合成纤维用于制备滤布等等。 自来水管放出来的水为什么发黄？ PP（聚丙稀）复合管制备自来水管，代替镀锌水管，不会 被氧化，水也不会再发黄了，亦能确保直饮水质量。
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5.
抗冲击强度优良的树脂——ABS树脂
1954年美国博格－华纳公司开发 。
丙稀氰（Acrylonitrile） 丁二烯（Butadiene）
苯乙烯（Styrene）
共聚，结合了三种组分的优点，A使它具有耐化学腐蚀性，B 使它具有耐冲击性和韧性，S使它有良好的加工性、染色性。
聚苯乙烯 聚氯乙烯
PE PP
聚碳酸酯
PC
聚丙烯酰 PAM 胺
PIB polyisobutylen 聚丙烯酸 PMA e 甲酯 polystyrene PS 聚甲基丙 PMM 烯酯甲酯 A
PVC
Polyvinyl chloride
聚醋酸乙 PVA 烯 c 聚四氟乙 PTFE polytetrafluor 聚乙烯醇 PVA oethylene 烯 polyacrylic 聚丙烯酸 PAA 聚丁二烯 PB
(O
O C )n O
+ 2n NaCl
PC的主要应用： 婴儿耐瓶、饮水杯（又称太空杯）和纯净水的水桶，可反复消 毒，透光性比PMMA好。
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链引发由两步组成： • 初级自由基的形成
• 单体自由基的形成
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2018/10/6
2.
链增长：迅速形成大分子链
RCH 2CH +CH2=CH X X
...... RCH 2CHCH 2CH X X
RCH 2CH CH2CH nCH2CH X X X
特点：
• 放热反应，聚合热约为85KJ/mol；
官能团间反应，缩聚物有特征结构官能团；
有低分子副产物；
缩聚物和单体分子量不成整数倍。
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2018/10/6
3.2 按聚合机理或动力学分类
20世纪五十年 代Flory提出
连锁聚合
——活性中心(active center)引发单体，迅速连锁增长
自由基聚合 活性中心不同
n CH2=CH Cl
[ CH2CH ] n Cl
无副产物
加聚物：结构单元与单体组成相同；分子量是单体分子量的整数倍
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2018/10/6
3. 1. 2
缩聚反应
单体经多次缩合而聚合成大分子的反应 缩聚反应的主产物 缩聚物
nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH H [NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO] nOH + (2n-1)H2O
名称
俗 名
英文
polycarbonate polyacrylamide polymethyl acrylate
polymethylmeth acrylate polyvinyl acetate polyvinyl alcohol polybutadiene polyacrylnitri
聚乙烯 聚丙烯 聚异丁烯
绝 缘 性 在电子、电气、雷达、电视、广播、通讯、计算机登电子 行业和仪器仪表行业中，塑料的主要用途是置备电缆的绝 缘套管和电气设备的绝缘外壳。插头、插座、开关等都与 我们生活密切相关。 大多数低压电线的绝缘层主要用什么塑料生产的？ PVC(聚氯乙烯)
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为什么近年来电力电缆和高压电缆等用PE代替PVC呢？
• 增长速率快。
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2018/10/6
3.
链终止
链自由基失去活性，反应停止，形成稳定聚合 物的反应称为链终止反应 。
链终止反应可分为：偶合终止和歧化终止两种
方式。
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2018/10/6
4
链转移：
活性种从一条大分子链转移给另一分子，形成新的 活性种继续增长，而原来的大分子終止，称为链转 移反应。
应用：家电和汽车工业中广泛应用，如电视机、电话及仪器 仪表的外壳，冰箱的内胆。汽车零部件、泵的叶轮等。
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4.2.2
工 程 塑 料
1. 尼龙——聚酰胺
合成通式：
n HOOC-R-COOH + n HO-R'-OH O O HO ( C R C OR'O ) H + (2n-1) H2O n
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4.2
塑料主要品种
按照塑料的用途进行分类。
日常生活中大量应用的塑料，生产量 大，价格低廉。PE/PVC/PP/PS/ABS 通用的对强度、耐磨性和其他机械性能 要求较高的场合，综合性能优良，使用 温度在150℃以下，消耗量在万吨以上。 PA/PC/POM/PBT/PET 使用温度在150℃以上，消耗量在万吨 以下，具有某种特殊性能。
阳离子聚合 大多数烯类加聚属于连锁机理
阴离子聚合
逐步聚合
——无活性中心，单体官能团间相互反应而逐步增长
大部分缩聚属于逐步机理
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第三章 自由基聚合
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2018/10/6
3.3
自由基聚合机理
一、自由基聚合的基元反应
1. 链引发：形成单体自由基活性中心的反应
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热塑性树脂
大多数塑料都能在加热时反复地塑化，称之为热塑性树脂。
热固性树脂
一些塑料，它们只能在第一次加工时塑化，做成固定的形 状，以后再把它加热到熔融温度以上，形状不再发生变化， 这类塑料称为热固性树脂。
Why?
原因是因为它们在第一次加工时发生了化学反应，分子间 形成了化学键，使整个分子变成象渔网一样的交联结构。
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密度小，但是塑料的强度高
举例：尼龙的密度是铁的1/10，但尼龙的断裂强度 只比钢丝小一半。 算一下：具有同样强度的尼龙丝的重量只有钢丝的1/5
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二）绝缘性和绝热性好
塑料高分子是一种不良导体，具有优良的绝缘性和保温性。 因而广泛的应用于电气和电子绝缘和保温隔热领域中。
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2.全能的塑料——聚氯乙烯树脂（PVC）
CH2CH Cl
为什么 全能？ 是因为PVC本身是一种质地很硬的塑料，但是通 过加入大量增塑剂，则可以变成比PE还柔软的塑料， 用于制备各种不同的用品。
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PVC的不足之处：
1、耐温性差：－15～60℃，光热作用下易老化（红色塑料 桶）。 2、毒性：来自三方面，a,单体有毒性；b,增塑剂有毒性；c，燃 烧分解时放出令人窒息的HCL
1、PVC(聚氯乙烯)密度>PE，减轻架空重量； 2、PVC燃烧后有毒，易造成环境污染
绝 热 性
应用实例： 1、农用薄膜建温棚，东北人冬天也能吃到鲜蔬； 2、导弹、火箭、航天飞机等飞行器表面的温度达到1300℃， 其表面的保护涂层就是选用导热系数小的高分子材料，如酚醛 －环氧树脂和有机硅树脂。
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CH2CH + Y S X CH2CHY +S X
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2018/10/6
塑料的定义和特点
4.1.1 什么是塑料？
是一类在常温下有固定的形状和强度，在高温下具有可塑 性的高分子材料。 塑料的熔融温度一般仅200℃左右，比钢铁低得多，因此容 易加工是塑料区别于其他材料的重要特点。
主链上除C外还有O、N、S等杂原子。如：聚酯、聚醚、聚氨酯、 聚硫橡胶等。
3）元素有机聚合物（半有机高分子） 主链上无碳原子，主要由硅、铝、氧、氮、硫等元素组成，但 侧基由有机基团组成，如烷基、芳基等。如：有机硅橡胶。