材料概论高分子材料优秀课件

固体
石蜡
蜡烛等制品
强韧的固体
聚乙烯
薄膜等
高分子的分类
❖高分子按来源分：
天然高分子：树胶，蚕丝，棉花，木材等 合成高分子
❖高分子按结构分：
线型高分子 体型高分子
❖高分子按性质分：
热塑性高分子 热固性高分子
❖高分子按性能和 用途分：
塑料 纤维 橡胶 功能高分子材料 涂料 粘合剂 ……
5.2 高分子材料的发展历史
热固性塑料
加工后并不会如热塑性塑料般会 受热软化，若温度过高则发生裂 解而不会有软化变形的现象。不 能加热熔融，只能一次成型。
顺丁橡胶（1959）、异戊橡胶（1959）和乙丙橡胶（1960） 等弹性体材料获得大规模发展。
聚甲醛（1956）、聚碳酸酯（1957）、聚酰亚胺（1962）、 聚砜（1965）、聚苯硫醚（1968）等工程塑料相继问世。
5.3 高分子材料在人们日常生活中的地位
我被高分子 材料包围了
聚四氟乙烯
聚氯乙烯
室温硫化硅橡胶板耐2000℃的高温
医用高分子材料
由硅橡胶制作的人工心脏， 能成功地移植体内。
其他还有： 隐形眼镜、人工骨、人造皮肤，
自吸收手术缝线，医用胶合剂等。
高分子药物释放和送达体系
如将对恶性肿瘤有治疗作用的5-氟尿嘧啶载于聚-甲基丙烯 酸环氧丙酯上，5-氟尿嘧啶对人体有很大毒副作用，服用后产生 恶心、呕吐、脱发等现象，且对肝、胃有影响，但高分子化后释 放缓慢、均匀，上述症状明显改善。
称为赛璐珞(Celluloid).
它广泛被用于制作乒乓球、照相胶卷、梳子、眼睛架、 衬衫衣领和指甲油等。旧称假象牙。
高分子科学的奠基人
1920年德国人史道丁格（Staudinger）发表了划时代的文献“论聚 合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念。从而确立了高分 子学说。
史道丁格是高分子科学的奠基人，为了表彰他的杰出贡献，1953年72 岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。
物 性
M0
Ms
分子量
分子量与物性的关系图
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
6～8 18～22 20～30 2000～20000
86～114
254～310
282～422 28000～ 280000
易挥发液体 石脑油、石油英、 粗汽油
溶剂
半固体/油脂状
凡士林
医药、化妆品
EVA（热熔胶）
聚丙烯
T（聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶树脂）
高分子材料在国民经济中的地位
高分子材料占飞机总重的65％。 （即使采用最轻的铝/钛合金，其比重也大于2.7，
而高分子材料的比重为1.5左右）
超强粘合剂
粘合 5 平方厘米的钢件， 能吊起一个大铁箱。
特种高分子材料
6.2mm厚的聚碳酸酯板，受大 锤砸而不断裂，还能挡住 38mm子弹从 3.6m远处的射击。
材料概论高分子 材料
5.1 基本概念
高分子材料又称聚合物材料， 2个名称侧重点不同： - 聚合物 （Polymer），侧重指多个重复化学单元相连接 而成的大分子。 - 高分子 （Macromolecule ），指材料的分子量特别高。
聚合物材料指由重复单元构成的具有高分子质量的物质。
低分子
n CH 2＝CH2
蔡伦制成的“蔡侯纸”使用的是树肤（即树皮）、麻头 （麻屑）、敞布（破布）、破鱼网等为原料
纤维素是由葡萄糖组成的大 分子多糖。不溶于水及一般 有机溶剂。是植物细胞壁的 主要成分。
纤维素（cellulose）： 重要的造纸原料
(2) 纤维素是世界上最丰富的天然有机物，估计自然界每年 产1000亿吨。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤 维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%。此外，麻、麦秆、 稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。
n为聚合度
高分子
－(CH 2－CH2)－n
高分子材料的特性：
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。
3、人们还可以根据高分子的结构特征，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。
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。
合成高分子的发展历史： 近代时期 - 纤维素 （Cellulose）的改性
1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩 拜因偶然发现了硝酸纤维素，也即是火棉，它很易 燃烧，甚至爆炸。可用于制造炸药。这是人类制备 的第一种高分子合成物。
舍恩拜因反应式卖给了奥地利政府和一个英国商人泰勒。但由于生产太 不安全，到1862年奥地利的最后两家火棉厂被炸毁后就停止了生产。
其他
塑料门窗～～节能 、防腐蚀 塑料输油管道～～节能，减阻，防止凝固 塑料编织袋～～物料物料储运、抗洪救灾 塑料建筑材料～～轻质、防腐、保温、降噪
塑料
5.4 高分子材料 纤维
一、塑料
橡胶
按照对温度的响应，分为：
热塑性塑料 受热时软化并可熔化成流动的液
体，冷却后变成固体，加热后又 熔化，可反复加工，多次使用
高分子学说的创立极大推动了 高分子工业的发展
按合成年代排列，一系列的合成高分子材料诞生：
醇酸树脂（1926）、聚氯乙烯（1928）、脲醛树脂 （1929）、聚苯乙烯（1930）、聚甲基丙烯酸甲酯（1930）、 高压聚乙烯（1935）、聚醋酸乙烯（1936）、丁基橡胶 （1940）、涤纶纤维（1941）、聚氨酯（1943）、环氧树脂 （1947）、ABS（1948）。
一、天然高分子材料的使用： 远古时期
纤维素的利用～～造纸
东汉时期（公元约105年），蔡伦造纸术
❖ 造纸是我国古代科学技术的四大发明之一;
❖ 1987年2月初， 在美国印刷工业100周年的纪念 大会上当时的美国总统布什说“那个伟大国家在 造纸、印刷和排字方面所做的贡献， 确实可以说 改变了历史的进程。”
化学家们对硝酸纤维素的研究并没有中止。法国学者梅纳尔
和美国医科大学学生梅纳德所分别独立发现了胶棉：
溶解、蒸发合凝固
硝酸纤维素+乙醚/酒精
角质状透明膜（胶棉）
1870年美国印刷工人海厄特发现在这种物质中加入樟 脑会提高韧性，而且具有加热时软化，冷却时变硬的可塑 性。这种用樟脑增塑的硝酸纤维素就是历史上第一种塑料，