高分子材料 绪论
高分子导论-绪论
第一章绪论1. 高分子的特性2. 高分子科学的基本概念3. 高分子化合物的命名和分类4. 高分子科学的历史和发展§1高分子的特性NaCl(58), CaCO3(100), C2H5OH(46), CH3COOC2H5(88)高分子是一种由许多原子通过共价键联接而组成的相对分子质量很大的化合物,是具有相同化学组成而分子链长度不等的同系聚合物的混合物。
Ethylene, CH2=CH2 Polyethylene, -(CH2 CH2)-长径比：103-105How big is big?分子量: 104~ 107 (高分子分子质量具多分散性, 为平均分子质量)高强度、高弹性、高粘度、力学状态的多重性、结构的多样化……1.高分子分子间作用力大，无气态，具有力学强度。
2.高分子形状多样化3. 高分子的溶解有溶胀过程，具有高溶液粘度及高熔融粘度与小分子相比，高分子比较难溶甚至不溶；如果溶解必先溶胀；一旦溶解其溶液粘度大大高于同样浓度的小分子溶液。
长链间缠结高分子的熔融粘度更大长链间相互作用§2高分子科学的基本概念天然高分子合成高分子聚合物高聚物齐聚物大分子（常交叉使用，但实际含义并不完全相同）聚合物(polymer)通过聚合得到的具有一定重复单元的合成高分子高聚物(high polymer)分子质量达到很高的聚合物齐聚物(oligomer)M: 103~104< 103低聚物大分子(macromolecule)分子质量很大的化合物，包括天然高分子、合成高分子及无一定重复单元的复杂大分子聚合物(polymer)长链分子由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成氯乙烯(单体, monomer) 均聚反应(polymerization) 聚氯乙烯(聚合物)[ CH 2CH ]Cl 单体单元结构单元重复单元(链节)n 重复单元数构成一根大分子链的结构单元的数目聚合物的平均分子质量M 单体分子质量M 0×结构单元数DP (Chain element)Monomer unit Structural unit Repeating unitn主链侧基此例为烯类单体的加成聚合聚合度(用DP 或P 表示)(D egree of P olymerization)此例中此例中，重复单元≠结构单元n = 重复单元数≠聚合度定义：聚合度是高分子链中的结构单元数目DP=2n 聚合物分子量= [(化学式量结构单元1+化学式量结构单元2) / 2] ×聚合度M ＝M 0×DP = [(M 01+M 02) / 2 ]×DP = (M 01+M 02) ×n 结构单元2结构单元1重复单元尼龙66缩合聚合的例子:上述缩聚体系中§3 高分子化合物的命名与分类一、命名1. 以高分子的化学结构命名⑴依据高分子链节的化学结构特点命名指出链节中的特性基团，在该基团名字前加个“聚”字1.聚酯、2.聚酰胺、3.聚醚、4.聚烯烃、5.聚硅氧烷、6.聚砜、7.聚氨酯、8.聚脲、9.聚碳酸酯聚酰胺家族:(1)己二酸+己二胺→聚己二酰己二胺(2)癸二酸+己二胺→聚癸二酰己二胺(3)癸二酸+癸二胺→聚癸二酰癸二胺(4)己内酰胺→聚己内酰胺(1)~(3) 二元缩聚: 酸在前，胺在后(1)聚酰胺66(2)聚酰胺610(3)聚酰胺1010(4)聚酰胺6 （6为单体环内碳原子数）(1)~ (3) 胺的碳数在前，酸的碳数在后(2) 按国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)提出的系统命名法命名a.排出可能的重复单元；b.按规定确定重复单元中次级单元的顺序；c.命名选定的重复单元；d.重复单元名前冠以“聚”字。
高分子材料与应用各章习题总结
高分子材料及应用各章试题总结第一章绪论1【单选题】材料研究的四要素是？∙A、合成/加工、结构/成分、性质、实用性能∙∙B、合成/加工、结构/成分、性质、使用性能∙∙C、分子结构、组分、性质、使用性能∙∙D、分子结构、组分、性质、实用性能∙我的答案：B2【多选题】未来新一代材料主要表现在哪些方面？∙A、既是结构材料又具有多种功能的材料∙∙B、具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料∙∙C、制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料∙∙D、充分利用自然资源，能循环作用的可再生材料∙我的答案：ABCD3【判断题】材料的性能可分为两类，一种是材料本身所固有的称之为功能物性，另一种是通过外场刺激所转化的性能称为特征性能。
∙我的答案：∙4【判断题】材料的特征性能是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时，通过材料将这种作用转换为另一种作用的性质。
例如许多材料具有把力、热、电、磁、光、声等物理量通过“物理效应”、“化学效应”、“生物效应”进行相互转换的特性。
∙我的答案：∙5【判断题】材料的功能物性是指材料本身所固有的性质，包括热学、电学、磁学、力学、光学等。
∙我的答案：6【简答题】材料科学的内容是什么？∙我的答案：一是从化学角度出发，研究材料的化学组成，健性，结构与性能的关系规律；二是从物理学角度出发，阐述材料的组成原子，分子及其运动状态与各种物性之间的关系。
在此基础上为材料的合成，加工工艺及应用提出科学依据。
∙7【简答题】材料的基本要素有哪些？∙我的答案：1，一定的组成和配比∙2，具有成型加工性∙3，具有一定的物理性质，并能够保持∙4，回收，和再生性∙5，具有经济价值∙8【简答题】材料科学的主要任务是什么？∙我的答案：就是以现代物理学，化学等基础学科理论为基础，从电子，原子，分子间结合力，晶体及非晶体结构，显微组织，结构缺陷等观点研究材料的各种性能，以及材料在制造和应用过程中的行为，了解结构-性能-应用之间的规律关系，提高现有材料的性能，发挥材料的潜力并探索和发展新型材料以满足工业，农业，生产，国防建设和现代技术发展对材料日益增长的需求。
高分子化学绪论全解.pptx
例如，聚乙烯醇。
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对于由两种单体合成的共聚物：
A. 用两种单体的简称加后缀“树脂”来命名。
例如，酚醛树脂等。 B. 对于合成橡胶类共聚物，从共聚单体中各取一字,后缀
“橡胶”二字来命名。例如，丁苯橡胶等。 C. 根据结构特征来命名，其代表一类聚合物。
例如，聚酰胺、聚酯等。 D. 以“尼龙”代表聚酰胺一类的聚合物，用数字分别代表
数均分子量：一种按聚合物分子数目统计平均的 分子量，即高分子样品的总重量m 除以其分子 的总数量：
m
M n
ni
ni M i ni
mi
mi M
i
xi M i
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重均分子量：一种按聚合物重量统计平均的分
子量，即i-聚体的分子量乘以其重量分数的
加和：
M w
mi M i mi
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高分子？ Macromolecule（大分子）：包括天然大分子、合成大分子
天然大分子： 蛋白质 DNA、RNA 纤维素 淀粉 天然橡胶 ……
合成大分子：在适当条件下人工 合成的大分子，称：
Macromolecular Compound（大分 子化合物）
离子型聚合：分子量随转化率
呈线性关系，这种类型的聚合 反应是快引发、慢增长、无终 止的活性聚合。
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第四节 分子量
聚合物的力学强度等性能与分子量有关：
A. 最低聚合度，低于此值时，聚合物 完全没有强度，许多乙烯类聚合 物在100以上。当超过此值时，强 度急剧上升，达到临界点B后，强 度上升又变缓慢。
高分子材料学经典教材
多分散性的描述：分布曲线法、分散系数HI法。
▲常见三大合成材料的相对分子质量范围
塑料
高密度聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸酯
相对分子质量
6～30万 5～15万 10～30万 2～6万
橡胶
天然橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶
从上面所叙述材料的发展可 以看到，科学发展是无止境的， 一时的满足和安于现状就会导致 落后，不断进取、不断创新才更 有所作为。
人类需求是推动科学发展的 动力。
绪论
一、高聚物的基本概论 ●高聚物
高聚物（high polymer）是高分子化合物（macromolecular compound）的简称，是由 成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子（macromolecule）所组成的化合物。
第一章：绪 论 高分子材料学简介
人类的文明史=材料的发展史
材料包括： 金属材料 无机非金属材料
有机高分子材料
复合材料
INTRODUCTION
• Advancement in technology is directly associated with the development of new materials
Man-made (Synthetic) Macromolecules
1839 Elastic property improvement of natural rubber by vulcanization
1870 Commercialization of celluloid (75% cellulose nitrate + 25% camphor)
高分子科学的诞生与发展
你是权威，我也 不怕！
4）高分子学说的建立Staudinger
▪ 1920年，Staudinger发 表了“论聚合”，标志 着高分子学说的建立。 但直到1930年，才真正 被接受。30年代末才被 大众接受。
此后开始了合成高分子 材料时代，高分子化学 得到迅速发展。
1953年获得诺贝尔奖。
Staudinger
第一章 绪 论
1.1高分子科学与高分子材料
1、高分子化学的内容和地位
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。
研究聚合反应和反应原理，反应与高聚 高 分 子 化 学 物结构等因素关系，选择原料、确定路
风靡一时的尼龙袜
3、Ziegler和Natta配位聚合反应
▪ 20世纪五十年代中期，等规PE、PP聚 合反应成功（诺贝尔化学奖）
Ziegler
基础研究 与工业化 的完美结 合
Natta
4、Merrifield和功能高分子的发展
▪ 70年代，固相有机合成创立，1984年诺贝 尔化学奖。
交叉学科中 的典范
6、导电高分子
▪ 70年代开始研究导电高分子，三个代表 人物。2000年诺贝尔化学奖
▪ Heeger
Macdiarmid Shirakawa
对传统的挑战 和精诚合作
高分子科学发展新动向
▪ 1、向生命现象靠拢：生物高分子、高 分子药物、高分子器官等
▪ 2、功能化、精细化、复合化。打破原 来固有的结构材料和绝缘材料概念。
“在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对 人类社会做出如此巨大的贡献.”
制 约 因 素 ：高分子制品废弃后对环境的污染
高分子化学 第1章 绪论
★ ★ ★
应用广，与人们的衣食住行息息相关 产量大，其产量超过其它材料的总和 高分子科学的知识是我们认识世界、改 造世界的有力武器
8
聚苯乙烯
纤维
我被高分子 聚氯乙烯 包围了呀！ 有机玻璃 淀粉
涤纶
酚醛塑料
蜜胺塑料
环保漆
PE塑料
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Hyundai QarmaQ
（龙途拉力）
Lexan®（PC）
Xenoy iQ ®（PBT）聚对苯
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第二种情况：聚合时有小分子生成
n H2N-(--CH 2-)-COOH
5
--NH-(--CH 2-)-CO-- + n H2O n 5
因为聚合时有小分子生成，结构单元比其单体少了 些原子（如：氢原子和氧原子），所以此时的结构 单元不等于单体单元。
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
Attention!
n
结构单元 重复单元
结构单元
结构单元 重复单元 单体单元；重复单元＝链节 结构单元数
xn 2DP 2n
M xn M 0 2DP M 0
注意：Mo为两种结构单元的平均分子量
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易混淆的
x n 、n及 DP
O C OH
H H O H O C C OH + HO C H H H H O H O C C O C H H
参考书目：
贾红兵主编《高分子化学（第四版）导读与题解》
何旭敏，董炎明《高分子化学学习指导》.2007.8
焦书科主编.《高分子化学习题及解答》. 2004.7
韩哲文主编，《高分子化学》. 2001.12
董炎明，张海良编著.《高分子科学教程》. 2004.9
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。
(4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
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
高分子材料成型工艺及模具设计(绪论)
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二、课程的基本要求：
学习本课程时除了重视其中必要 的工艺原理、结构设计以外，特别 应注意理论联系实际，尽量多进行 一些现场教学，向有经验的工人师 傅和工程技术人员学习。
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三、课程的基本内容
高分子材料的成型特性和塑料常用成 型方法；塑料成型模具的设计方法、步 骤等。 1、高分子材料成型理论基础 2、塑料的成型加工 3、塑料模具设计
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2. CAD/CAM/CAE技术的应用
工艺性分析 控制数控机床
计算工作 设计绘图 完成制造
流动模拟 温 度应力模拟 冷却、翘曲等
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3.加强理论研究
模具生产——由传统的经验设计向理论设计、 数值模拟的方向发展。 理论设计——模板刚度、强度的计算，流变充 型理论的研究和基于计算机应用的成型过程 模拟分析等。 今后工作——如何将理论与生产实际相结合， 进一步加强对塑料熔体在三维模腔中流动行 为的研究。
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二、塑料成型模具及其分类
1.注射模 2.压制模（压缩模） 3.压注模 4.挤出模 5.中空吹塑成型模具 6.气压成型模具
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第三节 塑料模具技术及其发展趋势
一、塑料模具在塑料成型中的重要性 二、我国模具工业的发展状况 三、模具成型技术的发展趋势
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（3）时效硬化型
耐磨、耐蚀性优于预硬型，时效处理后， 硬度可达40～50HRC 典型品种：25CrNi3MoAl或P21（美国） 日本NAK55 用于复杂、精密塑料模具，或大批量生产 长寿命模具。
第1章-绪论-药用高分子材料ppt课件
聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮，PVP)
• 聚维酮是一种水溶性的合成聚合物，主要 成分为N-乙烯吡咯烷酮。是一种具有高效 粘合性的聚合物，主要作为固体制剂湿法 制粒的粘合剂。
聚维酮在医药上有广泛的应用，为
国际倡导的三大药用新辅料之一。可作为 粘合剂，助流剂，润滑剂，助溶剂，分散 剂，酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还可 与碘合成PVP-I消毒杀菌剂。PVP在医药上 还可用作低温保存剂。采用PVP产品作辅料 的药物已有上百种。
胶原蛋白的结构与特性
胶原蛋白是一种生物性高分子 材料、是胶原纤维经过部分降解后 得到的具有较好水溶性的蛋白质。 具有稳定的三股螺旋结构。
此外，淀粉、多糖、蛋白质、胶质和粘液汁等 天然的高分子材料在传统的药剂中是不可缺少的 粘合剂、赋形剂、乳化剂、助悬剂，在我国古代 的医药典籍中己屡见不鲜。
1920年德国人史道丁格(Standinger)发表了划
• 无毒：不引起炎症或溶血作用。 • 生物相容性：材料在生物体内不被感到是异物
的物质。
• 抗原：凡诱发免疫反应的物质都可以称为抗原， 主要指病原微生物及其代谢产物以及抗毒血清 和药物等。
• 抗原性：抗原与其所诱导产生的免疫效应物质 （抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特 性。
*长久以来，人们都把辅料看作是惰性物质，随着人们对药
粘合剂
• 古代：采用淀粉、树胶等天然高分子作为 粘结剂；
2.加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。
3.有助于从外观鉴别药物制剂。
4.增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。
高分子材料作为药物载体的要求
1．适宜的载药能力； 2．载药后有适宜的释药能力；
不溶性骨架 片释药过程
3．无毒，并具有良好的生物相容性。 4．无抗原性。 5.适宜的分子量和物理机械性能，以适应加工成型 要求
高分子材料教学大纲
三、理论教学内容与要求绪论(2学时)本章基本要求了解高分子材料的发展历程，高分子材料的特性，对高分子材料有基本的相识，并驾驭高分子材料与其他种类材料的不同点，最终相识高分子材料在各个领域应用前景。
教学内容：前言塑料概论橡胶概论高分子材料的发展趋势第一章热塑性塑料（12学时）本章基本要求相识典型热塑性高分子材料，了解分子结构、性能性能特点和应用，驾驭结构与性能之间的关系，使学生能够应用所学的学问选择应用相应的热塑性高分子材料。
要求驾驭典型热塑性高分子材料名称、分子结构、性能特点和典型指标。
聚乙烯的结构与性能特点、PE的性能、应力开裂性、聚乙烯的改性——交联PE、聚丙烯的结构、聚丙烯的性能、PVC的聚合方法、PVC的性能、PVC的降解与稳定技术、PS的性能、聚酰胺的定义与合成、聚集态的特征、脂肪族聚酰胺的性能、聚四氟乙烯的性能、聚碳酸酯的结构、聚碳酸酯的性能、聚碳酸酯的改性与应用。
教学内容：第一节聚乙烯1.1 预备学问1.2 聚乙烯的品种与合成条件1.3 聚乙烯的结构与性能特点（重点）1.4 聚乙烯的应用1.5 聚乙烯的改性——交联PE1.6 其它种类的聚乙烯——UHMWPE其次节聚丙烯（PP）2.1 聚丙烯的结构2.2 聚丙烯的性能2.3 聚丙烯的应用2.4 聚丙烯的改性第三节聚氯乙稀（PVC）3.1 PVC的聚合方法3.2 PVC的结构3.3 PVC的性能（重点）3.4 PVC的降解（重点）与稳定技术3.5 PVC的加工助剂3.6 PVC的改性第四节聚苯乙烯（PS）类树脂4.1 PS的定义和合成4.2 PS的结构4.3 PS的性能4.4 PS的应用4.5 PS的改性—高抗冲PS和ABS树脂第五节聚酰胺（PA）5.1聚酰胺的定义与合成5.2 脂肪族聚酰胺的结构5.3 脂肪族聚酰胺的性能（重点）5.4 聚酰胺的应用与改性5.5 芳香族聚酰胺第六节聚四氟乙烯6.1 聚四氟乙烯的定义与聚合6.2聚四氟乙烯的聚集态结构6.4 聚四氟乙烯的应用和改性第七节聚碳酸酯7.1 聚碳酸酯的定义7.2 聚碳酸酯的结构7.3 聚碳酸酯的性能7.4 聚碳酸酯的改性与应用其次章热固性塑料（6学时）本章基本要求热固性高分子材料性能特点及应用领域，热固性材料特征指标。
《高分子材料》课后习题参考
《⾼分⼦材料》课后习题参考1绪论Q1.总结⾼分⼦材料(塑料和橡胶）在发展过程中的标志性事件：（1）最早被应⽤的塑料（2）第⼀种⼈⼯合成树脂（3）是谁最早提出了⾼分⼦的概念（4）HDPE和PP的合成⽅法是谁发明的（5）是什么发现导致了近现代意义橡胶⼯业的诞⽣？1.（1）19世纪中叶，以天然纤维素为原料，经硝酸硝化樟脑丸增塑，制得了赛璐珞塑料，被⽤来制作台球。
（2）1907年⽐利时⼈雷奥·⽐克兰德应⽤苯酚和甲醛制备了第⼀种⼈⼯合成树脂—酚醛树脂（PF），俗称电⽊。
（3）1920年，德国化学家Dr. Hermann Staudinger⾸先提出了⾼分⼦的概念（4）1953年，德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂，在60～90℃，0.2～1.5MPa条件下，合成了HDPE；1954年，意⼤利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂，合成了等规聚丙烯。
两⼈因此获得了诺贝尔奖。
（5）1839年美国⼈Goodyear发明了橡胶的硫化，1826年英国⼈汉考克发明了双辊开炼机，这两项发明使橡胶的应⽤得到了突破性的进展，奠定了现代橡胶加⼯业的基础。
Q2.树脂、通⽤塑料、⼯程塑料的定义。
化⼯辞典中的树脂定义：为半固态、固态或假固态的不定型有机物质，⼀般是⾼分⼦物质，透明或不透明。
⽆固定熔点，有软化点和熔融范围，在应⼒作⽤下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化，熔化时发粘，不导电，⼤多不溶于⽔，可溶于有机溶剂如⼄醇、⼄醚等，根据来源可分成天然树脂、合成树脂、⼈造树脂，根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂，此外还可根据溶解度分成⽔溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通⽤塑料：按塑料的使⽤范围和⽤途分类，具有产量⼤、⽤途⼴、价格低、性能⼀般的特点，主要⽤于⾮结构材料。
常见的有聚⼄烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯⼄烯（PVC）、聚苯⼄烯（PS）。
⼯程塑料：具有较⾼的⼒学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并在此条件下长时间使⽤的塑料，可作为结构材料。
高分子化学第一章绪论分析
高分子大事记
1956年，M.Szwarc发现了在阴离子聚合反响过 程中可使链终止反响停顿进展，从而得到活的高 分子阴离子。用此方法可制得多种嵌段共聚物、 其他“分子设计〞成的高分子，以及单分散高分 子等。
同时以聚碳酸酯为代表的多种工程塑料在不断 问世。
至此，高分子科学日趋完善。
随后，伴随石油化学工业的迅速开展，以塑料、 合成橡胶、合成纤维这主的高分子合成材料工业 形成了一个新兴的工业体系，在整个社会生产和 生活中发挥越来越大的作用。
★
第四阶段：20世纪70年代以后，高分子的发展 进入了一个三维立体式发展的阶段。
高分子时代------高分子工业体系在整个经济 中占有举足轻重的地位，在人类文明开展史上 ，科技史学家称人类进入了高分子时代。
高分子材料以多功能化的面貌出现。
高分子材料与其它学科出现了多重的穿插与 渗透。
新时期——对高分子提出更高的要求
高分子化学第一章绪 论分析
课程安排
❖ 主要内容：1～8章； ❖ 考试形式：闭卷; ❖成绩：考试成绩〔70％〕+ 平时成绩〔30％〕
一、什么是高分子 What is a ‘Polymer’?
Polymer is a synthetic or natural material consisting of molecules stringing together to form a long chain.
高分子大事记
1930 / PS聚苯乙烯 1934 / PMMA有机玻璃、PVC聚氯乙烯 1939 / PE聚乙烯、PA聚酰胺 1943 / PTFE聚四氟乙烯、PUR聚氨酯 1946 / PU聚酯 1947 / PE环氧树酯 1953 / PET聚酯、ABS工程塑料、HDPE聚乙烯 1957 / PP聚丙烯 1959 / PC聚碳酸酯 1960 / PI聚酰亚胺
高分子化学讲义
高分子化学讲义第一章绪论我们这门课程是高分子化学，英文名字是Polymer Chemistry,也叫聚合物化学。
它是研究高分子化合物合成和化学反应的一门科学。
我们第一章绪论内容将为大家介绍以下几个方面：高分子的基本概念, 聚合物的分类和命名, 聚合反应分子量及其分布,大分子微结构,线形、支链形和交联,聚集态和热转变,高分子材料和力学性能, 高分子化学发展简史。
首先第一部分高分子的基本概念, 高分子也称聚合物(高聚物) ,但有时高分子指一个大分子,而聚合物则指许多大分子的聚集体。
一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。
我们来看一下高分子的组成。
第一种是由由一种结构单元组成的高分子,例如：聚氯乙烯。
很多个氯乙烯小分子通过聚合反应生成聚氯乙烯高分子, 它的缩写就是这种形式。
在这种结构组成中, 我们称合成聚合物的起始原料称为单体(Monomer)；在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元(Structure unit)，结构单元有时也称为单体单元(Monomer unit) 重复单元(Repeating unit),链节(Chain element)。
所以在刚才这个例子中，氯乙烯就叫做单体,聚合物中的蓝色部分就叫做结构单元, 而下标n 就为重复单元数, 也称为链节数,在此等于聚合度聚合度。
第二种结构是由由两种结构单元组成的高分子, 例如合成的合成尼龙-66,他是由己二酸和己二胺通过缩合反应聚合在一起的, 那么在这样的高分子结构中, 结构单元就是指每一部分己二酸或者己二胺的聚集体,而它们缩合成的聚集体为一个重复结构单元, 此时, 两种结构单元构成一个重复结构单元(链节) 。
那么刚才前面我们提到了聚合度,聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
有两种表示法：以大分子链中的结构单元总数目表示xn,记作以大分子链中的重复单元总数目表示dp，记作，那么在只由一种单体形成的聚合物中，两种聚合度相等，都等于n；由聚合度可计算出高分子的分子量，分子量就等于高分子的聚合度乘以每一个单体的相对分子质量。
高分子化学与物理-第1章-绪论
涂料与粘合剂
01
涂料是一种能够涂覆在物体表面 并形成保护膜的高分子材料，具 有装饰和保护作用。
02
粘合剂是一种能够将两个物体粘 结在一起的物质，广泛应用于建 筑、机械、电子等领域。
05
高分子化学与物理的未来发展
高分子材料的绿色化
高分子结晶学
高分子结晶的结构与形态
01
描述高分子结晶的结构特点，以及不同形态的高分子结晶的形
成机制。
高分子结晶的成核与生长
02
研究高分子结晶的成核和生长过程，以及成核剂和生长因子对
高分子结晶形成的影响。
高分子结晶的动力学与热力学
03
探讨高分子结晶的动力学和热力学性质，如结晶速率、晶体熔
点和热稳定性等对高分子结晶性质的影响。
高分子化学与物理-第1章绪论
• 绪论 • 高分子的基本概念 • 高分子化学与物理的基本理论 • 高分子材料 • 高分子化学与物理的未来发展
01
绪论
高分子化学与物理的定义
01
02
03
高分子化学
研究高分子化合物的合成、 反应、结构和性能的化学 分支。
高分子物理
研究高分子物质的结构、 运动和转变的物理分支。
塑料的回收和再利用是当前研究的热 点，旨在减少环境污染和资源浪费。
橡胶
01
02
03
04
橡胶是一种具有高弹性和耐摩 擦性能的高分子材料，常用于 制造轮胎、密封件、减震器等
。
天然橡胶主要来源于橡胶树， 而合成橡胶则是由多种单体聚 合而成，如丁苯橡胶、顺丁橡
胶等。
橡胶的硫化是制造橡胶制品的 重要过程，通过硫化可以使其 具有更好的力学性能和耐久性
高分子
熔融缩聚:聚合体系中只加单体和少量的催化剂，不加入任何溶剂，聚合过程中原料单体和生成的聚合物均处于熔融状态。
界面缩聚和固态缩聚:界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中，再将这两种溶液倒在一起，在两液相的界面上进行缩聚反应，聚合产物不溶于溶剂，在界面析出；指单体或预聚物在固态条件下的缩聚反应。
CH2=C(C5H6)2, ClCH=CHCl, CH2=C(CH3)C2H5,
CH3CH=CHCH3, CH2=C(CH3) COOCH3,
CH2=CHOCOCH3, CH3CH=CHCOCH3.
3. 阴离子聚合最主要的链终止方式是（）
A.向反离子转移; B.向单体转移; C. 自发终止
聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH2=CHCl, CH2=CCl2, CH2=CHCN, CH2=C(CN)2,
CH2=CHCH3, CH2=C(CH3)2, CH2=CHC5H6, C2F2= C2F2,
CH2=C(CN)COOCH3,
CH2=CCH3-CH=CH2.
2. 判别下列单体能否进行自由基聚合，并说明理由。
4. 为什么阳离子聚合反应一般需要在很低的温
度下进行才能得到相对分子质量高的聚合物?
阳离子聚合时,如何控制聚合反应速率和聚合
物相对分子质量?
5. 名词解释: 配位聚合
第五章链式共聚合反应
一、基本概念
无规共聚物：两种单体单元的排列没有一定顺序，A单体单元相邻的单体单元是随机的，可以是A单体单元，也可以是B单体单元。AAABAABAABBABABAAB
性质和用途：塑料、纤维和橡胶，以及功能高分子、胶粘剂和
涂料
高分子材料研究方法复习提纲
高分子材料研究方法复习提纲题型：选择题（10分）填空题（20分）名词解释（20分）简答题（30分）谱图解析（20分）《聚合物结构分析》基础习题第一章绪论1、名词：一次结构，二次结构，三次结构，松弛时间2、当温度由低变高时，高聚物经历、、三种状态。
第二章红外光谱1、红外光谱试验中有哪几种制样方法？对于那些易于溶解的聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些不容易溶解的热塑性聚合物可以采用哪一种制样方法？对于那些仅仅能在溶剂中溶胀的橡胶样品，可以采用哪一种制样方法？2、红外光波长在范围，其分为三个区，即区、区、区。
3、产生红外吸收光谱的原理4、分子的振动模式包括振动和振动。
5、红外光谱图的表示方法，即纵、横坐标分别表示什么？6、记住书中p10表2-2中红外光谱中各种键的特征频率范围。
7、名词：红外光谱中基团的特征吸收峰和特征吸收频率，官能团区，指纹区，透过率，吸光度，红外二向色性，衰减全反射8、红外光谱图中，基团的特征频率和键力常数成______，与折合质量成______。
9、官能团区和指纹区的波数范围分别是和。
10、论述影响吸收谱带位移的因素。
11、在红外谱图中C=O的伸缩振动谱带一般在范围。
对于聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯来说，按C=O的伸缩振动谱带波数高低，依次是。
12、如何根据红外光谱监测环氧树脂的固化反应。
13、共轭效应会造成基团的吸收频率降低。
14、叙述傅立叶变换红外光谱仪工作原理。
15、简述红外光谱定量分析的基础。
16、以乙酸乙烯酯接枝的聚丙烯膜为例，说明如何用红外光谱测定接枝聚合物的接枝率。
17、如何用红外光谱鉴别（1）PMMA和PS；（2）PVC和PP；（3）环氧树脂和不饱和聚酯。
第三章激光拉曼散射光谱法1、与红外光谱相比，拉曼光谱有什么优缺点？2、名词：拉曼散射，瑞利散射，斯托克斯线，反斯托克斯线，拉曼位移，互相排斥定则3、红外吸收的选择定则是；拉曼活性的选择定则是。
5、对多数吸收光谱，只有频率和强度两个基本参数，但对激光拉曼光谱还有一个重要参数，即。
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材料的分类
按化学组成分： 化学组成分
金属材料，无机材料，有机材料（高分子材料 高分子材料） 高分子材料
按材料所起的作用分： 材料所起的作用分
社 2007
9.吴其晔，冯莺 编.高分子材料概论 机械工业出版社2004.6 吴其晔， 高分子材料概论. 高分子材料概论
问题
1. 身边常见的高分子材料有哪些？
2. 高分子材料的迅速发展的原因？
高分子材料
什么是材料？
石器时代 原始的人类逐渐使用石器作为武器和工 具等， 具等，属于天然材料 各 用可塑性好的粘土加热变硬可制成陶瓷， 用可塑性好的粘土加热变硬可制成陶瓷 ， 时 属于人工材料 代 耗费更大的能量将铜矿还原成铜， 耗费更大的能量将铜矿还原成铜 ， 制成 材 人工材料 料 耗费更大的能量将铁矿还原成铁， 耗费更大的能量将铁矿还原成铁 ， 制成 特 征 人工材料 高分子的使用量已超过金属， 高分子的使用量已超过金属 ， 属于合成 材料
结构材性
结构-性能 应用关系分： 性能-应用关系 按结构 性能 应用关系
金属材料，无机材料，高分子材料，复合材料
一、高分子材料与人类社会关系
当今社会，处处都是高分子材料， 没有高分子材料，就没有现代文明社会！
高分子材料的应用
汽车 火箭
飞机
生物降解高分子材料 医用高分子材料 药用高分子材料
其他
高分子食品添加剂 农用功能高分子材料 高分子染料
高分子除草剂 高分子化肥 高分子农用转光膜
四、高分子材料发展史
高分子材料发展历程 高分子材料目前发展状况 高分子材料的未来
本课程主要内容
本课程主要介绍高分子材料的力学性 力学性 物理及化学性能，并按照通用高分 能，物理及化学性能 物理及化学性能 子材料和功能高分子材料的分类，分章 节进行介绍其结构和性能特征、发展状 况及其应用现状，并对其应用前景提出 展望
陶瓷时代 铜器时代 铁器时代 高分子时代
材料：是能为人类制造有用器具的物质， 材料：是能为人类制造有用器具的物质，是人类生活与生产 的物质基础 ，材料的进步与发展直接影响到人类生活的改善 和科学技术的进步，目前已和能源、 和科学技术的进步，目前已和能源、信息并列为现代科学的三 大支柱。 大支柱。
本章主要内容
高分子材料的应用
儿童玩具
健身器材
高分子材料的应用
实验室
高分子材料的应用
防火
高分子材料的应用
医用
药用
高分子材料的应用
农业 农业
高分子材料的应用
居家装修
液晶显示
高分子材料的应用
建材
高分子材料的应用
燃料电池
高分子材料的应用
林业
沙漠绿化
高分子材料的应用
尿不湿
高分子材料的应用
牛筋鞋底
高分子材料的应用 高分子材料的应用现状
高分子，聚合物，高聚物，分子量，分子量分布，结 构单元，链节，单体，均聚物，共聚物（嵌段～，接 枝～，交替～），缩聚物… 塑料，橡胶，纤维，涂料，胶粘剂，复合材料，聚合 度，热固性，热塑性….
诺贝尔化学奖与高分子
授予时间 1953 1963 1974 1984 2000 2002 2005
国别） 授 予 者（国别）
赫尔曼·施陶丁格尔（德） 卡尔·齐格勒（德）,久里奥·纳塔 (意)
授予原因 高分子的创立
齐格勒一纳塔型催化剂 高分子物理性质与结构 的研究 功能化的聚苯乙烯用于 多肽和蛋白质的合成 导电高分子 生物大分子的结构分析 烯烃复分解反应
保尔·约翰·弗洛里(美) 梅里菲尔德 （美）
艾伦·黑格, 艾伦·马克迪尔米德和白川 英树 约翰·芬恩（美）、田中耕一（日）和 尔特·维特里希（瑞士）
海水淡化
高分子材料的应用
钓鱼杆
高分子材料的应用
网球拍
羽毛球拍
“水立方” 特点 ： 外墙体和屋面围护结构采用新型钢膜结 水立方” 水立方 构体系，该钢膜结构体系由一系列类似于细胞、水晶体的钢网 架单元和ETFE ETFE（聚乙烯－四氟乙烯共聚物）充气薄膜共同组成。 ETFE
“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外， 水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外， 外表都采用了膜结构——ETFE材料 ——ETFE材料， 外表都采用了膜结构——ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的 柔软但又很充实。这种材料的寿命为20多年， 20多年 柔软但又很充实。这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个 人可以踩在上面行走，感觉特别棒。 长，人可以踩在上面行走，感觉特别棒。目前世界上只有三家 企业能够完成这个膜结构 考虑到场馆的节能标准，膜结构具有较强的隔热功能； 考虑到场馆的节能标准，膜结构具有较强的隔热功能； 另外，修补这种结构非常方便，比如， 另外，修补这种结构非常方便，比如，射枪或者是尖锐的东 西戳进去后，监控的电脑会自动显现出来。如果破了一个洞， 西戳进去后，监控的电脑会自动显现出来。如果破了一个洞， 只需用不干胶一贴就行了；膜结构还非常轻巧， 只需用不干胶一贴就行了；膜结构还非常轻巧，并具有良好 的自洁性，尘土不容易粘在上面，尘土也能随着雨水被排出。 的自洁性，尘土不容易粘在上面，尘土也能随着雨水被排出。 膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能， 膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能， 尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。 尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。
本课程内容重点
本课程重点讲述生活中的高分子材料的 性能特征、应用现状及使用注意事项 包括通用塑料、橡胶、纤维、工程塑 料、聚合物涂料以及导电、生物医（药） 用、高吸水、液晶、阻燃、纳米等功能 高分子材料的特性、发展和应用，及使 用注意事项
主要参考文献
1.黄丽 主编. 高分子材料 化学工业出版社 2005 2.郭圣荣 主编.医药用生物降解性高分子材料 化学工业出版社 2004 医药用生物降解性高分子材料 3.刘引烽 编著. 特种高分子材料 上海大学出版社 2001 4.王建国 刘琳 编著. 特种与功能高分子材料 中国石化出版社 2004 5.赵文元 王义军 编著. 功能高分子材料化学 化学工业出版社2003 6.马建标 主编. 功能高分子材料 化学工业出版社 2000 7.欧育湘 欧育湘等编著.阻燃高分子材料 国防工业出版社 2001 阻燃高分子材料 8.张留成，翟雄伟，丁会利 张留成，翟雄伟，丁会利编著. 高分子材料基础 ．化学工业出版
环氧树脂 尼龙、聚乙烯 天然橡胶 淀粉
橡胶
胶粘剂
三、高分子材料分类
光
功 能 高 分 子 材 料
高分子发光二极管 液晶显示材料 光刻胶 高介电常数材料 低介电常数材料 导电高分子材料
电
导电高分子复合材料
本征型导电高分子材料
掺杂金属、碳类导电填料 聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯
压电与电致伸缩材料
热 磁
热电效应高分子材料 导热高分子复合材料 绝热高分子材料 磁性高分子材料 生物功能（医用）材料 阻燃高分子材料
高分子材料的应用小结
高 分 子 材 料 应 用 工业 农业 国防 能源 医疗卫生 汽车 建材 日常生活 林业
二、高分子材料基本概念
2. 什么是高分子 材料？ 材料？
以高分子化合物为基本原料，加入适当的助剂，经过 一定加工制成的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、 胶粘剂和高分子基复合材料等.
3. 高分子材料的基本概念
耶维茨-沙文（法）和罗伯特-H-格鲁布斯 （美）及里查德-R-施洛克（美）
三、高分子材料分类
热塑性 塑料
PE,PP,PS,PMMA,PVC,PA,PC,PU,PTFE,PET
通 用 高 分 子 材 料
热固性 环氧树脂，酚醛树脂，聚酰亚胺，三聚氰氨甲醛树脂 天然橡胶 聚异戊二烯 合成橡胶 丁苯橡胶,顺丁橡胶,丙烯酸橡胶,聚氨酯橡胶,硅橡胶,氟橡胶 纤维 涂料 尼龙、涤纶、腈纶聚酯纤维、芳纶纤维等 环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸等 聚合型 热融型 加压型 水溶型