高分子材料专业PPT课件

27.05.2020
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三、非金属材料的发展趋势：
1、研制具有优良性能的新材料； 2、对现有材料进行改性；例如加入添加剂改性，是
工程材料的主要发展方向。 3、研制复合材料：传统的纤维增强树脂复合；
现在:金属基复合、陶瓷基复合、功能复合材料， 例建筑屋顶，集构件、发电、采暖于一体。 4、新型功能塑料的研制：例如：导电塑料、导磁塑 料、医用塑料、人工降解塑料等。
高温材料：例：火箭喷气口、高温电炉发热体；
功能材料：光导纤维；
的主力军。
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（3）复合材料：高的比强度、高的刚度、低的密度 等，是单一材料和合金难以比拟的。
（4）非金属材料不是金属材料的代用品，而是具有 优越性能的不可缺少的材料。例如;
美国“哥伦比亚”号航天飞机，机身覆盖一万多 块隔热绝热陶瓷，以保护飞机。
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第一节
基本概念
Basic Concept
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一、高分子材料的基本概念
1、高分子化合物:指分子量很大的有机化合物，每 个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。 也叫高聚物、或聚合物；
分子量＜500，叫低分子；分子量＞500，叫高分子， 一般高分子材料的分子量在103-106之间。
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③平均分子量 M
ⅰ、平均分子量用 M 表示，具有统计概念。
ⅱ、平均分子量和分布宽窄（分散性大小） 影响高聚物的物理、力学性能。
M 越大，强度越高，硬度越高，但融熔粘度增
大，流动性差。分散性大；熔融温度范围变宽， 有利于加工成型，但抗撕裂性差。 ⅲ、生产中，通过控制产品的分子量大小和分布 情况，改善性能以满足不同的需要。
High polymer Material
主讲人：李安铭
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绪论
一、非金属工程材料的定义：
金属材料之外的所有工程材料。 金属材料：钢铁、有色金属；
工程材料 高分子材料：塑料、橡胶、复合材料；
无机非金属材料：陶瓷，玻璃、水泥；
三大固体材料，称为材料的三大支柱。
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二、非金属材料的发展：
1.金属材料的优点及局限性： 使用性能：高强韧性；导电导热性；
优点
工艺性能：切削加工；铸、锻、焊； 柯垂尔：金属今后一段时间仍是主要的工程材料。
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局限性：难以适用密度小、耐腐蚀、电绝缘、减
震、消音、耐高温等。
密度：钢7.8、铝 2.7、高分子 0.8-2.0； 耐腐蚀：金属难以与陶瓷相比； 耐高温：金属耐热钢＜800℃、镍基合金＜1000℃、
钼基合金＜1300℃、陶瓷工作温度1700-2000℃；
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2.非金属材料的发展史：
（1）高分子材料：1920年，确立了“大分子链结构 学说”，合成高分子材料诞生。
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分子量过高部分使聚合物的强度增加，但加工成型时塑 化困难；低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工 不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布:
合成纤维：分子量分布宜窄； 塑料、橡胶：分子量分布可宽；
常用的聚合物的分子量（万）
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名称 石英 分子量 60
乙烯 28
单糖 橡胶 淀粉 聚乙烯 聚氯乙烯
180 ～9 ＞20 12万- 2万-16万 万 万 百万
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10பைடு நூலகம்
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2、高分子材料:以高分子化合物为主要组分的材料。
主要包括：塑料、橡胶、化学纤维等。
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发展很快，就体积来说。 1983年：与钢铁材料相当； 1985年：占工程材料54％，金属占38％； 2000年：3.5万吨，体积是金属材料的4倍；
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（2）陶瓷材料：传统陶瓷指：陶器、瓷器、玻璃、水 泥，性能硬、脆； 现代陶瓷指：所有无机非金属材料的总称。
近三十年来，以氧化物（例Al3O2)、氮化物（例Si3N4) 和碳化物（例SiC）等高纯化合物为原料，经过传统陶 瓷生产工艺制成的无机多晶产品，已成为：
二、高分子化合物的组成
高分子化合物的分子量虽很大，但其化学组成并不 复杂，通常由一种或几种低分子化合物聚合而成。
例：n(CH2CH2) 聚乙烯 1、高分子化合物的单体、链节和聚合度:
①单体：
定义：组成高分子化合物的简单低分子化合物。
或：凡是可以聚合成大分子链的低分子化合物。 例：乙烯分子：CH2=CH2
2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： Mmn
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
分子量 n=8 M=224
n>50 M>1400
n>200～2000 M>5600～560000
室温状态 气+液
软态固体 固体
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②高聚物分子量的多分散性：
低分子化合物有确定而均一的分子量。
例：H2O，18；CO2，44。
高分子化合物总是由不同大小的分子组成，这一现象
称为高分子化合物的分子量的多分散性。
例：聚苯乙烯： 分子量 10000～300000
聚丙烯脂： 分子量 60000～500000
分子量的分散性对性能产生影响。
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单体的必要条件：至少能形成两个或两个以上新键
的有机化合物，才能做为单体。
例：烯烃，双键；炔烃，三键。
②链节：
氯乙烯 苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚合度：高分子链节中的数目n。
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其中氯乙烯
就是聚氯乙烯
的
单体.
就是聚氯乙烯分子键的链节， n就是聚合度。聚合度反映了大分子链的长短和分子量的 大小，高分子化合物的分子量（M）是链节的分子量（M0）
与聚合度（n）的乘积。M= M0×n
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三、高分子化合物的聚合：
1. 加聚反应： 加成聚合反应