14高分子科学导论Supramolecular polymersPPT课件
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高分子科学ppt课件
•1953年齐格勒在低压条件下合成 聚乙烯,随后纳塔合成出聚丙烯, 1963齐格勒、纳塔获得诺贝尔化 学奖。
塑料的发现
1869年31岁的印刷工人 约翰•海阿特发明赛璐珞
1909年贝克兰发明 酚醛树脂
现代生活中的高分子材料-塑料
现代生活中的高分子材料-工程塑料
橡胶的发展
橡 树 之 泪
丑却受宠的合成橡胶
高分子膜是指那些由具有特殊分离功能的高分子材 料制成的薄膜,能有选择地分离物质。目前应用于海水 淡化、反渗透、膜萃取、膜蒸馏等技术领域。
建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂,是世界上最大的海水淡化厂, 日供应淡水12000吨,主要使用醋酸纤维素分离膜装置。
光敏高分子材料
• 光敏高分子材料以光敏树脂 为代表,主要用于照相、印 刷制版、印刷集成电路等。 • 印刷工业应用聚乙烯醇酸酯, 光照时交联而不溶而保留下 来,得到凸版。 • 光解性的光刻胶,重氮醌接 到酚醛树脂上,光作用下重 氮醌分解,图像被保留,分 辨率达10纳米。
高分子科学
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。
高分子化学
研究聚合反应和高分子化学反应原理, 选择原料、确定路线、寻找催化剂、制 订合成工艺等。
高分子科学
高分子物理
研究聚合物的结构与性能的关系,为设 计合成预定性能的聚合物提供理论指导, 是沟通合成与应用的桥梁。
功能高分子材料-隐形眼镜
1950年人们逐渐开始配 戴材质是聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)的隐形眼镜,具 有优越的光学特性,又能矫 正角膜性散光。1960年捷克 学者利用十年的时间发明了 软性隐形眼镜的材料,就是 一直延用至今的聚甲基丙烯 酸羟乙酯(HEMA)。
塑料的发现
1869年31岁的印刷工人 约翰•海阿特发明赛璐珞
1909年贝克兰发明 酚醛树脂
现代生活中的高分子材料-塑料
现代生活中的高分子材料-工程塑料
橡胶的发展
橡 树 之 泪
丑却受宠的合成橡胶
高分子膜是指那些由具有特殊分离功能的高分子材 料制成的薄膜,能有选择地分离物质。目前应用于海水 淡化、反渗透、膜萃取、膜蒸馏等技术领域。
建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂,是世界上最大的海水淡化厂, 日供应淡水12000吨,主要使用醋酸纤维素分离膜装置。
光敏高分子材料
• 光敏高分子材料以光敏树脂 为代表,主要用于照相、印 刷制版、印刷集成电路等。 • 印刷工业应用聚乙烯醇酸酯, 光照时交联而不溶而保留下 来,得到凸版。 • 光解性的光刻胶,重氮醌接 到酚醛树脂上,光作用下重 氮醌分解,图像被保留,分 辨率达10纳米。
高分子科学
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。
高分子化学
研究聚合反应和高分子化学反应原理, 选择原料、确定路线、寻找催化剂、制 订合成工艺等。
高分子科学
高分子物理
研究聚合物的结构与性能的关系,为设 计合成预定性能的聚合物提供理论指导, 是沟通合成与应用的桥梁。
功能高分子材料-隐形眼镜
1950年人们逐渐开始配 戴材质是聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)的隐形眼镜,具 有优越的光学特性,又能矫 正角膜性散光。1960年捷克 学者利用十年的时间发明了 软性隐形眼镜的材料,就是 一直延用至今的聚甲基丙烯 酸羟乙酯(HEMA)。
《高分子物理》PPT课件
lg k
n lg t
-1
lg
ln
ht h0
h h
lg t -2
求t 1 : 2
ln 2 kt 1 n 2
t1 2
n
ln 2 k
0
1
2 lg t 3
图2-40 PA1010等温结晶 的Avrami作图
a-189.5℃; b-190.3℃; c-191.5℃; d-193.4℃; e-195.5℃; f-197.8℃;
② 若参与共聚的单体相应的均聚物都是结晶性 聚合物, 但结晶结构不同: 当一种成分为主的情况下,有结晶能力; 若两种成分大体相当,无结晶能力
如: 5%乙烯和95%丙烯的共聚物,为结晶性聚合物 50%乙烯和50%丙烯的共聚物,为弹性体
③若参与共聚的单体相应的均聚物一种是结晶性 聚合物,一种是非结晶性聚合物,结晶性聚合 物相应的单体单元(结构单元)为主要成分时, 具有结晶能力。如VA含量少的EVA
1.不会是100%结晶; 2. 高分子晶体结构呈现不同的 完善程度; 结构规整性比小分子晶体差;3. 非晶 聚合物中高分子排列的有序程度比非晶小分子物 质的大
热力学
一般高分子分子量大,结构复杂, 即使等规立构的高分子也会存在有不规整的 结构单元。
原因:
动力学
由于高分子分子量大,由熔体或 溶液结晶时,粘度很大,使分子链 排入晶格时受到粘滞阻力作用, 在有限的结晶时间范围内来不及 排入晶格。
0.6 0.5
0.4
h
结晶终了时的液柱高
0.3 0.2
ht h
h0 h
0.1 0
时间t
由于结晶终了的时间难于准确测定,
t 用体积收缩 1 2的时间
1 的倒数
高分子科学导论天然高分子材料课件
例如,利用生物技术制备可降解的天然高分子材料,可以在使用后自然降解,减 少对环境的污染。同时,改进生产工艺也可以降低能耗和减少废弃物的产生,实 现可持续发展。
壳聚糖
总结词
天然高分子材料中唯一一种阳离子型高 分子,具有良好的生物相容性和可降解 性等优点。
VS
详细描述
壳聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4糖 苷键连接而成的线性高分子,广泛存在于 甲壳类动物的外壳中。壳聚糖具有良好的 生物相容性和可降解性,可用于药物载体、 组织工程、环境保护等领域。壳聚糖可通 过化学改性等方法进行修饰,提高其性能 和应用范围。
木质素
总结词
天然高分子材料中结构最复杂的一种,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等。
详细描述
木质素是由苯丙烷结构单元构成的芳香族高分子,广泛存在于植物细胞壁中,主要起到增强细胞壁的 作用。木质素的结构复杂,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性,可用于制造塑料、胶粘剂、染料、 香料等产品,也可用于生物医学领域。
蛋白 质
总结词
天然高分子材料中功能最多样化的一种,具有生物活性 和生物相容性等优点。
详细描述
蛋白质是由氨基酸分子通过肽键连接而成的生物大分子, 是生命活动中必不可少的物质。蛋白质具有多种生物功 能,如催化、运输、识别、防御等,同时具有良好的生 物活性和生物相容性,可用于药物传递、组织工程、生 物传感器等领域。蛋白质的来源丰富,可通过动物、植 物和微生物进行提取和制备。
例如,近年来科学家们发现了一些具有特殊性能的天然高分 子材料,如抗菌、防霉、自修复等功能,这些材料在医疗、 环保、食品等领域有着广泛的应用前景。
天然高分子材料的功能化与高性能化
功能化和高性能化是天然高分子材料的另一个重要发展趋 势。通过化学改性、物理改性等方法,可以使天然高分子 材料具有更加优异的性能,满足各种不同的需求。
壳聚糖
总结词
天然高分子材料中唯一一种阳离子型高 分子,具有良好的生物相容性和可降解 性等优点。
VS
详细描述
壳聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4糖 苷键连接而成的线性高分子,广泛存在于 甲壳类动物的外壳中。壳聚糖具有良好的 生物相容性和可降解性,可用于药物载体、 组织工程、环境保护等领域。壳聚糖可通 过化学改性等方法进行修饰,提高其性能 和应用范围。
木质素
总结词
天然高分子材料中结构最复杂的一种,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等。
详细描述
木质素是由苯丙烷结构单元构成的芳香族高分子,广泛存在于植物细胞壁中,主要起到增强细胞壁的 作用。木质素的结构复杂,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性,可用于制造塑料、胶粘剂、染料、 香料等产品,也可用于生物医学领域。
蛋白 质
总结词
天然高分子材料中功能最多样化的一种,具有生物活性 和生物相容性等优点。
详细描述
蛋白质是由氨基酸分子通过肽键连接而成的生物大分子, 是生命活动中必不可少的物质。蛋白质具有多种生物功 能,如催化、运输、识别、防御等,同时具有良好的生 物活性和生物相容性,可用于药物传递、组织工程、生 物传感器等领域。蛋白质的来源丰富,可通过动物、植 物和微生物进行提取和制备。
例如,近年来科学家们发现了一些具有特殊性能的天然高分 子材料,如抗菌、防霉、自修复等功能,这些材料在医疗、 环保、食品等领域有着广泛的应用前景。
天然高分子材料的功能化与高性能化
功能化和高性能化是天然高分子材料的另一个重要发展趋 势。通过化学改性、物理改性等方法,可以使天然高分子 材料具有更加优异的性能,满足各种不同的需求。
《高分子科学导论》课件
探讨高分子科学面临的挑战。
2 高分子科学的机遇
展望高分子科学的未来机遇。
高分子科学的道德考虑
道德考虑
关注高分子科学研究和开发中的道德问题和考虑。
总结与重点概念
总结《高分子科学导论》课程的重点概念和学习成果。让我们一起回顾所学, 为未来做好准备。
高分子科学的未来发展方向
展望高分子科学的未来发展方向。探索高分子科学的新技术和新领域。了解 高分子科学的挑战和机遇。
高分子科学的案例研究和应用实例
高分子科学案例研究
通过案例研究了解高分子科学的实际应用。
高分子科学的应用实例
了解高分子科学在实际中的应用。
高分子科学的挑战和机遇
1 高分子科学的挑战
《高分子科学导论》PPT 课件
探索高分子科学的奥秘,从对高分子科学的介绍开始。揭示高分子科学的本 质,学习高分子的合成和聚合。了解高分子的结构和性质,以及多种多样的 表征技术。探索高分子的加工和应用,以及高分子复合材料和共混物。深入 研究高分子的物理学和热力学,以及高分子表面和界面。探索在高分子电化 学和电子学中的应用。了解高分子的生物医学应用,以及高分子纳米技术和 纳米材料。关注高分子的可持续性和绿色材料,以及高分子制造和工业。探 讨高分子科学的教育和职业道路,以及未来的方向。通过实例和案例研究, 了解高分子科学的应用。以及高分子科学中的挑战和机遇。关注高分子研究 和开发中的道德考虑。最后总结该课程的重点概念。
高分子物理学和热力学
深入研究高分子的物理学和热 力学。
高分子科学的表征和研究
高分子表征和界面
深入研究高分子的表面和界面特性。
高分子科学的应用领域
1
高分子电化学和电子学
探索高分子在电化学和电子学领域的应用。
2 高分子科学的机遇
展望高分子科学的未来机遇。
高分子科学的道德考虑
道德考虑
关注高分子科学研究和开发中的道德问题和考虑。
总结与重点概念
总结《高分子科学导论》课程的重点概念和学习成果。让我们一起回顾所学, 为未来做好准备。
高分子科学的未来发展方向
展望高分子科学的未来发展方向。探索高分子科学的新技术和新领域。了解 高分子科学的挑战和机遇。
高分子科学的案例研究和应用实例
高分子科学案例研究
通过案例研究了解高分子科学的实际应用。
高分子科学的应用实例
了解高分子科学在实际中的应用。
高分子科学的挑战和机遇
1 高分子科学的挑战
《高分子科学导论》PPT 课件
探索高分子科学的奥秘,从对高分子科学的介绍开始。揭示高分子科学的本 质,学习高分子的合成和聚合。了解高分子的结构和性质,以及多种多样的 表征技术。探索高分子的加工和应用,以及高分子复合材料和共混物。深入 研究高分子的物理学和热力学,以及高分子表面和界面。探索在高分子电化 学和电子学中的应用。了解高分子的生物医学应用,以及高分子纳米技术和 纳米材料。关注高分子的可持续性和绿色材料,以及高分子制造和工业。探 讨高分子科学的教育和职业道路,以及未来的方向。通过实例和案例研究, 了解高分子科学的应用。以及高分子科学中的挑战和机遇。关注高分子研究 和开发中的道德考虑。最后总结该课程的重点概念。
高分子物理学和热力学
深入研究高分子的物理学和热 力学。
高分子科学的表征和研究
高分子表征和界面
深入研究高分子的表面和界面特性。
高分子科学的应用领域
1
高分子电化学和电子学
探索高分子在电化学和电子学领域的应用。
高分子科学导论-高分子的合成
Coordination polymerization is a form of addition polymerization in
which monomer adds to a growing macromolecule through an
organometallic active center.
配位 + +
阳离子聚合
CH2=CHCH=CH2
+
+
∆
+
cationic polymerization
CH2=C(CH3)CH=CH2
∆
CH2=CHC6H5
+
+ ∆
∆ ∆
+ ∆
阴离子聚合
CH2=CHCl
+
∆
anionic polymerization
CH2=CCl2
+
∆
配位聚合
CH2=CHF
+
CH2=CF2
开,与之加成,形成单体活性种,而后进一步与单体加成,促使链增长。
均裂: R••R 异裂: A••B
2R•〔自由基〕
A- •• 〔阴离子〕++ B 〔阳离子〕
连锁聚合的单体〔monomer〕
发生连锁聚合反响的单体大致分为三类:含碳碳双键的单烯类和共轭双
烯类单体;羰基化合物和杂环化合物。
单体聚合的条件
recycling
Polymerization
高分子科学导论
按单体和聚合物在组成和构造上发生的变化分类 在高分子化学开展的早期,曾根据单体和聚合物的组成和构造上发生的变 化,将聚合反响分为加聚反响和缩聚反响。 加聚反响〔addition polymerization〕 单体经加成反响的聚合过程称为加聚反响。大多数烯类单体和炔类单体的 聚合过程都是加聚反响。 缩聚反响〔condensation polymerization〕 缩聚反响通常是官能团间的反响,除了形成聚合主产物缩聚物以外,根据 官能团种类的不同,还有水、醇、氨、氯化氢等低分子副产物产生。
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
8
(2)乙烯聚合方法 ⊕高压聚合法(ICI法):压力150-300MPa、温度
超分子聚合物
Y. LU
7
PSE510
超分子聚合物化学
超分子聚合物的合成(超分子聚合)涉及互补单体(建筑模块)通过分子 识别的选择键合,链生长(组分沿一定方向的序列键合)和链终止。在超 分子聚合物化学中的单体组分应具有许多互补和识别的“位点”,这些位 点(即基本相互作用点包括一个或多个结合点如官能团)用A或B表示,可 以自组装形成非共价键连接的长链。单体组分可以是小分子也可以是高分 子(用P表示)。单体组分根据其位点结构可分类为:单位点(如金属离子 );双位点(ditropic)包括异位点型:AB(-),APB(-P-)和同位点 型:AA(-),APA(-P-);多位点(polytopic)包括异位点型和 同位点型。异位点型的双位点单体组分可自组装生成超分子聚合物(----)。一种同位点型的双位点单体组分(-)需要和另一个同位点 型的双位点单体组分(-)相互作用生成超分子聚合物(-----)。
Y. LU
10
PSE510
扩大了聚合物的制备方法
• 从单体:
- 加聚 - 缩聚 - 超分子聚合
• 从聚合物:
- 大分子反应 - 自组装
Y. LU
11
PSE510
超分子聚合:2个学派
Y. LU
12
PSE510
Cifferi、Meijer观点比较
• 多阶开缔合(MSOA)=等活性键(isodesmic) • 螺旋生长(HG)=协同机理 • 超分子液晶生长 • 环-链生长
PSE510
光开关 偶氮苯连接环辛肽的光开关:在紫外 光辐照下,偶氮苯连接环辛肽从线性 链向分子间氢键的二聚体转变。
Y. LU
22
PSE510
热可逆交联橡胶
一般橡胶都具有不可逆的化学交联键,而通过形成超分子氢 键网络可制备聚异戊二烯(IR)热可逆交联橡胶 (Thermalreversible Crosslinking Rubber, TRC-IR)。该橡 胶侧链上含7个氢键位点即三唑中的两个N和N-H、酰胺基团 的C=O和N-H、羧酸基团的C=O和O-H,在室温可生成氢键网 络,在高温(185C)氢键网络破坏。可逆的氢键网络赋予超 分子聚合物以智能,即材料的加工和性能能伴随温度等外界 条件的变化而响应
高分子化学Polymer Chemistry绪论PPT课件-PPT文档资料
逐步聚合(Step Polymerization)
单体分子或其二聚体、三聚体、多聚体间通过
多次缩合反应逐步形成高分子量聚合物的反应。
在低分子转变成聚合物的过程中反应是逐步进 行的,即每一步反应的速率和活化能大致相同 。
逐步聚合反应的特点:
反应早期, 单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体等 中间产物,以后反应在这些低聚体之间进行。 聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成。 大部分的缩聚反应和聚加成反应都属于逐步聚合。
o
加聚与缩聚的区别
各种 关系差异
反应物结构 差异 产物结构 差异
加成聚合
Addition Polymerization 烯类单体双键加成 形成以碳链为主的大 分子,称加聚物
缩合聚合
Condensation Polymerization 官能团之间的缩合 形成的大多为杂链聚合 物,称缩聚物 分子量不再是单体分子 量的整数倍 有低分子产生,结构单 元原子比单体的少
o o
无副产物
缩聚反应(Condensation Polymerization)
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。其特征是:
o o o
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。
连锁聚合反应实例:
1. 聚乙烯的合成
n C H C H 2 2
2. 聚氯乙烯的合成
n C H C H 2 C l
[ C H C H ] n 2 2
高分子材料教学课件PPT
• 氢键是与电负性较强的原子相结合的氢原子(如X—H)同时与另 一个电负性较强的原子(如Y)之间的相互作用,即(X—H…Y).这 些电负性铰强的原子一般是氮、氧或卤素原子.一般认为在氢键 中,X—H基本上是共价键,而H…Y则是一种强而有方向性的范 德华力.这里把氢键归入范德华力是因为氢键本质上是带有部分 负电荷的Y与电偶极矩很大的极性键X—H间的静电吸引相互作用.
5
聚合物分子内与分子间相互作用力
• 物质的结构是指物质的组成单元(原于或分子)之间在相互吸引和排斥作用
达到平衡时的空间诽布.因此为了认识高聚物的结构,首先应了解存在于高聚 物分子内和分子间的相互作用.
• 化学键
构成分子的原子间的作用力有吸引力和斥力,吸引力是原子形成分于的结合力, 叫作主价力,或称键合力.斥力是各原子的电子之间的相互排斥力.当吸引力 和斥力达到平衡时,便形成稳定的化学键.
• 金属键 是由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互 作用而形成的,无方向性和饱和性,赋予高导电性.在所谓的 “金属螯合高聚”(metallocene po1ymer)中可以说存在金属 键.
2024/6/20
7
• 范德华力
作用能: 2~8kJ/mol
是存在于分子间或分子内非键合原于间的相互作用力.两分子间的 范德华力F(r)及相互作用能E(r)是分子之间距离r的函数如图所示.
2024/6/20
19
重要高分子材料
合成树脂和塑料: 填充增强增韧,降低成本. 教 材P332表7.4
➢ 通用塑料: 应用广, 产量大, 价格廉的塑料. 如聚烯烃: PE, PP, PS等; PVC; 酚醛, 环氧, 聚酯, 尿醛等.
➢ 工程塑料: 综合性能好, 可代替金属作工程材料, 制 造机器零部件的塑料. 最重要的有:
高分子化学 ppt课件
第二部分 天然纤维与化学纤维
2.1 什么是纤维?
纤维是指长度比直径大千倍以上,直径只 有几微米或几十微米,并且具有一定柔韧性的 纤维物质。
纺织 纤维 的分 类
天然纤维 化学纤维
植物性纤维(纤维素纤维) 棉、麻 动物性纤维(蛋白质纤维) 毛、蚕丝
人造纤维
合成纤维
2.2 天然纤维
天然纤维的来源: 麻皮、棉花、羊毛、蚕丝 天然纤维:自然界生长的纤维材料,可以直接用 来纺纱织布。
高分子是指由多种原子以相同的、 多次重复的结构单元并主要由共价 键连接起来的、通常是相对分子量 为104~106的化合物。
6
高分子材料简介
表1 常见聚合物的相对分子质量
塑料 HDPE
相对分子 质量/万
6~ 30
纤维 涤纶
相对分子 橡胶 相对分子
质量/万
质量/万
1.8~2.3 天然橡胶 20~40
PVC 5~15 尼龙-66 1.2~1.8 丁苯橡胶 15~20
Chemistry and Materials
—Focus on Polymeric Materials
化学与材料
—高分子材料
人类已进入合成材料时代
新
新
工
时
艺
代
,
,
新
新
产
生
品
活
防水胶
聚乙烯丙纶高分子 复合防水卷材
2
有机玻璃
聚苯乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
我被高分子 包围了呀!
涤纶
酚醛塑料
塑料
聚四氟乙烯
3
提纲
四大塑料“四烯”
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯
合成纤维“六纶”
高分子化学PPT全套课件(2024)
反应过程中存在链引发、链增长、链终止 等步骤;反应速率与引发剂浓度和单体浓 度有关;聚合度与转化率不成正比。
连锁聚合反应类型
连锁聚合反应实施方法
包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚 合等。
本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合 等。
开环聚合反应原理及方法
开环聚合反应定义
开环聚合反应是一种特殊的高分子合成方法,通过环状单体的开环加 成反应,生成高分子化合物。
通过测量高分子化合物对 红外光的吸收,可以确定 其化学结构和官能团。
利用核磁共振现象研究高 分子化合物的结构和动力 学行为,包括1H NMR、 13C NMR等。
通过测量高分子化合物的 质荷比,可以推断其分子 量和结构信息。
利用不同分子量高分子在 色谱柱中的保留时间差异 ,可以测定其分子量分布 和平均分子量。
分子量分布
分子量分布宽度也会影响高分子材料的性能。较窄的分子量分布通常意味着材 料具有更好的力学性能和加工稳定性,而较宽的分子量分布可能会提高材料的 韧性和冲击强度。
05 高分子材料加工与改性技 术
高分子材料加工成型技术
挤出成型
通过挤出机将高分子材料加热熔 融,经模头挤出得到所需截面形
状的连续型材。
注射成型
将高分子材料加热熔融后注入模具 型腔,经冷却固化得到制品。
压延成型
将高分子材料通过压延机的两个或 多个旋转辊筒间隙,使其受到挤压 和延展,成为一定厚度和宽度的薄 片状制品。
高分子材料共混改性技术
机械共混
通过机械搅拌或高速剪切作用,使两种或多种高分子材料均匀混 合,改善材料的性能。
溶液共混
将不同高分子材料溶解于共同溶剂中,形成均相溶液,再除去溶 剂得到共混物。
高分子化学绪论全解PPT课件
交联聚合物,又称热固性聚合物,其具有热 固性,即:聚合物在加工成型阶段,经加 热使其中潜在的活性官能团继续反应成交 联结构。使聚合物固化,聚合物固化后, 继续加热不再塑化的受热行为。
50
第50页/共61页
第七节 聚集态结构
51
第51页/共61页
一、聚集态结构
分子通过次价键力聚集在一起,形成了特定聚 集态结构:固态、液态和气态。
烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本 有机化工;
合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工; 医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工。
还有一些逐步形成了独立的工业部门,如炼油、冶金、医药、 造纸、建材、酿造、环保等。化学工业已经而且会在较长时期内 成为我国国民经济的重要支柱产业。
“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
二元胺和二元酸的碳原子数。例如,尼龙-66,尼龙-6等。 E. 以“纶”作为合成纤维商品名的后缀。例如,涤纶、腈
纶等。
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单体单元:单体分子通过聚合反应形成的元素组
成与单体完全相同的结构单元,其与单体分 子相比,除了电子结构有所改变以外,原子 种类和各种原子的个数完全相同,其又称为 单体单元。
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在加聚物中:
结构单元、重复单元、单体单元三者的含义是一致的。
在缩聚物中:
⑴ 重复单元(链节)≠结构单元
两种单体参与聚合,故两种结构单元构成了一个重复结 构单元。
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第八节 高分子材料和力学性能
50
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第七节 聚集态结构
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一、聚集态结构
分子通过次价键力聚集在一起,形成了特定聚 集态结构:固态、液态和气态。
烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本 有机化工;
合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工; 医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工。
还有一些逐步形成了独立的工业部门,如炼油、冶金、医药、 造纸、建材、酿造、环保等。化学工业已经而且会在较长时期内 成为我国国民经济的重要支柱产业。
“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
二元胺和二元酸的碳原子数。例如,尼龙-66,尼龙-6等。 E. 以“纶”作为合成纤维商品名的后缀。例如,涤纶、腈
纶等。
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单体单元:单体分子通过聚合反应形成的元素组
成与单体完全相同的结构单元,其与单体分 子相比,除了电子结构有所改变以外,原子 种类和各种原子的个数完全相同,其又称为 单体单元。
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第17页/共61页
在加聚物中:
结构单元、重复单元、单体单元三者的含义是一致的。
在缩聚物中:
⑴ 重复单元(链节)≠结构单元
两种单体参与聚合,故两种结构单元构成了一个重复结 构单元。
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第八节 高分子材料和力学性能
高分子聚合物概述PPT课件
概念
什么是高分子?
高分子也叫聚合物,是指分子量很高并由许多简单的结构单 元通过共价键重复键接而成的一类化合物。 高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、 聚合物
这些术语一般可以通用。 Macromolecules, High Polymer, Polymer
常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万, 甚至上百万,范围在104~106。
❖重均分子量 (重量)
❖粘均分子量 (特性粘数) 分子量多大才算是高分子?
❖Z均分- -子- - 量- < 1000 < -(- -Z- -值- -)- - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区(齐聚物)
高聚物
一般高分子的分子量在 104 ~106 范围。 超高分子量的聚合物的分子量高达106 以上。
纤维 橡胶 涂料 胶粘剂
纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料
功能高分子
具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料
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塑料:以合成或天然高聚物为基本成分,大多数情况下配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着 色剂等经加工可塑成型,并在常温下保持其形状不变的材料,称之为塑料。
• 分子链结构对塑料性能的影响
共聚物
例如:聚乙烯与聚丙烯均为塑料,而丙烯含量较高的乙烯-丙烯无规共聚物为橡胶 构型
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支化结构 熔点(℃) 110~125 105~115
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什么是高分子?
高分子也叫聚合物,是指分子量很高并由许多简单的结构单 元通过共价键重复键接而成的一类化合物。 高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、 聚合物
这些术语一般可以通用。 Macromolecules, High Polymer, Polymer
常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万, 甚至上百万,范围在104~106。
❖重均分子量 (重量)
❖粘均分子量 (特性粘数) 分子量多大才算是高分子?
❖Z均分- -子- - 量- < 1000 < -(- -Z- -值- -)- - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区(齐聚物)
高聚物
一般高分子的分子量在 104 ~106 范围。 超高分子量的聚合物的分子量高达106 以上。
纤维 橡胶 涂料 胶粘剂
纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料
功能高分子
具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料
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塑料:以合成或天然高聚物为基本成分,大多数情况下配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着 色剂等经加工可塑成型,并在常温下保持其形状不变的材料,称之为塑料。
• 分子链结构对塑料性能的影响
共聚物
例如:聚乙烯与聚丙烯均为塑料,而丙烯含量较高的乙烯-丙烯无规共聚物为橡胶 构型
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支化结构 熔点(℃) 110~125 105~115
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高分子聚合物优秀PPT优质文档
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尼龙大分子:约有4千个原子,相对分子质量 些与链运动有关的性能(如弹性、伸长率和冲击强
整个分子链的运动; 能,这样的分子链被认为变成了刚性链。
1)聚集态结构的复杂性 ——宏观表现为聚合物逐渐开始软化乃至熔化而
——宏观表现为聚合物逐渐开始软化乃至熔化而 高分子网状结构,这种结构是橡胶弹性体和热固性
高分子长链可以由一种(均聚物)或几种(共聚物)
高分子凝聚态结构组成: 晶态结构 非晶态结构 液晶结构、 高聚物取向结构 高聚物多相结构
§1.1 高分子聚合物的结构特点
§1.1 高分子聚合物的结构特点
1.高分子链结构特点 1)高分子呈链式结构
长链中的结构单元很多(103~105数量级); 一个结构单元相当于一个小分子,具有周期性; 高分子长链可以由一种(均聚物)或几种(共聚物) 结构单元组成。 2)高分子链具有柔性 高分子链的柔性: 是指一种分子链卷曲的一种现象。 由单键键合而成的高分子主链一般都具有一定的
高分子聚合物
§1.1 高分子聚合物的结构特点
高分子: 高聚物的大分子是由 (103~105数量级)的: 可以是一种(均聚物); 可以是几种(共聚物),以共价键相连接,形成: 线型分子 支化分子(带有支链的线型分子) 网状分子。
§1.1 高分子聚合物的结构特点
§1.1 高分子聚合物的结构特点
内旋转自由度,结构单元间的相对转动使得分子链 成卷曲状的现象。 构象:
由内旋转而形成的原子空间排布。 刚性链:
分子链内结构的变化可能使旋转变得困难或不可 能,这样的分子链被认为变成了刚性链。
§1.1 高分子聚合物的结构特点
3)高聚物的多分散性 高聚物的多分散性:
高分子材料聚合物反应的产物一般是由长短不一 的高分子链所组成,聚合物分子的相对分子质量是 不均一的。 聚合反应是一个随机过程:
高分子化学与物理绪论ppt课件
投向市场,各种耐高温的高强度聚合物材料层出不穷。各种 通用高分子材料走向成熟、并不断涌现出新的高分子材料
o 多功能化 光敏性高分子、高分子半导体和导体、光导体、高分
子分离膜、高分子试剂和催化剂、高分子药物等方面的研 究与应用都取得巨大进展。这是功能高分子和生物医用高 分子理论和材料大发展时期
13
高分子科学的 更高、更新阶段
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
26
聚合物电池
负极
电池的三要素 正极
电解质
高分子 聚合物电池
无漏液、安全问题——使用胶态的固体,不含液态电解液,不产生漏
液和燃烧爆炸,仅由碳、氢、氮构成,对环境的影响较小
薄、体积小——以3.6V、400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm
形状可变——可设计成多种形状,且可弯曲变形,最大可弯曲90度左
控制释放速度 在需要的时间范围内以一定的速
度在体内缓慢释放
控制释放地点 靶向控制释放体系,使药物在预
定的部位按设计的剂量富集于病灶处
23
导电高分子
电导率<10-10(Ω·cm)-1
优良的绝缘材料
Polyimide/聚酰亚胺
半导体
>102(Ω·cm)-1
导电高分子
掺杂
Polypyrrole/聚吡咯
酚醛树脂
木材 棉 麻 丝 毛 漆
橡胶 皮革 各种树脂
改性
皮革的鞣制 棉麻的丝光处理
日常生活和生产
5
第一阶段——高分子科学的创建
(19世纪30年代-1930年)
❖ 天然高分子的改性: 橡胶的硫化(1839年),使天然橡胶实用化 硝基纤维素发明推动塑料工业的发展(1868年)
P-OH + HNO3
o 多功能化 光敏性高分子、高分子半导体和导体、光导体、高分
子分离膜、高分子试剂和催化剂、高分子药物等方面的研 究与应用都取得巨大进展。这是功能高分子和生物医用高 分子理论和材料大发展时期
13
高分子科学的 更高、更新阶段
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
26
聚合物电池
负极
电池的三要素 正极
电解质
高分子 聚合物电池
无漏液、安全问题——使用胶态的固体,不含液态电解液,不产生漏
液和燃烧爆炸,仅由碳、氢、氮构成,对环境的影响较小
薄、体积小——以3.6V、400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm
形状可变——可设计成多种形状,且可弯曲变形,最大可弯曲90度左
控制释放速度 在需要的时间范围内以一定的速
度在体内缓慢释放
控制释放地点 靶向控制释放体系,使药物在预
定的部位按设计的剂量富集于病灶处
23
导电高分子
电导率<10-10(Ω·cm)-1
优良的绝缘材料
Polyimide/聚酰亚胺
半导体
>102(Ω·cm)-1
导电高分子
掺杂
Polypyrrole/聚吡咯
酚醛树脂
木材 棉 麻 丝 毛 漆
橡胶 皮革 各种树脂
改性
皮革的鞣制 棉麻的丝光处理
日常生活和生产
5
第一阶段——高分子科学的创建
(19世纪30年代-1930年)
❖ 天然高分子的改性: 橡胶的硫化(1839年),使天然橡胶实用化 硝基纤维素发明推动塑料工业的发展(1868年)
P-OH + HNO3
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Driving Force for the Formation of Supramolecular Structures
Hydrophobic interaction
< 40 kJ/mol
Electrostatic interaction
- 20 kJ/mol
Hydrogen bond interaction
7
Hydrophobic interaction
Hydrophobic molecules tend to be non-polar and thus prefer other neutral molecules and non-polar solvents.
Hydrophobic molecules in water often cluster together forming micelles. Water on hydrophobic surfaces will exhibit a high contact angle.
Non-covalent forces that hold supramolecular polymers together include coordination, π-π interactions, and hydrogen bonding.
O
胸腺嘧啶 CH3 O
O P OH O
H2C O
腺嘌呤 H N H
12~30 kJ/mol
Van der Waals interaction
0.4-4 kJ/mol
Cation-π interaction
5-80 kJ/mol
π-π interaction
0-50 kJ/mol
Coordination interaction (Host-guest interaction)
“Supramolecular Chemistry is the chemistry of the intermolecular bond, concerning
the structure and functions of the entities formed by the association of two or
N
N
HN N O
NN O
胞嘧啶 H
O P OH O
H2C O
H
鸟嘌呤 O
N
NH
N N NH
H
O
O CH2 O
HO P O O
CH2 O HO P O O
3
Supramolecular polymer
Colloid Early 20th century
Linear polymer from 1930
more chemical species.” (by Jean-Marie Lehn)
Covalent bond
C-O bond
340kJ / mol
C-C bond 360kJ / mol
C-H d
430kJ / mol
C=C bond600kJ / mol
C=O bond
690kJ / mol
Supramolecular polymer from 1997
Jean-Marie Lehn
Donald J. Cram Charles J. Pedersen
4
Definition of Supramolecular polymer
Polymeric arrays of monomeric units that are brought together by reversible and highly directional secondary interactions, resulting in polymeric properties in dilute and concentrated solutions, as well as in the bulk.
the attractive forces that hold geckos to surfaces are van der Waals interactions between the finely divided setae and the surfaces themselves.
Every square millimeter of a gecko's footpad contains about 14,000 hair-like setae. Each seta has a diameter of 5 micrometers.
molecular chemistry atom + atom → molecular(covalent)
supramolecular chemistry molecular + molecular → supramolecular
(noncovalent)
5
Intermolecular Interactions
6
van der Waals Interaction: Sticky Secrets of the Gecko
The toes of the gecko have a special adaptation that allows them to adhere to most surfaces without the use of liquids or surface tension.
8
Hydrogen bond
A hydrogen bond is the attractive interaction of a hydrogen atom with an electronegative atom, like nitrogen, oxygen or fluorine.
Introduction to polymer science
Supramolecular polymers
超分子聚合物
1
Basic of the Supramolecular
2
Supramolecular polymer
A supramolecular polymer is a polymer whose monomer repeat units are held together by noncovalent bonds.