北京化工大高分子化学讲义

教学参考书

1、《高分子化学的理论和应用进展》（研究生）

—金关泰教授主编。

— 1995年由中国石化出版社出版。

—由北京化工大学、清华大学、浙江大学、中科院化学所等十个单位的十余位专家和教授分工撰写。

—按基础理论、应用研究和开发研究三个层次展开，内容依次包括“聚合理论的进展”、“聚合新技术”、“高分子新材料”三部分，涉及80年代到90年代初期高分子化学各领域的进展。

—徐僖院士为该书作序，称该书“可视为国外《 Comprehensive Polymer Science 》丛书的补充。”

2、《海外高分子科学的新进展》（研究生）

—何天白、胡汉杰编

— 1997年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版—特点：该书由13位在国际高分子学术界崭露头角的留学海外的中国学者为第一作者领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域的最新成果。内容既包括高分子合成、高分子物理和高分子成型，又有研究方法和新材料，在某种程度上反映了高分子科学的发展新趋势。

3、《高分子化学》（研究生）

—周其凤、胡汉杰主编

—2000年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版《跨世纪的高分子科学》丛书第四分册

—特点：该书由近年来在国内高分子化学领域做出卓有成效的中青年科学家领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域的最新成果。在某种程度上反映了国内高分子科学的发展新趋势。

4、《高分子合成新技术》（研究生）

—王建国（同济大学）编著

— 2004年化学工业出版社出版。

—作者为硕士研究生开设“高分子化学进展”课所编写的教材。

—特点：包括了20世纪以来高分子化学领域中出现的一些重要的新聚合机理和新聚合技术。作为一本教材，

对20世纪80-90年代比较成熟的新发展进行了较为系统的介绍。

第一章绪论

第一节高分子材料与高分子化学

一、高分子材料

材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，（必须要知道的）。而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。

例：丝织品-长沙长沙马王堆汉墓

碳纤维-美B-2轰炸机

例：CPU制作材料

目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：

（1）原子水平的材料技术：用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。

（2）生物学DNA技术：用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。

（3）巴基球技术：在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。

定义：以高分子化合物为基本组分的材料。

分类：按来源分类：天然高分子、合成高分子；

按性能分类：通用高分子、功能高分子；

按主链结构分类：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子；

按分子链形状分类：线型高分子、梳型高分子、梯型高分子、树枝状高分子……

通用高分子材料：做为结构材料，主要使用材料的机械力学性能。

塑料：在一定温度和压力下可塑制成型的高分子材料。

通用塑料：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易加工成型；PE、PP、PVC、PS，占全部塑料80% 。

工程塑料：优良机械性能、耐热性、尺寸稳定性；ABS、聚甲醛、聚酰胺。

橡胶：在外力作用下，产生大的形变，外力撤掉后，形变可恢复的高分子材料，又称弹性体材料。

通用橡胶：SBR、BR、EPR、IIR、NBR……

特种橡胶：耐高(低)温、耐油、高弹性等。硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶……

热塑性弹性体：SBS、SIS……

纤维：长径比很大，具有一定韧性的纤细状高分子材料。

通用纤维：尼龙、PET、PAN、PP、粘胶纤维、醋酸纤维……

特种纤维：Kevlar、碳纤维……

复合材料：由两种或多种物理、化学性质不同的材料组合后具有复合效应的多相固体材料。一般以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成。碳化硅纤维增强铝，比铝轻10%，强度高10%刚性高一倍，更优的耐热性、化学稳定性和高温抗氧化性。用于汽车、飞机部件。

功能高分子材料：主要使用材料的各种物理和化学特性，在电子、激光、能源、通讯等方面起关键作用。

功能性能：在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用，如：力、热、光、电、磁、声等，材料通过“物理效应”、“化学效应”、“生物效应”，将这种作用转换为另一种形式功能的性质。

··从发展看，到二十一世纪，金属材料、聚合物、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。

··原料资源丰富，价格低廉，综合利用性好具有各种优异性能，如密度低、耐腐蚀、易加工成型等，生产能耗低、投资少、周期短、利润高。

··美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。

··在国民经济的发展中：高分子科学与国民经济密切相关，为其发展提供了广泛的社会需求。

塑料生产成倍增长，在机电仪表、电子电器、汽车等行业正大量代替钢铁。

合成橡胶的产量早已大大超过天然橡胶，占橡胶总消耗量的2/3~3/4。

合成纤维在民用领域占一半以上份额，在工业领域几乎取代了天然纤维。

各种功能高分子则在不同领域发挥着不可取代的作用。

··在科学的整体发展中：高分子科学处于多种学科的交汇点上，为其发展提供了良好的学科环境。

··对新一代材料的主要要求：

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性材料；

e. 少维修或不维修的长寿命材料。