第七章高分子材料化学PPT课件
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第七章 有机高分子化合物及高分子材料
（2） 热固性塑料 线型结构高聚物，在固化剂的作用成
型，后就转化为网状结构。冷却后就不 会再软化。例如：酚醛树脂、环氧塑料等。
2、按使用情况分为： （1） 通用塑料 指产量大，用途广，价格低，一般只能 作为非结构材料使用的一类塑料。
氨基
PE
PVC
通常指聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、
聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、
网，飞行服，运输 带，降落伞，袜子。
尼龙66
2、聚酯纤维（涤纶 的确良）
结构： 特点：极性分子,分子间力
大,强度高，柔顺性 差“挺拔不皱”，耐 热性好耐水,耐磨。 用途：衣料，薄膜，渔网， 救生圈，绝缘材料。
3 、聚丙烯腈纤维(腈纶、人造羊毛)
结构式:
CH2 CH CN n
性能：
具有弹性，软化温度高。吸水率低， 不适宜作贴身内衣。缺点是强度不如尼龙和涤纶
酚醛塑料和氨基塑料等6个品种，产量占 全部塑料的大多数。
PP
酚醛
PS
（2） 工程塑料 指机械性能较好，可以代替金属，可以 作为结构材料使用的一类塑料。例如聚酰 胺（尼龙）、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、 聚酯、聚苯醚、氟塑料、环氧树脂等。
尼龙
POM
氟塑料换热器
聚甲醛
一、聚甲醛学名聚氧亚甲基,英文名Polyformaldehyde, Polyoxymethylene，简称POM。
性能：
CH2
CH
y
n
CN
耐油性好，拉伸强度大，耐热性好；缺点是电绝缘性、耐寒 性差，塑性低、难加工
用途： 用作机械上的垫圈以及制备收音机和汽车等需要耐油的零件
4、硅橡胶
结构式:
CH3 Si O
性能：
第七章 生物可降解高分子材料参考幻灯片
表一：天然高分子的分类和常见例子
天然 高分 子
天
天
然
然
多
纤
糖
维
天
天
天
然
然
然
蛋
树
橡
白
胶
胶
植
动
植
动
矿
动
卵
种
天
物
物
物
物
物
物
白
子
松
然
多
多
纤
纤
纤
蛋
蛋
蛋
香
乳
糖
糖
维
维
维
白
白
白
胶
淀 粉
甲 壳 素
棉 、 麻 等
毛、 蚕丝 等
石 棉 等
胶 原 蛋 白
白 朊
大 豆 蛋 白
图1 淀粉颗粒的扫描电子显微镜照片： (a) 普通 的玉米淀粉；(b)小麦淀粉。
接枝改性就是在淀粉骨架上引入大分子链，按照 方式可分为接枝聚合和衍生反应。淀粉接枝改性 主要为提高共混体系的使用性能或作为增容剂来 增加淀粉和共聚物的相间结合力。
所谓小分子改性就是低分子量物质与淀粉的羟基 反应，使淀粉带上官能团。常见的小分子改性淀 粉有烯丙基淀粉和乙酰化淀粉等。
将热淀粉与其它材料共混，既可以提高淀粉的耐 水性和力学强度，又大大简化了材料的制备过程。 常见的可与淀粉共混的材料有不可降解的合成高 分子，可降解的合成高分子，天然高分子以及天 然无机物等。
高分子类型
主链键合形式
降解产物
聚酯 聚醚
—C—COO—C— —C—O—C—
—COOH + HO—C— —C—OH + HO—C—
功能高分子材料课件第七章光敏高分子材料
力学性能
硬度
光敏高分子材料通常具有一定的硬度 ，能够抵抗外部压力和摩擦力，保持 稳定的性能。
韧性
耐磨性
良好的耐磨性使光敏高分子材料能够 在长期使用中保持表面的光滑度和清 晰度。
光敏高分子材料具有一定的韧性，能 够在承受冲击和弯曲时保持完整性。
电学性能
导电性
部分光敏高分子材料具有导电性，能够传输电荷，在电场作用下 产生电学响应。
目前，研究者们正在研究如何通过合成新型的环境友好型光敏高分子材料，以实现 环保和可持续发展的目标。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
电致变色
一些光敏高分子材料在电场作用下能够发生颜色变化，从而实现 电致变色效应。
光导电性
一些光敏高分子材料在光的照射下能够导电，具有光导电性，可 用于光电转换器件。
04 光敏高分子材料的发展趋 势与挑战
新材料开发
新型光敏高分子材料的研发
随着科技的不断进步，新型光敏高分子材料不断涌现，如聚合物分散液晶、聚合 物稳定液晶等，这些新材料具有更高的光敏性能和稳定性，为光敏高分子材料的 应用拓展提供了更多可能性。
高性能光敏高分子材料
高性能光敏高分子材料是指具有 优异性能的光敏高分子材料，如 高感度、高分辨率、快速响应等
。
这类材料在光电子、生物医学、 信息存储等领域具有广泛的应用
前景。
目前，研究者们正在不断探索新 型的高性能光敏高分子材料，以 提高其性能并拓展其应用领域。
多功能性光敏高分子材料
01
多功能性光敏高分子材料是指具有多种功能的光敏 高分子材料，如光、电、磁等多功能一体化。
生物医学应用
光敏高分子材料在生物医学领域的应用不断拓展。利用光敏高分子材料的感光性质，可以实现光动力治疗、光热 治疗等新型治疗方法，为肿瘤治疗、皮肤病治疗等领域提供新的治疗手段。同时，光敏高分子材料还可以应用于 药物控制释放、生物成像等领域，为生物医学研究提供新的工具和手段。
第七章-高分子材料、陶瓷材料和复合材料
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§ 7.1 高分子材料
高聚物的聚集态结构决定了它的性能。由于晶态结构中，分子链规 则而紧密排列，分子间作用力大，链运动困难，所以高聚物的强度、 刚度、密度、熔点等都随着结晶度的增加而提高，而一些依赖链活动 的性能指标，如弹性、韧性、伸长率等则随着结晶度增加而降低。
四、高聚物的物理状态
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§ 7.1 高分子材料
因此通过改变分子链的组成，可形成多种性能不同的高聚物材料。 2.大分子链的形状 大分子链的几何形状有线型、支化型和网型(体型或交联型)。
线型分子链各链节以共价键连接成线型长链，像一根长线，通常 卷曲成不规则的线圈状态或团状。如图7-1(a)所示。支化型分 子链在线型大分子主链的两侧有许多长短不一的小支链如图71(b)所示。网型分子链的大分子链之间通过支链或化学键连接 成一个三维空间的网状大分子。如图7-1(c)所示。
3.粘流态 当温度升高到粘流化温度Tf时，大分子链可以自由运动，高聚物成 为流动的钻液，这种状态叫粘流态。
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§ 7.1 高分子材料
粘流态是高聚物成型加工的工艺状态。由单体聚合生成的高聚物原料一般 为粉末状、颗粒状或块状，将高聚物原料加热至粘流态后，通过喷丝、吹塑、 挤压、模铸等方法，加工成各种形状的零件、型材或纤维等。粘流态也是有 机胶粘剂的工作状态。 五、常用的高聚物
③增塑剂增塑剂用来增加树脂的可塑性、柔软性、流动性，降低 脆性，改善加工工艺性能。
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§ 7.1 高分子材料
增塑剂与树脂的混溶性要好，同时，要具有无毒无害、无臭无色、不 易燃烧、不易挥发、成本低等特点。常用的增塑剂有磷酸醋类化合物、 甲酸醋类化合物、氯化石蜡等。
④稳定剂稳定剂可增强塑料对光、热、氧等的抗老化能力，延长 塑料制品的使用寿命。常用的稳定剂有硬脂酸盐、炭黑、铅的化合物、 环氧化合物等。
§ 7.1 高分子材料
高聚物的聚集态结构决定了它的性能。由于晶态结构中，分子链规 则而紧密排列，分子间作用力大，链运动困难，所以高聚物的强度、 刚度、密度、熔点等都随着结晶度的增加而提高，而一些依赖链活动 的性能指标，如弹性、韧性、伸长率等则随着结晶度增加而降低。
四、高聚物的物理状态
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§ 7.1 高分子材料
因此通过改变分子链的组成，可形成多种性能不同的高聚物材料。 2.大分子链的形状 大分子链的几何形状有线型、支化型和网型(体型或交联型)。
线型分子链各链节以共价键连接成线型长链，像一根长线，通常 卷曲成不规则的线圈状态或团状。如图7-1(a)所示。支化型分 子链在线型大分子主链的两侧有许多长短不一的小支链如图71(b)所示。网型分子链的大分子链之间通过支链或化学键连接 成一个三维空间的网状大分子。如图7-1(c)所示。
3.粘流态 当温度升高到粘流化温度Tf时，大分子链可以自由运动，高聚物成 为流动的钻液，这种状态叫粘流态。
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§ 7.1 高分子材料
粘流态是高聚物成型加工的工艺状态。由单体聚合生成的高聚物原料一般 为粉末状、颗粒状或块状，将高聚物原料加热至粘流态后，通过喷丝、吹塑、 挤压、模铸等方法，加工成各种形状的零件、型材或纤维等。粘流态也是有 机胶粘剂的工作状态。 五、常用的高聚物
③增塑剂增塑剂用来增加树脂的可塑性、柔软性、流动性，降低 脆性，改善加工工艺性能。
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§ 7.1 高分子材料
增塑剂与树脂的混溶性要好，同时，要具有无毒无害、无臭无色、不 易燃烧、不易挥发、成本低等特点。常用的增塑剂有磷酸醋类化合物、 甲酸醋类化合物、氯化石蜡等。
④稳定剂稳定剂可增强塑料对光、热、氧等的抗老化能力，延长 塑料制品的使用寿命。常用的稳定剂有硬脂酸盐、炭黑、铅的化合物、 环氧化合物等。
7第七章--光敏高分子材料
能够使激发态分子以非光形式衰减到基态或者低能态的过程 称为激发态的淬灭。
淬灭过程是光化学反应的基础之一。芳香胺和脂肪胺是常见 的有效淬灭剂，空气中的氧分子也是淬灭剂。
2020/4/14
5、分子间或分子内的能量转移过程 激发态的能量可以在不同分子或者同一分子的不同发色团之
间转移。 能量转移在光物理和光化学过程中普遍存在，特别是在聚合
移和化学反应，导致聚合物链断裂。 ②、光氧化降解过程
首先在光作用下产生的自由基，并与氧气反应生成过氧化合 物。过氧化物是自由基引发剂，产生的自由基进一步引起聚合物 的降解反应。
2020/4/14
③、催化光降解过程 当聚合物中含有光敏剂时，光敏剂分子可以将其吸收的光能
转递给聚合物，促使其发生降解反应。 光降解反应的表现： 不利方面----使高分子材料老化、机械性能变坏； 有利方面----可以使废弃聚合物被光降解消化，对环境保护有利；
2020/4/4
这种树脂具有环氧树脂的优点。
2020/4/14
②、不饱和聚酯 光敏涂料用的不饱和聚酯类光敏树脂是线性不饱和聚酯，一
般由含不饱和双键的二元酸与二元醇进行缩合反应而生成。 如，由l.2-丙二醇、邻苯二甲酸酐和马来酸酐缩聚可生成不
饱和聚酯类光敏树脂。
不饱和聚酯光敏涂料具有坚韧、硬度高和耐溶剂性好等特 点。
光敏剂应具有稳定的三线激发态。其激发能与被敏化物质 （如，光引发剂）要相匹配。
常见的光敏剂多为芳香酮类化合物。如苯乙酮和二甲苯酮。
②、光引发剂 光引发剂是指，吸收适当波长和强度的光能后，可以发生光
2020/4/14
物理过程至某一激发态，若该激发态的激发能大于化合物中某一 键断裂所需的能量，因而发生光化学反应，该化学键断裂，生成 自由基或者离子，成为光聚合反应的活性种。具备上述功能的化 合物均可以用作光引发剂。
淬灭过程是光化学反应的基础之一。芳香胺和脂肪胺是常见 的有效淬灭剂，空气中的氧分子也是淬灭剂。
2020/4/14
5、分子间或分子内的能量转移过程 激发态的能量可以在不同分子或者同一分子的不同发色团之
间转移。 能量转移在光物理和光化学过程中普遍存在，特别是在聚合
移和化学反应，导致聚合物链断裂。 ②、光氧化降解过程
首先在光作用下产生的自由基，并与氧气反应生成过氧化合 物。过氧化物是自由基引发剂，产生的自由基进一步引起聚合物 的降解反应。
2020/4/14
③、催化光降解过程 当聚合物中含有光敏剂时，光敏剂分子可以将其吸收的光能
转递给聚合物，促使其发生降解反应。 光降解反应的表现： 不利方面----使高分子材料老化、机械性能变坏； 有利方面----可以使废弃聚合物被光降解消化，对环境保护有利；
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这种树脂具有环氧树脂的优点。
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②、不饱和聚酯 光敏涂料用的不饱和聚酯类光敏树脂是线性不饱和聚酯，一
般由含不饱和双键的二元酸与二元醇进行缩合反应而生成。 如，由l.2-丙二醇、邻苯二甲酸酐和马来酸酐缩聚可生成不
饱和聚酯类光敏树脂。
不饱和聚酯光敏涂料具有坚韧、硬度高和耐溶剂性好等特 点。
光敏剂应具有稳定的三线激发态。其激发能与被敏化物质 （如，光引发剂）要相匹配。
常见的光敏剂多为芳香酮类化合物。如苯乙酮和二甲苯酮。
②、光引发剂 光引发剂是指，吸收适当波长和强度的光能后，可以发生光
2020/4/14
物理过程至某一激发态，若该激发态的激发能大于化合物中某一 键断裂所需的能量，因而发生光化学反应，该化学键断裂，生成 自由基或者离子，成为光聚合反应的活性种。具备上述功能的化 合物均可以用作光引发剂。
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功能高分子材料
第 12 页
三、新型高分子材料
概念：既有传统高分子的机械性能，又有一些特殊性能的高分子材料。
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人工关节
人造心脏
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(1)合成方法 ①对 淀粉、纤维素 等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子 链上再接上含 强亲水性原子团 的支链，以提高它们的吸水能力。
②以带有 强亲水性原子团 的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水 性高聚物。
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功能高分子材料
第 15 页
材料名称
功能高分子材料
符合材料
概念
既具有传统高分子材料的 机械性能，又具有某些特 殊功能的高分子材料
两种或两种以上材料组合成 的新型材料，氛围基体和增 强体
性能
不同的功能高分子材料， 具有不同的性能
一般具有强度高、质量轻、 耐高温、耐腐蚀等优异性能
功能高分子材料
第5 页
2．分类 (1)新型 骨架结构 的高分子材料。 (2)特殊功能材料，即在合成高分子的 主链或支链 上引入某种 功能原子团 ，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、
医学等方面的特殊功能。
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功能高分子材料
第6 页
高分子材料学ppt课件
1
前言
高分子材料制品的性能 高分子材料成型加工性能
高分子材料本身性能
聚合物的结构与性能
会在加工过程中改变
2
影响高分子材料性能的主要因素
项目
高 分 子 化 合 物
材料制品
复合体系
主要因素
相对分子质量及其分布（相对分子质量及其分布） 立体规整性 共聚物组成（组成比、序列分布等） 结晶性（结晶构造、结晶度、结晶大小等） 结构缺陷 端基（结构、浓度） 反应性 降解性与老化性 交联（交联密度、交联点之间的相对分子质量）
4
聚合物的种类
合成树脂
分类依据
类
别
聚烯烃类（PE、PP、PS、EVA）
聚酰胺类（PA）
化学结构 乙烯基类（PVC、CPVC、PVDC）
丙烯酸酯类（PMMA）
聚苯醚酯类（PET、PBT、PC、PPO）
热效应
热塑性、热固性
结晶能力 结晶性、无定形
用途性能
通用型（PE、PP、PS、PVC、PF、UF） 工程型（＞50MPa、＞6KJ/m2 耐高温型（氟、硅橡胶）
4～13 13～29
构成主链的共价键键能大小，决定 主链断裂的难易、成型时的稳定性 和使用时的耐候性等，也与氧化、 臭氧化、水解等降解性有关。
主链断裂的可能性较小而有氧化、 臭氧化、水解等反应并存引起的降 解断裂较容易。
范德华力和氢键是高分子化合物间 的作用力，虽然并不大，但对高分 子化合物及其制品的影响是很大的， 如拉伸强度、弹性模量等机械性能 和Tg、Tm等的热性能。
广角X射线衍射法/%
64 87 93 70 82
核磁共振法/%
65 84 93 74 80
微晶大小/nm
19 36 39 26 33
前言
高分子材料制品的性能 高分子材料成型加工性能
高分子材料本身性能
聚合物的结构与性能
会在加工过程中改变
2
影响高分子材料性能的主要因素
项目
高 分 子 化 合 物
材料制品
复合体系
主要因素
相对分子质量及其分布（相对分子质量及其分布） 立体规整性 共聚物组成（组成比、序列分布等） 结晶性（结晶构造、结晶度、结晶大小等） 结构缺陷 端基（结构、浓度） 反应性 降解性与老化性 交联（交联密度、交联点之间的相对分子质量）
4
聚合物的种类
合成树脂
分类依据
类
别
聚烯烃类（PE、PP、PS、EVA）
聚酰胺类（PA）
化学结构 乙烯基类（PVC、CPVC、PVDC）
丙烯酸酯类（PMMA）
聚苯醚酯类（PET、PBT、PC、PPO）
热效应
热塑性、热固性
结晶能力 结晶性、无定形
用途性能
通用型（PE、PP、PS、PVC、PF、UF） 工程型（＞50MPa、＞6KJ/m2 耐高温型（氟、硅橡胶）
4～13 13～29
构成主链的共价键键能大小，决定 主链断裂的难易、成型时的稳定性 和使用时的耐候性等，也与氧化、 臭氧化、水解等降解性有关。
主链断裂的可能性较小而有氧化、 臭氧化、水解等反应并存引起的降 解断裂较容易。
范德华力和氢键是高分子化合物间 的作用力，虽然并不大，但对高分 子化合物及其制品的影响是很大的， 如拉伸强度、弹性模量等机械性能 和Tg、Tm等的热性能。
广角X射线衍射法/%
64 87 93 70 82
核磁共振法/%
65 84 93 74 80
微晶大小/nm
19 36 39 26 33
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:
高分子材料化学PPT课件
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溶剂的选择
溶度参数相近原则 极性相似相溶原则 溶剂化原则
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溶度参数相近原则
如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常 遇到的问题，如制备薄膜包衣液或制备控释膜，如何 来选择溶剂、应用何种不同性质的化合物来调节膜上 孔隙的大小，药物、溶剂和高分子的相容性如何等， 这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律。 这些规律对聚合物的溶剂选择具有一定的指导意义。
?溶度参数相近原则极性相似相溶原则313溶剂的选择?极性相似相溶原则?溶剂化原则?如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常遇到的问题如制备薄膜包衣液或制备控释膜如何来选择溶剂应用何种不同性质的化合物来调节膜上孔隙的大小药物溶剂和高分子的相容性如何等这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律
1
1 3
1 :2 1: 2
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极性相似相溶原则
对于非晶态极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚 合物相近，而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解，如聚乙烯醇是极性的，它可溶于水和乙 醇中，而不溶于苯中。
第24页/共140页
溶剂化原则ຫໍສະໝຸດ 溶度参数相近的聚合物一溶剂体系，不一定都能很好
只能发生溶胀。 交联度越大，溶解度越小。 交联度可以用交联点密度表示。交联聚合物中交联链
的结构单元数Nc占总结构单元数N的分数，通常用q表 示。Q=Nc/N。
第9页/共140页
制备药用高分子溶液的方法
药用高分子材料大多呈粒状、粉末状，如果将其直接 置于良溶剂中，易于聚结成团，与溶剂接触的团块表 面的聚合物首先溶解，使其表面粘度增加，不利于溶 剂继续扩散进人颗粒内部。
第33页/共140页
功能高分子材料课件第七章光敏高分子材料 共117页PPT资料
第七章 光敏高分子材料
20.09.2019
材料
1
7.1 概述
光敏性高分子（photosensitive polymer,
light-sensitive polymer）又称感光性高分子，
是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生
化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这
种变化发生后，材料将输出其特有的功能。从广
பைடு நூலகம்
20.09.2019
材料
27
8 电子跃迁的类型 电子跃迁除了发生从成键轨道向反键轨道的跃
迁外，还有从非键轨道（孤电子）向反键轨道的跃 迁。电子跃迁可归纳并表示为如下四种：
(a) σ →σ*跃迁(从σ轨道向σ*轨道跃迁)； (b) π →π*跃迁； (c) n →σ*跃迁； (d) n →π*跃迁。
的变化外，还会发生分子间的跃迁，即分子间的 能量传递。
反 键 轨 道
成 键 轨 道
DA
D*
A
D
A*
20.09.2019
电荷转移材跃料 迁示意图
34
在分子间的能量传递过程中，受激分子通过 碰撞或较远距离的传递，将能量转移给另一个分 子，本身回到基态。而接受能量的分子上升为激 发态。因此，分子间能量传递的条件是：
20.09.2019
材料
16
光化学第二定律： （ Stark—Einstein定律） 一个分子只有在吸收了一个光量子之后，才能
发生光化学反应。（吸收一个光量子的能量，只可 活化一个分子，使之成为激发态）
20.09.2019
材料
17
4 分子的光活化过程 从光化学定律可知，光化学反应的本质是分子
吸收光能后的活化。当分子吸收光能后，只要有足 够的能量，分子就能被活化。
20.09.2019
材料
1
7.1 概述
光敏性高分子（photosensitive polymer,
light-sensitive polymer）又称感光性高分子，
是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生
化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这
种变化发生后，材料将输出其特有的功能。从广
பைடு நூலகம்
20.09.2019
材料
27
8 电子跃迁的类型 电子跃迁除了发生从成键轨道向反键轨道的跃
迁外，还有从非键轨道（孤电子）向反键轨道的跃 迁。电子跃迁可归纳并表示为如下四种：
(a) σ →σ*跃迁(从σ轨道向σ*轨道跃迁)； (b) π →π*跃迁； (c) n →σ*跃迁； (d) n →π*跃迁。
的变化外，还会发生分子间的跃迁，即分子间的 能量传递。
反 键 轨 道
成 键 轨 道
DA
D*
A
D
A*
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电荷转移材跃料 迁示意图
34
在分子间的能量传递过程中，受激分子通过 碰撞或较远距离的传递，将能量转移给另一个分 子，本身回到基态。而接受能量的分子上升为激 发态。因此，分子间能量传递的条件是：
20.09.2019
材料
16
光化学第二定律： （ Stark—Einstein定律） 一个分子只有在吸收了一个光量子之后，才能
发生光化学反应。（吸收一个光量子的能量，只可 活化一个分子，使之成为激发态）
20.09.2019
材料
17
4 分子的光活化过程 从光化学定律可知，光化学反应的本质是分子
吸收光能后的活化。当分子吸收光能后，只要有足 够的能量，分子就能被活化。
高分子材料课件
高分子材料的可持续性和环境 影响成为发展的重要议题。
性能改进
通过改进制备方法和添加新的 功能性单体，提高高分子材料 的性能。
新型材料
开发新型高分子材料，如生物 可降解材料和纳米复合材料。
总结与展望
1 高分子材料在各个领
域具有重要应用。
随着科技的不断进步，高 分子材料将继续发展和创 新。
2 环境友好
3 应用
高分子材料广泛应用于塑 料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料的分类
线性高分子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由直线状的重复单元组成，如 聚乙烯。
交联高分子
由互相交联的重复单元组成， 具有较高的力学强度和耐热性。
支化高分子
由分枝状的重复单元组成，具 有高分子量和较低的熔点。
高分子材料的制备方法
1
共聚反应
2
将两种或多种单体进行聚合反应，形成
高分子材料在工业中的应用
汽车制造
高分子材料用于汽车零部件制造，如塑料外壳 和密封件。
电子行业
高分子材料用于电子行业，如半导体封装和电 池隔膜。
建筑领域
高分子材料用于建筑材料，如隔热材料和耐候 性塑料。
医疗器械
高分子材料用于医疗器械制造，如人工心脏瓣 膜和手术器械。
高分子材料的挑战与发展趋势
可持续性发展
高分子材料ppt课件
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，广泛应用于各个领域。 本课件将介绍高分子材料的定义、分类、制备方法、性质与应用、工业应用、 挑战与发展趋势，并对其进行总结与展望。
高分子材料的定义
1 组成
2 特性
高分子材料由许多重复单 元组成，形成长链状结构。
高分子材料具有较高的分 子量、柔韧性和可塑性。
性能改进
通过改进制备方法和添加新的 功能性单体，提高高分子材料 的性能。
新型材料
开发新型高分子材料，如生物 可降解材料和纳米复合材料。
总结与展望
1 高分子材料在各个领
域具有重要应用。
随着科技的不断进步，高 分子材料将继续发展和创 新。
2 环境友好
3 应用
高分子材料广泛应用于塑 料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料的分类
线性高分子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由直线状的重复单元组成，如 聚乙烯。
交联高分子
由互相交联的重复单元组成， 具有较高的力学强度和耐热性。
支化高分子
由分枝状的重复单元组成，具 有高分子量和较低的熔点。
高分子材料的制备方法
1
共聚反应
2
将两种或多种单体进行聚合反应，形成
高分子材料在工业中的应用
汽车制造
高分子材料用于汽车零部件制造，如塑料外壳 和密封件。
电子行业
高分子材料用于电子行业，如半导体封装和电 池隔膜。
建筑领域
高分子材料用于建筑材料，如隔热材料和耐候 性塑料。
医疗器械
高分子材料用于医疗器械制造，如人工心脏瓣 膜和手术器械。
高分子材料的挑战与发展趋势
可持续性发展
高分子材料ppt课件
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，广泛应用于各个领域。 本课件将介绍高分子材料的定义、分类、制备方法、性质与应用、工业应用、 挑战与发展趋势，并对其进行总结与展望。
高分子材料的定义
1 组成
2 特性
高分子材料由许多重复单 元组成，形成长链状结构。
高分子材料具有较高的分 子量、柔韧性和可塑性。
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元酸的碳原子数。 如 聚癸二酰癸二胺 [ NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO ] n
商品名：尼龙-1010
合成纤维通常以“纶”作后缀 尼龙-66(也称锦纶-66) 涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯) 腈纶(聚丙烯腈) 氯纶 (聚氯乙烯 )
另外，采用国际通用英文缩写符号，读写更为方便。
聚氯乙烯
PVC
[ CH2 - CH ] n Cl
n CH2 = CH2 + n CH2 = CH CH3
[ CH2__CH2__CH2 __CH ] n CH3
（2）. 缩聚反应
定义
由单体官能团之间缩合而形成的高聚 物,同时析出低分子化合物的反应。
缩聚反应兼有缩合出低分子和聚合成高分子 的双重意义。
特点
有副产物 聚合物的化学组成与单体组成不相同。 聚合物分子量不是单体分子量的整数倍。 缩聚物中留有官能团的结构特征。
② 按聚合物结构特征命名
可称为聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。
聚己二酰己二胺
聚酰胺类 NHCO
H [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ]nOH 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚 酯 类 COO
HO [ CO
COO(CH2)2O ]nH
③ 按商品名命名
聚酰胺类称为“尼龙”
如 聚己二酰己二胺 [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ] n 商品名：尼龙-66 后加的两个数字, 分别代表单体二元胺和二
第七章 高分子材料化学
高分子化合物
高聚人工合成
传统 塑料、橡胶、纤维
功能 离子交换树脂、
高分子药物等
7.1 高分子化合物概述
基本概念 分类及命名 高分子合成
1 基本概念
高分子是由许多特定结构单元通过共价键重复 连接而成的分子长链。
高分子相对分子质量很大，但组成并不复杂。
聚丙烯腈
PAN
聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA
3 高分子合成
（1）. 加聚反应
定义 特点
由含不饱和键或环状结构的一种或多种 单体相互加成得到聚合物的反应。
无副产物 聚合物的化学组成与单体组成相同。 聚合物分子量是单体分子量的整数倍。
最常见的加聚反应是由乙烯类单体成为乙烯类 高分子化合物。
n CH2 = CH Cl
2 分子质量与分子质量分布
（1）聚合物分子质量与机械强度的关系
聚合物的机械强度一般随分子质量的增加而 增大，但分子质量提高到一定程度, 机械强度不 再明显变化。
强度
BC
A
聚合度
聚合物的加工性能与分子量有关。分子量 过大，聚合物熔体粘度过高，将难以加工。因 此合成聚合物时，在保证足够强度以后，不必 追求过高的分子质量，以免引起加工困难。
（2）分子质量分布
聚合物分子量具有多分散性，存在分子量 分布问题。分子量分布也是影响聚合物性质的 重要因素之一。
聚合物 重量分率
分子质量
分子质量分布较宽: 低分子量部分含量较高，有利高分子的
运动，材料的弹性可提高, 适于作橡胶。
分子质量分布较窄: 高分子量部分含量较高，材料强度高，变
形小，适于作纤维。
主链由Si、B、Al与O、S、P、N等原子 组成，但侧基为有机基团。如有机硅橡胶。
（2）命 名
① 按单体结构特征命名
一种单体聚合而成 “聚” + 单体名
如 聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
两种不同单体聚合而成 单体简称后加“树脂”、“橡胶”、“共聚物”等后缀 如 酚醛树脂、丁苯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。
单体 CH2=CH-C6H5
链节
CH2__CH C6H5
聚合度 n
2 分类及命名
（1）. 分 类
① a 塑料
热塑性塑料 受热软化变形，可以多次反复加热成型。
热固性塑料 加热成型后不再变形，不能反复加热成型。
b 橡胶
天然橡胶 顺式聚异戊二烯
合成橡胶 顺丁橡胶 丁苯橡胶 硅橡胶 聚氨酯橡胶等
c
尼龙-66 (聚己二酰己二胺) 涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯) 腈纶(聚丙烯腈 PAN) 氯纶 (聚氯乙烯 PVC)
高分子化合物实际是由若干相对分子质量不同的 同系聚合物组成，是混合物。
通常所说的高分子化合物的相对分子质量和聚合 度都是平均值, 并不代表每个具体分子的真实数值。
聚苯乙烯 n CH2 = CH
C6H5
----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH----
C6H5
C6H5
C6H5
简写 [ CH2__CH ] n C6H5
一般具有弹性、塑性，在适当的溶剂中能溶 解、溶胀，加热可以软化、熔融.
(2) 支链型高分子
主链上常有些较短支链的高分子。
线型或支链型高分子彼此以物理力聚集在一 起，因此加热能熔化，并能溶于适当溶剂中。
(3) 体型高分子
高分子长链与长链之间通过化学键交联 而成，具有立体网状结构。
既不能溶解、也不能熔融, 个别只能溶胀。
d 胶粘材料
聚醋酸乙烯酯粘合剂等
e 功能高分子
离子交换树脂、高吸水性树脂 高分子药物、高分子催化剂 高分子试剂、高分子半导体等
② 按主链结构分类
碳链聚合物
主链完全由碳原子组成。如聚乙烯、聚 氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
杂链聚合物
主链除碳原子外，还含有O、S、N等杂原 子。如聚醚、聚酯、聚酰胺。
元素有机聚合物
（3）. 其他聚合反应
开环聚合 异构化聚合 氢转移聚合等
nCH2 - CH2 O
开环
[ OCH2CH2]
7.2 高分子结构与性能
高分子的几何结构 分子质量与分子质量分布 高分子链的柔顺性 高分子化合物的力学状态 高分子化合物的化学变化
1 高分子的几何结构
高分子链的结构可以分为三种类型：
(1) 线型高分子
例:
n CH2 = CH Cl
单体
链节
----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH---
Cl
Cl
Cl
聚合物
常简写为:
[ CH2_CH ] n Cl
单 体：能够提供结构单元的低分子化合物
链 节：结构单元 聚合度：高分子链中的链节重复的数目 “ n ”
它是衡量高分子大小的重要指标，一般大于100。
nH2N (CH2)6NH2 + n HOOC (CH2)4COOH [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ] n + (2n-1)H2O 乙二胺与乙二酸聚合生成尼龙66
大部分缩聚物是杂链聚合物，易被水、醇、 酸等水解、醇解、酸解。但杂链聚合物并不完全 由缩聚反应制得，如聚甲醛等由开环聚合而成。
商品名：尼龙-1010
合成纤维通常以“纶”作后缀 尼龙-66(也称锦纶-66) 涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯) 腈纶(聚丙烯腈) 氯纶 (聚氯乙烯 )
另外，采用国际通用英文缩写符号，读写更为方便。
聚氯乙烯
PVC
[ CH2 - CH ] n Cl
n CH2 = CH2 + n CH2 = CH CH3
[ CH2__CH2__CH2 __CH ] n CH3
（2）. 缩聚反应
定义
由单体官能团之间缩合而形成的高聚 物,同时析出低分子化合物的反应。
缩聚反应兼有缩合出低分子和聚合成高分子 的双重意义。
特点
有副产物 聚合物的化学组成与单体组成不相同。 聚合物分子量不是单体分子量的整数倍。 缩聚物中留有官能团的结构特征。
② 按聚合物结构特征命名
可称为聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。
聚己二酰己二胺
聚酰胺类 NHCO
H [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ]nOH 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚 酯 类 COO
HO [ CO
COO(CH2)2O ]nH
③ 按商品名命名
聚酰胺类称为“尼龙”
如 聚己二酰己二胺 [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ] n 商品名：尼龙-66 后加的两个数字, 分别代表单体二元胺和二
第七章 高分子材料化学
高分子化合物
高聚人工合成
传统 塑料、橡胶、纤维
功能 离子交换树脂、
高分子药物等
7.1 高分子化合物概述
基本概念 分类及命名 高分子合成
1 基本概念
高分子是由许多特定结构单元通过共价键重复 连接而成的分子长链。
高分子相对分子质量很大，但组成并不复杂。
聚丙烯腈
PAN
聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA
3 高分子合成
（1）. 加聚反应
定义 特点
由含不饱和键或环状结构的一种或多种 单体相互加成得到聚合物的反应。
无副产物 聚合物的化学组成与单体组成相同。 聚合物分子量是单体分子量的整数倍。
最常见的加聚反应是由乙烯类单体成为乙烯类 高分子化合物。
n CH2 = CH Cl
2 分子质量与分子质量分布
（1）聚合物分子质量与机械强度的关系
聚合物的机械强度一般随分子质量的增加而 增大，但分子质量提高到一定程度, 机械强度不 再明显变化。
强度
BC
A
聚合度
聚合物的加工性能与分子量有关。分子量 过大，聚合物熔体粘度过高，将难以加工。因 此合成聚合物时，在保证足够强度以后，不必 追求过高的分子质量，以免引起加工困难。
（2）分子质量分布
聚合物分子量具有多分散性，存在分子量 分布问题。分子量分布也是影响聚合物性质的 重要因素之一。
聚合物 重量分率
分子质量
分子质量分布较宽: 低分子量部分含量较高，有利高分子的
运动，材料的弹性可提高, 适于作橡胶。
分子质量分布较窄: 高分子量部分含量较高，材料强度高，变
形小，适于作纤维。
主链由Si、B、Al与O、S、P、N等原子 组成，但侧基为有机基团。如有机硅橡胶。
（2）命 名
① 按单体结构特征命名
一种单体聚合而成 “聚” + 单体名
如 聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
两种不同单体聚合而成 单体简称后加“树脂”、“橡胶”、“共聚物”等后缀 如 酚醛树脂、丁苯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。
单体 CH2=CH-C6H5
链节
CH2__CH C6H5
聚合度 n
2 分类及命名
（1）. 分 类
① a 塑料
热塑性塑料 受热软化变形，可以多次反复加热成型。
热固性塑料 加热成型后不再变形，不能反复加热成型。
b 橡胶
天然橡胶 顺式聚异戊二烯
合成橡胶 顺丁橡胶 丁苯橡胶 硅橡胶 聚氨酯橡胶等
c
尼龙-66 (聚己二酰己二胺) 涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯) 腈纶(聚丙烯腈 PAN) 氯纶 (聚氯乙烯 PVC)
高分子化合物实际是由若干相对分子质量不同的 同系聚合物组成，是混合物。
通常所说的高分子化合物的相对分子质量和聚合 度都是平均值, 并不代表每个具体分子的真实数值。
聚苯乙烯 n CH2 = CH
C6H5
----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH----
C6H5
C6H5
C6H5
简写 [ CH2__CH ] n C6H5
一般具有弹性、塑性，在适当的溶剂中能溶 解、溶胀，加热可以软化、熔融.
(2) 支链型高分子
主链上常有些较短支链的高分子。
线型或支链型高分子彼此以物理力聚集在一 起，因此加热能熔化，并能溶于适当溶剂中。
(3) 体型高分子
高分子长链与长链之间通过化学键交联 而成，具有立体网状结构。
既不能溶解、也不能熔融, 个别只能溶胀。
d 胶粘材料
聚醋酸乙烯酯粘合剂等
e 功能高分子
离子交换树脂、高吸水性树脂 高分子药物、高分子催化剂 高分子试剂、高分子半导体等
② 按主链结构分类
碳链聚合物
主链完全由碳原子组成。如聚乙烯、聚 氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
杂链聚合物
主链除碳原子外，还含有O、S、N等杂原 子。如聚醚、聚酯、聚酰胺。
元素有机聚合物
（3）. 其他聚合反应
开环聚合 异构化聚合 氢转移聚合等
nCH2 - CH2 O
开环
[ OCH2CH2]
7.2 高分子结构与性能
高分子的几何结构 分子质量与分子质量分布 高分子链的柔顺性 高分子化合物的力学状态 高分子化合物的化学变化
1 高分子的几何结构
高分子链的结构可以分为三种类型：
(1) 线型高分子
例:
n CH2 = CH Cl
单体
链节
----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH---
Cl
Cl
Cl
聚合物
常简写为:
[ CH2_CH ] n Cl
单 体：能够提供结构单元的低分子化合物
链 节：结构单元 聚合度：高分子链中的链节重复的数目 “ n ”
它是衡量高分子大小的重要指标，一般大于100。
nH2N (CH2)6NH2 + n HOOC (CH2)4COOH [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ] n + (2n-1)H2O 乙二胺与乙二酸聚合生成尼龙66
大部分缩聚物是杂链聚合物，易被水、醇、 酸等水解、醇解、酸解。但杂链聚合物并不完全 由缩聚反应制得，如聚甲醛等由开环聚合而成。