高分子科学ppt课件
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高分子化学课件资料全
航天器用高分子材料
高比强、高比模结构材料
火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料
F-22的材料组成
钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5% 树脂基复合材料: 24% 环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。
高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一
每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。
复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。
支柱
生物技术
先进材料
信息技术
能源环境 结构材料 军事 航空、航天
三大材料
金属 陶瓷 高分子
材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色
高分子的应用Βιβλιοθήκη 未来为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高
高性能化
合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如: 阴离子活性聚合) 通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如: 齐格勒纳塔聚合)
可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合 活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合 新型功能高分子材料的设计及合成 基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法 包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理
高比强、高比模结构材料
火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料
F-22的材料组成
钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5% 树脂基复合材料: 24% 环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。
高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一
每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。
复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。
支柱
生物技术
先进材料
信息技术
能源环境 结构材料 军事 航空、航天
三大材料
金属 陶瓷 高分子
材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色
高分子的应用Βιβλιοθήκη 未来为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高
高性能化
合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如: 阴离子活性聚合) 通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如: 齐格勒纳塔聚合)
可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合 活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合 新型功能高分子材料的设计及合成 基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法 包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理
高分子科学基础课程总结PPT
链式聚合反应：是指在聚合反应过程中，聚合物链是仅由单体 和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成，并且在新的聚 合物链上再生反应活性点。
第一章 绪论
聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系 物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复 结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的 特征称为聚合物的多分散性。 平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个 平均值，叫平均分子量或平均聚合度。
高分子科学基础
课程总结
第一章 绪论
一、基本概念 高分子：具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元 所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子 衍生而来。 高分子化合物：或称聚合物，是由许多单个高分子组成的物质。 单体：可进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小 分子。 结构单元：构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团， 可包含一个或多个链单元。
第七章 聚合物的结构与性能
二、基本理论
1、聚合物的分子结构对聚合物柔顺性、Tg、Tf的影响＊ 能比较给定聚合物的柔顺性、Tg、Tf的大小，并能简要
说明原因 2、聚合物的溶解特性 3、聚合物的力学状态及其转变＊
力学状态的性能、分子运动特点 热—机械曲线
第七章 聚合物的结构与性能
聚合物的力学状态及其转变ห้องสมุดไป่ตู้
1+r
Mn = M0Xn =M0 (
)
1 + r - 2rP
单体单元的平均分子量
第二章 逐步聚合反应
3、非线形逐步聚合反应 （1）支化高分子与交联高分子的生成条件： （2）平均功能度的计算 (1) nA=nB , f =∑Ni fi /∑Ni (2) nA<nB, f = 2∑NA fA /∑Ni
第一章 绪论
聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系 物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复 结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的 特征称为聚合物的多分散性。 平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个 平均值，叫平均分子量或平均聚合度。
高分子科学基础
课程总结
第一章 绪论
一、基本概念 高分子：具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元 所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子 衍生而来。 高分子化合物：或称聚合物，是由许多单个高分子组成的物质。 单体：可进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小 分子。 结构单元：构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团， 可包含一个或多个链单元。
第七章 聚合物的结构与性能
二、基本理论
1、聚合物的分子结构对聚合物柔顺性、Tg、Tf的影响＊ 能比较给定聚合物的柔顺性、Tg、Tf的大小，并能简要
说明原因 2、聚合物的溶解特性 3、聚合物的力学状态及其转变＊
力学状态的性能、分子运动特点 热—机械曲线
第七章 聚合物的结构与性能
聚合物的力学状态及其转变ห้องสมุดไป่ตู้
1+r
Mn = M0Xn =M0 (
)
1 + r - 2rP
单体单元的平均分子量
第二章 逐步聚合反应
3、非线形逐步聚合反应 （1）支化高分子与交联高分子的生成条件： （2）平均功能度的计算 (1) nA=nB , f =∑Ni fi /∑Ni (2) nA<nB, f = 2∑NA fA /∑Ni
高分子学习教程.pptx
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2. 聚酰胺类，商业名称为“尼龙”。 如：尼龙-66→己二胺己二酸；
尼龙-610→己二胺癸二酸； 尼龙-6→聚己内酰胺：
O NH CH2 n C n
第13页/共111页
3. 合成纤维，商业名称为“纶”。
如：涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇脂）：的确良； 锦纶：尼龙； 维尼纶：聚乙烯醇缩甲醛； 腈纶：聚丙烯腈； 氯纶：聚氯乙烯； 丙纶：聚丙烯。
一、高分子链构成
（一）高分子的定义 高分子化合物（高分子）： 是以共价键连接若干个
重复单元所形成的长链为基础的大分子量化合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
缩聚形成的大分子，其重复单元是有两个相同或不 同的单元，缩合失去一个小分子而成的。
如： 聚乙二醇
OH CH2 CH2 OH +OH CH2 CH2 OH
O CH2 CH2 n
聚对苯二甲酸乙二醇脂（涤纶聚酯）：
O OH C
O C OH + OH CH2 CH2 OH
O
O
C
C O CH2 CH2 O n
第24页/共111页
一、高分子的结构特点
分子中的原子之间存在着吸引力，和排斥力，当 二者处于相等时，我们称为平衡状态，这时分子中原 子的几何排列就是确定的分子结构。
高分子是很大的链状分子是由相当多的（103～ 105）单体单元经键合而成的，每一个单体单元相当 于一个小分子，所以高分子链间有很强的作用力 （范德华力、氢键力、静电力等），而且高分子主 链都有一定的内旋转自由度，这些特点导致高分子 结构的复杂性、多样性。
2. 聚酰胺类，商业名称为“尼龙”。 如：尼龙-66→己二胺己二酸；
尼龙-610→己二胺癸二酸； 尼龙-6→聚己内酰胺：
O NH CH2 n C n
第13页/共111页
3. 合成纤维，商业名称为“纶”。
如：涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇脂）：的确良； 锦纶：尼龙； 维尼纶：聚乙烯醇缩甲醛； 腈纶：聚丙烯腈； 氯纶：聚氯乙烯； 丙纶：聚丙烯。
一、高分子链构成
（一）高分子的定义 高分子化合物（高分子）： 是以共价键连接若干个
重复单元所形成的长链为基础的大分子量化合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
缩聚形成的大分子，其重复单元是有两个相同或不 同的单元，缩合失去一个小分子而成的。
如： 聚乙二醇
OH CH2 CH2 OH +OH CH2 CH2 OH
O CH2 CH2 n
聚对苯二甲酸乙二醇脂（涤纶聚酯）：
O OH C
O C OH + OH CH2 CH2 OH
O
O
C
C O CH2 CH2 O n
第24页/共111页
一、高分子的结构特点
分子中的原子之间存在着吸引力，和排斥力，当 二者处于相等时，我们称为平衡状态，这时分子中原 子的几何排列就是确定的分子结构。
高分子是很大的链状分子是由相当多的（103～ 105）单体单元经键合而成的，每一个单体单元相当 于一个小分子，所以高分子链间有很强的作用力 （范德华力、氢键力、静电力等），而且高分子主 链都有一定的内旋转自由度，这些特点导致高分子 结构的复杂性、多样性。
高分子科学基础(全套533页PPT课件)
CH 2CH
氯乙烯单体
Cl
O
O
由对苯二甲酸和乙二醇反应
C
C OCH 2CH2O
生成的“隐含单体”：
CH 2CH OH
HOOC-Ph-COOCH2CH2OH “假设单体”：乙烯醇
生成均聚物的聚合反应称均聚反应 （Homopolymerization)。
1.2 高 分 子 基 本 概 念
共聚物
Copolymer
高 分 子 加 工 研究聚合物加工成型的原理与工艺。
1.1 高 分 子 科 学 简 史
“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
解决途径
（1）延长使用寿命：减少废弃 （2）回收利用：低性能应用；降解 （3）自然降解：自然分解回归自然
高分子科学基础
绪论
1.1 高 分 子 科 学 简 史
天然高分子 的直接利用
天然高分子 的化学改性
高分子 合成
高分子 时代
淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等 天然橡胶的硫化, 硝化纤维的合成等 缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等
1.1 高 分 子 科 学 简 史
Hermann Staudinger : 把“高分子”这个概念引进科学领域， 并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺 贝尔奖）。 Carothers : 建立缩聚反应理论。 Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺 贝尔奖） Paul J. Flory : 聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系 （1974年诺贝尔奖）。 Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对 导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。
高分子科学基本知识ppt课件
（1）结晶过程通常是一个放热过程，即∆H<0 ； （2）结晶过程也是分子的排列从无序到有序的过程，
在这个过程中熵总是减小的，即∆S<0
58
高分子物理
对于高聚物而言，拉伸有利于结晶，也就是 拉伸能使|∆S|减小，这样可使|∆H|>T|∆S|，从而 使∆G为负值，这样结晶过程得以自发进行。
59
高分子物理 3.4 高分子结晶动力学
通过对高聚物的结晶速度与温度关系的考察结果表 明，高聚物本体结晶速度—温度曲线都呈单峰行，结晶 温度范围位于其玻璃化温度与熔点之间，在某一适当温 度下，结晶速度将出现极大值。
60
高分子物理
图10 天然橡胶结晶速度与温度关系图
61
高分子物理
图11 结晶速度－温度曲线分区示意图
62
高分子物理
I区， Tm 以下10~30℃范围内，是熔体由高温冷却时的 过冷温度区，这一区域称为过冷区。成核速度极小，结晶速 度接近于零， 即不能发生熔融聚合物的结晶。
30
高分子化学
（2）聚酯，PET，涤纶
＋
对苯二甲酸
乙二醇 31
高分子化学 5. 高分子的老化与降解
5.1 老化
32
高分子化学
在高分子材料的使用过程中, 由于受到热、氧、水、 光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 高分子材料 的化学组成和结构会发生一系列变化, 物理性能也会相应变 坏, 如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等, 这些变化和 现象称为老化, 高分子材料老化的本质是其物理结构或化学 结构的改变。
聚合，其优点是体系粘度低，传热快，聚合温度容易控制。 缺点是聚合度比较低，产物纯度较差，此外由于使用溶剂和 增添回收溶剂的设备,使生产成本提高 。
在这个过程中熵总是减小的，即∆S<0
58
高分子物理
对于高聚物而言，拉伸有利于结晶，也就是 拉伸能使|∆S|减小，这样可使|∆H|>T|∆S|，从而 使∆G为负值，这样结晶过程得以自发进行。
59
高分子物理 3.4 高分子结晶动力学
通过对高聚物的结晶速度与温度关系的考察结果表 明，高聚物本体结晶速度—温度曲线都呈单峰行，结晶 温度范围位于其玻璃化温度与熔点之间，在某一适当温 度下，结晶速度将出现极大值。
60
高分子物理
图10 天然橡胶结晶速度与温度关系图
61
高分子物理
图11 结晶速度－温度曲线分区示意图
62
高分子物理
I区， Tm 以下10~30℃范围内，是熔体由高温冷却时的 过冷温度区，这一区域称为过冷区。成核速度极小，结晶速 度接近于零， 即不能发生熔融聚合物的结晶。
30
高分子化学
（2）聚酯，PET，涤纶
＋
对苯二甲酸
乙二醇 31
高分子化学 5. 高分子的老化与降解
5.1 老化
32
高分子化学
在高分子材料的使用过程中, 由于受到热、氧、水、 光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 高分子材料 的化学组成和结构会发生一系列变化, 物理性能也会相应变 坏, 如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等, 这些变化和 现象称为老化, 高分子材料老化的本质是其物理结构或化学 结构的改变。
聚合，其优点是体系粘度低，传热快，聚合温度容易控制。 缺点是聚合度比较低，产物纯度较差，此外由于使用溶剂和 增添回收溶剂的设备,使生产成本提高 。
【培训课件】高分子科学教程
高分子科学教程
2023-11-10
• 高分子科学简介 • 高分子链结构与性能 • 高分子材料的合成与制备 • 高分子材料的加工与改性 • 高分子材料的应用与展望
01
高分子科学简介
高分子科学的定义
高分子科学的定义
高分子科学是研究高分子材料的组成、结构、性能及其应用的一门 科学。
高分子材料的分类
高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类，其中 合成高分子材料又可根据其来源、性能和应用领域进行细分。
离子聚合反应是连锁聚合反应 的一种，通过阴离子或阳离子 引发，然后与单体进行加成反
应，使聚合物链增长。
阴离子聚合
通过阴离子引发剂引发，活性中心 为负离子。
阳离子聚合
通过阳离子引发剂引发，活性中心 为正离子。
配位聚合反应
配位聚合反应特点
配位聚合反应是连锁聚合反应的 一种，通过过渡金属催化剂将单 体配位到活性中心上，然后进行
高分子材料在医疗领域的应用
医疗器械
高分子材料在医疗器械制造中发挥重要作用，如 输液袋、医用管材、手术缝合线等。
药物载体
高分子材料可作为药物载体，用于药物的输送和 释放，提高药物的疗效和降低副作用。
生物相容性材料
高分子材料与人体相容性较高，可用于制造人工 器官、组织工程等。
高分子材料在环境领域的应用
高分子科学的研究内容
高分子科学主要研究高分子材料的合成方法、结构与性能的关系、 以及高分子材料在不同领域的应用等。
高分子科学的历史与发展
1 2 3
高分子科学的起源
高分子科学的起源可以追溯到19世纪末，当时科 学家们开始研究有机化合物的合成和结构。
高分子科学的发展历程
自20世纪初以来，高分子科学经历了多个阶段的 发展，包括高分子材料的合成、结构与性能的研 究以及应用领域的拓展等。
2023-11-10
• 高分子科学简介 • 高分子链结构与性能 • 高分子材料的合成与制备 • 高分子材料的加工与改性 • 高分子材料的应用与展望
01
高分子科学简介
高分子科学的定义
高分子科学的定义
高分子科学是研究高分子材料的组成、结构、性能及其应用的一门 科学。
高分子材料的分类
高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类，其中 合成高分子材料又可根据其来源、性能和应用领域进行细分。
离子聚合反应是连锁聚合反应 的一种，通过阴离子或阳离子 引发，然后与单体进行加成反
应，使聚合物链增长。
阴离子聚合
通过阴离子引发剂引发，活性中心 为负离子。
阳离子聚合
通过阳离子引发剂引发，活性中心 为正离子。
配位聚合反应
配位聚合反应特点
配位聚合反应是连锁聚合反应的 一种，通过过渡金属催化剂将单 体配位到活性中心上，然后进行
高分子材料在医疗领域的应用
医疗器械
高分子材料在医疗器械制造中发挥重要作用，如 输液袋、医用管材、手术缝合线等。
药物载体
高分子材料可作为药物载体，用于药物的输送和 释放，提高药物的疗效和降低副作用。
生物相容性材料
高分子材料与人体相容性较高，可用于制造人工 器官、组织工程等。
高分子材料在环境领域的应用
高分子科学的研究内容
高分子科学主要研究高分子材料的合成方法、结构与性能的关系、 以及高分子材料在不同领域的应用等。
高分子科学的历史与发展
1 2 3
高分子科学的起源
高分子科学的起源可以追溯到19世纪末，当时科 学家们开始研究有机化合物的合成和结构。
高分子科学的发展历程
自20世纪初以来，高分子科学经历了多个阶段的 发展，包括高分子材料的合成、结构与性能的研 究以及应用领域的拓展等。
高分子科学第1章 绪论 PPT课件
《高分子化学》 潘祖仁 ，第五版；化学工业出版社 《高分子化学(第5版)导读与题解》贾红兵；化学工业出版社 《高分子物理(第4版) 》金日光；化学工业出版社 《高分子物理》何曼君；复旦大学出版社 《高分子加工原理与技术》 ；化学工业出版社 《高分子化学实验》 ；化学工业出版社 《Principles of Polymer Chemistry》 Paul J. Flory
CH 2-CH CH 2-CH CH 2-CH
实际上 Cl
Cl
Cl
H2C CH Cl
聚氯乙烯
CH2 CH OH
概念上
聚乙烯醇 CH2 CH OH
1.2 高 分 子 基 本 概 念
高分子化合物 Polymeric Substance
或称聚合物（polymer)，是由许多单个高分子（聚合物分 子）组成的物质。
（4） “聚”+高分子主链结构中的特征功能团：
指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：
聚酯：
O HO ( C
O C OCH 2CH2O)nH
聚酰胺：
H [ HN (CH2)6 NHCO (CH2)4 CO ]nOH
复习回顾
结 构 单 元：构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接 起来的原子组合。 重 复 单 元：聚合物中化学组成相同的最小单位，又称链节。 单体 单 元：聚合物中具有与单体相同化学组成不同电子结构的 单元。
例1：以氯乙烯单体为原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根
据其用途不同可在5万至15万之间，其结构单元的分子量 为62.5，计算其聚合度。
解：
M
X == M 0 == 50000-150000/62.5=800-2400
通过计算可知，聚氯乙烯的平均聚合度应在800-2400聚氯乙烯 分子约由800-2400个氯乙烯单元组成。
CH 2-CH CH 2-CH CH 2-CH
实际上 Cl
Cl
Cl
H2C CH Cl
聚氯乙烯
CH2 CH OH
概念上
聚乙烯醇 CH2 CH OH
1.2 高 分 子 基 本 概 念
高分子化合物 Polymeric Substance
或称聚合物（polymer)，是由许多单个高分子（聚合物分 子）组成的物质。
（4） “聚”+高分子主链结构中的特征功能团：
指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：
聚酯：
O HO ( C
O C OCH 2CH2O)nH
聚酰胺：
H [ HN (CH2)6 NHCO (CH2)4 CO ]nOH
复习回顾
结 构 单 元：构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接 起来的原子组合。 重 复 单 元：聚合物中化学组成相同的最小单位，又称链节。 单体 单 元：聚合物中具有与单体相同化学组成不同电子结构的 单元。
例1：以氯乙烯单体为原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根
据其用途不同可在5万至15万之间，其结构单元的分子量 为62.5，计算其聚合度。
解：
M
X == M 0 == 50000-150000/62.5=800-2400
通过计算可知，聚氯乙烯的平均聚合度应在800-2400聚氯乙烯 分子约由800-2400个氯乙烯单元组成。
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•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）。
功能高分子材料－－发光材料
在塑料中加入 蓄光型发光材料 经加工就可制成 发光塑料。发光 塑料是近年来兴 起的一种高附加 值新型功能材料。 其产品如：交通 领域通道标识、 楼梯标识、标志 线；发光涂料、 发光开光、发光 壁纸、工艺品、 玩具、体育休闲 用品。
高分子加工
研究聚合物加工成型的原理与工艺。
一、高分子科学的发展
l 1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。 l 1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维+樟脑）。 l 1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝。 l 高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子
材料科学技术几个活跃领域
1．生物材料:包括生物医用材料和仿生材料。 2．智能材料:如压电陶瓷和形状记忆合金。 3．环境材料; 4 ．纳米材料 5．功能高分子材料: 吸水性高分子、导电高分子、发光有机高分子、高分 子形状记忆、高分子电解质、高分子压电、有机非线性光学材料、可 降解高分子及高分子液晶等。 6．计算机模拟与材料设计: 通过计算机模拟来预测材料的结构、性能及其 间的关系，从而达到材料设计，形成了一门“计算材料科学”。
高分子科学
绪
一、高分子科学的发展
言
1. 高分子科学发展历史
2. 我国高分子的科学发展 二、高分子物理的教学内容 1. 高聚物结构的特点 2. 高分子材料的性能特点
3. 高分子材料的应用
4. 高分子物理知识解决实际生产问题 5. 高分子物理的学习方法
材料－人类社会文明大厦的基石
• 金属材料－－长盛不衰 金属材料与人类文明 从神秘的形状记忆合金到未来能源材料之星－－储氢合金 • 古老的陶瓷－－旧貌换新颜 从一个古老的材料王国到现代无机材料的再度辉煌。 威力无比的先进结构陶瓷到奇妙无穷的功能陶瓷。 • 年轻的高分子材料－－千姿百态 20世纪新兴的材料王国－－现代生活的高分子材料 功能高分子各显神通 • 先进的复合材料－－巧夺天工 • 新型功能材料－－人类文明进步的阶梯 生物材料、信息材料、环境材料、纳米材料、能源材料和智能材料
功能高分子材料－导电高分子材料
• 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。 目前，它已成为一门新型的多学科交叉的研究领域，并 在世界范围内吸引了一大批材料设计专家。
液晶高分子
功能高分子材料－高吸水性树脂
•高吸水性树脂就是一种功能高分子材料，它具有优异的吸水、保 水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，被冠予“超级吸附剂” 的桂冠。 •主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚 氨酯类、淀粉接校共聚物类等。聚丙烯酸酯类以丙烯酸和烧碱为 主要原料，采用逆向聚合法而制得。 •可以做成妇女卫生巾、婴幼儿纸尿布以及纸餐巾等，此外还可用 作室内空气芳香剂，蔬菜、水果的保鲜剂、防霉剂、阻燃剂、防 潮剂以及吸水后体积膨胀的儿童玩具等。 •目前，全世界总生产能力已经超过130万吨/年，其中日本触媒化 学公司是目前世界上最大的生产公司，生产能力达到25万吨/年。
现代生活中的高分子材料－橡胶
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝 化纤维素溶液，制得第一根人造纤维； •1884年查唐纳脱把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得 到溶液，得到人造丝；
功能高分子材料的发展
•功能高分子材料于20世纪60年代末开始得到发展。
•功能高分子是指具有化学反应活性、催化性、光敏性、 导电性、磁性、生物相容性、药理性、选择分离性，或具 有转换或贮存物质、能量和信息作用等功能的高分子及其 复合材料。 •目前已达到实用化的功能高分子有：离子交换树脂、分 离功能膜、光刻胶、感光树脂、高分子缓释药物、人工脏 器等等。 •高分子敏感元件、高导电高分子、高分辨能力分离膜、 高感光性高分子、高分子太阳能电池等功能高分子材料， 即将达到实用化阶段。
科学的出现始于20世纪20年代。
l1920年德国Staudinger发表了他的划时代的文献“论聚合”， 提出高分子长链结构的概念。
聚合产生的奇迹
•1909年贝克兰合成酚醛树脂 •1911年英国马修斯合成聚苯乙烯 •1912年聚氯乙烯被合成 •1927年合成出聚甲基丙烯酸甲酯 •1933年高压聚乙烯问世 •1938年四氟乙烯被聚合…
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）。
功能高分子材料－－发光材料
在塑料中加入 蓄光型发光材料 经加工就可制成 发光塑料。发光 塑料是近年来兴 起的一种高附加 值新型功能材料。 其产品如：交通 领域通道标识、 楼梯标识、标志 线；发光涂料、 发光开光、发光 壁纸、工艺品、 玩具、体育休闲 用品。
高分子加工
研究聚合物加工成型的原理与工艺。
一、高分子科学的发展
l 1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。 l 1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维+樟脑）。 l 1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝。 l 高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子
材料科学技术几个活跃领域
1．生物材料:包括生物医用材料和仿生材料。 2．智能材料:如压电陶瓷和形状记忆合金。 3．环境材料; 4 ．纳米材料 5．功能高分子材料: 吸水性高分子、导电高分子、发光有机高分子、高分 子形状记忆、高分子电解质、高分子压电、有机非线性光学材料、可 降解高分子及高分子液晶等。 6．计算机模拟与材料设计: 通过计算机模拟来预测材料的结构、性能及其 间的关系，从而达到材料设计，形成了一门“计算材料科学”。
高分子科学
绪
一、高分子科学的发展
言
1. 高分子科学发展历史
2. 我国高分子的科学发展 二、高分子物理的教学内容 1. 高聚物结构的特点 2. 高分子材料的性能特点
3. 高分子材料的应用
4. 高分子物理知识解决实际生产问题 5. 高分子物理的学习方法
材料－人类社会文明大厦的基石
• 金属材料－－长盛不衰 金属材料与人类文明 从神秘的形状记忆合金到未来能源材料之星－－储氢合金 • 古老的陶瓷－－旧貌换新颜 从一个古老的材料王国到现代无机材料的再度辉煌。 威力无比的先进结构陶瓷到奇妙无穷的功能陶瓷。 • 年轻的高分子材料－－千姿百态 20世纪新兴的材料王国－－现代生活的高分子材料 功能高分子各显神通 • 先进的复合材料－－巧夺天工 • 新型功能材料－－人类文明进步的阶梯 生物材料、信息材料、环境材料、纳米材料、能源材料和智能材料
功能高分子材料－导电高分子材料
• 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。 目前，它已成为一门新型的多学科交叉的研究领域，并 在世界范围内吸引了一大批材料设计专家。
液晶高分子
功能高分子材料－高吸水性树脂
•高吸水性树脂就是一种功能高分子材料，它具有优异的吸水、保 水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，被冠予“超级吸附剂” 的桂冠。 •主要类型有聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚 氨酯类、淀粉接校共聚物类等。聚丙烯酸酯类以丙烯酸和烧碱为 主要原料，采用逆向聚合法而制得。 •可以做成妇女卫生巾、婴幼儿纸尿布以及纸餐巾等，此外还可用 作室内空气芳香剂，蔬菜、水果的保鲜剂、防霉剂、阻燃剂、防 潮剂以及吸水后体积膨胀的儿童玩具等。 •目前，全世界总生产能力已经超过130万吨/年，其中日本触媒化 学公司是目前世界上最大的生产公司，生产能力达到25万吨/年。
现代生活中的高分子材料－橡胶
纤维的发展
•1855年瑞士人奥蒂玛斯把纤维素放在硝酸中得到硝 化纤维素溶液，制得第一根人造纤维； •1884年查唐纳脱把硝化纤维素放在酒精和乙醚中得 到溶液，得到人造丝；
功能高分子材料的发展
•功能高分子材料于20世纪60年代末开始得到发展。
•功能高分子是指具有化学反应活性、催化性、光敏性、 导电性、磁性、生物相容性、药理性、选择分离性，或具 有转换或贮存物质、能量和信息作用等功能的高分子及其 复合材料。 •目前已达到实用化的功能高分子有：离子交换树脂、分 离功能膜、光刻胶、感光树脂、高分子缓释药物、人工脏 器等等。 •高分子敏感元件、高导电高分子、高分辨能力分离膜、 高感光性高分子、高分子太阳能电池等功能高分子材料， 即将达到实用化阶段。
科学的出现始于20世纪20年代。
l1920年德国Staudinger发表了他的划时代的文献“论聚合”， 提出高分子长链结构的概念。
聚合产生的奇迹
•1909年贝克兰合成酚醛树脂 •1911年英国马修斯合成聚苯乙烯 •1912年聚氯乙烯被合成 •1927年合成出聚甲基丙烯酸甲酯 •1933年高压聚乙烯问世 •1938年四氟乙烯被聚合…