高分子物理第一章1PPT课件
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高分子物理第一章完整ppt课件
理研究组，开展了高分子溶液性质研究。
钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘
弹性和辐射化学的研究。
徐僖先生50年初成都工学院（四川大学）
开创了塑料工程专业。
王葆仁先生1952年上海有机所建立了集
PMMA、PA6研究完组整编。辑ppt
33
高分子工业：采取引进－消化－再引 进的道路。
高分子科学：则采取追踪、学习国外 的过程中不断发展。
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34
二、高分子结构的内容
构造
近程结构
链结构
构型
（一级结构）
高 分 子
远程结构 分子大小（分子量） 构象（柔顺性
（二级结构） ）
结
晶态结构
构
非晶态结构
（三级结构）
聚集态结构 取向态结构
液晶态结构
织态结构
（更高级结构）
完整编辑ppt
35
完整编辑ppt
36
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37
三、 高分子结构的特点
Flory
完整编辑ppt
13
高分子发展上的几个重要事件
3）Merrifield和功能高分子的发展
70年代，固相有机合成创立 1984年诺贝尔化学奖。
完整编M辑pept rrifield,生物化学家 14
高分子发展上的几个重要事件
4）液晶高分子
1991年诺贝尔 物理学奖
Pierre-Gilles de
30完整编辑ppt来自31（四）高分子科学发展新动向
1、向生命现象靠拢 2、功能化、精细化、复合化。
完整编辑ppt
32
我国：
长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王
佛松，沈之荃）；
冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。
何曼君第三版高分子第一章PPT
Lord Todd, president of the Royal Society of London, quoted in Chem. Eng. News1980,58(40), 29, in answer to the question, What do you think has been chemistry’s biggest contribution to science, to society?
8
第一章：绪论
9
第一章：绪论
一 .高分子及其应用
高分子（macromolecule、polymer）
由许多结构相同的单元通过共价键重复连接而 成的相对分子量很大的化合物 天然高分子 合成高分子：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、 涂料、功能高分子等 高分子材料具有基本性质： 比重小，比强度 高，韧性、可塑性，高弹性、耐磨性，绝缘 性，耐腐蚀性，抗射线。
27
第一章：绪论
Wallace Carothers （1896 – 1937） 尼龙、氯丁橡胶的发明者 1924-1926 University of Illinois instructor in organic chemistry
1926-1928 Harvard University instructor in organic chemistry
防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。
（水管阀门）PTFE：230～260℃长期工作，适合温度高腐蚀严重的产品。
14
第一章：绪论
高分子材料的消耗率
15
第一章：绪论
功能高分子Functional Polymer
• • • • • • 液晶高分子: 降解高分子聚二氧化碳树脂、Kevlar纤维 导电高分子: 电致发光高分子聚苯胺、塑料电池 医用高分子：人工心脏、脏器、人工肾（PU）、人工肌肉 高吸水性树脂 智能高分子：汽车的抗磨损涂层等 高分子在IT的应用：聚合物发光二极管(OLED)柔性显示器 、塑料芯片等
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第一章：绪论
9
第一章：绪论
一 .高分子及其应用
高分子（macromolecule、polymer）
由许多结构相同的单元通过共价键重复连接而 成的相对分子量很大的化合物 天然高分子 合成高分子：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、 涂料、功能高分子等 高分子材料具有基本性质： 比重小，比强度 高，韧性、可塑性，高弹性、耐磨性，绝缘 性，耐腐蚀性，抗射线。
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第一章：绪论
Wallace Carothers （1896 – 1937） 尼龙、氯丁橡胶的发明者 1924-1926 University of Illinois instructor in organic chemistry
1926-1928 Harvard University instructor in organic chemistry
防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。
（水管阀门）PTFE：230～260℃长期工作，适合温度高腐蚀严重的产品。
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第一章：绪论
高分子材料的消耗率
15
第一章：绪论
功能高分子Functional Polymer
• • • • • • 液晶高分子: 降解高分子聚二氧化碳树脂、Kevlar纤维 导电高分子: 电致发光高分子聚苯胺、塑料电池 医用高分子：人工心脏、脏器、人工肾（PU）、人工肌肉 高吸水性树脂 智能高分子：汽车的抗磨损涂层等 高分子在IT的应用：聚合物发光二极管(OLED)柔性显示器 、塑料芯片等
《高分子物理》ppt课件
为和结晶形态。
PART 03
高分子溶液性质与行为
REPORTING
高分子溶解过程及热力学
溶解过程的描述
高分子在溶剂中的溶解过程包括 溶胀、溶解两个阶段，涉及高分 子链的舒展和溶剂分子的渗透。
热力学参数
溶解过程中的热力学参数如溶解 度参数、混合焓、混合熵等，决 定了高分子与溶剂的相容性。
温度对溶解的影响
区别
高分子化学主要关注高分子的合成和化学反应，而高分子物理则更加关注高分子的结构和性质以及它们之间的关 系。此外，两者的研究方法也有所不同，高分子化学通常采用化学合成和表征的方法，而高分子物理则采用各种 物理手段和理论计算的方法。
PART 02
高分子链结构与形态
REPORTING
高分子链化学结构
可用于制造透明或半透明的制品，如透明塑料、有机玻璃等。
03
耐候性
高分子材料在户外环境下能够保持其光学性能的稳定，不易发生黄变、
老化等现象，因此适用于户外光学器件的制造。
耐热性、耐腐蚀性等其他性能
耐热性
高分子材料通常具有较好的耐热性，能够在高温环境下保持其物理和化学性质的稳定。这 使得高分子材料在高温工作环境中具有广泛的应用，如汽车发动机部件、电子电器部件等 。
特定的高分子结构、温度区间和浓度等。
液晶态性能
液晶态高分子具有优异的光学性能、力学性能（如高强度和高模量 ）以及热稳定性等。
PART 05
高分子材料力学性能与增 强机制
REPORTING
拉伸、压缩、弯曲等力学性能
拉伸性能
高分子材料在拉伸过程中，经历弹性变形、屈服、应变硬化和断裂 等阶段，表现出不同的力学行为。
核磁共振法研究分子运动状态
PART 03
高分子溶液性质与行为
REPORTING
高分子溶解过程及热力学
溶解过程的描述
高分子在溶剂中的溶解过程包括 溶胀、溶解两个阶段，涉及高分 子链的舒展和溶剂分子的渗透。
热力学参数
溶解过程中的热力学参数如溶解 度参数、混合焓、混合熵等，决 定了高分子与溶剂的相容性。
温度对溶解的影响
区别
高分子化学主要关注高分子的合成和化学反应，而高分子物理则更加关注高分子的结构和性质以及它们之间的关 系。此外，两者的研究方法也有所不同，高分子化学通常采用化学合成和表征的方法，而高分子物理则采用各种 物理手段和理论计算的方法。
PART 02
高分子链结构与形态
REPORTING
高分子链化学结构
可用于制造透明或半透明的制品，如透明塑料、有机玻璃等。
03
耐候性
高分子材料在户外环境下能够保持其光学性能的稳定，不易发生黄变、
老化等现象，因此适用于户外光学器件的制造。
耐热性、耐腐蚀性等其他性能
耐热性
高分子材料通常具有较好的耐热性，能够在高温环境下保持其物理和化学性质的稳定。这 使得高分子材料在高温工作环境中具有广泛的应用，如汽车发动机部件、电子电器部件等 。
特定的高分子结构、温度区间和浓度等。
液晶态性能
液晶态高分子具有优异的光学性能、力学性能（如高强度和高模量 ）以及热稳定性等。
PART 05
高分子材料力学性能与增 强机制
REPORTING
拉伸、压缩、弯曲等力学性能
拉伸性能
高分子材料在拉伸过程中，经历弹性变形、屈服、应变硬化和断裂 等阶段，表现出不同的力学行为。
核磁共振法研究分子运动状态
高分子物理1.ppt
一般σ、C、A越小，分子链越柔 其中1～4是定性的， 5～7可定量。 前面的ne,le,这里σ、C、A都与h02有关。 h02—无扰末端距，它是在θ溶液中测定的。
5、h2和S2：越小，柔性越好
6、玻璃化温度Tg：链段长，Tg高，柔性差。 这是宏观上衡量柔性的办法，要求测试Tg的条 件，方法均相同。
7、σ、C、A
刚性因子（空间位阻参数） ： σ=（ h02/hf,r2）1/2
特征比：C= h02/hf,r2= h02/nl2
C=1
h02=nl2
无扰尺寸： A=（ h02/M）1/2
1 cos 1 1 cos
1 cos 1 1 cos
如果cos 0,就是自由旋转链 hfj2 hfr2 hrr2
h2 Knl 2
1
k 1 cos 1 cos 1 cos • 1 cos 1 cos 1 cos
均方末端距的统计计算方法
在计算高分子链末端距的统计分布时，
z
可以套用古老的数学课题“三维空间无
h2 fj＜h2 fr＜h2 rr
真实高分子链的末端距
实际的高分子链的h2都是通过实验测定出来的，实际的高分 子链是无规线团
链段：在高分子链上划分出来的能独立取向的最小单元。 ⑴、大分子链由若干链段组成 ⑵、链段之间自由连接，无规取向 ⑶、链段长度是统计长度，具随机性 ⑷、链段长度可以量度大分子的柔性 ⑸、链段运动是重要的大分子运动
z
l2 max
h02
b h02 lmax
将试样测定h02和M（分子量），根据分子结构 求出主链中的总键数n及链的伸直长度lmax，代 入上两式就可求z和b了。
等效自由结合链和自由结合链的差别：
统计单元 内旋转 存在与否
高分子物理课件第一章概论优秀课件
首先要确定用什么作为统计的单元， 用不同的统计单元得出来的平均分子量不 一样。
以数量为统计权重的数均分子量，定义为： 以重量为统计权重的重均分子量，定义为： 以z值为统计权重的z均分子量，zi定义为wiMi，
定义为：
数均分子量亦可用重量分数表示
M n
ni M i ni
wi (wi / M i )
根据定义式，易证明： 当α=-1时,
1
M
Mn
(Wi / M i )
当α= 1时,
M WiMi M w i
对于多分散试样， M z Mw M M n 对于单分散试样， M z Mw M M n
迈耶霍夫只用一个式子就代表了所有平 均相对分子质量：
wi
M
i
M
i
wi
M
i
1
i
式中：对于数均，β＝0；对于重均，β＝1； 对于Z均，β＝2；对于黏均，β＝0.8~1。这 种表达很便于记忆。
各种统计分子量的大小比较
多分散体系 MnMηMwMz
单分散体系 MnMηMwMz
（只有少数象DNA等生物高分子才是单分散的）
对于一般的合成聚合物，可以看成是若干同系物 的混合物，其分子量可看作是连续分布的。这些 相对分子质量也都可以写成积分的形式：
1
wi wi
M i
1
(Wi / M i )
ni
wi Mi
MW
ni
M
2 i
i
ni M i
i
wi=niMi
用黏度法测得稀溶液的平均分子量为黏均分子
量，定义为：
M
Wi
M
i
1/
ni
M
1a i
以数量为统计权重的数均分子量，定义为： 以重量为统计权重的重均分子量，定义为： 以z值为统计权重的z均分子量，zi定义为wiMi，
定义为：
数均分子量亦可用重量分数表示
M n
ni M i ni
wi (wi / M i )
根据定义式，易证明： 当α=-1时,
1
M
Mn
(Wi / M i )
当α= 1时,
M WiMi M w i
对于多分散试样， M z Mw M M n 对于单分散试样， M z Mw M M n
迈耶霍夫只用一个式子就代表了所有平 均相对分子质量：
wi
M
i
M
i
wi
M
i
1
i
式中：对于数均，β＝0；对于重均，β＝1； 对于Z均，β＝2；对于黏均，β＝0.8~1。这 种表达很便于记忆。
各种统计分子量的大小比较
多分散体系 MnMηMwMz
单分散体系 MnMηMwMz
（只有少数象DNA等生物高分子才是单分散的）
对于一般的合成聚合物，可以看成是若干同系物 的混合物，其分子量可看作是连续分布的。这些 相对分子质量也都可以写成积分的形式：
1
wi wi
M i
1
(Wi / M i )
ni
wi Mi
MW
ni
M
2 i
i
ni M i
i
wi=niMi
用黏度法测得稀溶液的平均分子量为黏均分子
量，定义为：
M
Wi
M
i
1/
ni
M
1a i
高分子物理共90张PPT
高分子物理共90张PPT第一部分：高分子物理基础知识1. 高分子物理概述高分子物理是研究高分子材料的构造、力学性质及其在热、电、光等方面的行为规律的一门学科。
高分子物理的主要研究对象是具有大分子结构的聚合物和高聚物。
2. 高分子材料的结构高分子材料的分子结构可以分为线性、支化和交联三种。
其中，线性结构的高分子链是单纯的直线结构，支化结构则是在链上引入支链结构，交联结构则是在高分子链上形成水晶点，使高分子链之间发生交联作用。
3. 高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质包括力学性质、热性质、电性质、光学性质和磁性质等。
其中，力学性质是高分子材料最基本的性质之一，包括拉伸、压缩、弯曲、挤压、剪切等方面的力学性能；热性质则包括高分子材料的热干扰系数、热导率、热膨胀系数等；电性质则包括高分子材料的电导率、介电常数、介质损耗等；光学性质包括吸收、散射、透射、反射等方面的反映；磁性质则包括磁导率、磁化率等。
4. 高分子材料的分子运动高分子材料的分子运动是高分子物理学研究的一个重要方面。
高分子分子的运动可分为平动、转动、振动三种类型，其中振动运动通常与分子中的化学键振动相关联。
第二部分：高分子材料的物理加工工艺1. 高分子材料的成型加工高分子材料的成型加工包括挤出、注塑、吹塑、压缩成型、旋压成型等多种技术，其中挤出、注塑和吹塑等工艺技术是广泛应用的成型技术，具有高效、经济绿色等优点。
2. 高分子材料的复合加工高分子材料的复合加工是目前最为关注的技术之一，它将高分子材料与其他材料进行有效的综合利用，并在性能上得到了显著的提高。
高分子复合材料广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
3. 高分子材料的改性加工高分子材料的改性加工是指通过添加改性剂来改变高分子材料的属性，以得到更好的性能。
常见的改性剂包括增强剂、塑化剂、光稳定剂、抗氧化剂等。
4. 高分子材料的表面处理高分子材料的表面处理是一种重要的加工技术，它可以提高高分子材料的表面性能和增强其附着力，同时也可以达到美化、防腐蚀等目的。
高分子物理 第一章 高分子链结构 课件
型的高分子，每个结构单元都有一个不对称碳 原子（手性中心（Chiral center)，按不对称碳 原子上取代基的排列方式，可得到三种不同的 旋光异构体： 全同 间同立构 无规立构
（有规立构）
问 题
(1) 高分子链是有规立构还是无规立构 取决于什么？ (2) 有同学说：化学键C—C是可以内旋 转的，那么可以通过C—C键的旋转来 改变立构规整性，此提法对不对，为什 么？
二、结构单元的键接方式
键接结构是指结构单元在聚合中是按什么方式键接 成长链高分子的。
问 题
对缩聚物有无此问题？ 对PE有无此问题？ 对单取代烯类单体，有无此问题？ 键接方式有那两种方式？
三、构型与构象： 构型(Configuration)：
指分子中由化学键所固定的原子或基团在 空间的几何排列。 要改变构型必须通过化学键的断裂和重组。
1、空间：原子、分子、球晶、块体 2、时间：折叠链 伸直链 不稳定 稳定 几千年
由 折叠链 → 伸直链
分子运动时间：几秒 → 几千年 3、浓度： 极稀 、 亚浓 、 浓
二、高聚物结构的主要特点
• 大分子链由许多结构单元组成。 • 共价键组成的大分子分子间力很大（远大于共价键键 能），高聚物无气态。 • 大分子链具有内旋自由度，因此高分子链具有刚柔性 之分。 • 凝聚态结构包括：晶态、非晶态、取向态、织态、液 晶态。
（3）实际高分子链 既有键角限制、又有位垒限制 柔性比前两种都差。
二、高分子链的构象统计：
(The Statistical Conformation of Polymer Chain) 长链分子主链单键的内旋转赋予高分子以柔性， 致使高分子链可任意取不同的卷曲程度，高分子链的 卷曲程度可以用高分子链的末端距来度量。
高分子课件(第一章)
远程结构
高分子的大小（分子量 极其排布） 高分子的形态（刚柔性 ）
28
2.高分子的聚集态结构
晶态结构 非晶态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（高次结构）
第三层次结构
29
高分子的链结构：又称一级结构，它表明单个高分子链 中原子或基团的集合排列，即分子内结构。
近程结构：第一层次结构，指单个高分子内一个或几个 结构单元的化学结构和立体化学结构。
高聚物：重复单元数较多，增减几个单元不影响其物理性 质。
低聚物：重复单元数较少增减几个单元对其物理性质有显 著影响，或分子中仅有少数几个重复单元，其性质无显著 的高分子特性，类同于一般低分子化合物。
∴ 高分子化合物是不同大小分子量的同系混合物，以高 聚物为主体，含有少量低聚物，在总体上表现出高分子物 理-力学性能。也称聚合物。
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。
3
高分子的巨大分子量和它的特殊结构，所以具 备低分子没有的一系列独特的物理-力学性能：
力学性能
形变性能：弹性、粘性、粘弹性 断裂性能：强度、韧性
远程结构：第二层次结构，指单个高分子的大小和在空 间所存在的各种形态和构象。
高分子的聚集态结构：又称二级结构，是高分子整体的 结构，指单位体积内许多大分子链间的排列堆砌方式， 即分子间结构。
30
※ 高分子的链结构（一级结构）是反映高分子各种特 性的主要结构层次，直接影响聚合物的某些特性，如 熔点、密度、溶解性能、黏附性、黏度等。 ※ 高分子的聚集态结构决定聚合物制品使用性能的主 要因素。
高分子物理课件;第一章 高分子链的结构
Melting temperature: (Head to head) 187℃; (Head to tail) 5 ℃ and crystallized only under stress.
20
Isomers
Examples:
1，4加成
nH2C CH CH CH2
1，2加成
顺式 CH2 CH CH CH n
26
支链形高分子
由于加聚过程中有自由基的链转移发生，常易产生 支化高分子。
支化分子对高分子材料的使用性能有一定的影响 例如：LDPE(Low Density PE)（自由基聚合） 支链多，密度小，较柔软。用于制食品袋、奶瓶等等
HDPE（配位聚合，Zigler催化剂）:几乎无 支链的线型PE，密度大，硬，规整性好，结晶度 高，强度、刚性、熔点均高。可用作工程塑料部件， 绳缆等等
31
Copolymers
Random copolymers 两种高分子无规则地平行联结
ABAABABBAAABABBAAA
由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单元 的相互作用，也改变了分子间的相互作用，因此在 溶液性质、结晶性质、力学性质方面和均聚物有明 显不同。 例1： PE，PP是塑料，但乙烯与丙烯无规共聚的 产物为橡胶。 例2： PTFE（聚四氟乙烯）是塑料，不能熔融加 工，但四氟乙烯与六氟丙烯共聚物是热塑性的塑料。
space. Molecular weight and MW distribution.
7
构型（Configuration）
Definition: 分子中由化学键所固定的原子在空间的排列 The term configuration refers to the organization of the atoms along the chain.
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Isomers
Examples:
1，4加成
nH2C CH CH CH2
1，2加成
顺式 CH2 CH CH CH n
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支链形高分子
由于加聚过程中有自由基的链转移发生，常易产生 支化高分子。
支化分子对高分子材料的使用性能有一定的影响 例如：LDPE(Low Density PE)（自由基聚合） 支链多，密度小，较柔软。用于制食品袋、奶瓶等等
HDPE（配位聚合，Zigler催化剂）:几乎无 支链的线型PE，密度大，硬，规整性好，结晶度 高，强度、刚性、熔点均高。可用作工程塑料部件， 绳缆等等
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Copolymers
Random copolymers 两种高分子无规则地平行联结
ABAABABBAAABABBAAA
由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单元 的相互作用，也改变了分子间的相互作用，因此在 溶液性质、结晶性质、力学性质方面和均聚物有明 显不同。 例1： PE，PP是塑料，但乙烯与丙烯无规共聚的 产物为橡胶。 例2： PTFE（聚四氟乙烯）是塑料，不能熔融加 工，但四氟乙烯与六氟丙烯共聚物是热塑性的塑料。
space. Molecular weight and MW distribution.
7
构型（Configuration）
Definition: 分子中由化学键所固定的原子在空间的排列 The term configuration refers to the organization of the atoms along the chain.
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高分子物理
使用教材：《高分子物理》金日光, 华幼卿主编 参考教材：《高分子物理》王德海主编
《高分子科学教程》，韩哲文主编 习题参考书《高分子物理习题集》徐世爱主编
联系电话: 公共邮箱: Pass word: polymerwl2012
01.11.2020
1
教学要求与安排
1. 讲授内容及课时分配
共48学时 绪论………………………………………………1h 第1章 高分子链的结构…………….……………4h 第2章 高分子凝聚态结构…………. ……………6h 第3章 高分子溶液………………………………6h 第4章 聚合物分子量与分子量分布…….………4h 第5章 聚合物的分子运动与转变………………6h
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。
研究聚合物加工成型的原理与工 艺。
6
2. 高分子科学的发展
1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。
1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维素纤维+樟脑 （香樟树树汁）—人类第一次合成塑料。
6. 课堂纪律：
01.11.2020
4
绪论
一、高分子科学的发展 1 高分子科学 2 高分子科学的发展 3 通用高分子的发展及应用 4 功能高分子的发展及应用
二、高分子物理研究内容 1. 高聚物结构的特点 2. 高分子材料的性能特点 3. 高分子物理知识解决实际生产问题 4. 高分子物理的学习方法
01.11.2020
01.11.2020
3
2. 成绩评定: 期末考试占70%; 期中考试占10%; 作业占10%；考勤占10%
3. 学习方法： (1) 课前预习; (2) 课上认真听讲 (3) 课后复习总结; (4) 做作业;
5. 作业内容: (1) 预习; (2)各章课后习题; (3) 章节总结 作业格式要求：A4纸大小
•即将达到实用化阶段: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
01.11.2020
16
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。 01.11.2020
17
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。
1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝（纤维素纤维）。
1911年英国马修斯合成聚苯乙烯
1872年德国化学家拜尔(A.Baeyer)首先合成了酚醛树脂,1907 年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树脂加热固化法,使酚醛 树脂实现工业化生产
1912年聚氯乙烯被合成
01.11.2020
经加工形成的塑性材料或刚性材料。
01.11.2020
10
01.11.2020
11
合成橡胶“四胶”
① 丁苯橡胶： 丁二烯和苯乙烯共聚
② 顺丁橡胶: 丁二烯为单体
③ 异戊橡胶: 异戊二烯为单体
④乙丙橡胶 ,乙烯与丙烯为单体
01.11.2020
12
橡胶：具有可逆形变的高弹性材料。
01.11.2020
合剂等， 特点：规模大、产量高、价格低
2 功能高分子材料：具有光、电、磁、医用等特殊功能的高分子
特点：规模小、产量低、附加值高
01.11.2020
9
3 通用高分子材料的发展及应用
三大合成材料指：塑料、合成橡胶、合成纤维
1．塑料中的“四烯”
英文缩写
聚乙烯
PE
聚丙烯
PP
聚氯乙烯
PVC
聚苯乙烯
PS
塑料：以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，
剂TiCl4/TiCl3-Al(C2H5)3:配位定向聚合, 生成立构规整性高分子
化合物)
01.11.2020
8
从上世纪60年代开始,高分子材料的研究、设计和工业化生 产步入了全面大发展时期。
到目前为止，除天然高分子外，人类合成的高分子材料主要 可分为： 1 通用高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、粘
5
1. 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。
高分子科 学
01.11.2020
高分子化 学 高分子物 理 高分子加工
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。
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4 功能高分子材料的发展及应用
•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。
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纤维中的“四纶” ：
聚已内酰胺（尼龙-6） 聚已二酰已二胺（尼龙-66） 聚对苯二甲酸乙二酯 PET(涤纶) 聚丙烯腈 PAN (腈纶)
聚乙烯醇 PVA(而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍。 此外，常见通用高分子材料还用：涂料与粘胶剂。
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1920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。 •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…
•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。(齐格勒-纳塔催化
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1. 讲授内容及课时分配
第6章 橡胶弹性……………………………………4h 第7章 聚合物的黏弹性……………………………4h 第8章 聚合物的屈服与断裂………………………4h 第9章 聚合物的流变性……………………………4h 第10章 聚合物的电学性能、热性能、光学性能…4h 第11章：聚合物的表面与界面……………………………自学 总复习………………………………………………1h
使用教材：《高分子物理》金日光, 华幼卿主编 参考教材：《高分子物理》王德海主编
《高分子科学教程》，韩哲文主编 习题参考书《高分子物理习题集》徐世爱主编
联系电话: 公共邮箱: Pass word: polymerwl2012
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教学要求与安排
1. 讲授内容及课时分配
共48学时 绪论………………………………………………1h 第1章 高分子链的结构…………….……………4h 第2章 高分子凝聚态结构…………. ……………6h 第3章 高分子溶液………………………………6h 第4章 聚合物分子量与分子量分布…….………4h 第5章 聚合物的分子运动与转变………………6h
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。
研究聚合物加工成型的原理与工 艺。
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2. 高分子科学的发展
1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。
1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维素纤维+樟脑 （香樟树树汁）—人类第一次合成塑料。
6. 课堂纪律：
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绪论
一、高分子科学的发展 1 高分子科学 2 高分子科学的发展 3 通用高分子的发展及应用 4 功能高分子的发展及应用
二、高分子物理研究内容 1. 高聚物结构的特点 2. 高分子材料的性能特点 3. 高分子物理知识解决实际生产问题 4. 高分子物理的学习方法
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2. 成绩评定: 期末考试占70%; 期中考试占10%; 作业占10%；考勤占10%
3. 学习方法： (1) 课前预习; (2) 课上认真听讲 (3) 课后复习总结; (4) 做作业;
5. 作业内容: (1) 预习; (2)各章课后习题; (3) 章节总结 作业格式要求：A4纸大小
•即将达到实用化阶段: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
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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。 01.11.2020
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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。
1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝（纤维素纤维）。
1911年英国马修斯合成聚苯乙烯
1872年德国化学家拜尔(A.Baeyer)首先合成了酚醛树脂,1907 年比利时裔美国人贝克兰提出酚醛树脂加热固化法,使酚醛 树脂实现工业化生产
1912年聚氯乙烯被合成
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经加工形成的塑性材料或刚性材料。
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合成橡胶“四胶”
① 丁苯橡胶： 丁二烯和苯乙烯共聚
② 顺丁橡胶: 丁二烯为单体
③ 异戊橡胶: 异戊二烯为单体
④乙丙橡胶 ,乙烯与丙烯为单体
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橡胶：具有可逆形变的高弹性材料。
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合剂等， 特点：规模大、产量高、价格低
2 功能高分子材料：具有光、电、磁、医用等特殊功能的高分子
特点：规模小、产量低、附加值高
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3 通用高分子材料的发展及应用
三大合成材料指：塑料、合成橡胶、合成纤维
1．塑料中的“四烯”
英文缩写
聚乙烯
PE
聚丙烯
PP
聚氯乙烯
PVC
聚苯乙烯
PS
塑料：以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，
剂TiCl4/TiCl3-Al(C2H5)3:配位定向聚合, 生成立构规整性高分子
化合物)
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从上世纪60年代开始,高分子材料的研究、设计和工业化生 产步入了全面大发展时期。
到目前为止，除天然高分子外，人类合成的高分子材料主要 可分为： 1 通用高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、粘
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1. 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。
高分子科 学
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高分子化 学 高分子物 理 高分子加工
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。
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4 功能高分子材料的发展及应用
•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。
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纤维中的“四纶” ：
聚已内酰胺（尼龙-6） 聚已二酰已二胺（尼龙-66） 聚对苯二甲酸乙二酯 PET(涤纶) 聚丙烯腈 PAN (腈纶)
聚乙烯醇 PVA(而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍。 此外，常见通用高分子材料还用：涂料与粘胶剂。
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1920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。 •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…
•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。(齐格勒-纳塔催化
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1. 讲授内容及课时分配
第6章 橡胶弹性……………………………………4h 第7章 聚合物的黏弹性……………………………4h 第8章 聚合物的屈服与断裂………………………4h 第9章 聚合物的流变性……………………………4h 第10章 聚合物的电学性能、热性能、光学性能…4h 第11章：聚合物的表面与界面……………………………自学 总复习………………………………………………1h