高分子材料PPT课件
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《高分子材料》PPT课堂-课件【人教版】
q塑 处高料 状弹所 态态：形变很容橡 处易胶 状，所 态具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态
q
粘流态：形变能任意发生，具有流动性。
温度升高
温度降低
一、塑料
1． 定义：是指具有可塑性能的高分子材料。
2. 分类
热塑性塑料
据受热可分为 热固性塑料
通用塑料 据应用可分为
工程塑料
3. 组成
树 脂 （ 主 要 成 份 ）
缺点：弹性和耐寒性比天然橡胶差。
用途：广泛用作海底电线绝缘材料，化工防腐 材料，耐油制品等。
《高分子材料》PPT课堂-课件【人教 版】优 秀课件 （实用 教材）
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4. 丁腈橡胶
合成：
n C H 2 = C H -C H = C H 2+ n H 2 C C引 H 3 发 5 ℃ 剂
1.顺丁橡胶
合成：
n C H 2 = C H -C H = C H 2
CO 2 N O A i,2 lH (5 )3 C B F 3· (C 2 H 5 )2 O
H 2 C
C2H
CC
H
H
顺 丁 橡 胶 n
优点：弹性好，耐磨性能、耐低温性能 也较好。具有良好的物理机械性能。
缺点：抗斯裂强度、加工性能较差。
5. 硅橡胶 结构：
R
R
O Si O Si
R
Rn
优点：既耐低温，又耐高温。在-65 ~ 250℃保持 弹性。耐油防水，不易老化，绝缘性能也很好。
缺点：机械性能较差，耐酸碱不及其它橡胶。
用途：可作高温高压设备的衬垫，油管衬里，火 箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料。
高分子材料PPT课件
高分子材料遍及各行各业，各个领域：包装、农林牧渔、建筑、电子
电气，交通运输、家庭日用、机械、化工、纺织、医疗卫生、玩具、文 教办公、家具等等。
• 农用塑料：①薄膜 ②灌溉用管。
• 建筑工业：①给排水管PVC、HDPE ②塑料门窗 ③涂料油漆 ④ 复合地板、家具人造木材、地板 ⑤PVC天花板。
• 包装工业：①塑料薄膜：PE、PP、PS、PET、PA等 ②中空容器： PET、、PE、PP等 ③泡沫塑料：PE、PU等。
2020年9月28日
6
我国近代高分子科学的发展
• 我国高分子研究起步于50年代初，唐敖庆于1951年，发表 了首篇高分子 科学论文。
• 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年代在北京大学开设高分子化学专业。
• 何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。
• 汽车工业：塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等。
• 军工工业：飞机和火箭固体燃料（低聚物）、复合纤维等。
2020年9月28日
8
• 电气工业 ：①绝缘材料（导热性、电阻率）等、导电高分子；
②电子：通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话；
③家用电器：外壳、内胆（电视、电脑、空调）等。
• 医疗卫生中的应用： 人工心脏、人工脏器、人工肾（PU）、人工 肌肉、 输液管、人工肌肉、输液管、血袋、注射器、可溶缝合线 等。
• 1893年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。
• 1907年，第一个合成高分子—酚醛树脂诞生。
• 1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文，提 出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲 酯等聚合物的结构。1953年获诺贝尔化学奖。
高分子材料(力学性能) ppt课件
三、粘弹性
§5.1 力学性能
三、粘弹性
§5.1 力学性能
2、动态粘弹性 （滞后）
• 滞后：一定温度下，受交变的应力，形变随时
间的变化跟不上力随时间的变化
应力周期性变化：σ＝σ 0 Sin ω t 应变：ε ＝ε 0 Sin（ω t ＋δ ）
落后一相位角
结果：产生滞后圈－－能耗
（机械能（弹性能）－－热能） －－－－力学损耗
如何§解5.决1 ？力学性能
1、特征
➢涂料涂装时流挂问题如何 解决？
1) 粘度大；分子量越大，粘度越大；分布越宽，粘度越大；
2) 流动机理：分子重心相对位移，是由链段的相继跃迁实 现的
3) 伴有高弹形变－－－具有粘弹性
现象：出口膨大、爬杆效应、融体破裂
一、高聚物的流动性 ？？？
§5.1 力学性能
4）是一假塑性流体：
运动单元高度取向（m 不为零）
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
C 断裂:
脆性断裂：没有屈服，断裂面光滑；
§5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
韧性断裂：出现屈服后的断裂，断裂面粗糙。
T < Tb 时： σB <σY －－－脆性断裂
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
2) 结晶高聚物的应力~应变曲线
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物） §5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
注意: • 使用时υ趋于很小－－－长期强度，其远远小于所测值 ，
例：PVC: σB(1000h）＝1/2σB （测） • Tb、Tg测定时，是在一定时间尺度下，
（ υ比较小，时间长） 实际受力时（特别是在冲击力时）往往υ很高， 例：PVC 的Tb= - 50度，T使> - 30 ~ -15度
高分子材料课件(专业)经典.ppt
②链节：
氯乙烯 苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚合度：高分子链节中的数目n。
演示课件
材料科学与工程学院
2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： M m n
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
柔顺性：大分子链构象变化而获得不同蜷曲程度的特性。
演示课件
材料科学与工程学院
ⅱ、柔顺性的好坏与链中单链的内旋转的难易程度有 关。运动的单元为链段，链段包含的链节数越少， 则运动越容易，大分子链的柔顺性越好。
ⅲ、大分子链的柔顺性是高聚物与低分子物质在许多 基本性能上差异的原因。例：高弹性。
演示课件
材料科学与工程学院
演示课件
材料科学与工程学院
特点： 官能团之间反应，缩聚物有特征结构官能团； 有低分子副产物； 缩聚物和单体分子量不成整数倍。
演示课件
材料科学与工程学院
四、高分子材料的分类
①按来源： ⅰ、天然聚合物：天然橡胶，纤维素，蛋白质等。 ⅱ、人造聚合物：经人工改性的天然聚合物。
例：硝酸纤维。 ⅲ、合成聚合物：完全由低分子人工合成。
特点：聚合物的结构单元与单体组成相同；
分子量是单体分子量的整数倍； 聚合过程无副产物生成。
演示课件
材料科学与工程学院
共聚物: 由两种或两种以上的单体经过加聚反应生
成的高分子化合物。
例：ABS塑料。A：丙烯脂 B：丁二烯 S：苯乙烯
n[xCH=CH+gCH2 =CH-CH=CH2 +zCH=CH2 ]
的主力军。
演示课件
《高分子材料简介》课件
《高分子材料简介》PPT 课件
高分子材料是一种在化学结构中存在重复单元的材料，具有多样化的特点和 广泛的应用。本课件将介绍高分子材料的定义、分类、合成方法、性能及测 试方法、市场前景，以及与环保和可持续发展的关系。
什么是高分子材料？
高分子材料是一类拥有高分子结构的材料，其分子由含有重复单元的链状或网状结构组成。高分子材料具有轻 量化、可塑性、抗腐蚀、绝缘性等特点。
3
表面性能
润湿性、粘附性和耐腐蚀性等特性影响高分子材料在接触和保护方面的性能。
高分子材料的市场前景
市场需求
随着科技和工业的发展，对高分 子材料的需求不断增加，特别是 在轻量化、高强度和可降解材料 方面。
创新发展
高分子材料的研发和创新对于推 动科技进步和满足人们对新材料 的需求至关重要。
可持续发展
开发环保、可降解和可再生的高 分子材料是实现可持续发展的重 要方向。
高分子材料的环保与可持续发 展
高分子材料的环保与可持续发展是当前社会关注的热点问题。通过生物降解、 循环再生等方法，可以减少高分子材料对环境的影响，并促进其可持续利用。
总结和展望
高分子材料作为一个重要的材料科学领域，具有广阔的发展前景。未来，高 分子材料将成为推动技术进步和经济发展的重要支撑。
2 功能化合成
通过在合成过程中引入功能基团，可以赋予高分子材料特定的性能和功能。
3 物理改性
通过改变高分子材料的物理结构，如交联或混合改性，可以改善材料的性能。
Байду номын сангаас
高分子材料的性能与测试方法
1
力学性能
强度、刚度、延展性和耐磨性等是衡量高分子材料力学性能的重要参数。
2
热性能
熔点、热传导和热膨胀等参数对高分子材料在高温和低温环境下的应用起着关键 作用。
高分子材料是一种在化学结构中存在重复单元的材料，具有多样化的特点和 广泛的应用。本课件将介绍高分子材料的定义、分类、合成方法、性能及测 试方法、市场前景，以及与环保和可持续发展的关系。
什么是高分子材料？
高分子材料是一类拥有高分子结构的材料，其分子由含有重复单元的链状或网状结构组成。高分子材料具有轻 量化、可塑性、抗腐蚀、绝缘性等特点。
3
表面性能
润湿性、粘附性和耐腐蚀性等特性影响高分子材料在接触和保护方面的性能。
高分子材料的市场前景
市场需求
随着科技和工业的发展，对高分 子材料的需求不断增加，特别是 在轻量化、高强度和可降解材料 方面。
创新发展
高分子材料的研发和创新对于推 动科技进步和满足人们对新材料 的需求至关重要。
可持续发展
开发环保、可降解和可再生的高 分子材料是实现可持续发展的重 要方向。
高分子材料的环保与可持续发 展
高分子材料的环保与可持续发展是当前社会关注的热点问题。通过生物降解、 循环再生等方法，可以减少高分子材料对环境的影响，并促进其可持续利用。
总结和展望
高分子材料作为一个重要的材料科学领域，具有广阔的发展前景。未来，高 分子材料将成为推动技术进步和经济发展的重要支撑。
2 功能化合成
通过在合成过程中引入功能基团，可以赋予高分子材料特定的性能和功能。
3 物理改性
通过改变高分子材料的物理结构，如交联或混合改性，可以改善材料的性能。
Байду номын сангаас
高分子材料的性能与测试方法
1
力学性能
强度、刚度、延展性和耐磨性等是衡量高分子材料力学性能的重要参数。
2
热性能
熔点、热传导和热膨胀等参数对高分子材料在高温和低温环境下的应用起着关键 作用。
高分子材料ppt[完整版本]
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•
1909年 美国人Leo Baekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料——酚醛树酯。
•
1920年 德国人Hermann Staudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构
的单体经过化学反应（聚合），通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。
• 按高分子排列情况分类：结晶高聚物，非 晶高聚物。
完整编辑ppt
7
4. 性能介绍
• 高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制 和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子 材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具 有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从 而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个 领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个 方面不可缺少的材料。 很多天然材料通常是高 分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官 等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如 此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业 化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有 特殊用途与功能的为功能高分子
子化学作为一门新兴学科建立的标志。
•
1935年 杜邦公司基础化学研究所有机化学部的Wallace H. Carothers合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年
实现工业化生产。
•
1930年 德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。
•
1940年 英国人T. R. Whinfield合成出聚酯纤维（PET）。
天然橡胶。
•
1956年Szwarc提出活性聚合概念。高分子进入分子设计时代。
•
1971年S. L Wolek 发明可耐300℃高温的Kevlar。
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PPT课件
编辑ppt11编辑ppt12高温时有有害物质产生保鲜膜别进微波炉编辑ppt13编辑ppt14熔点高达167是唯一可以放进微波炉的塑料盒可在小心清洁后重复使用编辑ppt15编辑ppt16不能放进微波炉中装酸碱性物质后会分解出致癌物质编辑ppt17编辑ppt18使用时不要加热不要在阳光下直晒
高分子材料
胡音 曲艺 王琳卓
08273006 08273013 08273018
.ular material，以高分子化合物为基 础的材料。高分子材料是由相对 分子质量较高的化合物构成的材 料，包括橡胶、塑料、纤维、涂 料、胶粘剂和高分子基复合材料。
.
2
.
3
PC其它类
ＰＰ 聚丙烯 HDPE高密度聚乙烯
.
18
PP VS
PC
.
19
点用
喔 ！
它 喝 水
更
健
康
一
.
20
扰乱人体内的代谢过程双酚A可能 诱发某些癌症。双酚A与成年人的 心脏病、糖尿病、肝功能不正常等 有关联。
.
21
.
22
个人观点供参考，欢迎讨论！
.
10
ＰＥ 聚乙烯
.
11
高温时有有害物质产生， 保鲜膜别进微波炉
.
12
ＰＰ 聚丙烯
.
13
熔点高达167℃，是唯一可以放 进微波炉的塑料盒，可在小心 清洁后重复使用
.
14
ＰＳ 聚苯乙烯
.
15
不能放进微波炉中，装酸、 碱性物质后，会分解出致癌 物质
.
16
PC其它类
.
17
使用时不要加热，不要 在阳光下直晒。
ＰＳ 聚苯乙烯 PET 聚对苯二甲酸 乙二醇脂
高分子材料
胡音 曲艺 王琳卓
08273006 08273013 08273018
.ular material，以高分子化合物为基 础的材料。高分子材料是由相对 分子质量较高的化合物构成的材 料，包括橡胶、塑料、纤维、涂 料、胶粘剂和高分子基复合材料。
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PC其它类
ＰＰ 聚丙烯 HDPE高密度聚乙烯
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PP VS
PC
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19
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康
一
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20
扰乱人体内的代谢过程双酚A可能 诱发某些癌症。双酚A与成年人的 心脏病、糖尿病、肝功能不正常等 有关联。
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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ＰＥ 聚乙烯
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高温时有有害物质产生， 保鲜膜别进微波炉
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ＰＰ 聚丙烯
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熔点高达167℃，是唯一可以放 进微波炉的塑料盒，可在小心 清洁后重复使用
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ＰＳ 聚苯乙烯
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15
不能放进微波炉中，装酸、 碱性物质后，会分解出致癌 物质
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16
PC其它类
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17
使用时不要加热，不要 在阳光下直晒。
ＰＳ 聚苯乙烯 PET 聚对苯二甲酸 乙二醇脂
《高分子材料进展》课件
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料在体内可降解，如聚乳 酸、聚己内酯等，可用于药物载体和手术缝 合线等领域。
高分子材料的绿色化发展
要点一
可再生资源合成高分子材料
利用可再生资源合成高分子材料是绿色化学的重要方向， 如淀粉基塑料、纤维素基复合材料等。
要点二
环保型高分子材料
环保型高分子材料在生产过程中对环境影响较小，如水性 涂料、生物基塑料等，符合可持续发展要求。
光学性能与化学性能
总结词
高分子材料的光学性能和化学性能对于 其外观、耐久性和功能性至关重要。
VS
详细描述
光学性能主要包括透明度、光泽度和反射 率等，这些参数决定了材料在视觉上的表 现。化学性能包括耐腐蚀性、抗氧化性和 耐候性等，它们决定了材料在各种环境条 件下的稳定性和耐久性。
高分子材料的应用领域
合成方法与技术
自由基聚合
自由基聚合是一种常见的合成方法，通过引发剂产生自由基活性 种，引发单体聚合形成聚合物。
离子聚合
离子聚合是指通过离子键合形成聚合物的合成方法，包括阴离子聚 合和阳离子聚合两种类型。
配位聚合
配位聚合是一种定向聚合方法，通过过渡金属催化剂催化烯烃单体 进行聚合，形成具有特定立构规整性的聚合物。
智能化
高分子材料将逐渐实现智 能化，能够根据环境变化 进行自我调节和适应。
绿色化
环保意识的提高，高分子 材料的生产和使用将更加 注重环保和可持续发展。
高分子材料与其他学科的交叉融合
生物学
高分子材料与生物学的交 叉融合将产生更多生物医 用材料，如生物降解材料 、组织工程材料等。
物理学
高分子材料与物理学的交 叉融合将促进高分子材料 的结构和性能研究，提高 其稳定性和功能性。
高分子材料化学PPT课件
第19页/共140页
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
第20页/共140页
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
第23页/共140页
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
《高分子材料》课件
广泛应用于防弹材料、抗火材 料、防切割材料等领域
广泛应用于航空航天、汽车、 运动器材等领域
高分子材料的环保问题
1 可持续发展
高分子材料能够实现可持 续发展，目前已经研究出 很多再生材料，如可降解 高分子材料。
2 回收利用
高分子材料的回收利用率 较低，仅有少数材料能够 回收利用。
3 环境影响
一些高分子材料会对环境 造成一定的影响，因此需 要注意环保问题。
应用
广泛应用于包装、电子、家电、航空航天、建筑、医疗及生活用品等领域。
高分子材料的分类和特点
塑料
塑料是高分子材料的一类，具有 轻质、廉价、易成型等特点，广 泛应用于日常生活中的各个领域。
合成树脂
合成树脂是一种广泛应用的高分 子材料，具有高强度、防腐蚀等 特点，广泛应用于制造建筑材料、 船舶配件等领域。
高分子材料的未来发展趋势
生物材料
智能材料
生物材料是未来高分子材料的重 要方向，具有良好的生物相容性、 组织可再生等特点。
智能材料具有自我修复、智能感 应等特点，将应用于传感器、信 息储存等领域。
3 D打印技术
3D打印技术将改变传统生产模式， 未来高分子材料的生产方式将更 加灵活高效。
总结和展望
高分子材料作为一种极富前途的材料，在科技进步与环保意识不断提高的背 景下，将会有越来越广泛的应用。我们期待着它们在未来更广泛、更深入的 领域中的重要作用。
通用高分子材料PPT课件
本课程将全面介绍通用高分子材料的分类、特点及广泛应用，帮助您了解更 多关于这一领域的知识。
什么是高分子材料？
定义
高分子是由大量重复单元（称为聚合物）组成的大分子化合物，具有综合性能优异、加工性 好等特点。
广泛应用于航空航天、汽车、 运动器材等领域
高分子材料的环保问题
1 可持续发展
高分子材料能够实现可持 续发展，目前已经研究出 很多再生材料，如可降解 高分子材料。
2 回收利用
高分子材料的回收利用率 较低，仅有少数材料能够 回收利用。
3 环境影响
一些高分子材料会对环境 造成一定的影响，因此需 要注意环保问题。
应用
广泛应用于包装、电子、家电、航空航天、建筑、医疗及生活用品等领域。
高分子材料的分类和特点
塑料
塑料是高分子材料的一类，具有 轻质、廉价、易成型等特点，广 泛应用于日常生活中的各个领域。
合成树脂
合成树脂是一种广泛应用的高分 子材料，具有高强度、防腐蚀等 特点，广泛应用于制造建筑材料、 船舶配件等领域。
高分子材料的未来发展趋势
生物材料
智能材料
生物材料是未来高分子材料的重 要方向，具有良好的生物相容性、 组织可再生等特点。
智能材料具有自我修复、智能感 应等特点，将应用于传感器、信 息储存等领域。
3 D打印技术
3D打印技术将改变传统生产模式， 未来高分子材料的生产方式将更 加灵活高效。
总结和展望
高分子材料作为一种极富前途的材料，在科技进步与环保意识不断提高的背 景下，将会有越来越广泛的应用。我们期待着它们在未来更广泛、更深入的 领域中的重要作用。
通用高分子材料PPT课件
本课程将全面介绍通用高分子材料的分类、特点及广泛应用，帮助您了解更 多关于这一领域的知识。
什么是高分子材料？
定义
高分子是由大量重复单元（称为聚合物）组成的大分子化合物，具有综合性能优异、加工性 好等特点。
高分子概论高分子合成材料课件.ppt
度
划
分
次结构型胶粘剂
——介于结构型与非结构型胶粘剂之间
高分子概论高分子合成材料课件
胶粘剂 —— 胶粘剂类型
有 机
动物胶：鱼胶、骨胶、虫胶 天然 植物胶：淀粉、松香、阿拉伯树胶
胶 粘 按剂 组
热塑性树脂胶：PVAc、PA、聚丙烯酸酯 合成 热固性树脂胶：环氧树脂、酚醛树脂
橡胶型胶粘剂：氯丁胶、丁腈胶
CH2OH
n
工程塑料
聚酰胺（polyamide）/ 尼龙（nylon）：
nylon-6、 nylon-11、 nylon-12、nylon-66、
nylon-610、 nylon-612、 nylon-1010、 nylon-1212
Nomex： O
OH
H
C
Kevlar： 聚碳酸酯（PC）：
O
CN
通用塑料：产量大、价格低、力学性能一般，主要作为非结构 材料使用，如：PP、PE、PVC、PSt等。
工程塑料：产量小、价格高、力学性能优异、耐热、耐磨、尺 寸稳定，主要作为结构材料使用，如：PA、PC、POM 等。
塑料的主要优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易成型加工。 塑料的主要缺点：力学性能较金属差、表面硬度低、多数易
Ox n
天然纤维
高分子材料概述——纤维
棉花、羊毛、蚕丝、麻
人
造
纤
化维
学 纤 维
杂 链 合纤
成维
纤 维
碳 链
纤
维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维 纤维素酯纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维
聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维 其它：聚脲、聚甲醛、聚酰亚胺
聚酰胺-酰肼、聚苯并咪唑等。
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硬度是表示材料抗穿透、耐磨和抗划痕等综 合性能的一个常用术语。邵氏硬度计用来测 量弹性体和热塑性软塑料的穿透硬度。
4．3．2 电性能
介电强度：聚合物能够耐受1分钟的最 大可用电压除以试件厚度。
体积电阻率：电导率的倒数，其定义 为一个单位长度的正方体相对两面之 间的电阻。
4．3．3 热性能
为了预计高温下聚合物的性能，必须进行一些 热试验。热导率用因子K表示，它与厚度为L、 面积A的试件温度达到稳态所需要的单位时间 的热流量Q有关。ΔT为试件上表面的热板和试 件下表面的冷板之间的温差。热导率K按如下 方程计算
4.2 高分子材料的机械强度
软而弱的为(a)类聚合物，如 聚异丁烯。弹性模量低、屈服点 低和伸长率的时间依赖性适中。 (a)类聚合物的伯松比即收缩与伸 长的比为0.5。接近液体的泊松比。
硬而脆的为(b)类聚合物，如 聚苯乙烯，其泊松比接近0.3。 (b)类聚合物的特征是弹性模量 高，几乎看不出有屈服点，断 裂前的伸长率小。
两个模型并联。应变相等，应力相加。
四元件模型
可以很好解释线型高聚物的蠕变现象， 即在一定温度和较小的恒定外力作用 下材料的形变随时间的增加而逐渐增 大的现象。
4．1．2 高聚物粘性流动
理想粘性液体的流动符合牛顿定律，称 为牛顿流体，其剪应力和剪切速率成比 例
不符合牛顿定律的流动称为非牛顿流 动．这种流体称为非牛顿流体，它们的 流动曲线都不是通过原点的直线。
表观粘度和极限零剪切粘度
由于在非牛顿流动中，用σ／ γ 定义 的粘度已不是常数，故引入表观粘 度ηa，并定义剪切速率趋于零时的 表观粘度为极限零剪切粘度η 0,以表 征粘度的大小。
粘度和成型加工条件
聚合物流体的粘度对于成型加工条件的 选挥具有重要的意义。成型工艺中常说 的流动性好与不好，实质上就是指聚合 物熔体的粘度大小。粘度低，流动性好， 聚合物焰体易于注满模型空腔，反之亦 然。因此，粘度是表示聚合物熔体流动 性好坏的一项指标。
粘度的时间依赖性
一些流体的粘度呈现可逆的依时性。在恒定的 剪切速率或剪切力的作用下，一些流体的粘度 随时间的增加而降低，这种流体称为触变性流 体，说明结构不断破坏，当剪切作用停止一段 时间。结构又回复，实验可以重复。聚合物流 体的触变行为在涂料工业中有着重要的意义， 涂料在涂敷时，希望粘度低、平滑，涂敷后希 望粘度高．防止流滴损失。另一些流体的粘度 却随剪切作用时间的增加而增加．这种流体称 为震凝性流体，例如石油工业中的一些钻探性 泥浆。
(c)类聚合物软而韧，如增塑聚氯乙烯，则具有低的弹性模量、高的 伸长率和明显的屈服点。因为(c)类聚合物在屈服点后能继续伸长，所 以代表韧性的应力—应变曲线下的面积比(b)类大。
硬聚氯乙烯是硬而强的(d)类聚合物的典型代表。这类 聚合物具有高的弹性模量和高的屈服强度。硬而韧的为(e) 类聚合物，如ABS共聚物，其应力—应变曲线表明，屈服 点以前的伸长率适中．而屈服点以后的伸长是不可恢复的。
牛顿流体和非牛顿流体的流动曲线
a ,牛顿流体,通过原点的 直线。
b,假塑性流体。粘度随着 剪切速率的增加而减小。
c,胀流性流体.粘度随着剪 切速率的增加而增加。
d,只有当剪应力大于屈服 应力时才出现流动，其后 流动曲线可以是直线，也 可以是曲线，分别称为宾 汉流动和非宾汉流动。
粘度用熔融指数来间接表征熔体粘度 流动性的大小。熔融指数仪是在一定温度下，使 聚合物全部熔融，然后在规的恒定负荷下将它从 一定直径的小孔中压出，规定在10分钟内被压出 的聚合物质量克数作为它的熔融指数。熔融指数 越低，熔体粘度越大，它的流动性越差。显然温 度和负荷不同时其熔融指数不同，比较时应注意 测定条件。现对不同的聚合物已制定了不同的测 定条件，如对于聚乙烯，测定温度一般控制在 190度，负荷为2160克。实用上，对于许多热塑 性树脂，如聚乙烯、聚丙烯和聚甲醛等，熔融指 数已被用来作为工业生产控制的重要指标，在高 分子材料合成和应用领域广泛使用。
冲击强度是衡量试件韧性或抗冲击载荷
(如从一定高度落下)能力的一个指标。
其它力学性能
抗弯强度是衡量用作简支粱的棒状试样抗弯 曲强度或韧性的一种尺度。抗弯强度是根据 简支梁的绕度为5％以前使其断裂所需的载荷 来衡量的。
抗压强度是通过测定压裂一个圆柱形试样所 需的载荷来确定的。极限抗压强度等于导致 试样破坏的载荷除以最小的截面积。
剪切变稀现象的产生是由于高分子流体在剪应 力的作用除发生真正的粘性流动外，还发生了 高弹形变，大分子线团在外力作用下，沿外力 方向发生取向，导致粘度下降。
剪切增稠现象在高分子流体中较为少见。一般 认为，在剪切力下可能形成新的聚集结构，使 粘度升高。
屈服应力的存在是由于高分子线团间的缠结作 用，要实现大分子与大分子之间的相对移动必 须克服这种缠结。
马克斯韦尔（Maxwell）模型
用一个无质量的，模量为E的虎克弹簧表 示固体的弹性变形。
一个盛有粘度为η液体的牛顿粘壶表示理 想液体的形变。
两个模型串联。应力相等，应变相加。
沃伊特·开尔文（Voigt）模型
用一个无质量的，模量为E的虎克弹簧表 示固体的弹性变形。
一个盛有粘度为η液体的牛顿粘壶表示理 想液体的形变。
高分子材料
4．1 高分子材料的流变特性
流变学：研究材料形变和流动的科学
粘弹性材料：既有固体特征又有流体特 征的材料
虎克定律：研究典型固体特征的形变和 流动行为。
牛顿定律：研究典型液体材料形变和流 动行为。
4．1．1 粘弹性力学模型
在Tg以下，受力聚合物最初的伸长 是由共价键拉长和键角变形引起的 可逆伸长。部分由解缠引起的早期 伸长也可能是可逆的。可是，与缓 慢解缠和高分子链相互滑移有关的 流动是不可逆的，而且随温度的增 加而增加。
大分子变形的本质
4．3高分子树料性能的物理试验
4．3．1 力学性能 抗拉强度是衡量高分子材料抗拉应力的
一个尺度。与所有其他试验一样，试验 前试件必须处于标准的状态下，即相对 湿度为50％，温度为23度。极限抗拉强 度等于导致断裂的载荷(L)除以最小截面 积(A)。
4．3．1 力学性能（II）
4．3．2 电性能
介电强度：聚合物能够耐受1分钟的最 大可用电压除以试件厚度。
体积电阻率：电导率的倒数，其定义 为一个单位长度的正方体相对两面之 间的电阻。
4．3．3 热性能
为了预计高温下聚合物的性能，必须进行一些 热试验。热导率用因子K表示，它与厚度为L、 面积A的试件温度达到稳态所需要的单位时间 的热流量Q有关。ΔT为试件上表面的热板和试 件下表面的冷板之间的温差。热导率K按如下 方程计算
4.2 高分子材料的机械强度
软而弱的为(a)类聚合物，如 聚异丁烯。弹性模量低、屈服点 低和伸长率的时间依赖性适中。 (a)类聚合物的伯松比即收缩与伸 长的比为0.5。接近液体的泊松比。
硬而脆的为(b)类聚合物，如 聚苯乙烯，其泊松比接近0.3。 (b)类聚合物的特征是弹性模量 高，几乎看不出有屈服点，断 裂前的伸长率小。
两个模型并联。应变相等，应力相加。
四元件模型
可以很好解释线型高聚物的蠕变现象， 即在一定温度和较小的恒定外力作用 下材料的形变随时间的增加而逐渐增 大的现象。
4．1．2 高聚物粘性流动
理想粘性液体的流动符合牛顿定律，称 为牛顿流体，其剪应力和剪切速率成比 例
不符合牛顿定律的流动称为非牛顿流 动．这种流体称为非牛顿流体，它们的 流动曲线都不是通过原点的直线。
表观粘度和极限零剪切粘度
由于在非牛顿流动中，用σ／ γ 定义 的粘度已不是常数，故引入表观粘 度ηa，并定义剪切速率趋于零时的 表观粘度为极限零剪切粘度η 0,以表 征粘度的大小。
粘度和成型加工条件
聚合物流体的粘度对于成型加工条件的 选挥具有重要的意义。成型工艺中常说 的流动性好与不好，实质上就是指聚合 物熔体的粘度大小。粘度低，流动性好， 聚合物焰体易于注满模型空腔，反之亦 然。因此，粘度是表示聚合物熔体流动 性好坏的一项指标。
粘度的时间依赖性
一些流体的粘度呈现可逆的依时性。在恒定的 剪切速率或剪切力的作用下，一些流体的粘度 随时间的增加而降低，这种流体称为触变性流 体，说明结构不断破坏，当剪切作用停止一段 时间。结构又回复，实验可以重复。聚合物流 体的触变行为在涂料工业中有着重要的意义， 涂料在涂敷时，希望粘度低、平滑，涂敷后希 望粘度高．防止流滴损失。另一些流体的粘度 却随剪切作用时间的增加而增加．这种流体称 为震凝性流体，例如石油工业中的一些钻探性 泥浆。
(c)类聚合物软而韧，如增塑聚氯乙烯，则具有低的弹性模量、高的 伸长率和明显的屈服点。因为(c)类聚合物在屈服点后能继续伸长，所 以代表韧性的应力—应变曲线下的面积比(b)类大。
硬聚氯乙烯是硬而强的(d)类聚合物的典型代表。这类 聚合物具有高的弹性模量和高的屈服强度。硬而韧的为(e) 类聚合物，如ABS共聚物，其应力—应变曲线表明，屈服 点以前的伸长率适中．而屈服点以后的伸长是不可恢复的。
牛顿流体和非牛顿流体的流动曲线
a ,牛顿流体,通过原点的 直线。
b,假塑性流体。粘度随着 剪切速率的增加而减小。
c,胀流性流体.粘度随着剪 切速率的增加而增加。
d,只有当剪应力大于屈服 应力时才出现流动，其后 流动曲线可以是直线，也 可以是曲线，分别称为宾 汉流动和非宾汉流动。
粘度用熔融指数来间接表征熔体粘度 流动性的大小。熔融指数仪是在一定温度下，使 聚合物全部熔融，然后在规的恒定负荷下将它从 一定直径的小孔中压出，规定在10分钟内被压出 的聚合物质量克数作为它的熔融指数。熔融指数 越低，熔体粘度越大，它的流动性越差。显然温 度和负荷不同时其熔融指数不同，比较时应注意 测定条件。现对不同的聚合物已制定了不同的测 定条件，如对于聚乙烯，测定温度一般控制在 190度，负荷为2160克。实用上，对于许多热塑 性树脂，如聚乙烯、聚丙烯和聚甲醛等，熔融指 数已被用来作为工业生产控制的重要指标，在高 分子材料合成和应用领域广泛使用。
冲击强度是衡量试件韧性或抗冲击载荷
(如从一定高度落下)能力的一个指标。
其它力学性能
抗弯强度是衡量用作简支粱的棒状试样抗弯 曲强度或韧性的一种尺度。抗弯强度是根据 简支梁的绕度为5％以前使其断裂所需的载荷 来衡量的。
抗压强度是通过测定压裂一个圆柱形试样所 需的载荷来确定的。极限抗压强度等于导致 试样破坏的载荷除以最小的截面积。
剪切变稀现象的产生是由于高分子流体在剪应 力的作用除发生真正的粘性流动外，还发生了 高弹形变，大分子线团在外力作用下，沿外力 方向发生取向，导致粘度下降。
剪切增稠现象在高分子流体中较为少见。一般 认为，在剪切力下可能形成新的聚集结构，使 粘度升高。
屈服应力的存在是由于高分子线团间的缠结作 用，要实现大分子与大分子之间的相对移动必 须克服这种缠结。
马克斯韦尔（Maxwell）模型
用一个无质量的，模量为E的虎克弹簧表 示固体的弹性变形。
一个盛有粘度为η液体的牛顿粘壶表示理 想液体的形变。
两个模型串联。应力相等，应变相加。
沃伊特·开尔文（Voigt）模型
用一个无质量的，模量为E的虎克弹簧表 示固体的弹性变形。
一个盛有粘度为η液体的牛顿粘壶表示理 想液体的形变。
高分子材料
4．1 高分子材料的流变特性
流变学：研究材料形变和流动的科学
粘弹性材料：既有固体特征又有流体特 征的材料
虎克定律：研究典型固体特征的形变和 流动行为。
牛顿定律：研究典型液体材料形变和流 动行为。
4．1．1 粘弹性力学模型
在Tg以下，受力聚合物最初的伸长 是由共价键拉长和键角变形引起的 可逆伸长。部分由解缠引起的早期 伸长也可能是可逆的。可是，与缓 慢解缠和高分子链相互滑移有关的 流动是不可逆的，而且随温度的增 加而增加。
大分子变形的本质
4．3高分子树料性能的物理试验
4．3．1 力学性能 抗拉强度是衡量高分子材料抗拉应力的
一个尺度。与所有其他试验一样，试验 前试件必须处于标准的状态下，即相对 湿度为50％，温度为23度。极限抗拉强 度等于导致断裂的载荷(L)除以最小截面 积(A)。
4．3．1 力学性能（II）