三大聚合物发展史 ppt课件
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三大聚合物发展史
大发展阶段
• 在这一时期通用塑料的产量迅速增大， 聚烯烃塑料在70年代又有聚1-丁烯和聚4甲基-1-戊稀投入生产，形成了世界上产 量最大的聚烯烃塑料系列。同时出现了 多品种高性能工程塑料。 • 1958~1973年塑料工业处于飞速发展期， 1970年产量30mt。同时由单一的通过改 性发展成为系列品种。而且开发了高性 能工程塑料。
橡胶
Rubber
橡胶
100年前，德国化学家弗兹〃霍夫曼研究合成橡 胶的动力或许来自于德国拜耳公司前身弗里德 里希〃拜耳染料厂的一个悬赏令：这家公司于 1906年提出，如果有人能够在1909年11月1日之 前成功“研制出制造橡胶或橡胶替代品的方 法”，公司将奖励发明者两万马克。这是当时 的拜耳总裁卡尔〃杜伊斯堡的主意。当时，借 助于苏格兰兽医约翰〃伯德〃 邓禄普和法国 的 米其林兄弟的发明创造，人们已经给自行车、 公共马车以及刚刚诞生不久的汽车装上了轮胎。
聚合物发展简史
塑料
Plastic cement
从第一个塑料赛璐璐诞生算起，塑料工业 迄今已有120年的历史。可分为 1.天然高分子阶段 2.合成树脂阶段 3.大发展阶段
天然高分子阶段
• 1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中 加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质， 热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。 • 1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象 牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电 影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发 展了模压成型技术。 • 1903年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋 酸纤维素和注射成型方法。
合成树脂阶段
• 塑料的世界总产量从1904年的10kt，猛增至 1944年的600kt，1956年达到3.4Mt。随着聚乙烯、 聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的发展，原料 也从煤转向了以石油为主，这不仅保证了高分 子化工原料的充分供应，也促进了石油化工的 发展，使原料得以多层次利用，创造了更高的 经济价值。
聚合物的结构与性能 ppt课件
一级结构近程结构一级结构近程结构结构单元的化学组成连接顺序立体构型以及支化交联等结构单元的化学组成连接顺序立体构型以及支化交联等二级结构远程结构二级结构远程结构高分子链的形态构象以及高分子的大小分子量高分子链的形态构象以及高分子的大小分子量链结构链结构聚集态结构三级结构聚集态结构三级结构晶态非晶态取向态液晶态及织态等
分子量和分子量分布是影响材料性能的因素之一。
高分子链的内旋转现象
分子主链中单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的原
因，内旋转愈是自由，蜷曲的趋势就愈大。称这种不规则地蜷曲的 高分子链的构象为无规线团。 1. 高分子在ห้องสมุดไป่ตู้动时C—C单键可以绕轴旋转，称为内旋转。 2. 由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象。 内旋转完全自由的碳—碳单键是不存在的，当碳键带有的原子或基 团充分接近时，外层电子云将产生排斥力，使之不能接近，使旋转 时消耗一定能量。 △E是顺式构象与反式构象间的位能差，称为位垒。顺式构象位能 最高，反式构象位能最低（最稳定），因为基团距离愈大，排斥作 用愈小，故反式位能最低，顺式最不稳定。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
高聚物的特点（与小分子物质相比）
高分子是由很大数目（103——105 数量级）的结构单 元组成的，每一个结构单元相当于一个小分子
一般高分子的主链都有一定的内旋转自由能，可 以使主链弯曲而具有柔性
高分子结构具有不均一性 各结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理
i+1 i
第四章 聚合物的结构与性能
高分子链的运动是以链段为单元的，是蠕动。 高分子链在分子内旋转作用下可采取各种可能的形态，如 取不同的构象，如伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链等。
高分子链的构象
分子量和分子量分布是影响材料性能的因素之一。
高分子链的内旋转现象
分子主链中单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的原
因，内旋转愈是自由，蜷曲的趋势就愈大。称这种不规则地蜷曲的 高分子链的构象为无规线团。 1. 高分子在ห้องสมุดไป่ตู้动时C—C单键可以绕轴旋转，称为内旋转。 2. 由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象。 内旋转完全自由的碳—碳单键是不存在的，当碳键带有的原子或基 团充分接近时，外层电子云将产生排斥力，使之不能接近，使旋转 时消耗一定能量。 △E是顺式构象与反式构象间的位能差，称为位垒。顺式构象位能 最高，反式构象位能最低（最稳定），因为基团距离愈大，排斥作 用愈小，故反式位能最低，顺式最不稳定。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
高聚物的特点（与小分子物质相比）
高分子是由很大数目（103——105 数量级）的结构单 元组成的，每一个结构单元相当于一个小分子
一般高分子的主链都有一定的内旋转自由能，可 以使主链弯曲而具有柔性
高分子结构具有不均一性 各结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理
i+1 i
第四章 聚合物的结构与性能
高分子链的运动是以链段为单元的，是蠕动。 高分子链在分子内旋转作用下可采取各种可能的形态，如 取不同的构象，如伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链等。
高分子链的构象
物理化学-聚合反应PPT课件
缩聚(polycondensation)—聚合时有水或其它小分子 分离出来。
自由基聚合反应 （特 点—链传递依靠自由基。）
热引发
光引发
ki
R1
加 入 引 发 剂
链的引发
a.热引发 加热使单体分子解离成自由基； b.光引发 用一定波长的光照射单体产生自由基； c.引发剂 如过氧化物和重氮盐，容易解离产生自由基。
自由基聚合反应 （特 点—链传递依靠自由基。）
热引发
光引发
ki
R1
加 入 引 发 剂
链的引发
R1 M kP R2 R2 M kP R3
R n1 M kP R n
Rn Rm kt Rnm (n, m 1,2,)
链的传递 链的终止
热引发，光引发，加入引发剂 ki R1
聚合反应
单体(monomer)—能通过相互反应生成聚合物的化 合物。
聚合物(polymer)—由大量的一种或多种小分子单体 重复键合连接而成的大分子化合物。
共聚物(copolymer)—由两种或两种以上不同单体形 成的聚合物。相应的，单一单体组成的聚合物也称 为均聚物(homopolymer)。
加成聚合(additive polymerization)—聚合时没有其 它小分子产生。
i kt ( n cRn )2 0 或
cn Rn
k 1/2
it
1/2
dcM
dt
kpcM
cn Rn
kp
i
kt
cM
dcM dt
kp
vi kt
1 2 cM
加入引发剂的速率方程 由于引发剂 A 的离解， i ki c A ，
dcM dt
自由基聚合反应 （特 点—链传递依靠自由基。）
热引发
光引发
ki
R1
加 入 引 发 剂
链的引发
a.热引发 加热使单体分子解离成自由基； b.光引发 用一定波长的光照射单体产生自由基； c.引发剂 如过氧化物和重氮盐，容易解离产生自由基。
自由基聚合反应 （特 点—链传递依靠自由基。）
热引发
光引发
ki
R1
加 入 引 发 剂
链的引发
R1 M kP R2 R2 M kP R3
R n1 M kP R n
Rn Rm kt Rnm (n, m 1,2,)
链的传递 链的终止
热引发，光引发，加入引发剂 ki R1
聚合反应
单体(monomer)—能通过相互反应生成聚合物的化 合物。
聚合物(polymer)—由大量的一种或多种小分子单体 重复键合连接而成的大分子化合物。
共聚物(copolymer)—由两种或两种以上不同单体形 成的聚合物。相应的，单一单体组成的聚合物也称 为均聚物(homopolymer)。
加成聚合(additive polymerization)—聚合时没有其 它小分子产生。
i kt ( n cRn )2 0 或
cn Rn
k 1/2
it
1/2
dcM
dt
kpcM
cn Rn
kp
i
kt
cM
dcM dt
kp
vi kt
1 2 cM
加入引发剂的速率方程 由于引发剂 A 的离解， i ki c A ，
dcM dt
高性能聚合物的发展历程及现状
用途：汽车、电子、家电零部件为主 也可用做电磁线、薄膜等
价格：5000日元/Kg
（4）聚芳酯（EKONOL,1972,日本住友化学公司）
特性：连续使用温度高，线膨胀系数小，吸水率小而耐磨耗性大 耐药品性好，尺寸稳定性好
用途：利用上述特性制作机械零部件、电子电器零部件等
（5）聚芳酯（U-polymer，1973，Unitika,ltd.）
（9）聚醚醚酮 (PEEK,1981,ICI公司)
特性：耐热等级高，长期使用温度240℃ 机械强度高，电性能好，阻燃UL-94 V-0 耐药品性好，耐热水性好，耐辐射性好
用途：汽车零部件，电器、电子零部件 机械零部件，核电用 耐防腐式功能涂层
从上述发展历程介绍中不难看出，这类材料的开发初期有以 下两个特点：
60年代末70年代初开始，这类新一代塑料发展 的原始推动力是当时美、苏两霸的军备竞赛的急需。
所以当这类材料一问世，西方巴黎统筹委员会 （COCOM组织）即将其列为战略物资向中国等
社会主义国家封锁禁运。 下面分品种作些简单介绍：
（1）聚酰亚胺（PI，1964，Dupun公司）
O
O
C
C
O
O + NH2
可要从实现产业化来讲，与国际上相比可以说差距是“天 壤之别”也许并不过分。因为据我所知至今在我国能称得上 真正意义上产业化的只有PPS一个品种。
二、国际上特种工程塑料的发展历程及现状 （一）国际上的发展历程
特种工程塑料（Super EP）,更早期被称为耐高 温高分子材料，即长期使用温度在150℃以上的一 类高分子材料，进入本世纪又开始采用高性能聚 合物（high performance polymer）,从而把半芳香 尼龙，长链尼龙，液晶高分子等也纳入这个范畴。
价格：5000日元/Kg
（4）聚芳酯（EKONOL,1972,日本住友化学公司）
特性：连续使用温度高，线膨胀系数小，吸水率小而耐磨耗性大 耐药品性好，尺寸稳定性好
用途：利用上述特性制作机械零部件、电子电器零部件等
（5）聚芳酯（U-polymer，1973，Unitika,ltd.）
（9）聚醚醚酮 (PEEK,1981,ICI公司)
特性：耐热等级高，长期使用温度240℃ 机械强度高，电性能好，阻燃UL-94 V-0 耐药品性好，耐热水性好，耐辐射性好
用途：汽车零部件，电器、电子零部件 机械零部件，核电用 耐防腐式功能涂层
从上述发展历程介绍中不难看出，这类材料的开发初期有以 下两个特点：
60年代末70年代初开始，这类新一代塑料发展 的原始推动力是当时美、苏两霸的军备竞赛的急需。
所以当这类材料一问世，西方巴黎统筹委员会 （COCOM组织）即将其列为战略物资向中国等
社会主义国家封锁禁运。 下面分品种作些简单介绍：
（1）聚酰亚胺（PI，1964，Dupun公司）
O
O
C
C
O
O + NH2
可要从实现产业化来讲，与国际上相比可以说差距是“天 壤之别”也许并不过分。因为据我所知至今在我国能称得上 真正意义上产业化的只有PPS一个品种。
二、国际上特种工程塑料的发展历程及现状 （一）国际上的发展历程
特种工程塑料（Super EP）,更早期被称为耐高 温高分子材料，即长期使用温度在150℃以上的一 类高分子材料，进入本世纪又开始采用高性能聚 合物（high performance polymer）,从而把半芳香 尼龙，长链尼龙，液晶高分子等也纳入这个范畴。
聚合反应聚合物的化学反应PPT课件
ν
kp
[M]
2(fkd k t )1/2 [I]1/2
第27页/共119页
二、自由基共聚 合
共聚合：由两种或两种以上单体共同参加的聚合反应。 自由基共聚合：使用自由基作为聚合的引发剂时的共聚 反应
特点：聚合物组成与单体配料组成不同；聚合先后期 生成的产物组成不同。
意义：最重要的聚合物改性技术；增加品种，扩大 应用范围，扩大合成聚合物的原料范围
聚体等低聚物，随后这些低聚物间进行反应，分子量随 反应时间逐步增加。 • 3、在逐步聚合全过程中，体系由单体和分子量递增的 一系列中间产物所组成。 • 4、绝大多数的缩聚反应属逐步聚合反应。
第9页/共119页
一、自由基聚合反应
（一）自由基的产生与活性
物理作用：加热、光照、辐射 化学作用: 引发剂引发单体
第28页/共119页
• 说明： 共聚合反应多用于连锁聚合，对于两种单体发生的缩聚反应则不采用“共聚合”这 一术语
第29页/共119页
三、离子型聚合及开环聚合
（一）离子型聚合---链增长活性中心为离子的
聚合反应。 离子聚合特点（和自由基聚合比较）
根本区别在于聚合活性种不同 离子聚合的活性种是带电荷的离子：碳阳
第22页/共119页
2、链增长
放热反应，聚合热约 8.4×10kJ/mol
链增长反应的两个特征：
E ≈ 21 ~ 33.5kJ/mol
i. 链增长反应的活化能较低，反应速率很大 ii.只存在单体和聚合物两种组分
第23页/共119页
3、链终止—链自由基失去活性形成稳定聚合物分子的反应。
偶合终止 歧化终止
第18页/共119页
2 ） 油溶性氧化—还原体系 • 氧化剂：氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化 二酰基等 • 还原剂：叔胺、环烷酸盐、硫醇、有机金属化 合物等
《高中化学一课时：材料世界的奇迹-聚合物》PPT课件
交联聚合物
分子链之间存在交联结构，如橡胶。
聚合反应
1
自由基聚合
自由基引发聚合反应，如聚合乙烯。
阴离子聚合
2
阴离子引发聚合反应，如聚丙烯酸。
3
降解反应
聚合物的降解反应，如聚酯纤维的水解 降解单体共聚而成的聚合物，如 聚苯乙烯。
热固性塑料
加热后会交联固化，形成硬、耐热的聚合物， 如环氧树脂。
3
纤维原料
用于纺织业，如聚酯纤维。
电子材料
4
用于电子元件的绝缘材料、导电材料等。
聚合物的环保问题
1 聚合物的生产会产生
污染
生产聚合物需要耗费能源 和产生废气、废水、废固 体。
2 聚合物的降解问题
聚合物的降解速度较慢， 容易积累在环境中。
3 聚合物废弃物的处理
方法
需要开发环保的废弃物处 理方法，如循环利用和分 解利用。
总结
聚合物的历史与现状
聚合物产业的历史发展和目前 的重要地位。
聚合物的应用前景
聚合物在未来的应用发展趋势 和前景预测。
聚合物的环保重要性
聚合物对环保的影响和环保意 识的重要性。
高中化学一课时：材料世 界的奇迹——聚合物
聚合物是材料世界的奇迹之一。本课时将介绍聚合物的定义、分类，聚合反 应，结构与性质，生产，应用以及环保问题。
聚合物的定义与分类
定义
聚合物是由重复单元（或称聚合单体）通过共 价键连接而成的大分子化合物。
分支聚合物
分子链呈分支状排列，如聚氯乙烯。
线性聚合物
分子链呈直线排列，如聚乙烯。
热塑性塑料
在加热后可以软化、塑性可变，如聚乙烯。
弹性体
拥有良好的弹性和回弹性，如天然橡胶。
分子链之间存在交联结构，如橡胶。
聚合反应
1
自由基聚合
自由基引发聚合反应，如聚合乙烯。
阴离子聚合
2
阴离子引发聚合反应，如聚丙烯酸。
3
降解反应
聚合物的降解反应，如聚酯纤维的水解 降解单体共聚而成的聚合物，如 聚苯乙烯。
热固性塑料
加热后会交联固化，形成硬、耐热的聚合物， 如环氧树脂。
3
纤维原料
用于纺织业，如聚酯纤维。
电子材料
4
用于电子元件的绝缘材料、导电材料等。
聚合物的环保问题
1 聚合物的生产会产生
污染
生产聚合物需要耗费能源 和产生废气、废水、废固 体。
2 聚合物的降解问题
聚合物的降解速度较慢， 容易积累在环境中。
3 聚合物废弃物的处理
方法
需要开发环保的废弃物处 理方法，如循环利用和分 解利用。
总结
聚合物的历史与现状
聚合物产业的历史发展和目前 的重要地位。
聚合物的应用前景
聚合物在未来的应用发展趋势 和前景预测。
聚合物的环保重要性
聚合物对环保的影响和环保意 识的重要性。
高中化学一课时：材料世 界的奇迹——聚合物
聚合物是材料世界的奇迹之一。本课时将介绍聚合物的定义、分类，聚合反 应，结构与性质，生产，应用以及环保问题。
聚合物的定义与分类
定义
聚合物是由重复单元（或称聚合单体）通过共 价键连接而成的大分子化合物。
分支聚合物
分子链呈分支状排列，如聚氯乙烯。
线性聚合物
分子链呈直线排列，如聚乙烯。
热塑性塑料
在加热后可以软化、塑性可变，如聚乙烯。
弹性体
拥有良好的弹性和回弹性，如天然橡胶。
聚合物材料 ppt课件
PPT课件
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添加剂
改进材料力学性能 填料、增强剂、抗冲改性剂、增塑剂
提高使用过程耐老化性的各种 稳定剂
改进耐燃性 阻燃剂 有助于加工 润滑剂、热稳定剂
PPT课件
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5.1.2 合成纤维
PP在很宽的温度(－50～
150℃) 范围内具有优异的弹性。在外力作用下可以变形，除
受热软化，冷却线变型硬或，支软链化型和分变子硬结构热塑 可重复、循环 性塑料约占全部塑料产量的
60%，产量最大、应用最广 热固性塑料 泛的是聚乙烯、聚丙烯、聚
一旦形成交联氯聚乙合烯物，、受聚热苯后乙不烯能（再占回热复塑到 可塑状态。最性后塑的料固化总阶产段量和的成80型%以过程上是）同
时进行的，所得的制品是不熔不溶的。 体型网状结构的聚合物，一般
PPT课件
19
2. 耐热性和耐老化性能
橡胶的耐热性主要取决于主链上化学键的键能
含C-C、C-O、C-H、C-F键的橡胶具有较好的耐 热性。
不饱和橡胶主链上的双键容易被臭氧氧化。次甲 基的氢也易被氧化，因而耐老化性差。饱和性橡胶 没有降解反应途径而耐热氧老化性好，
带供电取代基者容易氧化，而带吸电取代基者 较难氧化。
都是刚性的，大都含有填料。
工业上重要的品种：酚醛塑料、
氨基塑料、环氧塑料、不饱和
聚酯塑料及有机硅塑料等。
PPT课件
8
按使用范围
通用塑料
塑料
产量大、价格较低、力学性能一般、 主要作非结构材料使用的塑料，如聚氯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等
工程塑料
可作为结构材料使用，能经受较宽的温度变 化范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学性 能、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性。主要 品种有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等
大学本科高分子物理第五章《聚合物的转变与松弛》课件
链重心开始出现相对位移。模量再次急速下降。 聚合物既呈现橡胶弹性，又呈现流动性。对应的 转温度Tf称为粘流温度。
E: Liquid flow region 粘流态：大分子链受
外力作用时发生位移，且无法回复。行为与小分 子液体类似。
三态两区
18
线形无定形高聚物随T增大，会出现三种不同的 力学状态。
玻璃态与高弹态之间的转变叫玻璃化转变（玻 璃—橡胶转变），其区域如曲线B区，对应的温 度叫玻璃化温度，以Tg表示，是链段运动的最低 温度； 高弹态与粘流态之间 的转变叫橡胶流动转变，该 区曲线上的D区，在其对应的温度叫粘流温度， 以Tf表示，是整个大分子链开始运动的最低温度。
13
The relationship between modulus and temperature
14
Mechanical Method
Strain-temperature
Modulus-temperature
非晶高聚物（非交联）的力学状态
15
Mechanical properties and transition of polymers
Glass region
Viscosity flow transition
Liquid flow region
Glass transition Rubber-elastic plateau region
Tg – glass transition temperature 玻璃化转变温度 Tf – viscosity flow temperature 粘流温度
19
Applications of the three states
Tb~Tg
Tg~Tf
Tf~Td 20
E: Liquid flow region 粘流态：大分子链受
外力作用时发生位移，且无法回复。行为与小分 子液体类似。
三态两区
18
线形无定形高聚物随T增大，会出现三种不同的 力学状态。
玻璃态与高弹态之间的转变叫玻璃化转变（玻 璃—橡胶转变），其区域如曲线B区，对应的温 度叫玻璃化温度，以Tg表示，是链段运动的最低 温度； 高弹态与粘流态之间 的转变叫橡胶流动转变，该 区曲线上的D区，在其对应的温度叫粘流温度， 以Tf表示，是整个大分子链开始运动的最低温度。
13
The relationship between modulus and temperature
14
Mechanical Method
Strain-temperature
Modulus-temperature
非晶高聚物（非交联）的力学状态
15
Mechanical properties and transition of polymers
Glass region
Viscosity flow transition
Liquid flow region
Glass transition Rubber-elastic plateau region
Tg – glass transition temperature 玻璃化转变温度 Tf – viscosity flow temperature 粘流温度
19
Applications of the three states
Tb~Tg
Tg~Tf
Tf~Td 20
《缩聚和逐步聚合》课件
扩散控制机理
聚合过程中单体分子在聚合物链附近的扩散和碰撞是控制步骤。
反应控制机理
聚合过程中单体分子之间的化学反应是控制步骤。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
温度
通常需要在一定温度下进行聚合，以促进单体分子之间的化学反应。
压力
通常需要在一定压力下进行聚合，以促进单体分子之间的碰撞和扩散。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
02
逐步聚合的特点是反应速度较慢，产物高分子量较高，反应条件较为温和，但 在反应过程中可能会产生气泡和低分子量副产物。
03
在应用方面，缩聚反应在合成高分子材料方面应用广泛，尤其在合成高性能纤 维和工程塑料方面具有优势；而逐步聚合在合成涂料和粘合剂方面应用较多， 尤其是在建筑和家具行业。
CHAPTER 05
催化剂
某些逐步聚合反应需要使用催化剂来加速聚合过程。
溶剂
某些逐步聚合反应需要在溶剂中进行，以降低聚合物的粘度并促进聚合过程中的传质和 传热。
CHAPTER 04
缩聚和逐步合成高分子材料
缩聚反应可以合成各种高分子材料，如聚酯、聚 酰胺、聚氨酯等，广泛应用于塑料、纤维、橡胶 等领域。
缩聚和逐步聚合的未来展望
新材料与新技术的应用
随着科技的发展，将会有更多的新材料和新技术应用于缩 聚和逐步聚合领域，推动聚合物的不断创新和发展。
可持续发展与环保
未来的缩聚和逐步聚合将更加注重可持续发展和环保，采 用更加环保的原料和催化剂，降低能耗和污染，实现聚合 物的绿色合成。
跨学科合作与交叉融合
随着各学科之间的交叉融合，未来的缩聚和逐步聚合将更 加注重与其他领域的合作与交流，如化学、物理、生物医 学等，推动聚合物的多元化和智能化发展。
聚合过程中单体分子在聚合物链附近的扩散和碰撞是控制步骤。
反应控制机理
聚合过程中单体分子之间的化学反应是控制步骤。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
温度
通常需要在一定温度下进行聚合，以促进单体分子之间的化学反应。
压力
通常需要在一定压力下进行聚合，以促进单体分子之间的碰撞和扩散。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
02
逐步聚合的特点是反应速度较慢，产物高分子量较高，反应条件较为温和，但 在反应过程中可能会产生气泡和低分子量副产物。
03
在应用方面，缩聚反应在合成高分子材料方面应用广泛，尤其在合成高性能纤 维和工程塑料方面具有优势；而逐步聚合在合成涂料和粘合剂方面应用较多， 尤其是在建筑和家具行业。
CHAPTER 05
催化剂
某些逐步聚合反应需要使用催化剂来加速聚合过程。
溶剂
某些逐步聚合反应需要在溶剂中进行，以降低聚合物的粘度并促进聚合过程中的传质和 传热。
CHAPTER 04
缩聚和逐步合成高分子材料
缩聚反应可以合成各种高分子材料，如聚酯、聚 酰胺、聚氨酯等，广泛应用于塑料、纤维、橡胶 等领域。
缩聚和逐步聚合的未来展望
新材料与新技术的应用
随着科技的发展，将会有更多的新材料和新技术应用于缩 聚和逐步聚合领域，推动聚合物的不断创新和发展。
可持续发展与环保
未来的缩聚和逐步聚合将更加注重可持续发展和环保，采 用更加环保的原料和催化剂，降低能耗和污染，实现聚合 物的绿色合成。
跨学科合作与交叉融合
随着各学科之间的交叉融合，未来的缩聚和逐步聚合将更 加注重与其他领域的合作与交流，如化学、物理、生物医 学等，推动聚合物的多元化和智能化发展。
《聚合物的流变性》课件
1 什么是聚合物高分子溶液？
指聚合物与溶剂混合形成的流体体系。
2 聚合物高分子溶液的流变行为
聚合物高分子溶液在剪切作用下表现出复杂的流变性质。
八、聚合物的流变行为与化学结构的相关性
1 聚合物化学结构对流变行为的影响
聚合物的分子结构直接影响其流变行为和性 质。
2 聚合物流变行为的调控
通过调整聚合物的化学结构可以改变其流变 性质，实现特定的应用需求。
剪切测试
通过施加剪切力来测量聚合物的 流变性。
动态测试
通过施加动态加载来测量聚合物 的流变性。
六、非牛顿流体的流变学
1 什么是非牛顿流体？
非牛顿流体的黏度随剪切速率或剪切应力的变化而变化。
2 聚合物的非牛顿流变性
聚合物在不同条件下表现出非线性、时间依赖等多种复杂的流变行为。
七、聚合物高分子溶液的流变学
《聚合物的流变性》PPT 课件
通过学习《聚合物的流变性》PPT课件，了解聚合物的流变性质以及其在不同 领域中的应用，为您提供全方位的知识与见解。让我们一起探索这个引人入 胜的主题吧！
一、聚合物概述
1 什么是聚合物？
聚合物是由大量重复单元结合而成的高分子 化合物，具有多样的结构和性质。
2 聚合物的种类
聚合物种类繁多，包括塑料、橡胶、纤维等， 广泛应用于各个领域。
二、聚合物的流变性定义及原理
1 什么是聚合物的流变性？
聚合物的流变性是指其在受力下发生形变和流动的能力。
2 聚合物流变性的原理
聚合物流变性的原理涉及分子间相互作用、链段的运动和排列等因素。
三、聚合物流变学的分类
剪切流变学
研究聚合物在不同剪切速率下的变形和流动行为。
2 药物输送的控制
指聚合物与溶剂混合形成的流体体系。
2 聚合物高分子溶液的流变行为
聚合物高分子溶液在剪切作用下表现出复杂的流变性质。
八、聚合物的流变行为与化学结构的相关性
1 聚合物化学结构对流变行为的影响
聚合物的分子结构直接影响其流变行为和性 质。
2 聚合物流变行为的调控
通过调整聚合物的化学结构可以改变其流变 性质，实现特定的应用需求。
剪切测试
通过施加剪切力来测量聚合物的 流变性。
动态测试
通过施加动态加载来测量聚合物 的流变性。
六、非牛顿流体的流变学
1 什么是非牛顿流体？
非牛顿流体的黏度随剪切速率或剪切应力的变化而变化。
2 聚合物的非牛顿流变性
聚合物在不同条件下表现出非线性、时间依赖等多种复杂的流变行为。
七、聚合物高分子溶液的流变学
《聚合物的流变性》PPT 课件
通过学习《聚合物的流变性》PPT课件，了解聚合物的流变性质以及其在不同 领域中的应用，为您提供全方位的知识与见解。让我们一起探索这个引人入 胜的主题吧！
一、聚合物概述
1 什么是聚合物？
聚合物是由大量重复单元结合而成的高分子 化合物，具有多样的结构和性质。
2 聚合物的种类
聚合物种类繁多，包括塑料、橡胶、纤维等， 广泛应用于各个领域。
二、聚合物的流变性定义及原理
1 什么是聚合物的流变性？
聚合物的流变性是指其在受力下发生形变和流动的能力。
2 聚合物流变性的原理
聚合物流变性的原理涉及分子间相互作用、链段的运动和排列等因素。
三、聚合物流变学的分类
剪切流变学
研究聚合物在不同剪切速率下的变形和流动行为。
2 药物输送的控制
高分子聚合物概述ppt课件
支化结构 熔点(℃) 110～125 105～115
链结构 聚苯乙烯PS
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区（齐聚物）
高聚物
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围。 超高分子量的聚合物的分子量高达106 以上。
分子量的分散性
高聚物分子量的多分散性 即使是一种“纯粹”的高分子，也是由化学组成相同、分子量不等、结 构不同的同系聚合物的混合物所组成。
越大越分散
分子链结构
高分子链的几何形状大致有三种： 线形、支链形、体形
高分子材料的分类
通用高分子
按 性 质 和 用 途 分 类
塑料
以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂 和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。
纤维 橡胶 涂料 胶粘剂
纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
• 3）合成高分子材料
合成高分子是指从结构和分子量都已知的小分子原料出发，通过 一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物。如：聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶 等。
• 4）改性合成高分子材料
是从小分子单体合成的聚合物，再经化学反应方法加以改性获得 的高分子材料。如把聚醋酸乙烯醇解，获得了聚乙烯醇，用化 学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料，如氯化 聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS树脂也属于这一 类。
在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构 单元（Structure unit）。
★ 由两种结构单元组成的高分子
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• 但是当时人们使用的还都是天然橡胶。这种在 2000年前生活在赤道附近的人们就已经学会在 热带雨林生长的树木中提取汁液或者乳状物来 制成的东西，到20世纪初已经远远不能满足当 时轮胎以及电气工业对橡胶急剧增长的需求， 而且天然橡胶在被用作轮胎时性能也谈不上优 异。这时卡尔·杜伊斯堡预见到橡胶业务有利 可图，于是促成拜耳公司对天然橡胶替代品的 开发研究。当时的化学家们已经发现构成这种 弹性材料的链分子实际上是由一排排的组分构 成的，他们将之称为橡胶基质。由于这种橡胶 基质难以提取，因此霍夫曼转而研制具有类似 化学结构的物质。
• 1931年，美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲 基丙烯酸甲酯，制造出有机玻璃。
• 1926年，美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯 乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中，在冷却 后，意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性 的增塑聚氯乙烯。这一偶然发现打开了聚氯乙 烯得以工业生产的大门
三大聚合物发展史
三大聚合物发展史
• 在这一时期通用塑料的产量迅速增大， 聚烯烃塑料在70年代又有聚1-丁烯和聚4甲基-1-戊稀投入生产，形成了世界上产 量最大的聚烯烃塑料系列。同时出现了 多品种高性能工程塑料。
• 1958~1973年塑料工业处于飞速发展期， 1970年产量30mt。同时由单一的通过改 性发展成为系列品种。而且开发了高性 能工程塑料。
三大聚合物发展史
• 塑料的世界总产量从1904年的10kt，猛增至 1944年的600kt，1956年达到3.4Mt。随着聚乙烯 、聚氯乙烯和聚苯乙烯等通用塑料的发展，原 料也从煤转向了以石油为主，这不仅保证了高 分子化工原料的充分供应，也促进了石油化工 的发展，使原料得以多层次利用，创造了更高 的经济价值。
• 第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年，由英 国氰氨公司投入工业生产。
• 1911年，英国F.E.马修斯制成了聚苯乙烯，但 存在工艺复杂、树脂老化等问题
三大聚合物发展史
• 1930年，德国法本公司解决了上述问题，在路 德维希港用本体聚合法进行工业生产。在对聚 苯乙烯改性的研究和生产过程中，已逐渐形成 以苯乙烯为基础，与其他单体共聚的苯乙烯系 树脂，扩展了它的应用范围。
• 1931年德国法本公司在比特费尔德用乳液法生 产聚氯乙烯。
• 1941年，美国又开发了悬浮法生产聚氯乙烯的 技术。从此，聚氯乙烯一直是重要的塑料品种 ，它又是主要的耗氯产品之一，在一定程度上 影响着氯碱工业的生产。
• 1939年，美国氰氨公司开始生产三聚氰胺-甲醛 树脂的模塑粉、层压制品和涂料。
• 1904年世界塑料产量仅有10kt，还没形成独立 的工业部门。
三大聚合物发展史
• 1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合 成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一 个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。在酚醛 树脂中，加入填料后，热压制成模压制品、层 压板、涂料和胶粘剂等。这是第一个完全合成 的塑料。
三大聚合物发展史
三大聚合物发展史
Plastic cement
从第一个塑料赛璐璐诞生算起，塑料工业 迄今已有120年的历史。可分为
1.天然高分子阶段 2.合成树脂阶段 3.大发展阶段
三大聚合物发展史
• 1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中 加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质， 热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。
• 1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公 司进行生产。在40年代以前，酚醛塑料是最主 要的塑料品种，约占塑料产量的2/3。主要用 于电器、仪表、机械和汽车工业。
三大聚合物发展史
• 1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要 原因首先是德国化学家Нቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ施陶丁格提出高分子 链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成 的理论和不熔不溶性热固性树脂的交联网状结 构理论。
• 1929年美国化学家W.H.卡罗瑟斯提出了缩聚理 论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定基 础。
三大聚合物发展史
• 同时，由于当时化学工业总的发展十分迅速， 为塑料工业提供了多种聚合单体和其他原料。 当时化学工业最发达的德国迫切希望摆脱大量 依赖天然产品的局面，以满足多方面的需求。 这些因素有力地推动了合成树脂制备技术和加 工工业的发展。
三大聚合物发展史
• 1973年后的10年间，能源危机影响了塑料工业 的发展速度。70年代末，各主要塑料品种的世 界年总产量分别为：聚烯烃19Mt，聚氯乙烯超 过100kt，聚苯乙烯接近80kt，塑料总产量为 63.6Mt。
• 1982年开始复苏。1983年起塑料工业超过历史 最高水平，产量达72Mt。目前，以塑料为主体 的合成材料的世界体积产量早已超过全部金属 的产量。
• 1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象 牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电 影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发 展了模压成型技术。
• 1903年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋 酸纤维素和注射成型方法。
三大聚合物发展史
• 1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。在此 期间，一些化学家在实验室里合成了多种聚合 物，如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 氯乙烯等，为后来塑料工业的发展奠定了基础 。
三大聚合物发展史
• 1933年英国卜内门化学工业公司在进行乙烯与 苯甲醛高压下反应的试验时，发现聚合釜壁上 有蜡质固体存在，从而发明了聚乙烯。
• 1939年该公司用高压气相本体法生产低密度聚 乙烯。
• 1953年联邦德国K.齐格勒用烷基铝和四氯化钛 作催化剂，使乙烯在低压下制成为高密度聚乙 烯，1955年联邦德国赫斯特公司首先工业化。 不久，意大利人G.纳塔发明了聚丙烯，1957年 意大利蒙特卡蒂尼公司首先工业生产。从40年 代中期以来，还有聚酯、有机硅树脂、氟树脂 、环氧树脂、聚氨酯等陆续投入了工业生产。
三大聚合物发展史
Rubber
三大聚合物发展史
100年前，德国化学家弗兹·霍夫曼研究合成橡 胶的动力或许来自于德国拜耳公司前身弗里德 里希·拜耳染料厂的一个悬赏令：这家公司于 1906年提出，如果有人能够在1909年11月1日之 前成功“研制出制造橡胶或橡胶替代品的方法 ”，公司将奖励发明者两万马克。这是当时的 拜耳总裁卡尔·杜伊斯堡的主意。当时，借助 于苏格兰兽医约翰·伯德· 邓禄普和法国 的 米其林兄弟的发明创造，人们已经给自行车 、公共马车以及刚刚诞生不久的汽车装上了轮 胎。