高分子物理化学全套课件讲解
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高分子物理ppt
值，不随温度变化
自由体积理论认为，玻璃化温度以下，高聚物体
积随温度升高而发生的膨胀是由于固有体积的膨
胀。即玻璃化温度以下，聚合物的自由体积几乎
是不变的。
41
自由体积理论示意图
d V Tg以上
V
玻璃态
橡胶态
d T
r
膨胀率
Vr
Vr =Vg +ddV Tr (T-Tg)
Vg
V0+Vf Vf V0
Vhf =Vf T-Tg d dV Trd dV Tg
弛时间谱”
9
3. 高分子运动的温度依赖性（松弛时间 与温度有关）
分子的内能增加：活化运动单元 聚合物的体积增大：增加自由空间
升高温度可使松弛过程加快，时间变短；若不升温 则只有延长时间才能观察到分子运动
升温与延长观察时间是等效的（时温等效原理）
Time-Temperature superposition）
dV
d T
g
Tg以下 膨胀率
T = Tg Vg =Vf +V0 +ddV TgTg
0
Tg Tr
T
玻璃化温度就是自由体积降至最低值时的临界温度 42
自由体积膨胀率
在Tg以上, 体积膨胀率的变化是由于自由体积在Tg以 上时也发生了膨胀。
自由体积膨胀率
dV dT
r
dV dT
g
因此在Tg以上某温度时的自由体积Vhf为:
分子运动不同 分子运动不同
性能不同 性能不同
高聚物的分子运动是联系高聚物结 构单元的多重性
多种运动单元：
分子链、链段、侧基、支链、链节、晶区的运动等
多种运动模式：
➢ 分子链的运动：熔体流动
自由体积理论认为，玻璃化温度以下，高聚物体
积随温度升高而发生的膨胀是由于固有体积的膨
胀。即玻璃化温度以下，聚合物的自由体积几乎
是不变的。
41
自由体积理论示意图
d V Tg以上
V
玻璃态
橡胶态
d T
r
膨胀率
Vr
Vr =Vg +ddV Tr (T-Tg)
Vg
V0+Vf Vf V0
Vhf =Vf T-Tg d dV Trd dV Tg
弛时间谱”
9
3. 高分子运动的温度依赖性（松弛时间 与温度有关）
分子的内能增加：活化运动单元 聚合物的体积增大：增加自由空间
升高温度可使松弛过程加快，时间变短；若不升温 则只有延长时间才能观察到分子运动
升温与延长观察时间是等效的（时温等效原理）
Time-Temperature superposition）
dV
d T
g
Tg以下 膨胀率
T = Tg Vg =Vf +V0 +ddV TgTg
0
Tg Tr
T
玻璃化温度就是自由体积降至最低值时的临界温度 42
自由体积膨胀率
在Tg以上, 体积膨胀率的变化是由于自由体积在Tg以 上时也发生了膨胀。
自由体积膨胀率
dV dT
r
dV dT
g
因此在Tg以上某温度时的自由体积Vhf为:
分子运动不同 分子运动不同
性能不同 性能不同
高聚物的分子运动是联系高聚物结 构单元的多重性
多种运动单元：
分子链、链段、侧基、支链、链节、晶区的运动等
多种运动模式：
➢ 分子链的运动：熔体流动
高分子物理化学全套课件
• 蛋白质在生命体内担当着物质输送、代谢、光 合成、运动和信息传递等重要功能。例如由于 肌肉中肌动朊和肌球朊两种蛋白质的特殊的配 臵，它们的相互作用实现了肌肉的收缩机能。
2.3 蛋白质
• 蛋白质的结构从小到大可以分为一次结 构、二次结构、三次结构等。 • 一次结构：分子内氨基酸的排列，每一 种蛋白质分子中不同氨基酸有严格相同 的序列。分子有均一的长度，例如胰岛 素的所有分子有相同的分子量或链长。
2.3 蛋白质
• 二次结构：由于分子内或分子间的氢键 而形成的分子在近程的空间的规则结构。 其中α型结构是由于分子内NH基和CO基 间的氢键形成的螺旋结构(右旋)；而β 型结构是由于分子间的氢键而产生的平 行或反平行两种片状结构。图2-11是蛋 白质α型和β型结构的示意图。
α螺旋的四种表示方法
2.4 核酸
表2-4 核酸 类型 DNA、RNA的核苷酸的三种构成物质 糖 碱基 磷酸
DNA
腺嘌呤（A）、鸟嘌 脱氧核糖 呤（G）胞嘧啶（C） 、胸腺嘧啶（T）
磷酸
RNA
核糖
腺嘌呤（A）、鸟嘌 呤（G）胞嘧啶（C） 、脲嘧啶（U）
磷酸
2.4 核酸
NH2 N N N CH N H H2N N 鸟嘌呤 G O H3C N N H 胞嘧啶C O N H 尿嘧啶U RNA特有 NH O N H NH O O N H
蛋白质
动物的皮 可制成皮 革，是鞋 和衣服的 原料
明胶，而驴皮 熬制的胶是一 种药材—阿胶
明胶的来源和用途
水溶性蛋白质混合物，皮肤、韧带、肌 腱中的胶原经酸或碱部分水解或在水中煮 沸而产生，在35～40℃水中溶胀形成凝胶， 广泛用于食品、医药、黏合剂、感光底片、 滤光片等。
明胶
蛋白泡沫迫降跑道
2.3 蛋白质
• 蛋白质的结构从小到大可以分为一次结 构、二次结构、三次结构等。 • 一次结构：分子内氨基酸的排列，每一 种蛋白质分子中不同氨基酸有严格相同 的序列。分子有均一的长度，例如胰岛 素的所有分子有相同的分子量或链长。
2.3 蛋白质
• 二次结构：由于分子内或分子间的氢键 而形成的分子在近程的空间的规则结构。 其中α型结构是由于分子内NH基和CO基 间的氢键形成的螺旋结构(右旋)；而β 型结构是由于分子间的氢键而产生的平 行或反平行两种片状结构。图2-11是蛋 白质α型和β型结构的示意图。
α螺旋的四种表示方法
2.4 核酸
表2-4 核酸 类型 DNA、RNA的核苷酸的三种构成物质 糖 碱基 磷酸
DNA
腺嘌呤（A）、鸟嘌 脱氧核糖 呤（G）胞嘧啶（C） 、胸腺嘧啶（T）
磷酸
RNA
核糖
腺嘌呤（A）、鸟嘌 呤（G）胞嘧啶（C） 、脲嘧啶（U）
磷酸
2.4 核酸
NH2 N N N CH N H H2N N 鸟嘌呤 G O H3C N N H 胞嘧啶C O N H 尿嘧啶U RNA特有 NH O N H NH O O N H
蛋白质
动物的皮 可制成皮 革，是鞋 和衣服的 原料
明胶，而驴皮 熬制的胶是一 种药材—阿胶
明胶的来源和用途
水溶性蛋白质混合物，皮肤、韧带、肌 腱中的胶原经酸或碱部分水解或在水中煮 沸而产生，在35～40℃水中溶胀形成凝胶， 广泛用于食品、医药、黏合剂、感光底片、 滤光片等。
明胶
蛋白泡沫迫降跑道
《高分子物理》ppt课件(2024)
温度对溶解的影响
温度升高有利于高分子链的运动 和舒展，促进溶解；但过高的温 度可能导致高分子降解。
2024/1/24
12
高分子溶液粘度与流变性
1 2
粘度的定义与测量
粘度是高分子溶液的重要性质之一，反映了溶液 内摩擦阻力的大小，可通过粘度计进行测量。
浓度对粘度的影响
高分子溶液粘度随浓度的增加而增大，呈现非线 性关系。
击穿电压
击穿电压是指材料在电场作用下发生击穿现象的电压值。 高分子材料具有较高的击穿电压，可用于高压绝缘领域。
24
折射率、透光率等光学性能
01
折射率
高分子材料的折射率通常较低，接近于1.5左右。这使得高分子材料在
光学器件中具有广泛的应用，如透镜、棱镜等。
02
透光率
透光率是指材料对可见光的透过能力。高分子材料具有良好的透光性，
2024/1/24
6
PART 02
高分子链结构与形态
REPORTING
2024/1/24
7
高分子链化学结构
链的组成与结构单元
链的支化与交联
高分子链由许多结构单元通过共价键 连接而成，每个结构单元通常包含一 个或多个原子或原子团。
支化是指高分子链上分支结构的形成 ，而交联则是指不同高分子链之间的 连接。支化和交联都会对高分子的物 理性质产生显著影响。
高分子物理研究方法与技 术
REPORTING
2024/1/24
27
X射线衍射法研究晶体结构
X射线衍射原理
01
利用X射线在晶体中的衍射现象，通过分析衍射图谱
获得晶体结构信息。
高分子晶体结构特点
02 高分子晶体通常由分子链折叠形成的片晶组成，具有
高分子物理化学公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
第一章高分子基础知识
元素有机聚合物主链上没有碳元素，普通由Si、B. N、P、Ge和O等元素构成，但侧链上含有有机基团。比如 有机硅聚合物。
CH3 [ Si O ]n 无机高分子无论在主链还是侧链C上H3均没有碳元素。例
如玻璃、陶瓷等均属这类。不在本课程讨论之列。
第121页2
第一章高分子基础知识
O H2N [ (CH2)6 C
H OCN [ (CH2)6 N
HO [
CH3 C CH3
H N ]n (CH2)6
COOH
O C O (CH2)4 ]n OH
O O C O ]n OH
聚对苯二甲酸乙二酯（涤纶树脂） 聚己二酰己二胺（尼龙—66） 聚ω—氨基己酸酯（尼龙—6） 聚氨酯 聚碳酸酯
第101页0
“氯
第171页7
第一章高分子基础知识
共聚物命名: 从参与共聚两种单体名称中间加连接线构成基本名
称，然后在其后面加上“共聚物”三字。 如由氯乙烯和醋酸乙烯酯共聚而成聚合物，称为“氯
乙烯—醋酸乙烯酯共聚物”；由乙烯和丙烯共聚而成聚合 物，称为“乙烯—丙烯共聚物”等。
也可从参与共聚两种单体中各取一个典型文字构成基 本名称，然后在其后面加上“树脂”两字。
苯橡胶”；由丁二烯和丙烯腈共聚而成聚合物, 称为“丁腈 橡胶”；由丁二烯聚合而成顺式聚丁二烯橡胶, 称为“顺丁 橡胶”；由氯丁二烯聚合而成橡胶, 称为“氯丁橡胶”等。
由乙烯、丙烯和二烯烃共聚而成橡胶, 则称为“三元 乙丙橡胶”。
第222页2
第一章高分子基础知识
化学纤维普通为均聚物，其商业名称为取其结构单元名 称中一个特性文字，然后在后面加上“纶”字。
子质量为聚合度整数倍。
第3页3
高分子物理化学全套课件
21
贝克兰（1863-1944） 贝克兰用来合成酚醛树脂 的反应釜
22
电器元件
23
聚乙烯的发明
19世纪30年代，英国帝国化学公司（ICI）的福西特和吉布 森想让乙烯和苯甲醛在 140MPa 的高压和 170℃ 温度下进行 反应。未发生预期反应，却发现器壁上有一层白色蜡状的固 体薄膜——乙烯的聚合物。之后的爆炸事故使实验不得不终 止下来。 1935年,ICI的另几位研究人员帕林、巴顿和威廉姆斯决定 重复上述试验。经分析，它与两年前被福西特发现的蜡状 薄膜是同一种物质——聚乙烯。
聚合物合成和反应 功能高分子 高分子物理
聚合物的表征、结构和性 能的关系
高分子材料
高分子工程
聚合物合成工艺和加工成型工艺
综 合 研 究 领 域
高分子化学
制备
结构
加工
性能
应用
4
高分子物理
目录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 概论 天然高分子 链式聚合反应 逐步聚合反应 聚合物的化学反应 聚合物的结构 聚合物的性质 合成材料 聚合物的加工成型 高分子化学 高分子化学 高分子化学 高分子物理 高分子物理 高分子材料 高分子加工
36
氯丁橡胶的出现
美国也大力研究合成橡胶。1931年首先合成了氯丁橡胶，
氯原子使氯丁橡胶具有天然橡胶所不具备的一些抗腐蚀性 能。例如，它对于汽油之类的有机溶剂具有较高的抗腐蚀 性能，远不像天然橡胶那样容易软化和膨胀。因此，像导 油软管这样的用场，氯丁橡胶实际上比天然橡胶更为适宜。 氯丁橡胶首次清楚地表明，正如在许多其他领域一样，在 合成橡胶领域，实验室的产物并不一定只能充当天然物质 的代用品，它的某些性能能够比天然物质更好。
《高分子物理与化学》PPT课件
维呢纶 6～7.5 顺丁烯胶 25～3
2. 分子量具有多分散性
▪ 什么是分子量的多分散性？
▪ 高分子〔除少数天然高分子如蛋白质、 DNA等外〕不是由单一分子量的化合物所组 成
▪ 即使是一种“纯粹〞的高分子，也是由化学 组成一样、分子量不等、构造不同的同系聚 合物的混合物所组成
这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、 参差不齐〕的特性，就称为分子量的多分散性
1.分子量大
分子量大是高分子的根本性质 高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如： 高分子的溶液性质： 难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段 溶液粘度比同浓度的小分子高得多 分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化 固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜
▪ 分子量多大才算是高分子？
《高分子物理与化学》 PPT课件
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1. 根底知识
▪ 高分子科学是当代开展最迅速 的学科之一
式中，Wi，Ni，Mi分别为i-聚体的重量、分子数、分子量 i = 1－∞
数均分子量是通过依数性方法(冰点降低法、沸点升高法、 渗透压法、蒸汽压法) 和端基滴定法测定
重均分子量 是按照聚合物的质量进展统计平均的分子量
i-聚体的分子量乘以其重量分数的加和
构造单元
构造单元
重复构造单元
此时 ，两种构造单元构成一个重复构造单元
▪ 单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子
构造单元 重复单元 单体单元
但, 重复单元＝链节
高分子化学PPT全套课件(2024)
反应过程中存在链引发、链增长、链终止 等步骤；反应速率与引发剂浓度和单体浓 度有关；聚合度与转化率不成正比。
连锁聚合反应类型
连锁聚合反应实施方法
包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚 合等。
本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合 等。
开环聚合反应原理及方法
开环聚合反应定义
开环聚合反应是一种特殊的高分子合成方法，通过环状单体的开环加 成反应，生成高分子化合物。
通过测量高分子化合物对 红外光的吸收，可以确定 其化学结构和官能团。
利用核磁共振现象研究高 分子化合物的结构和动力 学行为，包括1H NMR、 13C NMR等。
通过测量高分子化合物的 质荷比，可以推断其分子 量和结构信息。
利用不同分子量高分子在 色谱柱中的保留时间差异 ，可以测定其分子量分布 和平均分子量。
分子量分布
分子量分布宽度也会影响高分子材料的性能。较窄的分子量分布通常意味着材 料具有更好的力学性能和加工稳定性，而较宽的分子量分布可能会提高材料的 韧性和冲击强度。
05 高分子材料加工与改性技 术
高分子材料加工成型技术
挤出成型
通过挤出机将高分子材料加热熔 融，经模头挤出得到所需截面形
状的连续型材。
注射成型
将高分子材料加热熔融后注入模具 型腔，经冷却固化得到制品。
压延成型
将高分子材料通过压延机的两个或 多个旋转辊筒间隙，使其受到挤压 和延展，成为一定厚度和宽度的薄 片状制品。
高分子材料共混改性技术
机械共混
通过机械搅拌或高速剪切作用，使两种或多种高分子材料均匀混 合，改善材料的性能。
溶液共混
将不同高分子材料溶解于共同溶剂中，形成均相溶液，再除去溶 剂得到共混物。
高分子物理化学全套PPT课件课件
通过深入研究高分子材料的微观结构和宏观性能之间的关系，为高分 子材料的设计和制备提供理论指导。
探索新型高分子材料的合成方法
发展新型的高分子合成方法，实现高效、环保、低成本的合成，提高 高分子材料的性能和功能。
拓展高分子材料的应用领域
将高分子材料应用于新能源、生物医学、环保等领域，开发具有创新 性和实用性的高分子材料。
高分子物理化学的发展历程
• 总结词：高分子物理化学的发展历程包括起步阶段、成长阶段和繁荣阶段，其 发展推动了人类社会的进步。
• 详细描述：高分子物理化学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家开 始对高分子物质进行研究，并发现了高分子化合物的长链结构和多分散性等特 点。随着研究的深入，人们逐渐认识到高分子物质的结构和性质在不同尺度上 存在差异，并开始从微观到宏观的不同尺度上进行研究。在成长阶段，高分子 物理化学的研究领域不断扩大，涉及的学科也越来越多，如物理学、化学、生 物学等。同时，人们开始将高分子物理化学应用于实际生产和生活中，推动了 相关产业的发展。进入21世纪后，随着科学技术的发展和人类对物质世界的 认识不断深入，高分子物理化学的研究进入繁荣阶段。人们开始深入研究高分 子物质的结构和性质，探索其在不同环境下的变化规律和机制，为解决实际问 题提供更加精准的理论支持。同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发 展，人们可以更加方便地模拟和预测高分子物质的行为和性能，进一步推动相 关领域的发展。总之，高分子物理化学的发展历程是一个不断创新和发展的过 程，其发展推动了人类社会的进步。
高分子物理化学全套 ppt课件
目录
• 高分子物理化学概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备 • 高分子反应与改性 • 高分子材料性能与应用 • 高分子物理化学前沿研究
探索新型高分子材料的合成方法
发展新型的高分子合成方法，实现高效、环保、低成本的合成，提高 高分子材料的性能和功能。
拓展高分子材料的应用领域
将高分子材料应用于新能源、生物医学、环保等领域，开发具有创新 性和实用性的高分子材料。
高分子物理化学的发展历程
• 总结词：高分子物理化学的发展历程包括起步阶段、成长阶段和繁荣阶段，其 发展推动了人类社会的进步。
• 详细描述：高分子物理化学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家开 始对高分子物质进行研究，并发现了高分子化合物的长链结构和多分散性等特 点。随着研究的深入，人们逐渐认识到高分子物质的结构和性质在不同尺度上 存在差异，并开始从微观到宏观的不同尺度上进行研究。在成长阶段，高分子 物理化学的研究领域不断扩大，涉及的学科也越来越多，如物理学、化学、生 物学等。同时，人们开始将高分子物理化学应用于实际生产和生活中，推动了 相关产业的发展。进入21世纪后，随着科学技术的发展和人类对物质世界的 认识不断深入，高分子物理化学的研究进入繁荣阶段。人们开始深入研究高分 子物质的结构和性质，探索其在不同环境下的变化规律和机制，为解决实际问 题提供更加精准的理论支持。同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发 展，人们可以更加方便地模拟和预测高分子物质的行为和性能，进一步推动相 关领域的发展。总之，高分子物理化学的发展历程是一个不断创新和发展的过 程，其发展推动了人类社会的进步。
高分子物理化学全套 ppt课件
目录
• 高分子物理化学概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备 • 高分子反应与改性 • 高分子材料性能与应用 • 高分子物理化学前沿研究
高分子物理-第二章-高分子凝聚态ppt课件.ppt
子链伸展并沿流动 方向平行排列。
Row nucleation
(4) 串晶 Shish-kebab structure
较低温度下， 边结晶边搅拌
PE
i-PS
(5) 伸直链晶
聚合物在高压 和高温下结晶 时，可以得到 厚度与其分子 链长度相当的 晶片
Extended chain crystal of PE Needle-like extended chain crystal of POM
球晶结构示意图
环带球晶
聚乙烯
偏光显微镜下球晶的生长
聚乙烯在125℃等温结晶
球晶的生长过程
控制球晶大小的方法
球晶的大小对性能有重要影响：球晶大透明性差、 力学性能差，反之，球晶小透明性和力学性能好。
（1） 控制形成速度：将熔体急速冷却，生成较小 的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。 （2）采用共聚的方法：破坏链的均一性和规整性， 生成较小球晶。 （3）外加成核剂：可获得小甚至微小的球晶。
《2》折叠链模型 （50年代 A。Keller提出）
实验现象：电子显微镜观察到几十微米范围的PE单晶 测得晶片厚度约为100A，且与分子量无关 X衍射还证明分子主链垂直晶片平面
提出模型：分子链规则地折叠形成厚100A的晶片 晶片再堆砌形成片晶
可以解释：片晶、球晶的结晶形态 不能解释：单晶表面密度比体密度低
nl = 2dhklsinq
n=1, 2, 3, …称为衍射级数
q为衍射角
多晶样品的衍射花样
样品
铝箔的X-射线和电子射线衍射花样
X-射线衍射花样
电子射线衍射花样晶体样品的 Nhomakorabea射曲线2.1.2 聚合物在晶体中的构象
等同周期(或称纤维周期)：高分子晶体中， 在 c 轴方向化学结构和几何结构重复单元 的距离。
Row nucleation
(4) 串晶 Shish-kebab structure
较低温度下， 边结晶边搅拌
PE
i-PS
(5) 伸直链晶
聚合物在高压 和高温下结晶 时，可以得到 厚度与其分子 链长度相当的 晶片
Extended chain crystal of PE Needle-like extended chain crystal of POM
球晶结构示意图
环带球晶
聚乙烯
偏光显微镜下球晶的生长
聚乙烯在125℃等温结晶
球晶的生长过程
控制球晶大小的方法
球晶的大小对性能有重要影响：球晶大透明性差、 力学性能差，反之，球晶小透明性和力学性能好。
（1） 控制形成速度：将熔体急速冷却，生成较小 的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。 （2）采用共聚的方法：破坏链的均一性和规整性， 生成较小球晶。 （3）外加成核剂：可获得小甚至微小的球晶。
《2》折叠链模型 （50年代 A。Keller提出）
实验现象：电子显微镜观察到几十微米范围的PE单晶 测得晶片厚度约为100A，且与分子量无关 X衍射还证明分子主链垂直晶片平面
提出模型：分子链规则地折叠形成厚100A的晶片 晶片再堆砌形成片晶
可以解释：片晶、球晶的结晶形态 不能解释：单晶表面密度比体密度低
nl = 2dhklsinq
n=1, 2, 3, …称为衍射级数
q为衍射角
多晶样品的衍射花样
样品
铝箔的X-射线和电子射线衍射花样
X-射线衍射花样
电子射线衍射花样晶体样品的 Nhomakorabea射曲线2.1.2 聚合物在晶体中的构象
等同周期(或称纤维周期)：高分子晶体中， 在 c 轴方向化学结构和几何结构重复单元 的距离。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第6章 聚合物的结构 高分子物理
第7章 聚合物的性质 高分子物理
第8章 合成材料
高分子材料
第9章 聚合物的加工成型 高分子加工 5
第1章 概论
1.1 高分子科学的发展史
6
发展期
争鸣期
萌芽期
蒙昧期
人类的文明史 = 材料的发展史
7
材料与时代的发展
铁器 时代
钢Байду номын сангаас 时代
塑料
高分子 合成纤维 时代 合成橡胶
功能高分子
青铜器 时代 石器
8
时代
一、远古时期
1、纤维素的利用——造纸
东汉（公元105年）蔡伦造纸
1987年，美国印刷工业100周年的纪念 会上时任总统布什说：“那个伟大国家 在造纸、印刷和排字方面所做的贡献， 确实可以说改变了历史的进程。”
最大的可再生资源，自然界每年产估计 1000亿吨。
9
17
赛璐珞可用作乒乓球、眼镜架、梳子、衣领、 指甲油等。1884年柯达公司用它生产胶卷、 但这种电影胶片放映时常摩擦而燃烧。
18
1884年法国人夏尔多内伯爵
（CHARDONNET ）发明人造丝
纺丝
硝酸纤维素溶液
人造丝
衣服
但极易燃烧，纺织厂的工人们似乎很不喜欢他 们的岳母大人，把这种丝称为岳母丝
现在的 人造丝
醋酸纤维素 再生纤维素
（30亿公斤/年，生丝的65倍）
19
夏尔多内
20
第一个人造聚合物——酚醛树脂
1907年 贝克兰（美国,Baekeland ）研制人造虫胶 ➢ 15万只紫虫胶，半年，分泌0.454kg虫胶树脂（漆） ➢ 苯酚 ＋甲醛 角状物质（玻璃仪器报废） ➢ 反其道而行之，加热加压 ➢ 酚醛树脂应用于电器、刀柄、计算机外壳等
14
4、最早的黏合剂——中国墨
中国墨的发明人是韦诞（公元179－253）
墨 ＝ 烟灰 ＋ 明胶（粘合剂）
烟灰：用松木烧成的松烟最好，碳颗粒极细。 明胶：由动物的皮、骨骼和甲壳等熬制而成。 以徽州人最擅长制墨，所以有“徽墨”之称。
德热纳(de Gennes)的软物 质学说。 弱力引起大变化。 以中国墨汁为例。
硝酸纤维素 （火棉）
他公布了化学式，但把反应式卖给奥地利政府和一个英国16 商人泰勒。到1862年所有火棉厂都炸毁了。
海厄特（1870年）发明赛璐珞
美国的印刷工人海厄特（Hyatt）是一位业余化学 爱好者。1870年为了找到一种象牙的代用品，他在硝 酸纤维素中加入樟脑增塑。用这种方法得到的角质状 材料不仅韧性好，还可热塑加工。这是历史上第一种 塑料，称为“赛璐珞”（Celluloid）。
高分子化学与物理基 础（第二版）
高分子化学（第五版） 高分子物理
出版社
科学出版社
出版社
化学工业出版社 化学工业出版社 化学工业出版社
作者 出版时间
董炎明 张海 良
2009年6月
作者 出版时间
魏无际 等 2011年10月
潘祖仁 符若文
2011年5月 2005年4月
3
高分子科学的研究内容
高分子化学
综
高 分 子
2、蛋白质的利用——练丝、鞣革
豆腐：西汉淮南王刘安发明了豆腐。实质是用
盐 卤 （ 主 要 成 为 MgCl2·6H2O ） 或 石 膏 （CaSO4·2H2O） 使大豆球蛋白的水溶液形成凝胶， 过滤压成形后就成了豆腐。
练丝：一根蚕丝由两根丝纤合并组成，外围包
着丝胶，“练”就是用浓碱去掉丝胶，才成为可 染色的熟丝。
制造色漆一定要加“油”，战国时期就掌握了这项技术。 现在“油漆”二字就来源于此。
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（2）制脱胎漆器 • 漆器要有胎才能上漆，但有胎漆器太重。 • 汉代出现脱胎漆器，先做成泥胎，然后用麻布等作底衬，
上漆到适当厚度后用水溶掉泥胎。 • 1898年中国的脱胎漆器在巴黎世界博览会获头等金奖，
从而驰名世界。
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明胶
二、近代
1、天然高分子的改性—纤维素（Cellulose）
1846年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜 因(Schonbein,1799-1868)在厨房做实验，不小心打破 了蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶，……….。
Cell-OH + HNO3 H2SO4 纤维素
Cell-ONO2 + H2O
华北电力大学2013-2014年度本科生课程
高分子物理化学
张玉玲
能源化工教研室
1
任课教师简介
➢ 2006年 哈尔滨工业大学 环境工程 博士 ➢ 2009年 哈尔滨工业大学 土木工程 博士后 ➢ ylzhang.hit@ ➢ 教四楼351室
2
主要参考书目：
教材名称
高分子科学简明教程
参考书
聚合物合成和反应 高分子物理
功能高分子
合 研
科
高分子材料
究
学
聚合物的表征、结构和性
能的关系
领
域
高分子工程
聚合物合成工艺和加工成型工艺
高分子化学
制备
加工
应用
结构
性能
4
高分子物理
目录
第1章 概论
第2章 天然高分子
第3章 链式聚合反应 高分子化学
第4章 逐步聚合反应 高分子化学
第5章 聚合物的化学反应 高分子化学
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贝克兰（1863-1944）
贝克兰用来合成酚醛树脂 的反应釜
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电器元件
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聚乙烯的发明
19世纪30年代，英国帝国化学公司（ICI）的福西特和吉布 森想让乙烯和苯甲醛在140MPa的高压和170℃温度下进行反 应。未发生预期反应，却发现器壁上有一层白色蜡状的固体 薄膜——乙烯的聚合物。之后的爆炸事故使实验不得不终止 下来。
鞣革：兽皮的主要成分是动物蛋白质纤维。鞣
革剂与蛋白质中的氨基交联反应。最原始的方法10 是烟薰法，烟中的醛为鞣革剂。
3、最早的涂料——生漆 （国漆、大漆、土漆）
漆树在秦汉时期主要分布在黄河流域，后来由于 中原气候变冷，漆树现主要分布在四川盆地。
桼
（木汁如水滴而下）
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➢ 水乳胶漆，主成分是具有双键侧链的漆酚，经氧 化后聚合成高分子链。
• 50％~80％漆酚，成膜物质； • 不到1％的漆酶,氧化酶,天然有机催干剂;
生漆 • 20％~ 40％的水分;
• 1％~ 5％的油; • 3.5％~9％的松香，多糖类化合物，起悬
浮剂和稳定剂的作用
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生漆的改性
（1） 色漆
生漆为黑褐色的，有成语“漆黑一团”。
商周的漆器仅有朱红色和黑色，但到战国时期就有红、黄、 绿、蓝、白、金等多种色彩。
1935年,ICI的另几位研究人员帕林、巴顿和威廉姆斯决定 重复上述试验。经分析，它与两年前被福西特发现的蜡状 薄膜是同一种物质——聚乙烯。
由于这种聚乙烯是在高压条件下制得的，被称为高压