绪论高分子物理课件

人工肾
人造心脏
人造关节
玻碳 璃纤 钢维 复复 合合 材材 料料
至今高分子科学诺贝尔奖获得者
• H. Staudinger （德国） : 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）
•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。
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。
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。
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。
生物降解高分子材料
目前自然界的污染存在“白色”（塑料）和“黑色”（橡胶） 垃圾。发展可生物降解的产品是必要而且急需的，但许多具体 问题不能解决。 1、可降解塑料袋承重能力低； 2、可降解塑料袋色泽暗淡发黄， 透明度低；3、是价格偏高，成本难以接受。
• 一次性医疗用品如输液管、药品瓶、医用胶粘剂等。诊 断仪器如听疹器、内窥镜及各种其他诊断仪器。
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。
•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。
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。
液晶高分子
• 液晶高分子作为一类新型的高性能材料，极大地引起 了科学界和工业界的关注，得到了广泛的应用，并发 展为高分子科学中最活跃的领域之一。
• 竹子地板
• 地毯则可以选择耐久的羊 毛制品或者PET地毯
• 主要采用水性涂料、粉末 涂料和辐射固化涂料等
• 用于户外美化环境的产品： 可以回收的塑料做成长椅、 桌子和交通标志牌。
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…
•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
• 体外装置如人工假肢、血液透析或灌注装置等。
• 人体器官如心脏导管、心脏补片、人工心脏泵材料、 气管导管、人工膀胱、人工脑膜、动脉补片、人工血管 及人工关节等。
• 整形外科手术材料如面部wenku.baidu.com形植入物等。
• 生物降解材料是指那些可由体液、酶或微生物的作用而 引起分解的材料，用于缝线、人体植入、控释药物等。
• 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。
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）。
广东工业大学材料与能源学院
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。
研究聚合反应和高分子化学反应原理， 高 分 子 化 学 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。
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