《材料化学引言》PPT课件

绝热近似
轨道近似
密度泛函理论
HK定理
Fra Baidu bibliotek
KS方程
编辑ppt
3
固体能带理论
基本假设
布洛赫定理
化学键方法
分子动力学模拟
蒙特卡罗模拟
实验研究
水热法
燃烧法
溶胶-凝胶法
固相反应
气相沉积
高通量筛选
编辑ppt
4
材料化学研究中的突出问题
尺度和维度
宏观、微观，介观
设计
设计、合成新方法
纳米结构与晶体结构相关性
安 息 香 酸
光引发的特点： （1）易控制，重现性好； （2）选择性强； （3）低温聚合。
编辑ppt
17
2 引发分解动力学
半衰期： t1/2
编辑ppt
18
3 引发剂效率f 引发聚合的部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分率称做
引发剂效率，以表示。
(1)诱导分解
OO P h C O O C P h + P h
复合结构的构筑
功能
结构与功能的关系
复合与功能的关系
交叉性
编辑ppt
5
第二章 高分子材料化学导论
第一节 概述 一、高分子的定义、基本概念、分类和命名 1 定义 2 基本概念
1）主链 2）侧链或侧基 3）单体 4）单体单元 5）结构重复单元（链节） 6）聚合度 3 分类 按高分子主链结构可分为：（1）碳链高分子、（2） 杂链高分子、（3）元素有机高分子、（4）无机高分子
编辑ppt
10
第二节 链式聚合反应
2.1 一般性特征
链引发：
分 解
I
或 离 解
引 发 剂
引 发 活 性 种 R*
链增长：
R*+ H2C CH X
R CH2 CH* X
链 增 长 活 性 中 心
RC H 2 C H *+H 2 CC H
X
X
… …
C H 2 C H * X
增 长 链
链终止
CH2 CH* X
材料化学引言
粉冶院 李笃信
编辑ppt
1
第一章 前言
一、材料化学的内涵 二、材料化学的重要性 三、材料化学展望 （一）材料科学发展的趋势 （二） 材料科学中的硬化学和软化学 四、材料化学的内容及学习要求
编辑ppt
2
材料化学基本研究方法
元素周期表
原子半径
电负性
理论研究
第一性原理
多粒子系统薛定谔议程
增长链
死聚合物
自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合
编辑ppt
11
a. 聚合过程一般由多个基元反应组成，各基元反应的反应 速率和活化能差别大；
b. 单体只能与活性中心反应生成新的活性中心，单体之间 不能反应；
c. 链式聚合反应一般都是放热反应。 d. 链式聚合反应一般必须由引发剂引发后才能聚合。 e. 瞬间生成高分子。
（1）均聚 （2）共聚
编辑ppt
9
4）按聚合方法分类 自由基聚合的聚合方法有： （1）本体聚合 （2）溶液聚合 （3）悬浮聚合 （4）乳液聚合 缩聚反应的聚合方法有： （1）熔融缩聚 （2）溶液缩聚 （3）界面缩聚 （4）固相缩聚 还可分为：均相聚合、 非均相聚合 或者：气相聚合、 固相聚合、 液相聚合
向低分子转移的结果，使聚合物分子量降低。
向大分子转移一般形成支链。
自由基向某些物质转移后，形成稳定的自由基。
“诱导期”
阻聚作用
阻聚剂。
编辑ppt
13
自由基聚合的特征概括如下。 ①慢引发、快增长，速终止。 ②在聚合全过程中，聚合度变化较小。 ③延长聚合时间主要是提高转化率，对分子量影响较小。 ④少量阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。
过氧化二酰基等，用作还原剂的有叔胺、环烷酸盐、硫醇、
有机金属化合物〔A1(C2H5)3、B(C2H5)3等〕。过氧化二苯
甲酰—N，N-二甲基苯胺是常用的引发体系。
CH3 N+ CH3
OO CC
OO
CH3 N+ CH3
O CO +
O CO
编辑ppt
16
(4)光引发剂
OOH
h
O
OH
Ph CCHPh
PhC + HCPh
某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子的终止反应， 则称做歧化终止。
C H 2 C H+C H C H 2
C H 2 C H 2+H C C H
XX
歧 化 X X
链转移反应: 链自由基有可能从低分子或大分子上夺取—个原 子而终止，并使这些失去原子的分子成为自由基，继续新链的 增长，使聚合反应继续进行下去。
(2) 笼蔽效应
O
O
P h C O P h + P h C O
C H 3 C H 3 H 3CCNNCC H 3
C N C N
C H 3 2H 3CC +N 2
2.2 自由基链式聚合反应 2.2.1 自由基聚合的基元反应 链引发、链增长、链终止。 终止反应有偶合终止和歧化终止两种方式。 两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应称做偶合
终止。
编辑ppt
12
C H 2 C H+C H C H 2
C H 2 C H C H C H 2
XX
偶 合 XX
编辑ppt
6
按用途可分为： 塑料、橡胶(弹性体)、纤维。涂料、粘合剂和功能高分子。
按来源可分为： 天然高分子、 合成高分子、 半天然高分子。 按分子的形状可分为：
线形高分子、支化高分子和交联(网状)高分子。 按单体组成可分为：
均聚物、共聚物、高分子共混物(高分子合金)。 4 命名 1）.系统命名法 聚(1-氯代乙烯)
聚(亚胺基六亚甲基亚胺基己二酰)
2）. 通俗命名法(或称习惯命名法)
编辑ppt
7
二、分子量和分子量分布
编辑ppt
8
三、聚合反应
1 定义：由低分子单体合成聚合物的反应 2 聚合反应的类型 1）按聚合物链结构分类 （1）加聚反应 （2）缩聚反应 2）按聚合机理分类 （1）链式聚合 （2）逐步聚合 3）按反应单体分类
1 引发剂种类 引发剂是容易分解成自由基的化合物。 (1)偶氮类引发剂
C H 3 C H 3 H 3 CCNNCC H 3
C N C N
C H 3 2H 3 CC + N 2
C N
编辑ppt
14
(2)过氧化物引发剂
OO CC
OO
O CO
O
2
CO
+ CO2
OO OSOOSO
OO
O 2 OSO
O
（3）氧化-还原引发体系
(a)水溶性氧化-还原引发体系
这类体系的氧化剂有过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化
物等；而还原剂则有无机还原剂(Fe2+、Cu+，NaHSO3，
Na2SO3，Na2S2O3等)和有机还原剂(醇，胺，草酸，葡
萄糖等
编辑ppt
15
( b )油溶性氧化-还原引发体系
用作这一体系的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基、