高分子材料ppt课件
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第一章 绪论
1.2 基本概念 功能高分子与高性能高分子
性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如，对 外力的抵抗表现为材料的强度、模量等；对热的抵 抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则 表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。
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第一章 绪论
功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生 质和量的变化而产生输出的特性。例如，材料在受 到外部光的输入时，材料可以输出电性能，称为材 料的光电功能；材料在受到多种介质作用时，能有 选择地分离出其中某些介质，称为材料的选择分离 性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都属于功 能的范畴。
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第一章 绪论
功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜
等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、 高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分 子液晶等。 80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不 断出现和发展。
新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、 活性自由基聚合、等离子聚合等等；
新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共 聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合 物、含C60聚合物等等。
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第一章 绪论
因此： 功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化
学或 物理的方法做出相应的高分子材料。
高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能 力的 高分子材料。
它们都属于特种高分子材料的范畴。
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第一章 绪论
特种高分子是相对于通用高分子而言的。
通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。
根据其性质和用途可分为五个大类：化学纤维、 塑
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第一章 绪论
3. 物理化学功能材料 1) 耐高温高分子，高分子液晶等； 2) 电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子， 感电子性高分子等； 3) 光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子， 光敏性高分子等； 4) 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性
高 分子等。
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第一章 绪论
4. 生物化学功能材料 1) 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2) 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分
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第一章 绪论
高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了 聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。 40年代，二次大战促进了高分子材料的发展， 一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡 胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶 （1940），有机氟材料（1943），ABS （1947），涤纶树脂（1940～1950）。 50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂， 制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。
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第一章 绪论
1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合， 开创了高分子结构设计的先河。 50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。 聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜 （1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺 （1962）。 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发 展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频 绝缘、半导体等。
料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化 学
性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大 超
出了原有通用高分子材料的范畴。
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第一章 绪论
从实用的角度看，对功能材料来说，人们着 眼 于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料， 人 们关心的是它与通用材料在性能上的差异。
特种高分子和功能高分子是目前高分 子 学科中发展最快、研究最活跃的新领域。
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第一章 绪论
3. 电性能高分子材料，包括导电聚合物、能量转 换
型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电 敏
感性材料等。 4. 高分子分离材料，包括各种分离膜、缓释膜和
其 他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、 高分子絮凝剂等。
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第一章 绪论
5. 高分子吸附材料，包括高分子吸附性树脂、高吸 水性高分子、高吸油性高分子等。 6. 高分子智能材料，包括高分子记忆材料、信息存 储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。 7. 医药用高分子材料，包括医用高分子材料、药用 高分子材料和医药用辅助材料等。 8. 高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高温高 分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子 材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
子药物、高分子农药等；
3) 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
这一分类，实际上包括了所有特种 高
分子材料。
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第一章 绪论
国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分 特种和功能高分子材料的划分普遍采用的方法，具 体可划分为8种类型。 1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催 化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和 固定化酶试剂等。 2. 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感 光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材 料等。
功能高分子材料
Functional polymers
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第一章 绪论
1.1 高分子材料科学的历史回顾
高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。 1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。 1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混 合制得赛璐珞。 1889年，法国人De Chardonnet（夏尔多内） 发明人造丝。 1907年，酚醛树脂诞生。
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第一章 绪论
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。 1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。 30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工 业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936）， PMMA（1927～1931），PS（1934～1937）， LDPE（1939）。自由基聚合发展。
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第一章 绪论
1.2 功能高分子材料的类型
日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为， 功能高分子可从以下几个方面分类。 1. 力学功能材料 1) 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2) 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。
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第一章 绪论
2. 化学功能材料 1) 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分 子络合物等； 2) 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3) 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第一章 绪论
1.2 基本概念 功能高分子与高性能高分子
性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如，对 外力的抵抗表现为材料的强度、模量等；对热的抵 抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则 表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。
7Fra Baidu bibliotek
第一章 绪论
功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生 质和量的变化而产生输出的特性。例如，材料在受 到外部光的输入时，材料可以输出电性能，称为材 料的光电功能；材料在受到多种介质作用时，能有 选择地分离出其中某些介质，称为材料的选择分离 性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都属于功 能的范畴。
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第一章 绪论
功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜
等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、 高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分 子液晶等。 80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不 断出现和发展。
新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、 活性自由基聚合、等离子聚合等等；
新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共 聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合 物、含C60聚合物等等。
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第一章 绪论
因此： 功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化
学或 物理的方法做出相应的高分子材料。
高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能 力的 高分子材料。
它们都属于特种高分子材料的范畴。
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第一章 绪论
特种高分子是相对于通用高分子而言的。
通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。
根据其性质和用途可分为五个大类：化学纤维、 塑
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第一章 绪论
3. 物理化学功能材料 1) 耐高温高分子，高分子液晶等； 2) 电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子， 感电子性高分子等； 3) 光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子， 光敏性高分子等； 4) 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性
高 分子等。
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第一章 绪论
4. 生物化学功能材料 1) 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2) 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分
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第一章 绪论
高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了 聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。 40年代，二次大战促进了高分子材料的发展， 一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡 胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶 （1940），有机氟材料（1943），ABS （1947），涤纶树脂（1940～1950）。 50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂， 制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。
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第一章 绪论
1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合， 开创了高分子结构设计的先河。 50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。 聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜 （1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺 （1962）。 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发 展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频 绝缘、半导体等。
料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化 学
性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大 超
出了原有通用高分子材料的范畴。
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第一章 绪论
从实用的角度看，对功能材料来说，人们着 眼 于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料， 人 们关心的是它与通用材料在性能上的差异。
特种高分子和功能高分子是目前高分 子 学科中发展最快、研究最活跃的新领域。
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第一章 绪论
3. 电性能高分子材料，包括导电聚合物、能量转 换
型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电 敏
感性材料等。 4. 高分子分离材料，包括各种分离膜、缓释膜和
其 他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、 高分子絮凝剂等。
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第一章 绪论
5. 高分子吸附材料，包括高分子吸附性树脂、高吸 水性高分子、高吸油性高分子等。 6. 高分子智能材料，包括高分子记忆材料、信息存 储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。 7. 医药用高分子材料，包括医用高分子材料、药用 高分子材料和医药用辅助材料等。 8. 高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高温高 分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子 材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
子药物、高分子农药等；
3) 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
这一分类，实际上包括了所有特种 高
分子材料。
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第一章 绪论
国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分 特种和功能高分子材料的划分普遍采用的方法，具 体可划分为8种类型。 1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催 化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和 固定化酶试剂等。 2. 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感 光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材 料等。
功能高分子材料
Functional polymers
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第一章 绪论
1.1 高分子材料科学的历史回顾
高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。 1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。 1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混 合制得赛璐珞。 1889年，法国人De Chardonnet（夏尔多内） 发明人造丝。 1907年，酚醛树脂诞生。
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第一章 绪论
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。 1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。 30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工 业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936）， PMMA（1927～1931），PS（1934～1937）， LDPE（1939）。自由基聚合发展。
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第一章 绪论
1.2 功能高分子材料的类型
日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为， 功能高分子可从以下几个方面分类。 1. 力学功能材料 1) 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2) 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。
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第一章 绪论
2. 化学功能材料 1) 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分 子络合物等； 2) 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3) 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。