工程材料及應(yīng)用課件：第9章 高分子材料簡(jiǎn)介

1、第九章 高分子材料第一節(jié)第一節(jié) 高分子材料的基本知識(shí)高分子材料的基本知識(shí)一、主要概念一、主要概念l 高分子化合物高分子化合物 以分子量特別大的化合物為主要組分的材料，以分子量特別大的化合物為主要組分的材料， 高分子化合物的分子量一般大于高分子化合物的分子量一般大于5000以上，以上， 具有一定的彈性和強(qiáng)度。具有一定的彈性和強(qiáng)度。l 低分子化合物低分子化合物 平均分子量在平均分子量在500以下的化合物稱為低分子化合物，以下的化合物稱為低分子化合物， 低分子化合物的彈性和強(qiáng)度很小。低分子化合物的彈性和強(qiáng)度很小。第一節(jié)第一節(jié) 高分子材料的基本知識(shí)高分子材料的基本知識(shí)單體單體 高分子化合物雖然分子量很

2、大，但它們的化學(xué)高分子化合物雖然分子量很大，但它們的化學(xué)組成一般并不復(fù)雜，它們是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低組成一般并不復(fù)雜，它們是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物重復(fù)連接而成。這種能夠形成高分子化分子化合物重復(fù)連接而成。這種能夠形成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。合物的低分子化合物稱為單體。聚合聚合： 單體變成高分子化合物的過(guò)程稱為單體變成高分子化合物的過(guò)程稱為聚合聚合，因此，因此，高分子化合物又成為高分子聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或高分子化合物又成為高分子聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或聚合物。聚合物。例如例如：聚乙烯就是由眾多的低分子化合物乙烯聚合而成的。即：CH2=CH2+CH2=CH2+ CH2CH2CH2C

3、H2簡(jiǎn)寫(xiě)為： n（CH2=CH2） CH2CH2n例如例如：由氯乙烯聚合而成的聚氯乙烯，其反應(yīng)式為： n(CH2=CH) CH2CH n Cl Cll 鏈節(jié)與聚合度鏈節(jié)與聚合度鏈節(jié)鏈節(jié)： 組成大分子鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)單體稱為鏈節(jié)鏈節(jié)。鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)和成分代表高分子化合物的結(jié)構(gòu)和成分。如果高分子化合物只由一種單體組成，那么單體的結(jié)構(gòu)即為鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)，也是整個(gè)高分子化合物的結(jié)構(gòu)，例如： CH2CH2幾種常見(jiàn)的高分子化合物的單體和鏈節(jié)高分子化合物單體（原料）鏈節(jié)（重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）聚乙烯乙烯CH2=CH2CH2CH2聚四氟乙烯四氟乙烯CF2=CF2CF2CF2順丁橡膠丁二烯CH2=CHCH=CH2CH2CH=CHC

4、H2氯丁橡膠氯丁二烯CH2=CHCH=CH2 ClCH2C=CHCH2 Cl聚丙烯腈（腈綸）丙烯腈CH2=CH CNCH2CH CN聚合度聚合度： 大分子鏈中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)稱為聚合度（即n）對(duì)于同一高分子化合物，其不同分子所含的n通常是不等的。平均分子質(zhì)量平均分子質(zhì)量 高分子化合物的大分子是由大量的鏈節(jié)組成的，每一個(gè)大分子的分子質(zhì)量（M）為鏈節(jié)的分子量（m）與聚合度（n）的乘積，即M = m n但是，高分子化合物的各大分子鏈中所含的鏈節(jié)數(shù)但是，高分子化合物的各大分子鏈中所含的鏈節(jié)數(shù)目是不相等的，因此只能用平均分子量來(lái)表示高分目是不相等的，因此只能用平均分子量來(lái)表示高分子的分子量，即子的分子量，

5、即 Mm = fIMi/fi 這里，這里， Mm 平均分子量，平均分子量， fi 具有分子量為具有分子量為Mi的分子的重量分?jǐn)?shù)的分子的重量分?jǐn)?shù)第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)一、大分子的鏈接方式一、大分子的鏈接方式大分子鏈的各種形式大分子鏈的各種形式 (a)線型；線型；(b)支鏈；支鏈；(c)交聯(lián)；交聯(lián)；(d)體型；體型；(e)梯梯形；形；(f)星型；星型；(g)梳型梳型 線型線型支鏈支鏈交聯(lián)交聯(lián)體型體型星型星型梳型梳型二、大分子的構(gòu)象二、大分子的構(gòu)象高分子鏈中CC但鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)對(duì)高分子鏈形狀的影響示意圖第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 高分子的合成高分子的

6、合成一、高分子的合成一、高分子的合成1 加聚反應(yīng)乙烯分子中的共價(jià)鍵乙烯分子中的共價(jià)鍵 (a)自由電子表示法（圖中小黑點(diǎn)自由電子表示法（圖中小黑點(diǎn)代表原子核外價(jià)電子）；代表原子核外價(jià)電子）；(b)直線表示法直線表示法一、高分子的合成一、高分子的合成1 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 高分子的合成高分子的合成一、高分子的合成一、高分子的合成2 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)聚對(duì)苯二甲酸二酯（PET）的縮聚反應(yīng)，即一個(gè)CH3及一個(gè)OH基團(tuán)從單體中被取代，形成的副產(chǎn)品為甲醇一、高聚物的三態(tài)一、高聚物的三態(tài) 隨溫度和分子質(zhì)量的變化，高聚物三態(tài)之間可以相互發(fā)生轉(zhuǎn)變。玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)形變溫度第四節(jié)第四節(jié) 高分子的物理狀態(tài)及性能高分子的物理狀態(tài)及性能二、高聚物的基本性能二、高聚物的基本性能l 低密度：低密度： 一般在一般在1.02.0g/cm3l 耐腐蝕耐腐蝕: 塑料王在王水中幾十小時(shí)不會(huì)腐蝕塑料王在王水中幾十小時(shí)不會(huì)腐蝕 l