高分子化學(xué)與物理-第1章-緒論-精簡課件

高分子材料化學(xué)與物理生物醫(yī)學(xué)工程系第1章重點1、高分子材料在生物醫(yī)學(xué)工程中應(yīng)用實例序應(yīng)用范圍材料名稱序應(yīng)用范圍材料名稱1導(dǎo)尿管天然橡膠、硅橡膠9人工氣管聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠、聚乙烯醇2手術(shù)手套天然橡膠、聚氨酯橡膠10人工輸尿管聚四氟乙烯、硅橡膠、水凝膠3輸血膠管天然橡膠11人工膀胱硅橡膠4人工心臟聚氨酯橡膠、硅橡膠、天然橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚四氟乙烯、滌綸12人工食道聚乙烯醇、聚乙烯、聚四氟乙烯、硅橡膠5人造血管人造絲、尼龍、腈綸，硅橡膠、聚四氟乙烯13人工頭蓋骨聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、碳纖維6人工心臟瓣膜聚氨酯橡膠、硅橡膠、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯14人工血漿右旋糖肝、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮7心臟起搏器硅橡膠、聚氨酯橡膠15人工眼球泡沫硅橡膠8人工喉硅橡膠、聚乙烯16避孕套天然橡膠、聚氨酯橡膠3、高分子材料類型

⑴按用途分塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。

⑵按聚合物反應(yīng)類型分為加聚物和縮聚物。

⑶按聚合物的熱行為分為熱塑性聚合物和熱固性聚合物

⑷按主鏈上的化學(xué)組成分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物

根據(jù)高分子的用途分類

塑料、橡膠、化學(xué)纖維、涂料、粘合劑和功能高分子六大類。

橡膠：具有良好的延伸性和回彈性，彈性模量較低。大多為熱固性高分子。近年來也發(fā)展了熱塑性彈性體，例如SBS、TPO、TPU等。

化學(xué)纖維：在外觀上為纖維狀，彈性模量很高。對溫度的敏感性較低，尺寸穩(wěn)定性良好。重要的化學(xué)纖維高分子有滌綸樹脂、尼龍、聚丙烯腈、聚氨酯等。

塑料：的性能一般介于橡膠和化學(xué)纖維之間。

涂料：在一定條件下能成膜，對基材起到裝飾和保護作用。大部分高分子均可用作涂料。重要的涂料高分子有：聚丙烯酸酯、聚酯樹脂、氨基樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、酚醛樹脂有機硅樹脂等。

粘合劑：對基材有很高的粘結(jié)性，通過其可將不同材質(zhì)的材料粘合在一起。重要的粘結(jié)劑高分子有：環(huán)氧樹脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇等。

功能高分子：是一些具有特殊功能的高分子，如導(dǎo)電性、感光性、高吸水性、高選擇吸附性、藥理功能、醫(yī)療功能等。是近年來高分子研究中最活躍的領(lǐng)域。

4、聚合度的表示方法：可用重復(fù)單元的數(shù)量表示，即：DP=n也可用結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量表示，記為Xn，則：Xn=2DP=2n

6、聚合反應(yīng)分類A.按單體和聚合物的組成和結(jié)構(gòu)變化分類

早期的分類方法：加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。B.按聚合機理分類

20世紀50年代開始，按聚合機理和動力學(xué)過程，將聚合反應(yīng)分：鏈式聚合和逐步聚合兩大類。圖1高分子聚合度與機械性能之間的關(guān)系

以上幾種平均分子量之間的大小關(guān)系為：

非常容易記憶的關(guān)系!!＞＞＞C.高分子的分子量分布

由于高分子材料的多分散性，平均分子量并不能完全表征其中各種分子的數(shù)量，因此還有分子量分布的概念。目前有三種表示分子量分布的方法：分子量分布指數(shù)D

D值越大，表示分布越寬。天然高分子的D值可達1，完全均一，合成高分子的D值一般在1.5～50之間。

8、高分子化學(xué)發(fā)展簡史高分子的概念始于20世紀20年代，但應(yīng)用更早。1839年，美國人Goodyear發(fā)明硫化橡膠。1868年，英國科學(xué)家Parks用硝化纖維素與樟腦混合制得

賽璐珞。1893年，法國人DeChardonnet發(fā)明粘膠纖維。1907年，第一個合成高分子—酚醛樹脂誕生。1920年，德國人Staudinger發(fā)表了“論聚合”的論文，提出了高分子的概念，并預(yù)測了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的結(jié)構(gòu)。1953年獲諾貝爾化學(xué)獎。1935年，Carothes發(fā)明尼龍66，1938年工業(yè)化。30年代，許多烯烴類加聚物被開發(fā)出來，PVC（1927～1937）,PMMA（1927～1931）,PS（1934～1937）,PVAc（1936）,LDPE（1939）。自由基聚合發(fā)展。高分子溶液理論在30年代建立，并成功測定了聚合物的分子量。Flory為此于1974年獲得諾貝爾獎。40年代，二次大戰(zhàn)促進了高分子材料的發(fā)展，一大批重要的橡膠和塑料被合成出來。丁苯橡膠（1937）,丁腈橡膠（1937）,丁基橡膠（1940）,有機氟材料（1943）,滌綸樹脂（1940～1950）,ABS（1947）。60年代以后，特種高分子和功能高分子得到發(fā)展。特種高分子：高模量高強度、耐高低溫、耐輻射、高頻絕緣、半導(dǎo)體等。功能高分子：分離材料（離子交換樹脂、分離膜等）、導(dǎo)電高分子、感光高分子、高分子催化劑、高吸水性樹脂、醫(yī)用高分子、藥用高分子、高分子液晶等。為表彰在導(dǎo)電高分子的發(fā)展方面所作的貢獻，2000年，日本科學(xué)家白川英樹（H.Shirakawa）、美國科學(xué)家黑格（A.J.Heeger）和麥克迪爾米德（A.G.MacDiarmid）分享諾貝爾化學(xué)獎。80年代以后，新的聚合方法和新結(jié)構(gòu)的聚合物不斷出現(xiàn)