高分子材料基礎理論Chapter1

授課教師：信春玲Tel:64452920-mail:xincl@辦公室:東區(qū)機械樓306高分子材料基礎理論

什么是高分子材料？

為什么學習？

學什么？材料金屬材料無機非金屬材料高分子材料復合材料什么是高分子材料？廣泛應用的四大材料之一塑料是高分子材料橡膠是高分子材料合成纖維是高分子材料涂料、粘合劑是高分子材料天然高分子材料高分子材料家族塑料橡膠合成纖維涂料、粘合劑天然高分子材料高分子材料有哪些一般性質(zhì)？重量輕（lightweight)絕緣性（insulation）耐腐蝕(corrosionresistance)易加工成型（easymolding)高彈性（highelasticity)具有一定的力學性能（mechanicalproperty)高分子材料是由高分子化合物與少量添加劑組成的，具有一定使用性能的一類物質(zhì)。高分子化合物，是指分子量很高并由共價鍵連接的一類化合物大分子，高分子，Macromolecules聚合物，Polymer高聚物Highpolymer常用的高分子的分子量一般高達幾萬、幾十萬，甚至上百萬，范圍在104～106高分子化合物怎么得來的？是由小分子單體連接而成，通過聚合反應得來的聚丙烯聚合反應賦予高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點：分子鏈由許多重復單元相互連接而成；鏈狀結(jié)構(gòu)的基本形式；分子鏈足夠長。：為什么學習高分子材料？有用？有趣？？薄膜吹塑過程注塑成型過程中空容器成型高分子材料——應用在國民經(jīng)濟和人們生活的方方面面

交通（飛機、汽車、軌道交通）電子電器建筑農(nóng)業(yè)包裝航空航天醫(yī)療用品輕量化、降低能耗電子電器產(chǎn)品輕質(zhì)，絕緣，易成型，低成本建筑材料耐候性，耐腐蝕，隔熱，低成本包裝材料阻隔性，易成型，耐腐蝕，低成本航空航天生物醫(yī)用材料各種功能材料高分子分離膜：海水淡化、反滲透、膜萃取、膜蒸餾等技術(shù)領(lǐng)域。各種功能材料發(fā)光材料：交通領(lǐng)域通道標識、樓梯標識、標志線；發(fā)光涂料、發(fā)光壁紙、工藝品、玩具、體育休閑用品各種功能材料導電高分子材料：導電塑料，導電橡膠，導電纖維高分子材料發(fā)展迅速，總體積超過另外兩大類材料之和高分子材料由于來源豐富、制造方便，品種繁多，用途廣泛，因此在材料領(lǐng)域的地位越來越突出，增長最快，如今，產(chǎn)量相當于金屬、木材和水泥的總和。世界塑料工業(yè)其中塑料是消費量最大的高分子材料，2007年全世界共消費2.6億噸塑料,約是鋼材體積消費量的1.5倍高分子材料科學是個年輕的學科19世紀，天然高分子材料的應用和改性19世紀前期，木材、棉、麻、絲、毛、漆、橡膠、皮革等天然高分子材料在人們的生活和生產(chǎn)中得到廣泛的應用。19世紀后期，已經(jīng)對一些天然高分子材料進行改性，如橡膠的硫化、皮革的鞣制、棉麻的處理等等20世紀初，高分子材料科學創(chuàng)立準備期Staudinger德國化學家1920年，發(fā)表“論聚合”，首次提出鏈結(jié)構(gòu)的模型，指出存在一類分子量很大的聚合物，它們是由共價鍵連接起來的大分子。1932年，Staudinger提出了溶液粘度與分子量的關(guān)系式。確立了大分子的存在。1953年，因此獲得諾貝爾化學獎20世紀30、40年代，高分子材料科學創(chuàng)立期

“高分子有機化合物”出版，現(xiàn)在高分子概念獲得公認；隨后，縮聚反應理論、橡膠彈性理論、鏈式聚合反應和共聚理論等相繼得到研究；

1935年，第一個工業(yè)化的高分子材料，尼龍問世（dupont公司）；并且一系列高分子材料被合成出來，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、高壓聚乙烯、氯丁橡膠、丁基橡膠等。20世紀50年代，高分子工業(yè)確立，高分子合成大發(fā)展Ziegler（德）Natta（意大利）

1953年，Ziegler（德）實現(xiàn)了乙烯的低壓聚合（高密度聚乙烯），1955年Natta（意大利）實現(xiàn)了丙烯的定向聚合（全同聚丙烯），使高分子工業(yè)開始蓬勃發(fā)展。配位聚合催化劑統(tǒng)稱為“Ziegler-Natta”催化劑，二人于1963年共同獲得諾貝爾化學獎。

20世紀60年代，高分子物理大發(fā)展隨著科技進步，測試儀器在高分子結(jié)構(gòu)研究中的應用開發(fā)，人們對高分子的結(jié)構(gòu)進行了較深入的研究和理解，如進一步研究了高分子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、高分子的粘彈性、流變學等。美國科學家Flory

，高分子溶液理論，分子量分布研究方面取得重大成就20世紀70年代，高分子工程科學大發(fā)展20世紀80年代，高性能、功能材料、生物材料發(fā)展PE、PP高效催化劑研制成功，大大提高生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)自動化、大型化程度大幅度提高。與此同時，為了滿足材料多方面性能要求，聚合物共混理論得到發(fā)展。分子設計概念提出、復合材料深入研究，以及多種合成技術(shù)發(fā)展，使得高分子材料領(lǐng)域向高性能、多功能方面發(fā)展。

法國科學家吉尼(Pierre-GillesdeGennes)成功地將研究簡單體系中有序現(xiàn)象的方法推廣到高分子、液晶等復雜體系。1991年被授予諾貝爾物理學獎。

AlanJ,HeegerAlanG.MacDiarmid白川英樹導電聚合物抗靜電材料、電磁屏蔽材料。太陽能電池等方面2000年三位科學家獲得諾貝爾化學獎主要內(nèi)容第一部分：高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能緒論（3課時）高分子化學基礎（3課時）

高分子物理基礎（18課時）第二部分：高分子材料成型工藝高分子材料配方設計（2課時）

高分子材料成型工藝（12課時）總復習（2課時）學什么？1《高分子概論》.代麗君，張玉軍，姜華珺主編，化學工業(yè)出版社（2007）2《高分子物理》（第二版）金日光，華幼卿，化學工業(yè)出版社3《塑料成型工藝學》（第二版）.黃銳主編，中國輕工業(yè)出版社4《高分子材料成型加工》(第二版）.周達飛唐頌超,輕工出版社(2000)5其它有關(guān)高分子物理、高分子材料加工、塑料或橡膠加工的書籍。參考書目：課程要求掌握高分子材料的基本特性，特別是材料的結(jié)構(gòu)－性能－成型工藝－設備之間的關(guān)系課程考核方式：平時成績（考勤和作業(yè)）－30％期末考試－70％高分子材料中常用的基本概念1）高分子、單體、低聚物高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由共價鍵連接的一類化合物大分子化合物、大分子、高聚物、聚合物；

這些術(shù)語一般可以通用Macromolecules,HighPolymer,Polymer常用的高分子的分子量一般高達幾萬、幾十萬，甚至上百萬，范圍在104～106單體

合成聚合物的起始原料稱為單體（Monomer）低聚物分子量介于高分子量（104以上）和低分子量之間的化合物。如異氰酸酯（502膠）、環(huán)氧樹脂等的預聚體。2)主鏈、側(cè)基、支鏈

高分子可看作由許多重復單元組成的一條長鏈（高分子鏈），長鏈的主干部分稱為高分子的主鏈，與主鏈原子連接的原子或基團為側(cè)基（取代基），由重復單元組成的分支部分稱為高分子的支鏈。聚丙烯主鏈支鏈側(cè)基支鏈3）