《高分子化學第二章》課件

《高分子化學第二章》ppt課件高分子化學概述高分子化合物的合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高分子化合物的性能與改性高分子化學的發(fā)展趨勢與展望contents目錄高分子化學概述0103高分子化學涉及的領(lǐng)域廣泛，包括高分子合成、高分子物理、高分子材料科學等。01高分子化學是研究高分子化合物的合成、化學反應(yīng)、物理化學性質(zhì)以及高分子體系組成和結(jié)構(gòu)的科學。02高分子化合物是指相對分子質(zhì)量較大、分子鏈結(jié)構(gòu)長且復雜的化合物。高分子化學的定義12319世紀末至20世紀初，高分子化學開始萌芽，主要研究天然高分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。20世紀30年代，合成高分子材料的研究取得突破性進展，為現(xiàn)代高分子化學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀50年代以后，高分子合成、反應(yīng)和性能研究逐漸深入，形成了較為完善的學科體系。高分子化學的發(fā)展歷程高分子化合物是塑料的主要成分，廣泛應(yīng)用于包裝、建筑材料、電子電器等領(lǐng)域。塑料工業(yè)橡膠是高分子化合物的另一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，用于制造輪胎、輸送帶、密封件等。橡膠工業(yè)合成纖維如尼龍、滌綸等由高分子化合物制成，廣泛應(yīng)用于紡織、服裝、體育用品等領(lǐng)域。纖維工業(yè)高分子化合物在涂料和粘合劑中用作主要成分，用于保護和裝飾表面，以及將不同材料連接在一起。涂料與粘合劑高分子化學的應(yīng)用領(lǐng)域高分子化合物的合成02聚合反應(yīng)的分類01聚合反應(yīng)可以根據(jù)不同的分類標準進行分類，如按聚合機理可分為連鎖聚合和逐步聚合，按單體種類可分為均聚合和共聚合，按聚合條件可分為熱聚合、光聚合和力聚合等。聚合反應(yīng)的特點02聚合反應(yīng)是一種高分子化合物的合成方法，其特點是反應(yīng)速度快、產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量大且易于控制，可以制備出性能優(yōu)異的高分子材料。聚合反應(yīng)的應(yīng)用03聚合反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如合成纖維、塑料、橡膠等高分子材料的制備，同時也廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑等領(lǐng)域。聚合反應(yīng)的類型自由基聚合的定義自由基聚合是一種常見的連鎖聚合反應(yīng)，其特點是聚合過程中通過自由基活性種進行鏈增長，自由基活性種由單體分解產(chǎn)生。自由基聚合的機理自由基聚合的機理包括引發(fā)、增長和終止三個階段，引發(fā)階段是產(chǎn)生自由基活性種的階段，增長階段是自由基活性種不斷結(jié)合單體形成高分子鏈的階段，終止階段是高分子鏈失去活性而停止增長的階段。自由基聚合的特點自由基聚合具有反應(yīng)速度快、產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量大且易于控制等特點，但同時也存在一些缺點，如對熱、氧、雜質(zhì)等敏感，容易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等副反應(yīng)。自由基聚合離子聚合的定義離子聚合是一種連鎖聚合反應(yīng)，其特點是聚合過程中通過離子活性種進行鏈增長，離子活性種由單體分解產(chǎn)生。離子聚合的機理離子聚合的機理包括引發(fā)、增長和終止三個階段，引發(fā)階段是產(chǎn)生離子活性種的階段，增長階段是離子活性種不斷結(jié)合單體形成高分子鏈的階段，終止階段是高分子鏈失去活性而停止增長的階段。離子聚合的特點離子聚合具有對雜質(zhì)不敏感、可制備出高性能的高分子材料等特點，但同時也存在一些缺點，如反應(yīng)速度較慢、產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量較小等。離子聚合010203配位聚合的定義配位聚合是一種特殊的連鎖聚合反應(yīng)，其特點是聚合過程中通過過渡金屬絡(luò)合物進行鏈增長，過渡金屬絡(luò)合物由單體和催化劑共同作用產(chǎn)生。配位聚合的機理配位聚合的機理包括引發(fā)、增長和終止三個階段，引發(fā)階段是產(chǎn)生過渡金屬絡(luò)合物的階段，增長階段是過渡金屬絡(luò)合物不斷結(jié)合單體形成高分子鏈的階段，終止階段是高分子鏈失去活性而停止增長的階段。配位聚合的特點配位聚合具有可制備出高性能的高分子材料、對雜質(zhì)不敏感等特點，但同時也存在一些缺點，如催化劑成本較高、制備過程較為復雜等。配位聚合高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)03分子量對性質(zhì)的影響高分子化合物的性質(zhì)與其分子量及分布密切相關(guān)，如力學性能、溶解性能、流變性能等。分子量及分布的測定方法常用測定方法有質(zhì)譜法、光散射法、凝膠滲透色譜法等。分子量及分布高分子化合物是由成千上萬個單體通過聚合反應(yīng)連接而成的，其分子量通常很大，且具有多分散性，即分子量分布不均。高分子化合物的分子量及分布聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響高分子化合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對其力學性能、熱性能、光學性能等都有重要影響。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的表征方法常用表征方法有X射線衍射、紅外光譜、核磁共振等。聚集態(tài)及轉(zhuǎn)變高分子化合物可以以不同的聚集態(tài)存在，如晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)等，這些聚集態(tài)之間會發(fā)生轉(zhuǎn)變。高分子化合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)溶解性高分子化合物通常具有一定的溶解性，其溶解過程受分子量、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、溶劑性質(zhì)等因素影響。流變性高分子化合物在加工過程中表現(xiàn)出復雜的流變性質(zhì)，如粘性、彈性、塑性等。光學性質(zhì)高分子化合物具有豐富的光學性質(zhì)，如折光性、色散、雙折射等，可用于制備光學元件和材料。高分子化合物的物理性質(zhì)高分子化合物的性能與改性04高分子化合物的力學性能高分子化合物在受力時表現(xiàn)出的剛度，反映了其抵抗變形的能力。高分子化合物在拉伸過程中所能承受的最大拉力，反映了其抵抗斷裂的能力。高分子化合物抵抗沖擊載荷的能力，反映了其抵抗脆性斷裂的能力。高分子化合物抵抗摩擦和磨損的能力，對其使用壽命和性能有重要影響。彈性模量拉伸強度沖擊韌性耐磨性高分子化合物由硬變軟或由軟變硬的溫度點，對其使用溫度和性能有重要影響。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高分子化合物開始發(fā)生分解反應(yīng)的溫度，反映了其耐熱性。熱分解溫度高分子化合物在高溫下保持其結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定的能力。熱穩(wěn)定性高分子化合物由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度點，對其加工和使用有重要影響。熔點高分子化合物的熱性能高分子化合物抵抗化學腐蝕的能力，對其使用壽命和性能有重要影響。耐腐蝕性抗氧化性耐候性化學穩(wěn)定性高分子化合物抵抗氧化反應(yīng)的能力，對其結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。高分子化合物抵抗光照、紫外線、臭氧等環(huán)境因素的能力，對其使用壽命和性能有重要影響。高分子化合物在化學環(huán)境中保持其結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定的能力。高分子化合物的化學穩(wěn)定性通過將兩種或多種高分子化合物混合在一起，實現(xiàn)性能的互補和提升。共混改性通過添加無機填料或有機填料來改善高分子化合物的性能，如增強、增韌、降低成本等。填充改性通過物理或化學方法改變高分子化合物表面的性質(zhì)，如提高潤濕性、粘附性、抗靜電性等。表面改性通過化學反應(yīng)在高分子化合物的主鏈上接枝其他基團或鏈段，實現(xiàn)性能的調(diào)控和優(yōu)化。接枝改性高分子化合物的改性方法高分子化學的發(fā)展趨勢與展望05高分子化學的發(fā)展趨勢正朝著綠色化、智能化、多功能化的方向發(fā)展。高分子智能材料和功能材料的研究和應(yīng)用不斷拓展，為高分子化學的發(fā)展注入新的活力。隨著環(huán)保意識的增強，高分子材料的綠色合成和降解技術(shù)成為研究熱點。高分子化學與其他學科的交叉融合，如生物醫(yī)學、納米科技等，為高分子化學的發(fā)展提供了更廣闊的空間。高分子化學的發(fā)展趨勢高分子化學的研究熱點與前沿高分子材料的合成與改性研究新的合成方法和改性技術(shù)，提高高分子材料的性能和功能。高分子材料的生物相容性和生物降解性研究高分子材料與生物體的相互作用，提高材料的生物相容性和生物降解性。高分子納米材料利用納米技術(shù)制備具有優(yōu)異性能的高分子納米材料，拓展其在能源、環(huán)境、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。高分子復合材料研究高分子與其他材料的復合效應(yīng)，制備高性能的復合材料。隨著科技的不斷發(fā)展，高分子化學將不斷涌現(xiàn)出新的理論和技術(shù)，推動高分子材料向更高性能、更廣應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。高分子