高分子課件(第一章)

高分子課件(第一章)高分子的定義與分類高分子材料的合成高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能高分子材料的應(yīng)用目錄01高分子的定義與分類03高分子具有線形、支鏈形和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等不同的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)決定了高分子材料的性能和應(yīng)用。01高分子是由重復(fù)單元通過共價(jià)鍵連接而成的長鏈分子，通常具有較高的分子量和相對(duì)分子質(zhì)量。02高分子可以由單體通過聚合反應(yīng)形成，聚合反應(yīng)是高分子合成的基本方法。高分子的定義010203根據(jù)來源，高分子可以分為天然高分子和合成高分子兩大類。天然高分子主要存在于自然界中，如纖維素、蛋白質(zhì)、淀粉、木質(zhì)素等。合成高分子是通過人工合成的聚合反應(yīng)得到的，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。高分子的分類123高分子材料具有較高的彈性和塑性，可以加工成各種形狀和尺寸的制品。高分子材料通常具有優(yōu)良的絕緣性、耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性。高分子材料還具有質(zhì)輕、密度小、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑、電子電器、醫(yī)療等領(lǐng)域。高分子材料的特性02高分子材料的合成單體在引發(fā)劑或光、熱、輻射等作用下，通過加成反應(yīng)結(jié)合成高分子化合物的過程。加聚反應(yīng)單體在聚合過程中，不僅生成高分子化合物，同時(shí)還產(chǎn)生低分子副產(chǎn)物的聚合反應(yīng)?？s聚反應(yīng)環(huán)狀單體在一定條件下打開環(huán)狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為線形高分子化合物的聚合過程。開環(huán)聚合反應(yīng)兩種或多種單體在同一種聚合反應(yīng)中同時(shí)參與聚合，生成一種以上的高分子化合物的聚合過程。共聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)的種類單體本身在引發(fā)劑或光、熱等作用下進(jìn)行聚合，不添加其他物質(zhì)。本體聚合溶液聚合懸浮聚合乳液聚合單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行聚合，可得到相對(duì)均一的聚合物。單體以液滴狀懸浮于介質(zhì)中進(jìn)行聚合，可制備顆粒狀聚合物。單體、引發(fā)劑、水和其他添加劑在乳化劑的作用下形成乳液進(jìn)行聚合，可制備乳液狀聚合物。聚合反應(yīng)的實(shí)施方法ABCD聚合反應(yīng)的條件溫度聚合反應(yīng)的溫度影響反應(yīng)速率和聚合物分子量，不同單體和引發(fā)劑的最佳聚合溫度不同。引發(fā)劑濃度引發(fā)劑濃度是控制聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量的關(guān)鍵因素之一。壓力對(duì)于一些聚合反應(yīng)，壓力的增加可以提高反應(yīng)速率和聚合物分子量。單體濃度單體濃度決定了聚合產(chǎn)物的分子量和粘度，對(duì)產(chǎn)物性能有重要影響。通過精確控制反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)高分子合成的可控性，得到窄分子量分布、結(jié)構(gòu)規(guī)整的高分子材料?；钚?可控聚合利用過渡金屬絡(luò)合物作為催化劑，實(shí)現(xiàn)高分子合成的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合以基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合為基礎(chǔ)，通過活性中心的控制合成高分子材料的技術(shù)?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移聚合通過逐步聚合的方式合成高分子材料，如聚酯、聚酰胺等，具有較高的結(jié)晶度和良好的機(jī)械性能。逐步聚合高分子合成新技術(shù)03高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：高分子材料由長鏈大分子組成，這些分子具有重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，并通過化學(xué)鍵連接。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括聚合度、分子量、分子量分布、支化與交聯(lián)等。聚合物的分類：根據(jù)分子鏈的聯(lián)結(jié)方式，高分子材料可分為線型聚合物、支化聚合物和網(wǎng)狀聚合物。此外，根據(jù)聚合物的主鏈結(jié)構(gòu)，還可以分為碳鏈聚合物、元素有機(jī)聚合物和復(fù)合聚合物等。聚合物的鏈構(gòu)象：高分子鏈在固態(tài)時(shí)呈現(xiàn)的形態(tài)稱為鏈構(gòu)象。由于高分子鏈的柔性和相互纏結(jié)作用，高分子鏈通常會(huì)形成折疊鏈構(gòu)象、伸直鏈構(gòu)象和無規(guī)線團(tuán)構(gòu)象等。聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)：高分子材料在凝聚態(tài)下的結(jié)構(gòu)包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)和取向態(tài)結(jié)構(gòu)等。晶態(tài)結(jié)構(gòu)由折疊鏈構(gòu)象組成，具有長程有序性；非晶態(tài)結(jié)構(gòu)由無規(guī)線團(tuán)構(gòu)象組成，具有短程有序性；取向態(tài)結(jié)構(gòu)則是指高分子鏈或大分子聚集體的取向排列。高分子材料的性能力學(xué)性能：高分子材料具有較高的彈性模量、屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能。這些性能主要取決于聚合物的類型、分子量、交聯(lián)度和溫度等因素。此外，高分子材料還具有粘彈性和疲勞性能等特殊力學(xué)性能。熱性能：高分子材料的熱穩(wěn)定性較差，其耐熱性受到聚合物的類型、分子量、交聯(lián)度和添加劑等因素的影響。此外，高分子材料還具有熱膨脹、熱導(dǎo)率和燃燒性能等熱學(xué)性能。化學(xué)性能：高分子材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠耐受多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。然而，某些高分子材料容易受到強(qiáng)氧化劑、酸、堿和鹽等物質(zhì)的侵蝕。此外，高分子材料還具有耐候性、耐腐蝕性和老化性能等化學(xué)性能。電性能和光學(xué)性能：高分子材料具有良好的電絕緣性和光學(xué)性能。其電絕緣性主要取決于聚合物的類型和分子量，光學(xué)性能則包括折射率、透過率和反射率等。高分子材料的改性共混改性：通過將兩種或多種聚合物進(jìn)行混合，可以改善高分子材料的性能。共混改性可以改善聚合物的加工性能、力學(xué)性能、熱性能和化學(xué)性能等。常用的共混改性方法包括機(jī)械共混、溶液共混和乳液共混等。填充改性：通過在聚合物中添加無機(jī)填料或有機(jī)填料，可以改善高分子材料的性能。填充改性可以降低聚合物的成本、提高力學(xué)性能、熱性能和電性能等。常用的填充劑包括炭黑、白炭黑、碳酸鈣、玻璃纖維和石墨等。增強(qiáng)改性：通過在聚合物中添加增強(qiáng)劑，可以顯著提高高分子材料的力學(xué)性能。增強(qiáng)劑一般為纖維狀物質(zhì)，如玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維等。增強(qiáng)改性可以改善聚合物的耐沖擊性、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等。表面改性：通過化學(xué)或物理方法對(duì)高分子材料的表面進(jìn)行處理，可以改善其表面性能，如潤濕性、粘附性和抗靜電性等。表面改性方法包括表面涂層、表面接枝和表面離子注入等。04高分子材料的應(yīng)用高分子材料在工業(yè)中廣泛應(yīng)用于制造各種零部件和產(chǎn)品，如塑料、橡膠、涂料和粘合劑等。這些材料具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，能夠滿足各種工業(yè)需求。在航空航天領(lǐng)域，高分子材料因其輕質(zhì)、強(qiáng)度高、耐高溫等特性而被廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)和航天器的結(jié)構(gòu)和裝飾部件。石油和化工行業(yè)也是高分子材料的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，用于制造管道、儲(chǔ)罐、反應(yīng)釜等設(shè)備和部件，能夠保證工藝過程的可靠性和安全性。高分子材料在汽車工業(yè)中占據(jù)重要地位，用于制造汽車零部件、輪胎、密封膠等，能夠提高汽車的性能和舒適性。高分子材料在工業(yè)上的應(yīng)用高分子材料在日常生活中無處不在，如塑料袋、保鮮膜、食品包裝袋等，方便了人們的日常生活。高分子材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，如醫(yī)用塑料制品、縫合線、人工關(guān)節(jié)等，為醫(yī)療保健提供了重要的支持。高分子材料在生活中的應(yīng)甩家居裝修中，高分子材料主要用于制作地板、門窗、櫥柜等，美觀耐用且易于清潔。個(gè)人護(hù)理用品，如洗發(fā)水、沐浴露、牙膏等，也大量使用高分子材料作為添加劑或包裝材料，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。輸入標(biāo)題02010403高分子材料的發(fā)展趨勢高分子材料正朝著高性能化、功能化和智能化方向發(fā)展，以滿足不斷升級(jí)的市場需求。高分子材料與其他領(lǐng)域的交叉融合也為創(chuàng)新提