改性工程塑料行業(yè)培訓教程-8：材料的基礎(chǔ)知識

新材料(cáiliào)行業(yè)——改性工程塑料培訓教程—（8）

材料的基礎(chǔ)知識

WUHUNIUMAITE

NewMaterialTechnologyCentre共六十七頁一、材

料[material]1、材料的范疇:

材料是物質(zhì)，是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件機器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)，亦稱原料。即可供制成成品的東西，加工后的材料持有(chíyǒu)特定的功能和形態(tài)。

材料是人類賴以生存和發(fā)展(fāzhǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

但是，并非所有物質(zhì)都可以稱為材料。一些制造消耗品的物質(zhì)，例如：燃料、化學原料、工業(yè)化學品、食物和藥物，一般都不算是材料。共六十七頁2、材料(cáiliào)在人類文明發(fā)展中的重要性高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命的重要標志新材料信息技術(shù)生物技術(shù)20世紀80年代：信息材料能源當代文明的三大支柱20世紀70年代：材料與國民經(jīng)濟建設(shè)(jiànshè)、國防建設(shè)(jiànshè)和人民生活密切相關(guān)。3、材料的三大特性重要性普遍性多樣性共六十七頁4、材料(cáiliào)的分類：

材料的品種繁多,根據(jù)不同(bùtónɡ)的出發(fā)點有多種分類方法，沒有統(tǒng)一的標準

其一：三種分類方法按形態(tài)來分a.顆粒狀材料b.線狀材料c.膜狀材料d.塊狀材料按加工程度分a.天然材料b.人造材料c.加工材料按物質(zhì)結(jié)構(gòu)分a.金屬材料b.非金屬無機材料c.有機材料d.復合材料

按物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分類是最本質(zhì)最重要的分類。常說的設(shè)計的三大材料就是指這一分類中的金屬材料、非金屬無機材料與有機材料而言。共六十七頁材料(cáiliào)的分類其二：兩種分類方法a.結(jié)構(gòu)材料b.功能材料(1)按結(jié)構(gòu)性能分c.傳統(tǒng)材料d.新型材料(2)按使用歷程分共六十七頁a.結(jié)構(gòu)(jiégòu)材料(structuralmaterial)

是以力學性能為基礎(chǔ)，以制造受力構(gòu)件所用材料。

結(jié)構(gòu)材料對物理或化學性能也有一定要求(yāoqiú)，如光澤、熱導率、抗輻照、抗腐蝕、抗氧化等。

建筑工程中主體結(jié)構(gòu)材料：鋼筋、水泥、沙子、石子、玻璃、木材、塑料等都屬于結(jié)構(gòu)材料。玻璃幕墻鋼筋結(jié)構(gòu)混凝土砌塊（水泥、砂子、石子）共六十七頁b.功能(gōngnéng)材料（functionalmaterial）電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫(yī)學功能(1)功能性特殊的物理、化學、生物學效應(yīng),能完成功能相互轉(zhuǎn)化(2)理化效應(yīng)制造各種功能元器件。應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。(3)主要作用超導材料微電子材料光子(guāngzǐ)材料信息材料能源轉(zhuǎn)換及儲能材料生態(tài)環(huán)境材料生物醫(yī)用材料......共六十七頁有些材料往往既是結(jié)構(gòu)(jiégòu)材料又是功能材料、如鐵、銅、鋁及其合金等。新型功能材料超

導

材

料低溫超導材料高溫超導材料微電子材料光子材料信息材料能源轉(zhuǎn)換及儲能材料生態(tài)環(huán)境材料生物醫(yī)用材料生物活性陶瓷生物降解高分子材料（醫(yī)用）共六十七頁功能(gōngnéng)材料的重要性(1)新材料領(lǐng)域的核心：是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導，對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用；(2)涉及面廣：信息技術(shù)(jìshù)、生物工程技術(shù)(jìshù)、能源技術(shù)(jìshù)、納米技術(shù)(jìshù)、環(huán)保技術(shù)(jìshù)、空間技術(shù)(jìshù)、計算機技術(shù)(jìshù)、

海洋工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)；(3)功能材料的推廣應(yīng)用能促進我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級，并為實現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的作用。共六十七頁d.新型材料(先進材料):是指那些正在發(fā)展(fāzhǎn)，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類材料。新型材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有明顯的界限，傳統(tǒng)材料通過采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經(jīng)過長期生產(chǎn)與應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。傳統(tǒng)材料是發(fā)展新材料和高技術(shù)的基礎(chǔ)，而新型材料又往往能推動傳統(tǒng)材料的進一步發(fā)展c.傳統(tǒng)材料：

在工業(yè)中已批量生產(chǎn)并大量應(yīng)用的材料，如鋼鐵(gāngtiě)、水泥、塑料等。

這類材料由于其量大、產(chǎn)值高、涉及面廣泛，又是很多支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，所以又稱為基礎(chǔ)材料。共六十七頁新型材料與傳統(tǒng)(chuántǒng)材料的關(guān)系傳統(tǒng)材料新型材料采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性能，大幅度增加附加值長期生產(chǎn)與應(yīng)用（基礎(chǔ)(jīchǔ)材料）（先進材料）共六十七頁其三：按用途分類生物材料

航空航天材料核材料建筑材料結(jié)構(gòu)材料裝飾材料專用材料木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金屬、磚瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、復合材料等各種涂料、油漆、鍍層、貼面、各色瓷磚、具有特殊效果的玻璃等防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔熱、保溫、密封等能源材料燃料：常規(guī)燃料、核燃料、合成燃料、炸藥及推進劑等能源結(jié)構(gòu)材料能源功能材料能源材料能源工業(yè)材料新能源材料節(jié)能材料儲能材料共六十七頁a、以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料(cáiliào)。由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，b、高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合，天然高分子是生命起源和進化的基礎(chǔ)。

人類社會一開始就利用(lìyòng)天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。

19世紀30年代末期，進入天然高分子化學改性階段，出現(xiàn)半合成高分子材料。

1907年出現(xiàn)合成高分子酚醛樹脂，標志著人類應(yīng)用合成高分子材料的開始。

現(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無機非金屬材料相同，成為科學技術(shù)、經(jīng)濟建設(shè)中的三大重要材料。二、高分子材料：（macromolecularmaterial）共六十七頁(1)分子量大：是由一類(yīlèi)相對分子質(zhì)量很高的分子聚集而成的

化合物，它們的相對分子質(zhì)量可以從幾萬直到

幾百萬或更大，也稱為高分子、大分子等。a.相對分子質(zhì)量高于10000;b.由

個原子以共價鍵連接而成;c.小分子通過聚合反應(yīng)制得，常被稱為聚合物或高聚物。1、高分子化合物特征(tèzhēng)(2)分子量分布具有多分散性：

它在聚合過程后變成了不同分子量大小的許多高聚物的混合物。我們所說的某一高分子的相對分子質(zhì)量其實都是它的一種平均相對分子質(zhì)量。

計算平均相對分子質(zhì)量也以不同的權(quán)重方式分為：數(shù)均相對分子質(zhì)量、重均相對分子質(zhì)量、粘均相對分子質(zhì)量等。

105103～高聚物與小分子的特征區(qū)別：小分子的分子量固定，都由確定分子量大小的分子組成。共六十七頁

聚合物是由化學組成相同而聚合度不等的同系混合物組成的，即由分子(fēnzǐ)鏈長度不同的高聚物混合組成。

通常采用平均數(shù)相對分子質(zhì)量表征分子的大小。按分子數(shù)目統(tǒng)計平均，則稱為數(shù)均相對分子質(zhì)量，符號為(MN)。

數(shù)均相對分子質(zhì)量=求和各組分相對分子質(zhì)量*組分物質(zhì)的量/總物質(zhì)的量。數(shù)均相對(xiāngduì)分子質(zhì)量(Number-averageMolecularWeight)

高聚物數(shù)均相對分子質(zhì)量的測定，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本數(shù)據(jù)之一。它涉及到高分子材料及其制品的力學性能，高聚物的流變性質(zhì)，聚合物加工性能和加工條件的選擇。也是在高分子化學、高分子物理領(lǐng)域?qū)唧w聚合反應(yīng)，具體聚合物的結(jié)構(gòu)研究所需的基本數(shù)據(jù)之一。共六十七頁重均相對(xiāngduì)分子質(zhì)量

按分子重量統(tǒng)計平均(píngjūn)的相對分子質(zhì)量為重均相對分子質(zhì)量。常用Mw表示，其值等于每種分子的分子量乘以其重量分數(shù)的總和。例如：10個分子量是100的分子和1個分子量是10的分子混

合，數(shù)均分子量、重均分子量各為多少？數(shù)均分子量=(100*10+10*1)/(10+1)=91.82重均分子量=100*1000/1010+10*10/1010=99.10共六十七頁2、高分子材料(cáiliào)的分類：半合成（改性天然高分子）按來源分類天然有機高分子合成有機高分子

按特性分類橡膠塑料纖維涂料膠粘劑高分子基復合材料共六十七頁塑

料橡

膠纖

維

薄

膜

膠粘劑

涂

料高

分

子三

大合成材料國民經(jīng)濟建設(shè)人民日常生活所必不可少的重要材料。高分子材

料通

用高分子材料新

型高分子材

料高分子膜；光、電、磁等特殊功能的高分子材料；生物高分子材料；醫(yī)用高分子材料；隱身材料；液晶高分子材料等計算機光導纖維激光生物工程海洋工程空間工業(yè)機械工業(yè)等尖端技術(shù)共六十七頁普通高分子材料高分子信息轉(zhuǎn)換材料高分子透明材料高分子模擬酶生物降解高分子材料高分子形狀記憶材料醫(yī)用、藥用高分子材料功能高分子材料高分子材料按用途分類通用高分子材料：在生活中大量(dàliàng)采用并已經(jīng)形成工業(yè)化生

產(chǎn)規(guī)模；功能高分子材料：除具有聚合物的一般力學性能、絕緣性

能和熱性能外，還具有物質(zhì)、能量和信

息的轉(zhuǎn)換、傳遞和儲存等特殊功能。共六十七頁表：新型高分子材料與通用(tōngyòng)高分子材料的關(guān)系通用高分子材料新型高分子材料產(chǎn)量大低價格低高性能機械強度差剛性差耐熱性低高性能化功能化生物化高分子材料因具有許多金屬和無機材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展，但是，它們存在著機械(jīxiè)強度和剛性差、耐熱性低等缺點限制了它們的應(yīng)用。目前已大規(guī)模生產(chǎn)的還是在尋常條件下使用的通用高分子材料。

現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，對高分子材料提出了更高的要求，因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，這樣就出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。共六十七頁

高分子材料的結(jié)構(gòu)決定其性能，對結(jié)構(gòu)的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。高分子材料獨特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工特點，使其具有其他材料不可比擬、不可取代(qǔdài)的優(yōu)異性能，從而廣泛用于科學技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。

3、高分子材料(cáiliào)性能介紹

很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學纖維、塑料和橡膠等也是高分子材料組成的。共六十七頁（1）現(xiàn)代(xiàndài)高分子三大材料之一——橡

膠（Rubber）

提取(tíqǔ)橡膠樹、橡膠草等植物的膠乳，加工后制成的具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。是一種高彈性的高分子化合物。橡膠樹橡膠合成橡膠天然橡膠橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成合成橡膠由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得共六十七頁a、橡膠(xiàngjiāo)的種類天然橡膠—聚異戊二烯合成橡膠丁基橡膠順丁橡膠氯丁橡膠三元乙丙橡膠丙烯酸酯橡膠聚氨酯橡膠

硅橡膠

氟橡膠橡膠橡膠的種類：聚異戊二烯結(jié)構(gòu)式共六十七頁b、橡膠(xiàngjiāo)組成特點作為可逆形變的高彈性聚合物材料(cáiliào)。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復原狀。橡膠組成特點：化學成分是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小，分子鏈柔性好。橡膠屬于完全無定型聚合物，

它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低，分子量往往很大，大于幾十萬。共六十七頁c、橡

膠的應(yīng)用(yìngyòng)橡膠與其他行業(yè)的關(guān)系1、交通運輸：橡膠輪胎。載人運輸帶，氣墊船、氣墊車等；2、工業(yè)礦山：膠帶、膠管、密封墊圈、膠輥、膠板、橡膠襯

里及勞動保護用品；3、農(nóng)林水利：橡膠履帶，橡膠防滲層及橡膠水壩，橡膠船等；4、軍事國防：船舶、帳篷、防護用具、國防尖端技術(shù)需要的

耐高溫、耐低溫、耐油、耐高度真空并能抵抗

各種酸、堿和氧化劑具有特殊性能的橡膠；5、土木建筑：玻璃窗密封橡膠條，隔音地板、捎青海綿、橡

膠地毯、建筑物大型橡膠彈簧座墊，混凝土空

心構(gòu)件(gòujiàn)應(yīng)用的充氣橡膠，膠乳水泥，提高水泥

的彈性和耐磨性。膠乳瀝青馬路的路面；共六十七頁橡膠(xiàngjiāo)的應(yīng)用6、電氣通訊：電線電纜絕緣體，膠管、膠棒、膠板、隔板、

電瓶殼。防護用品絕緣手套、絕緣膠靴鞋等。7、醫(yī)療衛(wèi)生：各種手術(shù)用的手套、冰囊、海綿座墊，醫(yī)療設(shè)

備和儀器的配件；

醫(yī)用橡膠制品有特殊要求，如無毒、殺菌、生理惰性、耐放射等。硅橡膠制造人造器官及人體組織代用品有了很大進展。8、商品儲存(chǔcún)：9、文教體育：各種球膽、乒乓球拍海綿膠面、皮球、筆膽、橡

皮制品、氣球以及海綿膠墊等；10、生活用品：雨衣、熱水袋、松紫帶、兒童玩具、海綿座墊

以及乳膠浸漬制品。共六十七頁d、橡膠(xiàngjiāo)的老化橡膠老化——橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，受

內(nèi)外因素的綜合(zōnghé)作用而引起橡膠物理化學性質(zhì)

和機械性能的逐步變壞，最后喪失使用價值。橡膠老化的表現(xiàn)——表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、

粉化、變色、長霉等。橡膠老化的因素——氧、臭氧、熱光、機械應(yīng)力、水分、油......橡膠老化氧機械應(yīng)力光臭氧熱水分油化學介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等共六十七頁e、橡膠的老化(lǎohuà)機理橡膠老化的機理——A）氧：氧使得橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。B）臭氧：臭氧的化學活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。出現(xiàn)謂“臭氧龜裂”；C）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。。提高氧擴散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速(jiāsù)橡膠氧化反應(yīng)速度－－熱氧老化。D）光：紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。兩面會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。共六十七頁橡膠(xiàngjiāo)的老化機理E)機械應(yīng)力：在機械應(yīng)力反復作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，容易引起臭氧龜裂。F)水分：水分的作用有兩個方面：特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。G）油：油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，產(chǎn)生了分子相互擴散(kuòsàn)，使硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。致使橡膠的強度和其他力學性能降低。H)其它：化學介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等。共六十七頁f、合成橡膠(héchéngxiànjiāo)的發(fā)展史

合成橡膠是由人工合成方法而制得的，采用不同(bùtónɡ)的原料（單體）可以合成出不同種類的橡膠。合成橡膠的產(chǎn)量已大大超過天然橡膠，其中產(chǎn)量最大的是丁苯橡膠。1900年～1910年：化學家C.D.哈里斯(Harris)測定了天然橡膠的結(jié)構(gòu)是異戊二烯的高聚物，這就為人工合成橡膠開辟了途徑。1910年俄國化學家SV列別捷夫(Lebedev，1874－1934)以金屬鈉為引發(fā)劑使1，3－丁二烯聚合成丁鈉橡膠，以后又陸續(xù)出現(xiàn)了許多新的合成橡膠品種，如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等等。丁苯橡膠結(jié)構(gòu)式聚異戊二烯結(jié)構(gòu)式共六十七頁高分子纖維：分為天然纖維和化學纖維。纖維的次價力大、

形變能力小、模量高，一般為結(jié)晶聚合物。合成纖維是高分子材料(cáiliào)的另外一個重要應(yīng)用。(2)高分子纖維(xiānwéi)高分子纖維天然纖維：蠶絲、棉、麻、毛等化學纖維尼龍滌綸腈綸聚酯纖維芳綸纖維氨綸蠶、蠶繭棉花腈綸聚酯纖維滌綸纖維共六十七頁a、合

成

纖

維人造纖維人造蛋白質(zhì)纖維人造纖維素纖維粘膠纖維、富強纖維等大豆纖維、花生纖維等合成纖維聚酯纖維（即滌綸）聚酰胺纖維（錦綸6，錦綸66等）聚丙烯腈纖維（腈聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸）聚丙烯纖維（聚氯乙烯纖維（氯綸）聚氨基甲酸酯纖維（氨綸）化學纖維共六十七頁合成纖維(héchéngxiānwéi)

以天然或者合成的高聚合物為原料，經(jīng)過化學方法加工制造出來的纖維，它可以(kěyǐ)分為人造纖維和合成纖維兩大類。化學纖維人造纖維合成纖維人造纖維素纖維（如粘膠纖維，富強纖維等）人造蛋白質(zhì)纖維（如大豆纖維，花生纖維等）聚酯纖維（滌綸）聚酰胺纖維（錦綸6，錦綸66等）聚丙烯腈纖維（腈綸）聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸）聚丙烯纖維（丙綸）聚氯乙烯纖維（氯綸）聚氨基甲酸酯纖維（氨綸）共六十七頁b、滌綸(dílún)滌綸分子組成：它是由酯基、苯環(huán)、短脂肪烴鏈、端醇羥基所構(gòu)成。HOH滌綸的名稱：聚對苯二甲酸乙二酯也稱聚酯纖維(PET)，相對(xiāngduì)分子量在18000~25000左右。其中還有少量的單體和低聚物存在。聚對苯二甲酸乙二酯的制?。簩Ρ蕉姿?TPA)和過量乙二酯(EG)通過直接酯化制取對苯二甲酸乙二酯（BHET）后縮聚而成。滌綸分子組成、結(jié)構(gòu)：共六十七頁滌綸結(jié)構(gòu)(jiégòu)與性質(zhì)b.滌綸分子中約含有46%酯基，酯基在高溫時能發(fā)生水解、熱裂解，

遇堿則皂解，使聚合度降低；a.滌綸分子中除存在兩個端醇羥基外，并無其他極性基團，因而滌綸

纖維親水性極差。c.滌綸分子中還含有脂肪族烴鏈，它能使滌綸分子具有一定柔曲性，

由于滌綸分子中還有不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)的苯環(huán)，故滌綸大分子基本為剛性

分子，分子鏈易于保持線型。因此，滌綸大分子在一這一條件下很

容易形成結(jié)晶，故滌綸的結(jié)晶度和取向性較高。共六十七頁滌綸(dílún)的性能

重均與數(shù)均相對分子質(zhì)量之比為1.5-1.8。相對密度1.38－1.40g/cm3．熔點225-256℃，流動溫度243℃：，玻璃化溫度80℃，馬丁耐熱80℃，熱變形溫度98℃(1.82MPa)，分解溫度353℃。優(yōu)良的機械性能．剛性高．硬度大，吸水性很小，尺寸穩(wěn)定性好。韌性好，耐沖擊、耐摩擦、耐蠕變(rúbiàn)。耐化學性好，溶于甲酚、濃硫酸、硝基苯、三氯醋酸、氯苯酚，不溶于甲醇、乙醇、丙酮、烷烴。使用溫度-100～120℃。彎曲強度148-310MPa吸水性0.06%-0.129%沖擊強度64.1-128J/m洛氏硬度M90-95伸長率1.8%-2.7%4(2-3)×10平均相對分子質(zhì)量：共六十七頁滌綸(dílún)的特點：1．強度高。耐沖擊強度比錦綸高4倍，比粘膠纖維高20倍。2．彈性好。彈性接近羊毛(yángmáo)，當伸長5%～6%時，幾乎可以完全恢復。耐皺性超過其他纖維，即織物不折皺，尺寸穩(wěn)定性好，比錦綸高2～3倍。3．耐熱性滌綸是通過熔紡法制成，成形后的纖維可又再經(jīng)加熱熔化，屬于熱塑性纖維。滌綸的熔點比較高，而比熱空和導熱率都較小，因而滌綸纖維的耐熱性和絕熱性要高些。是合成纖維中最好的。4．滌綸表面光滑，內(nèi)部分子排列緊密。5．耐磨性好。耐磨性僅次于耐磨性最好的錦綸，比其他天然纖維和合成纖維都好。6．耐光性好。耐光性僅次于腈綸。7．耐腐蝕?？赡推讋?、氧化劑、烴類、酮類、石油產(chǎn)品及無機酸。耐稀堿，不怕霉，但熱堿可使其分解。8．染色性較差，但色牢度好，不易褪色。滌綸分子鏈上因無特定的染色基團，而且極性較小，所又染色較為困難，易染性較差，染料分子不易進入纖維。

滌綸具有極優(yōu)良的定形性能。滌綸紗線或織物經(jīng)過定形后生成的平挺、蓬松形態(tài)或褶裥等，在使用中經(jīng)多次洗滌，仍能經(jīng)久不變。共六十七頁滌綸(dílún)的用途：

在塑料分類中，PET的代號是1號，作用廣泛：1、可紡成聚酯纖維，即滌綸；2、可制成薄膜用于錄音、錄像、電影膠片等的基片、絕緣

膜、產(chǎn)品包裝等；3、作為塑料可吹制成各種瓶，如可樂瓶、礦泉水瓶等；4、可作為電器、儀表機械零部件；軸承(zhóuchéng)、齒輪等；5、汽車工業(yè)中的流量控制閥、化油器蓋、車窗控制器、變速

器、配電盤罩等。共六十七頁滌綸(dílún)Terylene中國俗稱“的確良”滌綸的用途(yòngtú)：大量用于制造衣著面料

和工業(yè)制品。滌綸特點:價格便宜結(jié)實耐用彈性好不易變形耐腐蝕絕緣挺括易洗快干用途：衣著面料工業(yè)制品PET配件PET包裝盒滌綸面料共六十七頁c、氨綸(ānlún)（spandex譯名"斯潘德克斯"）氨綸(PU)是聚氨基甲酸酯纖維的簡稱，學名(xuémíng)聚氨酯纖維(Polyurethane)，是一種*彈性纖維?；咎匦裕核哂懈叨葟椥?，能夠拉長6～7倍，但隨張力的

消失能迅速恢復到初始狀態(tài)，其分子結(jié)構(gòu)為一個

像鏈狀的、柔軟及可伸長性的聚氨基甲酸酯，通

過與硬鏈段連接在一起而增強其特性。*彈性纖維聚酯鏈類：抗氧化、抗油性較強聚醚鏈類：防霉性，抗洗滌劑較好聚氨基甲酸酯:由二元或多元異氰酸酯與二元或多元羥基化合物作用而成的高分子化合物，是分子結(jié)構(gòu)中含有—NHCOO—單元的高分子化合物，該單元由異氰酸基和羥基反應(yīng)而成，反應(yīng)式如下：—N=C=O+HOˉ→—NH-COOˉ共六十七頁氨綸的研發(fā)(yánfā)過程1937年：首先由德國Bayer公司(ɡōnɡsī)于研究成功；1959年：美國杜邦公司于開始工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)已將其氨綸產(chǎn)

業(yè)賣給美國科氏工業(yè)集團，總產(chǎn)能約為10萬噸左右。

目前全球氨綸總產(chǎn)能約60萬噸，而韓國曉星公司的

氨綸產(chǎn)能接近12萬噸，成為全球第一。1989年：中國第一家氨綸企業(yè)是煙臺氨綸廠，開始生產(chǎn)。中

國大陸現(xiàn)有生產(chǎn)能力35萬噸左右，為全球最大氨綸

生產(chǎn)國。聚酯型氨綸：由芳香雙異氰酸酯和含有羥基的聚酯鏈段的

鑲嵌共聚物；聚醚型氨綸：由芳香雙異氰酸酯與含有羥基的聚醚鏈段鑲

嵌共聚物。彈力纖維：氨綸纖維、彈力聚烯烴纖維、彈力復合纖維。共六十七頁氨綸(ānlún)的物理特性

氨綸：高延伸性(500％～700％)、

低彈性模量(200％伸長，0.04～0.12克／旦）、

高彈性回復率（200％伸長，95％～99％）。

除強度較大外，其他物理機械性能與天然乳膠絲十分相似。它比乳膠絲更耐化學降解，具有中等的熱穩(wěn)定性，軟化溫度約在200℃以上。

氨綸的染色和整理：用于合成纖維和天然纖維的大多數(shù)染料和整理劑，也適用于氨綸的染色和整理。

氨綸耐汗、耐海水并耐各種干洗劑和大多數(shù)防曬油。

長期暴露(bàolù)在日光下或在氯漂白劑中也會退色，但退色程度隨氨綸的類型而不同，差異很大。共六十七頁

氨綸纖維結(jié)構(gòu)特點：它的高分子鏈是由低熔點(róngdiǎn)、無定型的"軟"鏈段為母體和嵌在其中的高熔點、結(jié)晶的"硬"鏈段所組成。

柔性鏈段分子鏈間以一定的交聯(lián)形成一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子鏈間相互作用力小，可以自由伸縮，伸長性能增大。

剛性鏈段分子鏈結(jié)合力比較大，分子鏈不會無限制地伸長，造成高的回彈性所以具有如此高的彈力

氡綸長絲的橫截面大部分為狗骨形（dog-bone-shaped）也有一些長絲表面光滑或呈鋸齒狀。

斷裂強度低：在所有紡織纖維中是最低的，只有0.44～0.88CN／dtex（聚醚型的強度(qiángdù)要高于聚酯型）。

吸濕范圍較小;一般為0.3-1.2％（復絲吸濕率要比單絲稍高些）。

耐熱性視品種不同而有較大差異，大多數(shù)纖維在90～150℃范圍內(nèi)短時間存放，纖維不會受到損傷，安全熨燙溫度為150℃以下，可以加溫干洗與濕洗。

染色性能較優(yōu)：可染成各種頓色，染料對纖維親和力強，可適應(yīng)絕大多數(shù)品種的染料，并具有較好的耐化學性，耐大多數(shù)的酸堿、化學藥劑、有機溶劑、干洗劑和漂白劑，以及耐日曬和風雪，但不耐氧化物，易使纖維變黃與強力降低。共六十七頁

氨綸一般不單獨使用，而是少量地摻入織物中。這種纖維既具有橡膠性能又具有纖維的性能，多數(shù)用于以氨綸為芯紗的包芯紗，稱為彈力包芯紗，彈力包芯紗的主要特點：1、良好的手感與外觀，以天然纖維組成的外纖維吸濕性好；2、用1-10%的氨綸長絲就可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的彈力紗；3、彈性百分率控制范圍從10%到20％，能根據(jù)產(chǎn)品的用

途，選擇不同的彈性值。

易于紡制25～2500旦不同粗細的絲，因此廣泛被用來制作彈性編織物，如襪口、家具(jiājù)罩、滑雪衣、運動服、醫(yī)療織物、帶類、軍需裝備、宇航服的彈性部分等。

隨著人們對織物提出新的要求，如重量輕、穿著舒適合身、質(zhì)地柔軟等，低纖度氨綸織物在合成纖維織物中所占的比例也越來越大。也有用氨綸裸體絲和氨綸與其它纖維合并加捻而成的加捻絲，主要用于各種經(jīng)編、緯編織物，機織物和彈性布等。共六十七頁塑料(sùliào)：是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要成分，

再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次

價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。（3）現(xiàn)代高分子三大(sāndà)材料之一——塑

料按合成樹脂的特性熱固性塑料熱塑性塑料按用途通用塑料工程塑料共六十七頁熱塑性塑料：加熱后軟化(ruǎnhuà)，形成高分子熔體的塑料。熱塑性塑料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA有機玻璃）聚氯乙烯（PVC）聚酰胺（Nylon尼龍)聚氨酯（PU）聚四氟乙烯（特富龍，PTFE）聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE，滌綸)塑

料共六十七頁熱固性塑料：加熱后固化，形成(xíngchéng)交聯(lián)的不熔結(jié)構(gòu)的塑料。熱固性塑料環(huán)氧樹脂酚醛塑料聚酰亞胺三聚氰胺甲醛樹脂塑料的加工方法(fāngfǎ)包括注射，擠出，膜壓，熱壓，吹塑等等。塑

料共六十七頁④高分子膠粘劑：是以合成天然(tiānrán)高分子化合物為主體制成的膠

粘材料。高分子膠粘劑天然膠粘劑：樹膠、淀粉合成膠粘劑聚合型：環(huán)氧樹脂熱融型，如尼龍、聚乙烯水溶型，如淀粉加壓型，如天然橡膠應(yīng)用(yìngyòng)較多的是合成膠粘劑。(4)高分子膠粘劑共六十七頁常用的合成(héchéng)工業(yè)涂料有環(huán)氧樹脂，聚氨酯等。⑤高分子涂料：是以聚合物為主要成膜物質(zhì)，添加溶劑和各種添加劑制得，涂附在工業(yè)或日用(rìyòng)產(chǎn)品表面起美觀或這保護作用的一層高分子材料。根據(jù)成膜物質(zhì)分為油脂涂料天然樹脂涂料合成樹脂涂料(5)高分子涂料共六十七頁⑥高分子基復合材料：是以高分子化合物為基體，添加各種增強材料制得的一種復合材料。它綜合了原有材料的性能(xìngnéng)特點，并可根據(jù)需要進行材料設(shè)計。

高分子復合材料最大優(yōu)點是博各種材料之長，如高強度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì)，根據(jù)應(yīng)用目的，選取高分子材料和其他具有(jùyǒu)特殊性質(zhì)的材料，制成滿足需要的復合材料。高分子復合材料結(jié)構(gòu)復合材料功能復合材料

高分子復合材料分為兩大類：(6)高分子基復合材料共六十七頁

高分子結(jié)構(gòu)復合材料包括兩個組分：①增強劑：為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物。

如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的

織物。②基體材料(cáiliào)：主要是起粘合作用的膠粘劑。

如不飽和聚酯樹脂；

環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂；

苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂。

這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料。高分子基復合材料(fùhécáiliào)共六十七頁自從合成有機高分子材料出現(xiàn)的那一天起，人們始終在不斷地研究(yánjiū)、開發(fā)著性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工業(yè)和機械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。

在傳統(tǒng)的三大合成材料以外，又出現(xiàn)了許多(xǔduō)新型有機高分子材料：

高分子膜；

具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料；

生物高分子材料；

醫(yī)用高分子材料；

隱身材料；

液晶高分子材料等

這些新型有機高分子材料在我們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和尖端科學技術(shù)領(lǐng)域中起著越來越重要的作用。共六十七頁

目前，世界上有機高分子材料的研究正在不斷地加強和深入。

一、對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行(jìnxíng)改性和推廣，使它們的性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大。三、有機(yǒujī)高分子材料的發(fā)展趨勢例如：導電塑料的研發(fā)和應(yīng)用導電塑料——是將樹脂和導電物質(zhì)混合，用塑料的加工方式進行加工的功能型高分子材料。主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域。

塑料一般作為絕緣材料被廣泛使用，但是近年來，為滿足電子工業(yè)需求，又研制出具有優(yōu)良導電性能的導電塑料。導電塑料已用于制造電池等，并可望在工業(yè)上獲得更廣泛的應(yīng)用。共六十七頁有機(yǒujī)高分子材料的發(fā)展趨勢

二、與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強，并且取得了一定的進展。例如(lìrú)：仿生高分子材料、高分子智能材料等。

這類高分子材料在宇航、建筑、機器人、仿生和醫(yī)藥領(lǐng)

域已顯示出潛在的應(yīng)用前景。隆鼻、植牙材料水凝膠仿生貼面膜膠原蛋白眼貼膜仿生高分子材料共六十七頁1、高分子智能(zhìnénɡ)材料

總之，有機高分子材料的應(yīng)用范圍正在逐漸擴展，高分子材料必將對人們(rénmen)的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生越來越大的影響。高分子智能材料：也有人稱機敏材料。是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得似乎有了“感覺”和“知覺”。

智能材料是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。天然材料（第一代）合成高分子材料（第二代）人工設(shè)計材料（第三代）高分子智能材料（第四代）共六十七頁

2、高分子分離(fēnlí)膜(polymericmembraneforseparation)

分離原理：采用半透性薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離。根據(jù)流體混合物中各組分透過膜的速率不同，使之在膜的兩側(cè)分別富集，以達到分離、精制、濃縮及回收利用(lìyòng)的目的。膜分離過程——主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、

氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。膜分離特點——具有節(jié)能、高效和潔凈等特點，被認為是支撐

新技術(shù)革命的重大技術(shù)。

越來越廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領(lǐng)域。共六十七頁制備分離(fēnlí)膜的材料：最初用作分離(fēnlí)膜的高分子材料：纖維素酯類逐漸采用聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亞胺......

高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（見聚合物）也越來越多地被用于制分離膜，使其具有單一均聚物所沒有的特性。共六十七頁對近沸點混合物、共沸混合物、異構(gòu)體混合物等難以分離的混合物體系，以及某些(mǒuxiē)熱敏性物質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的分離。

a、用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒等食品工業(yè)中，因無需加熱，常溫下即可操作，由于避免了高溫操作，所濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)不容易發(fā)生變化，可保持食品原有的風味。

b、采用高分子富氧膜能簡便地從空氣中富集氧獲得富氧空氣。

c、用于醫(yī)療。還可用于制備電子工業(yè)用超純水和無菌醫(yī)藥用超純水。

d、用分離膜裝配的人工腎、人工肺，能凈化血液，治療腎功能不全患者以及作手術(shù)用人工心肺機中的氧合器等。高分子分離膜的應(yīng)用(yìngyòng)領(lǐng)域共六十七頁

成本低、能耗少、效率高、無污染并可回收有用物質(zhì)，特別適合于性質(zhì)相似組分、同分異構(gòu)體組分、熱敏性組分、生物物質(zhì)組分等混合物的分離，因而在某些應(yīng)用中能代替蒸餾、萃取、蒸發(fā)、吸附等化工單元操作。

膜分離裝置簡單、操作容易，對無機物、有機物及生物制品均可適用，并且不產(chǎn)生二次污染。采用反滲透法進行海水淡化(dànhuà)所需能量僅為冷凍法的1／2，蒸發(fā)法的1／17，操作簡單，成本低廉。因此，反滲透法有逐漸取代多級閃蒸法的趨勢。膜分離過程的共同(gòngtóng)優(yōu)點