《高分子材料基本概念》課件

高分子材料基本概念本課件旨在介紹高分子材料的基本概念，涵蓋其定義、分類、結構、性質、聚合反應、類型、物理性能和應用。高分子材料的定義高分子材料是指由許多小分子（單體）通過化學鍵連接而成的具有高相對分子質量的物質。它們在生活中無處不在，從塑料到橡膠到纖維，都屬于高分子材料。結構特征高分子材料是由長鏈分子組成的，每個鏈分子由許多重復的結構單元（單體）連接而成。性質特點高分子材料具有許多獨特的性質，例如柔韌性、延展性、抗沖擊性等，使其在各種領域中得到廣泛應用。高分子材料的分類高分子材料可以根據(jù)其來源、結構、性質和應用等多種標準進行分類。常見分類方法如下：天然高分子天然高分子是指從自然界中直接獲取的聚合物，例如棉花、木材、橡膠等。合成高分子合成高分子是指由人工合成的方法制備的聚合物，例如塑料、合成纖維、合成橡膠等。無機高分子無機高分子是指由無機元素組成的聚合物，例如硅橡膠、硅酸鹽等。高分子材料的結構高分子材料的結構決定了其性質，主要包括鏈結構、支化程度、空間結構等。鏈結構線性、支化、交聯(lián)。支化程度高支化程度的分子更柔韌?？臻g結構結晶性、無定形。重復單元重復單元是構成高分子鏈的基本結構單元，是單體在聚合過程中形成的。1單體2聚合反應3重復單元4高分子鏈平均分子量由于高分子材料是由許多不同長度的分子組成的，因此通常用平均分子量來表示。Mn數(shù)均分子量按分子數(shù)算出的平均值Mw重均分子量按分子質量算出的平均值分子量分布高分子材料中不同分子量分子所占比例的分布情況，用分子量分布曲線表示。1窄分布2寬分布溶液性質高分子材料在溶劑中的溶解性、溶液粘度、滲透壓等性質對其應用有重要影響。溶解性取決于高分子與溶劑間的相互作用力。粘度取決于高分子鏈的長度和形狀。滲透壓反映了高分子溶液中溶質的濃度。粘度高分子溶液的粘度是其重要的物理性質，與分子量、濃度、溫度等因素有關。1分子量分子量越大，粘度越高。2濃度濃度越高，粘度越高。3溫度溫度越高，粘度越低。蒸汽壓降高分子溶液的蒸汽壓比純溶劑的蒸汽壓低，蒸汽壓降與溶液濃度有關。滲透壓滲透壓是指將高分子溶液和純溶劑隔開半透膜時，為了阻止溶劑從純溶劑側向高分子溶液側滲透而需要施加的壓力。影響因素溶液濃度、溫度、高分子分子量。應用測定高分子分子量、研究高分子溶液性質。聚合反應聚合反應是指由小分子（單體）通過化學反應連接成高分子鏈的過程?？s聚反應生成小分子副產物。鏈增長反應不生成副產物?？s聚反應縮聚反應是指兩個或多個單體反應生成聚合物，同時生成小分子副產物（如水、甲醇等）。1特點逐級增長、生成副產物。2應用合成聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。鏈增長反應鏈增長反應是指單體以活性鏈的形式逐個加到不斷增長的聚合物鏈上，不生成副產物。1引發(fā)生成活性中心2增長鏈增長反應3終止活性中心消失自由基聚合自由基聚合是由自由基引發(fā)的一類鏈增長反應，是最常見的聚合反應。引發(fā)劑過氧化物、偶氮化合物單體乙烯、丙烯、苯乙烯聚合物聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯離子聚合離子聚合是指由正離子或負離子引發(fā)的一類鏈增長反應，反應速率比自由基聚合快得多。陽離子聚合由強酸引發(fā)，適用于烯烴類單體。陰離子聚合由強堿引發(fā)，適用于環(huán)狀醚類單體。配位聚合配位聚合是由過渡金屬化合物引發(fā)的一類鏈增長反應，可以控制聚合物鏈的結構和性能。催化劑齊格勒-納塔催化劑特點高效率、高立體選擇性。熱塑性塑料熱塑性塑料是指在加熱時可以軟化并熔融，冷卻后可以再次固化的塑料。特點可反復加工、具有良好的加工性能。應用包裝、玩具、家具等。熱固性塑料熱固性塑料是指在加熱時發(fā)生不可逆的化學反應，形成三維網狀結構，無法再次熔融的塑料。特點強度高、耐熱性好。應用汽車、飛機、船舶等。橡膠橡膠是指具有彈性和可恢復性的高分子材料，可分為天然橡膠和合成橡膠。1天然橡膠2合成橡膠3丁苯橡膠4聚氯丁橡膠纖維纖維是指具有細長而柔軟的形狀、可紡織成紗線和織物的高分子材料。天然纖維棉花、羊毛、麻合成纖維滌綸、尼龍、腈綸人造纖維粘膠纖維、醋酸纖維高分子材料的物理性能高分子材料的物理性能是指其在不同環(huán)境條件下表現(xiàn)出來的力學性能、熱性能、電性能、化學性能等。力學性能力學性能是指高分子材料在受力時的變形和斷裂行為，包括強度、韌性、硬度、彈性模量等。強度材料斷裂時的最大應力。韌性材料斷裂前吸收的能量。硬度材料抵抗外力壓入或刻劃的能力。彈性模量材料在彈性范圍內抵抗形變的能力。熱性能熱性能是指高分子材料在溫度變化時的行為，包括玻璃化轉變溫度、熔點、熱分解溫度等。Tg玻璃化轉變溫度高分子材料由玻璃態(tài)轉變?yōu)橄鹉z態(tài)的溫度。Tm熔點結晶性高分子材料從固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的溫度。電性能電性能是指高分子材料在電場中的表現(xiàn)，包括電阻率、介電常數(shù)、介電強度等。1電阻率2介電常數(shù)3介電強度化學性能化學性能是指高分子材料在化學環(huán)境中的穩(wěn)定性，包括耐酸性、耐堿性、耐氧化性等。1耐酸性2耐堿性3耐氧化性4耐溶劑性高分子材料的應用高分子材料由于其獨特的性能和低成本，在各個領域得到了廣泛應用，例如包裝、建筑、交通、電子等。包裝食品包裝、飲料瓶。家具塑料椅子、桌子。汽車車身部件、內飾?？?/p>