高分子化合物與材料綜述

1、高分子化合物與材料綜述玻璃按來(lái)源分：高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物淀粉纖維素蛋白質(zhì)等聚乙烯聚氯乙烯合成橡膠等天然高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物合成高分子化合物一一 .高分子化合物的合成高分子化合物的合成 高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般都在一萬(wàn)以上，有的可達(dá)上千萬(wàn)都在一萬(wàn)以上，有的可達(dá)上千萬(wàn)。 合成高分子化合物是由小分子通過(guò)合成高分子化合物是由小分子通過(guò)聚合反應(yīng)制得的，所以也稱聚合物或高聚合反應(yīng)制得的，所以也稱聚合物或高聚物。聚物。 合成高分子化合物與自然界樹(shù)脂形合成高分子化合物與自然界樹(shù)脂形態(tài)相似，在工業(yè)上常稱作合成樹(shù)脂。態(tài)相似，在工業(yè)

2、上常稱作合成樹(shù)脂。合成方法：1、加成聚合反應(yīng)（簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)）2、縮合聚合反應(yīng)（簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)）1、加成聚合反應(yīng) 乙烯分子中的碳碳雙鍵可以打開(kāi)跟乙烯分子中的碳碳雙鍵可以打開(kāi)跟其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)；在一定條件下，其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)；在一定條件下，乙烯還可以發(fā)生自身加成反應(yīng)而形成高乙烯還可以發(fā)生自身加成反應(yīng)而形成高分子化合物，這一類反應(yīng)也被稱為聚合分子化合物，這一類反應(yīng)也被稱為聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。聚氯乙烯的形成過(guò)程：聚氯乙烯的形成過(guò)程：nCH2=CH2CH2-CH- CH2-CH- CH2-CHClClCl氯乙烯氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯簡(jiǎn)寫：簡(jiǎn)寫：nCH2=CH2 CH2-CH

3、nCl在聚氯乙烯中，在聚氯乙烯中，氯乙烯成為單體，氯乙烯成為單體， n為高分子鏈所含鏈節(jié)的數(shù)目，為高分子鏈所含鏈節(jié)的數(shù)目，成為聚合度。成為聚合度。 含有雙鍵、三鍵或環(huán)狀含有雙鍵、三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的低分子，在一定條件結(jié)構(gòu)的低分子，在一定條件下可以發(fā)生加聚反應(yīng)。下可以發(fā)生加聚反應(yīng)。重復(fù)單元重復(fù)單元 CH2CH2叫做鏈節(jié)叫做鏈節(jié) Cl 高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，往往高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，往往都是有特定的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成的高都是有特定的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成的高分子鏈，因此化學(xué)性質(zhì)比較復(fù)雜。分子鏈，因此化學(xué)性質(zhì)比較復(fù)雜。 高分子化合物是由許多聚合度不同的高分高分子化合物是由許多

4、聚合度不同的高分子鏈組成的，因此，高分子化合物的相對(duì)分子子鏈組成的，因此，高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量是個(gè)平均值。質(zhì)量是個(gè)平均值。聚氯乙烯制電話卡聚氯乙烯制電話卡聚苯乙烯制包裝材料聚苯乙烯制包裝材料聚四氟乙烯制用聚四氟乙烯制用作不沾層作不沾層加聚反應(yīng)獲得的高分子化合物加聚反應(yīng)獲得的高分子化合物酸與醇可以發(fā)生酯化反應(yīng)酸與醇可以發(fā)生酯化反應(yīng)。 例如，乙酸和乙醇反應(yīng)可生成乙酸乙酯和水例如，乙酸和乙醇反應(yīng)可生成乙酸乙酯和水：CH3C=O+CH3CH=CH3C-O-CHCH3+H2OOHOHO=2.縮合聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng) 化合物的單體之間發(fā)生一系列類化合物的單體之間發(fā)生一系列類似于酸和醇縮合成酯類的反應(yīng)

5、叫做縮似于酸和醇縮合成酯類的反應(yīng)叫做縮合聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。合聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。 兩種單體分子都含有兩個(gè)以上能兩種單體分子都含有兩個(gè)以上能夠相互反應(yīng)的官能團(tuán)。夠相互反應(yīng)的官能團(tuán)。發(fā)生聚合反應(yīng)的必要條件是發(fā)生聚合反應(yīng)的必要條件是: 滌綸、尼龍、酚醛樹(shù)脂等都是由縮聚反滌綸、尼龍、酚醛樹(shù)脂等都是由縮聚反應(yīng)制得的。應(yīng)制得的。酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂滌綸制衣滌綸制衣尼龍尼龍縮聚反應(yīng)值得的高分子化合物制品縮聚反應(yīng)值得的高分子化合物制品二二. 塑料制品的加工塑料制品的加工 由于高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)由于高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，與低分子化合物相比，表現(xiàn)量很大，與低分子化合物相比，表現(xiàn)出某些特殊性能

6、。出某些特殊性能。相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間力越強(qiáng)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間力越強(qiáng)，分子材料強(qiáng)度越大。分子材料強(qiáng)度越大。高分子鏈結(jié)構(gòu)高分子鏈結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)熱塑性聚合物熱塑性聚合物熱固性聚合物熱固性聚合物 熱塑性聚合物溶于有機(jī)溶熱塑性聚合物溶于有機(jī)溶劑，受熱會(huì)軟化、熔融，劑，受熱會(huì)軟化、熔融， 熱固性聚合物不易溶于有機(jī)熱固性聚合物不易溶于有機(jī)溶劑，加熱也不會(huì)熔融。溶劑，加熱也不會(huì)熔融。 工業(yè)上塑料大都是以石油裂解工業(yè)上塑料大都是以石油裂解產(chǎn)物和天然氣為原料生產(chǎn)的。產(chǎn)物和天然氣為原料生產(chǎn)的。 主要是利用熱塑性塑料和主要是利用熱塑性塑料和熱固性塑料的性質(zhì)加工制作熱固性塑料的性質(zhì)加

7、工制作成用途廣泛的塑料制品。成用途廣泛的塑料制品。影像高分子性能的因素：影像高分子性能的因素：1.高分子的單體的組成和結(jié)構(gòu)。高分子的單體的組成和結(jié)構(gòu)。2.高分子的相對(duì)分子質(zhì)量。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量。3.高分子鏈的形狀。高分子鏈的形狀。4.高分子的聚集狀態(tài)。高分子的聚集狀態(tài)。三三.性能優(yōu)異的合成材料性能優(yōu)異的合成材料 為了降低成本、提高性能、滿為了降低成本、提高性能、滿足不同的需要，塑料廠要通過(guò)改性足不同的需要，塑料廠要通過(guò)改性才能適應(yīng)各種實(shí)際要求。才能適應(yīng)各種實(shí)際要求。常用的方法有：常用的方法有：填充改性填充改性共混改性共混改性共聚改性共聚改性塑料的改性機(jī)塑料的改性機(jī)1、塑料的改性 高分子材料

8、發(fā)展的主要趨勢(shì)是高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)是高性能化、功能化、復(fù)合化、精細(xì)高性能化、功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化。化和智能化。 幾種功能高分子材料：幾種功能高分子材料：能導(dǎo)電的高分子材料；能導(dǎo)電的高分子材料；高吸水性樹(shù)脂；高吸水性樹(shù)脂；微膠囊。微膠囊。2、功能高分子材料功能高分子材料的特定功能主要通功能高分子材料的特定功能主要通過(guò)以下三個(gè)途徑獲得：過(guò)以下三個(gè)途徑獲得：1.有某個(gè)特定功能的官能團(tuán)的單體有某個(gè)特定功能的官能團(tuán)的單體 直接聚合。直接聚合。 2.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán)引入某些具有特定功能的基團(tuán)。 3.通過(guò)合理的加工成型

9、實(shí)現(xiàn)材料的功通過(guò)合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化。能化。功功能能高高分分子子材材料料電磁功能高分子材料電磁功能高分子材料 如導(dǎo)電高分子材如導(dǎo)電高分子材料、高分子磁性體、磁記錄材料等。料、高分子磁性體、磁記錄材料等。光功能高分子材料光功能高分子材料 如光導(dǎo)材料、光記錄、如光導(dǎo)材料、光記錄、光敏劑、感光材料等。光敏劑、感光材料等。分子材料和化學(xué)功能材料分子材料和化學(xué)功能材料 如分離膜、離如分離膜、離子交換樹(shù)脂、高分子催化劑等。子交換樹(shù)脂、高分子催化劑等。生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用高分子材料 如人造器官、醫(yī)如人造器官、醫(yī)用高分子器械、醫(yī)用高分子藥物、仿生用高分子器械、醫(yī)用高分子藥物、仿生高分子等。高分

10、子等。復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)是：復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體機(jī)體 起黏結(jié)作用起黏結(jié)作用增強(qiáng)體增強(qiáng)體 起增強(qiáng)作用起增強(qiáng)作用 玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子化玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子化合物復(fù)合而成的。合物復(fù)合而成的。 優(yōu)良性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐優(yōu)良性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性好蝕、抗沖擊、絕緣性好3、復(fù)合材料玻璃鋼制成船體玻璃鋼制成船體玻璃鋼制品玻璃鋼制品 現(xiàn)代復(fù)合材料的制造不僅要求現(xiàn)代復(fù)合材料的制造不僅要求保留原組織材料的特點(diǎn)，還要求通保留原組織材料的特點(diǎn)，還要求通過(guò)補(bǔ)充和增強(qiáng)而獲得更優(yōu)異的性能，過(guò)補(bǔ)充和增強(qiáng)而獲得更優(yōu)異的性能，另外復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性，包括選另外復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性，包括選材設(shè)

11、計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。生產(chǎn)復(fù)合材材設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。生產(chǎn)復(fù)合材料也是一條節(jié)約資源、能源和資金料也是一條節(jié)約資源、能源和資金的有效途徑。的有效途徑。 根據(jù)材料的穩(wěn)定性和生產(chǎn)可降根據(jù)材料的穩(wěn)定性和生產(chǎn)可降解的材料，是當(dāng)前高分子材料研制解的材料，是當(dāng)前高分子材料研制中相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)重要方面。中相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)重要方面。四四. 環(huán)境中的高分子材料環(huán)境中的高分子材料 高分子材料的老化主要包括高分子鏈之高分子材料的老化主要包括高分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)而變硬，、變脆、喪失彈性，間發(fā)生交聯(lián)而變硬，、變脆、喪失彈性，高分子鏈發(fā)生斷裂、相對(duì)分子質(zhì)量降低而高分子鏈發(fā)生斷裂、相對(duì)分子質(zhì)量降低而變軟、發(fā)黏等。變軟、發(fā)黏等。1.1.高分子材料的老化及其保護(hù)高分子材料的老化及其保護(hù) 高分子材料在使用過(guò)程中，由于環(huán)境高分子材料在使用過(guò)程中，由于環(huán)境的影響，其強(qiáng)度、彈性、硬度等性能逐的影響，其強(qiáng)度、彈性、硬度等性能逐漸變差，這種現(xiàn)象稱為高分子材料的老漸變差，這種現(xiàn)象稱為高分子材料的老化。化。 可降解材料是指一類各項(xiàng)性能可降解材料是指一類各項(xiàng)性能在保存和使用期內(nèi)滿足要求使用后在保存和使用期內(nèi)滿足要求使用后在自然環(huán)境中可降解為無(wú)害物質(zhì)的在自然環(huán)境中可降解為無(wú)害物質(zhì)的材料。材料。