第1章 緒論ok

1、高分子材料與工程專業(yè)將要開設(shè)的專業(yè)課程高分子材料與工程專業(yè)將要開設(shè)的專業(yè)課程合成合成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)用應(yīng)用性能性能高分子化學(xué)高分子化學(xué)高分子合成工藝學(xué)高分子合成工藝學(xué)高分子物理聚合物的結(jié)構(gòu)與性能塑料成型工藝學(xué)塑料成型模具塑料成型機(jī)械高分子設(shè)計(jì)p1教材：教材：高分子材料高分子材料黃麗黃麗.化工出版社化工出版社,2011.p2參考資料：參考資料：1 張留成。高分子材料基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社張留成。高分子材料基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社 2007年出版年出版p2 張留成張留成.高分子材料導(dǎo)論高分子材料導(dǎo)論,北京北京:化工出版社化工出版社,1993. p3 黃銳黃銳.塑料加工工藝，中國輕工業(yè)出版社塑料加工工藝，中國輕

2、工業(yè)出版社 2009年出版年出版p4 陳世煌陳世煌, 塑料成型機(jī)械塑料成型機(jī)械,北京北京: 化工出版社化工出版社 2006年出版年出版p 5 潘祖仁潘祖仁.高分子化學(xué)高分子化學(xué),北京北京:化工出版社化工出版社,1997. 教材及參考資料了解高分子材料的制備反應(yīng)了解高分子材料的制備反應(yīng)了解高分子科學(xué)發(fā)展歷史以及我國高分子科學(xué)發(fā)展?fàn)顩r；了解高分子科學(xué)發(fā)展歷史以及我國高分子科學(xué)發(fā)展?fàn)顩r；了解高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；了解高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；掌握塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑的類型和特性；掌握塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑的類型和特性；掌握其主要品種結(jié)構(gòu)及其特性；掌握其主要品種結(jié)構(gòu)及其特

3、性；掌握聚合物通過共混與復(fù)合來改性的常用方法和主要品種。掌握聚合物通過共混與復(fù)合來改性的常用方法和主要品種。 學(xué)習(xí)高分子材料課程的目的與要求學(xué)習(xí)高分子材料課程的目的與要求第一章第一章 緒論緒論p教學(xué)目的與要求教學(xué)目的與要求p了解材料的分類、性能了解材料的分類、性能p熟悉高分子的基本概念、命名及熟悉高分子的基本概念、命名及縮寫縮寫代號代號p掌握高分子材料的分類及組成掌握高分子材料的分類及組成p掌握高分子材料的成型加工掌握高分子材料的成型加工p教學(xué)難點(diǎn)與與重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)與與重點(diǎn)p1 1 高分子的基本概念、命名及高分子的基本概念、命名及縮寫縮寫代號代號p2 2 高分子材料的分類及組成高分子材料的分類及

4、組成p3 3 高分子材料的成型加工高分子材料的成型加工p教學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)時(shí)數(shù) 4h4h第第1 1章章 緒論緒論p1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p材料材料（MaterialMaterial）是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物）是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其它產(chǎn)品的那些物質(zhì)。品、器件、構(gòu)件、機(jī)器和其它產(chǎn)品的那些物質(zhì)。p具有滿足指定工作條件下使用要求的形態(tài)和物理性狀的物質(zhì)稱材具有滿足指定工作條件下使用要求的形態(tài)和物理性狀的物質(zhì)稱材料。料。p材料、信息和能源是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱。材料、信息和能源是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱。p問題：材料與物質(zhì)有何區(qū)別？問題：材料與物質(zhì)

5、有何區(qū)別？p材料化的過程材料化的過程：p 由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成有用材料的過程稱材料化的過程。由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成有用材料的過程稱材料化的過程。p聚合物材料中的各種成型加工過程等都屬于材料化過程。聚合物材料中的各種成型加工過程等都屬于材料化過程。1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p材料的分類：材料的分類： p 金屬材料金屬材料p按化學(xué)組成按化學(xué)組成 無機(jī)材料無機(jī)材料p 高分子材料高分子材料 p 氣態(tài)氣態(tài)p 液態(tài)液態(tài)p狀態(tài)狀態(tài) 單晶材料單晶材料p 固態(tài)固態(tài) 多晶材料多晶材料p 非晶材料非晶材料p 復(fù)合材料復(fù)合材料1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p用途用途 結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料

6、p 功能材料功能材料p 建筑材料建筑材料 耐火材料耐火材料 p使用領(lǐng)域使用領(lǐng)域 耐磨材料耐磨材料 醫(yī)用材料醫(yī)用材料p 電子材料電子材料 耐蝕材料耐蝕材料p 1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p 高分子材料的分類高分子材料的分類p 高分子材料是由脂肪族和芳香族的高分子材料是由脂肪族和芳香族的C-CC-C共價(jià)鍵為基本結(jié)構(gòu)的高共價(jià)鍵為基本結(jié)構(gòu)的高分子構(gòu)成的材料。分子構(gòu)成的材料。p 天然高分子材料天然高分子材料p 按來源分按來源分 合成高分子材料合成高分子材料p 碳鏈高分子材料碳鏈高分子材料p 按大分子主鏈結(jié)構(gòu)按大分子主鏈結(jié)構(gòu) 雜鏈高分子材料雜鏈高分子材料p 元素有機(jī)高分子材料元素有機(jī)高分子

7、材料p 橡膠橡膠p 纖維纖維p按用途和性能分按用途和性能分 塑料塑料p 涂料涂料 油漆油漆 膠粘劑膠粘劑p 功能高分子材料功能高分子材料p 聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p復(fù)合材料復(fù)合材料：由兩種或兩種以上，物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，：由兩種或兩種以上，物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ńM合起來，而得到的具有復(fù)合效益的多向固用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ńM合起來，而得到的具有復(fù)合效益的多向固體材料。體材料。p 基體材料基體材料p 按構(gòu)成原材料按構(gòu)成原材料 分散材料分散材料p 顆粒狀顆粒狀p 按復(fù)合材料的形態(tài)和形狀按復(fù)合材料的形態(tài)和形狀 纖維狀纖維狀 p

8、層狀層狀p 按復(fù)合效果按復(fù)合效果 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料p 功能復(fù)合材料功能復(fù)合材料1.1 1.1 材料與材料科學(xué)材料與材料科學(xué)p材料科學(xué)學(xué)的范疇及任務(wù)材料科學(xué)學(xué)的范疇及任務(wù)p 材料科學(xué)是一門以材料研究對象，介于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)材料科學(xué)是一門以材料研究對象，介于基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)之間基礎(chǔ)科學(xué)。之間基礎(chǔ)科學(xué)。p內(nèi)容內(nèi)容p 材料科學(xué)不僅包含化學(xué)及物理學(xué)的科學(xué)問題，還包括材料的制材料科學(xué)不僅包含化學(xué)及物理學(xué)的科學(xué)問題，還包括材料的制備工藝，材料性能的表征及材料應(yīng)用等技術(shù)性問題。備工藝，材料性能的表征及材料應(yīng)用等技術(shù)性問題。p任務(wù)任務(wù)p 材料科學(xué)恰如一座橋梁將許多基礎(chǔ)科學(xué)結(jié)論與工程應(yīng)用連接起材料科

9、學(xué)恰如一座橋梁將許多基礎(chǔ)科學(xué)結(jié)論與工程應(yīng)用連接起來。材料科學(xué)的主要任務(wù)以現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科理論為來。材料科學(xué)的主要任務(wù)以現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科理論為基礎(chǔ)從電子、原子、分子間結(jié)合力、晶體及非晶體結(jié)構(gòu)、顯微組基礎(chǔ)從電子、原子、分子間結(jié)合力、晶體及非晶體結(jié)構(gòu)、顯微組織、結(jié)構(gòu)缺陷等觀點(diǎn)研究材料的各種性能以及材料在制造和應(yīng)用織、結(jié)構(gòu)缺陷等觀點(diǎn)研究材料的各種性能以及材料在制造和應(yīng)用過程中的行為，了解結(jié)構(gòu)過程中的行為，了解結(jié)構(gòu)-性能性能-應(yīng)用之間的規(guī)律關(guān)系，提高現(xiàn)有應(yīng)用之間的規(guī)律關(guān)系，提高現(xiàn)有材料的性能、發(fā)揮材料的潛力并能動(dòng)地探索和發(fā)展新型材料，以材料的性能、發(fā)揮材料的潛力并能動(dòng)地探索和發(fā)展新型

10、材料，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展對材料日益增長的需滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展對材料日益增長的需求。求。材材料料科科學(xué)學(xué)與與工工程程使用使用加工加工性能性能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)四四要要素素陶瓷陶瓷電子材料電子材料金屬金屬高分子材料高分子材料材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程1.2 材料結(jié)構(gòu)與性能p1 .2.1 1 .2.1 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)p 鍵合結(jié)構(gòu)鍵合結(jié)構(gòu)p 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)p 組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)-鍵合結(jié)構(gòu)鍵合結(jié)構(gòu)離子建離子建共價(jià)鍵共價(jià)鍵金屬鍵金屬鍵化學(xué)鍵化學(xué)鍵氫氫 鍵鍵分子鍵分子鍵物理鍵物理鍵陶瓷材料陶瓷材料 高分子材料高分子材料金屬材料金屬材料冰（冰（H20

11、）鹵族晶體鹵族晶體結(jié)合能結(jié)合能1.2 材料結(jié)構(gòu)簡述p注：注： 1. 1. 有些陶瓷材料屬共價(jià)鍵化合物，如有些陶瓷材料屬共價(jià)鍵化合物，如SiCSiC陶瓷；陶瓷；p 2. 2. 分子鍵又稱范德瓦爾斯力分子鍵又稱范德瓦爾斯力p 3. 3. 實(shí)際晶體并非只有一種鍵合結(jié)構(gòu)，如冰晶（共價(jià)鍵、氫鍵）實(shí)際晶體并非只有一種鍵合結(jié)構(gòu)，如冰晶（共價(jià)鍵、氫鍵）p材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)-晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 晶晶 體：原子排列長程有序，有周期體：原子排列長程有序，有周期 非晶體：原子排列短程有序，無周期非晶體：原子排列短程有序，無周期p 準(zhǔn)晶體：原子排列長程有序，無周期準(zhǔn)晶體：原子排列長程有序，無周期1.2 材料結(jié)構(gòu)與性能材

12、料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)-組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)定義：組成材料的不同物質(zhì)表示出的某種形態(tài)特征定義：組成材料的不同物質(zhì)表示出的某種形態(tài)特征相圖特征相圖特征 勻晶型組織勻晶型組織 共晶型組織共晶型組織 包晶型組織包晶型組織結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 馬氏體組織馬氏體組織 奧氏體組織奧氏體組織 貝氏體組織貝氏體組織組合特征組合特征 單相組織單相組織 兩相組織兩相組織 多相組織多相組織成分、結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)成分、結(jié)構(gòu)檢測技術(shù) 現(xiàn)代材料科學(xué)家對材料成分、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是現(xiàn)代材料科學(xué)家對材料成分、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是由分析、檢測實(shí)現(xiàn)的。由分析、檢測實(shí)現(xiàn)的。1.2 材料結(jié)構(gòu)與性能結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 檢測儀器 分辨率體視顯微鏡mm(毫米)-m（微米

13、）光學(xué)顯微鏡m（微米）電子掃描顯微微米-納米（nm）達(dá) 0.7nm透射電鏡觀察到原子排列面，達(dá) 0.2nm場離子顯微鏡形貌觀察 0.2-0.3nm隧道掃描顯微鏡觀察到原子結(jié)構(gòu) 0.05-0.2nm結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析1.2.2 材料的性能p材料性質(zhì)材料性質(zhì)：是功能特性和效用的描述符，是材料對電：是功能特性和效用的描述符，是材料對電. .磁磁. .光光. .熱熱. .機(jī)械載荷機(jī)械載荷的反應(yīng)。的反應(yīng)。材料性質(zhì)描述材料性質(zhì)描述硬度硬度剛度剛度塑性塑性韌性韌性強(qiáng)度強(qiáng)度力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)磁學(xué)性質(zhì)磁學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)催化性質(zhì)催化性質(zhì)防化性質(zhì)防化

14、性質(zhì)1.2.2 材料的性能結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)的表征結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)的表征-材料力學(xué)性質(zhì)材料力學(xué)性質(zhì) 強(qiáng)度：材料抵抗外應(yīng)力的能力。強(qiáng)度：材料抵抗外應(yīng)力的能力。p塑性：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永久塑性：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永久p 性變形而不破壞的能力。性變形而不破壞的能力。p硬度：材料在表面上的小體積內(nèi)抵抗變形或硬度：材料在表面上的小體積內(nèi)抵抗變形或p 破裂的能力。破裂的能力。 剛度：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。剛度：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。p疲勞強(qiáng)度：材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷疲勞強(qiáng)度：材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷p 裂破壞的能力。裂破壞的能力。p抗蠕變性：材料在恒定應(yīng)力（或恒定載抗

15、蠕變性：材料在恒定應(yīng)力（或恒定載p 荷）作用下抵抗變形的能力。荷）作用下抵抗變形的能力。p韌性：材料從塑性變形到斷裂全過程中韌性：材料從塑性變形到斷裂全過程中p 吸收能量的能力。吸收能量的能力。1.2.2 材料的性能材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電性導(dǎo)電性絕緣性絕緣性介電性介電性磁學(xué)性質(zhì)磁學(xué)性質(zhì)順磁性順磁性鐵磁性鐵磁性抗磁性抗磁性光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)光反射光反射光折射光折射光學(xué)損耗光學(xué)損耗光透性光透性熱學(xué)性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性熱膨脹熱膨脹熱容熱容熔化熔化注：上面只列出了材料的主要物理性質(zhì)注：上面只列出了材料的主要物理性質(zhì)1.2.2 材料的性能物理性質(zhì)的交互性物理性質(zhì)的交互性-材料

16、應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)材料應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)現(xiàn)代功能材料不僅僅表現(xiàn)出單一的物理性質(zhì)，更重要的是具備了特現(xiàn)代功能材料不僅僅表現(xiàn)出單一的物理性質(zhì)，更重要的是具備了特殊的物理交互性。例如：殊的物理交互性。例如：p電學(xué)電學(xué)-機(jī)械機(jī)械電致伸縮電致伸縮p機(jī)械機(jī)械-電學(xué)電學(xué)壓電特性壓電特性p磁學(xué)磁學(xué)-機(jī)械機(jī)械磁致伸縮磁致伸縮p電學(xué)電學(xué)-磁學(xué)磁學(xué)巨磁阻效應(yīng)巨磁阻效應(yīng)p電學(xué)電學(xué)-光學(xué)光學(xué)電致發(fā)光電致發(fā)光1.2.2 材料的性能性能定義性能定義 在某種環(huán)境或條件作用下，為描述材料的行為或結(jié)果，按照特定在某種環(huán)境或條件作用下，為描述材料的行為或結(jié)果，按照特定的的規(guī)范規(guī)范所獲得的表征參量。所獲得的表征參量。材料力學(xué)性能材料力學(xué)性能p1

17、. 1. 強(qiáng)度表征：強(qiáng)度表征：p 彈性極限彈性極限p 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度p 比例極限比例極限p2. 2. 塑性表征：塑性表征：p延伸率延伸率p斷面收縮率斷面收縮率p沖擊深度沖擊深度 h h1.2.2 材料的性能p3. 3. 硬度表征：硬度表征：p布氏硬度布氏硬度p洛氏硬度洛氏硬度p邵氏硬度邵氏硬度p4. 4. 剛度表征：剛度表征：p彈性模量彈性模量p楊氏模量楊氏模量p剪切模量剪切模量p5. 5. 疲勞強(qiáng)度表征：疲勞強(qiáng)度表征：p疲勞極限疲勞極限p疲勞壽命疲勞壽命p6. 6. 抗蠕變性表征：抗蠕變性表征：p蠕變極限蠕變極限p持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度1.2.2 材料的性能p7. 7. 韌性表征：韌性表征：p斷

18、裂韌性斷裂韌性 KICKICp斷裂韌性斷裂韌性 JICJICp材料物理性能材料物理性能p1. 1. 電學(xué)性能表征：電學(xué)性能表征：p導(dǎo)電率導(dǎo)電率p電阻率電阻率p介電常數(shù)介電常數(shù)p2. 2. 磁學(xué)性能表征：磁學(xué)性能表征：p磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率p矯頑力矯頑力p磁化率磁化率1.2.2 材料的性能p3. 3. 光學(xué)性能表征：光學(xué)性能表征：p光反射率光反射率p光折射率光折射率p光損耗率光損耗率p4. 4. 熱學(xué)性能表征：熱學(xué)性能表征：p熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率p熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)p熔點(diǎn)熔點(diǎn)p比熱比熱1.2.2 材料的性能性質(zhì)與使用性能的區(qū)別與關(guān)系性質(zhì)與使用性能的區(qū)別與關(guān)系成分成分結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)環(huán)境環(huán)境性質(zhì)性質(zhì)規(guī)范規(guī)范使用使用性能

19、性能所以，性能是包括材料在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)特征的體現(xiàn)；所以，性能是包括材料在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)特征的體現(xiàn)； 性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)。性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)。1.2.2 材料的性能 性能性能是隨著外因的變化而不斷變化，是個(gè)漸變過程，在這個(gè)過程是隨著外因的變化而不斷變化，是個(gè)漸變過程，在這個(gè)過程中發(fā)生量變的積累，而中發(fā)生量變的積累，而性質(zhì)性質(zhì)保持質(zhì)的相對穩(wěn)定性；當(dāng)量變達(dá)到一個(gè)保持質(zhì)的相對穩(wěn)定性；當(dāng)量變達(dá)到一個(gè)“度度”時(shí)，將發(fā)生質(zhì)變，材料的性質(zhì)發(fā)生根本的變化。時(shí)，將發(fā)生質(zhì)變，材料的性質(zhì)發(fā)生根本的變化。需要注意的一點(diǎn)需要注意的一點(diǎn)p在材料科學(xué)研究及工程化應(yīng)用中，材料人員應(yīng)具備這樣一種能力：在材料科學(xué)研究

20、及工程化應(yīng)用中，材料人員應(yīng)具備這樣一種能力：p能針對不同的使用環(huán)境，提取出關(guān)鍵的材料性質(zhì)并選擇優(yōu)良性能的材料能針對不同的使用環(huán)境，提取出關(guān)鍵的材料性質(zhì)并選擇優(yōu)良性能的材料。1.2.2 材料的性能p失效分析失效分析p-材料使用性能的重要研究內(nèi)容材料使用性能的重要研究內(nèi)容失效性質(zhì)失效性質(zhì)失效環(huán)境失效環(huán)境失效行為失效行為力學(xué)力學(xué)低溫、過載荷低溫、過載荷脆斷、疲勞、斷裂脆斷、疲勞、斷裂化學(xué)化學(xué)化學(xué)介質(zhì)化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞腐蝕破壞催化劑失效催化劑失效電學(xué)電學(xué)電壓、電流電壓、電流電介質(zhì)擊穿電介質(zhì)擊穿電流過載電流過載熱學(xué)熱學(xué)高溫高溫高溫融化高溫融化蠕變破壞蠕變破壞1.2.2 材料的性能p三類主要的材料力學(xué)失效形

21、式三類主要的材料力學(xué)失效形式p 斷裂斷裂磨損磨損p 腐蝕腐蝕1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史1 1、十九世紀(jì)之前：天然高分子的加工利用、十九世紀(jì)之前：天然高分子的加工利用p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p 公元前，蛋白質(zhì)、淀粉、棉、毛、絲、麻、造公元前，蛋白質(zhì)、淀粉、棉、毛、絲、麻、造紙、油漆、蟲膠等。紙、油漆、蟲膠等。p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p 18331833年，年，Berzelius Berzelius 提出提出“PolymerPolymer”一詞，一詞，指以共價(jià)鍵、指以共價(jià)鍵、 非共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)的聚集體。非共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)的聚集體。高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p2 2、十九

22、世紀(jì)中葉：天然高分子的化學(xué)改性、十九世紀(jì)中葉：天然高分子的化學(xué)改性p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p- 1838 C.N.Goodyear - 1838 C.N.Goodyear 天然橡膠硫化天然橡膠硫化p- 1846 C.F.Schobein - 1846 C.F.Schobein 硝化纖維硝化纖維p- 1868 J.W.Hyatt - 1868 J.W.Hyatt 硝化纖維塑料硝化纖維塑料( (賽璐珞賽璐珞) )p- 1889 - 1889 建成最早的人造絲工廠建成最早的人造絲工廠p- 1900 - 1900 英國建成年產(chǎn)英國建成年產(chǎn)1000t 1000t 粘膠纖維工廠粘膠纖維工廠1.3高分子科

23、學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p-1870 提出纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)是大的分子提出纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)是大的分子p1892 W.A.Tilden 確定天然橡膠干餾產(chǎn)物異確定天然橡膠干餾產(chǎn)物異戊二烯結(jié)構(gòu)式戊二烯結(jié)構(gòu)式p硝化纖維硝化纖維-纖維素硝酸酯纖維素硝酸酯1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p纖維素經(jīng)硝酸和濃硫酸的混合酸處理可制得硝化纖維素：纖維素經(jīng)硝酸和濃硫酸的混合酸處理可制得硝化纖維素：p根據(jù)硝化程度的不同，聚合物有不同的用途：根據(jù)硝化程度的不同，聚合物有不同的用途：p含氮量來確定：含氮量來確定：11%，做塑料；，做塑料；p 13%，炸藥，炸藥(俗稱

24、無煙炸藥俗稱無煙炸藥)p 12%，清漆，清漆OOHOHCH2OHOHNO3H2SO4OONO2OHCH2ONO2O1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p中間產(chǎn)物磺原酸酯可溶于氫氧化鈉水溶液，紡絲，用濃中間產(chǎn)物磺原酸酯可溶于氫氧化鈉水溶液，紡絲，用濃硫酸酸化還原。硫酸酸化還原。OOHOHCH2OHONaOHOOHOHCH2ONaOOOHOHCH2OCSSNaOCS2H2SO4粘膠纖維粘膠纖維-人造纖維或人造絲人造纖維或人造絲1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p3 3、二十世紀(jì)初：高分子工業(yè)和科學(xué)創(chuàng)立的準(zhǔn)備時(shí)期、二十世紀(jì)初：高分子工業(yè)和科學(xué)創(chuàng)立的準(zhǔn)備時(shí)期p高分子工業(yè)：高分子工

25、業(yè)：p- 1907 L.Backeland - 1907 L.Backeland 酚醛樹脂酚醛樹脂p- 1911 - 1911 丁鈉橡膠丁鈉橡膠p- 1914 - 1914 醋酸纖維和塑料醋酸纖維和塑料p- 1925 - 1925 聚醋酸乙烯工業(yè)化聚醋酸乙烯工業(yè)化p- 1928 - 1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯問世聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯問世1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 1902 - 1902 提出蛋白質(zhì)是由氨基酸殘基組成的多肽提出蛋白質(zhì)是由氨基酸殘基組成的多肽結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)p- 1907 W.Ostwold - 1907 W.Ostwold

26、 提出分子膠體概念提出分子膠體概念p- 1920 H.Staudinger - 1920 H.Staudinger 提出提出“共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)的大共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)的大分子分子”之現(xiàn)代高分子概念之現(xiàn)代高分子概念1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p4 4、二十世紀(jì)、二十世紀(jì)30403040年代：高分子工業(yè)和科學(xué)的創(chuàng)立時(shí)期年代：高分子工業(yè)和科學(xué)的創(chuàng)立時(shí)期p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p塑料：塑料：PVC(1931)PVC(1931)、PS(1934)PS(1934)、LDPE(1939)LDPE(1939)、ABS (1948) ABS (1948) p橡膠：氯丁膠（由橡膠：氯丁膠（由2-2-氯氯-1-

27、1，3 3丁二烯聚合）丁二烯聚合）(1931)(1931)、丁基、丁基膠膠(1940)(1940)、丁苯膠、丁苯膠(1940)(1940)p纖維：纖維：PVC(1931)PVC(1931)、尼龍、尼龍-66(1935)-66(1935)、PET(1941)PET(1941)、維綸、維綸(1948)(1948)1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 1932 H.Staudinger 高分子有機(jī)化合物高分子有機(jī)化合物出版出版 p- 192940 W.H.Carothers. P.J.Floury 縮聚反應(yīng)理論縮聚反應(yīng)理論p- 193238 W.Kuhn, K

28、.H.Mayer 橡膠彈性理論橡膠彈性理論p 193548 H.Mark, F.R.Mayo, et al 鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)和鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)和p 共聚合理論共聚合理論p- 194249 P.J.Flory, M.L.Huggins, et al 高分子溶液理論高分子溶液理論p- 40年代年代 Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理論乳液聚合理論1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p5、二十世紀(jì)、二十世紀(jì)50年代：現(xiàn)代高分子工業(yè)確立、高分子合成年代：現(xiàn)代高分子工業(yè)確立、高分子合成化學(xué)大發(fā)展時(shí)期化學(xué)大發(fā)展時(shí)期p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p HDPE(195355)、PP(195557)

29、、BR(1959)、p PC(1957)p- 石油化工產(chǎn)品的石油化工產(chǎn)品的80%用于高分子工業(yè)用于高分子工業(yè)p- 塑料以兩倍于鋼鐵的速率增長塑料以兩倍于鋼鐵的速率增長(1215% / 年年)1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 195356 Ziegler-Natta 催化劑和配位催化劑和配位陰離子聚合陰離子聚合p- 50年代年代 Szwarc 陰離子活性聚合陰離子活性聚合p Kennedy 陽離子聚合陽離子聚合p- 1957 A.Keller 獲得聚乙烯單獲得聚乙烯單晶晶1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史6、二十世紀(jì)、二十世紀(jì)60年代：高分

30、子物理大發(fā)展時(shí)期年代：高分子物理大發(fā)展時(shí)期p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p 通用塑料：通用塑料：PE、PP、PVC、PS 、PF（酚醛樹脂）、（酚醛樹脂）、UF（ 脲醛樹脂）、脲醛樹脂）、PUp- 工程塑料：工程塑料：ABS、PA（聚酰胺）、（聚酰胺）、PC、PPO（聚苯醚）、（聚苯醚）、POM（聚甲醛）、（聚甲醛）、PBT（聚對苯二甲酸丁二酯）（聚對苯二甲酸丁二酯）p 合成橡膠：丁苯膠、順丁膠、乙丙膠、異戊膠、丁基膠、合成橡膠：丁苯膠、順丁膠、乙丙膠、異戊膠、丁基膠、p 丁腈膠丁腈膠p- 合成纖維：合成纖維：PET（聚對苯二甲酸乙二酯）、（聚對苯二甲酸乙二酯）、PAN、PP、PVA、nylon1

31、.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 各種熱譜、力譜、電鏡、各種熱譜、力譜、電鏡、IR手段的應(yīng)用、手段的應(yīng)用、p 1960 高分辨率高分辨率NMR、 1964 GPC的使用的使用p- 結(jié)晶高分子、高分子粘彈性、流變學(xué)理論研究的深結(jié)晶高分子、高分子粘彈性、流變學(xué)理論研究的深入入1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史7 7、二十世紀(jì)、二十世紀(jì)7070年代：高分子工程科學(xué)大發(fā)展時(shí)期年代：高分子工程科學(xué)大發(fā)展時(shí)期p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p- 生產(chǎn)的高效化、自動(dòng)化、大型化：生產(chǎn)的高效化、自動(dòng)化、大型化：p 塑料塑料6000萬萬t、橡膠、橡膠700萬萬t、化

32、纖、化纖6000萬萬t、p- 高分子合金，如高分子合金，如HIPSp- 高分子復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料高分子復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 197178 白川英樹等白川英樹等 導(dǎo)電高分子導(dǎo)電高分子p- 1973 Kevlar 纖維纖維p8、二十世紀(jì)末期：高分子科學(xué)的擴(kuò)展與深化、二十世紀(jì)末期：高分子科學(xué)的擴(kuò)展與深化p高分子工業(yè)：高分子工業(yè)：p 80年代初，三大合成材料產(chǎn)量超過年代初，三大合成材料產(chǎn)量超過10億億t，其中塑，其中塑 料料8500萬萬t，以體積計(jì)超過鋼鐵的產(chǎn)量，以體積計(jì)超過鋼鐵的產(chǎn)量p- 精細(xì)高分子、功

33、能高分子、生物醫(yī)學(xué)高分子精細(xì)高分子、功能高分子、生物醫(yī)學(xué)高分子1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p高分子科學(xué)：高分子科學(xué)：p- 提出分子設(shè)計(jì)概念提出分子設(shè)計(jì)概念p- 1983 O.W.Webster 基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合p- 1994 王錦山王錦山 原子原子(基團(tuán)基團(tuán))轉(zhuǎn)移自由基聚合轉(zhuǎn)移自由基聚合1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p工業(yè)發(fā)展工業(yè)發(fā)展p新中國成立時(shí)，合成樹脂的總產(chǎn)量不到新中國成立時(shí)，合成樹脂的總產(chǎn)量不到200t，合成橡膠，合成橡膠與合成纖維均為空白。與合成纖維均為空白。p自主開發(fā)自主開發(fā)： 50年代年代 大型聚氯乙烯樹脂工廠大型聚氯乙烯樹脂工廠p 70

34、年代年代 大型順丁橡膠工廠大型順丁橡膠工廠p 80年代年代 適應(yīng)于高速紡絲的聚丙烯適應(yīng)于高速紡絲的聚丙烯p 90年代年代 大型熱塑性彈性體大型熱塑性彈性體SBS工廠工廠1.3高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子科學(xué)的發(fā)展歷史p引進(jìn)技術(shù)引進(jìn)技術(shù)(至至90年年)：p橡膠品種橡膠品種 4 個(gè)：氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、個(gè)：氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁苯膠乳丁苯膠乳p 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力18萬萬t/ap纖維品種纖維品種 5 個(gè)：尼龍個(gè)：尼龍-6、尼龍、尼龍-66、聚酯、聚丙、聚酯、聚丙烯腈、維尼綸烯腈、維尼綸p 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力158萬萬t/ap塑料品種塑料品種10個(gè)：個(gè)：PS、HIPS、LDPE、HDP

35、E等等生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力201萬萬 t/a 1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p一高分子材料的現(xiàn)狀一高分子材料的現(xiàn)狀p 在這個(gè)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的在這個(gè)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的2121世紀(jì)，人們對知識(shí)的不斷探索以及世紀(jì)，人們對知識(shí)的不斷探索以及對物質(zhì)生活的高度要求，使得高分子材料的迅速發(fā)展。而高分子新材對物質(zhì)生活的高度要求，使得高分子材料的迅速發(fā)展。而高分子新材料的制備以及新應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對國民經(jīng)濟(jì)又有重大的影響，已成料的制備以及新應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對國民經(jīng)濟(jì)又有重大的影響，已成為社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的重要技術(shù)之一。為社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的重要技術(shù)之一。p 高分子材料

36、已經(jīng)普遍應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、科技等各個(gè)領(lǐng)域。我們高分子材料已經(jīng)普遍應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、科技等各個(gè)領(lǐng)域。我們?nèi)粘Ｉ钏盟┒茧x不開它。尤其是塑料、橡膠、纖維這三大高分日常生活所用所穿都離不開它。尤其是塑料、橡膠、纖維這三大高分子材料，已廣泛存在我們周圍。同時(shí)在航空航天、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)子材料，已廣泛存在我們周圍。同時(shí)在航空航天、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)學(xué)等方面已有突出的貢獻(xiàn)，但是有些高分子在性能和使用期學(xué)等方面已有突出的貢獻(xiàn)，但是有些高分子在性能和使用期1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p限以及環(huán)保方面有待提高，所以開發(fā)出新的高性能、高功限以及環(huán)保方面有待提

37、高，所以開發(fā)出新的高性能、高功能以及綠色化高分子材料已成為現(xiàn)在高分子行業(yè)迫切的要能以及綠色化高分子材料已成為現(xiàn)在高分子行業(yè)迫切的要求。求。p二二 高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)的作用高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)的作用p塑料塑料p 塑料是一類重要的高分子材料，也是現(xiàn)今人們?nèi)粘Ｉ芰鲜且活愔匾母叻肿硬牧希彩乾F(xiàn)今人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚囊活愇镔|(zhì)，它具有質(zhì)輕，絕緣性能好，耐腐活不可缺少的一類物質(zhì)，它具有質(zhì)輕，絕緣性能好，耐腐蝕性能強(qiáng)，容易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，在某些方面甚至是木材蝕性能強(qiáng)，容易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，在某些方面甚至是木材和金屬所不及的，可以說，沒有塑料，我們今天的生活將和金屬所不及的，可以說，沒有塑料，我們今天的生

38、活將會(huì)是另一番局面。會(huì)是另一番局面。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢pPE PE 具有突出的電絕緣性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性以及無毒。具有突出的電絕緣性，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性以及無毒。廣泛應(yīng)用于食品包裝中，主要制作板材、管、薄膜、和容廣泛應(yīng)用于食品包裝中，主要制作板材、管、薄膜、和容器，用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)及日常生活用品。器，用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)及日常生活用品。pPPPP 應(yīng)用日用器皿，娛樂體育用品、玩具、汽車部件、應(yīng)用日用器皿，娛樂體育用品、玩具、汽車部件、家用電器零件。家用電器零件。pPS PS 用于工業(yè)裝飾、各種儀器儀表零件、燈罩、電子工用于工業(yè)裝飾、各種儀器

39、儀表零件、燈罩、電子工業(yè)等。業(yè)等。p氟塑料氟塑料 用在國防、電子、航空航天、化工、冷藏、機(jī)用在國防、電子、航空航天、化工、冷藏、機(jī)械方面等。械方面等。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p橡膠橡膠 p 橡膠是有機(jī)高分子彈性體。天然橡膠具有優(yōu)良橡膠是有機(jī)高分子彈性體。天然橡膠具有優(yōu)良的綜合性能，大量用于制造各種輪胎及工業(yè)橡膠的綜合性能，大量用于制造各種輪胎及工業(yè)橡膠制品，如膠管膠帶、膠鞋雨衣及醫(yī)療衛(wèi)生用品等。制品，如膠管膠帶、膠鞋雨衣及醫(yī)療衛(wèi)生用品等。合成橡膠因其高彈性和耐低溫性能好、耐磨性，合成橡膠因其高彈性和耐低溫性能好、耐磨性，主要用于制造輪胎

40、，膠鞋等耐磨制品，運(yùn)動(dòng)器材。主要用于制造輪胎，膠鞋等耐磨制品，運(yùn)動(dòng)器材。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p纖維纖維p 天然纖維主要有棉、麻、毛、絲，因其吸濕性好，耐腐蝕性好、天然纖維主要有棉、麻、毛、絲，因其吸濕性好，耐腐蝕性好、同時(shí)具有熱和電的不良導(dǎo)體。常用來做衣服的材料。合成纖維原料豐同時(shí)具有熱和電的不良導(dǎo)體。常用來做衣服的材料。合成纖維原料豐富，具有優(yōu)良的物理、機(jī)械和化學(xué)性能，耐腐蝕、保暖、高彈性等，富，具有優(yōu)良的物理、機(jī)械和化學(xué)性能，耐腐蝕、保暖、高彈性等，在國防工業(yè)、航空航天、能源信息、生物工程等高科技領(lǐng)域已成為不在國防工業(yè)、航空航天

41、、能源信息、生物工程等高科技領(lǐng)域已成為不可缺少的材料。還可制成美觀、輕暖、耐穿、易洗快干的衣服。可缺少的材料。還可制成美觀、輕暖、耐穿、易洗快干的衣服。p 在工業(yè)方面常作襯墊材料、電絕緣、隔音熱材料、濾布魚網(wǎng)、繩在工業(yè)方面常作襯墊材料、電絕緣、隔音熱材料、濾布魚網(wǎng)、繩索；索；1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p 在國防工業(yè)上，由耐高溫纖維制造的增強(qiáng)材料可用于飛機(jī)、導(dǎo)在國防工業(yè)上，由耐高溫纖維制造的增強(qiáng)材料可用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭等裝備的材料及電絕緣材料；彈、火箭等裝備的材料及電絕緣材料； p 在醫(yī)療方面，常用于醫(yī)療紗布、外科手術(shù)縫合線、止血棉及某些

42、在醫(yī)療方面，常用于醫(yī)療紗布、外科手術(shù)縫合線、止血棉及某些人造器官。人造器官。p粘合劑粘合劑p 膠黏劑對材質(zhì)相同和不同的金屬非金屬大都能有效的粘接，并克服膠黏劑對材質(zhì)相同和不同的金屬非金屬大都能有效的粘接，并克服了焊接出現(xiàn)的應(yīng)力集中缺陷。粘合劑廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)了焊接出現(xiàn)的應(yīng)力集中缺陷。粘合劑廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門，用量最大的是木材加工業(yè)：膠合板、裝飾板、家具等。在汽車部門，用量最大的是木材加工業(yè)：膠合板、裝飾板、家具等。在汽車工業(yè)中：車身、內(nèi)襯、隔音隔熱、座椅材料等都是用膠合劑粘結(jié)。工業(yè)中：車身、內(nèi)襯、隔音隔熱、座椅材料等都是用膠合劑粘結(jié)。p 1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的

43、作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p涂料涂料p 涂料是一種涂覆在物體表面，能形成牢固附著連續(xù)膜材料。主要用涂料是一種涂覆在物體表面，能形成牢固附著連續(xù)膜材料。主要用于裝飾、保護(hù)、特殊功能等。于裝飾、保護(hù)、特殊功能等。p 功能高分子材料：離子交換樹脂、高吸水性樹脂、光功能高分子材功能高分子材料：離子交換樹脂、高吸水性樹脂、光功能高分子材料、醫(yī)用高分子材料、生物醫(yī)學(xué)高分子材料、導(dǎo)電高分子材料等的廣料、醫(yī)用高分子材料、生物醫(yī)學(xué)高分子材料、導(dǎo)電高分子材料等的廣泛應(yīng)用。泛應(yīng)用。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p三、高分子材料的發(fā)展趨勢三

44、、高分子材料的發(fā)展趨勢p 隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，對高分子材料的性能提出了隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，對高分子材料的性能提出了各種各樣新的要求?？偟膩碚f，高分子材料的發(fā)展趨勢是各種各樣新的要求?？偟膩碚f，高分子材料的發(fā)展趨勢是高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化。高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化。p 高性能化高性能化 進(jìn)一步提高耐高溫、耐磨性、耐老化、耐進(jìn)一步提高耐高溫、耐磨性、耐老化、耐腐蝕性及高的機(jī)械強(qiáng)度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方腐蝕性及高的機(jī)械強(qiáng)度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方向。向。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p高功能化

45、高功能化p 功能高分子材料是材料領(lǐng)域最具有活力的新領(lǐng)域，目前已研制出功能高分子材料是材料領(lǐng)域最具有活力的新領(lǐng)域，目前已研制出了各種新功能的高分子材料。如可以像金屬一樣導(dǎo)熱導(dǎo)電的高聚物，了各種新功能的高分子材料。如可以像金屬一樣導(dǎo)熱導(dǎo)電的高聚物，能吸收自重幾千倍的高吸水樹脂，可以作為人造器官的醫(yī)用高分子材能吸收自重幾千倍的高吸水樹脂，可以作為人造器官的醫(yī)用高分子材料等。鑒于以上的發(fā)展，高分子高吸水材料、光致抗蝕性材料、高分料等。鑒于以上的發(fā)展，高分子高吸水材料、光致抗蝕性材料、高分子分離膜、高分子催化劑等是都是功能高分子的研究方向。子分離膜、高分子催化劑等是都是功能高分子的研究方向。1.4高分子

46、材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p復(fù)合化復(fù)合化p 復(fù)合材料可克服單一材料的缺點(diǎn)和不足，發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn)，復(fù)合材料可克服單一材料的缺點(diǎn)和不足，發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大高分子材料的應(yīng)用范圍，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。高性能的復(fù)合材料是新擴(kuò)大高分子材料的應(yīng)用范圍，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。高性能的復(fù)合材料是新材料革命的一個(gè)重要方向，目前主要用于航空航天、造船、海洋工程材料革命的一個(gè)重要方向，目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面，今后復(fù)合材料的研究方向主要有：等方面，今后復(fù)合材料的研究方向主要有：p1 1 高性能、高模量的纖維增強(qiáng)材料的研究與開發(fā)高性能、高模量的纖維增強(qiáng)材料的研究

47、與開發(fā)p2 2 合成具有高強(qiáng)度、優(yōu)良成型加工性能和優(yōu)良耐熱性能的聚合物合成具有高強(qiáng)度、優(yōu)良成型加工性能和優(yōu)良耐熱性能的聚合物p3 3 界面性能、粘結(jié)性能的提高及評價(jià)技術(shù)的改進(jìn)等方面。界面性能、粘結(jié)性能的提高及評價(jià)技術(shù)的改進(jìn)等方面。1.4高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p智能化智能化p 高分子材料智能化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的重大課題高分子材料智能化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的重大課題. .智能材料是使材智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級智能。如預(yù)知預(yù)告性、自我診斷、自我料本身帶有生物所具有的高級智能。如預(yù)知預(yù)告性、自我診斷、自我修復(fù)、自我識(shí)別能力等特性，對環(huán)境

48、的變化可以做出合符要求的答案；修復(fù)、自我識(shí)別能力等特性，對環(huán)境的變化可以做出合符要求的答案；根據(jù)人體的狀態(tài)，控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料；根據(jù)生物體生根據(jù)人體的狀態(tài)，控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料；根據(jù)生物體生長或愈合的情況或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)用材料。長或愈合的情況或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)用材料。由功能高分子材料到智能材料是材料科學(xué)的又一次飛躍，它是新材料、由功能高分子材料到智能材料是材料科學(xué)的又一次飛躍，它是新材料、分子原子級工程技術(shù)、生物技術(shù)和人工智能諸多學(xué)科相互融合的一個(gè)分子原子級工程技術(shù)、生物技術(shù)和人工智能諸多學(xué)科相互融合的一個(gè)產(chǎn)物。產(chǎn)物。1.5高

49、分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展趨勢p綠色化綠色化p 雖然高分子材料對我們的日常生活起了很大的促進(jìn)作用，但是高雖然高分子材料對我們的日常生活起了很大的促進(jìn)作用，但是高分子材料帶來的污染我們?nèi)匀徊荒苄∫暋Ｄ切纳a(chǎn)到使用能節(jié)約能分子材料帶來的污染我們?nèi)匀徊荒苄∫?。那些從生產(chǎn)到使用能節(jié)約能源與資源，廢棄物排放少，對環(huán)境污染小，又能循環(huán)利用的高分子材源與資源，廢棄物排放少，對環(huán)境污染小，又能循環(huán)利用的高分子材料備受關(guān)注，即要求高分子材料綠色化。主要有以下幾個(gè)研究方向：料備受關(guān)注，即要求高分子材料綠色化。主要有以下幾個(gè)研究方向：p 1 1 開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)的聚合反應(yīng)；

50、開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)的聚合反應(yīng)；p 2 2 選用無毒無害的原料；選用無毒無害的原料；p 3 3 利用可再生資源合成高分子材料；利用可再生資源合成高分子材料；p 4 4 高分子材料的再循環(huán)利用。高分子材料的再循環(huán)利用。作 業(yè)p1、何謂材料、高分子材料？p 材料與物質(zhì)有何區(qū)別？p2、材料的性質(zhì)與使用性能的區(qū)別和聯(lián)系。p3、簡述高分子材料的發(fā)展趨勢。p4、現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱是什么？1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名p基本概念基本概念p高分子高分子p 也叫聚合物分子或大分子，具有高的相對分子量，其也叫聚合物分子或大分子，具有高的相對分子量，其結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這些重

51、復(fù)單元結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元實(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來。實(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來。CH2-CHCH2-CHCH2-CHClClCl聚氯乙烯聚氯乙烯1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名p小分子 聚合反應(yīng) 大分子 能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。單元的小分子。單體單體1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名p結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 單單 元元 構(gòu)成高分子主鏈結(jié)構(gòu)一部分的單個(gè)原子或原子團(tuán)，可包含一個(gè)或多個(gè)鏈單構(gòu)成高分子主鏈結(jié)構(gòu)一部分的單個(gè)原子或原子團(tuán)，可包含一

52、個(gè)或多個(gè)鏈單元。元。p重重 復(fù)復(fù) 單單 元（鏈節(jié)）元（鏈節(jié)）p重復(fù)組成高分子分子結(jié)構(gòu)的最小的結(jié)構(gòu)單元。重復(fù)組成高分子分子結(jié)構(gòu)的最小的結(jié)構(gòu)單元。CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名C CHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCH2CHCH3()n單單 體體 單單 元元相同于單體的元素組成及原子排列順序的結(jié)構(gòu)單元。相同于單體的元素組成及原子排列順序的結(jié)構(gòu)單元。1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名p聚聚 合合 度度 每個(gè)聚合物每個(gè)聚合物分子所含單體單元的數(shù)目。分子所含單體單元的數(shù)目。鏈節(jié)：重復(fù)結(jié)構(gòu)單元鏈節(jié)：

53、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元鏈節(jié)數(shù)鏈節(jié)數(shù)n n：重復(fù)單元：重復(fù)單元分子量分子量MM：等于結(jié)構(gòu)單元分子量：等于結(jié)構(gòu)單元分子量m m0 0與聚合度的乘積與聚合度的乘積M= mM= m0 0 DP ( DP (或或 M= mM= m0 0n )n )1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名p命名 pI. I. 習(xí)習(xí) 慣慣 命命 名名 法法p 天然高分子天然高分子p一般有與其來源、化學(xué)性能與作用、主要用途相關(guān)的專用名稱。一般有與其來源、化學(xué)性能與作用、主要用途相關(guān)的專用名稱。如纖維素（來源）、核酸（來源與化學(xué)性能）、酶（化學(xué)作用）。如纖維素（來源）、核酸（來源與化學(xué)性能）、酶（化學(xué)作用）。p 合成高分

54、子合成高分子p（1 1）由一種單體合成的高分子：）由一種單體合成的高分子：“聚聚”+ + 單體名稱單體名稱p 如聚氯乙烯、聚乙烯等如聚氯乙烯、聚乙烯等p（2 2）由兩種單體通過縮聚反應(yīng)合成的高分子：表明或不表明產(chǎn)物）由兩種單體通過縮聚反應(yīng)合成的高分子：表明或不表明產(chǎn)物類型類型p表明產(chǎn)物類型：表明產(chǎn)物類型：“聚聚”+ + 兩單體生成的產(chǎn)物名稱，如兩單體生成的產(chǎn)物名稱，如p對苯二甲酸和乙二醇的縮聚產(chǎn)物叫對苯二甲酸和乙二醇的縮聚產(chǎn)物叫“聚對苯二甲酸乙二酯聚對苯二甲酸乙二酯”p己二酸和己二胺的縮聚產(chǎn)物叫己二酸和己二胺的縮聚產(chǎn)物叫“聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺”1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的

55、基本概念及命名p不表明產(chǎn)物類型：兩單體名稱或簡稱加后綴不表明產(chǎn)物類型：兩單體名稱或簡稱加后綴“樹脂樹脂”，如：，如：p 苯酚和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫苯酚和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“酚醛樹脂酚醛樹脂”p 尿素和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫尿素和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“脲醛樹脂脲醛樹脂”p（3 3）由兩種單體通過鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)合成的共聚物：）由兩種單體通過鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)合成的共聚物：p 兩單體名稱或簡稱之間兩單體名稱或簡稱之間 +“-”+“+“-”+“共聚物共聚物”：如：如p 乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫“乙烯乙烯- -乙酸乙烯酯共乙酸乙烯酯共聚物聚物”1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及

56、命名p（4 4） “ “聚聚”+ +高分子主鏈結(jié)構(gòu)中的特征功能團(tuán)：高分子主鏈結(jié)構(gòu)中的特征功能團(tuán)：p 指的是一類的高分子，而非單種高分子，如：指的是一類的高分子，而非單種高分子，如：p 聚酯：聚酯：p聚酰胺：聚酰胺：HOCOCOOCH2CH2O H()nHN(CH2)6HNHCO(CH2)4CO OHn1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名pII. II. 商品名稱法商品名稱法p例如：聚酯纖維滌綸例如：聚酯纖維滌綸( (的確涼的確涼) )p 聚酰胺聚酰胺 纖維錦綸纖維錦綸p 塑料尼龍塑料尼龍p 聚丙烯腈纖維腈綸聚丙烯腈纖維腈綸p 聚氯乙烯纖維氯纖聚氯乙烯纖維氯纖pIII. IU

57、PCIII. IUPC系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法是由國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)系統(tǒng)命名法是由國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì) (International (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)提出的規(guī)范方法。其步驟為：提出的規(guī)范方法。其步驟為：（1 1）先確定重復(fù)單元；）先確定重復(fù)單元；1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名（2 2）排定重復(fù)單元中次級單元的次序，原則為：）排定重復(fù)單元中次級單元的次序，原則為： （i

58、i）先排側(cè)基最少的元素；）先排側(cè)基最少的元素； （ii ii）再排有取代基的元素；）再排有取代基的元素； （iii iii）當(dāng)主鏈上有雜原子時(shí)，先排雜原子。）當(dāng)主鏈上有雜原子時(shí)，先排雜原子。（3 3）給重復(fù)單元命名；）給重復(fù)單元命名；（4 4）在重復(fù)單元名稱前冠以）在重復(fù)單元名稱前冠以“聚聚”字。字。p1- 1-氯代乙烯氯代乙烯p聚聚1- 1-氯代乙烯氯代乙烯p聚氧化乙烯聚氧化乙烯OCHOCH2 2CHCH2 2-OCH-OCH2 2CHCH2 2-OCH-OCH2 2CHCH2 2 CHHCClHCHHCClHCHHCClH1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名 俗稱俗稱

59、有許多聚合物，根據(jù)它們的外觀、形貌或特有許多聚合物，根據(jù)它們的外觀、形貌或特點(diǎn)，人們約定俗成地為它們起了名稱，并得到點(diǎn)，人們約定俗成地為它們起了名稱，并得到廣泛的認(rèn)可，就形成了俗稱。廣泛的認(rèn)可，就形成了俗稱。 例如，聚甲基丙烯酸甲酯的板材、管材和棒例如，聚甲基丙烯酸甲酯的板材、管材和棒材等，由于其透明度很高，類似于玻璃，人們材等，由于其透明度很高，類似于玻璃，人們稱其為稱其為“有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃”。由玻璃纖維增強(qiáng)的不飽。由玻璃纖維增強(qiáng)的不飽和聚酯或環(huán)氧樹脂，因其堅(jiān)硬如鋼，俗稱和聚酯或環(huán)氧樹脂，因其堅(jiān)硬如鋼，俗稱玻璃玻璃鋼鋼”。 三聚氰胺的俗稱為三聚氰胺的俗稱為“密胺密胺”，因此由三，因此由三聚氰

60、胺和甲醛聚合而成的聚合物俗稱為聚氰胺和甲醛聚合而成的聚合物俗稱為“密胺密胺樹脂樹脂”。1.51.5高分子的基本概念及命名高分子的基本概念及命名“滌綸樹脂（滌綸樹脂（dacrondacron）”和和“尼龍（尼龍（nylonnylon）”皆由其英文譯皆由其英文譯音而來，也可看作是一種俗稱。音而來，也可看作是一種俗稱。 尼龍為一大類聚合物的總稱，每種尼龍的名稱后面有一尼龍為一大類聚合物的總稱，每種尼龍的名稱后面有一位或兩位數(shù)字，如尼龍位或兩位數(shù)字，如尼龍6 6、尼龍、尼龍6666等。等。 一位數(shù)字的尼龍，其數(shù)值表示結(jié)構(gòu)單元中的碳原子數(shù)。一位數(shù)字的尼龍，其數(shù)值表示結(jié)構(gòu)單元中的碳原子數(shù)。尼龍尼龍6 6是