本科生導論課程高分子化工

高分子合成材料2高分子材料的應用衣食行住用科技3滌綸做基料的風帆、熱氣球塑料建材、產品包裝、電纜護套通用高分子材料4日用橡膠制品割膠日化產品外包裝5工程塑料制品各種合成橡膠制品腈綸毛織品6各種合成纖維制品合成纖維紗腚7

功能高分子材料2000年德國研制的手表電視2001年日本索尼公司研制的顯示器8

功能高分子材料9自然界里還有多種多樣的天然高分子與數(shù)量龐大的天然高分子相比，人工合成高分子只是冰山一角哦！10天然高分子多糖類,多肽類,核酸11蛋白質Protein12我被高分子包圍了呀！酚醛塑料滌綸聚氯乙烯有機玻璃聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料聚丙烯法蘭琳卡<化工導論>天然高分子材料

動物的皮革、毛和植物中的棉、麻、樹木等，利用這些材料可做成衣服、鞋、帽、房屋、生產工具等。但是，天然高分子材料不僅數(shù)量有限，而且性能也有局限性，不能充分滿足人類生活、生產的需要。<化工導論>高分子材料的分類和用途

高分子材料是分子量大的高分子化合物，相對分子質量通常約在10000以上，是由低分子量分子經過共價鍵結合而形成的化合物。這些低分子原料稱為單體，把單體連接起來形成高分子過程叫聚合反應。<化工導論>

三大高分子合成材料1、合成樹脂2、合成橡膠3、合成纖維<化工導論>樹脂與塑料

合成樹脂是人工合成的某些性能與天然樹脂相似的高分子聚合物，是塑料的主要原料。

塑料制品是由樹脂粒子添加諸如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、染料等經混合和壓模所得到的產品。聚合物添加劑1、增塑劑----增加聚合物柔韌性、改善加工性能的助劑。增塑劑的作用是削弱聚合物分子間的作用力，從而降低軟化溫度，減小熔體黏度，增加流動性。如鄰苯二甲酸酯等。2、穩(wěn)定劑----防止聚合物在加工過程中受熱降解或使用過程中受環(huán)境影響而引起的老化變質。穩(wěn)定劑又分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑。聚合物添加劑3、填充劑----加入目的是增加聚合物的容積，降低成本。如碳酸鈣、高嶺土、滑石粉等。4、增強劑----能顯著提高聚合物制品的力學性能，特別是抗張強度和撓曲強度。常用于塑料的增強劑有玻璃纖維、碳纖維、玻璃布等；用于橡膠的是炭黑和白炭黑。5、著色劑----塑料制品著成不同顏色，美化生活，或區(qū)別電線電纜等?？扇苄院筒蝗苄灾玮伆追?、氧化鐵紅等。聚合物添加劑6、阻燃劑----聚合物多為易燃有機物質，為了使這些物質難燃，甚至不燃，通常要加入阻燃劑。機理為產生自由基終止劑，捕捉活性自由基，中斷聚合物氧化燃燒的鏈鎖反應；或分解產生較重的不燃氣體，隔絕氧氣。7、抗靜電劑----絕大部分聚合物為優(yōu)良的絕緣體，容易因摩擦而產生靜電，使塑料制品吸塵；靜電引起放電時，還會導致著火核爆炸。抗靜電劑主要是表面活性劑和導電劑。<化工導論>熱塑性塑料以熱塑性樹脂為基本成分的塑料。一般具有鏈狀線形結構。受熱軟化，可反復塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。<化工導論>熱固性塑料以熱固性樹脂為基本成分的塑料。加工成形后變?yōu)椴蝗懿蝗蹱顟B(tài)。一般具有網(wǎng)狀的體形結構。受熱不再軟化，不可反復塑制。例如酚醛塑料、氨基塑料等。幾種常用的塑料聚乙烯單體：乙烯（CH2=CH2）性質：熱塑性、絕緣性高，化學穩(wěn)定性好。用途：電纜、薄膜制品，日用品等。幾種常用的塑料聚氯乙烯單體：氯乙烯（ClCH=CH2）性質：熱塑性、耐化學腐蝕性好。用途：硬聚氯乙烯塑料，制化工設備材料；軟聚氯乙烯塑料，制電線絕緣材料、薄膜、雨衣、軟管等。幾種常用的塑料酚醛塑料單體：甲醛、苯酚性質：熱固性、電絕緣性良好。用途：電器工業(yè)材料、日用品、機器零件及各種模壓制品等。<化工導論>合成橡膠

橡膠是具有高彈性的高分子化合物，由比較少量的交聯(lián)鍵連成網(wǎng)狀的柔性分子所組成。除高彈性外，橡膠還具有高電絕緣性、耐水性、不透氣性。某些橡膠還具有耐化學腐蝕、耐高溫、耐磨損等特殊性能。幾種常用的合成橡膠順丁橡膠單體：1，3丁二烯性質和用途：彈性好、耐磨、耐低溫、耐老化性能好。用作輪胎、三角皮帶、耐熱膠管、膠鞋等。幾種常用的合成橡膠丁苯橡膠單體：1，3丁二烯；苯乙烯性質和用途：耐磨性好、抗老化性能好，彈性較差。用于制作輪胎和其他通用工業(yè)制品。幾種常用的合成橡膠丁腈橡膠單體：1，3丁二烯；丙烯腈性質和用途：耐油性能好，耐磨、耐熱性好，有良好的物理機械性能，電絕緣性能差。主要用作耐油橡膠制品。<化工導論>合成纖維

合成纖維由單體小分子聚合而成，用作纖維的聚合物必須具有很高的拉伸強度，這就要求聚合物分子排成直線而不是網(wǎng)狀結構。常見的合成纖維有聚酯纖維（滌綸）、聚酰胺纖維（尼龍）、聚丙烯腈纖維（腈綸）等。<化工導論>合成聚合物的原料

聚合物的主要原料為單體和溶劑。聚合物單體（多為不飽和化學結構）如乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯腈等。溶劑主要有苯、甲苯、庚烷、加氫汽油等。另外還有一些助劑，如引發(fā)劑、催化劑、乳化劑、分子調節(jié)劑等。引發(fā)劑和催化劑

烯烴單體可借熱、光、輻射線的作用來引發(fā)，進行自由基聚合。工業(yè)上要求聚合在有效的速度下進行，常加入少量引發(fā)劑產生活性種，引發(fā)聚合。引發(fā)劑主要是偶氮化合物和過氧化物兩類。聚合反應催化劑

離子型聚合時，使用的催化劑包括陽離子催化劑（BF3、AlCl3、FeCl2等）、陰離子催化劑（烷基鋰、含鉀化合物等）及配位絡合物催化體系（金屬烷基化合物及金屬氯化物等）。聚合物生產過程聚合物生產的特點1、單體具有雙鍵和活性官能團，通過分子雙鍵和活性官能團，生成高聚物。2、高分子的分子量從幾千至幾十萬，分子量及其分布的不同，對產品性能影響很大。3、聚合和縮合反應的傳熱和傳質情況不同于有機反應。4、產品有固體型、液體型，生產規(guī)模也不同。

按反應機理分為自由基聚合、離子型聚合及縮合聚合。許多重要的高分子材料，如高壓聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡膠等都是采用自由基聚合反應而成。離子型聚合分為陽離子聚合、陰離子聚合和配位聚合。聚合反應

按結構分，有釜式聚合反應器、管式聚合反應器、塔式聚合反應器、流化床聚合反應器等。其中釜式反應器使用最普遍，約占聚合反應器的80-90%，聚氯乙烯、乳液丁苯橡膠、順丁橡膠等聚合物的合成均采用釜式聚合反應器。聚合反應設備1、本體聚合----不加其他介質，只有單體本身在引發(fā)劑、熱、光、輻射作用下進行的聚合。2、溶液聚合----單體和引發(fā)劑溶于適當溶劑中的聚合，例如丙烯腈連續(xù)溶液聚合。3、懸浮聚合----單體以小液滴狀懸浮在水中進行的聚合，如氯乙烯懸浮聚合。4、乳液聚合----單體在水介質中，由乳化劑分散成乳液狀態(tài)進行的聚合，如醋酸乙烯聚合等。聚合方法1、聚合物的分離----聚合反應得到的物料中還含有未反應單體、水、引發(fā)劑等，經過凝聚分離和離心分離設備進行分離。2、聚合物的洗滌----分離后，仍含有可溶雜質，如引發(fā)劑、分散劑等，經水洗、堿洗除去。3、聚合物的脫水與干燥----洗滌后含水量較高（40-70%），需要干燥。主要干燥技術有氣流干燥、沸騰干燥、噴霧干燥等。聚合產物分離與后處理高分子材料典型生產工藝聚乙烯高壓法生產低密度聚乙烯（相對分子質量10-50萬）。聚合條件：壓力為100-300MPa,溫度為200-300攝氏度。制做薄膜、包裝袋等。高分子材料典型生產工藝聚乙烯低壓法生產高密度聚乙烯。聚合條件：壓力為5MPa以下；溫度為60-80攝氏度，鋁、鈦催化劑。制做管材、日用品等。功能高分子材料

功能高分子材料既具有一般高分子的特性，又具有特殊功能，如光學功能、生物化學功能、表面化學功能、醫(yī)藥功能、導電功能等。<化工導論>分離性功能高分子材料離子交換樹脂----分子中含有活性基團而能與其他物質進行離子交換的樹脂。其主要原料為苯乙烯和二乙烯苯，大分子呈網(wǎng)狀結構<化工導論>例如：強酸性陽離子型交換樹脂帶有磺酸基，用于去除鈣離子、鎂離子等制取軟化水。其他離子交換樹脂也可用于各種化學品的分離、提純、精制以及廢水處理等。離子交換樹脂導電性功能高分子材料具有共軛雙鍵結構的高分子材料通常具有半導性甚至導電性，例如聚炔類的聚乙炔、聚苯乙炔等?？梢灾频脤щ娤鹉z、導電塑料、導電涂料等。<化工導論>

在各類聚合物中，導電性是其跨度最大的性能指標，從絕緣性能最好的聚四氟乙烯（與絕緣材料石英相當），到導電性能最好的聚乙炔（導電率接近良導體金屬銅），其跨度為20多個數(shù)量級。因此，聚合物既大量作為絕緣材料使用，也作為導電材料使用。聚合物的導電性能

在通常情況下，π電子不是導電的自由電子。當有機化合物中具有共軛結構時，π電子體系增大，電子得離域性增強，可移動范圍擴大。因此可以說，高分子導電的必要條件是應有使其內部某些電子具有跨鍵離域移動能力的大共軛結構。事實上，已知導電高分子材料的共同結構特征為分子內具有非常大的共軛π電子體系。聚合物導電原因高分子液晶一類高分子具有流體的流動性，又不同于流體的各向同性特征，保持了晶體的有序排，呈現(xiàn)既有晶體性質又有液體性質的過渡中間狀態(tài)，稱為高分子液晶。<化工導論>液晶示意圖液晶物質的觀察方法偏光顯微鏡碳質液晶形成過程醫(yī)用高分子1、與生物組織不接觸的材料如醫(yī)療器械、輸血用具、注射器等。2、與人體組織接觸的材料如手術中暫時使用的人工臟器、人造血管、人工腎臟透析膜等。<化工導論>醫(yī)用高分子3、長期植入體內的高分子材料如植入體內的人工臟器、人