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高分子课件第一章•高分子的定义与分类目录•高分子材料的合成•高分子材料的结构与性能•高分子材料的应用01高分子的定义与分类高分子的定义高分子是由重复单元通过共价键连接而成的长链分子,通常具01有较高的分子量和相对分子质量高分子可以由单体通过聚合反应形成,聚合反应是高分子合成02的基本方法高分子具有线形、支链形和网状结构等不同的结构形式,其结03构决定了高分子材料的性能和应用高分子的分类010203根据来源,高分子可以天然高分子主要存在于合成高分子是通过人工分为天然高分子和合成自然界中,如纤维素、合成的聚合反应得到的,高分子两大类蛋白质、淀粉、木质素如聚乙烯、聚丙烯、聚等氯乙烯等高分子材料的特性高分子材料具有较高的弹性和塑性,可以加工成1各种形状和尺寸的制品高分子材料通常具有优良的绝缘性、耐腐蚀性和2化学稳定性高分子材料还具有质轻、密度小、比强度高等优3点,广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子电器、医疗等领域02高分子材料的合成聚合反应的种类加聚反应开环聚合反应单体在引发剂或光、热、辐射环状单体在一定条件下打开环等作用下,通过加成反应结合状结构,转化为线形高分子化成高分子化合物的过程合物的聚合过程缩聚反应共聚合反应单体在聚合过程中,不仅生成两种或多种单体在同一种聚合高分子化合物,同时还产生低反应中同时参与聚合,生成一分子副产物的聚合反应种以上的高分子化合物的聚合过程聚合反应的实施方法本体聚合溶液聚合单体本身在引发剂或光、热等作用下单体和引发剂溶于适当溶剂中进行聚进行聚合,不添加其他物质合,可得到相对均一的聚合物悬浮聚合乳液聚合单体以液滴状悬浮于介质中进行聚合,单体、引发剂、水和其他添加剂在乳可制备颗粒状聚合物化剂的作用下形成乳液进行聚合,可制备乳液状聚合物聚合反应的条件温度引发剂浓度聚合反应的温度影响反应速率和聚合物分子量,引发剂浓度是控制聚合反应速率和聚合物分子量不同单体和引发剂的最佳聚合温度不同的关键因素之一A BC D压力单体浓度对于一些聚合反应,压力的增加可以提高反应速单体浓度决定了聚合产物的分子量和粘度,对产率和聚合物分子量物性能有重要影响高分子合成新技术活性/可控聚合原子转移自由基聚合通过精确控制反应条件,实现高分子合成利用过渡金属络合物作为催化剂,实现高的可控性,得到窄分子量分布、结构规整分子合成的原子转移自由基聚合技术的高分子材料基团转移聚合逐步聚合以基团转移聚合为基础,通过活性中心的通过逐步聚合的方式合成高分子材料,如控制合成高分子材料的技术聚酯、聚酰胺等,具有较高的结晶度和良好的机械性能03高分子材料的结构与性能高分子材料的结构•高分子材料的结构特点高分子材料由长链大分子组成,这些分子具有重复的结构单元,并通过化学键连接其结构特点包括聚合度、分子量、分子量分布、支化与交联等•聚合物的分类根据分子链的联结方式,高分子材料可分为线型聚合物、支化聚合物和网状聚合物此外,根据聚合物的主链结构,还可以分为碳链聚合物、元素有机聚合物和复合聚合物等•聚合物的链构象高分子链在固态时呈现的形态称为链构象由于高分子链的柔性和相互缠结作用,高分子链通常会形成折叠链构象、伸直链构象和无规线团构象等•聚合物的凝聚态结构高分子材料在凝聚态下的结构包括晶态结构、非晶态结构和取向态结构等晶态结构由折叠链构象组成,具有长程有序性;非晶态结构由无规线团构象组成,具有短程有序性;取向态结构则是指高分子链或大分子聚集体的取向排列高分子材料的性能•力学性能高分子材料具有较高的弹性模量、屈服强度和拉伸强度等力学性能这些性能主要取决于聚合物的类型、分子量、交联度和温度等因素此外,高分子材料还具有粘弹性和疲劳性能等特殊力学性能•热性能高分子材料的热稳定性较差,其耐热性受到聚合物的类型、分子量、交联度和添加剂等因素的影响此外,高分子材料还具有热膨胀、热导率和燃烧性能等热学性能•化学性能高分子材料具有良好的化学稳定性,能够耐受多种化学物质的侵蚀然而,某些高分子材料容易受到强氧化剂、酸、碱和盐等物质的侵蚀此外,高分子材料还具有耐候性、耐腐蚀性和老化性能等化学性能•电性能和光学性能高分子材料具有良好的电绝缘性和光学性能其电绝缘性主要取决于聚合物的类型和分子量,光学性能则包括折射率、透过率和反射率等高分子材料的改性•共混改性通过将两种或多种聚合物进行混合,可以改善高分子材料的性能共混改性可以改善聚合物的加工性能、力学性能、热性能和化学性能等常用的共混改性方法包括机械共混、溶液共混和乳液共混等•填充改性通过在聚合物中添加无机填料或有机填料,可以改善高分子材料的性能填充改性可以降低聚合物的成本、提高力学性能、热性能和电性能等常用的填充剂包括炭黑、白炭黑、碳酸钙、玻璃纤维和石墨等•增强改性通过在聚合物中添加增强剂,可以显著提高高分子材料的力学性能增强剂一般为纤维状物质,如玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等增强改性可以改善聚合物的耐冲击性、耐磨性和尺寸稳定性等•表面改性通过化学或物理方法对高分子材料的表面进行处理,可以改善其表面性能,如润湿性、粘附性和抗静电性等表面改性方法包括表面涂层、表面接枝和表面离子注入等04高分子材料的应用高分子材料在工业上的应用高分子材料在工业中广泛应用于制造各种零部件高分子材料在汽车工业中占据重要地位,用于制和产品,如塑料、橡胶、涂料和粘合剂等这些造汽车零部件、轮胎、密封胶等,能够提高汽车材料具有优良的物理、化学和机械性能,能够满的性能和舒适性足各种工业需求在航空航天领域,高分子材料因其轻质、强度高、石油和化工行业也是高分子材料的广泛应用领域,耐高温等特性而被广泛应用于制造飞机和航天器用于制造管道、储罐、反应釜等设备和部件,能的结构和装饰部件够保证工艺过程的可靠性和安全性高分子材料在生活中的应甩高分子材料在日常生活中无处高分子材料在医疗器械领域的不在,如塑料袋、保鲜膜、食应用也越来越广泛,如医用塑品包装袋等,方便了人们的日料制品、缝合线、人工关节等,常生活为医疗保健提供了重要的支持家居装修中,高分子材料主要个人护理用品,如洗发水、沐用于制作地板、门窗、橱柜等,浴露、牙膏等,也大量使用高美观耐用且易于清洁分子材料作为添加剂或包装材料,以提高产品的质量和稳定性高分子材料的发展趋势新型高分子材料的研发和应用不断涌现,如碳纤维复输入高分子材料正朝着高性能化、功能化和智能化方向发02标题合材料、生物降解塑料、高温超导材料等,为各行业展,以满足不断升级的市场需求的发展提供了新的机遇和挑战0103高分子材料与其他领域的交叉融合也为创新提供了更高分子材料的循环利用和可持续发展也成为当前研究04多可能性,如生物医学工程、纳米科技等领域的结合,的热点,旨在降低环境污染和提高资源利用效率将为人类带来更多的福祉。