高聚物科学.ppt

高聚物科学现在学习的是第1页，共18页 一、高分子的重要意义一、高分子的重要意义 在地球上，除了无生命的矿物质外，有生命的陆在地球上，除了无生命的矿物质外，有生命的陆地植物都含有叫蛋白质、纤维素的高分子，海洋植物地植物都含有叫蛋白质、纤维素的高分子，海洋植物都含有海藻酸类的高分子，动物包括我们人类，都有都含有海藻酸类的高分子，动物包括我们人类，都有蛋白质，我们人体中有蛋白质，我们人体中有151518%的蛋白质。除了这的蛋白质。除了这的蛋白质。除了这的蛋白质。除了这些在大自然中还能合成一些大分子，如橡胶树中能天然些在大自然中还能合成一些大分子，如橡胶树中能天然些在大自然中还能合成一些大分子，如橡胶树中能天然些在大自然中还能合成一些大分子，如橡胶树中能天然橡胶（顺式聚异戊二烯），杜仲树制造杜仲胶（反式聚橡胶（顺式聚异戊二烯），杜仲树制造杜仲胶（反式聚橡胶（顺式聚异戊二烯），杜仲树制造杜仲胶（反式聚橡胶（顺式聚异戊二烯），杜仲树制造杜仲胶（反式聚异戊二烯）；漆树仲有漆酚，他是小分子但漆酶能把他异戊二烯）；漆树仲有漆酚，他是小分子但漆酶能把他异戊二烯）；漆树仲有漆酚，他是小分子但漆酶能把他异戊二烯）；漆树仲有漆酚，他是小分子但漆酶能把他交联成高分子；桐树中的桐油是不饱和的油脂（十八碳交联成高分子；桐树中的桐油是不饱和的油脂（十八碳交联成高分子；桐树中的桐油是不饱和的油脂（十八碳交联成高分子；桐树中的桐油是不饱和的油脂（十八碳共轭三烯共轭三烯共轭三烯共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯），加了催化剂后，酸三甘油酯），加了催化剂后，他能在空气中被氧化交联成高分子，这些构成了千变他能在空气中被氧化交联成高分子，这些构成了千变万化的大千世界，没有这些天然的高分子，我们地球万化的大千世界，没有这些天然的高分子，我们地球就是个死气沉沉的大石球。人类利用这些天然的高分就是个死气沉沉的大石球。人类利用这些天然的高分子，创造了我们今天的世界，也创造出许许多多的高子，创造了我们今天的世界，也创造出许许多多的高分子。分子。现在学习的是第2页，共18页 现在，高分子化合物和金属材料、无机现在，高分子化合物和金属材料、无机非金属材料组成了三大材料。非金属材料组成了三大材料。1、金属材料，他们通过分子间化学键连、金属材料，他们通过分子间化学键连接起来，但他们和一般的无机化合物性能接起来，但他们和一般的无机化合物性能不同，有柔韧性，可以拉伸，压延，锻打不同，有柔韧性，可以拉伸，压延，锻打等加工，而无机化合物都是脆性的。金属等加工，而无机化合物都是脆性的。金属分子间连接的键叫金属键，电子可在分子分子间连接的键叫金属键，电子可在分子间移动。间移动。现在学习的是第3页，共18页 2、无机非金属材料：玻璃、陶瓷、水泥、无机非金属材料：玻璃、陶瓷、水泥、无机纤维（他们实际上是无机高分子），无机纤维（他们实际上是无机高分子），所以他们和一般的无机化合物也不一样。所以他们和一般的无机化合物也不一样。在高温下或高温高压下有可塑性，只是他在高温下或高温高压下有可塑性，只是他们在可塑性温度太高，在常温下，就处于们在可塑性温度太高，在常温下，就处于玻璃化状态，显得硬脆。玻璃化状态，显得硬脆。现在学习的是第4页，共18页 3、有机高分子材料：目前主要的是主链、有机高分子材料：目前主要的是主链含碳有机高分子，少量主链含硅的有机高含碳有机高分子，少量主链含硅的有机高分子。分子。从数量上说有机高分子也许无法跟无机非从数量上说有机高分子也许无法跟无机非金属材料相比，但在性能上和用途却大大金属材料相比，但在性能上和用途却大大超过金属和无机非金属材料。从用途就可超过金属和无机非金属材料。从用途就可看出个端倪。看出个端倪。现在学习的是第5页，共18页二、高分子材料的发展历史二、高分子材料的发展历史二、高分子材料的发展历史二、高分子材料的发展历史 在高分子合成理论建立以前，一是对天然的利用；在高分子合成理论建立以前，一是对天然的利用；在高分子合成理论建立以前，一是对天然的利用；在高分子合成理论建立以前，一是对天然的利用；其次是在应用天然高分子的基础上的改性，这些改其次是在应用天然高分子的基础上的改性，这些改其次是在应用天然高分子的基础上的改性，这些改其次是在应用天然高分子的基础上的改性，这些改性还是在实践中得到的，如硫化橡胶，硝基纤维素，性还是在实践中得到的，如硫化橡胶，硝基纤维素，性还是在实践中得到的，如硫化橡胶，硝基纤维素，性还是在实践中得到的，如硫化橡胶，硝基纤维素，酚醛树脂等的发现。酚醛树脂等的发现。酚醛树脂等的发现。酚醛树脂等的发现。在三十年代初在三十年代初CarothersCarothers对缩聚进行研究以及对对缩聚进行研究以及对对缩聚进行研究以及对对缩聚进行研究以及对自由基聚合机理的建立以后，才真正步入合成高分自由基聚合机理的建立以后，才真正步入合成高分自由基聚合机理的建立以后，才真正步入合成高分自由基聚合机理的建立以后，才真正步入合成高分子时代，合成了尼龙，橡胶以及大量的聚烯烃。合子时代，合成了尼龙，橡胶以及大量的聚烯烃。合子时代，合成了尼龙，橡胶以及大量的聚烯烃。合子时代，合成了尼龙，橡胶以及大量的聚烯烃。合成橡胶仅是第二次世界大战，德国为了解决天然橡成橡胶仅是第二次世界大战，德国为了解决天然橡成橡胶仅是第二次世界大战，德国为了解决天然橡成橡胶仅是第二次世界大战，德国为了解决天然橡胶资源的短缺，而开发出来的。第一个合成纤维胶资源的短缺，而开发出来的。第一个合成纤维胶资源的短缺，而开发出来的。第一个合成纤维胶资源的短缺，而开发出来的。第一个合成纤维-尼尼尼尼龙丝，也是在那个时候由美国杜帮公司发明，以后有龙丝，也是在那个时候由美国杜帮公司发明，以后有龙丝，也是在那个时候由美国杜帮公司发明，以后有龙丝，也是在那个时候由美国杜帮公司发明，以后有了聚氯乙烯。了聚氯乙烯。了聚氯乙烯。了聚氯乙烯。现在学习的是第6页，共18页 50年代齐格勒年代齐格勒-纳塔催化剂的研究合成纳塔催化剂的研究合成出等规聚丙烯、低压聚乙烯等，获得诺贝出等规聚丙烯、低压聚乙烯等，获得诺贝尔奖。尔奖。80年代以后进入分子设计时代，按照所年代以后进入分子设计时代，按照所需性能设计高分子结构，然后合成出该高需性能设计高分子结构，然后合成出该高分子化合物，这需要高分子物理，化学和分子化合物，这需要高分子物理，化学和分子结构的理论。分子结构的理论。现在学习的是第7页，共18页 我国高分子的发展更晚，在我国高分子的发展更晚，在我国高分子的发展更晚，在我国高分子的发展更晚，在5050年代仅有酚醛、橡胶年代仅有酚醛、橡胶制品（天然）的加工，和聚氯乙烯的生产。制品（天然）的加工，和聚氯乙烯的生产。56年在上海中苏友好大厦（现上海展览馆）举办的日本年在上海中苏友好大厦（现上海展览馆）举办的日本年在上海中苏友好大厦（现上海展览馆）举办的日本年在上海中苏友好大厦（现上海展览馆）举办的日本展览会，有塑料薄膜的饭兜卖，那是稀罕物，为了买到展览会，有塑料薄膜的饭兜卖，那是稀罕物，为了买到展览会，有塑料薄膜的饭兜卖，那是稀罕物，为了买到展览会，有塑料薄膜的饭兜卖，那是稀罕物，为了买到这排队排了几小时，队伍从南京路一直延伸到延安路。这排队排了几小时，队伍从南京路一直延伸到延安路。这排队排了几小时，队伍从南京路一直延伸到延安路。这排队排了几小时，队伍从南京路一直延伸到延安路。60年代初华东理工只有塑料专业，主要是塑料加年代初华东理工只有塑料专业，主要是塑料加工；东华大学（华东纺织工学院）当时的化纤专业工；东华大学（华东纺织工学院）当时的化纤专业也仅是粘胶纤维（人造棉）。可见当时高分子科学也仅是粘胶纤维（人造棉）。可见当时高分子科学和工业的落后。和工业的落后。在在在在6868年底大学毕业分配时，凭报到证可买到一米的年底大学毕业分配时，凭报到证可买到一米的年底大学毕业分配时，凭报到证可买到一米的年底大学毕业分配时，凭报到证可买到一米的塑料薄膜，是包被子用的；上山下乡的知青也可凭户口塑料薄膜，是包被子用的；上山下乡的知青也可凭户口塑料薄膜，是包被子用的；上山下乡的知青也可凭户口塑料薄膜，是包被子用的；上山下乡的知青也可凭户口迁移证买到一米的薄膜。迁移证买到一米的薄膜。迁移证买到一米的薄膜。迁移证买到一米的薄膜。73年在第一百货出现有塑料年在第一百货出现有塑料年在第一百货出现有塑料年在第一百货出现有塑料壳的热水瓶，购买的队伍也是从商店二楼里排到下面南壳的热水瓶，购买的队伍也是从商店二楼里排到下面南壳的热水瓶，购买的队伍也是从商店二楼里排到下面南壳的热水瓶，购买的队伍也是从商店二楼里排到下面南京路。那时抢购到一对，作为结婚礼品送人，觉得很是京路。那时抢购到一对，作为结婚礼品送人，觉得很是京路。那时抢购到一对，作为结婚礼品送人，觉得很是京路。那时抢购到一对，作为结婚礼品送人，觉得很是光彩，现在送这太丢脸了。光彩，现在送这太丢脸了。光彩，现在送这太丢脸了。光彩，现在送这太丢脸了。现在学习的是第8页，共18页 80年代以后发展迅速，产量大幅度上年代以后发展迅速，产量大幅度上升，高分子合成在理论和研究上都基本上升，高分子合成在理论和研究上都基本上与国际同步。到上纪末，我国的高分子科与国际同步。到上纪末，我国的高分子科学已经达到世界先进水平。高分子工业在学已经达到世界先进水平。高分子工业在产量上也是很高的。产量上也是很高的。现在学习的是第9页，共18页三、高分子的分类三、高分子的分类 1、聚合物分类、聚合物分类 天然高分子，半合成高分子，合成高分子天然高分子，半合成高分子，合成高分子 2、高分子材料的分类和性能、高分子材料的分类和性能 分普通高分子和特种高分子分普通高分子和特种高分子现在学习的是第10页，共18页 普通高分子：普通高分子：通用高分子材料通用高分子材料常指人们用于衣食住行等日常常指人们用于衣食住行等日常生活的高分子材料，他们的产量大，原料来源广、生活的高分子材料，他们的产量大，原料来源广、价格液相对便宜。属于这类材料的有价格液相对便宜。属于这类材料的有PS，PVC，PE，PPPP，酚醛树脂，聚酯等，酚醛树脂，聚酯等 工程高分子材料工程高分子材料工程高分子材料工程高分子材料用于工程构件的高分子材料，一般用于工程构件的高分子材料，一般用于工程构件的高分子材料，一般用于工程构件的高分子材料，一般用于车辆、飞机、舰船、机械产品等，能替代金属、陶用于车辆、飞机、舰船、机械产品等，能替代金属、陶用于车辆、飞机、舰船、机械产品等，能替代金属、陶用于车辆、飞机、舰船、机械产品等，能替代金属、陶瓷，他们的特点是坚韧、耐磨、耐热、尺寸稳定和耐化瓷，他们的特点是坚韧、耐磨、耐热、尺寸稳定和耐化瓷，他们的特点是坚韧、耐磨、耐热、尺寸稳定和耐化瓷，他们的特点是坚韧、耐磨、耐热、尺寸稳定和耐化学稳定性。尼龙、学稳定性。尼龙、学稳定性。尼龙、学稳定性。尼龙、ABS，PCPC，PBTPBT，玻纤增强树脂。，玻纤增强树脂。，玻纤增强树脂。，玻纤增强树脂。现在学习的是第11页，共18页 特种高分子特种高分子 高性能高分子材料高性能高分子材料高强度、高模量、高强度、高模量、耐高温耐高温 高功能高分子材料高功能高分子材料光学性能、电磁性光学性能、电磁性能、分离功能、催化功能、生体功能、载能、分离功能、催化功能、生体功能、载体功能、形状记忆性等，他们量少但用途体功能、形状记忆性等，他们量少但用途广泛，意义重大。广泛，意义重大。现在学习的是第12页，共18页 按用途分类：塑料、橡胶、纤维三大合按用途分类：塑料、橡胶、纤维三大合成材料和涂料、粘合剂、功能高分子材料。成材料和涂料、粘合剂、功能高分子材料。从数量上来说最大的是塑料、纤维、橡胶，从数量上来说最大的是塑料、纤维、橡胶，接下来是涂料、粘合剂。接下来是涂料、粘合剂。现在学习的是第13页，共18页 3、高聚物和高分子材料的区别、高聚物和高分子材料的区别 高聚物指高分子化合物高聚物指高分子化合物 高分子材料是指添加过辅助材料或经过一高分子材料是指添加过辅助材料或经过一定成型加工的高聚物定成型加工的高聚物现在学习的是第14页，共18页 4、普通高分子和特种高分子的比较及研、普通高分子和特种高分子的比较及研究发展方向究发展方向现在学习的是第15页，共18页四、高分子的研究和工业生产的差异四、高分子的研究和工业生产的差异四、高分子的研究和工业生产的差异四、高分子的研究和工业生产的差异 高分子科学研究的内容是解决基础理论问题和开发新高分子科学研究的内容是解决基础理论问题和开发新高分子科学研究的内容是解决基础理论问题和开发新高分子科学研究的内容是解决基础理论问题和开发新型聚合物和聚合工艺，为工业化创造先决条件。型聚合物和聚合工艺，为工业化创造先决条件。型聚合物和聚合工艺，为工业化创造先决条件。型聚合物和聚合工艺，为工业化创造先决条件。高分子物理是研究高分子的结构和性能的关系的高分子物理是研究高分子的结构和性能的关系的学科，这和高分子的应用、加工和高分子的分子设计学科，这和高分子的应用、加工和高分子的分子设计有关，分子设计是开发新的性能的高分子所必须的。有关，分子设计是开发新的性能的高分子所必须的。高分子化学是讨论高分子化合物是如何从小分子化高分子化学是讨论高分子化合物是如何从小分子化高分子化学是讨论高分子化合物是如何从小分子化高分子化学是讨论高分子化合物是如何从小分子化合物来合成的和高分子化合物是如何参与化学反应的。合物来合成的和高分子化合物是如何参与化学反应的。合物来合成的和高分子化合物是如何参与化学反应的。合物来合成的和高分子化合物是如何参与化学反应的。现在学习的是第16页，共18页 高聚物工业生产和实验室合成有很大的高聚物工业生产和实验室合成有很大的差别，尤其与你们的实验差异更大，做实差别，尤其与你们的实验差异更大，做实验是对所学的知识一个加深理解的过程；验是对所学的知识一个加深理解的过程；研究是不讲成本的，由于规模小好多效应研究是不讲成本的，由于规模小好多效应看不出，如热效应。也不考虑三废回收问看不出，如热效应。也不考虑三废回收问题。工业上就不一样了，首要的考虑经济题。工业上就不一样了，首要的考虑经济效益，三废回收等，生产稳定性等。效益，三废回收等，生产稳定性等。现在学习的是第17页，共18页谢谢谢谢现在学习的是第18页，共18页