高聚物科学精选文档.ppt
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1、高聚物科学本讲稿第一页,共十八页 一、高分子的重要意义一、高分子的重要意义一、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,海洋陆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,植物都含有海藻酸类的高分子,动物包括我们人类,都有蛋白质,我们人体中有都有蛋白质,我们人体中有151518%18%的蛋白质。除的蛋白质。除的蛋白质。除的蛋白质。除了这些在大自然中还能合成一些大分子,如橡胶树中能了这些在大自然中还能合成一些大分子,如橡胶树中能了这些在大自
2、然中还能合成一些大分子,如橡胶树中能了这些在大自然中还能合成一些大分子,如橡胶树中能天然橡胶(顺式聚异戊二烯),杜仲树制造杜仲胶(反天然橡胶(顺式聚异戊二烯),杜仲树制造杜仲胶(反天然橡胶(顺式聚异戊二烯),杜仲树制造杜仲胶(反天然橡胶(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式聚异戊二烯);漆树仲有漆酚,他是小分子但漆酶能式聚异戊二烯);漆树仲有漆酚,他是小分子但漆酶能式聚异戊二烯);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(十把他交联成高分子;桐树中的桐油是不饱和的油脂(十把他交联成高分子;桐树中的桐油是不饱
3、和的油脂(十把他交联成高分子;桐树中的桐油是不饱和的油脂(十八碳共轭三烯八碳共轭三烯八碳共轭三烯八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯),加了催化剂酸三甘油酯),加了催化剂后,他能在空气中被氧化交联成高分子,这些构成后,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,了千变万化的大千世界,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子,创造了我们今天的世界,也创造出天然的高分子,创造了我们今天的世界,也创造出许许多多的高分子。许许多多的高分子。本讲稿第二页,共十八页 现在,高分子化
4、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不接起来,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,锻打等加同,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。金属分子间工,而无机化合物都是脆性的。金属分子间连接的键叫金属键,电子可在分子间移动。连接的键叫金属键,电子可在分子间移动。本讲稿第三页,共十八页 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
5、机高分子),所无机纤维(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。在高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,只是他们在可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,就处于玻璃化状塑性温度太高,在常温下,就处于玻璃化状态,显得硬脆。态,显得硬脆。本讲稿第四页,共十八页 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分含碳有机高分子,少量主链含硅的有机高分子。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超金属
6、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。从用途就可看出过金属和无机非金属材料。从用途就可看出个端倪。个端倪。本讲稿第五页,共十八页二、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
7、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自由基聚合机理的建立以后,才真正步入合成高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。分子时代,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,德国为了解决天合成橡胶
8、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。第一个合成然橡胶资源的短缺,而开发出来的。第一个合成纤维纤维-尼龙丝,也是在那个时候由美国杜帮公司发明,尼龙丝,也是在那个时候由美国杜帮公司发明,尼龙丝,也是在那个时候由美国杜帮公司发明,尼龙丝,也是在那个时候由美国杜帮公司发明,以后有了聚氯乙烯。以后有了聚氯乙烯。以后有了聚氯乙烯。以后有了聚氯乙烯。本讲稿第六页,共十八页 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,获得诺贝尔出等规聚丙烯、低压聚乙烯等,获得诺贝尔奖。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
9、代,按照所需性能设计高分子结构,然后合成出该高分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,化学和分子子化合物,这需要高分子物理,化学和分子结构的理论。结构的理论。本讲稿第七页,共十八页 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50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。5656年在上海中苏友好大厦(现上海展览馆)举办的日年在上海中苏友好大厦(现上海展览馆)举办的日年在上海中苏友好大厦(现上海展览馆)举办的日年在上海中苏友好大厦(现上海展览馆)举
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