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VC++项目开发与多媒体技术 第4章 高分子材料 4.0(1.3) 高分子材料的结构与性能 1.3.1 高分子材料的结构 1.3.2 高分子材料的性能 4.1 工程塑料 4.1.2 塑料的分类 4.1.3 常用工程塑料 4.2 合成纤维 4.2.2 常用合成纤维 4.3 合成橡胶 4.3.2 常用合成橡胶 4.4 胶粘剂 1.涤纶(的确良) 2.锦纶(尼纶) 3.腈纶 4.维纶 5.丙纶 6.氯纶 橡胶：具有极高弹性的高分子材料。 按原料来源分 天然 合成 通用合成橡胶 特种橡胶 4.3.1橡胶的分类和橡胶制品的组成 1.橡胶的分类 2.橡胶制品的组成 硫化剂 硫化促进剂 补强填充剂 生胶 +配料 人工合成用以制胶的高分子聚合物，还不具备橡胶的种种性能。 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 1.通用合成橡胶 丁腈橡胶 硅橡胶 氟橡胶 2.特种橡胶 * 课程主线：成分→组织、结构→性能→应用 工艺 { 重点：高分子材料的结构 常用工程塑料的性能特点、应用 分类： 塑料 合成纤维 橡胶 胶粘剂 高分子化合物：指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000以上，有的甚至高达几百万。 高分子材料：以高分子化合物为主要组分的有机材料。 低分子化合物：指相对分子质量在500以下的。 高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获得。 单体：组成高分子化合物的低分子化合物。 例：聚乙烯是由乙烯单体合成的。CH2=CH2 大分子链：由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成。 链节： 组成大分子链的结构单元。 例：聚氯乙烯是由氯乙烯单体合成的。CH2=CHCl 例：大分子链：…CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—… . . . . . . . . . . . . 链节： —CH2—CH2— 大分子链简写为：[ CH2—CH2]n 加聚反应：是指一种或几种单体相互加成而连接成的反应。反应过程中没有副产物生成，因此生成物与其单体具有相同的成分。 nCH2 CH2 乙烯 加聚 → 聚乙烯 [ CH2—CH2]n 缩聚反应：是指一种或几种单体相互混合而连接成聚合物，同时析出(缩去)某种低分子物质(如：水、氨、醇、卤化氢等)的反应。 (1)大分子链的化学组成 1.大分子链的结构 ①碳链大分子： — C—C—C— ②杂链大分子： — C—C—O—C—C — — C—C—N—N — C—C—S—C—C — ③元素链大分子： — Si—O— — Si—Si—Si — (2)大分子链的形态 ①线型分子链 ②支化型分子链 ③体型分子链 图 大分子链的形态 热塑性聚合物：通过加热和冷却的方法使其重复地软化或硬化。 如：涤纶、尼龙、生橡胶 热固性聚合物：加热加压成型固化后，不能再加热熔化或软化。 如：环氧树脂、酚醛塑料、硫化橡胶 (3)大分子链的空间构型 大分子链的空间构型：指大分子链中原子或原子团在空间的排列方式，即链结构。 立体异构：化学成分相同而不对称取代基沿分子主链占据位置不同，因而具有不同链结构的现象。 图 乙烯聚合物的立体异构 2.大分子链的构象及柔性 大分子链的构象：由单链内旋转所产生的大分子链的空间形象。 内旋转：在保持键角、键长不变的情况下，单键作旋转。 图 分子链的内旋转示意图 分子链的柔性：能拉伸回缩的性能。 单键:两原子间共享一对电子的共价键 3.高分子材料的聚集态 聚集态 (1)晶态 (2)部分晶态 (3)非晶态 图 聚合物三种聚集态结构示意图 (1)高聚物的物理、力学状态 1.高分子材料的机械性能 ①线型非晶态高聚物的三种力学状态 三种力学状态 玻璃态 高弹态 粘流态 图 线型非晶态高聚物的变形-温度曲线示意图 玻璃态：在Tg温度以下曲线基本上是水平的，变形量小，而弹性模量较高，高聚物较刚硬。 高弹态(橡胶态)：Tg –Tf之间，在这个阶段，变形量很大，而弹性模量显著降低，外力去除后变形可以恢复，弹性是可逆的。高聚物表现为柔软而富有弹性,具有橡胶的特性。 粘流态：温度高于Tf后，变形迅速发展，弹性模量再次很快下降，高聚物开始产生粘性流动，此时变形已变为不可逆。 图 线型非晶态高聚物的变形- 温度曲线示意图 ②晶态高聚物和体型高聚物的力学状态 完全晶态的线型高聚物：没有高弹态 部分晶态线型高聚物：存在一种既韧又硬的皮革态。 非晶态区处于高弹态，具有柔韧性。 晶态区则具有较高的强度和硬度。 体型非晶态高聚物：与交联点的密度有关；若密度小，具有高弹态；若