第8章 合成材料.ppt

§2 高分子科学的重要性 高分子科学已经发展成为一门独立的学科，与其他传统学科不同，他既是一门基础学科又是一门应用科学。 目前已形成了高分子化学、高分子物理、高分子材料和高分子工艺四个主要的分支。 在基础的化学一级学科中，高分子与无机、有机、分析、物化并列为二级学科；而在应用性的材料学科中，高分子材料与金属材料和无机非金属材料共同组成最重要的三个领域。 1、学科重要性 §2 高分子科学的重要性 2、在人们日常生活中的地位 §2 高分子科学的重要性 我被高分 子包围了 聚四氟乙烯 蜜胺塑料 聚丙烯 聚丙烯 PET 聚乙烯 聚氯乙烯 高分子材料占飞机总重的65％。（因为即使采用最轻的铝/钛合金，其相对密度也大于2.7，而高分子材料的相对密度为1.5左右） 3、在国民经济中的地位 §2 高分子科学的重要性 §3 高分子的基本知识 §4 相对分子质量及其分布 §5 高分子结构的一般特点 §6 高分子性质的一般特点 § 1 高分子科学的历史-近代 夏尔多内伯爵（1884年）发明人造丝 硝酸纤维素溶液 人造丝 纺丝 衣服 但极易燃烧，纺织厂的工人们似乎很不喜欢他们的岳母大人，把这种丝称为岳母丝 现在的人造丝 醋酸纤维素 再生纤维素 （30亿公斤/年，生丝的65倍） § 1 高分子科学的历史-近代 粘胶法生产再生纤维素 ——粘胶丝和玻璃纸（赛璐玢，Celluphane） § 1 高分子科学的历史-近代 2、第一个人造聚合物——酚醛树脂 1907年 贝克兰（美国）研制人造虫胶 15万只紫虫胶，半年，分泌0.454kg虫胶树脂（漆） 苯酚 ＋甲醛 角状物质（玻璃仪器报废） 反其道而行之，加热加压 酚醛树脂应用于电器、刀柄、计算机外壳等 § 1 高分子科学的历史-近代 他通过改变原料配比和反应条件，得到三种产品。 贝克兰的研究持续了5年，获得100多项专利。酚醛塑料是人类有目的创造的第一种高分子，也是人类真正合成的第一种高分子。 § 1 高分子科学的历史-近代 3、聚乙烯的发明（1） 19世纪30年代，由于合成氨工业的发展，人们在有机合成反应中开始广泛采用高压技术。1933年3月，英国帝国化学公司的福西特和吉布森想让乙烯和苯甲醛在140MPa的高压和170℃温度下进行反应。但是达到预定时间后，预定的反应没有发生。当他们打开反应釜清理时，发现器壁上有一层白色蜡状的固体薄膜，取下分析后发现它是乙烯的聚合物。这使他们感到十分惊奇，于是他们重复了上述实验，试图找出原因所在，不幸发生了爆炸事故使实验不得不终止下来。 § 1 高分子科学的历史-近代 1935年，帝国化学公司的另几位研究人员帕林、巴顿和威廉姆斯决定重复上述试验。他们在一个高压容器中进行实验，实验过程中，由于高压容器的密封性能不好，容器里的压力不断降低，虽然采取了补救措施，实验还是不得不终止。不过在实验结束后，他们还是在装置中发现有少量的白色固体，经分析，它与两年前被福西特发现的蜡状薄膜是同一种物质——聚乙烯。 聚乙烯的发明（2） 3、聚乙烯的发明（2） § 1 高分子科学的历史-近代 3、聚乙烯的发明（3） 这种貌似偶然的巧合使他们意识到可能存在着必然的原因，于是他们对实验的每一步骤进行分析。实验是按原计划进行的，只是在发现容器漏气以后，曾往容器中补充过一些乙烯气体。显然，问题的症结就在这里。在这一过程中，一定带进去某些物质，这种物质可能是乙烯聚合反应的催化剂。他们认为带进去的物质除了氧气别无可能。他们重新设计了操作工艺，在聚合系统中引入了少量的氧气，经过多次试验，终于制得了聚乙烯。由于这种聚乙烯是在高压条件下制得的，被称为高压聚乙烯，于1939年实现了工业生产。 § 1 高分子科学的历史-近代 4、橡胶 天然橡胶原产自非洲亚马逊丛林中的橡胶树，当地人把它当作球玩和直接涂在脚上用作“雨靴”。但弹性很差。 人们发现它能擦掉铅笔的痕迹，给它起名为“擦子”（rubber）。 割胶 天然橡胶 § 1 高分子科学的历史-近代 1839年 古德伊尔（Goodyear,美国）在研究保存橡胶的方法时，不小心把乳胶和硫的混合物泼洒在热火炉上，……。现在我们知道是硫使橡胶分子发生了适当的交联。 天然橡胶硫化方法的发现 橡胶的结构是“聚异戊二烯”。 橡胶交联后具有可回复的弹性。这一发现促使了橡胶工业的大发展，它主要用于制造汽车轮胎。 § 1 高分子科学的历史-近代 汤姆森发明充气轮胎 在过去的几千年间，人们所坐的车使用的一直是木制轮子，或者再在轮子周围加上金