化学有机高分子材料.pptVIP

10.3 有机高分子材料 本节主要内容 1.高分子基本概念 2. 高分子化合物的结构 3.高分子化合物的性能 10.3.1 高分子化合物概述 （1）基本概念 高分子化合物——相对分子量特别大的一类化合物，简称高分子或聚合物 高分子的相对分子量 Mr = n×m n——聚合度 m ——链节的分子量 （2）高分子化合物的分类及命名 1）分类 2）聚合物的命名 聚合物有系统命名法和通俗命名法，主要采用通俗命名法。 天然高分子，一般按来源和性质有专有名词。如纤维素、蛋白质等。 合成高分子，是在单体名称前冠以“聚”字。 由两种单体缩聚而成的聚合物，如果结构比较复杂或不太明确，往往在单体名称后加上“树脂”二字来命名。 聚合物的通俗名称、商品名称及简写代号 10.3.2 高分子化合物的结构 许多链节相互连成一个很长的分子链。 特点：1）分子链柔顺，易卷曲。 2）弹性好，塑性好，硬度、脆性较小。 3）具有溶、熔性，易于加工。 如：合成纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。 体 型：线型或支链型之间以化学键交联而成。 特点：1）具有空间网状结构 2）弹性、塑性差，硬度、脆性较大。 3）不具有溶、熔性。 如：酚醛树脂、环氧树脂、离子交换树脂等。 （2）高分子链的柔顺性 高分子链的柔顺性——高分子链中各单键自由旋转, 使高分子链 具有强烈卷曲的倾向的特性。 高分子链的结构对高分子链柔顺性的影响 1）主链结构的影响 主链全部由单键组成，柔顺性好。 如：—Si—O—Si—O— ＞ —C—O—C—O— ＞ —C—C—C—C— 主链中含有孤立双键时，分子链的柔顺性大， 比不含双键时更好。 例：聚异戊二烯橡 孤立双键 —CH=CH—CH=CH—CH=CH— 主链含一定数目的芳杂环时，分子链的柔顺性差。 主链含有共轭双键时，分子链的柔顺性差， 呈现出极大的刚性。 2）侧基性质对高分子链柔顺性的影响 侧基极性的影响 （3）高分子化合物的力学状态 1）结晶度 ——高分子中，晶区部分所占的质量分数 通常，结晶高分子的结晶度只有50%~80% 2）温度—形变曲线 两个转变温度： 玻璃化温度 Tg ——由玻璃态转变到高弹态的温度 粘流化温度 Tf ——由高弹态转变到粘流态的温度 塑料：Tg＞室温， Tg是其使用的上限温度; 作塑料的高聚物Tg要高； Tf 不要太高， Tg—Tf 范围不要太大。 例：聚苯乙烯 Tg = 100℃ Tf = 135 ℃ 橡胶： Tg＜室温， Tg是其使用的下限温度， 作橡胶的高聚物Tg要低； Tf 较高, Tg—Tf 范围要求宽。 例：天然橡胶 Tg = -73 ℃ Tf = 122 ℃ 10.3.3 高分子化合物的性能 2）结晶度的影响 在结晶区内分子链排列紧密有序，可使分子链之间的作用力增大，机械强度也随之增高。 3）极性的影响 高聚物分子链中含有极性基团或链间能形成氢键时，都可因增加分子链之间的作用力而提高其机械强度。 （2）电学性能 1）非极性高分子（链节结构对称的高分子） 对直流电和交流电的绝缘性能均很好。 例：聚四氟乙烯中，C－F键虽有相当大的极性，但由于整个链节结构的对称，使键的极性相互抵消，所以聚四氟乙烯是非极性高聚物，可用作高频率的电绝缘材料(电介质)。 （3）高分子化合物的老化与防老 老化——是指高聚物及其材料在加工、贮存和使用过程中，长期受化学和物理(热、光、电、机械等)以及生物(霉菌)因素的综合影响，发生裂解或交联，导致性能变坏的现象。例如，塑料制品变脆、橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。 * * 简写：—CH2—CH—n Cl 链节——重复的结构单元 聚合度——链节的数目 单体——合成高分子所用的低分子原料 组成： 聚氯乙烯 nCH2=CH → ···—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—··· Cl