高分子及其性质-天鼎丰非织造布有限公司培训资料.ppt

定义：不饱和单体（含不饱和键 双键和三键）间通过加成反应相互结合生成 高分子化合物的反应 条件：不饱和单体（含C＝C、C≡C、C＝O等） 特点：无小分子生成，所生成的高分子的式量是单体式 量的整数倍，高分子与单体具有相同的元素质量组成 1、加聚反应 单体 链节 聚合度 形成高分子化合物的小分子物质 高分子化合物中不断重复的基本单元 形成高分子化合物链节的数目 nCH2 ＝CH2 催化剂 〔 CH2 －CH2 〕n * 定义：单体分子间脱去小分子而相互结合生成高分子化合物的反应。 条件：一般来说其单体必须至少有两个官能团。 例如：HO-CH2-COOH、H2N-CH2-COOH、 HOOC－COOH、HO-CH2CH2-OH等等 特点：有小分子生成，产物质量有损失 2、缩聚反应 苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料缩聚反应而制得的高聚物—聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），又称涤纶 * 比较项目 加聚反应 缩聚反应 反应物的特征 含不饱和键 含多官能团 如：-OH，-COOH，-NH2等 产物的特征 高聚物与单体间具有相同的组成 高聚物与单体的组成不相同 产物的种类 只有高聚物 高聚物和小分子 列子 聚乙烯 聚丙烯 不饱和聚酯 聚四氟乙烯 有机玻璃 尼龙 芳纶 涤纶 环氧 聚氨酯 等 * 材料受外力作用时的形变行为： 1、理想的弹性固体服从虎克定律 形变与时间无关 瞬间形变，瞬间恢复 2、理想的粘性液体服从牛顿粘性定律 形变与时间成线性关系 3、高分子的形变行为是与时间有关的弹性和粘性的组合 * 粘弹性：外力作用下，高聚物材料的形变性质兼具固体的 弹性和液体粘性的特征，其现象表现为力学性质随时间而变化的力学松弛现象。所以高聚物常称为粘弹性材料。 高聚物的粘弹性 蠕变 应力松弛 滞后 力学损耗 静态粘弹性 动态粘弹性 高聚物的粘弹性 静态粘弹性-蠕变 在恒温下施加一定的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学现象。 蠕变的意义： 高聚物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力。 例如：软质PVC丝钩一定的法码，该丝会慢慢伸长 * 公司做的热伸长实验本质是一个蠕变性实验（时温等效原理），用来检测材料负载后的尺寸的稳定性。 静态粘弹性-应力松弛 在恒温下保持一定的恒定应变时，材料的应力随时间而逐渐减小的力学现象。 应力松驰的原因：链段热运动，缠结点散开，分子链相互滑移，内应力逐渐消除。交联聚合物不产生质心运动，只能松驰到平衡值。 高分子链的构象重排和分子链滑移是导致材料蠕变和应力松弛的根本原因。 例如：拉伸一块未交联的橡胶，至一定长度，保持长度不变，随时间的增加，内应力慢慢减小至零。 * 定义：材料在交变应力作用下，应变的变化落后于应力的变化的现象 例如：汽车速度60公里/小时，轮胎某处受300次/分的周期应力作用。 动态粘弹性-滞后现象 ε(t) wt σ(t) σ0 * 产生滞后的原因：外力作用时，链段运动要受到内摩擦阻力的作用，外力变化时链段运动跟不上外力的变化，ε落后于σ。 * * 高分子材料及其性质 报告人：郭云力 SDU 天鼎丰非织造布有限公司培训报告 * 材料分类 金属材料 钢铁、 铝合金、铜线 无机非金属材料 玻璃、陶瓷、水泥、矿石 高分子 塑料、橡胶、化纤 复合材料 玻璃钢、钓鱼竿、碳纤维自行车、胎基布 材料学主要研究材料的 组成-结构-工艺-性质的关系，获得所需使用性能。 * 什么是高分子（高聚物）？ * 高分子科学诺贝尔奖获得者 H. Staudinger （德国） : 把“高分子”这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年） K.Ziegler（德国）, G.Natta （意大利） : 乙烯、丙烯配位聚合（1963年） P. J. Flory (美国）: 聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年）。 de Gennes(法国)：软物质、液晶（1991年）。 H. Shirakawa 白川英树(日本), Alan G. MacDiarmid (美国), Alan J. Heeger (美国) ：对导电聚合物的发现和发展（2000年）。 * 高分子基本概念 高分子也叫聚合物、高聚物或大分子。其名字由来主要因为这种物质具有很高的分子量。H2O、 CH3CH2-OH 主链由1共价键结合，具有2高的分子量，其结构必须是由3多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子（单体）衍生而来。概括的说，高分子是由许多相同的重复单元通