第五章 有机高分子材料.ppt

第五章 有机高分子材料 第一节 概述 高分子材料的定义 高分子材料的命名与分类 高分子材料的发展历史 高分子材料的战略地位和发展趋势 高分子材料的基本概念 一、 高分子材料的定义 高分子材料：以高分子化合物为基础的一类材料的总称。 高分子化合物简称高分子，是由一种或多种小分子（单体） 构成的链状或网状分子。 通常情况下，高分子、大分子、聚合物、高聚物在概念上并 无严格区分。 低分子和高分子之间并无严格界线，分子量在10000以上者 常称作高分子化合物。 高分子的巨大分子量使高分子材料具有许多奇特和优异性 能，如：高弹性、粘弹性、物理松弛行为，具有质轻、耐腐 蚀、绝缘性好、易于成型加工，但强度、耐磨性及使用寿命较 差等特点。 二、高分子材料的命名与分类 1.命名 高分子材科有三组独立的名称：化学名称、保护商品 名称或专利商标名称及习惯名称。 化学名称： 以单体或假想单体名称为基础，前面冠以“聚”字称。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯。 重要的杂链聚合物，以该类材料中所有品种所共有的特征化学单元为基础。如环氧树脂、聚酰胺、聚氨基甲酸酯的特征化学单元分别为环氧基、酰胺基和氨基甲酸酯基。 取其原料简称，后附“树脂”表示。如苯酚和甲醛、尿素和甲醛、甘油和邻苯二甲酸酐的反应产物分别称为酚醛树脂、脲醛树脂和醇酸树脂。 高分子材料的命名与分类 许多合成橡胶是共聚物，从共聚单体中各取一字，后附“橡 胶”来命名，如丁(二烯)苯(乙烯)橡胶、乙(烯)丙(烯)橡胶等。 商品名称或专利商标名称是由材料制造商命名的，突出所 指的是商品或品种。 习惯名称是沿用已久的习惯叫法。如聚酰胺类的习惯名称 为尼龙，聚对苯二甲酸乙二醇酯的习惯名称为涤纶等，因其简单 而普遍采用。 高分子材料的命名与分类 2. 分类 ① 按高分子主链结构分类 分为碳链、杂链和元素有机高分子三类。 碳链聚合物是指大分子主链完全由碳原子构成。 杂链聚合物是指大分子主链中除碳原子外，还有氧、氯、硫等杂原子。 常见的这类聚合物如聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、聚硫橡胶、聚矾等。 元素有机聚合物是指大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝、 氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基却由有机基团如甲基、乙基、芳基等组 成。典型的例子是有机硅橡胶。 ② 按性能和用途分类 橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料、功能高分子等 三、高分子材料的发展历史 自古以来，人类与高分子材料密切相关。食物中的蛋白质、淀粉；织物材料：棉、麻、丝、毛；建筑材料：竹子、木材。 19世纪中期，对天然大分子进行化学改性。如天然橡胶的硫化、硝化纤维赛璐珞的出现；粘胶纤维的生产。 20世纪初期，第一种合成树脂-酚醛树脂出现。 1920年，Staudinger首先提出高分子的概念，并获得诺贝尔奖。 20世纪三、四十年代高分子化学和工业蓬勃发展。 高分子材料的发展历史 20世纪50年代，Ziegler、Natta等人发现了金属有机络合引发体系，制得了高密度聚乙烯和聚丙烯，因此获得诺贝尔奖。 60年代，是聚烯烃、合成橡胶、工程塑料、溶液聚合、配位聚合、离子聚合的发展时期，形成了高分子全面繁荣的局面。 70年代，发展了液晶高分子。 70年代以后，主要提高产量、改进性能、发展功能等方面。 四、高分子材料的战略地位和发展趋势 1.高分子材料在国民经济和科学技术中的战略地位 材料是工业生产发展的基础，新材料的出现往往会给新技术带来划时代的突破。高分子材料是材料领域中的后起之秀，它的出现带来了材料领域的重大变革，从而形成了金属材料、无机材料、高分子材料和复合材料多角共存的格局。 随着高分子科学和高分子材料科学的建立以及石油化工的蓬勃兴起，形成了新兴而庞大的高分子材料工业。高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到了广泛的应用，已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料由于原料来源丰富、制造方便、加工容易、节省能源和投资、效益显著、品种繁多、形态多样、用途广泛，因此在材料领域中的地位日益突出，增长最快，所占比重越来越大。 高分子材料的战略地位和发展趋势 广泛采用高分子材料不仅节省了许多传统材料，带来了明显的技术经济效果，而且高分子材料在不少应用领域中还是非他莫属。特别是在当代许多高新技术中，例如微电子和