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第10 章 高分子材料学 10.1高分子化合物 10.2影响高分子材料性能的化学因素 10.3影响高分子材料的物理因素 10.4聚合物的改性对高分子材料性能的影响 10.5高分子材料的环境问题 10.1 高分子化合物 高分子化合物、高分子材料、高分子材料制品三者概念上的区别 树脂、塑料、塑料制品的区别 生胶、混炼胶（胶料）、橡胶制品区别 10.1.1 聚合物种类 高分子材料－塑料、橡胶、化学纤维、涂料、黏合剂等。 （1）塑料 具有可塑性，具有线性或支链型聚合物。 分类方法： 按照来源 按照聚合方法 按照化学结构 按照热效应 按照结晶能力 按照用途 （2） 橡胶（生胶） （3）化学纤维（成纤聚合物） 10.1.2聚合物制造方法的影响 （1） 聚乙烯（PE） ① 高压聚乙烯：150-300℃，150-300MPa，支化分子 ② 中压聚乙烯：130-270℃，1.8-8MPa，少支化分子 ③ 低压聚乙烯：85-100℃，常压-1.8MPa，线形分子 ④ 线性低密度聚乙烯：80-230℃，1-4MPa，线形分子 ⑤ 不同方法获得PE性能比较。 10.2 影响高分子材料性能的化学因素 10.2.1 聚合物的分子构成 10.2.2 键接结构与构型 10.2.3 共聚物的组成与序列分布 10.2.4 基团与端基 10.2.5 支化与交联 10.2.1 聚合物分子的构成 （1）共价键的形式 C-C／C=C／C-H／C-O／C-F／C-Si／C-N….. （2） 元素 ①碳链高分子 ②杂链高分子 ③元素有机高分子 （3） 侧基（取代基） 10.2.2 键接结构与构型 （1）等规立构 （2）间规立构 （3）无规立构 10.2.3 共聚物的组成与序列分布 无规共聚 ~~~M1M2M1M1M1M2M2M1M1M1M2~~ 交替共聚 ~~~M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1~~ 嵌段共聚 ~~M1M1M1~~~M1M1M2M2M2~~~M2M2~~ 10.2.4基团与端基 （1）端基的来源 引发剂残基 不同的终止方式 链转移的结果 未反应的残留官能团 （2）端基的影响 热性能－熔点降低 光稳定性 10.2.5支化与交联 支化聚合物－－支链数、支链长度、分布等 形成三维空间网络大分子－－交联高分子 （1）材料多大分子多大 （2）对耐热性、稳定性影响很大 （3）交联密度 10.2.6 结构缺陷 支链 头头结构 不稳定的氯原子 不饱和键 含氧结构 立体规整度 10.2.7 成型加工过程中聚合物的降解 聚合物加工在高温和应力作用下进行，聚合物中微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧气等都是引起降解的因素。 降解机理：游离式降解／ 逐步式降解 加工因素的影响：温度的影响／ 氧的影响／应力的影响 水分的影响 降解的利用：生胶的塑炼降解分子量，改善加工性能； 锟压和挤出等可使塑料接枝、嵌段共聚。 降解的避免：控制原料的性能指标，减少哦杂质含量 合理的设计温度及应力 加入抗氧剂、稳定剂等。 10.3 影响高分子材料性能的物理因素 相对分子质量及其分布 结晶性 成型过程中的取向 熔体黏度及其成型性 Xn150时，显示不出机械性能。 随着Xn增加，聚合物的性能才逐渐显示出来。 Xn增加到一定值时，性能变化不明显。 Xn特别高时会产生特殊效应。 纤维1～2万；塑料5～15万； 橡胶20万 （1）相对分子质量与制品性能 受M影响较大的性能： 拉伸强度、抗弯强度、弹性模量、冲击强度、玻璃化温度、熔点、热变形温度、熔融黏度、溶液黏度、溶解度、溶解速度 受M影响较小的性能： 比热容、热传导率、折射率、透光率、吸水性、透气性、耐化学药品性、热稳定性、耐候性、燃烧性。 （2） 相对分子质量与成型加工性能 M增加，熔体粘度增加，加工流动性下降，成型困难。 PE的分子质量与熔体粘度和流动速率的关系 （3）相对分子质量与成型加工方法 M不同，适应的成型方法不同。 M大，注射成型、熔融纺丝。 M小，挤出成型－管、板、片、棒。 电缆、绝缘层－LDPE（溶体流动速度0.1-2）