材料科学基础 西交版第三章 高分子材料的结构.ppt

聚合物的取向态 高分子的液晶态（liquid crystals）： 一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然失去了固态物质的刚性，变成了具有流动性的液态物质，但结构上仍然保存有序排列，从而在物理性质上呈现出各向异性，形成一种兼有晶体和液体性质的过度状态，称为液晶态。又称中间相或介晶。 介绍几个概念 1、晶态（crystalline state）：各向异性，原子规排，固定熔点，长程有序 2、非晶态（noncrystalline state）：各向同性，无固定熔点，无规则外形，长程无序，短程有序（玻璃） 3、准晶态（quasicrystalline state）：具有一般晶体不能有的对称性（如五次对称轴） 4、液晶（liquid crystals）：有机物加热时所经历的某一不透明的浑浊液态阶段（中间相），具有和晶体相似的性质，又称中间相或介晶。 3.4 高分子材料的结构和性能 1、高分子材料的主要性能特点 2、高分子材料的主要类型 3、高分子材料的性能与结构之间的关系 4、ABS塑料、性能特点、用途 3.4 高分子材料的结构和性能 1、高分子材料的主要性能特点 ①弹性模量和强度较低 ②凝固后多数呈非晶态 ③主要弱点容易老化 老化：分子链发生降解（断链或裂解）和交联（化学键） 原因：物理因素，化学因素，生物因素 ④原料丰富，成本低廉 ⑤密度小，减轻重量，有利于节约能源 ⑥化学稳定性好，具有良好的耐蚀性能 ⑦有良好的绝缘性能 ⑧优良的耐磨、减摩和自润滑性能，吸振和减小噪声 ⑨优良的光学性能 3.4 高分子材料的结构和性能 2、高分子材料的主要类型 热塑性塑料、热固性塑料、橡胶 3、高分子材料的性能与结构之间的关系 热塑性塑料：线型链状结构，具有较好的弹性和塑性、易于加工成型，可反复使用。 橡胶：线型链状结构上发生少量交联，交联结构，具有较高的弹性。 热固性塑料：体型结构，严重交联，具有较高的硬度和弹性模量，但弹性低、脆性大，不能进行塑性加工和反复使用。 3.4 高分子材料的结构和性能 4、ABS塑料、性能特点、用途 ABS塑料：由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(C) 三者共聚形成的三元“合金” 共聚是高分子材料中一个主要的“合金化”方式。 特点：充分发挥各种单体的优势，取长补短。 ABS塑料具有“硬、韧、刚”特点，是一种综合性能良好的工程塑料。 用途：齿轮、轴承、管道、接头，电器、计算机、电话机外壳、仪表表盘、小轿车车身等。 本节的基本要求 1.单体、链节、聚合度、官能度、共聚基本概念 2.高分子链的结构和高分子的聚集态结构 3.高分子链的几何形状和高分子链的柔顺性 4.聚合物晶态结构模型 5.高分子材料的主要性能特点 6.高分子材料的类型、各自的结构和性能特点 第三章 高分子材料的结构 本章主要内容 1、高分子材料的基本概念2、高分子链的结构及构象3、高分子的聚集态结构4、高分子材料的性能与结构 以有机高分子化合物为主要组分，适当加入添加剂的材料。 高分子材料？ 天然高分子材料： 淀粉、羊毛、纤维素、天然橡胶人工合成高分子材料： 塑料、合成纤维、合成橡胶 3.1.1 高分子材料的基本概念 3.1 高分子材料概述 ①高分子化合物 由一种或多种简单低分子化合物聚合而成的相对分子质量很大的化合物（又称聚合物或高聚物）。 通常：相对分子质量＞5000，称为高分子化合物。 相对分子质量＜5000，称为低分子化合物。 实际依据其特性（强度、塑性和弹性）来判定。 3.1.1 高分子材料的基本概念 3.1 高分子材料概述 ②单体：是化合物独立存在的基本单元，单个分子存在 的稳定状态。 如：聚乙烯单体：CH2= CH2 ③链节：组成大分子链的基本结构单元，链节重复连接 构成大分子化合物。代表了高分子化合物的结 构和成分. 如：聚乙烯链节：一CH2一CH2— 单体是稳定的，链节不稳定，趋于和其它链节结合。 3.1.1 高分子材料的基本概念 3.1 高分子材料概述 ④聚合度：大分子链中链节的重复次数。反映了大分子链 的长短和相对分子质量大小。 如： [—CH2—CH2—]n M＝m×n M:大分子链的相对分子质量 m:链节的相对分子质量 n:聚合度 ⑤官能度：一个单体上能和别的单体发生键合的位置数目 单官能度：只有一个活性键，终止剂 双官能度：有两个活性键，线型、链状结构（热塑性塑料） 三官能度：有三个活性键，网状结构、体型结构（热固性塑料） 3.1.1 高分子材料的基本概念 3.1