高分子材料-1课件.ppt

高 分 子 材 料 引 言 1。材料的重要性 现代科学的三大支柱：能源、信息和材料。 一个国家材料的品种和产量是直接衡量其科学技术、经济发展水平和人民生活水平的主要标志之一。例如：宇宙飞船、超大规模集成电路、隐形飞机、通讯光缆。 高分子材料是后起之秀（与水泥、玻璃、陶瓷、钢铁等相比），但发展迅速 新材料的内容：聚合物、复合材料、磁性材料、半导体材料、光学纤维和陶瓷。 2。发展趋势 天然高分子材料：木材、皮革、橡胶、棉、麻、丝、淀粉、硅酸盐； 最早发现的天然高分子之一：天然橡胶； 最先工业化的改性天然高分子材料：硝化纤维素； 最先人工合成的高分子材料：酚醛树脂。 发展趋势：①功能化 - 智能化 - 精细化； ②结构材料 - 功能材料 ③新技术、手段用于生产加工过程，例如：等离子体、激 光、辐射； ④研究不断深入，宏观 - 微观，定性 - 半定量 - 定量，静态 - 动态 3。学科交叉，互相渗透，促进发展 ①与化学工程的交叉渗透 ②与现代物理的交叉渗透 ③与生物工程、医学的交叉渗透 ④与微电子工程的交叉渗透 内 容 第一章 材料科学概述 （3学时） 第二章 高分子材料的制备反应 （8学时） 第三章 高分子材料的结构与性能 （12学时） 第四章 通用高分子材料 （15学时） 第五章 高分子液晶材料 （4学时） 第六章 聚合物共混物 (6学时) 第七章 聚合物基复合材料 （3学时） 第一章 材料科学概述 一、材料与材料科学 1。材料及材料化过程 材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。 材料一定是物质，物质不一定是材料。 材料化过程（材料工艺过程）：由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料，这个转变过程称为材料化过程（或材料工艺过程）。 2。材料的类别 ①按化学组成：金属材料、无机材料（无机非金属材料）、高分子材料； ②按状态：气态、液态和固态； ③按作用：结构材料和功能材料； ④按用途：建筑材料、电子材料、医用材料、磁性材料等。 方便起见分为： ⑴金属材料：①利用纯金属的固有特性而使用的；②形成合金或加入适当杂质改性而使用的。 ⑵无机材料：半导体材料：Si，Ge等和硅酸盐材料象玻璃、陶瓷、水泥。 ⑶高分子材料： ①按来源：天然高分子：木材、皮革、棉、麻、丝； 合成高分子材料 改性高分子材料 ②按主链结构：碳链、杂链、元素有机高分子材料（主链中无碳原子） ③按性能和用途：橡胶、塑料、纤维、胶粘剂、涂料、功能高分子、聚合物基复合材料。 3。材料科学的范畴及任务 材料科学：以材料为研究对象，介于基础科学与应用科学之间的基础应用科学。 研究内容： ①材料的化学组成、键性、结构与性能的关系规律（化学）； ②材料的组成原子、分子及其运动状态与各种物性之间的关系（物理）。 讨论：材料的使用和发展与生产力和科学技术水平的关系 人类的历史可按使用材料的种类来划分 例如：书写介质 TV 任务：以现代物理学、化学等基础学科理论为依据，从电子、原子、分子间结合力、晶体及非晶体结构、纤维组织、结构缺陷等观点研究材料的各种性能以及材料在制造和应用过程中的行为，了解结构-性能-应用之间的规律关系，提高现有材料的性能，发挥材料的潜力，并能动地探索和发展新型材料，以满足各方面的使用要求。 分组讨论：1。材料的发展与人类社会的发展密切相关。 2。材料的发展史是国家科学、经济发展的标志。 二、材料结构简述 材料结构： ①宏观组织结构：用肉眼或放大镜能观察到的晶粒、相的集合状态。 ②显微组织结构：用光学显微镜、电子显微镜可观察到的晶粒、相的集合状态或材料内部的微区结构（10-7—10-4 m）。 ③微观结构：原子及分子的结构及其排列结构。 1。原子结构 电子排布规则： ①泡利原理：一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子。（最多2n2个电子）。 ②能量最低原理：原子核外电子按能量高低而分层分布的（s-p-d-f）。 ③洪特规则：在相同能量轨道上分布的电子占据不同的轨道，且自旋相同。 2。结合键（原子间和分子间的结合力） ⑴化学键：①离子键：正、负离子通过静电作用