机械工程材料 于永泗 9第九章 高分子材料.pdfVIP

第九章高分子材料

第九章高分子材料

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第一节概述

第一节概述

l一、高分子材料的根本概念

l高分子材料是以高分子化合物为主要组分

的材料。常称聚合物或高聚物。

l高分子化合物的分子量一104。

l高分子化合物有天然的，也有人工合成的。

工业用高分子材料主要是人工合成的。

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l1、高分子化合物的组成

l由简单的结构单元重复连接而成。如由乙烯合成聚乙

烯:CH=CH+CH=CH+→-CH-CH-CH-CH-,

22222222

[CH–CH]

l可简写成nCH=CH→。

2222n

l组成聚合物的低分子化合物称为单体。

l聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链。

[CH–CH]

l大分子链中重复结构单元(如聚乙烯中)

22n

称为链节。

聚乙烯分子链

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l2、高分子材料的分类

l⑴按用途分塑料、橡胶、纤维、胶

粘剂、涂料等。

l⑵按聚合物反响类型分为加聚物和

缩聚物。

l⑶按聚合物的热行为分为热塑性聚

合物和热固性聚合物

l⑷按主链上的化学组成分为碳链聚

合物、杂链聚合物和元素有机聚合物

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二、高分子材料的结构

二、高分子材料的结构

l1、大分子链的结构

l⑴大分子链的柔顺性

l大分子链主链共价键有一

定键长和键角，保持键长

和键角不变时单键可任意

旋转，称单键的内旋转。

l内旋转使大分子链卷曲成各种不同形状，对外力有很

大的适应性，这种特性称为大分子链的柔顺性。

l柔顺性与单键内旋转的难易程度有关。

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l⑵大分子链的形状

l按照大分子链的几何形状，可将高分子化合物分为

线型结构、支链型结构和体型结构。

l线型结构高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是热塑

性材料。支链型结构近于线型结构。体型结构高聚

物硬度高，脆性大，无弹性和塑性，是热固性材料。

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l2、高分子的聚集态结构

l固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子

链排列规那么的局部，而排列不规那么的局部为非

晶态

l一个大分子链可以穿

过几个晶区和非晶区

晶区熔点、密度、强

度、硬度、刚性、耐

热性、化学稳定性高，

而弹性、塑性、冲击

强度下降

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三、高分子材料的力学状态

三、高分子材料的力学状态

l1、线型非晶态高分子材料的力学状态

l⑴玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下，

只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形

l高聚物呈玻璃态的线型非晶态