《高分子材料》课件.pptVIP

*******************高分子材料探讨高分子材料的种类、性能和应用,为您带来更深入的了解。从分子结构到制造工艺,全面介绍这些多样化的材料。高分子材料的定义和特点定义高分子材料是由许多简单分子(称为单体)通过化学反应连接而成的大分子化合物。主要特点分子量大、结构复杂具有优异的物理化学性能可加工性强、制品性能良好可广泛应用于工业和日常生活高分子材料的分类天然高分子材料包括蛋白质、核酸、多糖等生物大分子,广泛存在于自然界中。具有良好的生物相容性和生物降解性。合成高分子材料通过人工化学合成制得,如塑料、橡胶、合成纤维等。性能可控、应用广泛,是现代工业的基础材料。半合成高分子材料结合天然高分子与合成单体,如纤维素衍生物、蛋白质改性材料等。兼具天然与合成材料的优点。常见的天然高分子材料天然高分子材料包括蛋白质、淀粉、纤维素等,广泛存在于自然界中。这些材料具有优异的生物相容性和可降解性,在生物医学、食品等领域有广泛应用。例如,纤维素是植物细胞壁的主要成分,具有良好的力学强度和耐热性。木材和棉花就是常见的纤维素材料。还有从动物皮毛中提取的蛋白质材料,如羊毛和丝绸。合成高分子材料的发展简史1天然高分子自然界中存在的高分子材料2聚合化学发现19世纪初期化学家研究聚合反应3第一代合成高分子20世纪初期第一批合成高分子诞生4工业化生产20世纪中期合成高分子工业化发展合成高分子材料的发展历程可以追溯到19世纪初期化学家们对聚合反应的研究。经过一系列理论和技术突破,20世纪初期第一批合成高分子材料诞生,如涤纶和尼龙。随后合成高分子材料进入工业化生产阶段,成为现代社会不可或缺的基础材料。高分子材料的基本结构高分子材料由大量相同或不同的单体通过化学反应形成的庞大的分子链条。它们的基本结构包括主链、侧链和端基。主链是分子的骨架,侧链是附加在主链上的基团,端基是分子链两端的基团。这些结构决定了高分子材料的性能。高分子材料的分子量及其分布分子量特点影响低分子量分子结构简单，往往具有较低的聚合度材料较硬脆，强度低，塑性差高分子量分子链长度较长，发生缠结和交联，呈现高聚合度材料较软韧，强度高，塑性好分子量分布反映同一聚合物中不同分子量成分的相对含量决定了材料的物理机械性能差异高分子材料的分子量直接决定了其基本性能。通常来说，分子量越高，其强度、韧性、耐热等性能越好。而分子量分布的差异也会造成性能上的差异。因此，合理控制高分子材料的分子量及其分布对于设计满足特定应用需求的材料非常关键。高分子材料的形态结构高分子材料的形态结构主要包括无定形结构和结晶结构两种。无定形结构是分子链无规则地缠绕在一起,而结晶结构是分子链部分有序排列。这种微观结构决定了材料的宏观性能,如力学性能、热性能等。高分子材料的形态结构可以通过各种表征手段如X射线衍射、DSC、SEM等进行分析与研究。了解材料的微观结构对于设计出性能优异的高分子材料非常重要。高分子材料的物理性质1物态高分子材料可以呈现固体、液体和气体三种物态,其物理性质与物态密切相关。2透明度不同结构的高分子材料在可见光下呈现不同的透明度,从透明到不透明均有。3密度高分子材料的密度一般较低,这是其轻质、易加工的优势之一。4热传导性高分子材料通常热传导性较差,这使其成为良好的隔热和保温材料。高分子材料的力学性能拉伸强度高分子材料在拉伸作用下能承受的最大力度,体现了材料的抗拉强度。弯曲强度高分子材料在弯曲作用下的承受能力,决定了材料的抗弯性能。冲击韧性高分子材料在突然施加的外力作用下的抗冲击性能,反映了材料的韧性。硬度高分子材料表面的抵抗变形或破坏的能力,体现了材料的硬度特性。高分子材料的热学性能熔点高分子材料具有一定的熔点,这是由其分子量、结构、极性等因素决定的。熔点的高低直接影响材料的加工成型工艺。玻璃化转变高分子材料会发生从强直到柔软的转变,这个临界温度称为玻璃化转变温度,是重要的热学性能指标。热膨胀系数高分子材料在受热时会发生热胀冷缩的现象,其热膨胀系数较金属高,是设计时需要考虑的因素。高分子材料的电性能1电导性某些高分子材料具有良好的电导性,可用于制造导电性元件。2介电性能高分子材料通常具有良好的绝缘性能,是制造电容器的重要材料。3电荷极性分子链中原子的电荷分布会影响材料的电性能和应用特性。4电磁屏蔽一些导电性高分子材料可用于电子设备的电磁屏蔽和静电保护。高分子材料的光学性能透光性许多高分子材料都具有良好的透光性,可用于制造各种透明或半透明的产品,如玻璃窗、光学镜片和智能手机屏幕等。折射率