高分子材料课件(专业).pptVIP

**********************高分子材料概述高分子材料是由大量重复单元构成的高分子化合物,具有独特的化学和物理性质。这类材料广泛应用于工业、医疗和日常生活中,是现代社会不可或缺的重要组成部分。高分子材料的历史发展119世纪初天然高分子材料如天然橡胶、蛋白质、纤维素等开始被人类广泛使用和研究。220世纪初第一种人工合成高分子材料——赖利尼龙诞生,标志着高分子材料工业的起步。31930s-1950s一系列重要的合成高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等相继问世。高分子材料的分类天然高分子包括蛋白质、核酸、多糖等生物大分子,具有独特的生物功能和结构特性。合成高分子通过化学合成制备而成,包括热塑性树脂、热固性树脂、弹性体等,性能可广泛调控。生物基高分子利用可再生生物资源制备的高分子材料,具有可降解、环保等优势。天然高分子天然起源天然高分子是由生物体内的天然原料如蛋白质、碳水化合物和脂肪等通过生物合成而形成的高分子化合物。典型代表常见的天然高分子包括纤维素、淀粉、橡胶、DNA和RNA等。它们具有独特的结构和性能。广泛应用天然高分子在医药、食品、建筑、纺织等领域广泛应用,是重要的生物材料。可再生特性天然高分子大多具有可再生性,是环境友好型材料,受到越来越多的关注和开发。合成高分子定义与重要性合成高分子材料是人工合成的大分子化合物,具有独特的物理化学性能,在现代材料科学中扮演着重要角色。制备方法主要包括聚合反应、共聚反应、修饰反应等,通过精心设计可制备出各种功能性合成高分子。典型代表塑料、橡胶、纤维、涂料等都属于合成高分子材料,广泛应用于日常生活和工业领域。发展趋势未来合成高分子将朝着轻量化、高性能、可再生、环保等方向发展,满足社会发展的需求。高分子结构与性能的关系高分子材料的性能与其化学结构、分子量、分子量分布、空间构象等密切相关。通过调控这些结构参数,可以设计出满足不同应用需求的高分子材料。分子量分子量分布结晶度空间构象交联密度可以看出,分子量、分子量分布和结晶度对高分子材料性能有最大影响。设计时需要重点关注这些结构因素。高分子的平均分子量5K平均分子量通常高分子材料的平均分子量在几千到几十万之间。10%分散性高分子的分子量分布通常较宽,分散性一般在10%左右。2测定方法常用的测定平均分子量的方法有二种,分别是数均分子量和重均分子量。高分子的分子量分布高分子不同分子链长的分子会有不同的分子量分布。这种分布可用平均分子量和分子量分布曲线来描述。平均分子量包括数平均分子量和重量平均分子量,反映了分子量的不均一性。分子量分布曲线则能更全面地展现分子链长度的分布情况。数平均分子量反映了分子链长度的算术平均值,更敏感于低分子量组分重量平均分子量反映了分子链长度的加权平均,更多考虑高分子量组分的影响高分子的结构特性高分子材料的结构特性是其性能和应用的基础。它们具有独特的分子结构、分子量分布、取向和堆积等特点,这些都直接影响到高分子材料的性能。科学研究高分子结构,有助于更好地设计和控制其性能。高分子的熔融和玻璃转化温度熔融温度(℃)玻璃转化温度(℃)高分子材料在不同温度下会发生熔融和玻璃化转变,这些转变温度是高分子材料性能和加工的关键指标。从上表可以看出,不同聚合物的熔融温度和玻璃化温度存在较大差异,这是由其分子结构、链构象以及分子间作用力等因素决定的。高分子的结晶与无定形结晶态高分子材料在冷却或拉伸时会形成有序的结晶区域,提高材料的机械强度和硬度。无定形态高分子材料在加热或受力时会形成无规则排列的无定形区域,提高材料的韧性和抗冲击性。形态控制通过调整工艺参数,可以控制高分子材料的结晶和无定形的比例,达到优化性能的目的。高分子链的构象与形态高分子链的构象是指其沿主链的空间排列,主要受到化学键角和键长的限制。高分子链可以呈现线性、卷曲、团聚等不同的三维形态,从而影响其性能。环境因素如温度和溶剂也会改变高分子链的构象。高分子链的构象和形态决定了其在固态、液态和气态下的物理化学特性。高分子链的缠结与解缠1缠结高分子链在溶液或熔融态下会发生缠结现象2解缠通过加热或机械剪切可以使高分子链解缠3分子量高分子量会导致分子链更容易缠结高分子链之间的缠结及解缠过程会影响聚合物的流变特性和加工性能。通过适当的加热或机械剪切,可以改善高分子链的取向和解缠,从而优化聚合物的工艺性能。分子量是影响缠结程度的重要因素,需要结合具体应用条件进行合理控制。高分子的力学性能10K抗拉强度常见工程塑料的抗拉强度可达10,000psi500%伸长