《高分子导论》课件.pptVIP

**********************高分子导论本课程将介绍高分子材料的基本概念、性质和应用。什么是高分子？定义高分子是由许多重复结构单元（单体）通过共价键连接而成的相对分子质量很大的化合物，通常称为聚合物。高分子是由单个单体单元通过重复的化学反应连接而成，从而形成长链。特点高分子具有许多独特的性质，包括高强度、高粘度、高弹性和高熔点。这些性质是由于高分子链的长度、结构和相互作用导致的。高分子的历史发展1早期探索天然高分子，如纤维素、蛋白质等，被人类使用已有几千年历史。219世纪末化学家开始对高分子进行研究，提出了高分子的概念。320世纪初合成高分子材料的出现，如塑料、橡胶，为人类生活带来巨大改变。420世纪中后期高分子科学发展迅速，新材料不断涌现，应用范围不断扩展。高分子的分类天然高分子来自自然界，如蛋白质、淀粉、纤维素。合成高分子人工合成，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯。天然高分子生物体来源天然高分子材料由生物体产生，例如蛋白质、多糖、核酸等。自然界存在这些材料在自然界中广泛存在，具有独特的性能和用途。可再生资源天然高分子材料通常是可再生资源，对环境更友好。合成高分子塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等橡胶合成橡胶、硅橡胶等纤维聚酯纤维、尼龙纤维等高分子的分子量及其测定10^3低分子例如：糖、蛋白质、氨基酸10^4-10^6高分子例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯10^6-10^9超高分子例如：超高分子量聚乙烯高分子的溶液溶解过程高分子溶解是一个复杂的过程，涉及高分子链与溶剂分子之间的相互作用。溶解度高分子的溶解度取决于高分子和溶剂的极性、分子量、结构等因素。溶液性质高分子溶液具有独特的性质，例如粘度、渗透压等，与小分子溶液不同。高分子溶液的性质粘度高分子溶液的粘度通常远高于相同浓度的低分子溶液。渗透压高分子溶液的渗透压通常较低，但随着分子量的增大而增高。光学性质高分子溶液可以散射光，这种现象称为丁达尔效应。高分子化合物的结构高分子化合物通常由许多重复的结构单元连接而成，这些单元称为单体。单体通过化学反应连接在一起，形成长链状的分子，称为高分子链。高分子链可以是线性的、支化的或网状的，这取决于单体的结构和连接方式。高分子链的结构决定了高分子材料的性能，例如强度、韧性、熔点和溶解性。不同的高分子材料具有不同的结构特征，例如聚乙烯是线性高分子，而聚丙烯是支化高分子。高分子链的构象高分子链的构象是指高分子链在空间中的排列方式。由于高分子链的柔性，它可以以多种构象存在。高分子链的构象受高分子链的化学结构、温度、溶剂等因素的影响。主要包括无规线团、螺旋和折叠三种基本构象。高分子链的取向拉伸取向通过机械力，如拉伸或挤压，使高分子链沿力方向排列，提高材料的强度和刚度。流延取向在熔融状态下，高分子链在流动过程中受到剪切力的作用，使其沿流动方向排列。纺丝取向通过纺丝工艺，使高分子链在纤维轴向排列，从而提高纤维的强度和韧性。高分子链的熔融与玻璃化转变熔融高分子材料从固态转变为液态的过程。玻璃化转变高分子材料从刚性固态转变为柔性固态的过程。影响因素高分子链的结构、分子量和外部条件。高分子材料的机械性能强度高分子材料抵抗外力破坏的能力，如拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度。刚度高分子材料抵抗形变的能力，如弹性模量和剪切模量。韧性高分子材料吸收能量并抵抗断裂的能力，如冲击韧性和断裂韧性。硬度高分子材料抵抗表面压痕或划伤的能力，如肖氏硬度和维氏硬度。高分子材料的热性能玻璃化转变温度玻璃化转变温度(Tg)是一个重要的热性能参数，它反映了高分子材料从玻璃态转变为橡胶态的温度。熔融温度熔融温度(Tm)是指高分子材料从固态转变为液态的温度，通常用于判断高分子材料的耐热性能。热稳定性热稳定性是指高分子材料在高温下保持其性能的能力，通常通过热失重分析(TGA)来评估。高分子材料的电性能介电常数衡量材料储存电荷的能力。电导率衡量材料传导电流的能力。电阻率衡量材料阻碍电流的能力。击穿强度材料承受电场而不被击穿的能力。高分子材料的光学性能透光性透明、半透明、不透明等颜色颜色、光泽、亮度等折射率光线在不同介质中传播速度不同，导致折射高分子材料的抗化学性能耐腐蚀性高分子材料通常具有良好的耐腐蚀性，可以抵抗各种化学物质的侵蚀，例如酸、碱、盐等。耐溶剂性不同的高分子材料对不同溶剂的耐受性不同，例如聚乙烯对大多数溶剂具有良好的耐受性。抗氧化性某些高分子材料在氧化环境中也能保持稳定性，例如聚四氟乙烯具有