材料概论高分子材料优秀课件

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高分子材料概论第1章PPT课件

按体积计已超过钢铁材料。美国的高分子材料的年消费总量为800亿美元，重量接近钢铁材料,消费量的递增速度超过了GDP的递增。面广合成高分子材料的种类和品种繁多，即使是同种化学组成的合成高分子材料，也因其结构的细微差别而成为不同的专用品种，以满足特定的使用需要。
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用途
结构材料：电视机、冰箱壳体、轴承、机械零件绝缘材料：漆包线、电缆、绝缘版、电器零件建筑材料：贴面板、地贴包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料涂装：涂料粘合剂：粘合剂日用：织物（衣服）胶鞋运输：轮胎，传送带
3
陶艺.jpg
Car.gif
4
5
6
7
无机材料
材料概述
金属材料无机非金属材料
陶瓷玻璃水泥半导体
有机材料——高分子材料
塑料橡胶纤维胶粘剂涂料
8
9
10
高分子科学简史
“在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献.”
11
高分子科学简史
13
高分子材料基本性质
a. 共价键，部分范氏键 b. 分子量大，无气态；无明显熔点，有玻璃化
转变温度Tg和粘流温度Tf； c. 力学状态有三态玻璃态、高弹态、粘流态 d. 比重小 e. 绝缘性好 f. 优越的化学稳定性 g. 成型方法多
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合成高分子材料
特点：量大 Biblioteka 世界合成高分子材料的年产量，天然高分子的直接利用
天然高分子的化学改性
高分子合成
高分子时代
淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等天然橡胶的硫化, 硝化纤维的合成等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等
12
高分子科学简史

高分子课件(第一章)

远程结构
高分子的大小（分子量极其排布）高分子的形态（刚柔性）
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2.高分子的聚集态结构
晶态结构非晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构（高次结构）
第三层次结构
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高分子的链结构：又称一级结构，它表明单个高分子链中原子或基团的集合排列，即分子内结构。
近程结构：第一层次结构，指单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。
高聚物：重复单元数较多，增减几个单元不影响其物理性质。
低聚物：重复单元数较少增减几个单元对其物理性质有显著影响，或分子中仅有少数几个重复单元，其性质无显著的高分子特性，类同于一般低分子化合物。
∴ 高分子化合物是不同大小分子量的同系混合物，以高聚物为主体，含有少量低聚物，在总体上表现出高分子物理-力学性能。也称聚合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物；小于1000～1500低分子。
3
高分子的巨大分子量和它的特殊结构，所以具备低分子没有的一系列独特的物理-力学性能：
力学性能
形变性能：弹性、粘性、粘弹性断裂性能：强度、韧性
远程结构：第二层次结构，指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形态和构象。
高分子的聚集态结构：又称二级结构，是高分子整体的结构，指单位体积内许多大分子链间的排列堆砌方式，即分子间结构。
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※ 高分子的链结构（一级结构）是反映高分子各种特性的主要结构层次，直接影响聚合物的某些特性，如熔点、密度、溶解性能、黏附性、黏度等。 ※ 高分子的聚集态结构决定聚合物制品使用性能的主要因素。

《高分子材料》课件

广泛应用于防弹材料、抗火材料、防切割材料等领域
广泛应用于航空航天、汽车、运动器材等领域
高分子材料的环保问题
1 可持续发展
高分子材料能够实现可持续发展，目前已经研究出很多再生材料，如可降解高分子材料。
2 回收利用
高分子材料的回收利用率较低，仅有少数材料能够回收利用。
3 环境影响
一些高分子材料会对环境造成一定的影响，因此需要注意环保问题。
应用
广泛应用于包装、电子、家电、航空航天、建筑、医疗及生活用品等领域。
高分子材料的分类和特点
塑料
塑料是高分子材料的一类，具有轻质、廉价、易成型等特点，广泛应用于日常生活中的各个领域。
合成树脂
合成树脂是一种广泛应用的高分子材料，具有高强度、防腐蚀等特点，广泛应用于制造建筑材料、船舶配件等领域。
高分子材料的未来发展趋势
生物材料
智能材料
生物材料是未来高分子材料的重要方向，具有良好的生物相容性、组织可再生等特点。
智能材料具有自我修复、智能感应等特点，将应用于传感器、信息储存等领域。
3 D打印技术
3D打印技术将改变传统生产模式，未来高分子材料的生产方式将更加灵活高效。
总结和展望
高分子材料作为一种极富前途的材料，在科技进步与环保意识不断提高的背景下，将会有越来越广泛的应用。我们期待着它们在未来更广泛、更深入的领域中的重要作用。
通用高分子材料PPT课件
本课程将全面介绍通用高分子材料的分类、特点及广泛应用，帮助您了解更多关于这一领域的知识。
什么是高分子材料？
定义
高分子是由大量重复单元（称为聚合物）组成的大分子化合物，具有综合性能优异、加工性好等特点。

高分子概论高分子合成材料课件.ppt

度
划
分
次结构型胶粘剂
——介于结构型与非结构型胶粘剂之间
高分子概论高分子合成材料课件
胶粘剂 —— 胶粘剂类型
有机
动物胶：鱼胶、骨胶、虫胶天然植物胶：淀粉、松香、阿拉伯树胶
胶粘按剂组
热塑性树脂胶：PVAc、PA、聚丙烯酸酯合成热固性树脂胶：环氧树脂、酚醛树脂
橡胶型胶粘剂：氯丁胶、丁腈胶
CH2OH
n
工程塑料
聚酰胺（polyamide）/ 尼龙（nylon）：
nylon-6、 nylon-11、 nylon-12、nylon-66、
nylon-610、 nylon-612、 nylon-1010、 nylon-1212
Nomex： O
OH
H
C
Kevlar：聚碳酸酯（PC）：
O
CN
通用塑料：产量大、价格低、力学性能一般，主要作为非结构材料使用，如：PP、PE、PVC、PSt等。
工程塑料：产量小、价格高、力学性能优异、耐热、耐磨、尺寸稳定，主要作为结构材料使用，如：PA、PC、POM 等。
塑料的主要优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易成型加工。塑料的主要缺点：力学性能较金属差、表面硬度低、多数易
Ox n
天然纤维
高分子材料概述——纤维
棉花、羊毛、蚕丝、麻
人
造
纤
化维
学纤维
杂链合纤
成维
纤维
碳链
纤
维
再生蛋白质纤维再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维纤维素酯纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维
聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维其它：聚脲、聚甲醛、聚酰亚胺
聚酰胺-酰肼、聚苯并咪唑等。

《高分子材料》PPT全文课件-PPT【人教版】

《高分子材料》PPT全文课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材）
【小结】1．功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用
材料名称
功能高分子材料
既具有传统高分子
概
念
材料的机械性能，又具有某些特殊功
能的高分子材料
不同的功能高分子
性能材料，具有不同的
特征性质
应
用
用于制作高分子分离膜、人体器官等
为（C ）
A.高分子的结构是长链状的 B.高分子间相互作用的分子间力较强 C.高分子化合物链里的原子是以共价键结合的 D.高分子链之间发生了缠绕
《高分子材料》PPT全文课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材）
《高分子材料》PPT全文课件-PPT【人教版】优秀课件（实用教材）
高化学功如反应性高分子、离子交换树脂、高
分能高分分子分离膜。鳌合高分子、高分子催
子子材料化剂、高分子试剂及人工脏器等。
材料
生物功能高分子材料如生物高分子模拟酶
医用高分子材料高分子药物、人工骨材料
高分子分离膜
材料探寻功能高分子材料时应考虑的问题：
1）具有什么样的主链？——单体
第三节功能高分子材料
1、了解功能高分子材料的结构特点和重要性能；掌握合成功能高分子的原理。
2、学习重点：功能高分子材料的代表物的结构特点和重要性能
在高分子链上接上带有具有
某种功能的官能团使其在物理、化学、生物、医
学等方面具有特殊功能的高分子材料。
功能
物理功能高分子材料
如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等

高分子材料资料课件

高分子材料的化学性能
高分子材料的化学稳定性高分子材料在化学环境中的稳定性，如耐腐蚀、抗氧化等。
高分子材料的反应活性
高分子材料参与化学反应的能力和性质，如可反应基团、催化活性等。
高分子材料的聚合与分解
高分子材料在特定条件下的聚合或分解性质。
高分子材料的交联与降解
高分子材料在特定条件下的交联或降解性质。
高分子材料料件
contents
目录
• 高分子材料简介 • 高分子材料的合成与制备 • 高分子材料的性能及应用 • 高分子材料的未来发展 • 高分子材料的安全与防护
高分子材料介
01
高分子材料的定义
高分子材料是由高分子化合物（高分子链）构成的材料，通常是由小分子单体聚合而成。
高分子化合物是指相对分子质量在10000以上的聚合物，具有长链结构。
高分子材料的环境友好性发展
可降解高分子材料
随着环保意识的提高，可降解高分子材料成为研究的热点，如聚乳酸、聚3-羟基烷酸酯等，这些材料能够在特定条件下降解为无害物质，减少对环境的污染。
绿色合成方法
采用绿色合成方法制备高分子材料是当前研究的重点，如采用无毒或低毒性的引发剂、催化剂等，降低高分子材料的生产过程中的能耗和排放，实现高分子材料的可持续发展。
如欧盟的REACH法规、美国的 TSCA法规等，对高分子材料的生产和使用进行规范。
国家环保法规
各国政府制定的环保法规，如中国的《新化学物质环境管理办法》等。
行业环保标准
各行业协会制定的环保标准，如塑料行业的ISO 14001等。
高分子材料的安全使用与防护措施
使用安全
确保高分子材料在使用过程中不会对人体和环境造成危害。

高分子材料概论教学课件(全套课件150p)

3，树脂 (resin)
是指遇热变软，具有可塑性的天然高分子化合物的统称。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固体。
树脂按来源分:
天然树脂: 天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等
合成树脂: 由单体合成, 或天然高聚物改性获得
徐伟复旦大学材料科学基础课程 5
树脂用途
合成塑料离子交换树脂
合成纤维
树脂用途
徐伟复旦大学材料科学基础课程 20
PVC的性能
• 制品的软硬程度可调 • 较高的硬度和力学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能， • 热稳定性差，在140℃开始分解 • 介电常数较大
为什么易分解?
徐伟复旦大学材料科学基础课程
21
4，聚苯乙烯
CH2 CH
n
可通过自由基聚合或者离子聚合而成
具有高度透明、电绝缘性好、导热率低、刚性好等优点，也具有性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差等明显的缺点。 Tg: 100 ℃
徐伟复旦大学材料科学基础课程
CH2
C COOCH3 n
18
PMMA的性能
• • • • • 高度透明, 透光率90%~92% 质轻而坚韧, 耐热性不高(80℃) 良好的电绝缘性能; 介电常数大，耐候性好，长期在户外使用，性能下降很小
为什么不耐热? 介电常数大？
徐伟复旦大学材料科学基础课程
19
徐伟复旦大学材料科学基础课程 13
1，聚乙烯塑料
CH2
CH2
n
乙烯单体自由基聚合而成的聚合物依据生产方法的不同，其产物结构不同高压法合成的聚乙烯:
密度为0.91～0.93，分子质量为2～5万，熔融温度低(比如:115℃).(低密度聚乙烯)
低压法合成的聚乙烯:

课件《高分子材料》优质课堂课件_人教版3

0g/cm3，强度却超过了它们。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。
广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿” 榜上有名
0g/cm3，强度却超过了它们。复合材料—隐形飞机上的特殊材料 ①定义：快速吸收大量水分并膨润成凝胶状的树脂。复合材料—隐形飞机上的特殊材料可用做船体、汽车车身、航空器外壳、体育用品、日常生活用具等。
目的是：将线型结构的高
聚物转变为网状结构的树
脂，使其既有吸水性而又
不溶于水，耐挤压。
1．在橡胶工业中，制造橡胶要经过梳化工艺，将顺丁橡胶的
线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。请你想一想，为什么都要做成网状结构？目的是否相同？
解析：橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接为体型结构是使它既吸水又不溶于水。
1．在橡胶工业中，制造橡胶要经过梳化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。
( 功能结构)
对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，再在它们的高分子链上接上含强亲水性原子团的支链．以提高它们的吸水能力。
具有高吸水性和保水性，吸水能力可达自重的数百倍，甚至千倍。
《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿” 榜上有名
①定义：快速吸收大量水分并膨润成凝胶状的树脂。
……
4．几种常见的功能高分子材料 (1)高吸水性树脂
①定义：快速吸收大量水分并膨润成凝胶状的树脂。具有高吸水性和保水性，吸水能力可达自重的数百倍，甚至千倍。通常由水溶性高分子适度交联制成。
②制备方法
a.以带有强亲水性原子团的化合物为单体，如：丙烯酸 CH2＝CH－COOH等为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。 ( 功能结构)

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固体
石蜡
蜡烛等制品
强韧的固体
聚乙烯
薄膜等
高分子的分类
❖高分子按来源分：
天然高分子：树胶，蚕丝，棉花，木材等合成高分子
❖高分子按结构分：
线型高分子体型高分子
❖高分子按性质分：
热塑性高分子热固性高分子
❖高分子按性能和用途分：
塑料纤维橡胶功能高分子材料涂料粘合剂 ……
5.2 高分子材料的发展历史
热固性塑料
加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。不能加热熔融，只能一次成型。
顺丁橡胶（1959）、异戊橡胶（1959）和乙丙橡胶（1960）等弹性体材料获得大规模发展。
聚甲醛（1956）、聚碳酸酯（1957）、聚酰亚胺（1962）、聚砜（1965）、聚苯硫醚（1968）等工程塑料相继问世。
5.3 高分子材料在人们日常生活中的地位
我被高分子材料包围了
聚四氟乙烯
聚氯乙烯
室温硫化硅橡胶板耐2000℃的高温
医用高分子材料
由硅橡胶制作的人工心脏，能成功地移植体内。
其他还有：隐形眼镜、人工骨、人造皮肤，
自吸收手术缝线，医用胶合剂等。
高分子药物释放和送达体系
如将对恶性肿瘤有治疗作用的5-氟尿嘧啶载于聚-甲基丙烯酸环氧丙酯上，5-氟尿嘧啶对人体有很大毒副作用，服用后产生恶心、呕吐、脱发等现象，且对肝、胃有影响，但高分子化后释放缓慢、均匀，上述症状明显改善。
称为赛璐珞(Celluloid).
它广泛被用于制作乒乓球、照相胶卷、梳子、眼睛架、衬衫衣领和指甲油等。旧称假象牙。
高分子科学的奠基人
1920年德国人史道丁格（Staudinger）发表了划时代的文献“论聚合”。他提出了“高分子”、“长链大分子”的概念。从而确立了高分子学说。
史道丁格是高分子科学的奠基人，为了表彰他的杰出贡献，1953年72 岁的他登上了诺贝尔化学奖的领奖台。
物性
M0
Ms
分子量
分子量与物性的关系图
H－(CH2)n－H的分子量与性质
n
分子量
性质
名称
用途
1
16
气体
甲烷
燃气
6～8 18～22 20～30 2000～20000
86～114
254～310
282～422 28000～ 280000
易挥发液体石脑油、石油英、粗汽油
溶剂
半固体/油脂状
凡士林
医药、化妆品
EVA（热熔胶）
聚丙烯
T（聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶树脂）
高分子材料在国民经济中的地位
高分子材料占飞机总重的65％。（即使采用最轻的铝/钛合金，其比重也大于2.7，
而高分子材料的比重为1.5左右）
超强粘合剂
粘合 5 平方厘米的钢件，能吊起一个大铁箱。
特种高分子材料
6.2mm厚的聚碳酸酯板，受大锤砸而不断裂，还能挡住 38mm子弹从 3.6m远处的射击。
材料概论高分子材料
5.1 基本概念
高分子材料又称聚合物材料， 2个名称侧重点不同： - 聚合物（Polymer），侧重指多个重复化学单元相连接而成的大分子。 - 高分子（Macromolecule ），指材料的分子量特别高。
聚合物材料指由重复单元构成的具有高分子质量的物质。
低分子
n CH 2＝CH2
蔡伦制成的“蔡侯纸”使用的是树肤（即树皮）、麻头（麻屑）、敞布（破布）、破鱼网等为原料
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。
纤维素（cellulose）：重要的造纸原料
(2) 纤维素是世界上最丰富的天然有机物，估计自然界每年产1000亿吨。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%。此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。
n为聚合度
高分子
－(CH 2－CH2)－n
高分子材料的特性：
1、高分子是有机化合物。
2、分子量高所带来的性质上的变化，主要是使高分子化合物具有一定的机械强度。
3、人们还可以根据高分子的结构特征，改变这些结构，以制造出所需性能的产品；还可以引入具有功能性的基团，制造出有功能的材料。
4、对于高分子的强度等物性，存在着一个临界分子量M0，超过这个分子量时开始出现强度。
合成高分子的发展历史：近代时期 - 纤维素（Cellulose）的改性
1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因偶然发现了硝酸纤维素，也即是火棉，它很易燃烧，甚至爆炸。可用于制造炸药。这是人类制备的第一种高分子合成物。
舍恩拜因反应式卖给了奥地利政府和一个英国商人泰勒。但由于生产太不安全，到1862年奥地利的最后两家火棉厂被炸毁后就停止了生产。
其他
塑料门窗～～节能、防腐蚀塑料输油管道～～节能，减阻，防止凝固塑料编织袋～～物料物料储运、抗洪救灾塑料建筑材料～～轻质、防腐、保温、降噪
塑料
5.4 高分子材料纤维
一、塑料
橡胶
按照对温度的响应，分为：
热塑性塑料受热时软化并可熔化成流动的液
体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用
高分子学说的创立极大推动了高分子工业的发展
按合成年代排列，一系列的合成高分子材料诞生：
醇酸树脂（1926）、聚氯乙烯（1928）、脲醛树脂（1929）、聚苯乙烯（1930）、聚甲基丙烯酸甲酯（1930）、高压聚乙烯（1935）、聚醋酸乙烯（1936）、丁基橡胶（1940）、涤纶纤维（1941）、聚氨酯（1943）、环氧树脂（1947）、ABS（1948）。
一、天然高分子材料的使用：远古时期
纤维素的利用～～造纸
东汉时期（公元约105年），蔡伦造纸术
❖ 造纸是我国古代科学技术的四大发明之一;
❖ 1987年2月初，在美国印刷工业100周年的纪念大会上当时的美国总统布什说“那个伟大国家在造纸、印刷和排字方面所做的贡献，确实可以说改变了历史的进程。”
化学家们对硝酸纤维素的研究并没有中止。法国学者梅纳尔
和美国医科大学学生梅纳德所分别独立发现了胶棉：
溶解、蒸发合凝固
硝酸纤维素+乙醚/酒精
角质状透明膜（胶棉）
1870年美国印刷工人海厄特发现在这种物质中加入樟脑会提高韧性，而且具有加热时软化，冷却时变硬的可塑性。这种用樟脑增塑的硝酸纤维素就是历史上第一种塑料，