第8章合成高分子材料
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2022版新教材高考化学一轮复习第8章有机化学基础第4节有机合成及其应用合成高分子化合物学案鲁科版
第4节有机合成及其应用合成高分子化合物考试评价解读1．能对单体和高分子进行相互推断，能分析有机高分子化合物的合成路线，能写出典型的加聚反应和缩聚反应的反应式。
2．能举例说明塑料、橡胶、纤维的组成和分子结构特点，能列举重要的有机高分子化合物。
核心素养达成宏观辨识与微观探析能从官能团角度认识合成有机高分子化合物的组成、结构、性质和变化，并能从宏观与微观相结合的视角分析与解决实际问题。
科学态度与社会责任能分析有机高分子化合物的合成路线，通过高分子材料的合成等了解化学对社会发展的重大贡献。
有机化合物的合成[以练带忆]1．由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有( )A．氧化——氧化——取代——水解B．加成——水解——氧化——氧化C．氧化——取代——氧化——水解D．水解——氧化——氧化——取代A 解析：由乙烯CH2===CH2合成HOCH2COOH的步骤：CH2===CH2→CH3CHO→CH3COOH→Cl—CH2COOH→HOCH2COOH。
故反应类型有氧化——氧化——取代——水解。
2．从乙炔为原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反应途径( )A．先与Cl2加成反应后，再与Br2加成反应B．先与Cl2加成反应后，再与HBr加成反应C．先与HCl加成反应后，再与HBr加成反应D．先与HCl加成反应后，再与Br2加成反应D 解析：A途径反应后产物为CHBrCl—CHBrCl，不符合题意；B途径反应后产物为CH2Cl—CHBrCl，不符合题意；C途径反应后产物为CH3—CHBrCl或CH2BrCH2Cl，不符合题意；D途径反应后产物为CH2Br—CHBrCl，符合题意。
3．由烃A和其他无机原料合成环状化合物E的示意图如下所示(部分反应条件没有列出)：下列说法错误的是( )A．上述反应过程中有一个取代反应和两个氧化反应B．若C、E的最简式相同，则1 mol C与足量银氨溶液反应可生成4 mol AgC．一定条件下，和D可发生缩聚反应生成高分子化合物D．E的分子式为C4H4O4A 解析：反应②为BrCH2—CH2Br的水解，属于取代反应；反应⑤为酯化反应，属于取代反应，因此A错误。
《土木工程材料(第3版)》教学课件第1章 绪论 土木工程材料的基本性质
18世纪至19世纪，资本主义兴起，促进了工商业及交通运输业 的蓬勃发展，原有的土木工程材料已不能与此相适应，在其他科学技 术进步的推动下，土木工程材料进入到一个新的发展阶段，钢材、水 泥、混凝土及其他材料相继问世，为现代土木工程材料奠定了基础。
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
高分子物理化学全套课件讲解
第6章 聚合物的结构 高分子物理
第7章 聚合物的性质 高分子物理
第8章 合成材料
高分子材料
第9章 聚合物的加工成型 高分子加工 5
第1章 概论
1.1 高分子科学的发展史
6
发展期
争鸣期
萌芽期
蒙昧期
人类的文明史 = 材料的发展史
7
材料与时代的发展
铁器 时代
钢Байду номын сангаас 时代
塑料
高分子 合成纤维 时代 合成橡胶
功能高分子
青铜器 时代 石器
8
时代
一、远古时期
1、纤维素的利用——造纸
东汉（公元105年）蔡伦造纸
1987年，美国印刷工业100周年的纪念 会上时任总统布什说：“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。”
最大的可再生资源，自然界每年产估计 1000亿吨。
9
17
赛璐珞可用作乒乓球、眼镜架、梳子、衣领、 指甲油等。1884年柯达公司用它生产胶卷、 但这种电影胶片放映时常摩擦而燃烧。
18
1884年法国人夏尔多内伯爵
（CHARDONNET ）发明人造丝
纺丝
硝酸纤维素溶液
人造丝
衣服
但极易燃烧，纺织厂的工人们似乎很不喜欢他 们的岳母大人，把这种丝称为岳母丝
现在的 人造丝
醋酸纤维素 再生纤维素
（30亿公斤/年，生丝的65倍）
19
夏尔多内
20
第一个人造聚合物——酚醛树脂
1907年 贝克兰（美国,Baekeland ）研制人造虫胶 ➢ 15万只紫虫胶，半年，分泌0.454kg虫胶树脂（漆） ➢ 苯酚 ＋甲醛 角状物质（玻璃仪器报废） ➢ 反其道而行之，加热加压 ➢ 酚醛树脂应用于电器、刀柄、计算机外壳等
第8章 高分子溶液的成型加工技术
传统工艺生产的片材纵横向物理机械性能差异大， 有内应力，吸塑成型时，容易皱折或吸破。 采用流延工艺生产吸塑片材，其成型性能明显提高。源自8.2.4 流延吸塑片材的生产
原料与配方
对易结晶PP，要共混改性 设备
挤出机、机头、流延装置(流 延辊、冷却辊、气刀和高压 鼓风机等)、其他装置 生产工艺要点 熔料T 流延辊T 模口间隙 模口与流延辊的距离 气刀位置与出风口间隙
水降到40℃，脱模取出，检验切边，产品。
8.2 流延成型
将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液，然后 以一定的速度流布在连续回转的基材上 ( 无接缝的 不锈钢带 ) ，通过加热使溶剂蒸发而使塑料固化成 膜，从基材上剥离即得制品。 制取薄膜的一种方法;塑料薄膜以吹塑法为主。
优点：大型化、高速化和自动化，生产的薄膜透明 度比吹塑薄膜好，厚薄精度高，强度也高20～30%
将单体、助剂加入常压预聚釜中，开搅拌；升温， 维持94℃反应；在90～94℃温度升降2～3次。当转 化率约为10%，降温到80℃，然后强冷降到40℃， 按需要加入甲基丙烯酸；冷到30℃出料。
将浆液浇铸于硅玻璃模具中，排气后送入水箱或热 空气烘箱中进行聚合反应。低温聚合后升温至沸腾， 保持一段时间，切断热源自然冷至80℃，然后通冷
(1) 流延法双向拉伸工艺 (BOPP) 原料选MFR为3g／10min的PP 生产过程分为 制备厚片和双向拉伸 将原料加入料斗，经螺杆塑化，T型机头挤出成片
图8-21 流延法双向拉伸薄膜工艺流程
8.2.4 流延吸塑片材的生产
传统工艺：将物料加入挤出机的料斗中。用机头挤 出热熔片坯，经上光辊压光、牵引和冷却定型，再 经导辊进一步冷却，然后切边，经两辊牵引，最后 卷成筒料。
第8章 反应性高分子材料
Advantages 多相化学反应的特点
• 催化剂独立成相的多相化学反应称为多相催化反应 • 产物分离纯化容易Simple and quick separation 、 purification of products • 催化剂回收过程简单Convenient recovery of catalyst • 反应在两相界面进行，反应速度受物料扩散控制，反 应速度较慢
过滤 萃取 离心 升华 蒸馏 重结晶 柱层析 膜分离 色谱分离 均相化学反应 Homogeneous reaction
使用高分子试剂的有机合成Organic synthetic process using polymer reagent
Heterogeneous reaction
仅用简单的过滤就可以达到分离的目的，并且高分子试剂回收再生
反应性高分子的概念
¾反应性高分子是指含有化学活性，能够参与或促进化学反应 进行的高分子材料 ¾是将小分子反应活性物质通过共价键、离子键、配位键、氢 键或物理吸附作用结合于高分子骨架，主要用于化学合成和化 学反应 ¾包括两大类：高分子试剂和高分子催化剂 ¾前者还与固相合成及模板聚合密切相关；后者还涉及固定化 酶
根据反应的类型，反应的活性以及聚合物上支载的试剂类型分 （According to the reaction type, reaction activity and supported reagents）—— 氧化还原型 Polymer bound oxidizing- reducing reagents 卤代试剂 Polymer bound halogenating reagents 酰化试剂 Polymer bound acylating reagents 烷基化试剂 Polymer bound alkylating reagents 亲核试剂 Polymer bound nucleophiles 亲电试剂 Polymer bound electrophiles 固相合成试剂 Polymer reagents for solid phase organic synthesis ……
《材料化学》课程考试标准
《材料化学》课程考试标准学时：54 学分：3.0一、课程性质与考试基本要求：课程性质：专业必修（学位课）考试基本要求：要求学生掌握涉及材料结构、材料性能以及材料制备与合成等内容的基本原理、基本规律的知识，将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融合为一体，了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料、新型功能材料以及纳米材料的基本概念、研究进展，掌握材料共性规律，融汇贯通，并指导材料的设计和应用，具备一定的科研能力、思维能力和创造能力。
二、考试方法：闭卷考试三、试题类型：简答题、分析综合题等四、课程考试内容及要求：第1章绪论（2学时）[本章重点]《材料化学》课程的学习内容和方法[教学内容]1.1《材料化学》的基本概念1.2《材料化学》的地位1.3学习《材料化学》的意义1.4本课程的主要内容1.5本课程的特点及学习方法第2章晶体学基础（8学时）[本章重点]1.晶体学基本概念2. 晶体材料的结构[教学内容]2.1元素和化学键2.2晶体学基本概念2.3晶体材料的结构2.4 固溶体第3章晶体缺陷化学（4学时）[本章重点]1.缺陷的化学平衡2. 缺陷化合物的合成3. 缺陷的实验表征[教学内容]3.1 缺陷的发现3.2 缺陷的分类3.3 点缺陷3.4 缺陷的化学平衡3.5 缺陷化合物的合成3.6 缺陷热力学3.7 缺陷的实验表征3.8 非化学计量化合物3.9 材料研究方法第4章材料的性能（4学时）[本章重点]1.力学性能2. 热性能3. 磁性能[教学内容]4.1 化学性能4.2 力学性能4.3 热性能4.4 电性能4.5 磁性4.6 光学性能第5章材料的制备（8学时）[本章重点]1．晶体生长技术2．溶胶－凝胶法3．非晶材料的制备[教学内容]5.1 晶体生长技术5.2 气相沉积技术5.3 溶胶－凝胶法5.4 液相沉淀5.5 固相反应5.6 插层法和反插层法5.7 自蔓延高温合成法5.8 非晶材料的制备第6章金属材料（4学时）[本章重点]1．金属材料的结构与性能2．储氢合金3．非晶态金属材料[教学内容]6.1 金属材料结构与性能6.2 超耐热合金6.3 超低温合金6.4 超塑合金6.5 形状记忆合金6.6 储氢合金6.7 非晶态金属材料第7章无机非金属材料（6学时）[本章重点]1.无机非金属材料的结构2. 新型无机非金属材料[教学内容]7.1 无机非金属材料的分类及特点7.2水泥与玻璃7.3 陶瓷7.4 半导体材料7.5 超导材料第8章高分子材料（4学时）[本章重点]1.高分子的结构与性能2. 高分子的合成3.电功能高分子[教学内容]8.1 高分子结构与性能8.2 高分子合成8.3 聚合物光子材料8.4 电功能高分子8.5 化学功能高分子第9章新型功能材料（8学时）[本章重点]1．固体电学性质的物理本质2．固体光学性质的物理本质3．固体磁学性质的物理本质[教学内容]9.1 固体的电性质与电功能材料9.2固体的光学性质与光学功能材料9.3固体的磁性质与磁性功能材料第10章纳米材料（6学时）[本章重点]1.纳米材料的特性2. 纳米材料的制备3.纳米材料的应用[教学内容]10.1 纳米材料的种类10.2 纳米材料的特性10.3 纳米材料的制备10.4 纳米材料的应用五、成绩评定方式：课程总成绩由课程论文成绩（70％）和平时成绩（30％）（包括课外作业和学习态度）按比例评定。
第8章 有机高分子化合物PPT课件
璃）
裂；耐磨性较差，能溶于有机溶剂
用品等
酚醛树脂
电绝缘性能好，耐热、抗水，能被强酸强碱腐蚀
用于制电工器材、仪表外壳和日常生活用品 等
环氧树脂
电绝缘性能好，高度黏合力，加工工艺性好，耐化 学腐蚀，机械强度高，耐热性好
广泛用于黏合剂，做层压材料、机械零件等； 用玻璃纤维复合制成的增强塑料用于宇航等领 域
8
几种主要的塑料及其性能和用途
名称
性能
用途
聚乙烯
电绝缘性好，耐寒、耐化学腐蚀，无毒；耐热性差， 可制作日常用品、管道、绝缘材料和防辐射
耐老化性差；不宜接触煤油、汽油，制成的器皿不宜长 衣物等；制成薄膜，可做食品、药物的包装材
时间存放食油、饮料
料
聚丙烯
电绝缘性能好，机械强度高，耐化学腐蚀；耐油性差， 低温发脆，易老化
脲醛塑料
绝缘性、染色性和抗霉性都好，但耐热性差
用于制器皿、日常生活用品、玩具和装饰材 料等；制成泡沫后可作隔热材料用
10
8.2.2 合成纤维
合成纤维是由一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农 副产品，先合成单位，再用化学合成与机械加工的方法制成。
合成纤维除具有化学纤维的一般优越性能，如强度高、质轻、易洗快干、弹性好和不怕霉 蛀等外，不同品种的合成纤维还各具有某些独特性能，用它们做成的衣服美观大方，结实耐穿。 合成纤维在工农业生产、国防和尖端技术等方面都有十分重要的用途，下图为用合成纤维制成 的布料和吊环带。
塑料的种类很多，用途也各不相同。根据受热时所表现的性质，可以把它们分为热塑性塑 料（线型高分子）和热固性塑料（体型高分子）两大类。热塑性塑料受热软化，可以塑制成一 定形状，冷却后变硬；再加热仍可以软化，再冷却后又会变硬。热固性塑料初次受热时变软， 可以塑制成一定形状，但硬化定型后再加热就不会再软化。
高分子材料成型加工基础 第八章 热成型
第八章热成型1.热成型的定义。
答案要点：热成型是一种以热塑性塑料板材和片材为成型对象的二次成型技术，其法一般是先将板材裁切成一定形状和尺寸的坯件，再将坯件在一定温度下加热到弹塑性状态，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当的修整，即成为制品。
热成型过程中对坯件施加的压力，在大多数情况下是靠真空和引进压缩空气在坯件两面形成气压差，有时也借助于机械压力或液压力。
2.为什么自由真空成型不能制备大拉伸比的制品？答案要点：自由真空成型法成型过程中，随着拉伸程度的增大，最大变形区（即片材中心）的厚度不断减小，如图所示，半球最深处的厚度只有片材厚度的30%左右，因此实际生产中不能制备大拉伸比的制品。
3.简述双片热成型过程和特点答案要点：首先将两块加热至要求温度的片材夹持在半合模具的模框中，合模使片材边缘粘合，然后将吹针插入两片材间将压缩空气送至两片材间的中空区。
与此同时，通过设在两半合模上的气门将片材与模具间的气体抽出，则片材就在内部压缩空气及外部真空压力的作用下与模腔内壁紧密贴合，经冷却、脱模、修壁等步骤即取得制品。
双片热成型常用来成型中空制品，具有成型快、制件壁厚均匀的特点，制件成型效果类似于吹塑和旋转模塑成型，并且该成型方法可方便地实现中空制品两组成部分在颜色、厚度及其他结构性质方面的灵活组合。
4.要制作一直径达2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圆筒，可以采用哪些方法？答案要点：对于这种大尺寸的圆筒，很难采用挤出法生产，可以采用热成型法生产。
如可以用机械加压法生产两、三块弧形板，通过热熔连接成一个完整筒体。
也可以采用加热后卷绕的办法直接卷绕成型。
5.简述气胀覆盖成型和特点答案要点：气胀覆盖成型（billow drap forming）又称为反向拉伸成型（reverse draw forming）,该法是气胀预拉伸成型同覆盖成型结合的一种成型方法。
气胀覆盖成型法基本过程是：预热片材向上吹胀，顶部片材为最薄处，此时阳模下移，最先接触泡顶，同时拉伸两侧片材使壁厚趋向均匀。
高分子物理第8章第四课.
• 3.借助于转换因子可以将在某一温度 下测定的力学数据，变成另一温度下 的力学数据，这就是时温等效原理。
• 4.实用意义
通过不同 温度下可以试验测得的力 学性质进行比较或换算，得到有些高 聚物实际上无法实测的结果(PE)
• 由实验曲线 迭合曲线
log E
T1
T2 T3
T4
T5 T6 T7
123
反映材料形变时内耗的程度（粘性）
E" tg
E'
滞后角 力学损耗因子
log E' log E"
tg
tg 损耗因子
E' 储能模量
log 0
E" 损耗模量 log
动态力学分析(DMA)
• 动态力学行为是指材料在振动条件下，即在交 变应力（交变应变）作用下做出的力学响应， 即力学性能(模量、内耗)与温度、频率的关系。
E d 可以变成 d dt
E dt
0 E
当t 0时, 0上式积分.
t 0 1 et / 1 et / E
式中 , 是t 时的平衡形变.
E 蠕变过程的松弛时间, 有时称为推迟时间.
21
模型用途:模拟交联高聚物的蠕变过程.
当F作用到模型上时,由于粘壶的存在,弹簧不能立即被拉开, 只能随着粘壶慢慢被拉开,形变是逐渐发展的.外力除去,由于 弹簧的回复力,整个模型的形ห้องสมุดไป่ตู้也慢慢被回复.所以该过程反 映了蠕变过程中的一种形变—高弹形变
38
.WLF方程的应用意义 • 由于时温等效性，可以对不同温度下测定的结果进行换
算，从而得到一些实验上无法测定的结果。 • 例如在材料的实际使用中，常常提出其室温下使用寿命
合成高分子材料综合复习资料及参考答案
第七章合成高分子材料综合复习资料及参考答案(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第七章合成高分子材料一、选择题1、下列＿＿属于热塑性塑料。
①聚乙烯塑料②酚醛塑料③聚苯乙烯塑料④有机硅塑料A ①②B ①③C ③④D ②③2、填充料在塑料中的主要作用是。
A、提高强度 B 降低树脂含量 C 提高耐热性 D A＋B＋C3、按热性能分，以下哪项属于热塑性树脂。
A 聚氯乙烯 B 聚丙稀C 聚酯D A＋B二、是非判断题1、由单体自备聚合物的基本方法有加聚反应和缩聚反应。
2、热塑性树脂与热固性树脂相比具有强度大，粘结力强，变形小等特点，可用于结构材料。
3、聚合物的老化主要是由于高分子发生裂解这一类不可逆的化学反应造成的。
4、塑料和橡胶的最高使用温度称为玻璃化温度。
三、填空题1、根据分子的排列不同，聚合物可分为＿＿聚合物，＿＿聚合物和＿＿聚合物。
2、塑料的主要组成包括合成树脂，＿＿，＿＿和＿＿等。
四、名词解释1、热塑性树脂2、热固性树脂五、问答题1、某装修公司要承包一间歌舞厅的内外装修，欲采用塑料地板，妥否2、在粘结结构材料或修补建筑结构（如混凝土、混凝土结构）时，一般宜选用哪类合成树脂胶粘剂为什么3、现在建筑工程上倾向于使用塑料管代替镀锌管，请比较塑料管与镀锌管的优缺点。
4、选用何种地板会有较好的隔音效果5、某建筑工程需要给铝合金门窗的玻璃密封，现有三种密封膏（单组分硅酮密封膏，双组分聚氨酯密封膏，双组分聚硫橡胶建筑密封膏），请问选那一种较好原因何在6、试根据你在日常生活中所见所闻，写出5种建筑塑料制品的名称。
7、与传统建筑材料相比较，塑料有哪些优缺点8、某高风压地区的高层建筑有两种窗可选择A. 塑钢窗B. 铝合金窗9、热塑性树脂与热固性树脂中哪类宜作结构材料，哪类宜作防水卷材、密封材料？10、某住宅使用Ⅰ型硬质聚氯乙稀（UPVC）塑料管作热水管。
使用一段时间后，管道变形漏水，请分析原因。
高分子物理与化学 第8章 高分子的化学反应
①纤维素的酯化 纤维素由葡萄糖环一反式结构连接而 成的大分子化合物，其中糖环上含有许多 羟基，可以和多种酸反应成酯，常用有硝 酸、乙酸、丙酸和丁酸等。 由于纤维素分子间有强的氢键，高的 取向度和结晶度，不溶解于一般溶剂中， 高温下分解而不熔融，所以反应前，要设 法使其溶胀或溶解。
②聚乙烯醇的制造 乙烯醇是很不稳定的化合物，要异构 成乙醛，因此聚乙烯醇用聚乙酸乙烯酯的 醇解来制取。工业上聚乙酸乙烯酯是在甲 醇溶液中聚合的，甲醇又是聚乙酸乙烯酯 的醇解剂。聚合后的聚合物溶液直接加碱 （NaOH）催化剂进行醇解。醇解在常温 下进行。 碱和酸都可催化醇解反应，碱的效果好， 速度快、副反应少。
功能高分子可分为化学功能和物理功 能， 化学功能的有离子交换树脂、螯合高 分子、氧化还原树脂、光敏型高分子、高 分子试剂和药物、高分子催化剂等 物理功能的有高分子导体、高分子半 导体、电刺激伸缩、荧光、发光高分子等
功能高分子的制法：一种是将功能团 接到母体聚合物上去；另一种是用有功能 团的单体进行聚合或共聚。
阳离子交换树脂是交联的聚苯乙烯颗 粒在浓硫酸作用下，在苯环上磺化，产生 磺酸基，随后慢慢用碱中和，得到磺酸钠 基团，成阳离子交换基。其中钠离子可和 水中其他金属离子发生交换作用，去除水 中的重金属离子。当磺酸根吸满重金属离 子后，还可用氯化钠水溶液，进行再生， 重新形成钠盐。用盐酸处理则变成磺酸基 团，可去除水中重金属离子。
-CH2-CHCONHOC-CH2-
⑫由于高分子不挥发，即使溶解也由于 溶解性能和基团在分子链上分布不同而不 同，不同的分子在反应中反应生成的基团 在链上分布不同。因此，不能用简单的重 结晶来提纯。而且，溶液粘度高使搅拌、 传热、过滤等化工过程变得复杂困难。
②反应中大分子链的聚合度总是有不 同程度的变化，所谓的聚合物分子量不变 仅指仍处在某一个范围内。和小分子不一 样，分子量变化不能说有新物质生成。 ③高分子化学反应虽然也用反应式来 表示，但只表示大分子链上某些链节发生 了反应，没有说明多少单元参加了反应， 在哪些链节上发生了反应。
第8章聚合物共混物
22:32:14
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6.2.2 共聚-共混法(Copolymer-blend methods)
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
共聚-共混法是一种化学方法，有接枝共聚-共混与嵌段共聚-共混 之分。在制备聚合物共混物方面，接枝共聚-共混法更为重要。 接枝共聚-共混法，首先是制备聚合物1，然后将其溶于另一种单体 2中，使单体2聚合并与聚合物1发生接枝共聚。所得产物通常包含3种组 分，聚合物1、聚合物2以及聚合物1骨架上接枝有聚合物2的接枝共聚物。 两种聚合物的比例、接枝链的长短、数量及分布对共混物的性能有决定 性影响。 此种共混的方法优点在于接枝共聚物的存在改进了聚合物1及2之间 的混溶性，增强了相之间的作用力，因此，共聚-共混法制得的聚合物 共混物，其性能优于机械共混物。共聚-共混法近年来发展很快，一些 重要的聚合物共混材料，如抗冲聚苯乙烯（HIPS）、ABS树脂、MBS树脂 等，都是采用这种方法制备的。
22:32:14
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6.2.1 物理共混法(Physical blend methods)
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
一、物理共混法概念(Definition of Physical Blend Methods)
物理共混法又称为机械共混法，是将不同种类聚合物在混合 （或混炼）设备中实现共混的方法。共混过程一般包括混合作用和 分散作用。在共混操作中，通过各种混合机械提供的能量（机械能、 热能等）的作用，使被混物料粒子不断减小并相互分散，最终形成 均匀分散的混合物。由于聚合物粒子很大，在机械共混过程中，主 要是靠对流和剪切两种作用完成共混的，扩散作用较为次要。
冷却 聚合物Ⅰ 初混合 聚合物Ⅱ 熔融共混 冷却
粉碎
第8章 食品中的有机化合物 知识清单
第8章食品中的有机化合物知识清单【知识考点】考点1 有机化合物与无机化合物1.化合物分类（1）有机化合物（有机物）：含碳元素的化合物（除CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐等）有机小分子：相对分子质量比较小的有机物，如甲烷、乙醇、葡萄糖等有机高分子：相对分子质量比较大，从几万到几十万甚至几百万，如淀粉、蛋白质等（2）无机化合物（无机物）：一般不含碳元素的化合物2.有机物特点（1）大多数难溶于水，但易溶于汽油等有机溶剂（2）绝大多数有机物受热易分解，且易燃烧（3）绝大多数不易导电，熔点低反应一般比较复杂3.从营养的角度看，食物的基本成分有六种，分为六大营养物质：供能：蛋白质、糖类、油脂不供能：水、无机盐、维生素考点2 糖类1.常见的糖类（1）淀粉进入人体，消化过程中经过酶催化跟水发生反应，形成葡萄糖。
（2）人体组织中，葡萄糖在酶的催化作用下经缓慢氧化转化成二氧化碳和水，放出能量（16kJ/g）保证人体活动的能量需要。
人体血液中含有一定浓度的葡萄糖，叫做血糖，血糖过低会出现乏力昏迷等症状，血糖过高会导致肥胖并诱发多种疾病。
考点3 油脂油脂分类油脂考点4 蛋白质作用构成细胞的基本物质，机体生长及修补受损组织的主要原料。
蛋白质的变性考点5 维生素存在维生素有20多种，多数在人体内不能合成，需从食物中摄取。
1.缺维生素的症状注：霉变食物中易滋生含有黄曲霉素的黄曲霉菌，黄曲霉素损害人的肝脏，诱发肝癌等疾病，因此绝不能实用霉变食物第9章 化学与生活发展 知识清单【知识考点】 考点1 化石燃料1.化石燃料：煤、石油、天然气，是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的，都是混合物，不可再生能源。
2.煤——工业的“粮食”（1）煤的组成：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素 （2）煤的加工：“干馏”——隔绝空气加热，发生化学变化，得到焦炭（冶炼金属）、煤焦油（化工原料）、煤气（主要含氢气、一氧化碳、甲烷，用作燃料）（3）煤燃烧会产生SO 2、NO 2等，会形成酸雨(PH<5.6的降水) 酸雨的危害：①危害人体健康； ②破坏土壤、森林和植被； ③腐蚀建筑物及金属制品；④导致水体酸化，严重影响水生植物的生长 防治酸雨措施：①大力推广使用脱硫煤； ②用天然气或者其他清洁能源代替煤 3.石油——工业的“血液”（1）石油的组成：主要含碳和氢元素，另外还含有氮元素，含铅化合物等。
第8章 高分子材料的电学性能
材料科学与工程学院
22
➢大分子交联会妨碍极性基团取向，使介电系数降低 ➢支化结构会使大分子间相互作用力减弱，分子链 活动性增强，使介电系数增大
➢结晶高聚物在低于熔点温度下，介电系数和介电 损耗都随结晶度的提高而下降
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（2）温度和交变电场频率的影响
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第8章 高分子材料的电学性能
高分子材料的电学性能
是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性 能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩 擦时所引起的表面静电性质等。 ➢高分子材料可以是绝缘体、半导体、导体和超导体 ➢多数高分子材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻 率高、介电损耗小，电击穿强度高
➢导电高分子的研究和应用近年来取得突飞猛进的发展
tanδ称介电损耗正切，tanδ的物理意义是在每个交变
电压周期中，介质损耗的能量与储存能量之比。tanδ
越小，表示能量损耗越小。
表示材料介电损耗的大小。
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影响聚合物介电性能的因素
（1）高聚物的分子结构 ➢高分子材料的介电性能首先与材料的极性有关 ➢非极性聚合物具有低介电系数（ε约为2）和低介 电损耗（tgδ<10-4）； ➢极性聚合物具有较高的介电常数和介电损耗 ➢同一聚合物高弹态下的介电系数和介电损耗要 比玻璃态下大
P0
n2 n2
1 2
M
n 2 联系着介质的电学性能 和光学性能
对非极性高聚物也是适用的
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12
Debye方程
极性电介质
P~ 1 M 2
4 3
高分子物理第八章
试样受冲击载荷而折断时单位面积 所吸收的能量。
E i A
摆锤式冲击实验：简支梁；悬臂梁。 单位 ：KJ/m2;J/m
北京理工大学
（4）硬度
衡量材料表面抵抗机械压力的能力。 与材料的抗张强度和弹性模量有关。 硬度实验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类。 有布氏、洛氏和邵氏等名称。
实验是以平稳的载荷将直径D一定的 硬刚球压入试样表面，保持一定时间 使材料充分变形，并测量压入深度h， 计算试样表面凹痕的表面积，以单位 面积上承受的载荷公斤/毫米2）为材 料的布氏硬度
第八章 聚合物的屈服和断裂（Yielding and fracture of polymers ）
主要内容
前言 8.1 聚合物的塑性和屈服 8.2 聚合物的断裂和强度
教学Байду номын сангаас容：
聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的断裂与强度
重点要求：
会从聚合物应力——应变曲线获取信息；掌握屈服和断裂现象 及其机理；韧性和强度的影响因素及增韧、增强方法和机理。
15
试样在拉伸过程的变化过程
颈缩阶段：“细颈”扩张，应力变化很小，应变大幅度增加
弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂
高模量、小变形 键长、键角运动
可恢复
受迫高弹形变
链段运动
粘流 分子链运动
玻璃态，不可恢复，需Tg以上退火处理恢复。
受迫高弹形变
1）定义：玻璃态高聚物在大外力的作用下发生的大形变； 2）条件：在Tg以下10℃（或更低）左右 3）机理：在大外力的帮助下，玻璃态高聚物本来被冻结的 链段开始运动，即在外力的帮助下，高分子链的伸展提供 了大变形，这时由于在Tg以下，即使外力除去也不能自发回 复。
E i A
摆锤式冲击实验：简支梁；悬臂梁。 单位 ：KJ/m2;J/m
北京理工大学
（4）硬度
衡量材料表面抵抗机械压力的能力。 与材料的抗张强度和弹性模量有关。 硬度实验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类。 有布氏、洛氏和邵氏等名称。
实验是以平稳的载荷将直径D一定的 硬刚球压入试样表面，保持一定时间 使材料充分变形，并测量压入深度h， 计算试样表面凹痕的表面积，以单位 面积上承受的载荷公斤/毫米2）为材 料的布氏硬度
第八章 聚合物的屈服和断裂（Yielding and fracture of polymers ）
主要内容
前言 8.1 聚合物的塑性和屈服 8.2 聚合物的断裂和强度
教学Байду номын сангаас容：
聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的断裂与强度
重点要求：
会从聚合物应力——应变曲线获取信息；掌握屈服和断裂现象 及其机理；韧性和强度的影响因素及增韧、增强方法和机理。
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试样在拉伸过程的变化过程
颈缩阶段：“细颈”扩张，应力变化很小，应变大幅度增加
弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂
高模量、小变形 键长、键角运动
可恢复
受迫高弹形变
链段运动
粘流 分子链运动
玻璃态，不可恢复，需Tg以上退火处理恢复。
受迫高弹形变
1）定义：玻璃态高聚物在大外力的作用下发生的大形变； 2）条件：在Tg以下10℃（或更低）左右 3）机理：在大外力的帮助下，玻璃态高聚物本来被冻结的 链段开始运动，即在外力的帮助下，高分子链的伸展提供 了大变形，这时由于在Tg以下，即使外力除去也不能自发回 复。
高分子材料成型加工
第8章高分子材料的成型加工聚合物的成型加工是将聚合物转变成实用材料或制品的一种工程技术。
这些实用材料或制品往往不是纯粹由聚合物制成，而是以树脂为主，并辅以各种填料、助剂和着色剂等组成的材料制成。
保证产品的质量及产率，加工方法是至关重要的。
制品的性能不仅决定于原材料，而且与加工方法密切有关。
不正确的成型加工方法，不仅得不到预期性能的产品，甚至会破坏原材料的性能。
例如：过高的加工温度，会引起材料的分解，交联，甚至焦化，这就破坏了原材料的性能。
大多数情况下，高分子材料加工的过程包括四个阶段：原材料的准备,如高聚物和添加物的预处理、配料、混合等；使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状；材料或制品的固化；后加工和处理，以改善材料或制品的外观、结构和性能。
高分子材料成型加工通常有以下几种形式：⑴高聚物熔体加工：如热塑性树脂熔体挤出纺制化学纤维；以挤出、注射压延或模压等方法制取热塑性塑料型材和制品；用模压、注射或传递模塑加工热固性塑料制品和橡胶制品。
⑵高聚物溶液加工：如溶液法纺制化学纤维、流延法制薄膜；油漆、涂料和粘合剂等亦大多用溶液法加工。
⑶类橡胶状聚合物的加工：如采用真空成型、压力成型或其它热成型技术等制造各种容器、大型制件和某些特殊制品，纤维或薄膜的拉伸等。
⑷低分子聚合物或预聚物的加工：如丙烯酸酯类、环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及浇铸聚酰胺等用该技术制造整体浇铸件或增强材料；化学反应法纺制聚氨酯弹性纤维等。
⑸高聚物悬浮体的加工：如以橡胶乳、聚乙酸乙烯酯乳或其它胶乳以及聚氯乙烯糊等生产多种胶乳制品、涂料、胶粘剂、搪塑塑料制品；乳液法或悬浮法纺制化学纤维等。
⑹固态高聚物的机械加工：如塑料件的切削加工(车、铣、刨、钻)、粘合、装配；化学纤维的加捻、卷曲、变形等。
8.1塑料的成型加工塑料，顾名思义是指在热及压力的作用下能进行塑化成型，制成一定形状且能满足某些用途的一类高分子材料。
塑料成型加工的目的在于根据各种塑料固有的性能，利用一切可以施行的方法，使其成为满足不同领域应用要求，具有需要尺寸和形状的制品。
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（4）耐磨性 （5）绝缘性 （6）相对密度小（1~2之间，泡沫仅为 0.01） （7）比强度高：如玻璃钢，比合金钢大 1.7倍，比铝大1.5倍，比钛钢大1倍。 高强度原因：存在强大的分子间作用 力——Ｐ172 （8）耐酸、耐腐蚀性：高分子链相互缠绕， 露外基团少之故。 ▲命名：一般在单体前加“聚”字 见Ｐ173表8-3
8.1.3合成高分子的结构、特性和命名 ▲结构：（1）线型长链状不带支链 （2）带支链 （3）体型网状（长链状带官能团时， 相互间发生化学反应，分子链交联起来形成 的） ▲结晶度：长程无序，短程有序（长链分子 不易形成周期性的晶体结构） ▲特性
（1）结构具不均一性（多分散性）：因各 种聚合度的高分子均有，是混合物，相对分 子质量为统计平均结果。这与小分子截然不 同。 热 （2）热塑性：高分子（Ｓ） → 软化 热 冷 热 → 液态 → 固态 → 软化、流动。 热 （3）热固性：体型网状高分子 → 不熔 化，但当加热到一定温度时，结构被破坏。
8.2
合成高分子材料 主要介绍：塑料、合成纤维和合成橡胶 8.2.1塑料 塑料——在一定温度和压力下可塑制成型 的合成高分子材料 ▲分类——Ｐ174 ▲▲按受热性质分：热塑性和热固性塑料两 大类 ▲▲按性能和用途分： 1.通用塑料 2.工程塑料 3.特种塑料 4.增强塑料
塑料分类示意图
▲聚乙烯（通用塑料） ▲▲低压聚乙烯：线型分子，结晶度高，强度、 刚性和熔点均较高 用途：做强度、硬度较高的塑料制品，如桶、 管、瓶、棒等 ▲▲高压聚乙烯：支链较多，结晶度、密度较低， 软性，熔点较低。 用途：食品包装袋、奶瓶等软塑料制品 ▲工程塑料：可作为工程材料和代替金属用的塑料。 具优良的机械性能，耐热性，尺寸稳定性。 用途：Ｐ175 ▲特种塑料：高温、高腐蚀或高辐射等特殊条件下 使用的塑料 用途：尖端技术设备。如聚四氟乙烯， -200~250℃下长期使用
8.2.2合成纤维 ▲纤维：天然纤维和化学纤维 ▲化学纤维：（1）人造纤维：以天然高分子纤 维素或蛋白质为原料，经化学改性而制成。如 人造棉、人造丝和再生蛋白质纤维等。 （2）合成纤维：由合成高分子为原料，通 过拉丝而获得的纤维。如涤纶、尼龙（锦纶）、 腈纶等。Байду номын сангаас▲聚脂纤维（涤纶、的确良）——Ｐ175 其织物：牢固、易洗、易干，抗皱性强 ▲聚酰胺纤维（尼龙、锦纶）——Ｐ175 其织物：强度大、弹性好、耐磨性好。
▲▲加成聚合：聚乙烯、聚氯乙烯等，Ｐ168 （注意聚氯乙烯的三种连接方式） ▲▲缩合聚合：Ｐ169 尼龙—66或锦纶—66（聚酰胺），抽丝 即成尼龙—66纤维。 涤纶（的确良——dacron）（聚脂类） ▲▲共聚合：常用来改进合成高分子的性 能——称结构改性。 共聚方式：Ｐ164 4种
尼龙-66和的确良的合成
8.2.3合成橡胶
▲橡胶：（1）天然橡胶——基本组成是
异戊二烯 （2）合成橡胶——如异戊橡胶、 顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡 胶。 ▲合成橡胶：（1）通用橡胶 （2）特种橡胶
Ｐ177表8-5
▲特种橡胶：在特定条件下使用的橡胶
特性：耐高温、耐低温、耐油、耐化学 腐蚀和高弹性。 如硅氧橡胶：柔软、光滑，做医用 制品 如氟硅橡胶：高弹性材料 ▲橡胶硫化：合成橡胶多为线形高分子， 虽有可塑性，但强度低，回弹力差，易 产生永久变形，加入硫磺与橡胶分子作 用，以硫桥链使线形高分子交联起来变 为体型结构，但会使橡胶失去塑性，却 可获得高弹性。
第8章
合成高分子材料
★棉花、蚕丝、羊毛、橡胶等属天然高分子 材料，但数量有限，无法满足人们需要，合 成材料是大势所趋。 ★合成材料：无机合成材料和有机合成材料 8.1 高分子的结构和特性 8.1.1高分子 相对分子质量在几万至几百万的分子谓之 高分子，如棉、麻、丝、蛋白质、核酸等
▲聚乙烯： nCH2=CH2 → —[CH2—CH2] n— ▲聚氯乙烯、聚炳烯、尼龙等。 8.1.2高分子的原料和合成方法 ▲原料：1.农林副产品（淀粉类、非食用油 脂类、纤维素类） 2.煤、石油（以石油为主）——目 前的主要原料 ▲合成方法 ▲▲单体的概念
8.3 新型高分子材料 ▲功能高分子材料——Ｐ178 ▲导电高分子：如聚乙炔，存在共轭大Π键 而导电 ▲医用高分子：用于造人造器官—— Ｐ179表8-6 ▲可降解高分子：生物降解、化学降解、光 照降解。对防治环境污染起重要作用。 普通塑料不降解。 ▲高吸水性高分子 如“尿不湿”，吸1000 ml 水也滴水不漏、 干爽通透。
功能高分子分类示意图
8.4
复合材料 增强体与基体结合在一起，形成一种能发 挥两者各自优点的材料 ▲分类 ▲▲按增强体形状分 1.颗粒增强复合材料 2.夹层增强复合材料 3.纤维增强复合材料 ▲▲按基体分 1.树脂基复合材料 2.金属基复合材料 3.陶瓷基复合材料
8.4.1 纤维增强树脂基复合材料 ▲玻璃钢：由玻璃纤维与聚脂类树脂复合材料 ▲碳纤维增强塑料： 聚丙烯腈合成纤维 （200~300℃，空气）→氧化产物（1000~1500℃， 惰性气体）→碳化→强度高的碳纤维。 用途：羽毛球拍、网球拍、高尔夫球杆、火箭 喷管等 8.4.2 纤维增强金属基复合材料 增强纤维需是高耐热性。因要在高温下成型。 如硼纤维、Ｃ纤维、碳化硅纤维等。 8.4.3 纤维增强陶瓷基复合材料 增强了陶瓷的韧性，是解决陶瓷脆性的途径之一。 如贴于航天飞机机身上，可安全地穿越大气层回到 地球上。