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高分子材料课件(专业)PPT课件

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高分子材料的结构及其性能PPT(36张)

高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
态。 此时，只有比链段更小的结构单元如链节、侧基等能够运动。 受外力作用时，只能使主链的键长和键角有微小的改变，外力去除后形变能迅速回复，这 是一种普弹性状态。
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000

高分子材料PPT课件

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高分子材料遍及各行各业，各个领域：包装、农林牧渔、建筑、电子
电气，交通运输、家庭日用、机械、化工、纺织、医疗卫生、玩具、文 教办公、家具等等。
• 农用塑料：①薄膜 ②灌溉用管。
• 建筑工业：①给排水管PVC、HDPE ②塑料门窗 ③涂料油漆 ④ 复合地板、家具人造木材、地板 ⑤PVC天花板。
• 包装工业：①塑料薄膜：PE、PP、PS、PET、PA等 ②中空容器： PET、、PE、PP等 ③泡沫塑料：PE、PU等。
2020年9月28日
6
我国近代高分子科学的发展
• 我国高分子研究起步于50年代初，唐敖庆于1951年，发表 了首篇高分子 科学论文。
• 长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王佛松，沈之荃）；
• 冯新德50年代在北京大学开设高分子化学专业。
• 何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。
• 汽车工业：塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等。
• 军工工业：飞机和火箭固体燃料（低聚物）、复合纤维等。
2020年9月28日
8
• 电气工业 ：①绝缘材料（导热性、电阻率）等、导电高分子；
②电子：通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话；
③家用电器：外壳、内胆（电视、电脑、空调）等。
• 医疗卫生中的应用： 人工心脏、人工脏器、人工肾（PU）、人工 肌肉、 输液管、人工肌肉、输液管、血袋、注射器、可溶缝合线 等。
• 1893年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。
• 1907年，第一个合成高分子—酚醛树脂诞生。
• 1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文，提 出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲 酯等聚合物的结构。1953年获诺贝尔化学奖。

高分子材料(力学性能) ppt课件

高分子材料(力学性能) ppt课件

三、粘弹性
§5.1 力学性能
三、粘弹性
§5.1 力学性能
2、动态粘弹性 （滞后）
• 滞后：一定温度下，受交变的应力，形变随时
间的变化跟不上力随时间的变化
应力周期性变化：σ＝σ 0 Sin ω t 应变：ε ＝ε 0 Sin（ω t ＋δ ）
落后一相位角
结果：产生滞后圈－－能耗
（机械能（弹性能）－－热能） －－－－力学损耗
如何§解5.决1 ？力学性能
1、特征
➢涂料涂装时流挂问题如何 解决？
1) 粘度大；分子量越大，粘度越大；分布越宽，粘度越大；
2) 流动机理：分子重心相对位移，是由链段的相继跃迁实 现的
3) 伴有高弹形变－－－具有粘弹性
现象：出口膨大、爬杆效应、融体破裂
一、高聚物的流动性 ？？？
§5.1 力学性能
4）是一假塑性流体：
运动单元高度取向（m 不为零）
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
C 断裂:
脆性断裂：没有屈服，断裂面光滑；
§5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
韧性断裂：出现屈服后的断裂，断裂面粗糙。
T < Tb 时： σB <σY －－－脆性断裂
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物）
2) 结晶高聚物的应力~应变曲线
1、拉伸过程 (非晶、结晶高聚物） §5.1 力学性能
四 屈服、强度与断裂
注意: • 使用时υ趋于很小－－－长期强度，其远远小于所测值 ，
例：PVC: σB(1000h）＝1/2σB （测） • Tb、Tg测定时，是在一定时间尺度下，
（ υ比较小，时间长） 实际受力时（特别是在冲击力时）往往υ很高， 例：PVC 的Tb= - 50度，T使> - 30 ~ -15度

高分子材料课件(专业)经典.ppt

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②链节：
氯乙烯 苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚合度：高分子链节中的数目n。
演示课件
材料科学与工程学院
2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： M m n
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
柔顺性：大分子链构象变化而获得不同蜷曲程度的特性。
演示课件
材料科学与工程学院
ⅱ、柔顺性的好坏与链中单链的内旋转的难易程度有 关。运动的单元为链段，链段包含的链节数越少， 则运动越容易，大分子链的柔顺性越好。
ⅲ、大分子链的柔顺性是高聚物与低分子物质在许多 基本性能上差异的原因。例：高弹性。
演示课件
材料科学与工程学院
演示课件
材料科学与工程学院
特点： 官能团之间反应，缩聚物有特征结构官能团； 有低分子副产物； 缩聚物和单体分子量不成整数倍。
演示课件
材料科学与工程学院
四、高分子材料的分类
①按来源： ⅰ、天然聚合物：天然橡胶，纤维素，蛋白质等。 ⅱ、人造聚合物：经人工改性的天然聚合物。
例：硝酸纤维。 ⅲ、合成聚合物：完全由低分子人工合成。
特点：聚合物的结构单元与单体组成相同；
分子量是单体分子量的整数倍； 聚合过程无副产物生成。
演示课件
材料科学与工程学院
共聚物: 由两种或两种以上的单体经过加聚反应生
成的高分子化合物。
例：ABS塑料。A：丙烯脂 B：丁二烯 S：苯乙烯
n[xCH=CH+gCH2 =CH-CH=CH2 +zCH=CH2 ]
的主力军。
演示课件

《高分子材料简介》课件

《高分子材料简介》课件
《高分子材料简介》PPT 课件
高分子材料是一种在化学结构中存在重复单元的材料，具有多样化的特点和 广泛的应用。本课件将介绍高分子材料的定义、分类、合成方法、性能及测 试方法、市场前景，以及与环保和可持续发展的关系。
什么是高分子材料？
高分子材料是一类拥有高分子结构的材料，其分子由含有重复单元的链状或网状结构组成。高分子材料具有轻 量化、可塑性、抗腐蚀、绝缘性等特点。
3
表面性能
润湿性、粘附性和耐腐蚀性等特性影响高分子材料在接触和保护方面的性能。
高分子材料的市场前景
市场需求
随着科技和工业的发展，对高分 子材料的需求不断增加，特别是 在轻量化、高强度和可降解材料 方面。
创新发展
高分子材料的研发和创新对于推 动科技进步和满足人们对新材料 的需求至关重要。
可持续发展
开发环保、可降解和可再生的高 分子材料是实现可持续发展的重 要方向。
高分子材料的环保与可持续发 展
高分子材料的环保与可持续发展是当前社会关注的热点问题。通过生物降解、 循环再生等方法，可以减少高分子材料对环境的影响，并促进其可持续利用。
总结和展望
高分子材料作为一个重要的材料科学领域，具有广阔的发展前景。未来，高 分子材料将成为推动技术进步和经济发展的重要支撑。
2 功能化合成
通过在合成过程中引入功能基团，可以赋予高分子材料特定的性能和功能。
3 物理改性
通过改变高分子材料的物理结构，如交联或混合改性，可以改善材料的性能。
Байду номын сангаас
高分子材料的性能与测试方法
1
力学性能
强度、刚度、延展性和耐磨性等是衡量高分子材料力学性能的重要参数。
2
热性能
熔点、热传导和热膨胀等参数对高分子材料在高温和低温环境下的应用起着关键 作用。

高分子材料ppt[完整版本]

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•
1909年 美国人Leo Baekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料——酚醛树酯。
•
1920年 德国人Hermann Staudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构
的单体经过化学反应（聚合），通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。
• 按高分子排列情况分类：结晶高聚物，非 晶高聚物。
完整编辑ppt
7
4. 性能介绍
• 高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制 和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子 材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具 有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从 而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个 领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个 方面不可缺少的材料。 很多天然材料通常是高 分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官 等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如 此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业 化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有 特殊用途与功能的为功能高分子
子化学作为一门新兴学科建立的标志。
•
1935年 杜邦公司基础化学研究所有机化学部的Wallace H. Carothers合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年
实现工业化生产。
•
1930年 德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。
•
1940年 英国人T. R. Whinfield合成出聚酯纤维（PET）。
天然橡胶。
•
1956年Szwarc提出活性聚合概念。高分子进入分子设计时代。
•
1971年S. L Wolek 发明可耐300℃高温的Kevlar。

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• 氢键是与电负性较强的原子相结合的氢原子(如X—H)同时与另 一个电负性较强的原子(如Y)之间的相互作用，即(X—H…Y)．这 些电负性铰强的原子一般是氮、氧或卤素原子．一般认为在氢键 中，X—H基本上是共价键，而H…Y则是一种强而有方向性的范 德华力．这里把氢键归入范德华力是因为氢键本质上是带有部分 负电荷的Y与电偶极矩很大的极性键X—H间的静电吸引相互作用.
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聚合物分子内与分子间相互作用力
• 物质的结构是指物质的组成单元(原于或分子)之间在相互吸引和排斥作用
达到平衡时的空间诽布．因此为了认识高聚物的结构，首先应了解存在于高聚 物分子内和分子间的相互作用．
• 化学键
构成分子的原子间的作用力有吸引力和斥力，吸引力是原子形成分于的结合力， 叫作主价力，或称键合力．斥力是各原子的电子之间的相互排斥力．当吸引力 和斥力达到平衡时，便形成稳定的化学键．
• 金属键 是由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互 作用而形成的，无方向性和饱和性，赋予高导电性．在所谓的 “金属螯合高聚”(metallocene po1ymer)中可以说存在金属 键．
2024/6/20
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• 范德华力
作用能: 2~8kJ/mol
是存在于分子间或分子内非键合原于间的相互作用力．两分子间的 范德华力F(r)及相互作用能E(r)是分子之间距离r的函数如图所示.
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重要高分子材料
合成树脂和塑料: 填充增强增韧,降低成本. 教 材P332表7.4
➢ 通用塑料: 应用广, 产量大, 价格廉的塑料. 如聚烯烃: PE, PP, PS等; PVC; 酚醛, 环氧, 聚酯, 尿醛等.
➢ 工程塑料: 综合性能好, 可代替金属作工程材料, 制 造机器零部件的塑料. 最重要的有:

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编辑ppt11编辑ppt12高温时有有害物质产生保鲜膜别进微波炉编辑ppt13编辑ppt14熔点高达167是唯一可以放进微波炉的塑料盒可在小心清洁后重复使用编辑ppt15编辑ppt16不能放进微波炉中装酸碱性物质后会分解出致癌物质编辑ppt17编辑ppt18使用时不要加热不要在阳光下直晒
高分子材料
胡音 曲艺 王琳卓
08273006 08273013 08273018
.ular material，以高分子化合物为基 础的材料。高分子材料是由相对 分子质量较高的化合物构成的材 料，包括橡胶、塑料、纤维、涂 料、胶粘剂和高分子基复合材料。
.
2
.
3
PC其它类
ＰＰ 聚丙烯 HDPE高密度聚乙烯
.
18
PP VS
PC
.
19
点用
喔 ！
它 喝 水
更
健
康
一
.
20
扰乱人体内的代谢过程双酚A可能 诱发某些癌症。双酚A与成年人的 心脏病、糖尿病、肝功能不正常等 有关联。
.
21
.
22
个人观点供参考，欢迎讨论！
.
10
ＰＥ 聚乙烯
.
11
高温时有有害物质产生， 保鲜膜别进微波炉
.
12
ＰＰ 聚丙烯
.
13
熔点高达167℃，是唯一可以放 进微波炉的塑料盒，可在小心 清洁后重复使用
.
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ＰＳ 聚苯乙烯
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不能放进微波炉中，装酸、 碱性物质后，会分解出致癌 物质
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16
PC其它类
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17
使用时不要加热，不要 在阳光下直晒。
ＰＳ 聚苯乙烯 PET 聚对苯二甲酸 乙二醇脂

高分子材料教学课件PPT1


10.3.1
相对分子质量及其分布
分 子
数
➢ Xn<150时，显示不出机械性能。
➢ 随着Xn增加，聚合物的性能才逐渐显示出来。
➢ Xn增加到一定值时，性能变化不明显。
分
子
➢ Xn特别高时会产生特殊效应。
量
➢ 纤维1～2万；塑料5～15万； 橡胶>20万
（1）相对分子质量与制品性能
受M影响较大的性能：
分子量－制品性能、加工性能 结晶性－成型加工、后处理 取向－流动取向、拉伸取向 熔体黏度与取向
聚合物改性影响
化学改性－化学反应性、接枝与嵌段、IPN 物理共混（合金化）－分散颗粒直径<1um 填充型－层间插入法、就地聚合、溶胶－凝胶法、直接分散法
10.1 高分子化合物
• 高分子化合物、高分子材料、高分子材料制品三者概念上的区别
10.1.2聚合物制造方法的影响
（1） 聚乙烯（PE）
① 高压聚乙烯：150-300℃，150-300MPa，支化分子 ② 中压聚乙烯：130-270℃，1.8-8MPa，少支化分子 ③ 低压聚乙烯：85-100℃，常压-1.8MPa，线形分子 ④ 线性低密度聚乙烯：80-230℃，1-4MPa，线形分子 ⑤ 不同方法获得PE性能比较。
② 压力- 成型压力范围：10-300MPa 压力增加，黏度增加，能耗增加，增加设备损耗。 压力温度等效性，100MPa相当于降温30-50℃
③剪切速率
➢ 高分子熔体属于假塑性熔体，随剪切应力的增加，溶体黏 度下降，即剪切变稀。
➢ 成型时严格控制螺杆的转速，否则会影响制品的质量。
（3）聚合物成型性
CH2 CH + C=CH
COOCH3 COOCH3

高分子材料化学PPT课件


第19页/共140页
溶剂的选择
溶度参数相近原则 极性相似相溶原则 溶剂化原则
第20页/共140页
溶度参数相近原则
如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常 遇到的问题，如制备薄膜包衣液或制备控释膜，如何 来选择溶剂、应用何种不同性质的化合物来调节膜上 孔隙的大小，药物、溶剂和高分子的相容性如何等， 这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律。 这些规律对聚合物的溶剂选择具有一定的指导意义。
?溶度参数相近原则极性相似相溶原则313溶剂的选择?极性相似相溶原则?溶剂化原则?如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常遇到的问题如制备薄膜包衣液或制备控释膜如何来选择溶剂应用何种不同性质的化合物来调节膜上孔隙的大小药物溶剂和高分子的相容性如何等这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律
1
1 3
1 :2 1: 2
第23页/共140页
极性相似相溶原则
对于非晶态极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚 合物相近，而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解，如聚乙烯醇是极性的，它可溶于水和乙 醇中，而不溶于苯中。
第24页/共140页
溶剂化原则ຫໍສະໝຸດ 溶度参数相近的聚合物一溶剂体系，不一定都能很好
只能发生溶胀。 交联度越大，溶解度越小。 交联度可以用交联点密度表示。交联聚合物中交联链
的结构单元数Nc占总结构单元数N的分数，通常用q表 示。Q=Nc/N。
第9页/共140页
制备药用高分子溶液的方法
药用高分子材料大多呈粒状、粉末状，如果将其直接 置于良溶剂中，易于聚结成团，与溶剂接触的团块表 面的聚合物首先溶解，使其表面粘度增加，不利于溶 剂继续扩散进人颗粒内部。
第33页/共140页
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二、高分子化合物的组成
高分子化合物的分子量虽很大，但其化学组成并不 复杂，通常由一种或几种低分子化合物聚合而成。
例：n(CH2CH2) 聚乙烯 1、高分子化合物的单体、链节和聚合度:
①单体：
定义：组成高分子化合物的简单低分子化合物。
或：凡是可以聚合成大分子链的低分子化合物。 例：乙烯分子：CH2=CH2
密度：钢7.8、铝 2.7、高分子 0.8-2.0； 耐腐蚀：金属难以与陶瓷相比； 耐高温：金属耐热钢＜800℃、镍基合金＜1000℃、
钼基合金＜1300℃、陶瓷工作温度1700-2000℃；
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材料科学与工程学院
2.非金属材料的发展史：
（1）高分子材料：1920年，确立了“大分子链结构 学说”，合成高分子材料诞生。 发展很快，就体积来说。 1983年：与钢铁材料相当； 1985年：占工程材料54％，金属占38％； 2000年：3.5万吨，体积是金属材料的4倍；
高温材料：例：火箭喷气口、高温电炉发热体；
功能材料：光导纤维；
的主力军。
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材料科学与工程学院
（3）复合材料：高的比强度、高的刚度、低的密度 等，是单一材料和合金难以比拟的。
（4）非金属材料不是金属材料的代用品，而是具有 优越性能的不可缺少的材料。例如;
美国“哥伦比亚”号航天飞机，机身覆盖一万多 块隔热绝热陶瓷，以保护飞机。
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材料科学与工程学院
②高聚物分子量的多分散性：
低分子化合物有确定而均一的分子量。 例：H2O，18；CO2，44。
高分子化合物总是由不同大小的分子组成，这一现象
称为高分子化合物的分子量的多分散性。
例：聚苯乙烯： 分子量 10000～300000
聚丙烯脂： 分子量 60000～500000
分子量的分散性对性能产生影响。
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单体的必要条件：至少能形成两个或两个以上新键
的有机化合物，才能做为单体。
例：烯烃，双键；炔烃，三键。
②链节：
氯乙烯
苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚.2020
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2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： Mmn
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
分子量
n=8 M=224
n>50 M>1400 n>200～2000 M>5600～560000
室温状态 气+液
软态固体 固体
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其中氯乙烯
就是聚氯乙烯
的
单体.
就是聚氯乙烯分子键的链节， n就是聚合度。聚合度反映了大分子链的长短和分子量的 大小，高分子化合物的分子量（M）是链节的分子量（M0）
与聚合度（n）的乘积。M= M0×n
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三、高分子化合物的聚合：
1. 加聚反应： 加成聚合反应
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（2）陶瓷材料：传统陶瓷指：陶器、瓷器、玻璃、水 泥，性能硬、脆； 现代陶瓷指：所有无机非金属材料的总称。
近三十年来，以氧化物（例Al3O2)、氮化物（例Si3N4) 和碳化物（例SiC）等高纯化合物为原料，经过传统陶 瓷生产工艺制成的无机多晶产品，已成为：
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分子量过高部分使聚合物的强度增加，但加工成型时塑 化困难；低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工 不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布:
合成纤维：分子量分布宜窄； 塑料、橡胶：分子量分布可宽；
常用的聚合物的分子量（万）
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③平均分子量 M
ⅰ、平均分子量用 M 表示，具有统计概念。
ⅱ、平均分子量和分布宽窄（分散性大小） 影响高聚物的物理、力学性能。
M 越大，强度越高，硬度越高，但融熔粘度增
大，流动性差。分散性大；熔融温度范围变宽， 有利于加工成型，但抗撕裂性差。 ⅲ、生产中，通过控制产品的分子量大小和分布 情况，改善性能以满足不同的需要。
名称 石英 分子量 60
乙烯 28
单糖 橡胶 淀粉 聚乙烯 聚氯乙烯
180 ～9 ＞20 12万- 2万-16万 万 万 百万
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2、高分子材料:以高分子化合物为主要组分的材料。
主要包括：塑料、橡胶、化学纤维等。
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二、非金属材料的发展：
1.金属材料的优点及局限性： 使用性能：高强韧性；导电导热性；
优点
工艺性能：切削加工；铸、锻、焊； 柯垂尔：金属今后一段时间仍是主要的工程材料。
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局限性：难以适用密度小、耐腐蚀、电绝缘、减
震、消音、耐高温等。
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三、非金属材料的发展趋势：
1、研制具有优良性能的新材料； 2、对现有材料进行改性；例如加入添加剂改性，是
工程材料的主要发展方向。 3、研制复合材料：传统的纤维增强树脂复合；
现在:金属基复合、陶瓷基复合、功能复合材料， 例建筑屋顶，集构件、发电、采暖于一体。 4、新型功能塑料的研制：例如：导电塑料、导磁塑 料、医用塑料、人工降解塑料等。
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第一节
基本概念
Basic Concept
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一、高分子材料的基本概念
1、高分子化合物:指分子量很大的有机化合物，每 个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。 也叫高聚物、或聚合物；
分子量＜500，叫低分子；分子量＞500，叫高分子， 一般高分子材料的分子量在103-106之间。
High polymer Material
主讲人：李安铭
材料科学与工程学院
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材料科学与工程学院
绪论
一、非金属工程材料的定义：
金属材料之外的所有工程材料。 金属材料：钢铁、有色金属；
工程材料 高分子材料：塑料、橡胶、复合材料；
无机非金属材料：陶瓷，玻璃、水泥；
三大固体材料，称为材料的三大支柱。