大学材料科学与工程经典第八章――超强吸水高分子材料PPT课件

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第八章超强吸水高分子材料

NH2CH3OH、R-NH(CH3)2OH 和RN(CH3)3OH等氢氧型阴离子交换树脂
第八章超强吸水高分子材料
阴离子交换树脂
在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂：
P
HCZHnOC2， l HCPl
交联苯乙烯
CH2Cl N(C3)H3 P
NaOH P
CH2N+(C3H)3OH-
非离子型吸附树脂
第八章超强吸水高分子材料
第八章超强吸水高分子材料
第八章超强吸水高分子材料
第八章超强吸水高分子材料
应用举例
（1）有机物的分离由于吸附树脂具有巨大的比表面，不同的吸附树
脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例如，含酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。
第八章超强吸水高分子材料
• 大孔型
树脂内部有永久微孔；不需溶胀的状态也
可使用
第八章超强吸水高分子材料
弱酸型阳离子大孔树脂凝胶树脂
第八章超强吸水高分子材料
制备
• 一般采用常规的悬浮聚合方法
第八章超强吸水高分子材料
大孔型树脂母体的制备大孔型树脂母体主要是通过在共聚单体中添加致
孔剂的方法制备的。一般合成过程如下
致孔剂通常是一类不参与聚合，能与单体混溶，使交联共聚物溶胀或沉淀的有机溶剂。聚合过程中，致孔剂分布在单体及已聚合的共聚物中。随着聚合转化率提高，油珠逐渐固化。聚合反应完成后，用水蒸气蒸馏或溶剂提取方法除去致孔剂，结果留下孔穴，形成具大孔第结八章构超强的吸水球高分状子材树料脂母体。
强碱性阴离子交换树脂水处理剂?
CH2N+(C3H)3Cl-
阴离子交换树脂——能交换阴离子的离子交换树脂。

高分子材料ppt

高分子材料ppt高分子材料是由高分子化合物构成的材料，具有许多独特的性质和应用领域。

以下是针对高分子材料的PPT内容，总计700字。

第一页：标题：高分子材料介绍内容：- 高分子材料是由聚合物构成的材料- 高分子材料具有多种性质，如：大分子量、高强度、可塑性等- 高分子材料在各个领域都有广泛的应用第二页：标题：高分子材料分类内容：- 高分子材料可以根据不同的聚合物分类，如：塑料、橡胶、纤维等- 塑料：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等- 橡胶：天然橡胶、合成橡胶等- 纤维：涤纶、尼龙、腈纶等第三页：标题：高分子材料特性内容：- 高分子材料具有很高的分子量，能够形成长链结构- 高分子材料具有较高的强度和韧性，适用于各种工程应用- 高分子材料具有较好的耐腐蚀性，能够在恶劣环境下使用- 高分子材料具有较高的可塑性，可通过热处理或机械加工改变形状第四页：标题：高分子材料应用领域内容：- 塑料：广泛用于包装材料、建筑材料、日用品等领域- 橡胶：用于轮胎、密封件、橡胶鞋等领域- 纤维：用于纺织品、绳索、合成革等领域- 高分子材料还可以应用于电子、医疗、汽车、航空航天等行业第五页：标题：高分子材料的发展趋势内容：- 绿色环保：研发可降解和可重复使用的高分子材料- 功能化改性：通过添加功能化组分，使高分子材料具备特殊性质- 智能化：研发具有自修复、自感知等智能功能的高分子材料- 多组分复合：利用多种高分子材料复合，获得更好的性能和应用效果总结：高分子材料是一类由聚合物构成的材料，具有多种特性和应用领域。

随着科技的不断进步，高分子材料也在不断发展和创新，为各个行业提供更好的解决方案。

高分子材料课件(专业)经典.ppt

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

高分子材料与工程PPT课件

实施方法
缩聚反应的实施方法包括熔融缩聚、溶液缩聚和界面缩聚等。熔融缩聚是将单体加热至熔融状态进行缩聚；溶液缩聚是将单体溶解在溶剂中进行缩聚；界面缩聚则是在两种不相溶的溶剂界面上进行缩聚。
逐步聚合反应原理及实施方法
逐步聚合反应原理
逐步聚合反应是一种特殊的缩聚反应，通过单体分子间逐步缩合，形成高分子化合物。逐步聚合反应具有反应条件温和、产物分子量分布窄等优点。
实施方法
加聚反应的实施方法包括自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合等。其中自由基聚合是最常用的方法，通过引发剂分解产生自由基，引发单体聚合。阳离子聚合和阴离子聚合则分别在阳离子和阴离子的引发下进行。
缩聚反应原理及实施方法
缩聚反应原理
缩聚反应是高分子合成的另一种重要方法，通过单体分子间缩合反应，脱去小分子化合物，形成高分子化合物。缩聚反应通常是可逆的，需要在一定条件下进行。
浴中，溶剂与凝固剂交换后固化成纤维。此方法适用于某些需要特殊截
面形状或性能的纤维。
05
高分子材料改性技术
共混改性原理及方法
共混改性的原理
通过物理或化学方法将两种或两种以上的高分子材料混合，以获得具有优异性能的新材料。共混改性可以改善高分子材料的加工性能、力学性能、热性能、电性能等。
共混改性的方法
橡胶成型加工方法
压延成型
将橡胶与配合剂混炼后，通过压延机压成一定厚度和宽度的胶片或胶布。此方法适用于制造轮胎胎面、胶管、胶带等。
模压成型
将橡胶原料放入模具中，在平板硫化机上加热加压，使橡胶充满模腔并硫化成型。此方法适用于制造密封件、减震件等。
注射成型
将橡胶加热熔融后注入模具中，在注射机和模具中完成硫化过程。此方法适用于形状复杂、精度要求高的橡胶制品。

高分子材料教学课件PPT

• 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.
5
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
7
• 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.
2024/6/20
19
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:

超强吸水高分子材料ppt课件

超强吸水高分子资料
自古以来，吸水资料的义务不断是由纸、棉花和海绵以及后来的泡沫塑料等资料所承当的。但这些资料的吸水才干通常很低，所吸水量最多仅为本身分量的20倍左右资料综述
60年代末期，美国首先开发胜利超强吸水高分子资料
用途广泛
淀粉系超高吸水高分子资料
超强吸水剂的研讨来源于淀粉系，美国北方农业省研讨所从淀粉接枝丙烯氰开场，接着于1966年完成该项研讨，并投入消费。
80年代我国开场了对淀粉系高吸水性树脂的研讨。
• 超强吸水高分子资料(Super Absorbent Polymer简称SAP) 也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物，是一种具有优良吸水才干和保水才干的新型功能高分子资料。
• 和传统吸水资料的区别
SAP的优点
1. 吸水才干高： 2. 可达本身分量的几百倍至几千倍。
2. 保水才干高:即使受压也不易失水

《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。

高吸水性高分子材料课件

详细描述
由于高吸水性高分子材料具有优异的吸水、保水性能，在农业、卫生、建筑等领域有广泛应用。随着这些领域的快速发展，市场对高吸水性高分子材料的需求呈现出不断增长的趋势。
技术挑战与对策
总结词
高吸水性高分子材料在制备、性能和应用方面仍面临一些技术挑战。
详细描述
目前，高吸水性高分子材料的制备成本较高，性能稳定性有待提高。此外，在应用过程中，如何提高吸水速度、降低吸水后的重量和体积也是需要解决的问题。针对这些问题
特性
具有高吸水、保水能力，无毒、无味、无污染，良好的生物相容性和生物活性，以及优良的物理、化学稳定性和耐候性等。
吸水原理
物理吸附
通过高分子链上的极性基团与水分子结合，形成氢键，从而实现吸水。
化学吸附
通过高分子链上的特定化学基团与水分子发生化学反应，形成较为稳定的化学键，实现吸水。
应用领域
1 2
农业领域
用于制造高效节水灌溉器材，提高农作物的产量和品质。
医疗领域
用于制造可吸收性手术缝合线、止血材料等医疗器械。
3
环保领域
用于污水处理、土壤修复等环保工程，改善环境质量。
05
CATALOGUE
高吸水性高分子材料的市场前景与挑战
市场现状与需求
总结词
随着人口增长和城市化进程的加速，高吸水性高分子材料的市场需求不断增长。
复合改性
将两种或多种材料进行复合，形成具有优异性能的复合材料。
改性效果
提高吸水能力
通过改性可以显著提高高分子材料的吸水能力，满足不同应用需
求。
改善力学性能
改性后的高分子材料具有更好的耐压、耐磨、耐冲击等力学性能。

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合成Synthetic Absorbent polymeric materials 离子交换树脂（聚苯乙烯骨架）ion exchange resin 高分子螯合剂（骨架含O，N，P，S，可与金属形成配位键）polymeric
chelator 高吸水树脂（骨架上含亲水基团，如-OH，-COOH，COOM，-NH2等）
亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使
树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,
（外）
H2O
水份进一步渗入.
（内）交
联点吸水树脂的离子型网络
随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零; 而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。
吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
用途
Super
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
超强吸水高分子材料综述
用途
Hale Waihona Puke Super 植物养护泥各式吸潮剂
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
Super
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
吸水倍率不及聚丙烯酸类,但它的特点是吸水速度
熟，合成方法多样。快,2～3分钟内即可达到饱和
吸水量的一半。
合成超高吸水高分子材料
C H 2 C H C H 2C H C H 2C H C H 2 C H C H 2C H C H 2 C H C O O HC O O H C O O H C O O HC O O H C O O H
Super water-absorbent resin
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
Molecular architecture design
引入不同官能团调节极性Polarity
调整交联度(Cross-linking degree)改善溶胀性 (swelling capacity)
线型聚丙烯酸结构示意图
淀粉系超高吸水高分子材料
超强吸水剂的研究起源于淀粉系，美国北方农业省研究所从淀粉接枝丙烯腈开始，接着于1966年完成该项研究，并投入生产。 80年代我国开始了对淀粉系高吸水性树脂的研究。
淀粉结构支链淀粉直链淀粉
H OH
O HO
HO
H H
OH
O HO
OH
HO
H H
H
纤维素类纤维素接枝共聚物纤维素衍生物交联物其它
其它
多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等
制造SAP的原料是怎样的？
三、基本结构
合成超高吸水高分子材料
目前主要分为聚丙烯酸（盐），聚乙烯醇两大类。其中，聚丙烯酸（盐）类的研究最多，产量最大。
类别比
较
聚丙烯酸（盐）类
聚乙烯醇类
吸水性强，工艺成
OH
O HO
OH
HO
H H
OH O
纤维素系超高吸水高分子材料
纤维素结构
O O
O
O O
O O
淀粉系
纤维素系
价格低廉、生物降解性能好抗霉解性优
区缺
点
别
合成工艺复杂，易腐败，耐热性不佳，吸水后凝胶强度低，长期保水性差，耐水解性较差。
优点用途
二、分类
三、基本结构
四、SAP结构五、合成高吸水分子中一些重要术语六、接枝共聚反应实例
高吸水性树脂
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer简称SAP)
也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物，
Super 是一种具有优异吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。
SAP有哪些种类？
二、分
类甲壳质衍生物
淀粉系
SAP
纤维素系
合成高分子系
纯合成高分子
聚丙烯酸类
聚丙烯酸钠交联物丙烯酸—乙烯醇共聚物丙烯腈聚合皂化物其它
聚乙烯醇类聚乙烯醇交联聚合物乙烯醇—其它亲水性单体接枝共聚物其它
天然高分子加工产物
淀粉类淀粉—丙烯腈接枝聚合水解物淀粉—丙烯酸共聚物淀粉—丙烯酰胺接枝聚合物其它
SAP是怎样吸水的？
一、吸水原理
1.
物理吸附棉花、纸张、海绵等。
吸
毛细管的吸附原理。
水
有压力时水会流出。
实
质化学吸附通过化学键的方式把水和亲水
性物质结合在一起成为一个整
体。加压也不能把水放出。
2.SAP的吸水原理
较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。
水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
超强吸水高分子材料综述
既然安上super这个头衔, 那我们就要看看它们和传统吸水材料的区别
Super 普通吸水材料
SAP
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
超强吸水高分子材料综述
SAP优点
调节制备工艺以制备多规格多孔材料(Pore size and density)
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
超强吸水高分子材料一、吸水原理
材料 2020/11/13
材料 2020/11/13
Classification
材料 2020/11/13
According to the source 天然Natural Absorbent polymeric materials always biodegradable 改性淀粉，纤维素，壳聚糖（Modified starch，cellulose, chitosan）
吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。
Super 吸水前
吸水后
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
超强吸水高分子材料综述
保水能力高:即使受压也不易失水
SAP优点
Super
2020/11/13
A材b料s o rb e n t p o lym e r
超强吸水高分子材料综述
第八章吸附性高分子材料
主要内容
分类制备性能应用
材料 2020/11/13
高分子吸附剂的定义
材料 2020/11/13
是一种具有物质传递功能的高分子材料
利用高分子材料与被吸附物质之间的物理或者化学作用，使两者发生暂时或者永久性结合，进而发生各种功效
物理或者化学作用包括物理吸附，范德华力，静电力，配位键及离子键的形成