高分子材料改性绪论

国家级精品课程──高分子化学
第一章 绪论 Prolegomenon
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高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
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H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
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4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：

1.高分子材料与人类社会关系（应用） 高分子材料与人类社会关系（ 高分子材料与人类社会关系 2. 高分子材料基本概念 3. 高分子材料的分类 4.高分子材料的发展简史 高分子材料的发展简史
材料的分类
按化学组成分： 化学组成分
金属材料，无机材料，有机材料（高分子材料 高分子材料） 高分子材料
按材料所起的作用分： 材料所起的作用分
社 2007
9.吴其晔，冯莺 编.高分子材料概论 机械工业出版社2004.6 吴其晔， 高分子材料概论. 高分子材料概论
问题
1. 身边常见的高分子材料有哪些？
2. 高分子材料的迅速发展的原因？
高分子材料
什么是材料？
石器时代 原始的人类逐渐使用石器作为武器和工 具等， 具等，属于天然材料 各 用可塑性好的粘土加热变硬可制成陶瓷， 用可塑性好的粘土加热变硬可制成陶瓷 ， 时 属于人工材料 代 耗费更大的能量将铜矿还原成铜， 耗费更大的能量将铜矿还原成铜 ， 制成 材 人工材料 料 耗费更大的能量将铁矿还原成铁， 耗费更大的能量将铁矿还原成铁 ， 制成 特 征 人工材料 高分子的使用量已超过金属， 高分子的使用量已超过金属 ， 属于合成 材料
结构材性
结构-性能 应用关系分： 性能-应用关系 按结构 性能 应用关系
金属材料，无机材料，高分子材料，复合材料
一、高分子材料与人类社会关系
当今社会，处处都是高分子材料， 没有高分子材料，就没有现代文明社会！
高分子材料的应用
汽车 火箭
飞机
生物降解高分子材料 医用高分子材料 药用高分子材料
其他
高分子食品添加剂 农用功能高分子材料 高分子染料
高分子除草剂 高分子化肥 高分子农用转光膜
四、高分子材料发展史

• 电子信息： 印刷电路板（PCB，覆铜板）；
光敏树脂；
按键（导电硅橡胶）
复印机、打印机
（导电胶辊及墨水）
.
光盘；
• 生物技术： 人工脏器（人工肾，人工心脏瓣膜、人工
关节、人造眼角膜，等等）;
医用导管与介入疗法;
高分子药物：长效、缓释、靶向；
目前高分子材料在医学上的应用有90
多个品种、1精8选0ppt0余种制品。
高分子材料高分子材料塑料橡胶纤维涂料粘塑料橡胶纤维涂料粘合剂油墨高分子复合材料功能合剂油墨高分子复合材料功能高分子材料天然高分子材料等高分子材料天然高分子材料等复合材料复合材料高分子材料是当代新材料的后起之秀但其发展速高分子材料是当代新材料的后起之秀但其发展速度与应用范围超过了传统的金属材料和无机材料度与应用范围超过了传统的金属材料和无机材料已成为工业农业国防科技和日常生活等领域已成为工业农业国防科技和日常生活等领域不可缺少的重要材料
诺贝尔化学奖），具有革命性影响。
含大π键的的高分子材料，经化学或电化学掺杂而成。具有
导电性、电致变色、电致发光、非线性光学等性能。包括聚
乙炔及其衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚对苯乙烯撑（PPV）、
聚噻吩等。
高分子电致发光材料（OLED）：
（1）新一代平板显示器：具有视角宽、能耗低、响应速
度快、超薄、超轻、成型加工简便、可制备全固化薄膜器件
功能高分子材料已经或正在形成新的产业，成 为高分子材料产业中最有发展前景的新的增长点。
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3.2.1 电子信息用高分子材料:
印刷线路板
感光高分子材料
随着集成电路的集成化程度的不断提高，对印刷电路感
光高分子材料的要求越来越高。

高分子化学的定义
高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学
合成(Synthesis)： 由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化 合物的过程 例
n H2C CH X CH2 CH X n
反应(Reaction)：以高分子为反应物进行的化学反应
例
分子结构
形态形状
小分子化合物
高分子化合物
制品
使 用 性 能
Xw Mw d 或d Xn Mn
举例：一聚合物样品中的分子量为104 的分子有10mol，分子量 为105的分子有5mol，即M1=104, n1 = 10 mol, M2 = 105, n2 = 5 mol, 则：
Mn
niMi n M NiMi n ni
1
1
n2 M 2 10 104 5 105 4 104 10 5 1 n2
也称 链式 反应，反应需要活性中心。 反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下去，瞬间形 成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒）
连锁聚合反应的特征：

聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成， 各步反应速率和活化能差别很大 反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂




缩聚反应通常是官能团间的聚合反应 反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等 缩聚物中往往留有官能团的结构特征,如 -OCO- -NHCO-， 故大部分缩聚物都是杂链聚合物 缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再 是单体分子量的整数倍

1.3.2 按反应机理分类
连锁聚合反应（Chain Polymerization）
塑 料
以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂 和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。 纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍。 具有可逆形变的高弹性材料。 涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料 能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料 具有特殊功能与用途的精细高分子材料