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1、DongguanDongguan University of Technology University of Technology Teacher: Ph. D. Tengyun Zhang(张腾云) E-mail: peroxyyuzhang20072008 学年第 2 学期 第 十 三 讲 材料化学导论-第七章 实用新型高分子材料实用新型高分子材料 New-style & applied Macromolecular Materials - 1 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 主要内容：
2、 7.1 高分子材料概述高分子材料概述 7.2 高性能高分子材料高性能高分子材料 新型工程塑料新型工程塑料 特种纤维特种纤维 特种橡胶特种橡胶 7.3 功能高分子材料功能高分子材料 导电性高分子导电性高分子 医用高分子医用高分子 高分子催化剂高分子催化剂 2 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 高分子在材料科学中的地位高分子在材料科学中的地位 高分子材料高分子材料 材料：材料： 无机非金属无机非金属 金属金属 复合材料复合材料 密切相关密切相关 衣、食、住、行衣、食、住、行
3、 与与国民经济建设国民经济建设 国防建设国防建设 3 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) 国际纯粹与应用化学联合会国际纯粹与应用化学联合会 1996年建议： 何谓何谓高分子高分子？ 具有高的相对分子量，其结构必须是由多个 重复
4、单元所组成，并且这些重复单元实际上或 概念上是由相应的小分子衍生而来。 Polymer molecule, Macromolecule高分子/聚合物/大分子 聚氯乙烯 聚乙烯醇 实际上 概念上 4 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 高分子的高分子的特征特征： 1, 1, 分子量高，分子量高，1010 4 4 2, 2, 原子间以共价键相连接（？）原子间以共价键相连接（？） 3, 3, 结构与性能区别于小分子结构与性能区别于小分子 4, 4, 通常由小
5、分子通过聚合反应来合成通常由小分子通过聚合反应来合成 如：聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。如：聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。 5 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 链原子 Chain Atoms 构成高分子主链骨架的单个原子。 聚丙烯聚乙二醇 链单元（链节）链节） Chain Units 由链原子及其取代基组成的原子或原子团。 6 DongguanDongguan University of Technology University of Techn
6、ology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 高分子 Polymer 聚合反应 Polymerization 单 体 Monomer 单体：单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单 元的小分子。 7 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 结构单元：Constitutional Unit 构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个 链单元。 重复(结构)单元：Constitutional Repeating Unit
7、, CRU 重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 8 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 单体单元： Monomer(ic) Unit 单个聚合物分子所含单体单元的数目。 聚合度： Degree of Polymerization，DP 聚合物 单 体 单体单元 聚合度 2n 聚对苯二甲酸乙二酯 ，涤纶，PET n 9 DongguanDongguan University of Technol
8、ogy University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 v均聚物Homopolymer 由一种单体（真实的、隐含的或假设的）聚合 而成的聚合物 v共聚物Copolymer 由两种以上单体（真实的、隐含的或假设的） 共聚而成的聚合物 v杂链聚合物 NH-(CH2)6-NH CO-(CH2)4 - COn 结构单元 结构单元 重复单元 此时，两种结构单元的总数称为聚合度： X n X n = 2DP = 2n 10 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7
9、.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 氯乙烯真实单体 “假设单体”：乙烯醇 生成均聚物的聚合反应称均聚反应 （Homopolymerization)。 生成共聚物的聚合反应称共聚反应 （Copolymerization)。 由对苯二甲酸和乙二醇反应 生成的“隐含单体”：HOOC- Ph-COOCH2CH2OH 判别均聚物：聚合物分子有且只有一种CRU，并且该CRU可以只 由一种（真实的、隐含的或假设的）单体衍生而来。 11 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.
10、1 基本概念 HOOC-Ph-COOH HOCH2CH2OH -(OC-Ph-COOCH2CH2O)n- 隐含单体 HOOC-Ph-COOCH2CH2OH HOOC-Ph-COOH HOCH2CH2OH HO(CH2)3OH -(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m- HO-(CH2)5COOH HOCH2COOH -O(CH2)5COm-OCH2COn- 共聚物 共聚物 均聚物 CH2=CH2 CH2=CHCH3 假设 隐含单体 ？ 交替共聚物 12 DongguanDongguan University of Technology Univer
11、sity of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.1 基本概念 含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。 遥爪高分子： Telechelic Polymers 高分子链的末端结构单元。 末端基团： End Groups CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3 聚乙烯： 涤纶： 13 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 按用途分类： 塑料Plastic、橡胶Rubber、纤维Fiber 、 涂料Coating
12、、粘合剂Adhesive、 功能高分子Functional Polymer 按主链化学组成分类： 碳链Carbon Chain、杂链Hetero Chain、元素有机 Elemental Organic、无机Inorganic高分子 按来源分类： 合成Synthetic、天然Natural（生物Bio高分子） 按受热行为分类： 热塑性Thermoplastic、热固性thermoset高分子 14 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 来
13、 源 天然高分子：自然界天然存在的高分子。 半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。 主链元素（ 链原子）组 成 杂链高分子：链原子除C外，还含O,N,S等杂原子。 元素有机高分子：链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。 合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子。 碳链高分子：主链（链原子）完全由C原子组成。 无机高分子：聚合物的主链及侧链均无碳原子聚合物的主链及侧链均无碳原子。 15 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 碳
14、链高分子 杂链高分子 聚乙烯聚丙烯 聚乙二醇尼龙6 16 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 元素有机高分子 聚二甲基硅氧烷 无机高分子 聚氯化磷氰聚氯化硅氧烷 17 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 性 质 和 用 途 塑 料 纤 维 橡 胶 涂 料 胶粘剂 功能高分子 以聚
15、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 。 具有可逆形变的高弹性材料。 纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍。 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但用量不大的精细 高分子材料 18 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 塑料 橡胶 纤维 19 DongguanDongguan University of Technology University of Technology 7.1 高分子材料概述 7.1.2 高分子的分类高分子的分类 粘胶剂 涂料 20 DongguanDongguan University of Technology Universit
