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1、自然科学概论 之高分子材料专题人类发展 材料本质的改变新型金属材料 新型无机非金属材料 纳米材料 高分子材料 功能高分子材料 高性能复合材料无机材料高分子材料材料我们在日常生活中遇到过的有机高分子化合物有哪些？ 高分子化合物 有机高分子 天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等。 合成高分子： 合成纤维、合成树脂、合成橡胶等合成有机高分子材料改变了我们的生活 高分子作为结构材料具有质轻、不腐、不蚀、色彩绚丽等优点， 广泛应用于工农业生产、医疗器械、家用器具、文化体育、娱乐用品 ，儿童玩具等，大大丰富和美化了人们的生活。一座年产8万 吨的合成橡胶 厂相当于145 万亩橡胶园的 年产量。 一座
2、年产万吨 的合成纤维厂 相当于30万亩 棉田或250万头 绵羊的棉毛产 量。 耐高温、耐 腐蚀的塑料 王特氟 隆塑料合成纤维合成橡胶高分子实例：v人肌肉、粘膜、脂肪、皮肤高分子材料科学的历史回顾高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。v1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。v1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得 赛璐珞。v1889年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）发明 人造丝。v1907年，酚醛树脂诞生。v1920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。v19
3、35年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。v30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化 ，PVC（19271937），PVAc（1936），PMMA（ 19271931），PS（19341937），LDPE（1939） 。自由基聚合发展。v高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合 物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。v40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大 批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937） ，丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材 料（1943），ABS（1947），涤纶树脂（19401950 ）。v50年代，Ziegler和
4、Natta发明配位聚合催化剂，制得 高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。v1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创 了高分子结构设计的先河。v50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚 甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965）， 聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。v60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘 、半导体等。功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂 、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分 子液晶等。v80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚
5、合物不 断出现和发展。v新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合 、活性自由基聚合、等离子聚合等等；v新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共 聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物 、含C60聚合物等等。H. Staudinger德国的K. Ziegler和意大利的J. Natta Paul J. Flory The Nobel Prize in Chemistry 1974 美国科学家Heeger, MacDiarmid和日本白川英树高分子的发展方向：通用高分子的高性能化和高分子的多功能化偏光显微镜下的高分子液晶功能高分子电致发光高分子高分子化合物与普通小分子有何不同？（1）小分
6、子：相对分子质量通常不上千， 有明确的数值，通常称为低分子化合物，简称小 分子；如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗 糖等（2）高分子：相对分子质量达几万甚至几 千万，只是一个平均值，通常称为高分子化合物 ，简称高分子，有时，又称高聚物；如：淀粉、 纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂 等相对分子质量大小不同高分子的特点之一：分子量很大常见高分子分子量的范围塑料 MW(104)纤维 MW(104)橡胶 MW(104)低压聚乙烯 630 涤纶 1.82.3 天然橡胶 2040 聚氯乙烯 515尼龙66 1.21.8 丁苯橡胶1520 聚苯乙烯 1030维尼纶 67.5 顺丁橡胶2530 聚
7、碳酸酯 26纤维素 50100 氯丁橡胶1012聚合物的分子量分布曲线分子量聚合物的质量分数高分子的特点之二：分子量不均一结构不同小分子：结构单一高分子：由若干个重复结构单元组成性质有较大差异橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大。线型结构 支链型结构无规共聚物： 在高分子链中不同单体单元的序列分布无规则。两种单元在链中的排列顺序是不能预测的。w在烯类单体自由基共聚合时,通常得到的是无规共 聚物，其性质与相应的均聚物是大不相同的。-A-B-A-A-B-A-B-B-A-A-B-A-B-B-A-B-共聚物交替共聚物：顾名思义，交替共聚物就是A和B两种结构单元在高分子链中交替排列。 w通过特定的烯类聚合
8、能得到交替共聚物，其性能与两类均聚物的性质也大不相同。w-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-嵌段共聚物：高分子链中由一种结构单元链段和另一种结构单元链段相接组成。兼具有两种均聚物的性质。w-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-接技共聚物：v共聚物的主链是一种均聚物，支链是另一种均聚 物称接枝共聚物。可用两类均聚物相互反应生成， 也可由A种均聚物的主链上引人一些可反应的基团， 再接上由B形成的支链构成接枝共聚物。接枝共聚物 的性质是两类均聚物的加合。接枝改性有机高分子天然（棉花、蚕丝、麻）合成合成材料功能高分子材料复合材料塑料合成纤维合成
9、橡胶二.合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花 羊毛 蚕丝 麻合成纤维人造纤维涤纶锦纶 腈纶丙纶维纶 氯纶六大纶三.合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶硅橡胶塑料：前后保险杆、装饰条、车灯、观后镜、安全气囊橡胶：密封条、轮胎、雨刷、纤维：坐垫、脚垫、安全带涂料：涂层高分子在汽车工业的应用胶粘剂：挡风玻璃、电路板v功能高分子之药用高分子时间药物浓度无效区治疗区有毒区AB药物控制释放体系Drug controlled released system高分子载体药长效、靶向和无毒 功能高分子之医用高分子人工骨材料人工关节手术缝合线用PLA类材料v齿科用粘合剂功能高分子之感光性
10、高分子变色材料v光固化涂料、油墨、胶粘剂印刷版印刷电子线路板制作工艺简图清洁,电镀光刻胶(抗蚀剂)曝光显影刻蚀去保护丝印阻焊油墨光固化蘸锡焊接原件成品电子线路板光固化型丝印阻焊油墨光盘制造 CD、VCD、DVD、CD-ROM、CD-R功能高分子之智能高分子高分子之高性能化复合材料：纤维+高分子(1)GFRP玻璃钢应用于体育用品波音757AV8B 鹞式飞机 波音787：环保省油、舒适CFRP在空间站大型结构以及太阳能电池支 架中的应用 v高分子（塑料）污染回收利用、降解高分子可降解高分子材料可降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下,使其化学结构在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终成为可被环境所消纳的高分子材料。 降解高分子生物降解淀粉添加剂天然大分子合成聚合物光降解添加光敏剂型化学合成氧化降解复合降解光生物双降解vThank youv考试时间：13周周一下午2：004：00v考试地点：E阶梯101v考试形式：开卷
