有机高分子材料课件

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1、材料科学与工程导论材料科学与工程导论2011年12月15日有机高分子材料 聚合物的分子运动具有以下特点：聚合物的分子运动具有以下特点：（1 1）运动单元的多重性：）运动单元的多重性： 聚聚合合物物的的分分子子运运动动可可分分小小尺尺寸寸单单元元运运动动（即即侧侧基基、支支链链、链链节节、链段等的运动）和大尺寸单元运动（即整个分子运动）。链段等的运动）和大尺寸单元运动（即整个分子运动）。（2 2）聚合物分子的运动是一个松弛过程：）聚合物分子的运动是一个松弛过程： 在在一一定定的的外外力力和和温温度度条条件件下下，聚聚合合物物从从一一种种平平衡衡状状态态通通过过分分子子热热运运动动达达到到新新的的

2、平平衡衡状状态态过过程程中中，需需要要克克服服运运动动时时运运动动单单元元所所受受到到的的内内摩摩擦擦力力，这这个个克克服服内内摩摩擦擦力力的的过过程程称称为为松松弛弛过过程程。松松弛弛过过程程是是一个缓慢过程。一个缓慢过程。（3 3）聚合物的分子运动与温度有关：）聚合物的分子运动与温度有关： 温温度度升升高高作作用用有有两两个个：增增加加能能量量；使使聚聚合合物物体体积积膨膨胀胀，扩扩大大运运动空间。动空间。 聚合物的分子运动聚合物的分子运动有机高分子材料有机高分子材料 若对某一非晶态聚合物试样施加一恒定外力，观察试若对某一非晶态聚合物试样施加一恒定外力，观察试样在等速升温过程中发生的形变与

3、温度的关系，便得到该样在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该聚合物试样的聚合物试样的温度温度-形变曲线形变曲线。 非晶态聚合物典型的非晶态聚合物典型的温度温度-形变曲线形变曲线如下图，存在两个如下图，存在两个斜率突变区斜率突变区，这两个突变区把，这两个突变区把温度温度-形变曲线形变曲线分为三个区域，分为三个区域，分别对应于分别对应于三种不同的力学状态，三种状态的性能与分子三种不同的力学状态，三种状态的性能与分子运动特征各有不同运动特征各有不同。形形变变温度温度IIIIII非晶态聚合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变有机高分子材料有机高分子材料 在区域在区域I，温度低，

4、链段运动被冻结，温度低，链段运动被冻结，只有侧基、链节、只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力作用下的形，因此聚合物在外力作用下的形变小，具有变小，具有虎克弹性行为：虎克弹性行为：形变在瞬间完成，当外力除去形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为无机玻璃相似，称为玻璃态玻璃态。玻玻璃璃态态温度温度形形变变IIIIII非晶态聚合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变有机高分子材料有机高分子材料 随着温度的升高，链段运动逐渐随着温度的升高，链段

5、运动逐渐“解冻解冻”，形变逐渐增大，形变逐渐增大，当温度升高到某一程度时，当温度升高到某一程度时，链段运动得以充分发展，链段运动得以充分发展，形变发形变发生突变，进入区域生突变，进入区域II，这时即使在较小的外力作用下，也能这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能逐渐恢复原复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能逐渐恢复原状的性能称状的性能称高弹性高弹性，相应的力学状态称，相应的力学状态称高弹态高弹态。温度温度形形变变IIIIII玻玻璃璃态态高弹态高弹态非

6、晶态聚合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变有机高分子材料有机高分子材料 由玻璃态向高弹态发生由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫突变的区域叫玻璃化转变区玻璃化转变区，玻璃态开始向高弹态转变的玻璃态开始向高弹态转变的温度称为温度称为玻璃化转变温度玻璃化转变温度（glass temperature)，以以Tg表示。表示。形形变变温度温度IIIIII玻玻璃璃态态高弹态高弹态玻玻璃璃化化转转变变区区Tg粘流态粘流态粘粘弹弹态态转转变变区区Tf交联聚合物交联聚合物 当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致整个分整个分子链

7、开始整体运动子链开始整体运动，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状称为称为粘流态粘流态。高弹态开始向粘流态转变的温度称为。高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度粘流温度，以，以Tf表示，其表示，其间的形变突变区域称为间的形变突变区域称为粘弹态转变区粘弹态转变区。分子量越大，。分子量越大，Tf越高。交联聚合物由越高。交联聚合物由于分子链间有化学键连接，不能发生相对位移，不出现粘流态。于分子链间有化学键连接，不能发生相对位移，不出现粘流态。 玻璃态玻璃态、高弹态高弹态和和粘流态粘流态称为聚合物的力学三态。称为聚合物的力学三态。非晶态聚

8、合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变有机高分子材料有机高分子材料聚合物力学三态的分子运动单元各不相同：聚合物力学三态的分子运动单元各不相同： 玻玻璃璃态态：温温度度低低，链链段段的的运运动动处处于于冻冻结结，只只有有侧侧基基、链链节节、链链长长、键角等局部运动，形变小；键角等局部运动，形变小； 高弹态高弹态：链段运动充分发展，形变大，可恢复；：链段运动充分发展，形变大，可恢复； 粘流态粘流态：链段运动剧烈，导致分子链发生相对位移，形变不可逆。：链段运动剧烈，导致分子链发生相对位移，形变不可逆。非晶态聚合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变塑料与纤维塑料与纤维: 要

9、求要求Tg 高（较耐热），高（较耐热），Tf 低（加工成型温度不高）低（加工成型温度不高）橡胶：要求橡胶：要求Tg 低（耐寒），低（耐寒）， Tf 高（耐热）高（耐热）一些非晶态高聚物的一些非晶态高聚物的Tg和和Tf值：值：聚氯乙烯聚氯乙烯 Tg =81 Tf =175聚苯乙烯聚苯乙烯 Tg =100 Tf =135天然橡胶天然橡胶 Tg = -73 Tf =122有机高分子材料有机高分子材料四、高分子的性能四、高分子的性能有机高分子材料有机高分子材料1 1弹性弹性 当高聚物的当高聚物的Tg TR (室温室温) TR时，处于玻璃态，可用做塑料。时，处于玻璃态，可用做塑料。 塑料塑料: 要求要求

10、Tg 高（较耐热），高（较耐热），Tf 低（加工成型温度不高）低（加工成型温度不高）聚氯乙烯聚氯乙烯 Tg =81 Tf =175聚苯乙烯聚苯乙烯 Tg =100 Tf =135有机高分子材料有机高分子材料主要指标有机械强度、刚性、冲击强度等。主要影响因素有：主要指标有机械强度、刚性、冲击强度等。主要影响因素有：(1) (1) 平均相对分子质量的增大，有利于增加分子链间的作用平均相对分子质量的增大，有利于增加分子链间的作用力，可使拉伸强度与冲击强度等有所提高。力，可使拉伸强度与冲击强度等有所提高。(2) (2) 极性取代基或链间能形成氢键时，能增加分子链之间的作用极性取代基或链间能形成氢键时，

11、能增加分子链之间的作用力而提高其强度。力而提高其强度。强度：天然橡胶（强度：天然橡胶（M r= 20万）万） 丁苯橡胶（丁苯橡胶（ M r = 45万）万）拉伸强度拉伸强度: 聚氯乙烯聚氯乙烯(含极性基团含极性基团-Cl) 聚乙烯聚乙烯 聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系3 3机械性能机械性能 (3) (3) 适度交联有利于增加分子链之间的作用力。适度交联有利于增加分子链之间的作用力。如聚乙烯交联后，冲击强度可提高如聚乙烯交联后，冲击强度可提高34倍。倍。 有机高分子材料有机高分子材料高聚物通常是很好的绝缘体，可作为绝缘材料。但仍有一部分高聚物通常是很好的绝缘体，可作为绝缘材料。但仍

12、有一部分高分子可以作为半导体，甚至导体。高分子可以作为半导体，甚至导体。 一般高聚物的极性越小，其绝缘性越好。一般高聚物的极性越小，其绝缘性越好。 非极性高聚物：非极性高聚物：分子链节结构对称的高聚物，如聚乙烯，聚四分子链节结构对称的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯等。氟乙烯等。 极性高聚物：极性高聚物：分子链节结构不对称的高聚物，如聚氯乙烯等。分子链节结构不对称的高聚物，如聚氯乙烯等。 例如例如比较下列高聚物的电绝缘性：比较下列高聚物的电绝缘性：聚乙烯，聚乙烯，聚四氟乙烯聚四氟乙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 4 4 4 4电性能电性能电性能电性能聚合物结构与性能的关系聚

13、合物结构与性能的关系有机高分子材料有机高分子材料聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系导电高分子的类型导电高分子的类型离子导电离子导电 存在强极性原子或基团的高分子可以产生导电离子；存在强极性原子或基团的高分子可以产生导电离子；在在合合成成加加工工过过程程中中进进入入高高分分子子材材料料的的催催化化剂剂、添添加加剂剂或或杂杂质引入外来离子导电；质引入外来离子导电；电子导电电子导电例例如如共共轭轭高高分分子子 在在单单分分子子的的主主链链上上形形成成一一个个大大轨轨道道，即所有即所有电子被整个大分子链共用。电子被整个大分子链共用。有机高分子材料有机高分子材料聚合物溶解的两个阶段：聚合物溶解

14、的两个阶段：溶溶胀胀 溶溶剂剂分分子子渗渗入入高高聚聚物物内内部部，使使高高分分子子链链间间产产生生松松动动，并通过溶剂化使高聚物膨胀成凝胶状。并通过溶剂化使高聚物膨胀成凝胶状。 溶溶解解 高高分分子子链链从从凝凝胶胶表表面面逐逐渐渐分分散散进进入入溶溶剂剂中中，最最后后形形成均一的溶液。成均一的溶液。 5. 5. 溶解性溶解性一一般般线线型型（包包括括带带支支链链）的的高高聚聚物物，在在适适当当的的溶溶剂剂中中常常可可以以溶溶解解。如如聚聚苯苯乙乙烯烯（可可制制作作彩彩色色玩玩具具）可可溶溶于于苯苯或或甲甲苯苯，有有机机玻玻璃璃（可可制制作作绘绘图图直直尺尺）可可溶溶于于氯氯仿仿或或丙丙酮酮

15、。但但体体型型高高聚聚时，通常只发生溶胀而不能溶解。时，通常只发生溶胀而不能溶解。聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系有机高分子材料有机高分子材料聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系 高高吸吸水水性性树树脂脂含含有有羟羟基基等等强强亲亲水水基基团团，但但不不溶溶于于水水，在在水水中中只只能能溶溶胀胀，有有惊惊人人的的吸吸水水能能力力。吸吸水水后后成成凝凝胶胶状状，在在加压下，水分也不易挤出来。加压下，水分也不易挤出来。例例如如，由由淀淀粉粉和和聚聚氧氧乙乙烯烯制制成成的的保保水水材材料料，吸吸水水重重量量可可达达自自重重的的46034603倍倍；这这些些高高吸吸水水性性的的树树

16、脂脂已已应应用用于于农农业业保保湿湿大大棚，制作婴儿尿不湿、防止土地荒漠化等。棚，制作婴儿尿不湿、防止土地荒漠化等。 6.6.保水性保水性有机高分子材料有机高分子材料 高高聚聚物物主主要要由由C-CC-C、C-HC-H、C-OC-O等等牢牢固固的的共共价价键键连连接接而而成成，含含活活泼泼的的基基团团较较少少，且且分分子子链链相相互互缠缠绕绕，使使分分子子链链上上不不少少基基团团难难以以参参与反应，因而一般化学稳定性较高。与反应，因而一般化学稳定性较高。 （1 1）化学稳定性）化学稳定性聚合物一般化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，但不耐高温，易老化。聚合物一般化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，但不耐高温，易老

17、化。7 7 7 7稳定性和老化稳定性和老化稳定性和老化稳定性和老化聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系 老老化化是是指指聚聚合合物物在在加加工工、贮贮存存和和使使用用过过程程中中，长长期期受受化化学学、物物理理（热热、光光、电电、机机械械等等）以以及及生生物物（霉霉菌菌）因因素素的的综综合合影影响响，发发生生裂裂解解或或交交联联，导导致致性性能能变变坏坏的的现现象象。例例如如，塑塑料料制制品品变变脆脆、橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。主要有两种过程：橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。主要有两种过程：（2 2 2 2）老化）老化）老化）老化有机高分子材料有机高分子材料降解降解 链断裂，链断

18、裂，M Mr r变小变小 发粘、变软、丧失机械强度。发粘、变软、丧失机械强度。交联交联 线型变体型线型变体型变硬、变脆、丧失弹性。变硬、变脆、丧失弹性。 若若在在高高聚聚物物分分子子链链中中引引入入较较多多的的芳芳环环、杂杂环环结结构构，或或在在主主链链或或支支链链中中引引入入无无机机元元素素（如如硅硅、磷磷、铝铝等等），均均可可提提高高其热稳定性。其热稳定性。 为为了了延延缓缓光光、氧氧、热热对对高高聚聚物物的的老老化化作作用用，通通常常可可在在高高聚聚物物 中中 加加 入入 各各 类类 光光 稳稳 定定 剂剂 、 抗抗 氧氧 剂剂 （ 芳芳 香香 族族 胺胺 类类 如如 二二 苯苯 胺胺

19、和酚类等），或和酚类等），或热稳定剂热稳定剂（如硬脂酸盐等）。（如硬脂酸盐等）。聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系有机高分子材料有机高分子材料五、典型的有机高分子材料五、典型的有机高分子材料有机高分子材料有机高分子材料有机高分子材料、无机材料和金属材料并列为三大材料有机高分子材料、无机材料和金属材料并列为三大材料。p 高高分分子子材材料料由由于于原原料料来来源源丰丰富富易易得得、合合成成加加工工容容易易，适适宜宜于于自自动动化化生生产产，而而且且品品种种多多，功功能能齐齐全全、能能适适应应多多种种需需要要，价价格格便宜便宜等原因，已成为我们日常生活中必不可少的重要材料。等原因，已成为

20、我们日常生活中必不可少的重要材料。有机高分子材料的基本性能及特点有机高分子材料的基本性能及特点p 高高分分子子材材料料与与其其他他材材料料相相比比，具具有有重重量量轻轻（密密度度小小）、易易于于加加工工成成型型（高高弹弹性性和和塑塑性性）、耐耐腐腐蚀蚀、绝绝缘缘性性好好等等特特点点。但但也也普普遍遍存存在在四四个个弱弱点点，即即强强度度不不够够高高，不不耐耐高高温温、易易燃燃烧烧和和易易老老化化。p 按按性性能能和和用用途途分分类类：早早期期的的高高分分子子材材料料主主要要用用作作结结构构材材料料和和绝绝缘缘材材料料, ,如如塑塑料料、纤纤维维、橡橡胶胶、涂涂料料、粘粘合合剂剂等等，而而从从上

21、上一一世世纪纪7070年年代代起起，出出现现了了功功能能高高分分子子材材料料。功功能能高高分分子子材材料料研研究究的迅速发展，更加扩展了高分子材料的应用范围。的迅速发展，更加扩展了高分子材料的应用范围。有机高分子材料有机高分子材料塑料塑料什么是塑料？什么是塑料？塑塑料料一一般般由由有有机机高高分分子子及及增增塑塑剂剂、稳稳定定剂剂、润润滑滑剂剂、着着色色剂剂等添加剂等添加剂组成，它的主要成分是组成，它的主要成分是有机高分子化合物有机高分子化合物。u 有机有机高分子化合物是塑料的主要组成部分，决定塑料的类高分子化合物是塑料的主要组成部分，决定塑料的类型及基本性能。型及基本性能。u 添加剂添加剂改

22、进性能改进性能 固化剂：促进交联固化剂：促进交联体型网状结构更坚硬，稳定体型网状结构更坚硬，稳定 增塑剂：提高树脂的可塑性和柔软性增塑剂：提高树脂的可塑性和柔软性 稳定剂：防止受热，光作用而过早老化稳定剂：防止受热，光作用而过早老化 润滑剂：防止成型过程中粘模润滑剂：防止成型过程中粘模 着色剂：着色着色剂：着色 阻燃剂：阻燃阻燃剂：阻燃有机高分子材料有机高分子材料产量大，价格低，日常生活中应用范围广的塑产量大，价格低，日常生活中应用范围广的塑料。料。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。脂等。塑料的类型塑料的类型1.1.根据塑料制品的用途可分为根据塑料制

23、品的用途可分为: :综综合合工工程程性性能能（机机械械性性能能，耐耐热热耐耐寒寒性性能能，耐耐蚀蚀性性和和绝绝缘缘性性等等）良良好好，能能用用于于制制造造各各种种工工程程结结构构材材料料的的塑塑料料。主主要要有有聚聚碳碳酸酸酯酯、聚聚酰酰胺胺、ABS塑料等。塑料等。具具有有特特殊殊功功能能和和特特殊殊用用途途的的塑塑料料，如如可可在在较较高高温温度度下下工工作作，耐耐蚀蚀，不不燃燃等等。主主要要有有氟氟塑塑料料、硅塑料、环氧树脂等。硅塑料、环氧树脂等。通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料特殊塑料特殊塑料有机高分子材料有机高分子材料在加工过程中，在加工过程中，一般只发生物理变化一般只发生物理变化；可

24、反复；可反复加工，多次使用，受热变为塑性体，成型后冷加工，多次使用，受热变为塑性体，成型后冷却又变硬定型，若再受热还可改变形状重新成却又变硬定型，若再受热还可改变形状重新成型的塑料。例如聚乙烯型的塑料。例如聚乙烯 、聚氯乙烯等。、聚氯乙烯等。在成型过程中在成型过程中发生化学变化发生化学变化，利用塑料在受热，利用塑料在受热时可流动的特征而成型，并延长时间，使其发时可流动的特征而成型，并延长时间，使其发生化学反应而成为不熔不溶的网状分子结构，生化学反应而成为不熔不溶的网状分子结构，并固化定型而形成的塑料。例如酚醛树脂等。并固化定型而形成的塑料。例如酚醛树脂等。热塑性塑料热塑性塑料（线型）（线型）热

25、固性塑料热固性塑料（体型）（体型）2.2.根据塑料受热特性可分为：根据塑料受热特性可分为：塑料的类型塑料的类型热塑性塑料固态时的线型结构热塑性塑料固态时的线型结构热固性塑料硬化后的体型结构热固性塑料硬化后的体型结构有机高分子材料有机高分子材料结构式结构式: :性能：性能：化化学学性性质质非非常常稳稳定定，吸吸水水性性低低，无毒，受热易老化无毒，受热易老化 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)高密度聚乙烯高密度聚乙烯（支链较少，结晶度高）（支链较少，结晶度高）性能性能 ：较刚硬，耐磨，耐蚀，绝缘性较好。较刚硬，耐磨，耐蚀，绝缘性较好。应用应用 ：塑料管，板，绳及承载不高的零件。：塑料管，板，绳及承载不高

26、的零件。低密度聚乙烯低密度聚乙烯性能：质地柔软。性能：质地柔软。应应用用：日日用用工工业业品品，包包括括食食品品包包装装袋袋、各各种种饮水瓶、容器、玩具饮水瓶、容器、玩具及包覆电缆等。及包覆电缆等。保鲜膜保鲜膜吹塑成型的聚乙烯薄膜吹塑成型的聚乙烯薄膜有机高分子材料有机高分子材料结构式结构式: :性能：性能：强极性，刚度和强度比聚乙烯高强极性，刚度和强度比聚乙烯高聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC)PVC)硬硬PVC 性性能能 ：比比重重小小，抗抗拉拉强强度度较较好好，良良好好的的耐水、耐油、耐化学用品浸蚀性能。耐水、耐油、耐化学用品浸蚀性能。应用：化工及纺织工业管道，排污塔等。应用：化工及纺织工业管道

27、，排污塔等。软软PVCPVC （添加增塑剂）（添加增塑剂）性能性能 ：质地柔软，富有弹性。：质地柔软，富有弹性。应应用用：农农用用、工工用用薄薄膜膜，桌桌布布、窗窗帘帘、雨雨伞伞、包包装装袋袋（不不能能包包装装食食品品）；还还可可做凉鞋、拖鞋及布鞋的塑料底等做凉鞋、拖鞋及布鞋的塑料底等有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：突突出出的的耐耐磨磨性性和和自自润润滑滑性性能能；韧韧性性很很好好，强强度度较较高高，耐耐蚀蚀性性好好（耐耐水水、油油、一一般般溶溶剂剂、化化学学药药剂剂），抗抗霉霉，抗抗菌菌，无无毒毒；成成型型性性能能好好。耐耐热热性性不不高高（100100）；导热性差，吸水性高。）；导

28、热性差，吸水性高。用途：用途：耐耐磨磨，耐耐蚀蚀的的承承载载转转动动零零件件（齿齿轮轮，轴轴承承，螺螺钉钉和和螺螺母母等等小小型型零零件件）；尼尼龙龙布布、尼尼龙龙绳绳及及医医用用消消毒容器等。毒容器等。结构式结构式: :聚酰胺（聚酰胺（PAPA）尼龙尼龙尼龙耐磨零件尼龙耐磨零件尼尼龙龙螺螺母母有机高分子材料有机高分子材料结构式结构式: :用途：用途：高温环境中化工设备的密封零件，无油润滑条件下作轴承、活塞等，电缆高温环境中化工设备的密封零件，无油润滑条件下作轴承、活塞等，电缆绝缘材料，生活用品如不沾锅内壁就涂有聚四氟乙烯。绝缘材料，生活用品如不沾锅内壁就涂有聚四氟乙烯。聚四氟乙烯（聚四氟乙烯

29、（F-4F-4）塑料王塑料王氟塑料氟塑料 聚氟乙烯（聚氟乙烯（F-1F-1）；）； 聚偏氟聚偏氟乙烯（乙烯（F-2F-2）；聚三氟氯乙烯（）；聚三氟氯乙烯（F-3F-3）；）；聚聚四氟乙烯（四氟乙烯（F-4F-4，塑料王），塑料王）性性能能：耐耐高高、低低温温，电电绝绝缘缘性性能能好好；耐耐腐腐蚀蚀和和耐耐老老化化；吸吸水水性性和和摩摩擦擦系系数数低低，尤尤以以F-4最为突出。最为突出。F-4F-4塑塑料料王王：可可在在-180-180260260内内长长期期使使用用；耐耐沸沸腾腾的的王王水水；摩摩擦擦系系数数低低；不粘水、不吸水；是目前介电常数最小的固体绝缘材料。不粘水、不吸水；是目前介电常

30、数最小的固体绝缘材料。有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：一一定定的的强强度度和和硬硬度度，耐耐磨磨性性好好；绝绝缘缘性性良良好好（击击穿穿电电压压不不小小于于10KV10KV）, ,耐耐热性较高，耐蚀性良好；性脆，不耐碱。热性较高，耐蚀性良好；性脆，不耐碱。结构式结构式: :用途：用途：电电讯讯器器材材及及电电木木制制品品（线线路路板板、插插头头、开开关关、电电话话机机、仪仪表表盒盒）；日日用用品（不能用作食物器皿）等品（不能用作食物器皿）等 。酚醛树脂（酚醛树脂（PFPF） 电木电木+催化剂催化剂 OHnOnHCH+nH2O OHCH2nCH2OHCH2OH有机高分子材料有机高分子材料

31、性能：性能：其其透透明明性性在在现现有有高高聚聚物物中中是是最最好好的的，比比无无机机玻玻璃璃还还高高，透透光光率率达达92%92%，而而密密度度只只有有后后者者的的一一半半；力力学学性性能能比比普普通通玻玻璃璃高高得得多多。缺缺点点是是耐耐磨磨能能差差，表表面面硬硬度度较较低低；由由于于导导热热性性差差和和线线膨膨胀胀系系数数大，易在表面或内部产生微裂纹；易溶于有机溶剂等。大，易在表面或内部产生微裂纹；易溶于有机溶剂等。结构式结构式:用途：用途：广广泛泛用用于于航航空空、医医疗疗、仪仪表表、光光学学等等领领域域，制制作作舷舷窗窗、仪仪表表外壳、光学元件等。外壳、光学元件等。聚甲基丙烯酸甲酯（

32、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA） 有机玻璃有机玻璃有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：优优良良的的综综合合性性能能：坚坚硬硬、耐耐高高温温；良良好好的的机机械械性性能能、冲冲击击韧韧性突出；透明度高；电绝缘性优良。性突出；透明度高；电绝缘性优良。用途：用途：用用于于机机械械工工业业中中制制造造受受载载不不大大但但冲冲击击韧韧性性和和尺尺寸寸稳稳定定性性要要求求较较高高的的零零件件；绝绝缘缘件件；电电子子仪仪器器仪仪表表的的壳壳体体；汽汽车车等等透透明明窗窗的的玻玻璃，荧光灯罩，帽盔等。璃，荧光灯罩，帽盔等。结构式结构式: :聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC） 透明金属透明金属分子链上既有刚

33、性的苯环，又有分子链上既有刚性的苯环，又有柔性的醚键。柔性的醚键。有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：兼兼有有其其组组成成物物“硬硬、韧韧、刚刚”的的混混合合特特点点，综综合合力力学学性性能能良良好好，- - 4040低低温温仍仍有有一一定定的的机机械械强强度度；尺尺寸寸稳稳定定，耐耐热热和和耐耐蚀性较好；容易电镀，易于成型。蚀性较好；容易电镀，易于成型。用途：用途：用用于于机机械械工工业业制制造造齿齿轮轮、轴轴承承、管管道道等等；电电器器如如电电视视机机、冰冰箱箱、洗衣机等的外壳，汽车零部件、小轿车车身等。洗衣机等的外壳，汽车零部件、小轿车车身等。结构式结构式: :聚丙烯腈聚丙烯腈- -

34、丁二烯丁二烯- -苯乙烯苯乙烯(ABS(ABS塑料塑料) )有机高分子材料有机高分子材料橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。 天然橡胶化学组成是天然橡胶化学组成是聚异戊二烯，聚异戊二烯，自然界有自然界有顺式顺式与与反式反式两种两种构型，它们的结构简式分别为：构型，它们的结构简式分别为：顺式顺式 反式反式 1.1.天然橡胶天然橡胶顺反异构顺反异构橡胶橡胶有机高分子材料有机高分子材料（1）分子链的柔顺性较好）分子链的柔顺性较好 （2）分子链间仅有较弱的作用力）分子链间仅有较弱的作用力 （3）分子链中一般含有容易进行交联的基团（如含不饱和双键）分子链中一般含有容易进行交联的基

35、团（如含不饱和双键） 人人们们仿仿造造天天然然橡橡胶胶的的结结构构，合合成成了了各各种种各各样样的的合合成成橡橡胶胶。合合成成橡橡胶胶在在某某些些性性能能上上往往往往优优于于天天然然橡橡胶胶，例例如如耐耐磨磨、耐耐油油、耐耐寒寒等等方方面面。合合成成橡橡胶胶可可分分为为通通用用橡橡胶胶和和特特种种橡橡胶胶。通通用用橡橡胶胶用用量量较较大大，例例如如丁丁苯苯橡橡胶胶占占合合成成橡橡胶胶产产量量的的6060；其其次次是是顺顺丁丁橡橡胶胶，占占1515；此此外外还还有有氯氯丁丁橡橡胶胶、乙乙丙丙橡橡胶胶等等，它它们们都都属属通通用用橡胶。橡胶。2. 2. 合成橡胶合成橡胶顺式聚异戊二烯顺式聚异戊二烯

36、适合做橡胶，其分子结构具有三个特点：适合做橡胶，其分子结构具有三个特点： 橡胶橡胶有机高分子材料有机高分子材料 生生橡橡胶胶中中混混入入硫硫后后加加热热，使使硫硫原原子子与与橡橡胶胶的的长长链链状状分分子子产产生生横横向向的的连连结结，即即交交联联成成网网状状分分子子，加加强强机机械械性性能能（强强度度、硬硬度度）等等性性能能，以以及及对对化化学学物物品品的的抵抵抗抗能能力力，使使其其变变得得更更有有使用价值。使用价值。橡胶的硫化橡胶的硫化有机高分子材料有机高分子材料橡胶结合硫的比率称为橡胶结合硫的比率称为加硫系数。加硫系数。软橡胶软橡胶：加硫系数为：加硫系数为5%左右之橡胶，柔软而有弹性；左

37、右之橡胶，柔软而有弹性；硬橡胶硬橡胶：加硫系数：加硫系数30%以上会变得坚硬于缺少弹性。以上会变得坚硬于缺少弹性。 但但大大部部份份的的橡橡胶胶硫硫化化都都不不太太完完全全，里里面面还还含含有有许许多多未未硫硫化化的的硫硫，这这些些硫硫会会慢慢慢慢跟跟橡橡胶胶分分子子产产生生键键结结，时时间间愈愈久久橡橡胶胶的的硫硫化程度就愈高，这也就是为什么橡胶放久了会变硬的原因。化程度就愈高，这也就是为什么橡胶放久了会变硬的原因。 “硫硫化化”一一词词有有其其历历史史性性，因因最最初初的的天天然然橡橡胶胶制制品品用用硫硫磺磺作作交交联联剂剂进进行行交交联联而而得得名名，随随着着橡橡胶胶工工业业的的发发展展

38、，现现在在可可以以用用多多种种非非硫硫磺磺交交联联剂剂进进行行交交联联。因因此此硫硫化化的的更更科科学学的的意意义义应应是是“交交联联”，即即线线性性高高分分子子通通过过交交联联作作用用而而形形成成的的网网状状高高分分子子的的工工艺艺过程。过程。橡胶的硫化橡胶的硫化有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：耐水，耐老化性能，特别是耐磨性和气密性好。缺点是不耐耐水，耐老化性能，特别是耐磨性和气密性好。缺点是不耐油和有机溶剂，抗撕强度小。油和有机溶剂，抗撕强度小。 结构式结构式: :用途：用途：为为合合成成橡橡胶胶中中最最大大的的品品种种（约约占占60%60%），广广泛泛用用于于制制造造汽汽车车轮胎

39、，皮带等；与天然橡胶共混可作密封材料和电绝缘材料。轮胎，皮带等；与天然橡胶共混可作密封材料和电绝缘材料。丁苯橡胶丁苯橡胶有机高分子材料有机高分子材料性能：性能：弹弹性性、耐耐老老化化性性和和耐耐低低温温性性、耐耐磨磨性性，都都超超过过天天然然橡橡胶胶；缺点是抗撕裂能力差，易出现裂纹。缺点是抗撕裂能力差，易出现裂纹。结构式结构式: :用途：用途：为为合合成成橡橡胶胶的的第第二二大大品品种种（约约占占15%15%），大大约约60%60%以以上上用用于于制制造轮胎造轮胎 顺丁橡胶顺丁橡胶有机高分子材料有机高分子材料其它种类的橡胶其它种类的橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶制制造造运运输输带带、防防毒毒面面具具，电

40、缆外皮、轮胎等电缆外皮、轮胎等 可可用用于于医医用用材材料料，如如导导管管，引引流流管管，静静脉脉插插管管，人造器管等人造器管等硅橡胶硅橡胶硅橡胶硅橡胶用用作作机机械械上上的的垫垫圈圈以以及及制制备备汽车等上面需要耐油的零件汽车等上面需要耐油的零件 丁腈橡胶丁腈橡胶有机高分子材料有机高分子材料纤维纤维 天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维 合成纤维合成纤维 棉花、羊毛、蚕丝、麻等棉花、羊毛、蚕丝、麻等再生人造再生人造纤维纤维再生纤维再生纤维素纤维和素纤维和纤维素酯纤维素酯纤维等纤维等用低分子化合物为原料，通过用低分子化合物为原料，通过化学合成和机械加工而制得的化学合成和机械加工而制得的均匀线条或丝

41、状高聚物。均匀线条或丝状高聚物。有强有强度高、弹性好、耐磨、耐化学度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等特点，但吸腐蚀和不怕虫蛀等特点，但吸水性和透气性不如天然纤维水性和透气性不如天然纤维，例如锦纶、涤纶、腈纶等。例如锦纶、涤纶、腈纶等。以天然高分子化合以天然高分子化合物为原料，经化学物为原料，经化学处理和机械加工制处理和机械加工制得的纤维。得的纤维。纤维纤维有机高分子材料有机高分子材料产量最大的合成纤维，大约产量最大的合成纤维，大约90%作为衣料用。作为衣料用。聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯( ( ( (涤纶、的确凉涤纶、的确凉涤纶、的确

42、凉涤纶、的确凉) ) ) )合成纤维合成纤维聚己二酰己二胺纤维（锦纶聚己二酰己二胺纤维（锦纶6666，尼龙，尼龙6666）约一半作衣料用，一半用于工业生产。约一半作衣料用，一半用于工业生产。聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维( (腈纶、人造羊毛腈纶、人造羊毛) )大约大约70%作衣料用，用于工业生作衣料用，用于工业生产的只占产的只占5%左右左右 。有机高分子材料有机高分子材料六、高分子回收与再利用六、高分子回收与再利用有机高分子材料有机高分子材料高分子回收及再利用的基本意义：高分子回收及再利用的基本意义：v 解决了环境污染问题解决了环境污染问题 由于高分子的化学稳定性好，难以分解，日积月累，会污由于高分

43、子的化学稳定性好，难以分解，日积月累，会污染环境、危害生态。染环境、危害生态。v 充分利用自然资源充分利用自然资源 高分子的回收、利用包括：高分子的回收、利用包括： v 再生利用和改性利用再生利用和改性利用v 热分解回收化工原料热分解回收化工原料 v 焚烧回收热能焚烧回收热能 v 掩埋处理掩埋处理 v 光降解和微生物降解光降解和微生物降解 高分子的回收及再利用高分子的回收及再利用有机高分子材料有机高分子材料 从从上上世世纪纪6060年年代代开开始始，塑塑料料( (主主要要指指聚聚乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯) )进进入入广广泛泛实实用用阶阶段段。由由于于塑塑料料具

44、具有有很很多多优优点点：它它取取材材容容易易，价价格格低低廉廉，加加工工方方便便，质质地地轻轻巧巧，因因此此塑塑料料一一问问世世，便便深深受受欢欢迎迎，它它迅迅速速渗渗入入到到社社会会生生活活的的方方方方面面面面，塑塑料料被被制制成成碗碗、杯杯、袋袋、盆盆、桶桶、管管等等。创创造造了了巨巨大大的的社社会会和和经经济济效效益益。塑塑料料被被列列为为2020世世纪纪最最伟伟大的发明之一，塑料的普及被誉为大的发明之一，塑料的普及被誉为白色革命白色革命。 随随着着塑塑料料产产量量不不断断增增大大，成成本本越越来来越越低低，我我们们用用过过的的大大量量农农用用薄薄膜膜、包包装装用用的的塑塑料料袋袋和和一

45、一次次性性塑塑料料餐餐具具在在使使用用后后被被抛抛弃弃在在环环境境中中，给给景景观观和和环环境境带带来来很很大大破破坏坏。由由于于塑塑料料包包装装物物大大多多呈呈白白色色，它它们们造造成成的的环环境境污污染染被被称称为为白色污染白色污染。塑料的贡献与白色污染塑料的贡献与白色污染有机高分子材料有机高分子材料视视觉觉污污染染指指的的是是塑塑料料袋袋、盒盒、杯杯、碗碗等等散散落落在在环环境境中中，给给人人们的视觉带来不良刺激，影响环境的美感。们的视觉带来不良刺激，影响环境的美感。白色污染的潜在危害则是多方面的。白色污染的潜在危害则是多方面的。 （1 1）一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们

46、的身）一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们的身体健康。体健康。 （2 2）使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长。）使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长。（3 3）填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。由于塑）填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。由于塑料膜密度小、体积大，它能很快填满场地，降低填埋场地处理垃料膜密度小、体积大，它能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力；而且，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、圾的能力；而且，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及

47、周围环境。（4 4）把废塑料直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污）把废塑料直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污染。染。白色污染存在的两种危害：白色污染存在的两种危害：视觉污染和潜在危害视觉污染和潜在危害白色污染的危害白色污染的危害有机高分子材料有机高分子材料（1 1）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。（2 2）回回收收废废塑塑料料并并使使之之资资源源化化是是解解决决白白色色污污染染的的根根本本途途径径。近近年年来来，一一些些国国家家大大力力开开展展3R运运动动：即即要要求求做做到到废废塑塑料料的的减减量量化（化（Reduce）、再利用（）、再利用（R

48、euse）和再循环（）和再循环（Recycle）。）。（3）加加强强环环保保宣宣传传，提提高高公公民民的的环环保保意意识识，在在社社会会上上形形成成良良好好的的环环保保氛氛围围，是是解解决决白白色色污污染染及及其其他他各各种种形形式式污污染染的的前前提。提。（4 4）研研究究开开发发降降解解塑塑料料。降降解解塑塑料料有有三三类类：光光降降解解塑塑料料、生物降解塑料及双降解塑料。生物降解塑料及双降解塑料。白色污染的防治：白色污染的防治： 一靠法律二靠科学一靠法律二靠科学有机高分子材料有机高分子材料淀粉的优点在于：淀粉的优点在于：它是无毒的；它是无毒的；制制造造淀淀粉粉的的原原料料来来自自农农业业，来来源源丰丰富富，价价格格低廉；低廉；淀淀粉粉是是一一种种很很容容易易降降解解的的化化合合物物，能能通通过过右右图图所所示示过过程程降降解解，最最终终的的产产物物是是无无毒毒、无无害害、安全性极高的葡萄糖。安全性极高的葡萄糖。 可降解塑料可降解塑料淀粉塑料淀粉塑料有机高分子材料有机高分子材料Thank you for your attention!有机高分子材料