高分子材料概述

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1、高分子材料概述高分子材料概述主要内容 第一节 材料和高分子材料1 第二节 高分子材料分类2 第三节 高分子材料的相关概念、术语3 第四节 高分子材料的性能452 第五节 高分子材料的研究方法第一节 材料和高分子材料v材料、能源和信息材料、能源和信息作为科学技术的三大支柱促进了社会的发展。作为科学技术的三大支柱促进了社会的发展。v材料是工业发展的基础，是一个国家科学技术水平、经济发展水材料是工业发展的基础，是一个国家科学技术水平、经济发展水平和人民生活水平的重要平和人民生活水平的重要标志，也是一个时代的重要标志。标志，也是一个时代的重要标志。人类社会发展史回顾人类社会发展史回顾石器时代石器时代青

2、铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代非金属材料非金属材料时代时代复合材料和功复合材料和功能材料时代能材料时代v人类社会的发展史就是一部材料的发展史。人类社会的发展史就是一部材料的发展史。第一节 材料和高分子材料金属材料无机非金属材料有机高分子材料材料分为三大类材料分为三大类材料分为三大类材料分为三大类第一节 材料和高分子材料 金属材料金属材料长盛不衰长盛不衰 从神秘的形状记忆合金到未来能源材料之星储氢合金从神秘的形状记忆合金到未来能源材料之星储氢合金 古老的陶瓷古老的陶瓷旧貌换新颜旧貌换新颜 从一个古老的材料王国到现代无机材料的再度辉煌。从一个古老的材料王国到现代无机材料的再度辉煌。 威力无比的

3、先进结构陶瓷到奇妙无穷的功能陶瓷。威力无比的先进结构陶瓷到奇妙无穷的功能陶瓷。 年轻的高分子材料年轻的高分子材料千姿百态千姿百态 20世纪新兴的材料王国现代生活的高分子材料世纪新兴的材料王国现代生活的高分子材料 功能高分子各显神通功能高分子各显神通 先进的复合材料先进的复合材料巧夺天工巧夺天工 新型功能材料新型功能材料人类文明进步的阶梯人类文明进步的阶梯 生物材料、信息材料、环境材料、纳米材料、能源和智能材料生物材料、信息材料、环境材料、纳米材料、能源和智能材料第一节 材料和高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料普通塑料普通塑料普通塑

4、料普通塑料第一节 材料和高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料工程塑料工程塑料工程塑料工程塑料第一节 材料和高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料橡胶橡胶橡胶橡胶第一节 材料和高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料现代生活中的高分子材料纤维纤维纤维纤维第一节 材料和高分子材料高高分分子子材材料料在在高高科科技技领领域域应应用用广广泛泛第一节 材料和高分子材料v 高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。v 1839年，美国人Goody

5、ear发明硫化橡胶。v 1868年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。v 1893年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。v 1907年，第一个合成高分子酚醛树脂诞生。v 1920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。1953年获诺贝尔化学奖。高分子材料发展简史高分子材料发展简史橡橡树树之之泪泪第一节 材料和高分子材料v1935年，Carothers发明尼龙66，1938年工业化。v30年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，PVC, PMMA, PS, PVAc, LDPE。 v40

6、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, 丁腈橡胶, 丁基橡胶, 有机氟材料, 涤纶树脂, ABS。ABS树脂（丙烯腈树脂（丙烯腈-苯乙烯苯乙烯-丁二烯共聚物，丁二烯共聚物，ABS是是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母缩写）是一种强度的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。高分子材料发展简史高分子材料发展简史第一节 材料和高分子材料v50年代，Ziegler和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。1963年， Z

7、iegler和 Natta分享诺贝尔化学奖。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）。高分子材料发展简史第一节 材料和高分子材料v60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。 v特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。v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年代后，新结构的聚

8、合物有：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、含富勒烯(C60)聚合物等等。高分子材料发展简史为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献，为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献，2000年，日本科学家年，日本科学家白川英树（白川英树（H.Shirakawa）、美国科学家黑格（）、美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔）和麦克迪尔米德（米德（A.G.MacDiarmid）分享诺贝尔化学奖。）分享诺贝尔化学奖。DSMInnovationCenter FromfossilfuelbasedpolymerintroductionsFromfossilfuelba

9、sedpolymerintroductionsSlide based on1881年年3月月23日生于德国莱因兰日生于德国莱因兰法耳次法耳次州的沃尔姆斯；州的沃尔姆斯；1907年毕业于施特拉斯堡大学，获博士学年毕业于施特拉斯堡大学，获博士学位。位。同年聘为卡尔斯鲁厄工业大学副教授。同年聘为卡尔斯鲁厄工业大学副教授。19121912年于苏黎世工业大学任为化学教授。年于苏黎世工业大学任为化学教授。 1920年，发表年，发表“论聚合反应论聚合反应”的论文，提的论文，提出高分子的概念；出高分子的概念； 1932年，出版划时代的巨著年，出版划时代的巨著高分子有高分子有机化合物机化合物 1953年获诺贝尔

10、化学奖；年获诺贝尔化学奖； 1965年年9月月8日在弗赖堡逝世，终年日在弗赖堡逝世，终年84岁。岁。第一节 材料和高分子材料施陶丁格尔小传施陶丁格尔小传(HermannStaudinger)(18811965)KarlZiegler(1903-1979)GiulioNatta(1898-1973)K.Ziegler（德国）（德国）,G.Natta（意大利）（意大利）（1963年诺贝尔奖得主）年诺贝尔奖得主）第一节 材料和高分子材料 50年代，年代，Ziegler和和Natta发明发明配位聚合配位聚合催化剂催化剂，制得，制得高密度高密度PE和有和有规规PP，低级烯，低级烯烃得到利用。烃得到利用。

11、 Ziegler和和Natta创造了聚烯烃塑料的新纪元创造了聚烯烃塑料的新纪元第一节 材料和高分子材料P.J.PaulJohnFlory(19101985)美国高分子科美国高分子科学家。学家。1934年在俄亥俄州州年在俄亥俄州州立大学获物理化学博士学位，立大学获物理化学博士学位，后任职于杜邦公司，进行高分后任职于杜邦公司，进行高分子基础理论研究。子基础理论研究。1948年在年在康奈尔大学任教授。康奈尔大学任教授。1957年年任梅隆科学研究所执行所长。任梅隆科学研究所执行所长。1961年任斯坦福大学化学系年任斯坦福大学化学系教授，教授，1975年退休。年退休。1953年年当选为美国科学院院士。当

12、选为美国科学院院士。弗洛里在弗洛里在高分子物理化学高分子物理化学方面的贡献，几乎遍及各个领方面的贡献，几乎遍及各个领域。他是实验家又是理论家，域。他是实验家又是理论家，是高分子科学理论的主要开拓是高分子科学理论的主要开拓者和奠基人之一。者和奠基人之一。（1974年诺贝尔奖）年诺贝尔奖）forhisfundamentalachievements,boththeoreticalandexperimental,inthephysicalchemistryofthemacromolecules第一节 材料和高分子材料Hideki Shirakawa(1936 )Alan J. Heeger(1936

13、)Alan G. MacDiarmid(1927 )（2000年诺贝尔奖得主）年诺贝尔奖得主）H.Shirakawa白川英树白川英树(日本日本),AlanG.MacDiarmid(美国美国),AlanJ.Heeger(美国美国)：对导电聚合物的发现和发展。对导电聚合物的发现和发展。2005NobelChemistryPrize:Grubbs,Schrock,AFranceScientistinIndustryContribution:MAOcatalysts第一节 材料和高分子材料我国近代高分子科学的发展我国近代高分子科学的发展v我国高分子研究起步于我国高分子研究起步于50年代初，年代初，唐敖

14、庆唐敖庆于于1951年，发表年，发表了首了首篇高分子科学论文。篇高分子科学论文。v长春应化所长春应化所1950年开始合成橡胶工作（年开始合成橡胶工作（王佛松，沈之荃王佛松，沈之荃）；）；v冯新德冯新德50年代在北京大学开设高分子化学专业。年代在北京大学开设高分子化学专业。v何炳林何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。v钱人元钱人元于于1952年在应化所建立了高分子物理研究组，开展了高年在应化所建立了高分子物理研究组，开展了高分子溶分子溶液性质研究。液性质研究。v钱保功钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘弹性和辐射化学的研究。年代初在

15、应化所开始了高聚物粘弹性和辐射化学的研究。v徐僖徐僖先生先生50年初成都工学院（四川大学）开创了塑料工程专业。年初成都工学院（四川大学）开创了塑料工程专业。v王葆仁王葆仁先生先生1952年上海有机所建立了年上海有机所建立了PMMA、PA6研究组研究组高分子高分子工程工程高分子高分子物理物理高分子高分子化学化学高分子科学高分子科学高分子高分子科学科学研究高分子化合物研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工

16、程几个领域。分子物理、高分子工程几个领域。高高 分分 子子 化化 学学 有机化学有机化学物理化学物理化学聚合反应工程聚合反应工程聚合物成型加工聚合物成型加工材料力学材料力学流体力学流体力学.无机化学无机化学分析化学分析化学物物 理理高分子科学高分子科学高分子工程高分子工程高分子科学及相关学科高分子科学及相关学科高高 分分 子子 物物 理理高分子化学、高分子物理和高分子工艺学高分子化学、高分子物理和高分子工艺学构成了一个完整构成了一个完整的体系，基本理论已经形成，研究方法已经建立，成为高的体系，基本理论已经形成，研究方法已经建立，成为高分子材料的开发、生产和应用的基石。分子材料的开发、生产和应用

17、的基石。第一节 材料和高分子材料高分子材料的应用高分子材料的应用高分子材料遍及各行各业，各个领域：包装、农林牧渔高分子材料遍及各行各业，各个领域：包装、农林牧渔、建筑、电子电气，交通运输、家庭日用、机械、化工、建筑、电子电气，交通运输、家庭日用、机械、化工、纺织、医疗卫生、玩具、文教办公、家具等等。纺织、医疗卫生、玩具、文教办公、家具等等。v农用塑料：农用塑料：薄膜薄膜灌溉用管。灌溉用管。v建筑工业：建筑工业：给排水管给排水管PVC、HDPE塑料门窗塑料门窗涂料油漆涂料油漆复合地板、家具人造木材、地板复合地板、家具人造木材、地板PVC天花板。天花板。v包装工业：包装工业：塑料薄膜：塑料薄膜：P

18、E、PP、PS、PET、PA等等中空容器：中空容器：PET、PE、PP等等泡沫塑料：泡沫塑料：PE、PU等。等。v汽车工业：塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫汽车工业：塑料件、仪表盘、保险机、油箱内饰件、坐垫等。等。v军工工业：飞机和火箭固体燃料（低聚物）、复合纤维等。军工工业：飞机和火箭固体燃料（低聚物）、复合纤维等。高分子材料的应用高分子材料的应用第一节 材料和高分子材料v电气工业电气工业：绝缘材料（导热性、电阻率）等、导电高分子；绝缘材料（导热性、电阻率）等、导电高分子；电子：通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话；电子：通讯光纤、电缆、电线、光盘、手机、电话；家用电器：外壳、内胆

19、（电视、电脑、空调）等。家用电器：外壳、内胆（电视、电脑、空调）等。v医疗卫生中的应用：医疗卫生中的应用：人工心脏、人工脏器、人工肾人工心脏、人工脏器、人工肾（PU）、人工肌肉、输液、人工肌肉、输液管、人工肌肉、输液管、血袋、注射器、可溶缝合线等。管、人工肌肉、输液管、血袋、注射器、可溶缝合线等。v防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。如水管阀门（防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。如水管阀门（PTFE）：）：230260长期工作，适合温度高腐蚀严重的产品。长期工作，适合温度高腐蚀严重的产品。v功能高分子：离子交换树脂、高分子分离膜、高吸水性树脂、光刻胶、感光功能高分子：离子交换树脂、高分子分离膜、

20、高吸水性树脂、光刻胶、感光树脂、医用高分子、液晶高分子、高导电高分子、电致发光高分子等。树脂、医用高分子、液晶高分子、高导电高分子、电致发光高分子等。高分子材料的应用高分子材料的应用第二节 高分子材料的分类天然高分子材料天然高分子材料改性的天然高分子材料改性的天然高分子材料合成高分子材料合成高分子材料一一一一按来源分按来源分按来源分按来源分改性合成高分子材料改性合成高分子材料为了获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，除基本组分聚合为了获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，除基本组分聚合物之外，还要添加各种添加剂，因此严格地说，高分子化合物与高分子材物之外，还要添加各种添加剂，因此严格地

21、说，高分子化合物与高分子材料的涵义是不同的。料的涵义是不同的。第二节 高分子材料的分类1碳链聚合物碳链聚合物：指高分子化合物的的主链指高分子化合物的的主链2完全由碳原子组成，绝大部分聚烯烃及其衍生物完全由碳原子组成，绝大部分聚烯烃及其衍生物3都属于此类。都属于此类。2杂链聚合物杂链聚合物：杂链聚合物是指大分子主链杂链聚合物是指大分子主链3中除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。常中除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。常4见的杂环聚合物有聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、见的杂环聚合物有聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、5聚硫橡胶、聚砜等。聚硫橡胶、聚砜等。3元素有机聚合物元素有机聚合物：指大分子主链中没有指

22、大分子主链中没有4碳原子，主要由硅、硼、铝、氧、硫、磷等原子碳原子，主要由硅、硼、铝、氧、硫、磷等原子5组成。典型的例子是有机硅橡胶。组成。典型的例子是有机硅橡胶。二二二二 按主链结构分按主链结构分按主链结构分按主链结构分 材料的组成及各成分之间的配比从根本上保证了制品的性能，作为主要成分的高分子化合物对制品的性能起主宰作用。第二节 高分子材料的分类重要的碳链化合物重要的碳链化合物第二节 高分子材料的分类重要的杂链化合物重要的杂链化合物第二节 高分子材料的分类典型的元素有机聚合物典型的元素有机聚合物有机硅有机硅-聚甲基硅氧烷聚甲基硅氧烷第二节 高分子材料的分类三 按用途分涂料粘合剂复合材料纤维

23、塑料橡胶123456实实际际上上，按按用用途途分分才才是是真真正正把把高高分分子子材材料料从从材材料料的的角角度度进进行行分分类类的的一一种种方方法法。第二节 高分子材料的分类功能高分子材料功能高分子材料高分子信息转换材料高分子透明材料高分子模拟酶医用、药用高分子材料高分子记忆材料生物降解高分子材料功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存、生物性能等等特殊功能。已实用具有物质、能量和信息的转换、传递和储存、生物性能等等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材

24、料、高分子模拟酶、生物降解高分子的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料。材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料。按用途分又分为功能高分子材料功能高分子材料普通高分子材料普通高分子材料第二节 高分子材料的分类四 按受热后形态变化分类热塑性高分子在受热热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变后会从固体状态逐步转变为流动状态。这种转变理为流动状态。这种转变理论上可重复无穷多次。或论上可重复无穷多次。或者说，热塑性高分子是可者说，热塑性高分子是可以再生的。聚乙烯、聚丙以再生的。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯烯、聚氯

25、乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂等均为热塑性和涤纶树脂等均为热塑性高分子。高分子。热塑性高分子：热固性高分子在受热后先热固性高分子在受热后先转变为流动状态，进一步加热转变为流动状态，进一步加热则转变为固体状态。这种转变则转变为固体状态。这种转变是不可逆的。换言之，热固性是不可逆的。换言之，热固性高分子是不可再生的。高分子是不可再生的。能通过能通过加入固化剂使流体状转变为固加入固化剂使流体状转变为固体状的高分子，也称为热固性体状的高分子，也称为热固性高分子。典型的热固性高分子高分子。典型的热固性高分子如：酚醛树脂、环氧树脂、氨如：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、基树脂、不饱和聚酯、聚氨

26、酯、硫化橡胶等。硫化橡胶等。热固性高分子：热固性高分子：第三节 高分子材料的相关概念、术语1234通用塑料：工程塑料：热塑性塑料： 指产量大、价格便宜、力学性能一般、主要作为非结构材料使用的一类塑料。 指可以作为结构材料使用，具有优异的力学性能、耐热性能、耐磨性能和良好的尺寸稳定性的一类塑料。 指在特定的温度范围内，具有可反复加热软化、冷却硬化特性的塑料品种。热固性塑料：指在特定的温度下加热或通过固化剂可发生交联反应，变成既不熔融，也不溶解的塑料制品的塑料品种。第三节 高分子材料的相关概念、术语5用化学合成方法生用化学合成方法生产出的一种与天然产出的一种与天然树脂类似的高分子树脂类似的高分子化

27、合物，是一种新化合物，是一种新型的合成材料、如型的合成材料、如果一合成树脂为基果一合成树脂为基料，加上各种助剂，料，加上各种助剂，记过加工，即可制记过加工，即可制成具有一定特性的成具有一定特性的可塑材料，通常称可塑材料，通常称为为“塑料塑料”。6有合成的高分子有合成的高分子化合物制成的纤化合物制成的纤维。如聚酯纤维维。如聚酯纤维（涤纶）、聚酰（涤纶）、聚酰胺纤维（棉纶）、胺纤维（棉纶）、聚丙烯晴纤维聚丙烯晴纤维（晴纶）（晴纶）.7 以天然高聚物为原以天然高聚物为原料，经过化学处理与料，经过化学处理与机械加工制成的纤维。机械加工制成的纤维。其中以含有纤维素的其中以含有纤维素的物质如棉短绒、木材物

28、质如棉短绒、木材为原料的，称为纤维为原料的，称为纤维素纤维；以蛋白质为素纤维；以蛋白质为预料的，称为蛋白质预料的，称为蛋白质纤维。纤维。8 在一定温度下，在一定温度下，熔融状态的高聚物熔融状态的高聚物在一定负荷下，在一定负荷下，10min内从规定内从规定直径和长度的标准直径和长度的标准毛细管中流出的质毛细管中流出的质量，也称熔体指数。量，也称熔体指数。合成树脂合成纤维人造纤维熔体流动速率第三节 高分子材料的相关概念、术语生胶再生胶硫化塑化9101112 天然的或合成的高分子化合物经过化学处理或加工制成浓缩胶乳或干胶，前者直接用于乳胶制品，后者即为橡胶制品中的生胶。 用过的硫化橡胶经过化学、热、

29、机械加工处理后所制得的，具有一定的可塑性，可重新硫化的橡胶材料，再生胶可部分代替生胶使用。 胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型机构转变成网状结构的交联过程。 指塑料在加工设备内经过加热达到流动状态经具有良好的可塑性。第三节 高分子材料的相关概念、术语13141516微孔高分子材料：复合材料：门尼粘度： 指内部具有大量微小气孔的 一类高分子材料，以树脂为基体的称为泡沫塑料；以生胶或胶乳为基体的称为泡沫橡胶，俗称为海绵橡胶。 由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，得到的具有复合效应的多相固态材料。 指胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力。捻度： 指将拉细的纤维

30、或几根纤维相互抱合在一起，在特定的加捻机上进行，这种工艺过程叫加捻。加捻的程度叫捻度，即纤维每米长度上的捻回数，捻形的方向有你S形和Z形之分。第三节 高分子材料的相关概念、术语17 将高聚物加热熔融制成熔体，并经喷丝头喷成细流，在空气或水中冷却而凝固成纤维的方法称为熔融纺丝。18 将高聚物溶于溶剂中以制得粘稠的纺丝液，由喷丝头喷成细流，通过凝固介质使之凝固而形成纤维，这种方法称为溶液纺丝。19 它是溶液纺丝的一种，因为凝固介质为液体，故称为湿法纺丝。从喷丝头小孔中压出的粘液细流，在液体中通过，这时细流中的成纤高聚物便凝固成细丝。20 也是溶液纺丝的一种，因为介质为干态的气相介质，称为干法纺丝。

31、粘液细流被引入通有热空气的通道中，溶剂快速挥发，而粘液细流脱去溶剂后很快变成细丝。熔融纺丝溶液纺丝湿法纺丝干法纺丝第三节 高分子材料的相关概念、术语21222324聚合物共混：界面：疲劳破坏： 指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀的材料过程，是聚合物改姓最为简便而且有效的方法。 指基体与增强剂或填料之间化学成分有显著的变化，构成彼此结合的、能其负载传递作用的微小区域。 指材料在交变负载的作用下，独渐形成裂缝，并不断扩大引起的低应力破坏。、线密度： 表示纤维粗细的程度，1000m长纤维质量的克数作为线密度的单位，名称”特克丝”，单位符号为tex。第四节 高分子材料的性能 高分子材料的力学性能

32、一一 高分子材料的物理性能2 高分子材料的化学性能三三4四四二二 高分子溶液主要内容主要内容 高分子材料应用如此广泛的一个很重要的原因，是高分子材料具有其它材料所不可比拟的性能。 第四节 高分子材料的性能一 高分子材料的力学性能1 基本指标基本指标 2 高弹性能高弹性能 3 粘弹性粘弹性 5 力学强度力学强度 4 力学屈服力学屈服 6 摩擦与磨损摩擦与磨损 7 疲劳强度疲劳强度 8 蠕变蠕变9 应力驰豫应力驰豫应力与应变应力与应变弹性模量弹性模量硬度硬度强度强度拉伸强度拉伸强度弯曲强度弯曲强度冲击强度冲击强度动态粘弹性动态粘弹性静态粘弹性静态粘弹性 对大多数高分材料来说，力学性能是最总有的性能

33、指标。聚合物的力学性能是有结构特性所决定的。 第五节 高分子材料的研究方法高分子材料结构的测定方法高分子材料结构的测定方法 高分子材料的结构是材料物理性能和力学性能的基础，所以人们了解高分子材料的微观结构、亚微观结构、宏观结构等不同层次的形态和聚集态是必不可少的。高分子链结构的测定高分子链结构的测定 高分子链的结构测定包括分析鉴别聚合物、定量测定和定性分析聚合物的链结构、研究高聚物的反应、高聚物的支化结构和取向结构等。常用的研究仪器有：大角X射线衍射法，电子衍射法、中心散射法、裂解色谱-质谱法、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、荧光光谱、电子能谱法等。高分子聚集态结构的测定高分

34、子聚集态结构的测定 高分子聚集态结构的测定主要包括高分子结晶状态、溶液中聚合物的状态、共混物和共混物的片层结构等。常用仪器有：小角X射线散射法、电子衍射法、核磁共振吸收、红外吸收光谱、示差扫描量热仪、电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜等。高分子链的整体结构测定高分子链的整体结构测定 高分子链整体结构测定包括四部分：分子量的测定；分子量分布的测定；支化度的测定；交联度的测定。 分子量的测定可采用溶液光散射法、凝胶渗透色谱法（GPC）、粘度法、扩散法、超速离心法、渗透压法、沸点升高法、端基滴定法等。第五节 高分子材料的研究方法 分子量分布采用凝胶渗透色谱法（GPC）、熔体流动行为法、分级测定法、

35、超速离心法等。 支化度的测定采用化学法、公文光谱法、凝胶渗透色谱法（GPC）、粘度法等。 交联度的测定采用溶胀法、力学测量法等。高分子材料性能的测定方法高分子材料性能的测定方法力学性能测定力学性能测定 高分子材料的力学性能主要是测定材料的强度和模量、变形。采用的实验方法有拉伸压缩、剪切、弯曲、冲击、蠕变、应力松弛等。相应的试验仪器包括：万能实验机、应力松弛仪、蠕变仪、冲击试验机、动态粘弹谱仪、高低频疲劳试验机等。物理性能测定物理性能测定 高分子材料的物理性能主要包括电性能、密度、透光性、透气性、吸收性、吸音性等。电性能的测定采用的仪器有：高阻计、电容电桥介电性能测定仪、高压电击穿试验机等；采用

36、比重计和密度梯度法测定材料的密度；采用透光计测透光性；用吸湿计测定吸湿性、吸音计测定吸音性。第五节 高分子材料的研究方法热性能测定热性能测定 高分子材料的热性能主要有材料的导热系数、比热容、热膨胀系数、耐热性、玻璃化温度、分解温度等。测定的仪器有：高低温导热系数测定仪、差示扫描量热仪（DSC）、量热计、线膨胀和体积膨胀测定仪、热失重仪（TG）、差热分析仪（DTA）等。流变性能测定流变性能测定 高分子材料的流变性能主要是测定粘度、粘度和切变速度的关系、剪切力和切变速率的关系。采用的仪器有：旋转粘度计、熔体流动速率仪、毛细管流变仪。化性能测定化性能测定 高分子材料的老化和燃烧性能可以划到高分子材料的化学性能中，老化主要研究热老化、自然老化，一般采用热老化箱、模拟自然的人工气候老化箱；燃烧性能主要指标有氧指数的测定，一般采用氧指数仪测定。