第09章高分子材料优秀PPT.ppt
《第09章高分子材料优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第09章高分子材料优秀PPT.ppt(29页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第09章高分子材料1现在学习的是第1页,共29页第一节第一节 高分子材料基本知识高分子材料基本知识一、高分子材料的主要术语和基本概念一、高分子材料的主要术语和基本概念 高分子材料高分子材料又称为高分子聚合物又称为高分子聚合物(简称高聚物简称高聚物),),是以是以高分子化合物为主要组分的有机材料。高分子化合物为主要组分的有机材料。高分子化合物高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量一是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量一般在般在50005000以上,有的甚至高达几百万以上,有的甚至高达几百万,每个分子可含几千、每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。如橡胶的相对分子量为几
2、万甚至几十万个原子。如橡胶的相对分子量为1010万万左右,合成纤维为左右,合成纤维为1 1万以上。万以上。高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获得。高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获得。组成高分子化合物的低分子化合物称作单体。组成高分子化合物的低分子化合物称作单体。2现在学习的是第2页,共29页 简简单单的的低低分分子子化化合合物物叫叫单单体体。由由一一种种或或几几种种简简单单的的低低分分子子化化合合物物通通过过共共价价键键重重复复连连接接而而成成的的链链称称为为分分子子链链。大大分分子子链链中中的的重重复复结结构构单单元元叫叫链链节节。链链节节的的重重复复次次数数即即链链节节数数叫叫
3、聚聚合合度度。例例如如:聚聚氯氯乙乙烯烯分分子子是是由由n n个个氯氯乙乙烯烯分分子子打打开开双双键键,彼彼此此连连接接起起来来形形成成的的大大分分子子链链。可用下式表示:可用下式表示:其中氯乙烯其中氯乙烯 就是聚氯乙烯就是聚氯乙烯 的的单体单体,就是聚氯乙烯分子键的就是聚氯乙烯分子键的链节链节,n n就是就是聚合度聚合度。聚合度反映了。聚合度反映了大分子链的长短和分子量的大小,可见高分子化合物的分子量(大分子链的长短和分子量的大小,可见高分子化合物的分子量(M M)是链)是链节的分子量(节的分子量(M M0 0)与聚合度()与聚合度(n n)的乘积。)的乘积。M=MM=M0 0nn 二、高分
4、子化合物的组成二、高分子化合物的组成3现在学习的是第3页,共29页 1.1.加聚反应(加成聚合反应)加聚反应(加成聚合反应)由一种或多种单体相互加成,或由环状化合物开环相互结合成聚合由一种或多种单体相互加成,或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应称为物的反应称为加聚反应加聚反应。该反应无低分子物质的生成。由一种单体。该反应无低分子物质的生成。由一种单体经过加聚反应生成的高分子化合物称为经过加聚反应生成的高分子化合物称为均聚物均聚物,而由两种或两种,而由两种或两种以上的单体经过加聚反应生成的高分子化合物称为以上的单体经过加聚反应生成的高分子化合物称为共聚物共聚物。2.2.缩聚反应缩聚反应 由一
5、种单体或多种单体相互缩合生成聚合物,同时析出其它由一种单体或多种单体相互缩合生成聚合物,同时析出其它低分子化合物(如水、氨、醇、卤化物等)的反应称为低分子化合物(如水、氨、醇、卤化物等)的反应称为缩聚反应缩聚反应。由一种单体进行的缩聚反应称为由一种单体进行的缩聚反应称为均缩聚反应均缩聚反应,由两种或两种以上的,由两种或两种以上的单体进行的缩聚反应称为单体进行的缩聚反应称为共缩聚反应共缩聚反应。三、高分子化合物的合成方法三、高分子化合物的合成方法4现在学习的是第4页,共29页四、高分子化合物的分类四、高分子化合物的分类分类分类方法方法类别类别特点特点举例举例按按聚聚合合物物的的热热行行为为热塑性
6、塑料热塑性塑料加热软化或熔融,而冷却固化的加热软化或熔融,而冷却固化的过程可反复进行的高聚物,它们过程可反复进行的高聚物,它们是线型高聚物是线型高聚物聚氯乙烯等烯类聚合物聚氯乙烯等烯类聚合物热固性塑料热固性塑料加热成型后不再熔融或改变形状加热成型后不再熔融或改变形状的高聚物,它们是网状(体型)的高聚物,它们是网状(体型)高聚物高聚物酚醛树脂、环氧树脂酚醛树脂、环氧树脂按按主主链链上上的的化化学学组组成成碳链聚合物碳链聚合物主链由碳原子一种元素组成的聚主链由碳原子一种元素组成的聚合物合物CCCC杂链聚合物杂链聚合物主链除碳外,还有其它元素原子主链除碳外,还有其它元素原子的聚合物的聚合物CCOCC
7、CNCCS元素有机聚元素有机聚合物合物主链由氧和其它元素原子组成的主链由氧和其它元素原子组成的聚合物聚合物OSiOSiO5现在学习的是第5页,共29页高分子化合物的性能与其大分子链的结构密切相关。高分子化合物的性能与其大分子链的结构密切相关。一、大分子链结构的化学组成一、大分子链结构的化学组成 在元素周期表中只有在元素周期表中只有AA、AA、AA、AA中部分非金属、亚金属中部分非金属、亚金属元素(如元素(如N N、C C、B B、O O、P P、S S、SiSi、SeSe等)才能形成大分子链。由等)才能形成大分子链。由于高聚物中常见的于高聚物中常见的C C、H H、O O、N N等元素均为轻元
8、素,所以高分子材料等元素均为轻元素,所以高分子材料具有密度小的特点。具有密度小的特点。第二节第二节 高分子化合物的结构高分子化合物的结构6现在学习的是第6页,共29页1.1.聚合物中聚氯乙烯单体的连接方式聚合物中聚氯乙烯单体的连接方式 1)1)头头-尾连接:尾连接:2)2)头头-头或尾头或尾-尾连接:尾连接:3)3)无规则连接:无规则连接:2.共聚物中单体的连接方式(以共聚物中单体的连接方式(以AB两种单体共聚为例)两种单体共聚为例)1)无规则共聚:无规则共聚:ABBABBABAABAA 2)交替共聚:交替共聚:ABABABABABAB 3)嵌段共聚嵌段共聚:AAAABBAAAABB 4)接枝
9、共聚:接枝共聚:二、大分子链的键接方式二、大分子链的键接方式不同键接方式对性能不同键接方式对性能影响很大,头尾键接影响很大,头尾键接强度最高。强度最高。7现在学习的是第7页,共29页伸伸直直链链(又又称称线线型型链链)由由许许多多链链节节组组成成的的长长链链,通通常常是是卷卷曲曲成成线线团团状状。这这类类结结构构高高聚聚物物的的特特点点是是弹弹性性、塑塑性性好好,硬硬度度低低,是是热热塑性材料的典型结构。塑性材料的典型结构。带带支支链链 支支化化型型分分子子链链,在在主主链链上上带带有有支支链链。这这类类结结构构高高聚聚物物的的性能和加工都接近线型分子链高聚物。性能和加工都接近线型分子链高聚物
10、。网状链网状链 体型分子链,分子链之间由许多链节相互横向交联,形成体型分子链,分子链之间由许多链节相互横向交联,形成网状交联结构。具有这类结构的高聚物硬度,网状交联结构。具有这类结构的高聚物硬度,高、脆性大、无弹性高、脆性大、无弹性和塑性,是热固性材料的典型结构。和塑性,是热固性材料的典型结构。三、大分子链的形态三、大分子链的形态8现在学习的是第8页,共29页三、大分子链的形态三、大分子链的形态9现在学习的是第9页,共29页 大分子化合物的聚集态结构是指高聚物内部大分子链之间的几何排列或堆砌结构。大分子化合物的聚集态结构是指高聚物内部大分子链之间的几何排列或堆砌结构。依分子在空间排列的规整性可
11、将高聚物分为依分子在空间排列的规整性可将高聚物分为结晶态结晶态(分子链在空间规则排列分子链在空间规则排列)、部分结部分结晶态晶态(分子链在空间部分规则排列分子链在空间部分规则排列)和和无定型无定型(非晶态非晶态)(分子链在空间无规则排列,分子链在空间无规则排列,亦称玻璃态亦称玻璃态)三类。三类。实际生产中大多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态。晶态结构在高分子化合物中所占实际生产中大多数聚合物都是部分晶态或完全非晶态。晶态结构在高分子化合物中所占的质量分数或体积分数称为的质量分数或体积分数称为结晶度结晶度。结晶度越高,分子间作用力越强,高分子化合。结晶度越高,分子间作用力越强,高分子化合物的强度
12、、硬度、刚度和熔点越高,耐热性和化学稳定性也越好;而与键运动有物的强度、硬度、刚度和熔点越高,耐热性和化学稳定性也越好;而与键运动有关的性能,如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。关的性能,如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。四、大分子的聚集态结构四、大分子的聚集态结构(分子间结构分子间结构)10现在学习的是第10页,共29页一、高聚物的三态一、高聚物的三态 线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态:线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态:玻璃态、高弹态和粘流态。在恒定应力下的变形玻璃态、高弹态和粘流态。在恒定应力下的变形-温度曲线如温度曲线如图所示。图所示。T Tb b为脆化温度,为脆化
13、温度,T Tg g为玻璃化温度,为玻璃化温度,T Tf f 为粘流温度,为粘流温度,T Td d为为化学分解温度。化学分解温度。第三节第三节 高分子材料的物理状态及性能高分子材料的物理状态及性能 玻璃化温度玻璃化温度T Tg g是高聚物保是高聚物保持玻璃态的最高温度,可认持玻璃态的最高温度,可认为是大分子链段开始运动的为是大分子链段开始运动的最低温度。最低温度。11现在学习的是第11页,共29页1.玻玻璃璃态态 TbTTg时时,由由于于温温度度低低,分分子子热热运运动动能能力力很很弱弱,高高聚聚物物中中的的整整个个分分子子链链和和键键段段都都不不能能运运动动,只只有有键键长长和和键键角角可可作
14、作微微小小变变化化,此此时时分分子子链链的的状状态态称称为为玻玻璃璃态态。在在这这种种状状态态下下使使用用的的材材料料是塑料和纤维。是塑料和纤维。2.高高弹弹态态 TgTTf时时,由由于于温温度度较较高高,分分子子活活动动能能力力较较大大,因因此此高高聚聚物物可可以以通通过过单单键键的的内内旋旋转转而而使使键键段段不不断断运运动动,但但尚尚不不能能使使整整个个分分子子链链运运动动,此此时时分分子子链链呈呈卷卷曲曲状状态态称称高高弹弹态态(橡橡胶胶态态)。在在这这种种状状态态下下使用的高聚物是橡胶。使用的高聚物是橡胶。3.粘粘流流态态 当当TfTTd时时,由由于于温温度度较较高高,分分子子活活动
15、动能能力力较较大大,不不但但链链段段可可以以不不断断运运动动,而而且且在在外外力力的的作作用用下下大大分分子子链链间间也也可可产产生生相相对对滑滑动动,从从而而使使高高聚聚物物成成为为流流动动的的粘粘液液,这这种种状状态态称称为为粘粘流流态态。室室温温下下处处于于粘粘流流态态的的高高聚聚物物称称为为流流动动树树脂脂,可可作作为为胶胶粘粘剂剂。粘粘流流态态是是高高聚聚物成型加工的状态。物成型加工的状态。一、高聚物的三态一、高聚物的三态12现在学习的是第12页,共29页1.物理性能物理性能(1)低密度;()低密度;(2)高绝缘性)高绝缘性(3)低耐热性;()低耐热性;(4)低导热性)低导热性(5)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 09 高分子材料 优秀 PPT
限制150内