教学课件:第一章-认识高分子.ppt
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1、高分子材料概论高分子材料概论通识教育选修课通识教育选修课讲授:柳乐仙讲授:柳乐仙电话:电话:138 4435 8051课程简介课程简介课程性质:课程性质:通识教育选修课通识教育选修课学时:学时:32学时学时平时:平时:40%出勤出勤 10%;平时测试平时测试 30%期末:期末:60%开卷考试开卷考试课程主要内容课程主要内容n 随着高分子科学的建立和石油化工的蓬勃兴随着高分子科学的建立和石油化工的蓬勃兴起,形成了新型而庞大的高分子材料工业。高分起,形成了新型而庞大的高分子材料工业。高分子材料在尖端技术、国防建设及国民经济等领域子材料在尖端技术、国防建设及国民经济等领域得到广泛的应用,已成为现代生
2、活中衣食住行用得到广泛的应用,已成为现代生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料,其在材料领域的地位各个方面不可缺少的材料,其在材料领域的地位日益突出。日益突出。n 因此,学习和掌握实用高分子材料的性能特因此,学习和掌握实用高分子材料的性能特点和应用技术对理工类学生具有重要意义。点和应用技术对理工类学生具有重要意义。n 本课程以塑料、橡胶、纤维、复合材料等实本课程以塑料、橡胶、纤维、复合材料等实用高分子材料的基本组成与结构、基本制造工艺、用高分子材料的基本组成与结构、基本制造工艺、性能及应用为主要学习内容。性能及应用为主要学习内容。n 通过本课程的学习,使学生能了解和初步掌通过本课程的学习,使学
3、生能了解和初步掌握实用高分子材料的基本组成及作用、基本的制握实用高分子材料的基本组成及作用、基本的制造或加工工艺、性能特点及应用范围,并进一步造或加工工艺、性能特点及应用范围,并进一步使学生了解高分子材料的基本知识和发展动态,使学生了解高分子材料的基本知识和发展动态,领会高分子材料研究的基本规律和方法,同时能领会高分子材料研究的基本规律和方法,同时能应用相关知识解释日常生活中的一些基本问题。应用相关知识解释日常生活中的一些基本问题。参考书目参考书目1.1.高分子材料概论高分子材料概论高分子材料概论高分子材料概论(第二版)(第二版)(第二版)(第二版).王慧敏王慧敏王慧敏王慧敏.中国石化出版中国
4、石化出版中国石化出版中国石化出版 社社社社.2010.9.2010.92.2.高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料(第二版)(第二版)(第二版)(第二版).黄丽黄丽黄丽黄丽.化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社.2014.1.2014.13.3.高分子材料成型加工高分子材料成型加工高分子材料成型加工高分子材料成型加工.中国轻工业出版社中国轻工业出版社中国轻工业出版社中国轻工业出版社.2005.8.2005.84.4.纳米复合材料手册纳米复合材料手册纳米复合材料手册纳米复合材料手册.张玉龙张玉龙张玉龙张玉龙.中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社中国石化出版社.200
5、5.20055.5.高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料.王澜王澜王澜王澜.中国轻工业出版社中国轻工业出版社中国轻工业出版社中国轻工业出版社.2009.1.2009.1第一章第一章 认识高分子认识高分子主主要要内内容容1.1 1.1 1.1 1.1 什么是高分子什么是高分子什么是高分子什么是高分子1.2 1.2 1.2 1.2 高分子科学发展的历史高分子科学发展的历史高分子科学发展的历史高分子科学发展的历史1.3 1.3 1.3 1.3 高分子学科的术语和基本概念高分子学科的术语和基本概念高分子学科的术语和基本概念高分子学科的术语和基本概念1.41.41.41.4 高分子的结构高分子的结构
6、高分子的结构高分子的结构1.5 1.5 1.5 1.5 高分子的结构和性能高分子的结构和性能高分子的结构和性能高分子的结构和性能1.6 1.6 1.6 1.6 合成高分子的方法合成高分子的方法合成高分子的方法合成高分子的方法第一章第一章 认识高分子认识高分子1.1 1.1 什么是高分子什么是高分子一、一、高分子的定义高分子的定义 通常将分子量高于约通常将分子量高于约1 1万的分子称为万的分子称为高分子高分子 分子量低于约分子量低于约10001000的称为的称为低分子低分子 分子量介于高分子和低分子之间的称为分子量介于高分子和低分子之间的称为低聚物低聚物 一般高聚物的分子量一般高聚物的分子量10
7、104 410106 6,分子量大于这个范围的又,分子量大于这个范围的又称为称为超高分子量聚合物超高分子量聚合物相对分子质量相对分子质量 1.21.8104尼尼 龙龙相对分子质量相对分子质量 515104聚氯乙烯聚氯乙烯macromoleculehigh polymer1.1 1.1 什么是高分子什么是高分子来来 源源天然高分子天然高分子:自然界天然存在的高分子。:自然界天然存在的高分子。半天然高分子半天然高分子:经化学改性后的天然高分子。经化学改性后的天然高分子。主链元素主链元素(链原子)(链原子)组成组成碳链高分子碳链高分子:主链(链原子)完全由主链(链原子)完全由C C原子组成。原子组成
8、。碳杂链高分子碳杂链高分子:主主链原子除链原子除C外,还含外,还含O,N,S等杂原子。等杂原子。元素有机高分子元素有机高分子:主主链原子由链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子等杂原子 组成。组成。合成高分子合成高分子:由单体聚合人工合成的高分子。由单体聚合人工合成的高分子。二、二、高分子的分类高分子的分类碳链高分子碳链高分子碳杂链高分子碳杂链高分子元素有机高分子元素有机高分子聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚乙二醇聚乙二醇尼龙尼龙6聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷1.1 1.1 什么是高分子什么是高分子高分子链高分子链条和主体条和主体微观结构微观结构线性高分子线性高分子梯形高分子梯形高分子网状高
9、分子网状高分子立体交联高分子立体交联高分子交叉穿插高分子交叉穿插高分子高分子合金高分子合金使用形态使用形态塑料塑料纤维纤维橡胶橡胶涂料涂料粘合剂粘合剂其他其他一、二十世纪之前:天然高分子的加工利用及化学改性一、二十世纪之前:天然高分子的加工利用及化学改性15151515世纪世纪世纪世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器、雨具等生活用品。美洲玛雅人用天然橡胶做容器、雨具等生活用品。1839183918391839年年年年美国人固特异美国人固特异,发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能,使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实能,使它从硬度较低、遇热发粘软化
10、、遇冷发脆断裂的不实用的性质,变为富有弹性、可塑性的材料。用的性质,变为富有弹性、可塑性的材料。1872187218721872年年年年美国的海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共美国的海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热,制造出了第一种人工合成塑料热,制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞赛璐珞”。1884188418841884年年年年用硝化纤维素的溶液进行纺丝,制得了人造丝。用硝化纤维素的溶液进行纺丝,制得了人造丝。11.2 1.2 高分子科学发展的历史高分子科学发展的历史1907190719071907年年年年美国人贝克兰德用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合美国人贝
11、克兰德用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料成的塑料-酚醛树酯。酚醛树酯。1920s1920s1920s1920s斯笃丁格斯笃丁格 发表了发表了 关于聚合反应关于聚合反应”的论文提出:高分子物质是的论文提出:高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应由具有相同化学结构的单体经过化学反应(聚合聚合),通过化学,通过化学键连接在一起的大分子化合物,高分子或聚合物一词即源于键连接在一起的大分子化合物,高分子或聚合物一词即源于此。此。1926192619261926年年年年瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机,用它测量瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机,用它测量出蛋白质的分
12、子量:证明高分子的分子量的确是从几万到几出蛋白质的分子量:证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。百万。1926192619261926年年年年美国化学家美国化学家 Waldo SemonWaldo Semon合成了聚氯乙烯(合成了聚氯乙烯(PVCPVC),并于),并于19271927年实现了工业化生产。年实现了工业化生产。1930s1930s1930s1930s聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)(PS)发明。发明。二、二十世纪初叶:高分子工业和科学的创立的准备时期二、二十世纪初叶:高分子工业和科学的创立的准备时期1932193219321932年年年年斯笃丁格斯笃丁格(Hermann Stauding
13、er)(Hermann Staudinger)总结了自己的大分子理论,出总结了自己的大分子理论,出版了划时代的巨著版了划时代的巨著高分子有机化合物高分子有机化合物,成为高分子化学作,成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。为一门新兴学科建立的标志。1935193519351935年年年年美国杜邦公司(美国杜邦公司(Du pont)Du pont)基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟斯合成出聚酰胺斯合成出聚酰胺-66-66,即尼龙,即尼龙-66-66。尼龙。尼龙-66-66在在19381938年实现工业化年实现工业化生产。生产。1930193019301930年年年
14、年德国人用金属钠作为催化剂,用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯德国人用金属钠作为催化剂,用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。橡胶。1940194019401940年年年年英国人温费尔德英国人温费尔德 合成出聚酯纤维合成出聚酯纤维(PET)(PET)。1940s1940s1940s1940sPeter DebyePeter Debye发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948194819481948年年年年Paul FloryPaul Flory建立了高分子长链结构的数学理论。建立了高分子长链结构的数学理论。三、二十世纪三、二十世纪30304040年
15、代:高分子工业和科学的创立时期年代:高分子工业和科学的创立时期1948194819481948年年年年机械共混法生产的机械共混法生产的ABSABS是第一个高分子合金材料,标志着高分子是第一个高分子合金材料,标志着高分子材料的开发从此开辟了新的路线材料的开发从此开辟了新的路线1950s1950s1950s1950s德国人齐格勒与意大利人纳塔分别用金属络合催化剂合成了聚德国人齐格勒与意大利人纳塔分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯(乙烯(PEPE)与聚丙烯()与聚丙烯(PPPP)。)。1955195519551955年年年年美国人利用齐格勒美国人利用齐格勒-纳塔(纳塔(Ziegler Natta)Zi
16、egler Natta)催化剂聚合异戊二烯,催化剂聚合异戊二烯,首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。胶。1971197119711971年年年年S.L Wolek S.L Wolek 发明可耐发明可耐300300高温的高温的KevlarKevlar。四、二十世纪四、二十世纪5050年代年代7070年代年代现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期高分子材料概论 ppt1953 施陶丁格(Hermann Staudinger)1963 齐格勒(Karl Ziegler)和和纳
17、塔(Giulio Natta)1974 弗洛里(Paul J.Flory)1991:德让纳(Pierre-Gilles de Gennes)2000:黑格(Alan J.Hegger)、马克迪尔米德(Alan G.MacDiarmid)和和白川英树(Hideki Shirakawa)高分子科学与诺贝尔奖高分子科学与诺贝尔奖高分子科学高分子科学NobelNobel奖获得者奖获得者H.Staudinger(德德)1953年化学奖年化学奖 突破有机化学的传统观念,首先提出了高分子的概念,以大量先驱性工作为高分子化学奠基开创了高分子学科。“for his discoveries in the fiel
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- 教学 课件 第一章 认识 高分子
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