我们身边的高分子材料

上次课的内容1.基本概念2.聚合物的分类及命名3.聚合反应类型（重点）4.高分子的历史2四大塑料“四烯”聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯合成纤维“六纶”涤纶、尼龙、腈纶、维尼纶、丙纶、氯纶合成橡胶“四胶”丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶常见的高分子材料

（需要记下）尼龙：尼龙6、尼龙66其他重要的高分子碳链高分子：聚异丁烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯丁二烯杂链高分子：聚甲醛、聚环氧乙烷、环氧树脂、聚碳酸酯、不饱和聚酯、醇酸树脂、聚氨酯、酚醛树脂、脲醛树脂元素有机高分子：有机硅橡胶在学习的过程中掌握塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两类Thermoplastics

(热塑性塑料)——Linearorbranchedpolymerswhichcanbemeltedupontheapplicationofheat.Thermosets(热固性塑料)——Rigidmaterialsandnetworkpolymersinwhichchainmotionisgreatlyrestrictedbyahighdegreeofcrosslinking.Intractable(难加工)

onceformed.Degraderatherthanmeltuponheating.体型结构的树脂在塑制成型后，再加热时就能固化成不溶的聚合物（热固性）。线型或支链型树脂加热软化后变为黏稠流体，可塑制成型，冷却后固化定型；但若再加热，又将变软而可以重塑（热塑性）。热塑性塑料

(Thermoplastics)聚乙烯（Polyethylene）：产量最大，结构最简单。聚丙烯(Polypropylene)：最轻的塑料。聚氯乙烯(Polyvinylchloride)：全能的塑料，价格低廉。

聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methylmethacylate)：

最透明的塑料，不会碎的玻璃。热固性塑料(Thermosets)环氧树脂

(Epoxyresins)：用作复合材料，粘合剂等。酚醛树脂(Phenolicresins)：电器绝缘材料等。聚酯树脂

(Polyesterresins)：玻璃钢等。脲醛树脂（Ureaformaldehyderesin）：粘合剂纤维

Fibers天然纤维：棉、麻、丝人造纤维：粘胶纤维(Viscosefiber)：醋酸纤维(Acetatefiber)

硝酸纤维合成纤维：尼龙（Nylon）：结实耐磨涤纶（Polyesterfiber）:最挺括纤维腈纶：最耐晒的纤维氯纶：保暖性最好的纤维丙纶：最轻的纤维特种纤维：碳纤维橡胶Rubber天然橡胶(Naturalrubber)：综合性能最好，生产受地域限制。合成橡胶(Syntheticrubber)

丁苯橡胶：产量最大（占80％）。氯丁橡胶：用途广泛，价廉物美。丁腈橡胶：耐油性好。乙丙橡胶：比重最轻。顺丁橡胶：弹性最好。

丁基橡胶：气密性最好—内胎。硅橡胶：低温性能最好。氟橡胶：全能橡胶，在最恶劣条件下使用。为什么要学习聚合物的结构？高分子材料千差万别，有的硬、有的软，有的脆，有的韧，是什么导致它们性能上的不同？是结构。高分子的制备、结构和性能之间存在着必然联系，原料及制备条件决定了结构，而结构又决定了性能，结构和性能又会影响聚合的进行。高分子化学家的目标就是通过聚合反应，获得具有特定结构形态和预期性能的高分子，以满足应用的要求。因此，只有认识了结构，才能对高分子进行设计，并指导合成出这样的结构。9高分子结构链结构

近程结构(一级结构)远程结构（二级结构）：指单个大分子的大小和在空间的存在的各种形状（构象）凝聚态结构（三级结构）：是指大分子之间的堆砌方式，包括晶态，非晶态，取向态，液晶态，织态等。与高分子结构的多层次性化学结构：分子链的组成、取代基和端基、单体单元的链接方式、共聚物序列结构、分子链的几何形态立体化学结构：几何异构和立体异构红字部分是由化学反应控制的结构10近程结构：直接影响熔点、溶解性、粘度、粘附性。凝聚态结构：决定聚合物制品使用性能的主要因素。不同层次结构都会影响聚合物性能远程结构:赋予高分子链柔性，使聚合物有高弹性（小分子没有，大分子独有）。聚合物结构决定其性能凝胶渗透色谱(GPC)测定分子量单分散性PS作为标样进行校正聚合物的性能与应用（高分子的今天）聚合物的性能

与小分子相比，高分子具有高的分子量、高弹性、高粘度、低结晶度和无气态的特点（简称为“三高一低一消失”）高粘度的聚合物熔体和溶液是聚合体系的特征之一。聚合物的热转变聚合物的分子运动强烈地依赖于温度及时间，聚合物的力学三态：玻璃态（具有脆性和刚性）高弹态（具有高的弹性）粘流态（可流动，但粘性大）玻璃化转变是聚合物的普遍现象聚合物的力学性能聚合物的力学性能可通过测定聚合物的应力－应变曲线来获得不同聚合物的应力－应变曲线1-质轻一般密度为1-2泡沫塑料只有0.01其它性能聚合物的其它性能泡沫塑料打捞沉船法将比重轻的闭孔型泡沫塑料输入沉船舱内，排去海水，可使沉船浮起。泡沫塑料打捞法的优点是可省去在沉船下穿引船底钢缆，减少或免去封舱工作而能获得较大浮力。此外，对海上风浪的适应性也优于其他方法。2高比强度玻璃钢（一种聚合物基复合材料），一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂。质轻而硬，不导电，机械强度高（其比强度比合金钢高1.7倍），耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。高分子材料强度一般比较大。如把10kg高分子材料与金属材料各制成100m长的绳子，可吊起物体的重量如下表：材料品种高分子材料金属材料锦纶绳涤纶绳金属钛绳碳钢绳重物质量／kg1550012000770065003绝缘、保温大多为不良导体，用作电线电缆包皮泡沫塑料用于冷藏、隔热部分物质的导热系数

（括号内数值为导热系数值，单位为w/（m·℃））聚合物材料不易传热对于放热反应，如何将放出的热量排出反应体系，是聚合反应顺利实施的关键。4耐腐蚀和化学稳定性金属防腐蚀涂料涂层隔绝水、空气，防止金属腐蚀。塑料王：聚四氟乙烯5优良的透光性有机玻璃胶卷光盘塑料大棚光纤光纤之父——高锟2009Nobel物理学奖获得者首次提出光纤用于通讯传输的设想6耐磨性地板涂层、塑胶跑道等光固化聚丙烯酸酯涂层、聚氨酯涂层轴承、齿轮、鞋底、轮胎等等7可加工性指将各种形态的塑料(粉、粒料、溶液或分散体)制成所需形状的制品或坯件。成型的方法多达三十几种，例如挤出、注射成型、压延、吹塑、热成型、模压、模塑，注射成型等。加工8阻隔性防止水、气透过，主要用作包装材料阻隔放射线高分子材料无处不在尖端技术:

航天飞行器、卫星、火箭等用材。工业：电子元器件、电缆、信息记录储存传输、管道等。农业：地膜、大棚、滴灌设备、高吸水树脂（1000倍）等。衣：服装、防弹衣、消防服等。食：包装、不粘锅等。住：装饰、门窗、家电、家具等。行：飞机、汽车、自行车等交通工具用材—“轻量化”。

医：接触眼镜、一次性医疗用具、人工脏器、缝合线等。其它：体育、采油、能源、通讯、军事、水处理、环保

—巨大的市场、广阔的就业机会——造福人类，大有作为—

29我被高分子包围了呀！酚醛塑料涤纶聚氯乙烯有机玻璃聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料聚丙烯神奇的高分子世界身边的高分子材料医用高分子材料—人工器官高分子药物阿斯匹林(Aspirin)是一个“古老”的解热镇痛药物，通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，【高分子药物】合成药物长效化和低毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。缓释长效阿斯匹林的释放：尼龙渔网、钓鱼线“三天打鱼两天晒网”—比喻学习或做事不能持之以恒。古代人用棉线织成渔网的，这种网在海水里浸泡得时间稍长，网线便会变得疏松，极易被鱼虾撞破。所以，渔民打渔回来需要马上晾晒网。现代渔网99%以上用合成纤维加工而成，主要有尼龙6、聚乙烯、聚酯等纤维。其具有更长的使用周期，和更高的捕捞效率。不仅结实，而且抗拉拽，不怕在水里长时间的浸泡。也可作钓鱼线。水处理用高分子

地球表面有大约四分之三被水覆盖着，但仍缺水。通过高分子分离膜选择性滤去海水中过多的电解质离子、微生物杂质等，海水就淡化了。絮凝剂(如聚丙烯酰胺)防垢剂，能抑制水中钙、镁等盐类形成水垢的化学品，例如聚丙烯酸盐、水解聚马来酸酐等。缓蚀剂:可以防止或减缓水对金属材料或设备腐蚀的化学品，例如膦酰基羧酸共聚物。高分子領域為化學與化工科系學生最佳未來選擇（台湾交通大学張豐志教授）美國化學與化工