合成广泛的高分子材料.ppt

1、,三大支柱产业,能源 材料 信息,是能源和信息发展的基础,有机合成高分子材料是材料工业的一个重要方面,时代 的划分常以材料为标志,石器时代、青铜器时代、铁器时代、 钢铁时代 、高分子时代,材料简介,第二节 应用广泛的有机高分子材料,合成材料,合成高分子材料,功能高分子材料,复合材料,高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂,塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料,三大合成材料,一 、塑料,添加了特定用途的添加剂的树脂,树脂是指未经加工处理的、没有与各种添加剂混合的聚合物 塑料树脂添加剂 树脂的本性决定了塑料的主要基本性能，添加剂也起重要作用,结构 性质 用途,线型结构：,

2、网状结构：,结构,支链结构：,具有热塑性。可用作塑料薄膜、塑料袋。,具有热固性。即加工成型不会受热熔化。可用作电木（酚醛塑料）。,热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型,为什么两种塑料的特性不同呢?,热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化,结构决定性质,热塑性塑料：高分子链间无永久性的化学交联,只有微弱的分子间作用力 以及由于链间纠缠所造成的暂时性物理交联，此交联会随加工过程而产生有纠缠及去纠缠的现象；因此热塑性塑料会随加热而有软化变形乃至于流动的现象:随温度下降则有固化变硬的情形，为可逆

3、过程 。,热塑性塑料的特性,受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用,热固性塑料：塑料在加工过程中受热发生聚合反应，透过交联剂(或称做架桥剂)的作用分子链间产生化学交联，形成紧密的网状结构。交联反应本身是不可逆的化学反应，因此热固性塑料在加工后并不会如热塑性塑料般会受热软化，若温度过高则发生裂解而不会有软化变形的现象。,热固性塑料的特性：,不能加热熔融，只能一次成型。,耳机线为什么总缠在一起？,聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。,1.聚乙烯,较低压力催化剂,线型,少有或没有,高压高温引发

4、剂,支链型,有长短不一的支链,相对较长,相对较短,较低,较高,低密度,相对较低,相对较小,相对较高,高密度,相对较大,高或低密度的聚乙烯均可溶解于适当的有机溶剂,影响高分子化合物熔点、密度的因素：,(1)高分子链越长相对分子质量越大分子间的作用力越大熔点、密度越高,(2)链与链之间越密链之间的作用力越大熔点、密度越高,聚乙烯(PE)产品,无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料,单体: CH2=CH2,保鲜膜,吹塑成型的聚乙烯薄膜,聚氯乙烯（PVC）,化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60，在低温下会变硬 分为：软质塑料和硬质塑料,单体: CH2=CHCl,聚苯乙烯,单体：,聚甲

5、基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,聚 四 氟 乙 烯 塑 料,单体：,CF2CF2,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,2.酚醛树脂的制取和性质,水浴加热15min,洗净、 烘干,粉红色固体,软化（热塑性）,不软化（热固 性）,溶解,不溶解,线型结构,网状结构,酚醛塑料,单体：,苯酚、 甲醛,水浴加热,酚醛树脂的制备.wmv.flv,酸性条件下线性结构,碱性条件下生成三羟甲基苯酚,酚醛树脂局部结构,下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（ ）,CH2CH2CHCH2n,CH3,OH, CH2,CH2CH2CHCH2n,Cl,n,CH2CHn,Cl,A,B,C,D,BC,线型结构里必须还

6、存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等，才有可能转变为体型结构。,二、合成纤维,天然纤维： 如棉花、羊毛、蚕丝和麻等,纤维,合成纤维：用石油、天然气等不含天然纤维的物质为原料，经过化学合成加工制得的纤维 如腈纶(人造羊毛) 、锦纶(尼龙)、维纶、氯纶、涤纶(的确良)和丙纶等“六大纶”,合成纤维具有优良的性能：如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。,世界上出现的第一种合成纤维是 20 世纪 30 年代美国杜邦公司科研小组研制出的尼龙 66（Nylon，聚酰胺66），它是由己二酸和己二胺缩聚而成的。,涤纶,尼龙,纺纶纤维织成 的防弹衣腈纶,腈纶,2003年3月26日，在伊

7、拉克的英国皇家海军陆战队战士埃里克沃尔德曼头盔连中四枪。沃尔德曼所戴的头盔是这次英军专门为战争打造的，其外层和普通头盔没什么区别，里料则采用的是一种名叫“凯夫拉尔”的特制纤维。该纤维含有高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。质地如此坚硬，能够刀枪不入也就不足为奇了。,高强纤维的代表: Kevlar,芳纶：全芳香族聚酰胺,抗拉强度3.4GPa 模量（59190）GPa断裂伸长5%,宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来,唐鑫源，江苏省无锡市人。先后毕业于上海光华大学、美国麻省罗宛尔理工大学、北卡罗纳大学、威斯康新大学，专攻化学、纺织染整工程、高分子化学，获哲学博士。1962年，美国太空总署太空飞行中心成

8、立，唐鑫源先生出任材料研究所所长，主持研究太空应用材料，研制成能抵御辐射线与高温的非金属材料，以及防火材料等等，应用于登陆月球之阿波罗APOLLO太空艇及登陆月球艇、太空飞行实验室SKYLAB，太空梭SPACE SHUTTLE以及太空站SPACE STATION。同时主持研究设计太空衣、飞行工作衣、驾驶装、运动装、维生系统、太空工作设备与工具，以维持和保护太空飞行任务之功效与安全。赞誉唐鑫源先生为“太空衣之父”,宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。 宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。 密

9、闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。,三.橡 胶,橡胶是制造飞机、汽车和医疗器械等所必需的材料，是重要的战略物资。,1、天然橡胶的化学组成是聚异戊二烯：,2、合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶,通用橡胶：如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。,特种橡胶：如耐热和耐酸碱的氟橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等,性能全面，但易老化,性能不及天然橡胶全面，但其具有弹性、绝缘性、气密性、耐高温或低温等性能。,橡 胶 产 品,天然橡胶为何容易老化？实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞？,天然橡胶含有双键，易起加成反应和易被氧化，所以易老

10、化。 KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化碳等。,顺丁橡胶,nCH2=CH-CH=CH2,催化剂,C=C,CH2,CH2,H,H n,1 2 3 4,1 4,2 3,两种：三叶橡胶（顺式）、杜仲胶（反式）,丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，合成丁苯橡胶,CH2=CH-CH=CH2,丁苯橡胶SBR,1,3-丁二烯,苯乙烯,硫化橡胶,优点: 具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等,四、复合材料,学与问,每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？,复合材料：两种或两种以上高分子材料组合成的一种新型材料,你能举出一些复合材料的例子吗？,玻璃钢,玻璃钢即玻璃