有机高分子材料介绍

第四章有机高分子材料

第一节概述

有机高分子材料包括两种：

天然高分子材料：木材、棉花、皮革等；

有机聚合物合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料及粘合剂等。

有机高分子材料的特点：质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。且随着合成、加工技术的发展，耐高温、高强度、高模量和具有特定性能和功能的高分子材料也应运而生。

有机聚合物（有机玻璃、橡胶等等）具有与金属相反的物理性能：

大部分是电和热的绝缘体

不透明

硬度低

大部分不能禁受200℃以上的温度

有机聚合物材料的加工工艺

有机聚合物材料的加工工艺路线

有机物原料或型材

成形加工

切削加工

零件

热处理、焊接等

热压、注塑、挤压、喷射、真空成形等

高分子材料的基本概念

高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其它元素的原子之间能形成稳定的共价键。由于碳原子是4价，所以可以形成为数众多、结构不同的有机化合物，已知的有机化合物的总数已接近千万，而且新的有机化合物还不断合成出来。

高分子的链结构

高分子的聚合度及其计算

立构规整性

碳链高分子与杂链高分子

共聚物

高分子的相对分子质量与机械强度

1、高分子的链结构

一个大分子往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成，因此高分子又称为聚合物(polymer)。

也就是说高分子化合物是由许多结构单元相同的小分子化合物通过化学键连接而成的。

高分子的一个重要特点：

当一个化合物的相对分子质量足够大，以至多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能。

方括号内是聚氯乙烯结构单元，并简称结构单元。

许多重复单元连接成线型大分子，类似一条链子，因此有时又将重复单元称为链节。

由形成结构单元的小分子组成的化合物，称为单体，是合成高分子的原料。

式中括号表示重复连接，通常用n代表重复单元数，由又称聚合度。聚合度是衡量高分子大小的指标。

2、高分子的聚合度及其计算

由聚氯乙烯的结构式很容易看出，高分子的相对分子质量是重复单元的相对分子质量(M0)与聚合度( )(或重复单元数n)的乘积，即

根据化合物的相对分子质量大小来划分高分子和小分子：相对分子质量小于1000的，一般为小分子化合物；而相对分子质量大于10000的，称为高分子或高聚物；处于中间范围的可能为高分子（低聚物），也可能为小分子。

3、立构规整性

化学组成相同的高分子，链结构也相同，但立体构型不同，即原子或原子团在三维空间由化学键连结的排列不同，这种情况称为高分子的立体异构，简称立构异构。

立体异构分为两类：

一是手性碳原子产生的光学异构体；二是分子中双键或环上的取代基空间排列不同的几何异构体。对几何异构来说，有规几何异构包括顺式和反式两种，取代基处在双键同侧的为顺式，处在异侧的为反式。

高分子的立构规整性对材料性质极为重要

顺式1,4-聚丁二烯室温下是一种橡胶，Tg=-108℃；反式1,4-聚丁二烯容易结晶，熔点148 ℃，弹性很差，是一种塑料。

?国际通用代号为BR，是目前仅次于丁苯橡胶的世界上第二大通用合成橡胶；

?具有弹性好，耐磨性强和耐低温性能好，生热低，滞后损失小，耐屈扰性；

?抗龟裂性及动态性能好等优点，可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用；

?在轮胎、抗冲击改性、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用。

4、碳链高分子与杂链高分子

高分子主链由碳原子组成，称为碳链高分子。

高分子主链上不仅含碳，还含有少量其它原子，称为杂链高分子。如尼龙6，6，它是由－NH(CH2)6NH－和－CO(CH2)4CO－两种结构单元组成。可将两种结构单元总数称为聚合度并记作，也可将重复单元数称为聚合度并记作，这是两种不同的表示法，显然

5、共聚物

两种或更多种的小分子一个接一个地连接成链状或网状结构而形成的高分子，称为共聚物(由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物)。

例如由氯乙烯和醋酸乙烯酯共同聚合时，产物为：

根据各种单体单元在分子链中的排列状况，可将共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等6、高分子的相对分子质量与机械强度

由高分子的相对分子质量高赋予的性质特点，主要是使高分子化合物具有一定的机械强度，可以作为结构材料使用。高分子的平均相对分子质量

单体聚合物反应的随机性使得分子的聚合度不同，因此高分子材料是由大小不同的高分子的同系物组成的。测出的高分子相对分子质量实际上是大小不同的高分子混合物相对分子质量的统计平均值。算出的聚合度也是统计平均聚合度。不同大小的高分子所占的相对比例，即为该高分子试样的相对分子质量分布情况。这种相对分子量不均一的特殊性质称为多分散性。

根据统计方法不同，平均相对分子质量可分:

有数均相对分子质量3 、重均相对分子质量 1 、粘均相对分子质量2 等。

对于相对分子质量不均一的高分子试样来说，有

高分子的分子量分布

由于高分子材料的多分散性，平均分子量并不能完全表征其中各种分子的数量，因此还有分子量分布的概念。

目前常用的表示分子量分布的方法：

（1）分子量分布指数D

D值越大，表示分布越宽。天然高分子的D值可达1，完全均一，合成高分子的D值一般在1.5～50之间。

（2）分子量分布曲线

第二节高分子的合成、结构与性能

一、高分子的合成

由小分子单体通过化学方法得到高分子的过程称为聚合反应。聚合反应可从不同的角度进行分类，按机理可分为逐步聚合和链式聚合。

1、逐步聚合反应

逐步聚合过程中，高分子链逐步变大。这类聚合反应包括：缩聚反应和某些非缩聚反应。可供逐步聚合的单体类型很多，但都必须具备同一基本特点：同一单体上必须带有至少两个或更多可进行逐步聚合反应的官能团，且当只有反应单体的官能团数等于或大于2时才能生成大分子。能发生逐步聚合反应的基团有：－OH、－NH2、－COOH、酸酐、－COOR、－COCl、—H、－Cl、－SO3、－SO2Cl等。

(1)缩聚反应

缩聚反应兼有聚合成高分子和缩合出低分子物的双重意义，主产物称为缩合物。例如聚碳酸酯（PC）的制备：

共同特点：在生成聚合物分子的同时，伴随有小分子副产物的生成，如H2O, HCl, ROH等。

由于低分子副产物的析出，缩聚物的结构单元要比单体少一些原子，因此相对分子质量不再是单体相对分子质量的整数倍。

缩聚反应链的增长过程

缩聚反应中，链的增长是由单体缩合生成二聚体、三聚体等，生成的这些低聚体不仅可与单体发生缩合反应而且相互之间还发生缩合反应，生成聚合度更高的聚合体，由此形成在缩聚反应中的单体与单体之间、单体与聚合物之间的低聚体与低聚体之间的混增长过程。

注意一个概念：

一个参与反应的单体上所含的能参与反应的官能团数称为官能度。

缩聚反应的类型

缩聚反应包括线型缩聚反应和体型缩聚反应。

线型缩聚反应：线型缩聚必有一种或两种双官能度单体。聚合产物分子链只会向两个方向增长，生成线形高分子。除具有逐步性的特征外，通常是可逆反应的。

如二元醇聚合生成聚醚

体型缩聚反应：

当体系中至少含有一种3官能度或以上的单体时，生成的逐步聚合产物是非线型的。

体系中使用一个双官能团单体和一种3官能团单体或一种4官能团单体进行缩聚，反应分别记作“2-3”或“2-4”体系，除了初期生成线缩聚物外，侧基也能缩合并生成支链，进一步形成立体型结构，称作体型缩聚反应。

这样的缩聚反应生成支化高分子后在合适的条件下聚合度迅速增长，最终能生成无限大的三维交联网络结构，即体形高分子。

注意：

体形高分子只能被溶剂溶胀而不能被溶解，也不能受热熔融。交联程度很高时完全不受溶剂的影响。

(2) 逐步开环

已内酰胺水解开环聚合过程中高分子聚合度随时间的延续而逐渐增大，为逐步机理；但与缩聚有所不同，没有小分子水析出，初期单体转化率不高，反应体系中始终存在单体。这些都是逐步开环聚合所特有的特征。

(3) 聚加成反应

逐步聚合的特点

1.低分子单体通过官能团间的缩合逐步形成大分子。体系由单体和分子量递增的一系列中间产物组成。

2.每一步反应的速率和活化能基本相同。

3.反应初期大部分单体很快形成低聚物，短期内转化率很高。随后低聚物相互反应，分子量缓慢上升。

4.大部分是平衡反应。

2、链式聚合

A、自由基聚合

自由基聚合是至今为止研究最为透彻的高分子合成反应。

其聚合产物约占聚合物总产量的60%以上。

特点：单体来源广泛、生产工艺简单、制备方法多样。

重要的自由基聚合产物：高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯

乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚（甲基）丙烯酸及其酯类、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS树脂等。

自由基聚合的基元反应

自由基聚合是链式聚合的一种，至少由3个基元反应组成，它们是链引发反应、链增长反应和链终止反应。此外，还

可能伴有链转移等反应。

1）链引发反应

形成单体自由基的反应。引发剂、光能、热能、辐射能等均能使单体生成单体自由基。

由引发剂引发时，由两步反应组成：

2）链增长反应

链引发反应产生的单体自由基具有继续打开其它单体π键的能力，形成新的链自由基，如此反复的过程即为链增长反应。

两个基本特征：

（1）放热反应，聚合热约55 ～95kJ/mol。

（2）链增长反应活化能低，约为20 ～34 kJ/mol，反应速率极高，在0.01 ～几秒钟内聚合度就可达几千至几万，难以控制。

3）链终止反应

终止方式与单体种类和聚合条件有关。一般而言，单体位阻大，聚合温度高，难以偶合终止，多以歧化终止为主。

例如：60℃以下苯乙烯聚合以几乎全为偶合终止，60℃以上歧化终止逐步增多。60℃以下甲基丙烯酸甲酯聚合两种终止方式均有，60℃以上则以歧化终止逐步为主。

4）链转移反应

链自由基从单体、溶剂、引发剂、大分子上夺取原子而终止，而失去原子的分子成为自由基继续新的增长，使聚合反应继续进行的过程，称为“链转移反应”。

自由基聚合反应的特征：

聚合反应机理明显的包括引发、链增长、链终止、链转移等基元反应；

链增长反应活化能低，增长速率极快，增长过程瞬时完成，相对分子质量高；

引发剂逐步分解，单体被逐步引发聚合，转化率逐步增大；

由于链终止的多样性和随机性，相对分子质量分布宽；

少量阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。

(2) 离子聚合

离子聚合是又一类链式聚合。它的活性中心为离子。根据活性中心的电荷性质，可分为阳离子聚合和阴离子聚合。

多数烯烃单体都能进行自由基聚合，但是离子聚合却有极高的选择性。原因是离子聚合对阳离子和阴离子的稳定性要求比较严格。

例如只有带有1,1-二烷基、烷氧基等强推电子的单体才能进行阳离子聚合；带有腈基、羰（tang）基等强吸电子基的单体才能进行阴离子聚合。但含有共轭体系的单体，如苯乙烯、丁二烯等，则由于电子流动性大，既可进行阳离子聚合，也能进行阴离子聚合。

(1) 阳离子聚合

能用于阳离子聚合的单体有烯类化合物、羰基化合物、含氧杂环化合物等，以烯类单体为重点。

原则上，具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合。但实际上能否进行阳离子聚合取决于取代基推电子能力的强弱和形成的碳阳离子是否稳定。

乙烯无取代基，不能进行阳离子聚合。

丙烯和丁烯上的甲基和乙基都是推电子基团，但仅一个烷基，推电子能力太弱，增长速率很低，实际上只能得到低分子量油状物。

阳离子聚合的引发体系

引发阳离子聚合的引发剂是亲电试剂，如无机酸(H2SO4、H3PO4、HClO4、Cl3CCOOH)、Lewis酸(Al3、BF3、SnCl4、ZnCl2) 等，另外高能辐射亦可引发阳离子聚合。阳离子聚合用得最多得引发剂是Lewis酸。

特点：

阳离子聚合引发速率很快。曾测得引发活化能Ei＝8.4~21kJ/mol，与自由基聚合慢引发(Ed= 105~125kJ/mol)截然不同。阳离子聚合的增长反应

链增长反应是在引发反应中生成的碳阳离子活性中心和反离子形成离子对，单体分子不断插到碳阳离子和反离子中间而使链增长。

阳离子聚合的链增长反应有以下几个特点：

一是增长反应是离子与分子间反应，速度快，活化能低，几乎与引发同时完成，（Ep=8.4~21kJ/mol）。

二是离子对的紧密程度与溶剂、反离子性质、温度等有关，对聚合速率、分子量和构型有较大影响。

三是常伴有分子内重排，异构成更稳定的结构，例如3-甲基-1-丁烯聚合，先形成二级碳阳离子，然后转化为更稳定的三级碳阳离子。因此分子链中可能含有两种结构单元。

(2)、阴离子聚合

烯类、羰基化合物、含氧三元杂环以及含氮杂环都可能成为阴离子聚合的单体。

阴离子聚合的引发体系

阴离子聚合引发剂是电子给体，亲核试剂属于碱类。常用的有碱金属(锂、钠、钾等)、有机金属化合物(如丁基锂、格利雅试剂等)和其它亲核试剂。

阴离子聚合的增长反应

阴离子聚合的链增长过程与阳离子聚合的链增长过程相似。引发过程产生的碳阴离子与反离子结合生成链增长的活性中心，单体不断与碳阴离子连接成为新的碳阴离子，使阴离子活性链不断增长。

阴离子聚合的特点

快引发，慢增长，无终止

(3)、配位阴离子聚合

配位阴离子聚合是指用Ziegler-Natta引发剂引发的、能得到立构规整高分子的聚合反应。

能在配位引发剂作用下进行聚合且获得立构规整高分子的单体可归纳为以下几类：

单取代的α-烯烃类(丙烯)、二烯烃(丁二烯和异戊二烯)、和环烯烃等。这些单体也同样可以在配外引发剂的作用下进行共聚。

配位阴离子聚合的引发体系

配位阴离子聚合的引发剂一般由主引发剂和助引发剂两部分组成。

主引发剂是由周期表中第Ⅳ到第Ⅷ副族的过渡金属元素构成的化合物，这类金属原子的电子结构中具有d电子轨道，能接受电子给予体的配位。这些过渡金属化合物主要是钛、钒、铬、钼、锆的卤化物或氧卤化物。

助引发剂为第Ⅰ到第Ⅲ主族金属的有机金属化合物，主要有铝、锂、镁、锌的烷基、芳基化合物或它们的氢化物。

链式聚合的特点：

（1）聚合需要活性中心，如自由基、阳离子、阴离子等，因此有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合之分。

（2）聚合过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。

（3）聚合过程中相对分子质量变化不大，体系始终由单体、高分子量聚合物和引发剂组成。没有分子量递增的产物。（4）单体转化率随时间增加。

二、高分子的结构和性能

1、高分子的结构

高分子的结构研究的内容：高分子的链结构和凝聚态结构。

高分子的链结构又分为近程结构和远程结构。

近程结构包含结构单元的化学组成、结构单元的键接方式、结构单元空间立构、支化与交联、结构单元键接序列；

远程结构包含高分子链尺寸(相对分子质量)和高分子链的形态(高分子链的构象和链柔性)。

高分子的凝聚态结构比较复杂，包括非晶态结构、晶态结构、液晶结构、取向结构等。

近程结构

(2)高分子链的远程结构

以碳链高分子为例，其中C－C单键是σ键，电子云分布具有对称性，因此绕σ键相连的两碳原子可以相对旋转而不影响电子云的分布，称其为内旋转。

A、主链结构

在碳链高分子中，极性最小的是高分子碳氢化合物。它们在高分子链内相互作用不大，内旋转位垒较小，链具有较大的柔性。属于这一类的有聚乙烯、聚丙烯和乙丙共聚物等。

具有共轭双键结构的聚乙炔等，由于π电子云没有轴对称性，从而这类分子链不能内旋转，故分子链呈刚性。

杂链高分子中，C－O、C－N、Si－O等单键易于内旋转，因此具有这些杂链的高分子都是柔性链。

B、取代基

取代基的种类的影响:

高分子中引入极性取代基增加分子内的相互作用，取代基极性越大，高分子链越呈刚性。

取代基的体积对链柔性的影响：

非极性取代基对分子链柔性的影响主要是空间位阻效应。比如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的侧基依次增大，空间位阻效应也相应地增大，因而分子链的柔性依次降低。

(3)高分子的凝聚态结构

高分子链凝聚态的形成是高分子链之间相互作用的结果。高分子链间最重要的相互作用是范德华力，氢键在很多高分子材料中也常对凝聚起重要作用。对于交联高分子材料，分子链之间通过化学键（共价键、离子键）连接在一起，形成最富有特征的三维网状结构

高分子的聚集态结构指的是高聚物材料本体内部高分子链之间的几何排列。

在研究影响材料性能的各种因素时，不能忽视的是：尽管一种材料的基本性质取决于它的分子结构，但其本体性质则是由分子的排列状态所控制的。如果把物质的成分看作是砖的话，那么决定一座房子的最终性能和特征的是用怎样的方式把砖垒起来。所以，研究高分子聚集态结构特征、形成条件及其对制品性能的影响是控制产品质量和设计材料的重要基础。

高分子聚集态结构直接影响材料性能的因素，经验证明：即使有同样链结构的同一种高聚物，由于加工成型条件不同，制品性能也有很大差别。

例如：缓慢冷却的PET（涤纶片）是脆性的；迅速冷却，双轴拉伸的PET（涤纶薄膜）是韧性很好的材料。

近程有序－围绕某一质点的最近邻质点的配置有一定的秩序（邻近质点的数目（配位数）一定；邻近质点的距离一定；邻近质点在空间排列的方式一定）

远程有序－质点在一定方向上，每隔一定的距离周期性重复出现的规律。

(3)高分子的凝聚态结构

高分子的聚集态：本体中高分子的堆砌，排列。

高分子晶态结构

高分子非晶态结构

高分子液晶态结构

高分子取向态结构

高分子织态结构

非晶态结构

非晶态高分子，可以为液体、高弹性或玻璃体，它们共同的结构特性也像低分子非晶体那样只是近程有序。理论和实验证明高分子链呈无扰的高斯线团堆砌在一起形成非晶态结构。

聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

高分子的结晶结构

高分子在晶体中的堆砌方式主要有：单晶、球晶、串晶和伸直链晶等。

高分子结晶度测定最常用的办法有密度梯度法、X射线衍射分析法、热分析法及红外光谱法。

结晶高分子由结晶部分和非结晶部分组成。结晶部分呈现为很多个小的晶体，每个高分子链可以贯穿若干个小晶体和非晶区；在晶体中分子链相互平行排列，在非晶区分子链是无序的，小晶体本身也是无规则取向地分散在非晶区中，这就是所谓“缨状微束”模型或两相模型。

高分子取向结构

高分子的取向结构是指在某种外力作用下，分子链或其它结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构

取向高分子材料的两个重要应用方向：

1．纤维：纺织品，增强（塑料，轮胎）

2．薄膜：包装，功能材料

* 非晶态高分子的拉伸取向，有两种可能：

1.大尺寸取向分子链取向。(大于粘流温度）

2.小尺寸取向分子链段取向。(温度较低时，整个分子运动困难)

晶态高分子的拉伸取向:

除分子链沿拉伸方向择优取向外，还有结晶部分的取向。结晶部分的取向简单地可以理解为晶粒的取向。

高分子取向的程度

高分子取向的程度用取向度来表示。取向度的测定方法有：

X射线衍射法测定单轴取向

声速各向异性法测定晶区和非晶区的平均取向度

光学各向异性法测定高分子试样晶区和非晶区总取向

红外二向色性法测晶区或非晶区的取向度

高分子的液晶态

一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然失去了固态物质的刚性，变成了具有流动性的液态物质，但结构上仍然保存有序排列，从而在物理性质上呈现出各相异性，形成一种兼有晶体和液体性质的过渡状态，这种中介状态称为液晶态，处在这种状态下的物质称为液晶。

液晶高分子有两大类：主链液晶和侧链液晶。无论哪一类高分子液晶，都可分为溶致型和热致型两种。

高分子合金(高聚物的共混)

目的：

提高高聚物的使用性能，降低生产成本。

高分子合金的制备方法有两类：

一类称为化学共混，包括接枝共聚、嵌段共聚及相穿共聚；

一类称为物理共混，包括机械共混、熔融共混等。共混得到的高分子合金可能是非均相体系，也可能是均相体系，依赖于被混合的组分间的相容性。

2、高分子的分子运动

了解了高聚物有着不同于低分子物质的结构特点，这正是高聚物材料有一系列特殊优异性能的基础。

微观结构特征要在材料的宏观性质上表现出来，则必须通过材料内部分子的运动。

高分子的分子运动的特点

运动单元多重性

运动单元可以是侧基、支链、链节、链段、分子

运动形式可以是振动、转动、平动（平移）

分子运动对时间有依赖性

在外场作用下高分子从一种平衡状态通过分子运动过渡到另一种平衡状态是需要时间的，这个时间一般称为松弛时间。分子运动的温度依赖性

随着温度的升高，高分子可经历3各不同的力学状态，分别反映不同的分子运动模式；2个转变

低温下的力学状态：

聚苯乙烯呈现玻璃态，分子链及链段的运动均被冻结，链段通过内旋转改变其构象的运动，或者说链段从一个位置到另一个位置的扩散运动在小于10s的时间间隔内即使有也是很少的。在力学性能上聚苯乙烯表现的象玻璃一样，模量在109～109.5N/m2之间。

97～120℃范围内：聚苯乙烯分子链的整体运动仍不可能，但其链段已开始有短程的扩散运动。分子链段的运动开始被激发。在这个从玻璃态开始向高弹态转变的区域，及玻璃化转变区域，模量迅速变化，从109 N/m2很快下降到105.7N/m2。变化达到3个数量级。

120～150 ℃范围内：这时链段的运动构象不断改变，但高分子链之间仍存在局部的相互作用，即所谓范德华交联，使分子链的整体运动不能实现。在此温度区间，其模量几乎不随温度改变，而保持在105.7～109.4N/m2之间，称为高弹态平台。

150～177 ℃范围内：由于更剧烈的热运动，高分子链间的局部相互作用已不足以阻止分子的移动，从而分子链开始整体运动，尽管这种高聚物还是弹性的，但已有明显的流动，它开始从高弹态向流动态转变。这时模量在105.4～104.5N/m2之间。

最后当温度超过177 ℃：分子链已能整体运动，聚苯乙烯呈现明显的流动态，模量急速降低。

分子运动的温度依赖性

高聚物3种力学状态中的2个转变即玻璃化转变（玻璃态到高弹态的转变）和流动转变（高弹态到流动态的转变）决定于2个温度，前者叫玻璃化转变温度或玻璃化温度Tg，后者叫流动温度Tf，都具有重要的应用价值。

3、高分子的性能

高分子力学性能最大的特点就是高弹性和粘弹性。

高聚物的高弹性：是由于高聚物极大的分子量使得高分子链有许多不同的构象，而构象的改变导致高分子链有其特有的柔顺性。

链柔性在性能上的表现就是高聚物的高弹性。它与一般材料的普弹性的差别就是因为构象的改变；形变时构象熵减小，恢复时增加。内能在高弹性形变中不起主要作用（它却是普弹形变的主要起因）。

高聚物的粘弹性

指高聚物材料不但具有弹性材料的一般特性，同时还具有粘性流体的一些特性。弹性和粘性在高聚物材料身上同时呈现的特别明显。

高聚物的粘弹性表现在它有突出的力学松弛现象，在研究它的力学性能时必须考虑应力、应变与时间的关系。温度对力学性能也是非常重要的因素。

根据高分子应力－应变曲线的特点大致可以把高分子分为5种类型：硬而脆、硬而韧、硬而强、软而韧及软而弱。(2) 高分子的电性能

绝大多数高分子材料为绝缘体。也有少量的是半导体或导体。

大多数高聚物固有的电绝缘性质已长期被利用来约束和保护电流，使它沿着选定的途径在导体里流动，或用来支持很高的电场，以免发生电击穿。

高分子的导电机理

离子电导：大多数高分子都存在离子电导，这是因为那些带有强极性原子或基团的高分子，由于本征解离，可以产生导电离子。此外，在合成、加工和使用过程中，进入高分子材料的催化剂、各种添加剂、填料以及水分和其它杂质的解离，都可以提供导电离子。在没有共轭双键、电导率很低的哪些非极性高分子中，这些离子就成了导电的主要在流子。

电子电导：共轭高分子、高分子的电荷转移络合物、高分子的自由基－离子化合物和有机金属高分子等高分子导体、半导体则具有强的电子电导。

(3) 高分子的热性能

强度不高，不耐高温，易于老化。但在长期耐高温方面，虽然高分子还不如金属，但其在短期耐高温方面，金属反不如高分子。

高分子在受热过程中将产生两类变化：

1)物理变化：软化、熔融。

2)化学变化：环化、交联、降解、分解、氧化、水解等。它们是高分子受热后性能变坏的主要原因。表征这些变

化的温度主要是：玻璃化温度Tg、熔融温度Tm、和热分解温度Td。

提高高分子的耐热性和热稳定性，主要从2个方面着手：

1、从高分子结构对其分子运动影响的观点出发，探讨提高玻璃化温度或熔融温度的有效途径以达到提高高分子耐热性的目的。

2、改变高分子的结构（如提高分子的结晶度）以提高其耐热分解的能力。高分子的结构对玻璃化温度和熔融温度的影响，归纳起来主要有3个结构因素，即增加高分子链的刚性，使高分子能够结晶以及进行交联。

高分子工程材料

高分子工程材料包括塑料、合成纤维、橡胶和胶粘剂等。本节主要介绍工程上常用的高分子工程材料。

塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。在一定温度、压力下可塑制成型，在常温下能保持其形状不变。

一、工程塑料

1、工程塑料概述

⑴塑料的组成

塑料是以树脂为主要成分，加入各种添加剂。

树脂是塑料的主要成分，对塑料性能起决定性作用。

添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。

填料主要起增强作用；

增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；

固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构；

稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命；

润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮；

着色剂用于塑料制品着色。

其他的还有发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。

●⑵塑料的分类

●按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。

●按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。

●通用塑料产量大、价格低、用途广。

●工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。

特种塑料是指具有某些特殊性能如耐高温、耐腐蚀的塑料，这类塑料产量少，价格贵，只用于特殊需要的场合

●⑶塑料的性能特点

●塑料的优点：

●相对密度小(一般为0.9 ~2.3)；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能。

●塑料的缺点：

●刚性差(为钢铁材料的1/100~1/10)，强度低；耐热性差、热膨胀系数大（是钢铁的10倍）、导热系数小(只有金

属的1/200~1/600)；蠕变温度低、易老化。

●2、常用工程塑料

●⑴一般结构用塑料

●包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS塑料等。

●聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。

●ABS塑料“坚韧、质硬、刚性” ，应用广泛。

⑵摩擦传动零件用塑料

聚四氟乙烯俗称“塑料王”，

●⑶耐蚀用塑料

●耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。

●氯化聚醚的化学稳定性仅次于聚四氟乙烯，但工艺性比聚四氟乙烯好，成本低。在化学工业和机电工业获得广

泛应用，如化工设备零件、管道、衬里等

●⑷耐高温件用塑料

●有聚砜(PSF)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)及氟塑料等。

聚砜的热稳定性高是其

最突出的特点。使用温度达150~174℃。用于机械设备等工业。

●聚苯醚具有良好的综合性能,用于机电等方面。

●聚酰亚胺在260℃下可长期使用。主要用于特殊条件下使用的精密零件。

●⑸热固性塑料

●热固性塑料是在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体形聚合物。

●酚醛塑料是以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加剂而制成。广泛用于制作各种电讯器材和电木制品（如插座、

开关等），耐热绝缘部件及各种结构件。

二、合成橡胶

●橡胶是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。

●1、橡胶的组成和性能特点

●工业用橡胶由生胶和橡胶配合剂组成。生胶无配合剂并未经硫化。橡胶配合剂有硫化剂、硫化促进剂、防老剂、

软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。

●橡胶最大的特点是高弹性。橡胶有储能、耐磨、隔音、绝缘等性能。

●2、常用合成橡胶

●合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶，前者主要用于制作轮胎、运输带、胶管、胶板、垫片、密封

装置等；后者主要用于高低温、强腐蚀、强辐射等特殊环境下工作的橡胶制品。

大学专业介绍之材料类2(高分子材料与工程、材料科学与工程、复合材料与工程)

大学专业介绍之材料类2（高分子材料与工程 、材料科学与工程、复合材料与工程） 4．高分子材料与工程 培养德智体全面发展，具有良好的科学素养，掌握化学基本理论、基本知识和基本技能，经受过基础研究、应用研究、科技开发、科技管理等系统训练的高分子化学、高分子物理及高分子材料与加工方面的专门人才。系统地学习化学基础理论知识，接受严格基本技能训练。运用化学和物理的基本原理和方法，研究高分子材料的分子设计、合成、结构与性能关系，开发新材料及其应用。具有科研、开发、设计及工艺操作相结合的特点。 业务培养要求：本专业学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高 1. 2. 3.掌握聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论 4.具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试，并 5.

6.具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步 主干课程无机及分析化学、有机化学、物理（含物构）、仪器分析、化工原理、普通化学实验、无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验、化工原理实验、化工设备机械基础、化工仪表自动化、机械制图、高分子物理、高分子化学、高分子加工成型原理、高分子流变学、高分子化学实验、高分子物理实验等。 就业方向适宜到科研院所、高等院校从事科研、教学工作；适宜到与石油化工、化工、轻工、工程塑料、特种复合材料、耐高温高分子材料、高分子功能材料、粘合剂与涂料等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作。 5．材料科学与工程 材料科学与工程是研究金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的组成、组织结构、制备成型工艺及服役性能之间规律的基本理论与工程应用的学科，是我国21世纪重点发展的专业之一。 培养目标 本专业培养具备宽厚的材料领域的基础知识与技能，能从事科研、技术开发、分析检测、工艺和设备设计、生产经营管理等方面的高级工程技术人才。 主要课程

有机高分子材料介绍

第四章有机高分子材料 第一节概述 有机高分子材料包括两种： 天然高分子材料：木材、棉花、皮革等； 有机聚合物合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料及粘合剂等。 有机高分子材料的特点：质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。且随着合成、加工技术的发展，耐高温、高强度、高模量和具有特定性能和功能的高分子材料也应运而生。 有机聚合物（有机玻璃、橡胶等等）具有与金属相反的物理性能： 大部分是电和热的绝缘体 不透明 硬度低 大部分不能禁受200℃以上的温度 有机聚合物材料的加工工艺 有机聚合物材料的加工工艺路线 有机物原料或型材 成形加工 切削加工 零件 热处理、焊接等 热压、注塑、挤压、喷射、真空成形等 高分子材料的基本概念 高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其它元素的原子之间能形成稳定的共价键。由于碳原子是4价，所以可以形成为数众多、结构不同的有机化合物，已知的有机化合物的总数已接近千万，而且新的有机化合物还不断合成出来。 高分子的链结构 高分子的聚合度及其计算 立构规整性 碳链高分子与杂链高分子 共聚物 高分子的相对分子质量与机械强度 1、高分子的链结构 一个大分子往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成，因此高分子又称为聚合物(polymer)。 也就是说高分子化合物是由许多结构单元相同的小分子化合物通过化学键连接而成的。 高分子的一个重要特点： 当一个化合物的相对分子质量足够大，以至多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能。 方括号内是聚氯乙烯结构单元，并简称结构单元。 许多重复单元连接成线型大分子，类似一条链子，因此有时又将重复单元称为链节。 由形成结构单元的小分子组成的化合物，称为单体，是合成高分子的原料。 式中括号表示重复连接，通常用n代表重复单元数，由又称聚合度。聚合度是衡量高分子大小的指标。 2、高分子的聚合度及其计算 由聚氯乙烯的结构式很容易看出，高分子的相对分子质量是重复单元的相对分子质量(M0)与聚合度( )(或重复单元数n)的乘积，即 根据化合物的相对分子质量大小来划分高分子和小分子：相对分子质量小于1000的，一般为小分子化合物；而相对分子质量大于10000的，称为高分子或高聚物；处于中间范围的可能为高分子（低聚物），也可能为小分子。 3、立构规整性

对高分子材料的一些认识

对高分子材料的一些认识 在远古时期，人们已经开始使用一些天然高分子，比如人们用兽皮或一些植物来做成初级的衣服，但人类真正地进入高分子时代则是从20世纪初才开是的。在20世纪初，化学家们研究了苯酚和甲醛的反应，发现在不同的条件下，可以得到两类树脂，一种是在酸催化下生成可熔化、可溶解的线型酚醛树脂；另一种是在碱催化生成不溶解、不熔化的体型酚醛树脂。这种酚醛树脂是人类历史上第一个完全靠化学合成方法生产出来的树脂。自此以后，合成并工业化生产的高分子材料种类迅速扩展。 当今，各种各样的高分子材料已经在生活、生产中随处可见了。很难想象离开了合成高分子我们的生活会变成什么样子。总的来说高分子可以分为天然高分子和合成高分子两类，本文重点介绍合成高分子的一些应用。合成高分子主要可以有塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。 塑料是用途最广泛的合成高分子。人们常用的塑料是以合成树脂为基础，再加入塑料辅助剂（如填料、增韧剂、稳定剂、润滑剂、交联剂及其他添加剂）制得的。通常，按塑料的受热行为和是否具备反复成型加工性，可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。前者受热时熔融，可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热，又可熔融、加工，即具有多次重复加工性。后者受热熔化成型的同时发生固化反应，形成立体网状结构，再受热不熔融，在溶剂中也不溶解，当温度超过分解温度时将被分解破坏，即不具备重复加工性。如果按照用途和使用范围来分，又可分为通用塑料和工程塑料。通用塑料的产量大、用途广、价格低，但是性能一般，主要用于非结构材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、氨基塑料等。工程塑料具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并且在此条件下能够长时间使用，且可作为结构材料。 橡胶按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。最初橡胶工业使用的橡胶全是天然橡胶，它是从自然界的植物中采集出来的一种高弹性材料。合成橡胶是各种单体经聚合反应合成的高分子材料。按其性能和用途可以分为通用合成橡胶和特种合成橡胶，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶等，近几十年来，出现了一种新的集成橡胶，它主要用于轮胎的胎面。凡具有特殊性能，如丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶等。特种合成橡胶随着其综合性能的改进、成本的降低，以及推广应用的扩大，也可能作为通用合成橡胶来使用。所以，通用橡胶和特种橡胶的划分范围是在发展变化着的，并没有严格的界限。 纤维是指长度比直径大很多倍并且有一定柔韧性的纤细物质。纤维是一类发展比较早的高分子化合物，如棉花、麻、蚕丝等都属于天然纤维。随着化学反应、

功能高分子材料讲义

第三章功能高分子材料 3．1 概述 功能高分子是高分子化学的一个重要领域，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。 3．1．1 功能高分子材料的概念和分类 高分子材料按其使用性能可以分为结构高分子材料和功能高分子材料，结构高分子材料具有较高的比刚度和比强度，可以代替金属作为结构材料，如我们熟知的工程塑料和聚合物基复合材料。 对功能高分子材料，目前尚未有明确的定义，一般认为是指

除了具有一定的力学功能之外还具有特定功能（如导电性、光敏性、化学性和生物活性等）的高分子材料，所谓材料的功能，从根本上说，是指向材料输入某种能量，经过材料的传输转换等过程，再向外界输出的一种作用。材料的这种作用与材料分子中具有的特殊功能的基团和分子结构分不开的。 请注意，不可将功能高分子和功能高分子材料混为一谈，这两者是有明显区别的。功能高分子材料从组成和结构上可以分为结构型和复合型两大类。结构型功能高分子材料是指在高分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由高分子本身的因素决定的。构成结构型功能高分子材料中的高分子叫功能高分子，而复合型功能高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、导磁）的其它材料进行复合而制得的功能高分子材料，这种材料的特殊功能不是由高分子本身提供的。 功能高分子材料涉及范围广、品种繁多，还未有统一的分类方法，一般按其使用功能来分类，大致可以分为以下几类：（1）化学功能高分子材料 主要包括离子交换树脂，高分子催化剂、高分子试剂、螯合树脂、高分子絮凝剂和高吸水性树脂等。

高中化学 有机高分子化合物与有机高分子材料

第三章第二节第4课时有机高分子化合物与有机高分子材料 随堂测试 1．下列合成高分子化合物的反应中，属于加聚反应的是（） 2．丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是（） ①CH2===CH—CH===CH2②CH3—C≡C—CH3 ③CH2===CH—CN ④CH3—CH===CH—CN ⑤CH3—CH===CH2⑥CH3—CH===CH—CH3 A．③⑥B．②③C．①③D．④⑤ 3．下列说法错误的是（） A．塑料的主要成分是合成树脂 B．橡胶是具有高弹性的高分子化合物 C．化学纤维指人造纤维和合成纤维 D．塑料、橡胶和纤维都是天然高分子化合物 4．下列关于天然橡胶的叙述中，不正确的是（） A．天然橡胶是天然高分子化合物 B．天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化 C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂 D．天然橡胶含有碳碳双键，能发生加成反应

【答案】1.C 2.C 3.D 4.B 课后达标检测 1．近年来，我国许多城市实行了生活垃圾分类投放，其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于（） A．无机物B．盐类 C．有机化合物D．非金属单质 2．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是（） A．尼龙绳B．宣纸C．羊绒衫D．棉衬衣 3．高分子化合物在生产生活中具有重要用途。下列说法不正确的是（） A.高分子化合物材料一般不具有固定的熔点 B.相对分子质量大的高分子一般具有热塑性，相对分子质量小的高分子一般具有热固性 C.高聚物的聚合度(即结构单元的数目)一般是不确定的 D.高分子化合物的溶解速度一般比较缓慢 4．塑料制品是人类日常生活中使用量最大的合成高分子材料。我国已禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋。下列对聚乙烯塑料叙述不正确的是（） A.它属于有机高分子 B.它能产生“白色污染” C.它形成的单体是乙烯 D.对聚乙烯塑料垃圾应进行深埋或倾倒入海 5．结构简式为的高分子的单体是（） A．CH3CH===CH2和CH4 D．CH3CH===CH2和CH2===CH2 6．下列有关橡胶的说法不正确的是（） A．橡胶均具有高弹性 B．橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种

功能高分子材料发展概述

功能高分子材料发展概述 1.速干衣 速干的由来：所谓速干实际上是由英文QUICK-DRY或DRY-EASY等类似单词直译过来的，而速干是指该面料的衣物与毛质或棉质的衣物相比时，在外界条件相同的情况下，更容易将水分挥发出去，干得更快。速干衣顾名思义就是干的比较快的衣服，它并不是把汗水吸收，而是将汗水迅速地转移到衣服的表面，通过空气流通将汗水蒸发，从而达到速干的目的，一般的速干衣的干燥速度比棉织物要快50%。 速干衣物最初的设计理念主要是 基于两个方面的考虑：A、内部因素， 由于从事野外活动的人比较容易出 汗。如果运动量大的时候，全身则会 大汗淋漓。如果此时你穿的是普通的 衣物，那么它们会紧紧贴在你的皮肤 上，特别难受。但速干衣物呢，它们 能使挥发的汗水迅速得以挥发到体 外；B、外部因素，野外行走时，早 晨的露珠或是毛毛细雨都会将你的 衣物打湿，如果裤腿紧贴在腿上，那 会带来不舒服的感觉。如果是速干衣 物，那么它们的速干性能及防泼水性 能就会使你免除这些不必要的麻烦。 速干的面料：市场上的速干衣物 品牌林林总总，所使用的面料也 是数不胜数，更是令人眼花缭 乱。其实常见的户外速干衣物所 采用的面料无非是以下几种常见 面料，COOLMAX这是一种最为常 见，使用范围相对较为广泛的一 种面料，由杜邦公司研制。该面 料的突出特点是具有很强的吸汗 排汗功能，这得归功于COOLMAX 的中空结构，但选购时必须看清 楚COOLMAX在面料中所含的比 例；THEMOLITE这种聚脂纤维的保 暖性能不错，属于中空涤纶纤维 系列，但缺点是排汗性能相对要 差一些；MONI-DRY属于吸湿速干 面料，有COLUMBIA公司研制出品。其主要特点是超强的挥发性和吸水性，比一般的棉布要强2--3倍，从而有效地保持穿着者的舒适干爽；CIBAULTRAPHIL这

有机高分子材料

聚焦新型有机高分子材料 在近几年的高考中，有机高分子的命题大都以合成纤维、橡胶和塑料为背景，并和生产实际相结合。主要形式包括：一是由一种或几种单体加聚成高分子化合物或由加聚产物反推其单体；二是由一种或几种单体缩聚成高分子化合物或已知高分子的链节求其组成的单体。由于大多数合成材料的废弃物会给环境造成污染，因此“白色污染”与治理等都是高考命题的热点。 一、塑料 1.塑料的成分 塑料的主要成分是合成树脂，它的组成中还要根据需要加入某些具有特定用途的添加剂，如能提高塑料的增塑剂、防止老化的防老化剂等。 二、纤维 1.用木材、草类的纤维经化学加工制成的黏胶纤维又叫人造纤维。利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，再经聚合制成的是合成纤维。二者均称化学纤维。

三、橡胶 1.根据来源不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。 2.合成橡胶的原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子。 应用举例： 【例题1】某高分子化合物的部分结构如下： ，下列说法不正确的是 A．聚合物的结构单元为 B．聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n

C．聚合物的单体为CHCl＝CHCl D．若n表示结构单元重复的次数，其相对分子质量为97n 解析：因为高分子主链上均为碳原子，又由于单体是重复的结构单元，且碳碳单键， 单键可以旋转，所以链节是 ，单体是CHCl＝CHCl。 答案：A 点拨：有机高分子几个概念比较 【例题2】卤代烃分子里的卤原子易与活泼金属阳离子结合，发生下列反应（X代表卤原子）： R－X + 2Na + X－R' R－R' + 2NaX R－X + NaCN R－CN + NaX 根据下列各物质的转化关系：

高分子材料简介

康尔高分子复合板板材结构及技术特点分析介绍 1、基材是用福人牌中密度板，密度为 710-730 ，达到欧洲环保的 E1 级标准。不含任何有害的易挥发性物质。 2、背面用进口耐污的纯三聚氢氨面材贴面，耐磨且更易清洗。 3、表面用世界先进的 PUR 胶水粘合一层高分子复合材料，胶水特性：目前航天部门指定胶水，永远不脱胶。高分子复合材料特性：是我公司用两年时间反复试验后，开发出的一种 PVC 、 PET 、 Acrylic 等高分子材料的聚合体，在抗黄变、抗冲击、阻燃、耐变形、耐污和耐磨等方面在同类产品上有显著提高，是目前国际上最优质的产品。 4、使用全中国引进的第一条欧洲最先进的贴合设备，有效提高了板材表面的平整度，克服了同类产品表面不平整的缺点。 5、高分子复合材料是在原先 UV 类产品上的改良产品，除拥有原先 UV 产品的特性外，还解决了 UV 类产品常见的色差、起皱等问题，而且颜色更趋于流行时尚。 6、门板封边采用欧式的封边技术，使门板更具完美品质。铝合金封边：简洁、大方、质感分明；同色封边：幽雅、柔和、浑然一体； 高分子复合材料产品与传统类 UV 产品的理化性能对比 PET材料，其化学名称是聚对苯二甲酸乙二酯。分子结构高度对称，具有很好的光学性能和耐侯性，PET做成的各种材料均具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、高环保等优点。因此，被广泛应用在各类食品、药品、无毒无菌的包装材料，包装瓶，电子电器，汽车配件等方面。 PET板材是目前最为环保的橱柜、衣柜门板用材料之一，其性能解析如下： 一、材料解析：

PET材料因其高环保性、无毒、达到食品级（PET材料具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、高环保等优点。被广泛应用在各类食品、药品、无毒无菌的包装材料：像保鲜膜、饮料瓶、食用油包装瓶均是由PET材料做成）而广泛受到国内外装饰业界的关注，这也是PET 材料的最大卖点，因为现在的消费者越来越关注环保，也愿意为这类产品多花价钱买单。现在国内知名品牌像海尔高端F0橱柜(即海尔零甲醛橱柜门板全面选用PET)、柯乐芙、东方邦太等厂家的PET产品也已全面上市。 二、面材构成： 表层材料由两层构成，上层采用PET材料（表面透明部分），下层为PVC颜色膜材料。采用当今世界耐磨、耐污的美国杜邦化工原料进口添加剂，使用当今流行的德国真空覆膜技术制作而成，具有耐磨、耐压、耐高温、抗腐蚀、耐老化等特点；基材为经过国家环保认证的高环保型E0/E1级优质中密度纤维板。 PE T复合材料具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、高环保达到食品级等优点。因此，被广泛应用在各类食品、药品、无毒无菌的包装材料：像保鲜膜、饮料瓶、食用油包装瓶均是由PE T材料做成）现在国内很多知名品牌像海尔高端F0橱柜(即海尔零甲醛橱柜门板全面选用PE T)、柯乐芙、科宝等厂家的PE T产品已全面上市。 产品优势：

《有机化学基础》课时作业1：3.3.1 高分子化合物

[基础过关] 一、高分子化合物的有关概念 1．下列说法中正确的是() A．油脂是高级脂肪酸甘油三酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合物 B．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同 C．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不同 D．一块无色透明的塑料的成分是聚乙烯，所以是纯净物，有固定的相对分子质量 答案 C 解析油脂的相对分子质量只有几百，而有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104～106，所以，油脂不是有机高分子化合物。乙烯在发生加聚反应时，碳碳双键打开，所以聚乙烯中没有碳碳双键，而是单键，因此二者结构和化学性质都不相同。塑料的组成成分是聚乙烯，但是合成聚乙烯所用的乙烯分子的数目不同，链节数不同，所以塑料不是纯净物，而是混合物。 2．某高聚物的结构片断如下：，下列分析正确的是() A．它是缩聚反应的产物 B．其单体是CH2===CH2和HCOOCH3 C．其链节是CH3CH2COOCH3

D．其单体是CH2===CHCOOCH3 答案 D 解析首先要明确由于主链上没有特征基团，如“—COOCH2—”和“—CONH—”等，因此该高聚物应是加聚产物。再根据加聚反应的特点去分析，若主链内只有C—C单键，每两 个碳原子为一链节，取这个片段，将C—C单键变为，就找到合成这种高分子的 单体，若主链内有，则以为中心取四个碳原子为一个片断，变 为C—C单键，把原来与相邻的单键变为双键，即找到单体。主碳链只有C—C单 键，因此其单体是CH2===CHCOOCH3。链节是该高聚物最小的重复单位，应为。3．下列叙述中正确的是() A．单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量 B．单体为一种物质时，则单体发生加聚反应 C．缩聚反应的单体至少有两种物质 D．淀粉和纤维素的聚合度不同，不互为同分异构体 答案 D 解析若为加聚反应，单体的质量之和等于所生成高分子化合物的质量；若为缩聚反应，高分子化合物的质量小于单体的质量之和，所以A项错误；单体为一种物质时，单体可能发 生加聚反应也可能发生缩聚反应，如乙烯通过加聚反应得到聚乙烯，乳酸() 通过缩聚反应得到聚乳酸和水，所以B项错误；缩聚反应的单体可以为一种或多种物质，只要单体能同时提供两种相互发生反应的官能团即可，如聚乳酸的单体就只有乳酸一种，所以C项错误；淀粉和纤维素虽然分子式都为(C6H10O5)n，但链节数n不同，则分子式实际是不同的，不符合同分异构体的定义，所以彼此不互为同分异构体，D项正确。 二、有机合成反应类型的判断

PET高分子材料介绍

PET高分子材料介绍 一、主要原料 制备PET的主要原料是对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯、乙二醇，这三种原料主要是以石脑油为原料制得的，其工艺过程如下： 二、聚合方法 PET树脂的合成方法主要有：酯交换法、直接酯化法、缩聚法、吉玛法和固相缩聚法。（1）酯交换法 酯交换法是将对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇按照一定配比加入酯交换反应器内，在催化剂存在下生成对苯二甲酸羟乙酯，然后再进行缩聚反应，生成PET树脂。该法的反应过程可以用下式表示： （2）直接酯化法 首先将对苯二甲酸在乙二醇中配成淤浆料，然后再在220℃-250℃、加压的条件下进行反应。直接酯化法需要较多的乙二醇，并且在高温下生成的二乙二醇的量也比较多，容易使聚合产物的熔点降低。为此，可以在反应体系中添加弱碱性物质和控制对苯二甲酸的粒度，以减少乙二醇的用量和抑制二乙二醇的生成。采用这些措施后，可以使对苯二甲酸和乙二醇

的摩尔比达到接近于1:1的程度。 （3）缩聚法 经过精制的对苯二甲酸双羟乙酯在高真空和熔融状态下，在缩聚釜中进行缩聚反应。釜内压力应控制在266Pa以下，反应温度应该严格控制在270-280℃。如果低于270℃，则反应不易进行；而高于280℃，聚合物将会发生热分解。该反应必须在强烈搅拌下进行。为了提高熔融聚合产物的热稳定性，可以在反应体系中加入少量稳定剂，如亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯等。该缩聚反应的反应程度会随着乙二醇的不断蒸出而增大，体系的粘度也不断提高，一般经4-6h后，不再有乙二醇蒸出，反应结束。 （4）吉玛法 PET的现代化生产方法是吉玛（Zimmer）,TPA连续直接缩聚工艺。该法从浆料配制到最终缩聚为止，整个过程按照所发生的化学反应，一般可分为三个工艺段：酯化段、预缩聚段和后缩聚段，下图是整个工艺流程的示意图： （5）固相缩聚法 由于吉玛法到后缩聚时体系的粘度已经非常大了，传热和传质效果都不好，反应速度越来越慢。为了解决后缩聚的技术困难及满足生产高粘度PET的需要，固相聚合技术应运而生。固相缩聚法首先将对苯二甲酸双羟乙酯制成低聚体粉末或切片，再在真空或惰性气体中反应。反应温度一般比起熔点低10-20℃，因此产物的色泽好，端羧基少。这种方法最大的特点就是不受熔体粘度的限制，可以制得特性粘数在1.0dL/g以上的高粘度PET。但是，这种方法得到的树脂的相对分子量的分布没有熔融缩聚法的均匀，目前仅在制造高粘度PET 时使用。 三、PET性能 PET是一种性能优良的热塑性塑料,其熔融温度(T m)和玻璃化转变温度(T g)较高,具有良

07370420功能高分子材料盛维琛

功能高分子材料 Fun cti onal Polymer Materials 课程编号：07370420 学分：2 学时：45 （其中：讲课学时：30自学学时：15 实验学时：0上机学时：0）先修课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、高分子物理、高分子化学适用专业：高分子材料与工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、复合材料与工程、化学工程与工艺、化学等专业本科四年级学生选修课 教材：王国建.功能高分子材料?北京：化学工业出版社,2010年第一版开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 功能高分子课程是一门高分子材料专业的专业选修课。它是建立在高分子物理，高分子化学和高分子结构与性能基础上，并与物理学、医学、甚至生物学密切联系的一门学科。它是研究功能高分子材料化学规律的一门科学，是高分子材料科学领域发展最为迅速，与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域，对于设计和制备高性能高分子材料起着指导作用。 功能高分子课程的基本任务： 通过课堂讲授和研究进展介绍，使学生能了解几种重要的功能高分子材料的制备方法、性能与结构的一般关系等，对功能高分子材料科学有一个概括性认识，能理解功能的产生机理，并可根据所需功能设计出一些简单的具有相应功能基团的高分子材料。 本课程主要介绍功能高分子材料的发展状况，功能高分子的种类与功能，功能高分子材料的结构与性能的关系，功能高分子材料的制备策略，并结合近年来国际，国内在功能高分子材料方面的研究成果详细介绍常用的物理化学功能高分子（高吸水性树脂、离子交换树脂、高分子试剂及催化剂等）、电功能高分子（复合导电型、电子导电型、离子导电型等导电高分子材料、电致发光、电致变色等电活性高分子材料）、光功能高分子（感光性树脂、光致变色高分子、光降解、光转换高分子材料等）、生物医用高分子（生物惰性、生物降解、组织工程、药物高分子材料等）、高分子助剂（高分子絮凝剂、高分子电解质、高分子染料、高分子食品添加剂等）其它一些类型功能高分子材料制备方法，机理，应用。 二、课程的基本内容及要求：第一章功能高分子材料概述 1. 教学内容 1）功能高分子材料的研究对象和研究内容 2）功能高分子材料的发展历程

《有机化学基础》课时作业13：3.3合成高分子化合物

第3节合成高分子化合物 分层训练 [经典基础题] 题组1高分子化合物及合成高分子材料 1.奥运吉祥物福娃的外面料为纯羊毛，内充物为聚酯纤维，结构简式为： 。下列有关说法正确的是（） A.羊毛与聚酯纤维的化学成分相同 B.该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙醇 C.聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解 D.聚酯纤维属于纯净物 答案 C 解析羊毛的主要成分为蛋白质，含有N元素，与聚酯纤维化学成分不同，故A 不正确；由结构简式可知聚酯纤维为对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成，故B不正确；聚酯纤维含有酯基，羊毛含有肽键，在一定条件下都可以水解，故C 正确；聚酯纤维属于高聚物，分子式中n值介于一定范围之内，没有固定的值，则聚酯纤维为混合物，故D不正确。 2.下列说法正确的是（） A.合成纤维和人造纤维统称为化学纤维 B.聚氯乙烯是热固性塑料 C.锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，易压成粉末 D.某些合成材料和塑料制品废弃物可以倾倒到海洋中 答案 A 解析合成纤维和人造纤维统称为化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，

B错误；锦纶为合成纤维，结构简式为，属于多肽，和蛋白质有相似之处，但灰烬不易压成粉末，C错误；合成材料和塑料废弃物不可乱倒，D错误。 3.有机物X在酸性条件下水解可得A、B；B氧化可得C；其中A、C进行缩聚反 应得和水，则C的名称为（） A.苯甲酸 B.苯甲醇 C.苯酚 D.苯甲醛 答案 D 解析对照甲醛与苯酚发生缩聚制取酚醛树脂的反应，该有机物应是苯酚和苯甲醛缩聚而成。X水解得醇B和酸A，醇B氧化得醛C。 题组2单体与聚合反应 4.下列物质中既能发生加聚反应，又能发生缩聚反应的有（） A. B. C.HO—CH2—COOH D.H2N—CH2—CH===CH—COOH 答案 D 解析能发生加聚反应和缩聚反应的化合物中应含有的官能团是、—COOH、—NH2（或—OH）等。

功能高分子材料

《功能高分子材料》复习 1、说明离子交换树脂的类型及作用机理？试述离子交换树脂的主要用途。 类型与作用机理：（1）离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂被称作阳离子交换树脂；能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂被称作阴离子交换树脂。 （2）按其物理结构的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类。 （3）氧化还原树脂。指带有能与周围活性物质进行电子交换、发生氧化还原反应的一类树脂。在交换过程中，树脂失去电子，由原来的还原形式转变为氧化形式，而周围的物质被还原。 （4）两性树脂。两性树脂中的两种功能基团是以共价键连接在树脂骨架上的，互相靠得较近，呈中和状态。但遇到溶液中的离子时，却能起交换作用。树脂使用后，只需大量的水淋洗即可再生，恢复到树脂原来的形式。 （5）热再生树脂。在同一树脂骨架中带有弱酸性和弱碱性离子交换基团。（6）螯合树脂。 用途：（1）水处理。水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。（2）冶金工业。离子交换是冶金工业的重要单元操作之一，离子交换树脂还可用于选矿。（3）原子能工业。利用离子交换树脂对核燃料进行分离、提纯、精制、回收等。离子交换树脂还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。（4）海洋资源利用。利用离子交换树脂，可从许多海洋生物中提取碘、溴、镁等重要化工原料。（5）化学工业。离子交换树脂普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等。离子交换树脂用作化学反应催化剂，可大大提高催化效率。（6）食品工业。离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。（7）医药卫生。离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。（8）环境保护。离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用。 2、按膜的功能简述高分子分离膜的分类及其分离机理。 （1）分离功能膜（包括气体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜）

有机高分子材料概述

有机高分子材料概述和发展趋势 陈彪 2011327120112 材料科学与工程11（1）班 摘要：有机高分子材料包括木材、棉花、皮革等天然高分子材料和朔料、合成纤维及合成橡胶等有机聚合物合成材料。它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。塑料、橡胶和合成纤维是有机高分子材料的典型的代表，此外，还有涂料和粘合剂等。 关键词：有机高分子材料；发展趋势 高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机高分子化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间能够形成稳定的共价键组成高分子化合物。 人们使用高分子材料的历史很早，由于它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快，自20世纪20年代以来，就已经发展了人工合成的各种高分子材料。 高分子材料有各种不同的分类方法。例如，按来源可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。按大分子主连接结构可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料及元素有机高分子材料等。最常用的是根据高分子材料的性能和用途进行分类。 根据性能和用途，高分子材料可分为橡胶、塑料、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子材料以及复合材料等不同的类别。 下面以介绍这几大类高分子材料为主。 1橡胶 橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度范围内具有优异的弹性，所以又称为高弹体。按其来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从自然界含胶植物制取的一种高弹物质。合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。 橡胶具有独特的高弹性，还具有良好的疲劳强度、点绝缘性、耐化学腐蚀以及耐磨性等使它成为国民经济中不可缺少和难以代替的重要材料。 2塑料 塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上包括塑料的半成品，如压塑粉等。 作为塑料基础组分的聚合物，不仅决定塑料的类型而且决定塑料的主要性能。一般而言，塑料用聚合物的内聚能介于纤维与橡胶之间，使用温度范围在其脆化温度和玻璃化温度之间。应当注意，同一种聚合物，由于制备方法、条件及加工方法的不同，常常既可作塑料用，也可做纤维用。 塑料是一类重要的高分子材料，具有质地轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易加工成型等特点，其性能可调范围宽，具有广泛的应用领域。 3纤维 纤维是指长度比直径大很多倍，并具有一定韧性的纤细物质。纤维的特点是分子间次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 纤维可分为两大类：一类是天然纤维，如棉花、羊毛、蚕丝和麻等，另一类是化学纤维，即用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维。

《有机化学基础》课时作业8：3.3合成高分子化合物

[经典基础题] 题组1高分子化合物及合成高分子材料 1．下列涉及有机物性质或应用的说法正确的是() A．利用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒，可减少白色污染 B．乙烯、聚氯乙烯都能使溴水退色 C．保鲜膜、一次性食品袋的主要成分是聚氯乙烯 D．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 答案 A 解析A项，使用普通塑料做一次性饭盒，因普通塑料难以分解，导致白色污染，使用可降解的“玉米塑料”替代一次性饭盒，可减少白色污染，A项正确；B项，聚氯乙烯中没有碳碳双键，不能使溴水退色，B项错误；C项，聚氯乙烯中常含有对人体有害的增塑剂，不能用做保鲜膜、一次性食品袋，C项错误；D项，光导纤维的主要成分为二氧化硅，不是有机高分子化合物，D项错误。 2．下列材料中，属于功能高分子材料的是() ①膜用高分子膜②生物高分子材料③导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子材料⑥高吸水性树脂 A．仅①③⑤⑥ B．仅②④⑤⑥ C．仅②③④⑤ D．①②③④⑤ 答案 D 解析常用功能高分子材料的分类如下：(1)离子交换树脂；(2)光敏高分子；(3)导电高分子； (4)医用高分子；(5)膜用高分子。可见D项正确。

3．某高分子化合物R的结构简式为，下 列有关R的说法正确的是() A．R的一种单体的分子式可能为C9H10O2 B．R完全水解后生成物均为小分子有机物 C．可以通过加聚反应和缩聚反应合成R D．碱性条件下，1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为2mol 答案 C 解析R的一种单体的分子式为C9H10O3，A项错误；R的水解产物中含高分子化合物，B 项错误；R为高分子化合物，碱性条件下，1molR完全水解消耗NaOH的物质的量远大于2mol，D项错误。 题组2单体与聚合反应 4．下列物质中既能发生加聚反应，又能发生缩聚反应的有() C．HO—CH2—COOH D．H2N—CH2—CH===CH—COOH 答案 D 解析能发生加聚反应和缩聚反应的化合物中应含有的官能团是—COOH、—NH2(或—OH)等。 5．分别用下列各组物质作为单体，在一定条件下，通过缩合聚合反应能合成高分子化合物的是() ①乙烯、丙烯、苯乙烯②乙酸、乙二醇③1,6-己二酸、1,6-己二胺④对苯二甲酸、乙二醇⑤α-氨基乙酸、α-氨基丙酸⑥α-羟基丙酸(或乳酸) A．①③⑤⑥B．①②③④ C．③④⑤⑥

高分子材料专业课程中英文名称与简介

生产实习（Advanced Practicum）本课程是材料科学与工程本科专业的必修课。课程内容包括带生到工厂和科研院所了解和实践专业知识在实际生产中的应用。同时配合仿真实习软件掌握化工生产工艺的操作，为学生进社会工作打好基础。材料学院开课；预修：PSE3840T，PSE3620T。 橡胶工程高等实验（Rubber Engineering Advanced Experiment）本课程开设研制弹性体高分子材料的综合实验，以完成小型科题的训练为教学目标，培养学生的基本科研素质和创新能力。教师给出科研课题，学生自行设计方案，完成材料选用、配合点、测试表征方案、结果与讨论等步骤。最后撰写实验和研究报告。材料学院开课；预修：PSE3620T，PSE3840PSE3421T。文献查阅（Literature Searching）本课程的特点：是一门实践课；掌握文献检索的基本知识；工具书的使用方法；熟悉图书馆的检索方法；记住必要的专业术语；掌握相关检索工具的网络检索方法。材料学院秋季开课预修：MSE2022T，MSE2140T，MSE3440T。 聚合物表征（Techniques for Characterization of Polymers）本课程是材料学专业的核心基础课程系统讲授聚合物结构与性能表征的分析方法，主要内容包括：波谱分析，聚合物分子质量及分子质量分布表征，聚合物微结构分析，聚合物热分析，聚合物流变性能分析，聚合物动态力学分析。材料学院秋季开课；预修：PSE2150PSE2250T，PSE3620T。 橡胶制品及模具设计（Rubber Products and Mold Design）介绍国内外橡胶工业制品种类及生产，讲述橡胶模压制品设计一般要求和规律，讲述橡胶压模类型对制品的影响、结构设计、模具导向与定位、模具的尺寸与强关系、模具材料、热处理及表面处理的要求及模具的尺寸公差与配合、整体设计。材料学院秋季开课；预修：M1120T，MEE2250T，MEE1640T。 橡胶加工工艺及配方（Rubber Processing Formulation and Technology）本科程讲授橡胶发展生胶种类与特性，橡胶补强、软化、硫化体系，常规物理机械性能与橡胶配方设计的关系。特殊橡胶制品特性、作用及配合点，配方设计中的数学方法。橡胶加工基本概念，加工方法及使用设备。材料学院秋季开课；预修：PSE2250TE2150T，PSE3840T。 聚合物改性（Polymer Modification）本课程是材料类本科专业的选修课。课程系统讲授聚合物的基本概念、基本理论和研究方法，主要内容包括：共混改性、填充改性、化学改性、表面改性。材料学院秋季开课；预修PSE2150T，PSE3620T；并修：PSE3840T。 素质拓展与创新（The Development and Innovation）文法学院开课。 形势与政策（Political Situation&Policies）形势与政策教育以及课程的内容，要根据不断变化发展的新情况、新问题和新挑战，教育教学的针对性。当前和今后一个时期，要着重进行党的基本理论、基本路线、基本纲领和基本经验教育；进行我国改革放和社会主义现代化建设的形势、任务和发展成就教育；进行党和国家重大方针政策、重大活动和重大改革措育；进行当前国际形势与国际关系的状况、发展趋势和我国的对外政策，世界重大事件及我国政府的原则立场教进行马克思主义形势观、政策观教育。文法学院开课。 应用软件实践（Practicum in Applied Software）材料学院开课。 毕业环节：毕业设计(论文)（Bachelor’s Thesis） 技术经济与企业管理（Technical Economics and Management）技术经济与企业管理是国家教育规定的非管理类的本科生必修的一门管理类课程，目的是让具有专业技术知识的学生也具有经济头脑，使他们成为符合现代社会经济发展所需要的人才。技术经济是对要出台的新政策、新项目和新规划等从技术和经济两个角度进行分析，为投资者进行决策提供依据。企业管理是为企业的运营提供科学的运作方法和运作思路，以期实现最优的目标。经管学院开课。 化工原理（Ⅱ）（Principles of Chemical EngineeringⅡ）本课程是高分子材料及相近专业的基础课，属工程学科，其主要内容是研究化工生产中流体流动、传热、化工传质等过程的基

功能高分子材料复习提要讲解

功能高分子材料复习提要 （答案仅供参考） 一．名词解释： 1．功能高分子材料：指与常规聚合物相比，除了具有一定的力学性能之外，还具有特定功能(如导电性、光敏性、催化性、化学活性和生物活性等)的高分子材料。 2．功能高分子材料化学：以功能高分子材料为研究对象，研究它们的结构和组成、物理化学性质、制备方法及其应用的科学，就称为功能高分子材料化学。 3．结构型功能高分子材料：是指在大分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由于高分子本身的结构因素决定的。 4．复合型功能高分子材料：是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能(如导电、导磁等)的其它材料进行复合而制得的功能材料。 5．渗透系数：是指在单位时间、单位膜面积通过的被测物与单位膜厚度所施加的驱动力的比值。 6．高分子骨架的邻位效应：在功能高分子材料中，高分子骨架上邻近功能基团的一些结构和基团对功能基的性能具有明显的影响力，这种作用称为高分子的邻位效应。 7．高分子骨架的模板效应：模板效应是指利用高分子骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供一个类似于工业上浇铸过程中使用的模板的作用。 8．聚合物的半透性：指聚合物对某些气体或液体有一定透过性，而对另外一些物质没有透过性，或者透过性很小。 9．一次功能：指向材料输入的能量和从材料输出的能量同种形式时，即材料仅起能量传送作用时的这种功能称为一次功能。 10．二次功能：指向材料输入的能量和输出的能量不同形式时，即材料起能量转换作用时的这种功能称为二次功能。 11．功能高分子材料的多功能复合：将两种以上的功能高分子材料以某种方式结合，形成的新的功能材料具有任何单一功能高分子均不具备的性能，这一结合过程被称为功能高分子材料的多功能复合过程。 12．阳离子交换树脂：带有酸性基团(即可解离的反离子是H+或金属阳离子)，能与阳离子进行交换反应的称作阳离子交换树脂。 阴离子交换树脂：带有碱性基团(即可解离的反离子是OH-或其它酸根离子)，能与阴离子进行交换反应的称作阴离子交换树脂。 13．交换容量：交换容量也叫交换量，是指一定数量的离子交换树脂所带的可交换离子的数量。通常把交换容量分为总交换容量、工作交换容量和再生交换容量。总交换容量表示单位重量(或体积)树脂中所具有的可交换离子的总数，它反映了离子交换树脂的化学结构特点。工作交换容量是指离子交换树脂在一定工作条件下表现出的交换量，它是离子交换树脂实际交换能力的量度。再生交换容量是离子交换树脂在指定再生剂用量条件下的交换容量。 14．高吸水性树脂：是指含有强亲水性基团并具有一定交联度，能吸收数百倍至数千倍于自身重量水的功能性高分子材料。 15．絮凝作用：凡具有吸附架桥或表面吸附而导致分散相成絮团沉降的过沉叫做絮凝作用。起絮凝作用的药剂即絮凝剂。

有机化学在高分子材料合成中的应用

有机化学在高分子材料合成中的应用 发表时间：2016-11-23T17:03:27.550Z 来源：《基层建设》2016年17期作者：李友杰 [导读] 摘要：20世纪30年代建立起来的高分子材料科学，对人类产生了巨大的影响，它影响人类生活的方方面面，如当前人们已经离不开塑料、橡胶等高分子材料，他们人们的生活紧密相关，被广泛应用于生活生产等领域，其种类繁多，具有非常多的优点，已经成为社会不可缺少的材料。 广东庆达咨询有限公司 摘要：20世纪30年代建立起来的高分子材料科学，对人类产生了巨大的影响，它影响人类生活的方方面面，如当前人们已经离不开塑料、橡胶等高分子材料，他们人们的生活紧密相关，被广泛应用于生活生产等领域，其种类繁多，具有非常多的优点，已经成为社会不可缺少的材料。人类从未停止过对有机化学研究的脚步，目前它已经成为高分子材料专业必不可少的基础课，本文结合我国多年来对有机化学高分子材料的研究成果，探讨了有机高分子合成的应用。 关键词：高分子；材料合成；有机化学；应用 前言 目前，人们的生活与高分子材料科学息息相关，生活、科研、国防等领域都能看到它们的身影，其品种数繁多，应用广泛，是当今社会发展建设中不可缺少的材料。为了提高对有机高分子的研究水平，为新世纪培养精通高分子材料的优秀人才，近年来，各个领域纷纷设立高分子材料与工程专业，对其进一步研究。 1有机合成材料 1.1有机合成材料定义 将烯烃一类的小分子有机物等通过化学合成的方法，将其合成大分子聚合物的过程就叫做有机材料的合成，这些大分子聚合物就是有机合成材料。有机合成材料的种类繁多，合成纤维、合成塑料、合成橡胶等的相对分子质量都在10000以上，它们就是用人们通常所说的用人工的方法，将低分子化合物合成的高聚物。 有机合成材料有很多优点，例如强大的耐高温性能使它能够代替一些耐高温金属的功能!目前，市场上有很多东西都是以有机合成材料为主要原料，比如有机玻璃做的眼镜，收纳物品用的塑料袋，汽车上的窗户，轮胎等。有机合成材料的出现使人类告别了极度依靠天然材料的时代，在人类材料发展史上，是人类科学发展进步和生活水平提高的一大表现和突破。 合成材料的原料如用石油产品、石灰石、煤、水等含量丰富，容易购买、制造加工的过程也非常简单、生产出的产品性能千变万化，性能各异。所以，合成材料被人们广泛的应用在生产和生活的各个方面。 1.2 有机合成材料成分和分类 因为在有机物发生聚合反应的时候，经常会不小心拉断一些分子链较长的分子，这就会导致其中产生的一些结构相似、分子量却不同的分子聚合在一起，所以，指的注意的是，这样形成的有机合成材料并不是纯净物，而是混合物，即使这些产生的分子的结构类型相同，物理和化学性质都相似，混合在一起也是混合物。就拿简单的有机物烷烃来说，分子量越大的烷烃，发生聚合反应后形成的有机高分子就越不纯净，液化乙烷中很可能会有丁烷、庚烷等同类有机物混在其中。 有机高分子化合物制成的材料就被叫做有机高分子材料。有机合成材料的种类非常的多，塑料、橡胶、土工材料等都包括在其中。可以将它们简单的分类为如棉花和天然橡胶等用有机高分子化合物制成的的有机高分子材料和如塑料、纤维和橡胶等合成有机高分子材料。不需要经过加工的天然有机高分子材料有羊毛和天然橡胶等，还有一种高分子材料是人工合成的有机高分子材料，例如塑料，纤维和橡胶等。有机合成材料可以对日渐匮乏的自然资源进行补充，而化学技术是有机合成材料合成中的必备技术。新型有机合成材料会给人类未来增添更多美好的色彩。 1.3有机合成材料的性质 有机合成材料种类各种各样，不同的种类又拥有不同的性质，就拿合成橡胶来说，合成橡胶是生活中常见的有机合成材料，比如汽车上的轮胎就是由合成橡胶做成的，所以轮胎具有合成橡胶的优点，不仅弹性好而且耐磨性质良好，轮船的轮胎还具有防水的功能；合成橡胶还具有耐油、酸、碱、耐高温、耐老化的性质。下面具体分析了有机合成材料的性质。 1.热塑性 有机合成材料在一定温度范围内，能够可逆在加热时变软流动，冷却变硬的过程，可以反复进行。大部分的有机合成材料都具有这种特性。线形或支链型结构的高分子材料反复加工，制成薄膜、拉成丝或压制成各种各样的形状，在工业、农业和日常生活中广泛使用。大多数线型聚合物都有热塑性，所以，加工起来很简洁方便，可塑性极强。 2.热固性 有机合成材料在加热的时候不能软化和反复塑制，它也不能被溶剂溶解。如体型聚合物就具有这种典型的性质，其中的酚醛塑料就是这样，在加热的时候，它只能被烧焦而不能熔化。在进行第一次加热的时候，它可以软化流动，等到到达一定温度的时候，产生化学反应就会变硬，等到再次进行加热的时候，酚醛塑料就不能再变软流动了。在制作加工产品的时候，正好借助酚醛塑料的这种特性对其进行成型加工，第一次加热时，在压力下，在塑化流动充满型腔之后其进行固化，打造成确定的形状和尺寸。以上步骤完成之后，会有特定的化学键在分子链之间形成，进过一系列的反应，最终变成不能再次进行熔触网状结构，也不能溶解在溶剂中。主要在隔热、耐高压电等的恶劣环境中的塑料中含量较高，炒锅锅把手和高低压电器就是最常见的。 在遇火后，热固性材料会出现碳化的现象，对于不同的材料，碳化层深度也都不同，在特殊情况下，部分材料会产生阴燃的现象。其中的聚氨酯，会在遇火后，再其表面形成一层碳化层，使得火焰无法深入。而其中的酚醛树脂在遇火后发生碳化，之后还会继续阴燃。 2 在高分子单体合成方面的应用 从传统高分子单体合成的方面来说，有机化学的应用具有极其重要的研究意义。例如，同时具有透明度高，加工简单，价格低廉的有机玻璃，在生活生产的各个方面都有很强的竞争力。PMMA的高分子单体甲基丙烯酸甲酯有两种合成方法：第一种是丙酮氰醇法，第二种是异丁烯氧化酯化法，两者都各具特色，对人们的生活都产生了巨大的影响。 近十年来新兴起来的高分子单体聚合方法中的可逆加成断裂链转移聚合备受关注。它不仅对大多数单体都适用，而且还具有聚合条件