材料科学第五章高分子材料()..pptVIP

高分子(Polymer)的含义 高分子材料是由高分子化合物或以高分子化合物为主、辅以各种添加剂和填料等物质经加工而成的一种材料。 分子量很大（104~107，甚至更大）。高分子材料虽然分子量很大，但组成并不复杂，主要是由C、H、O、N、P、S等原子以共价键方式组成的大分子链。 如： 分子似“一条链”，由许多相同的结构单元组成。 以共价键的形式重复连接而成。 5.1.2 高分子材料发展简史 天然高分子的利用—棉、麻、丝、毛、竹、木 天然高分子改性 天然橡胶硫化（1839年） 硝化纤维(赛璐珞)（1868年） 粘胶纤维(人造丝)（1893~1898年） 合成高分子 20世纪初，出现了第一种合成树脂-酚醛树脂 1920年，Staudinger提出高分子概念 30年代、40年代，飞速发展 70年代，特种性能的高分子(液晶高分子等) 近年，高分子发展的主流方向-高分子改性、高性能和功能高分子 简单流程如下： 1、质量轻、自重小。一般高分子材料的密度在0.9~2.3g/cm3之间。因而对要求减轻自重的飞机、导弹、人造卫星、宇宙飞船和高层建筑有特别重要的意义。 2、良好的电绝缘性。 3、低的热导性能、优良的隔热保温性能。其所制成的泡沫材料是十分理想的隔热体，在冷藏、建筑、节能装置中广泛用作保温材料。 4、良好的化学稳定性。赋予高分子材料以抵抗酸、碱、盐溶液和蒸汽等腐蚀的功能。 5、宽范围内的力学可选择性。 6、突出的减振阻尼性质。用作减振消声材料。 7、良好的耐磨、耐疲劳性能。氟塑料的摩擦系数低，是齿轮、轴套、滑块和运动密封件的良好材料。 8、良好的透光率。PMMA（有机玻璃）透光率很好，且有良好的耐候性质，是飞机座舱玻璃的最佳材料。 9、原料来源广泛、加工成型方便、成本低。 10、漂亮美观的装饰性。 高分子的链结构 高分子的凝聚态结构 ① 非晶态结构 ② 晶态结构 ③ 取向结构 ④ 液晶态 ⑤ 高分子合金 1. 碳链高分子 主链以C原子间共价键相联接，通过加聚反应制得 如 聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯等 2. 杂链高分子 主链除C原子外还有其它原子如O、N 、S等，并以共价键联接，缩聚反应制得，如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶）、聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等 3. 元素有机高分子 主链中不含C原子，而由Si、 B 、P 、Al、 Ti 、As等元素与O组成，其侧链为有机基团； 兼有无机高分子和有机高分子的特性，既有很高耐热和耐寒性，又具有较高弹性和可塑性，如硅橡胶。 4. 无机高分子 主链既不含C原子，也不含有机基团，而完全由其它元素所组成，这类元素的成链能力较弱，故聚合物分子量不高，并易水解。 按材料来源分类 天然高分子 合成高分子 按材料性能和用途分类 塑料 橡胶 （称为三大合成材料） 纤维 涂料 粘合剂 功能高分子 塑料、橡胶、纤维，称为三大合成材料 全世界产量1亿多吨 塑料主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等 合成橡胶主要用途为制造轮胎，约占60% 合成纤维主要品种有：涤纶（PET）、尼龙、聚丙烯腈、聚丙烯等 塑料（plastics）是以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常可在加热、加压条件下塑制成型，故称为塑料。 塑料的组成 塑料是以有机合成树脂为基础，再加入添加剂所组成的。 一、合成树脂：是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主要组成。二、添加剂 为改善塑料的性能而加入的其它成分，主要有：(1)、填料或增强材料。填料在塑料中主要起增强作用。(2)、固化剂。可使树脂具有体型网状结构，成为较坚硬和稳定的塑料制品。(3)、增塑剂。用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。(4)、稳定剂。用以防止受热、光等的作用使塑料过早老化。 常用的塑料分类方法有下述两种： 一、按树脂的性质分类 根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，可分为热塑性塑料和热固性塑料。 1、热塑性塑料(thermoplastics) 加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却后即成型并保持既得形状，而且该过程可反复进行。这类塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯等。这类塑料加工成形简便，具有较高的机械性能，但耐热性和刚性比较差。 2、热固性塑料(thermosetting plastics) 初加热时软化，可塑造成形，但固化后再加热将不再软化,也不溶于溶剂。这类塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯等。它们具有耐热性高，受压不易变形等优点，但机械性能不好。 二、按使用范围分类 1、通用塑料 应用范围广、生产量大的塑料品种。主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、酚醛塑料和氨