7级导论. 聚合物材料.ppt

4. 高分子材料 主讲教师： 胡 珊 班级：33071~3 班 4.1 聚合物的基本概念、分类和命名 4.1.1聚合物材料的基本概念 聚合物：也称高分子，是由成百上千个原子组成的大分子构成的。 大分子是由一种或多种小分子通过主价键一个接一个地连接而成的链状或网状分子。 4.1.1聚合物材料的基本概念 4.1.1聚合物材料的基本概念 高分子化合物的分子式： A—M—M······M—B 高分子的通式： [M]n （M）称为结构单元或重复单元，又称为链节。 结构单元的数目n称为聚合度（通常以DP表示）。 4.1.1聚合物材料的基本概念 聚合物的分子量：M=n·M0 低分子化合物分子量：500 高分子化合物分子量： 104 聚合物分子量：104~106 4.1.2聚合物材料的命名 ①化学名称根据大分子链的化学结构而确定的。 以单体或假想单体名称为基础，前面冠以“聚”字，就成为聚合物名称。 由两种单体缩聚而成的聚合物，如果结构比较复杂或不太明确，则往往在单体名称后面加上“树脂”二字来命名。 4.1.2聚合物材料的命名 聚合物的结构特征来命名，它是以该类材料中所有品种所共有的特征化学单元为基础的。如聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚砜等。 许多合成橡胶是由两种或两种以上单体聚合的共聚物，常从共聚单体中各取一字，后附“橡胶”二字来命名。 4.1.2聚合物材料的命名 ②商品名称或专利商标名称是由材料制造商命名的，突出所指的是商品或品种。 ③习惯名称是沿用已久的习惯叫法。如聚酰胺类的习惯名称为尼龙，聚对苯二甲酸乙醇酯的习惯名称为涤纶等。 4.1.3聚合物的分类 ①按大分子主链结构分类： 碳链、杂链和元素有机高分子 举例：碳链 杂链 元素有机高分子 (CH2—CH)n (CH2—O)n CH3 CH3 (Si—O)n CH3 4.1.3聚合物的分类 ②按聚合物的热行为分类： 热塑性聚合物、热固性聚合物 ③按性能和用途分类： 橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料、功能高分子 加成聚合： nM （M）n 缩合聚合反应： nMN+nPQ （MP）n+nNQ 4.2聚合物的结构 4.2.1大分子链的近程结构 （1）大分子链的化学组成 按照主链的化学组成，可分为碳链大分子、杂链大分子、元素有机大分子等。 4.2.1大分子链的近程结构 （2）结构单元的连接方式 [CH2—CH]n R ②旋光异构 （4）大分子链骨架的几何形状 4.2.2大分子链的远程结构 （2）构象 在分子内旋转的作用下，大分子链具有很大的柔曲性，可采取各种可能的形态，每种形态所对应原子及链的空间排列称为构象。 构象是由分子内部热运动而产生的，是一种物理结构。 4.2.2大分子链的远程结构 （3）大分子链的柔顺性 由于分子的内旋转，在自然状态下，大分子链以卷曲状态存在，这时相应的构象数最多。 在外力作用下，大分子链可以伸展开来，构象数减少，当外力除去后，大分子链又回复到原来的卷曲状态，这就是大分子链的柔顺性。 4.2.3聚合物聚集态结构 （1）非晶态结构 聚合物的非晶态结构是指玻璃态、橡胶态、粘流态（或熔融态）及结晶高聚物中非晶区的结构。 （2）晶态结构 与一般低分子晶体相比，聚合物晶体具有不完善、无完全确定的熔点及结晶速度较慢（有例外，如聚乙烯）的特点。 （3）聚合物液晶态 液晶是介于液相（非晶态）和晶相之间的中介相。其物理学状态为液体，而具有与晶体类似的有序性。 （4）聚合物取向态结构 链段、整个大分子链以及晶粒在外力场作用下沿一定方向排列的现象称为聚合物的取向。 4.3.1非晶态聚合物的力学状态 结晶聚合物的温度－形变曲线 4.4聚合物基本性能及特点 4.4.1 高分子材料的力学性能 （1）高弹性 处于高弹态的聚合物表现出高弹性能。 高弹性是高分子材料重要