工程化学周祖新5-2-化学与材料科学.pptVIP

5.3．合成材料（有机合成材料） 塑料 合成橡胶 合成纤维 优点：强度大、密度小； 缺点：不耐高温 人工合成橡胶 高分子化合物材料 5.3.1. 高分子化合物概述 2．高分子化合物的结构特点 （1）高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成； 如聚乙烯　　　　　　　　　中： 　　　 　　（A）－CH2－CH2－叫聚乙烯的结构单元（或链节）； 　　（B）n表示每个高分子化合物中链节的重复次数，叫聚合度；n越大，相对分子质量越大； 　　（C）合成小分子的物质叫单体。如乙烯是聚乙烯的单体。 5.3.高分子化合物的命名 (1)习惯命名法 在单体名前加 “聚”或在单体名称后加“树脂”． (２)商品名称命名法 如：聚酰胺的商品名称是尼龙，尼龙－６６表示聚已二酰已二胺． （３）系统命名法 把高分子化合物的链节按有机化合物系统命名法命名，再在其前面加“聚”字． ５.３.１.３高分子化合物的合成 　　　由低分子化合物经过聚合形成高分子化合物的化学反应称为聚合反应．聚合反应可分为加聚反应和缩聚反应． （１）加聚反应 　　　由一种或多种单体经过加成反应相互结合生成高分子化合物的反应称为加聚反应． （２）缩聚反应 　　　由两个或两个以上官能团的单体相互缩合形成高分子化合物，同时析出某些由低分子化合物（如水、 醇、 氨等）的反应称为缩聚反应． ５.３.１.４高分子化合物的分类 （１）按分子主链结构分类 　　　按分子主链结构，高分子化合物可分为碳链，杂链，元素有机，芳、杂环等四大类。 （２）按聚合反应类型分类 　　　按聚合反应类型，可将聚合产物分为加成聚合物（加聚物）和缩合聚合物（缩聚物）。 （３）按高分子材料的使用性能分类 　　　按高分子材料的使用性能，可分为塑料、橡胶和纤维。 (1)玻璃态 分子的形态和相对位置被固定住,当加外力时形变很小,链段只作瞬时的微小申缩和转向,当外力去除后,形变立即恢复,此时,高分子化合物象玻璃一样坚硬,故称玻璃态。常温下塑料就是玻璃态。Tg较高。 （2）高弹态 热运动能量增加，虽然整个分子链还不能运动，但链段可以自由转动，能产生较大形变，外力去除后，恢复原状，表现出很高弹性，称高弹态。 Tg较低。 （3）黏流态 当温度上升到适当范围，整个分子链都能运动，高分子化合物就能成为流动的黏流状液体。 ５.３.２.3. 高分子化合物的性能 （1）弹性和塑性 线型高分子化合物分子链呈卷曲状态，具有柔顺性。当受外力拉伸时，分子链由卷曲状态变成伸展状态，外力除去后，分子链又恢复原状，表现出弹性。线型高分子化合物都表现出不同程度的弹性。橡胶具有较好的弹性 。体型高分子化合物的弹性一般很差。 （2）力学性能 高分子化合物的力学性能（例如抗压、抗拉、抗冲击、抗弯等）的衡量指标是机械强度、刚性和抗冲击强度等。高分子化合物的力学性能主要取决于影响分子链之间作用力的因素。 （3）电绝缘性能 对于直流电，绝大多数高分子化合物都具有良好的电绝缘性能，但是，有些分子链节具有不对称极性基团或极性链节（例如聚氯乙烯）的高分子化合物，在交流电场中，极性基团或极性链节会随交变电场方向作周期性移动，具有一定的导电性。 (5).化学稳定性和老化 高分子化合物在使用过程中，由于环境的影响，其强度、弹性、硬度等特性会逐渐变坏，这种现象叫老化。 高分子化合物的防护 （1）添加防老化剂 如：抗氧剂、光稳定剂 （2）改性 如：共混、共聚、交联等方法。 （3）物理方法 表面附一层保护层，如：涂漆、镀金属等。 聚氯乙烯 双酚A结构 双酚A制品(诱发儿童性早熟) 5.3.4功能高分子材料 5.3.4.3光敏高分子材料 光敏高分子材料是指在光的作用下能够显示特殊性能的聚合物，如感光材料、光刻胶、光固化涂料等。 5.3.4.5离子交换树脂 （1）离子交换树脂的种类 离子交换树脂是一种不溶、不熔的体型高分子化合物，有阳离子交换树脂和阴交换树脂之分。 （2）离子交换树脂的交换作用 当含有阳离子（例如Ca2＋）或阴离子（例如Cl－）的溶液流经交换柱时，这些阳离子或阴离子就与树脂上的H＋或OH－发生交换反应。交换下来的H＋或OH－结合生成水，交换过后的水中含电解质极少。 （3）离子交换树脂的再生 “再生”处理就是用强的无机酸或碱溶液浸泡已失去交换能力的交换树脂，使其发生离子交换反应的逆过程，即用H＋或OH－再将树脂上的阳离子（例如Ca2＋）或阴离子（例如Cl－）交换出来。 5.4复合材料 5.4.1复合材