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1、第七章,有机高分子化合物,有机高分子化合物的基本概念,高聚物链节相同而聚合度不同的混合物,特定结构单元多次重复，如:,1.高聚物的组成,但，同种高聚物，其聚合度并不相同。,高聚物的相对分子质量只有平均意义。,常用数均摩尔质量表示。,2.高聚物分子的几何形状,体型(网状)结构大分子被化学键交联起来，,不易蜷曲。制品无弹性和塑性（热固性）。,线型结构分子易蜷曲。制品有弹性(热塑性),3 高聚物的结构和性能,高聚物的相对分子质量很大，所以，分,高分子链中有许多C-C键，此单键可按,子间力很强。因此，高聚物无气态。,分子链的柔顺性。,数可能(构象)高,高分子的形状便有无,键角自由旋转。因此，,3 高聚
2、物的聚集态有：,高聚物整体无序，但在小区域内有序：,晶态、非晶态、取向态。,晶态结构是分子的排列有规则；非晶态,结构是分子的排列没有规则即为无序的。,高聚物中晶区多称结晶度大。,“两相结构”模型：晶态高聚物中有链段,的非晶区。,排列整齐的晶区和链段卷曲而又互相缠绕,高聚物的聚集态除晶态和非晶态外，还,有取向态结构。是高聚物沿拉伸方向发生,有序的排列出现的。,4.高聚物的物理状态,线性、非晶态高聚物恒压下的形变-温,玻璃态 高弹态 粘流态,度曲线：,分子动能大。大分子可运动，具有流动性和可塑性，不会复原，属塑性变形。是高聚物的工艺状态.,粘流态：TTf,以温度为标，高聚物分为三种物理状态：,高弹
3、态：TfTTg,分子动能不大，大分子不动，链段可动。受外力，大分子或蜷曲或伸展；除去外力，分子复原。属高弹形变。高聚物柔软，有弹性。是橡胶的使用状态。,温度低，动能小。大分子不能运动，只能振动；链段也不能运动。分子的形态和位置固定。受外力，只产生微小变形普弹形变。是塑料的使用状态。,玻璃态：TTg,5.高聚物的性能,基本性能：质轻，有弹性，塑性，绝,机械性能：聚合度n大，分子间力大，,电性能：高聚物无电子、离子，多是绝,但极性基团在电场中会周期性取向，产生位,静电，因绝缘而不易消除。,移电流，使其具有导电性。高聚物经摩擦而带,缘，耐蚀。,强度大。,缘体。,溶解性：符合“相似相溶”原理，但不同,
4、溶胀溶剂分子进入高分子链，使链距,溶解溶胀到使高分子链彼此分离，分,体型高分子只溶胀不溶解。,溶解两步：,于低分子的溶解。其溶解过程可分为溶胀、,增大，体积增大。溶解前的膨胀；,子进入溶剂，形成溶液。,高 聚 物 的 老 化,1.高聚物的老化受内外因素影响，使,外观变化粘、软、硬、脆、龟裂、变,2.老化的特征：,物化性能相对分子质量及分布、溶解,的现象。,高聚物性能破坏，以至丧失使用价值,形、失光、变色、剥落、斑点。,寒性的下降或丧失。,度、密度、透光率、透气性、耐热、耐,机械性能拉伸强度、硬度、耐磨性的,电性能绝缘性的破坏。,上述变化并不同时出现。但是，老化是不可逆转的。,3 老化的实质高聚
5、物的降解和交联。,降解 聚合度降低的过程。分为：,氧化降解 在O2或O3作用下，生成,下降。,过氧化物，再分解；,水解 在H+或OH-催化下，与水反应,热裂解 受热使主链断裂，或成单体，,机械裂解 由于机械力而使高聚物裂,而降解。,代基成小分子。,或成小分子，也可能消去取,发生自由基反应。,解。也可能形成自由基，,交联线型高分子链通过化学键形成网,热氧老化；,4 老化的分类：,5 防老化的主要方法：,防老剂：抗氧剂、光稳定剂、热稳定,状结构。,光(紫外)氧老化。,的破坏作用。,剂。能防止、抑制、延缓光、热、氧,物理防护：防护层。,改性：改变结构，提高耐老化性能。,高聚物：塑料、橡胶、纤维,如:
6、共混、共聚、交联、增强。,塑 料,塑料具有塑性的高聚物。,一、按加工工艺分为：,1 热塑性塑料,分子链属线型结构（包括含有支链的）,聚酰胺）、聚酯等。,醛(POM)、氟塑料、ABS、尼龙（PA,可以多次反复进行。例如聚乙烯、聚甲,塑料加热后会软化，冷却后变硬，并且,线型结构高聚物，在固化剂的作用成,2 热固性塑料,会再软化。例如：酚醛树脂、环氧塑料等。,型，后就转化为网状结构。冷却后就不,二、按使用情况分为：,1 通用塑料,指产量大，用途广，价格低，一般只能,作为非结构材料使用的一类塑料。,通常指聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、,全部塑料的大多数。,酚醛塑料和氨基塑料等6个品种，产量占,聚氯乙
7、烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、,聚酯、聚苯醚、氟塑料、环氧树脂等。,2 工程塑料,指机械性能较好，可以代替金属，可以,作为结构材料使用的一类塑料。例如聚酰,胺（尼龙）、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、,ABS（丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物）,特点：质硬，刚而韧。热塑,用途：汽车部件，电器零,结构：,件，电器外壳，纺织器材。,耐油，耐热。,不透水，耐蚀，耐磨，,性塑料。无毒 无味，,x=y=z=2,部分ABS制品,聚 碳 酸 酯（PC）,特点：线型结构,热塑性塑,耐热耐寒性好，耐稀酸,结构：,碱；耐氧化剂。,绝缘性能优异，不吸水,透光率高，冲击强度高，,料。无毒，无味，无臭，,用途：代替金属 木材 玻
8、璃；做电器部件、,人工内脏。,汽车部件；防护玻璃，安全帽，包装薄膜、,异型管 灯罩 多层装饰板,塑料的加工成型,压塑、热塑、注塑、挤塑、吹塑,橡胶在室温下具有显著高弹性能的高聚物,天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯：,橡 胶,但是，天然橡胶产量很少。,许多合成树脂的性能与橡胶相差甚远。,性能的树脂。,需要仿照天然橡胶的结构来合成具有橡胶,顺 丁 橡 胶,特点：弹性好，耐磨 耐寒，优于天然橡,应用：85-90%用于制造轮胎，也用于三,结构：,胶。抗张强度低，抗湿滑性不良。,缘制品，胶鞋。,角皮带，减振器；耐热胶管，绝,顺丁橡胶制品:,硅 橡 胶,特点：线型聚硅醚，具有良好柔顺性。,防油、水，不易老化
9、；电绝缘性好，,用途：制耐高、低温制品，绝缘制品，医,结构：,无毒、无味、透气。耐候、防振。,稳定性、弹性好。耐高、低温。,疗卫生制品。,硅橡胶仿真人,耐热硅橡胶电缆,纤 维,细长柔韧的物质称纤维，如：,合成纤维的结构特点是：,中有极性基团，易形成局部结晶区，保证纤维的强度；分子中排列不整齐部分为无定型区。其链可运动，使纤维有弹性。,线型结构，链直，排列整齐，支链少。分子,绵、毛、丝、麻等。,聚酰胺纤维（尼龙 锦纶 PA）,特点：“强而韧”，柔顺性,用途：绳索，帘子线，渔,结构：,纤维。,好。耐磨性最好的,带，降落伞，袜子。,网，飞行服，运输,尼龙66,聚酰胺树脂还有尼龙6：,+(2n-1)H
10、2O,尼龙66是下述反应得到的：,尼龙纤维制品：,聚酯纤维（涤纶 的确良）,特点：极性分子,分子间力,用途：衣料，薄膜，渔网，,结构：,热性好耐水,耐磨。,差“挺拔不皱”，耐,大,强度高，柔顺性,救生圈，绝缘材料。,竹木的启示,复合材料,向大自然学习,竹子木材,=木质素+纤 维,骨骼=骨 胶+磷酸盐,轮胎=橡 胶+链子线,混凝土=水泥+砂 石,常见的复合材料,1 定义：由两种以上物理和化学性质不,复合材料,2 组成：基体材料（金属或高聚物）；,3 类型：纤维增强复合材料（增强材料是,材料是粒子)夹层复合材料。,纤维）粒子改性复合材料(增强,增强材料（纤维、粒子）。,多相固体材料。,同的物质组合
11、起来得到的一种,增强材料和增强作用,包括：玻璃纤维，陶瓷纤维，合成纤维，,1.纤维增强材料,作用：承受载荷，传递和分散应力，提高,金属丝。,强度。,“玻璃钢”就是纤维增强复合材料：,组成：以树脂为基体（环氧树脂，酚醛,玻璃纤维增强塑料玻璃钢,以玻璃纤维为增强材料。,树脂，不饱和聚酯树脂，有机硅）。,玻璃钢泵体的制作：,包括：机械力（钉、钩、铆），,3.复合材料界面结合力,包括：SiO2、CaCO3、CaSO4 石棉、碳黑、,2.粒子增强材料,作用：阻止基体位错，提高强度，降低成,分子间力，氢键，化学键。,陶土；,本。,人们向大自然学习了很多知识和技术，人们又在这种学习的基础上“举一反三”创造了更多的物质为人类服务。爱护、尊重自然，从自然学习本领，归根结底是为了人类自己。,
