高分子设计基础知识.共83页文档

第一章* 1920年代提出“大分子线链型结构”概念这一学说到1932年在法拉第学会上得到公认，1953年获得Nobel Prize， H. Staudinger成为现代高分子理论的创始人和奠基者。

* 1935年合成出聚酰胺66(尼龙66)1938年世界上第一种合成纤维正式诞生，尼龙的发明人Wallace H. Carothers* Ziegler—Natta催化剂，配位聚合乙烯、丙烯，实现乙烯、丙烯工业化生产。

1963年诺贝尔化学奖，德国科学家(Karl Ziegler)与意大利科学家(Giulio Natta)分别发明用三乙基铝和三氧化钛组成的金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法。

* 1974年诺贝尔化学奖，美国高分子物理化学家弗洛里(Paul J. Flory),由于他在高分子科学领域，如聚合反应原理，尤其在高分子物理与结构的研究方面取得巨大成就，高分子科学理论的主要开拓者和奠基人之一。

* 2000年诺贝尔化学奖，研究领域：导电聚合物，日本筑波大学白川英树、美国宾夕法尼亚大学艾伦-G-马克迪尔米德、美国加利福尼亚大学艾伦-J-黑格* 三大合成高分子材料：塑料、纤维、橡胶* 塑料是以树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在玻璃态下使用的高分子材料。

* 通用塑料（5种就行）：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、环氧树脂（EP）、聚氨酯（PU）、酚醛树脂（PF）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、不饱和聚脂（UP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）* 工程塑料（常用）：聚砜（PSU）、聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚（PPS）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）通用塑料：PE、PP、PVC、PS及ABS等通用工程塑料：PA、PC、POM、PPO、PBT等特种工程塑料：PI、PSF、PPS、PEEK、PTFE等* 橡胶是一种在使用温度范围内处于高弹态的高分子化合物。

第⼀章⾼分⼦材料基础知识第⼀章⾼分⼦材料基础知识第⼀节.⾼分⼦材料的基本概念⼀、⾼分⼦材料的结构1.⾼分⼦的含义：⾼分⼦材料是以⾼分⼦化合物为主要成分（适当加⼊添加剂）的材料。

⾼分⼦化合物：1.天然：松⾹、⽯蜡、淀粉2.合成：塑料、合成橡胶、合成纤维⾼分⼦化合物都是⼀种或⼏种简单低分⼦化合物集合⽽成为分⼦量很⼤的化合物，⼜称为⾼聚物或聚合物。

通常分⼦量>5000 ⾼分⼦材料没有严格界限<500 低分⼦材料如：同为1000的多糖（低），⽯蜡（⾼）⼀般⾼分⼦化合物具有较好的弹性、塑性及强度⼆、⾼分⼦化合物的组成：⾼分⼦化合物虽然分⼦量很⼤，但化学组成⽐较简单。

都是由⼀种或⼏种简单的低分⼦化合物聚合⽽成。

即是由简单的结构单元以重⽅式相连接。

例：聚⼄烯由⼄烯聚合⽽成{ }概念：单体——组成⾼分⼦化合物的低分⼦化合物链节——⼤分⼦链由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成，组成⼤分⼦链的这种结构单元称为链节。

聚合度——链节的重复次数。

n↑导致机械强度↑熔融粘度↑流动性差，不利于成型加⼯。

n要严格控制。

三、⾼分⼦的合成：加聚反应、缩聚反应①加聚反应：指⼀种或⼏种单体，打开双键以共价键相互结合成⼤分⼦的⼀种反应例如：⼄烯→聚⼄烯（均聚）②分类：均聚：同种单体聚合共聚：两种或两种以上单体聚合（⾮⾦属合⾦丁⼆烯+苯⼄烯→丁苯橡胶⼆元共聚三元共聚ABS：丙烯脂：耐腐蚀表⾯致密丁⼆烯：呈橡胶韧性苯⼄烯：热塑加⼯）特点：反应进⾏很快链节的化学结构和单体的相同反应中没有⼩分⼦副产物⽣成②缩聚反应：指⼀种或⼏种单体相互混合⼉连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分⼦物质的反应。

例：尼龙（聚酰胺）氨基酸，缩去⼀个⽔分⼦聚合⽽成。

特点：由若⼲步聚合反应构成，逐步进⾏。

链节化学结构与单体不完全相同，反应中有⼩分⼦副产物⽣成。

总结：⽬前80%的⾼分⼦材料由加聚反应得到。

四、聚合物的分类与命名①按聚合物分⼦的结构分类a．碳链聚合物：这⼀类聚合物分⼦主链是由碳原⼦⼀种元素所组成{ }侧基有多种，主要是聚烯烃、聚⼆烯烃（橡胶）b. 条链聚合物，器结构特点是除碳原⼦外，还有氧、氮、硫原⼦。

（完整版）高分子材料基础知识名词解释：1.通用型热塑性塑料：是指综合性能好，力学性能一般，产量大，适用范围广泛，价格低廉的一类树脂。

2.通用型热固性塑料：为树脂在加工过程中发生化学变化，分子结构从加工前的线型结构转变成为体型结构，再加热后也不会软化流动的一类聚合物。

3.聚乙烯相对分子量的大小常用熔体流动速率（MFR）来表示。

4.共混改性是指两种或两种以上聚合物材料以及助剂在一定温度下进行掺混，最终形成一种宏观上均与且力学，热学，光学以及其它性能得到改善的新材料的过程。

5.茂金属聚苯乙烯：为在茂金属催化剂作用下合成的间同结构聚苯乙烯树脂，它的苯环交替排列在大分子链的两侧。

6.通常把使用量大、长期使用温度在100～150℃、可作为结构材料7.使用的塑料材料称为通甩工程塑料，而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150℃以上的塑料材料特种工程塑料。

8.聚酰胺（PA):俗称尼龙，是指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物。

聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也可由w-氨基酸或内酰胺自聚而得。

聚酰胺的命名是二元胺和二元酸的碳原子数来决定的。

9.单体浇注聚酰胺(MC聚酰胺），是以氢氧化钠为主催化剂、将聚酰胺6单体直接浇注到模具内进行聚合并制成制品。

制备的主要特点有：①只要简单的模具就能铸造各种大型机械零件。

②工艺设备及模具都很简单，容易掌握。

③MC聚酰胺的各项物理机械性能，比一般聚酰胺优越。

④可以浇注成各种型材，并经切削加工成所需要的零件，因此适合多品种，小批量产品的试制。

10.RIM聚酰胺：是将具有高反应活性的原料在高压下瞬间反应，再注入密封的模具中成型的一种液体注射成型的方法。

11.共聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，与二氧五环作用，在以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂的情况下共聚，再经后处理出去大分子链两端不稳定部分而成的。

12.均聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂，在石油醚中聚合，再经端基封闭而得到的。

第一章绪论1.1高分子的基本概念高分子化学：研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。

单体：能通过相互反应生成高分子的化合物。

高分子或聚合物(聚合物、大分子)：由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000 以上的化合物。

相对分子质量低于 1000 的称为低分子。

相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。

相对分子质量大于 1 000 000 的称为超高相对分子质量聚合物。

主链：构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合。

侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支链。

支链可以较小，称为侧基；也可以较大，称为侧链。

端基：连接在主链末端原子上的原子或原子集合。

重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元，可简称重复单元，又可称链节。

结构单元：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。

（构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~）。

单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。

聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应。

连锁聚合：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。

烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。

连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

逐步聚合：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。

绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。

加聚反应：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。

加聚反应无副产物。

缩聚反应：缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。

该反应常伴随着小分子的生成。

1.2高分子化合物的分类1)按高分子主链结构分类：可分为：①碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。

② 杂链聚合物：聚合物的大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮，硫等杂原子。

③元素有机聚合物：聚合物的大分子主链中没有碳原子孙，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。

④无机高分子：主链与侧链均无碳原子的高分子。