1、有機(jī)高分子化合物的基本概念有機(jī)高分子化合物的基本概念高聚物高聚物鏈節(jié)鏈節(jié)相同而相同而聚合度聚合度不同的混不同的混合物合物特定結(jié)構(gòu)單元多次重復(fù)，如特定結(jié)構(gòu)單元多次重復(fù)，如: : CH2CH2n nCH2CH2（）n n重復(fù)重復(fù)次得次得乙烯乙烯(鏈節(jié)鏈節(jié))聚合度聚合度聚乙烯聚乙烯(高聚物高聚物)但，同種高聚物，其聚合度并不相同。但，同種高聚物，其聚合度并不相同。 高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量只有平均意義。高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量只有平均意義。常用常用數(shù)均摩爾質(zhì)量數(shù)均摩爾質(zhì)量表示。表示。線型線型線型（有支鏈）線型（有支鏈）體型體型( (網(wǎng)狀網(wǎng)狀) )體型體型( (網(wǎng)狀網(wǎng)狀) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)大分子被化學(xué)鍵大分子被化學(xué)

2、鍵交聯(lián)交聯(lián)起來(lái)，起來(lái)，不易蜷曲。制品無(wú)彈性和塑性（不易蜷曲。制品無(wú)彈性和塑性（熱固性熱固性）。）。線型線型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分子易蜷曲。制品有彈性分子易蜷曲。制品有彈性( (熱塑性熱塑性) ) 3 高聚物的結(jié)構(gòu)和性能高聚物的結(jié)構(gòu)和性能高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，所以，高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，所以，分分高分子鏈中有許多高分子鏈中有許多C- -C鍵，此單鍵可按鍵，此單鍵可按子間力子間力很強(qiáng)。因此，高聚物很強(qiáng)。因此，高聚物無(wú)氣態(tài)無(wú)氣態(tài)。分子鏈的分子鏈的柔順性柔順性。數(shù)可能數(shù)可能( (構(gòu)象構(gòu)象)高高高分子的高分子的形狀形狀便有無(wú)便有無(wú)鍵角鍵角自由旋轉(zhuǎn)自由旋轉(zhuǎn)。因此，。因此，3 高聚物的聚集態(tài)有高聚物的聚集態(tài)有：

3、高聚物整體無(wú)序，但在高聚物整體無(wú)序，但在小區(qū)域小區(qū)域內(nèi)有序：內(nèi)有序：晶態(tài)晶態(tài)、非晶態(tài)非晶態(tài)、取取向態(tài)向態(tài)。晶態(tài)晶態(tài)結(jié)構(gòu)是分子的排列結(jié)構(gòu)是分子的排列有規(guī)則有規(guī)則；非晶態(tài)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是分子的排列沒(méi)有規(guī)則即為無(wú)序的。結(jié)構(gòu)是分子的排列沒(méi)有規(guī)則即為無(wú)序的。高聚物中晶高聚物中晶區(qū)多稱(chēng)區(qū)多稱(chēng)結(jié)晶度大結(jié)晶度大。“兩相結(jié)構(gòu)兩相結(jié)構(gòu)”模型：晶態(tài)高聚物中有模型：晶態(tài)高聚物中有鏈鏈段段的的非晶區(qū)非晶區(qū)。排列整齊的排列整齊的晶區(qū)晶區(qū)和鏈段卷曲而又互相纏繞和鏈段卷曲而又互相纏繞高聚物的聚集態(tài)除晶態(tài)和非晶態(tài)外，還高聚物的聚集態(tài)除晶態(tài)和非晶態(tài)外，還有有取向態(tài)取向態(tài)結(jié)構(gòu)。是結(jié)構(gòu)。是高聚物高聚物沿拉伸方向發(fā)生沿拉伸方向發(fā)生有序的排

4、列出現(xiàn)的。有序的排列出現(xiàn)的。 線性、非晶態(tài)線性、非晶態(tài)高聚物恒壓下的高聚物恒壓下的形變形變- -溫溫Tg玻璃化溫度玻璃化溫度 Tf粘流化溫度粘流化溫度玻璃態(tài)玻璃態(tài) 高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài)度曲線度曲線： 分子動(dòng)能大。大分子可運(yùn)動(dòng)，具有流分子動(dòng)能大。大分子可運(yùn)動(dòng)，具有流動(dòng)性動(dòng)性和可塑性，不會(huì)復(fù)原，屬和可塑性，不會(huì)復(fù)原，屬塑性變形塑性變形。是高聚。是高聚物的物的工藝狀態(tài)工藝狀態(tài).粘流態(tài)粘流態(tài)：TTf 以溫度為標(biāo)，高聚物分為三種以溫度為標(biāo)，高聚物分為三種物理狀態(tài)：物理狀態(tài)： 高彈態(tài)高彈態(tài)：TfTTg 分子動(dòng)能不大，大分子不動(dòng)，鏈段可分子動(dòng)能不大，大分子不動(dòng)，鏈段可動(dòng)。動(dòng)。受外力，大分子或蜷曲或伸展

5、；除去外力，受外力，大分子或蜷曲或伸展；除去外力，分子復(fù)原。屬分子復(fù)原。屬高彈形變高彈形變。高聚物柔軟，有彈。高聚物柔軟，有彈性。是性。是橡膠的使用狀態(tài)橡膠的使用狀態(tài)。 溫度低，動(dòng)能小。大分子不能運(yùn)動(dòng)，只能溫度低，動(dòng)能小。大分子不能運(yùn)動(dòng)，只能振動(dòng)；鏈段也不能運(yùn)動(dòng)。分子的形態(tài)和位置振動(dòng)；鏈段也不能運(yùn)動(dòng)。分子的形態(tài)和位置固定。受外力，只產(chǎn)生微小變形固定。受外力，只產(chǎn)生微小變形普彈形變普彈形變。是是塑料的使用狀態(tài)塑料的使用狀態(tài)。玻璃態(tài)玻璃態(tài)：TTg 5. .高聚物的性能高聚物的性能基本性能基本性能：質(zhì)輕，有彈性，塑性，絕：質(zhì)輕，有彈性，塑性，絕機(jī)械性能機(jī)械性能：聚合度：聚合度n n大，分子間力大，大

6、，分子間力大，電性能電性能：高聚物無(wú)電子、離子，多是絕：高聚物無(wú)電子、離子，多是絕 但但極性基團(tuán)極性基團(tuán)在電場(chǎng)中會(huì)周期性取向，產(chǎn)生位在電場(chǎng)中會(huì)周期性取向，產(chǎn)生位靜電，因絕緣而不易消除。靜電，因絕緣而不易消除。移電流，使其具有導(dǎo)電性。高聚物經(jīng)移電流，使其具有導(dǎo)電性。高聚物經(jīng)摩擦摩擦而帶而帶緣，耐蝕。緣，耐蝕。強(qiáng)度大。強(qiáng)度大。緣體。緣體。溶解性溶解性：符合：符合“相似相溶相似相溶”原理，但不原理，但不同同溶脹溶脹溶劑分子進(jìn)入高分溶劑分子進(jìn)入高分子鏈，使鏈距子鏈，使鏈距溶解溶解溶脹到使高分子鏈彼此分離，分溶脹到使高分子鏈彼此分離，分體型高分子只溶脹不溶解。體型高分子只溶脹不溶解。溶解兩步：溶解兩步：

7、于低分子的溶解。其溶解過(guò)程可分為溶脹、于低分子的溶解。其溶解過(guò)程可分為溶脹、增大，增大，體積增大。溶解前的膨脹；體積增大。溶解前的膨脹；子進(jìn)入溶劑，形成溶液。子進(jìn)入溶劑，形成溶液。高高 聚聚 物物 的的 老老 化化1. .高聚物的老化高聚物的老化受內(nèi)外因素影響，使受內(nèi)外因素影響，使 外觀變化外觀變化粘、軟、硬、脆、龜裂、變粘、軟、硬、脆、龜裂、變2 . .老化的特征：老化的特征： 物化性能物化性能相對(duì)分子質(zhì)量及分布、溶解相對(duì)分子質(zhì)量及分布、溶解的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。高聚物性能破壞，以至喪失使用價(jià)值高聚物性能破壞，以至喪失使用價(jià)值形、失光、變色、剝落形、失光、變色、剝落 、斑點(diǎn)。、斑點(diǎn)。寒性的下降或喪

8、失。寒性的下降或喪失。度、密度、透光率、透氣性、耐熱、耐度、密度、透光率、透氣性、耐熱、耐 機(jī)械性能機(jī)械性能拉伸強(qiáng)度、硬度、耐磨性的拉伸強(qiáng)度、硬度、耐磨性的 電性能電性能絕緣性的破壞。絕緣性的破壞。 上述變化并不同時(shí)出現(xiàn)。上述變化并不同時(shí)出現(xiàn)。 但是，老化是不可逆轉(zhuǎn)的。但是，老化是不可逆轉(zhuǎn)的。3 老化的實(shí)質(zhì)老化的實(shí)質(zhì)高聚物的降解和交聯(lián)。高聚物的降解和交聯(lián)。 降解降解 聚合度降低的過(guò)程。分為：聚合度降低的過(guò)程。分為： 氧化降解氧化降解 在在O2或或O3作用下，生成作用下，生成下降。下降。 過(guò)氧化物，再分解；過(guò)氧化物，再分解； 水解水解 在在H+或或OH- -催化下，與水反應(yīng)催化下，與水反應(yīng) 熱裂

9、解熱裂解 受熱使主鏈斷裂，或成單體，受熱使主鏈斷裂，或成單體， 機(jī)械裂解機(jī)械裂解 由于機(jī)械力而使高聚物裂由于機(jī)械力而使高聚物裂而降解。而降解。代基成小分子。代基成小分子?；虺尚》肿?，也可能消去取或成小分子，也可能消去取 發(fā)生自由基反應(yīng)。發(fā)生自由基反應(yīng)。解。也可能形成自由基，解。也可能形成自由基， 交聯(lián)交聯(lián)線型高分子鏈通過(guò)化學(xué)鍵形成網(wǎng)線型高分子鏈通過(guò)化學(xué)鍵形成網(wǎng) 熱氧老化；熱氧老化；4 老化的分類(lèi)：老化的分類(lèi)：5 防老化的主要方法：防老化的主要方法： 防老劑防老劑：抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定：抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定狀結(jié)構(gòu)。狀結(jié)構(gòu)。 光光( (紫外紫外) )氧氧老化。老化。的的破壞作用。破壞作用。

10、劑。能防止、抑制、延緩光、熱、氧劑。能防止、抑制、延緩光、熱、氧 物理防護(hù)物理防護(hù)：防護(hù)層。：防護(hù)層。 改性改性：改變結(jié)構(gòu)，提高耐老化性能。：改變結(jié)構(gòu)，提高耐老化性能。高聚物：塑料、橡膠、纖維高聚物：塑料、橡膠、纖維PVC熱收縮膜聚丙烯纖維硅橡膠絕緣子如如: :共混、共聚、交聯(lián)、增強(qiáng)。共混、共聚、交聯(lián)、增強(qiáng)。 塑塑 料料塑料塑料具有塑性的高聚物。具有塑性的高聚物。一、一、按按加工工藝加工工藝分為：分為：1 熱塑性塑料熱塑性塑料分子鏈屬線型結(jié)構(gòu)（包括含有支鏈的）分子鏈屬線型結(jié)構(gòu)（包括含有支鏈的）聚酰胺）、聚酯等。聚酰胺）、聚酯等。醛醛( (POM) )、氟塑料、氟塑料、ABS、尼龍（、尼龍（ P

11、A可以多次反復(fù)進(jìn)行。例如聚乙烯、聚甲可以多次反復(fù)進(jìn)行。例如聚乙烯、聚甲塑料加熱后會(huì)軟化，冷卻后變硬，并且塑料加熱后會(huì)軟化，冷卻后變硬，并且線型結(jié)構(gòu)高聚物，在固化劑的作用成線型結(jié)構(gòu)高聚物，在固化劑的作用成2 熱固性塑料熱固性塑料會(huì)再軟化。例如：酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧塑料等。會(huì)再軟化。例如：酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧塑料等。型，后就轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。冷卻后就不型，后就轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。冷卻后就不二、二、按按使用情況使用情況分為：分為：1 通用塑料通用塑料指產(chǎn)量大，用途廣，價(jià)格低，一般只能指產(chǎn)量大，用途廣，價(jià)格低，一般只能作為非結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。作為非結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。通常指聚乙烯（通常指聚乙烯（PE）、聚丙烯

12、（）、聚丙烯（PP）、）、全部塑料的大多數(shù)。全部塑料的大多數(shù)。酚醛塑料和氨基塑料等酚醛塑料和氨基塑料等6個(gè)品種，產(chǎn)量占個(gè)品種，產(chǎn)量占聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（）、聚苯乙烯（PS）、）、PPPS酚醛酚醛PEPVC氨基氨基聚酯、聚苯醚、氟塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等。聚酯、聚苯醚、氟塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等。 2 工程塑料工程塑料尼龍尼龍POM氟塑料換熱器氟塑料換熱器指機(jī)械性能較好，可以代替金屬，可以指機(jī)械性能較好，可以代替金屬，可以作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。例如聚酰作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類(lèi)塑料。例如聚酰胺（尼龍）、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、胺（尼龍）、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、ABS（丙烯氰（丙烯氰- -

13、丁二烯丁二烯- -苯乙烯共聚物）苯乙烯共聚物）特點(diǎn)特點(diǎn)：質(zhì)硬，剛而韌。熱塑質(zhì)硬，剛而韌。熱塑汽車(chē)部件，電器零汽車(chē)部件，電器零結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：件，電器外殼，紡織器材。件，電器外殼，紡織器材。耐油，耐熱。耐油，耐熱。不透水，耐蝕，耐磨，不透水，耐蝕，耐磨，性塑料。無(wú)毒性塑料。無(wú)毒 無(wú)味，無(wú)味，x=y=z=2部分部分ABS制品制品飾件機(jī)箱安全帽聚聚 碳碳 酸酸 酯（酯（PC）特點(diǎn)特點(diǎn)：線型結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu), ,熱塑性塑熱塑性塑耐熱耐寒性好，耐稀酸耐熱耐寒性好，耐稀酸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：堿；堿；耐氧化劑。耐氧化劑。絕緣性能優(yōu)異，不吸水絕緣性能優(yōu)異，不吸水透光率高，沖擊強(qiáng)度高，透光率高，沖擊強(qiáng)度高，料。無(wú)毒，無(wú)味，無(wú)臭，

14、料。無(wú)毒，無(wú)味，無(wú)臭，用途用途：代替金屬：代替金屬 木材木材 玻璃；做電器部件、玻璃；做電器部件、人工內(nèi)臟人工內(nèi)臟。汽車(chē)部件；防護(hù)玻璃，安全帽，包裝薄膜、汽車(chē)部件；防護(hù)玻璃，安全帽，包裝薄膜、異型管 燈罩 多層裝飾板 壓塑、熱塑、壓塑、熱塑、注塑、擠塑、吹塑注塑、擠塑、吹塑橡膠橡膠在室溫下具有顯著高彈性能的高聚物在室溫下具有顯著高彈性能的高聚物 天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯： 橡橡 膠膠但是，天然橡膠產(chǎn)量很少。但是，天然橡膠產(chǎn)量很少。 許多合成樹(shù)脂的性能與橡膠相差甚遠(yuǎn)。許多合成樹(shù)脂的性能與橡膠相差甚遠(yuǎn)。性能的樹(shù)脂。性能的樹(shù)脂。需要仿照天然橡膠的結(jié)構(gòu)來(lái)合成具有橡膠

15、需要仿照天然橡膠的結(jié)構(gòu)來(lái)合成具有橡膠順順 丁丁 橡橡 膠膠特點(diǎn)特點(diǎn)：彈性好，耐磨：彈性好，耐磨 耐寒，優(yōu)于天然橡耐寒，優(yōu)于天然橡應(yīng)用應(yīng)用：85-90%用于制造輪胎，也用于三用于制造輪胎，也用于三結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：膠。抗張強(qiáng)度低，抗?jié)窕圆涣?。膠?？箯垙?qiáng)度低，抗?jié)窕圆涣?。緣制品，膠鞋。緣制品，膠鞋。角皮帶，減振器；耐熱膠管，絕角皮帶，減振器；耐熱膠管，絕順丁橡膠制品順丁橡膠制品:硅硅 橡橡 膠膠特點(diǎn)特點(diǎn)：線型聚硅醚，具有良好柔順性。：線型聚硅醚，具有良好柔順性。 防油、水，不易老化；電絕緣性好，防油、水，不易老化；電絕緣性好，用途用途：制耐高、低溫制品，絕緣制品，醫(yī)：制耐高、低溫制品，絕緣制品，醫(yī)結(jié)構(gòu)

16、結(jié)構(gòu)：無(wú)毒、無(wú)味、透氣。耐候、防振。無(wú)毒、無(wú)味、透氣。耐候、防振。穩(wěn)定性、彈性好。耐高、低溫。穩(wěn)定性、彈性好。耐高、低溫。療衛(wèi)生制品。療衛(wèi)生制品。硅橡膠仿真人耐熱硅橡膠電纜 纖纖 維維細(xì)長(zhǎng)柔韌的物質(zhì)稱(chēng)纖維，如：細(xì)長(zhǎng)柔韌的物質(zhì)稱(chēng)纖維，如：合成纖維的合成纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：是：中有中有極性基團(tuán)極性基團(tuán)，易形，易形成局部成局部結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)，保證，保證纖維的強(qiáng)度；纖維的強(qiáng)度； 分子中排列不整齊部分子中排列不整齊部分為分為無(wú)定型區(qū)無(wú)定型區(qū)。其鏈可。其鏈可運(yùn)動(dòng)，使纖維有彈性。運(yùn)動(dòng)，使纖維有彈性。線型線型結(jié)構(gòu)，鏈直，排列整齊，支鏈少。分子結(jié)構(gòu)，鏈直，排列整齊，支鏈少。分子綿、毛、絲、麻等。綿、毛、絲、

17、麻等。聚酰胺纖維聚酰胺纖維（尼龍 錦綸 PA）特點(diǎn)特點(diǎn)：“強(qiáng)而韌強(qiáng)而韌”，柔順，柔順性性用途用途：繩索，簾子線，漁：繩索，簾子線，漁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：纖維。纖維。 好。耐磨性最好的好。耐磨性最好的帶，降落傘，襪子。帶，降落傘，襪子。網(wǎng)，飛行服，運(yùn)輸網(wǎng)，飛行服，運(yùn)輸尼龍尼龍6666聚酰胺樹(shù)脂還有尼龍聚酰胺樹(shù)脂還有尼龍6 6：（=HO C CH2 4 C NH CH2 6 NH nHOO+(2n-1)H2OnHOOC CH2 4COOH+nH2N CH2 6NH2（尼龍尼龍66是下述反應(yīng)得到的：是下述反應(yīng)得到的：尼龍纖維制品：尼龍纖維制品：尼龍布伸縮風(fēng)管尼龍布伸縮風(fēng)管伸縮編織網(wǎng)管伸縮編織網(wǎng)管尼龍纖維拋光輪

18、尼龍纖維拋光輪聚酯纖維（滌綸聚酯纖維（滌綸 的確良）的確良）特點(diǎn)特點(diǎn)：極性分子：極性分子, ,分子間力分子間力用途用途：衣料，薄膜，漁網(wǎng)，：衣料，薄膜，漁網(wǎng)，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：熱性好耐水熱性好耐水, ,耐磨。耐磨。差差“挺拔不皺挺拔不皺”，耐，耐大大, ,強(qiáng)度高，柔順性強(qiáng)度高，柔順性救生圈，絕緣材料。救生圈，絕緣材料。聚酯纖維過(guò)濾筒聚酯纖維過(guò)濾筒聚酯纖維吊裝帶聚酯纖維吊裝帶聚酯纖維聚酯纖維聚酯纖維吸音板聚酯纖維吸音板= 木質(zhì)素木質(zhì)素 + + 纖纖 維維= 骨骨 膠膠 + + 磷酸鹽磷酸鹽 = 橡橡 膠膠 + + 鏈子線鏈子線= 水泥水泥 + + 砂砂 石石 常見(jiàn)的復(fù)合材料常見(jiàn)的復(fù)合材料1 定義：定義：由兩種以上物理和化學(xué)由兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不性質(zhì)不 復(fù)合材料復(fù)合材料2 組成：組成：基體材料（金屬或高聚物）；基體材料（金屬或高聚物）；3 類(lèi)型：類(lèi)型：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（增強(qiáng)材料是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（增強(qiáng)材料是材料是粒子材料是粒子) )夾層復(fù)合材料。夾層復(fù)合材料。纖維）粒子改性復(fù)合材料纖維）粒子改性復(fù)合材料( (增強(qiáng)增強(qiáng)增強(qiáng)材料（纖維、粒子）。增強(qiáng)材料（纖維、粒子）。多相固體材料多相固體材料。