有机高分子材料与高分子化合物.ppt

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1、 第第 五五 章章 有机高分子化合物有机高分子化合物 与高分子材料与高分子材料 棉、麻、丝、毛、角、胶、塑料、棉、麻、丝、毛、角、胶、塑料、橡胶、纤维橡胶、纤维它们是人们越来越熟悉它们是人们越来越熟悉的有机或高分子材料。无论是天然的的有机或高分子材料。无论是天然的或合成的这类材料，在人们的生活和或合成的这类材料，在人们的生活和工程技术中都占有越来越重要的地位。工程技术中都占有越来越重要的地位。1 1 高分子化合物的基础是相对分子质量高分子化合物的基础是相对分子质量较小的有机化合物。本章第一节，既较小的有机化合物。本章第一节，既作为高分子化合物的基础部分，又作作为高分子化合物的基础部分，又作为高

2、中化学的复习部分，请同学自己为高中化学的复习部分，请同学自己阅读教材。阅读教材。第二节第二节 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念一 高分子化合物2 21 1 高分子化合物的组成：高分子化合物的组成：特定结构单元多次重复而成特定结构单元多次重复而成:聚合度聚合度CH2CH22 2 相对分子质量相对分子质量:高分子化合物的相对分子质量应为：高分子化合物的相对分子质量应为：M=链结化学式量链结化学式量n n但，同种高聚物，其聚合度并不相同。但，同种高聚物，其聚合度并不相同。3 3聚乙烯聚乙烯链节链节n n 因此，每一个大分子的相对分子质量因此，每一个大分子的相对分子质量都不相同都不相同。高

3、聚物的相对分子质量只有平均高聚物的相对分子质量只有平均意义。常用意义。常用数均摩尔质量数均摩尔质量表示。表示。由于聚合度不同引起的高聚物相对由于聚合度不同引起的高聚物相对分子质量各不相同的现象分子质量各不相同的现象高聚物相对高聚物相对分子质量的分子质量的多分散性多分散性 高聚物高聚物链节相同而聚合度不同的链节相同而聚合度不同的混合物。混合物。4 4三三 高分子化合物的几何形状高分子化合物的几何形状1 1 线型结构。线型结构。分子易蜷分子易蜷曲，制品有弹性曲，制品有弹性(热塑性热塑性)；大分子被化学键交联起大分子被化学键交联起来，不易蜷曲，制品无弹来，不易蜷曲，制品无弹性和塑性（热固性）。性和塑

4、性（热固性）。5 52 2 体型体型(网状网状)结构。结构。第三节 高分子化合物的制备一一 加加 聚聚 反反 应应 1 1 不饱和的低分子化合物相互加成，不饱和的低分子化合物相互加成，或易开环的环状化合物相互作用形成或易开环的环状化合物相互作用形成高聚物的反应，如：高聚物的反应，如：nCHnCH2 2=CH=CH2 2聚乙烯聚乙烯聚氧化乙烯聚氧化乙烯6 62 2 加聚物可能是线状也可能是体型结构；加聚物可能是线状也可能是体型结构；3 3 加聚反应可分为：均聚，共聚（又分加聚反应可分为：均聚，共聚（又分接枝、镶嵌共聚）。接枝、镶嵌共聚）。二二 缩缩 聚聚 反反 应应 1 1 低分子化合物（只少有

5、两个可反应低分子化合物（只少有两个可反应的官能团）相互作用形成高聚物时，同的官能团）相互作用形成高聚物时，同时时析出小分子析出小分子物质的反应。如：物质的反应。如：7 7n HO-R-OH+n HOOC-R二元醇二元醇 二元酸二元酸HOR-OCO-R-CO-COnOH+(n-1)H2O聚聚 酯酯2 2 缩聚反应可以得到体型高聚物；缩聚反应可以得到体型高聚物；3 3 缩聚反应可分为：缩聚反应可分为：（按产物）体型缩聚，线型缩聚；（按产物）体型缩聚，线型缩聚；（按单体）均缩，混缩，共缩。（按单体）均缩，混缩，共缩。8 8-COOH 第四节 高聚物的结构和性能一一 高聚物的结构特点高聚物的结构特点

6、1 1 高聚物的相对高聚物的相对分子质量很大分子质量很大，所以，所以，分子间力很强。因此，高聚物无气态，分子间力很强。因此，高聚物无气态，机械强度较高。机械强度较高。9 92 2 高分子链中有许多高分子链中有许多C-C键，此单键可键，此单键可按键角自由旋转。因此，高分子的形状按键角自由旋转。因此，高分子的形状便有无数可能（构象）便有无数可能（构象）高分子链的高分子链的柔顺性柔顺性。高分子内旋转形成高分子内旋转形成许多构象可示意如右：许多构象可示意如右：高分子由此产生的高分子由此产生的屈挠性可演示如下：屈挠性可演示如下：10103 3 高聚物的聚集态有高聚物的聚集态有：晶晶 态态大分子排列有序；

7、大分子排列有序；1111 非晶态非晶态大分子排列无序；大分子排列无序；取向态取向态大分子经拉伸后定向排列。大分子经拉伸后定向排列。高聚物整体无序，但在小区域内有不高聚物整体无序，但在小区域内有不同状态：晶区和非晶区。同状态：晶区和非晶区。1212 一个大分子可穿过几个不同的区域。一个大分子可穿过几个不同的区域。高聚物中晶区多称结晶度大，力学性高聚物中晶区多称结晶度大，力学性能强。能强。二二 高聚物的物理状态高聚物的物理状态 线性、非晶态高聚物恒压下的线性、非晶态高聚物恒压下的形变形变-温度曲线：温度曲线：Tg g：玻璃化温度玻璃化温度Tf：粘流化温度粘流化温度1313分子动能大。大分分子动能大

8、。大分子可运动，具有流子可运动，具有流动性和可塑性，不动性和可塑性，不会复原，属塑性变会复原，属塑性变形。是高聚物的工艺状态；形。是高聚物的工艺状态；分子动能不大，分子动能不大，大分子不动，链段可动。大分子不动，链段可动。1414 1 1 粘流态：粘流态：TTf ，2 2 高弹态：高弹态：TfTTg ，受外力，大分子或蜷曲或伸展；除去外受外力，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。是橡胶的使用状态软，有弹性。是橡胶的使用状态.温度低，动能小。温度低，动能小。大分子不能运动，只能振动；链段也大分子不能运动，只能振动；链段也不能运

9、动。分子的形态和位置固定。不能运动。分子的形态和位置固定。受外力，只产生微小变形受外力，只产生微小变形普弹形变。普弹形变。是塑料的使用状态。是塑料的使用状态。1515 3 3 玻璃态：玻璃态：T 聚丙烯，聚丙烯，前者主链有双键；前者主链有双键；聚乙烯聚乙烯 聚氯乙烯，聚氯乙烯，后者有极性基；后者有极性基；聚聚-甲基乙烯甲基乙烯 聚苯聚苯乙烯，后者空间位阻大。乙烯，后者空间位阻大。4949例题：例题：下列各组中，聚合物分子柔顺性下列各组中，聚合物分子柔顺性 大小的顺序是：大小的顺序是：例题例题：简述高分子材料的组成和作用。：简述高分子材料的组成和作用。解解：高分子材料的：高分子材料的组成组成主要

10、有：主要有：5050 高分子物质高分子物质(树脂树脂),是材料的主料是材料的主料,决定决定材料的性能和用途材料的性能和用途;填料填料:是材料的副料，为改善性能、降是材料的副料，为改善性能、降低成本或特殊需要而加入；低成本或特殊需要而加入；溶剂溶剂(稀释剂稀释剂):):溶解主料溶解主料,调节黏度调节黏度,提提高润湿性；高润湿性；稳定稳定剂剂:防止高分子老化、降解。防止高分子老化、降解。5252添加添加剂剂:为各种特殊用途而加入，为各种特殊用途而加入，如着色剂、发泡剂、光亮剂、整平剂、如着色剂、发泡剂、光亮剂、整平剂、抗静电剂、阻燃剂、颜料、固化剂、润抗静电剂、阻燃剂、颜料、固化剂、润滑剂等。滑剂等。增塑增塑(韧韧)剂剂:提高高分子柔韧性提高高分子柔韧性;