高分子材料学经典教程
n HOOC－
－COOH ＋ n HO－CH2－CH2－OH
HO［C－ O
－C－O－CH2－CH2－O］n H O
结构单元
结构单元
重复结构单元
绪论
▲单体（） 能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。
▲结构单元（ ） 组成高聚物重复结构单元的基本单元。
▲重复结构单元（ ） 高分子链中重复出现的单元，即链节（ ）。
苯二酰)
锦纶-6或尼龙-6 6
绪论
●高聚物的分类
碳链高聚物（carbon chain polymer）
我们责任重大：
*我国高分子研究起步于20世纪50年 代初
*1995年，我国高分子材料进口总量： *塑料：370万吨
*合成纤维：207万吨 *橡胶：31万吨
*占国内消耗量的50%，投资100亿 美元
现代高分子材料学 的三个基础性分支学科
高分子化学 高分子物理 （结构与性能关系研究） 高分子工程 （聚合反应工程和高分子成
3 － －(2)2
－－(2)5－－
通俗名称
聚乙烯
聚丙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯 酸甲酯 聚对苯二甲 酸乙二酯 聚已内酰胺
系统名称
习惯或商品名称 英文缩写
聚亚乙基
高密度聚乙烯
低密度聚乙烯
聚亚丙基
（丝用）丙纶
聚(1-氯亚乙基) （丝用）氯纶
聚[(1-甲氧基 有机玻璃
酰基)-1-甲基
亚乙基]
涤纶
聚(氧亚乙基对
相对分子质量大 高聚物的基本特点 分子链长
相对分子质量具有多分散性
●常用的术语
常用的术语
单体 结构单元 重复结构单元 聚合度
绪论
▓实例分析 以氯乙烯（）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（）。
n 2＝ → ～2－－2－－2－－2－～
简写 ［2－］
n
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
结构单元
重复结构单元
以对苯二甲酸、乙二醇为单体，通过聚合生成聚对苯二甲酸乙二酯（的确良）。
1953年齐格勒在低压条件下 合成出聚乙烯，随后纳塔合成出 聚丙烯，1963齐格勒、纳塔获得 诺贝尔化学奖。
研究对象之二—橡胶的发展
橡 树 之 泪
丑却受宠的合成橡胶
研究对象之三—纤维的发展
蚕说：还是人类有能耐
1855年瑞士人奥 蒂玛斯把纤维素 放在硝酸中得到 硝化纤维素溶液， 制得第一根人造 纤维；1884年查 唐纳脱把硝化纤 维素放在酒精和 乙醚中得到溶液， 得到人造丝；
绪论
△单体简字＋“橡胶” ▓实例 丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶 △结构特征命名 具有“酯－－结构”的高聚物称为聚×××酯；具有“酰胺－－结构”的高 聚物称为聚×××酰×××胺；具有“醚－O－结构”的高聚物称为聚×××醚。 ▲习惯名称与商品名称
高聚物的重复结构单元 －2－2－
－2－(3)－ －2－()－ －2－C(3)－
▲聚合度（ ） 重复结构单元数目，即链节数。单独提出用或表示，在结构式中用n表示。
●三个关系的处理 ▲结构单元与重复结构单元的关系
重复结构单元≥结构单元 ▲单一高分子的相对分子质量与聚合度、重复结构单元相对分子质量的关系
Mn XnM0
绪论
▲单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系 单一相对分子质量只对个体高分子，平均相对分子质量是体系内所有个体相对分子质 量的平均值。个体高分子的相对分子质量没有实用价值，真正有价值的是平均相对分子质 量的大小。 原因：高聚物是由相对分子质量不等的同系聚合物组成的混合物，即高聚物的相对分 子质量具有多分散性。 多分散性的描述：分布曲线法、分散系数法。 ▲常见三大合成材料的相对分子质量范围
1953 H. ()
1963 K. G.
1974 P. J.
1991 G. ,,
2000 A. J. , A. G. , H.
高分子材料的应用
衣
食
行
住
用
科技
我们骄傲：
高分子概念的形成和高分子科 学的出现始于20世纪20年代， 但高分子材料是近50年发展最
快的材料
1996年塑料与金属材料的体积 比达到130%
第一章：绪 论
高分子材料学简介
人类的文明史=材料的发展史
材料包括： 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料
•
•
, ., , ,
•
,,
A a, . ,,,,,, a .
, :,,,,,,, ,.
()
1839 1870 (75% + 25% ) 1892 1910 1920 's ""
塑料
高密度聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸酯
相对分子质量
6～30万 5～15万 10～30万 2～6万
橡胶
天然橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶
相对分子质量
20～40万 16～20万 25～30万 10～12万
纤维
锦纶-66 涤纶
维尼纶 腈纶
相对分子质量
1.2～1.8万 1.8～2.3万 6～7.5万
从上面所叙述材料的发展可以看 到，科学发展是无止境的，一时的满 足和安于现状就会导致落后，不断进 取、不断创新才更有所作为。
人类需求是推动科学发展的动力。
绪论
一、高聚物的基本概论 ●高聚物 高聚物（ ）是高分子化合物（ ）的简称，是由
成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子（）所组成的化合物。 ●高聚物的基本特点
型）
热固性塑料
研 究 对 象
[
高 分 子 聚 合 物
•塑料
(酚醛、脲醛) 热塑性塑料
(,尼龙)
•橡胶 •纤维
天然橡胶
(聚异戊二烯) 合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈,丁 腈基纶橡()胶,丙)纶(),
聚酯纤维(),尼龙
]
•涂料 粘合剂
研究对象之一—塑料的发展
1869年31岁的印刷工人约翰•海阿特发明赛璐珞
取 代 象 牙 的 塑 料
1909年贝克兰发明酚醛树脂
酚 醛 塑 料 制 作 的 贝克兰合成 酚醛树脂，1911年 英国的马修斯合成 出聚苯乙烯，1912 年聚氯乙烯被合成， 1927年合成出聚甲 基丙烯酸甲酯， 1933年高压聚乙烯 问世，1938年四氟 乙烯被聚合…
5～8万
绪论
二、高聚物的命名与分类 ●高聚物的命名
“聚”＋单体名
通俗命名法
树称脂命名法 橡胶命名法
高聚物的命名
结构特征命名法
习惯或商品命名法
系统命名法
▲通俗命名法 △“聚”＋单体名称 ▓实例 聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四 氟乙烯、聚异丁烯、聚偏二氯乙烯等。
注意：取代基的位置用文字代替。 △原料名称简字＋“树脂” ▓实例 酚醛树脂、脲醛树脂（聚合单体简字）
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高分子材料基础知识讲解分析课件
03
增塑改性
利用纤维、晶须等增强材料，提 高聚合物的强度、模量等力学性 能。
添加增塑剂，降低聚合物的玻璃 化转变温度，改善聚合物的柔韧 性、加工性能和溶解性。
高分子材料的加工成型技术
挤出成型
通过螺杆挤出机将高分子材料 加热熔融，经过口模形成各种
型材。
注射成型
利用注射机将高分子材料加热 熔融，注入模具中冷却固化， 形成各种制品。
详细描述
高分子材料具有许多独特的物理和化学性质，这些性质使其在许多领域中得到了广泛应用。例如，高 分子材料具有良好的绝缘性，可用于制造电线绝缘层和电子元件；质轻、强度高、耐磨、耐腐蚀等特 性使其在汽车、航空航天、建筑、医疗等领域得到广泛应用。
高分子材料的应用领域
总结词
高分子材料在许多领域中都有广泛的应用，如建筑、 汽车、航空航天、电子、医疗等。
高分子材料的性能参数
力学性能
如弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率等。
电性能
如电导率、介电常数、介电强度等。
热性能
如热膨胀系数、热导率、玻璃化转变温度等 。
光学性能
如透光率、折射率等。
04
高分子材料的改性与加工
高分子材料的化学改性
共聚改性
通过在高分子链中引入其 他单体，形成共聚物，改 变聚合物的性质，如极性 、韧性、结晶度等。
高分子复合材料
探索高分子与其它材料（如陶瓷、金 属等）的复合方式，以提高材料的综 合性能。
高分子智能材料
研究具有自适应、自修复、刺激响应 等智能特性的高分子材料。
高分子生物材料
开发用于生物医学领域的高分子材料 ，如组织工程、药物传递和生物传感 器等。
高分子材料的发展趋势
绿色环保
高分子学习教程.pptx
第12页/共111页
2. 聚酰胺类，商业名称为“尼龙”。 如：尼龙-66→己二胺己二酸；
尼龙-610→己二胺癸二酸； 尼龙-6→聚己内酰胺：
O NH CH2 n C n
第13页/共111页
3. 合成纤维，商业名称为“纶”。
如：涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇脂）：的确良； 锦纶：尼龙； 维尼纶：聚乙烯醇缩甲醛； 腈纶：聚丙烯腈； 氯纶：聚氯乙烯； 丙纶：聚丙烯。
一、高分子链构成
（一）高分子的定义 高分子化合物（高分子）： 是以共价键连接若干个
重复单元所形成的长链为基础的大分子量化合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
缩聚形成的大分子，其重复单元是有两个相同或不 同的单元，缩合失去一个小分子而成的。
如： 聚乙二醇
OH CH2 CH2 OH +OH CH2 CH2 OH
O CH2 CH2 n
聚对苯二甲酸乙二醇脂（涤纶聚酯）：
O OH C
O C OH + OH CH2 CH2 OH
O
O
C
C O CH2 CH2 O n
第24页/共111页
一、高分子的结构特点
分子中的原子之间存在着吸引力，和排斥力，当 二者处于相等时，我们称为平衡状态，这时分子中原 子的几何排列就是确定的分子结构。
高分子是很大的链状分子是由相当多的（103～ 105）单体单元经键合而成的，每一个单体单元相当 于一个小分子，所以高分子链间有很强的作用力 （范德华力、氢键力、静电力等），而且高分子主 链都有一定的内旋转自由度，这些特点导致高分子 结构的复杂性、多样性。
2. 聚酰胺类，商业名称为“尼龙”。 如：尼龙-66→己二胺己二酸；
尼龙-610→己二胺癸二酸； 尼龙-6→聚己内酰胺：
O NH CH2 n C n
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3. 合成纤维，商业名称为“纶”。
如：涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇脂）：的确良； 锦纶：尼龙； 维尼纶：聚乙烯醇缩甲醛； 腈纶：聚丙烯腈； 氯纶：聚氯乙烯； 丙纶：聚丙烯。
一、高分子链构成
（一）高分子的定义 高分子化合物（高分子）： 是以共价键连接若干个
重复单元所形成的长链为基础的大分子量化合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
缩聚形成的大分子，其重复单元是有两个相同或不 同的单元，缩合失去一个小分子而成的。
如： 聚乙二醇
OH CH2 CH2 OH +OH CH2 CH2 OH
O CH2 CH2 n
聚对苯二甲酸乙二醇脂（涤纶聚酯）：
O OH C
O C OH + OH CH2 CH2 OH
O
O
C
C O CH2 CH2 O n
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一、高分子的结构特点
分子中的原子之间存在着吸引力，和排斥力，当 二者处于相等时，我们称为平衡状态，这时分子中原 子的几何排列就是确定的分子结构。
高分子是很大的链状分子是由相当多的（103～ 105）单体单元经键合而成的，每一个单体单元相当 于一个小分子，所以高分子链间有很强的作用力 （范德华力、氢键力、静电力等），而且高分子主 链都有一定的内旋转自由度，这些特点导致高分子 结构的复杂性、多样性。
材料导论第五章高分子材料ppt课件
热固性塑料具有耐热性高，刚度大，抗蠕变性能好， 尺寸稳定性高；但脆性大，不易成形。
➢ 酚醛塑料（ PF-bakelite ）：
1） 酚醛树脂： 酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根
据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质PH值的差异，可 以分别得到热固性和热塑性两类材料。
苯酚上与羟基邻位或对位的3个氢原子都很活泼，均 能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应：
仪器仪表的机械传动部件。未增强聚碳酸酯用于制作车 灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。
➢ ABS塑料：
1） 结构单元：
丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）
2） 性质： 丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁
二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。 ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性， 成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、 氯代烃类溶剂。
2）填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低 成本等。它在塑料占有相当大的比例。如加入铝粉可提 高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。
常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、 木屑、玻璃纤维、碳纤维等。
3）增塑剂: 提高塑料的可塑性和柔软性。常用熔点低的 低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大 分子链的柔顺性的目的。
数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构 单元中都有一个相同的特征基团－酰胺基：
OH
‖ —［—C—N—］—
│
2） 性质：
聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。 由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用， 因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性 好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性； 但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。 3）应用： 纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、 阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。
➢ 酚醛塑料（ PF-bakelite ）：
1） 酚醛树脂： 酚醛塑料中的酚醛树脂是酚类和醛类的缩聚产物。根
据酚类和醛类的反应摩尔比及反应介质PH值的差异，可 以分别得到热固性和热塑性两类材料。
苯酚上与羟基邻位或对位的3个氢原子都很活泼，均 能与甲醛发生两种情形下的缩聚反应：
仪器仪表的机械传动部件。未增强聚碳酸酯用于制作车 灯罩、护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等。
➢ ABS塑料：
1） 结构单元：
丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）
2） 性质： 丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁
二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。 ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性， 成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、 氯代烃类溶剂。
2）填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低 成本等。它在塑料占有相当大的比例。如加入铝粉可提 高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。
常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、 木屑、玻璃纤维、碳纤维等。
3）增塑剂: 提高塑料的可塑性和柔软性。常用熔点低的 低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大 分子链的柔顺性的目的。
数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构 单元中都有一个相同的特征基团－酰胺基：
OH
‖ —［—C—N—］—
│
2） 性质：
聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。 由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用， 因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性 好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性； 但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。 3）应用： 纤维增强尼龙主要用于轴承、齿轮、高压密封圈、 阀门、包装材料、输油管、汽车保险杠及丝织品等。
第五章高分子材料ppt课件
当外力不是静力，而是交变力（即应力大小呈周期性变化）时，应力和应变的关系就会呈现出滞后现象。所谓滞后现象，是指应变随时间的变化一直跟不上应力随时间的变化的现象。当应力与应变有相位差时，每一次循环变化过程中要消耗功，称为力学损耗或内耗。链段运动跟得上外力变化，则内耗很小，反之完全跟不上也小；当链段运动稍微滞后于外力的变化，内耗最大。
能结晶；160C
能结晶；160C
不结晶；75C
双烯类高分子主链上存在双键。由于取代基不能绕双键旋转，因而内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型和反式构型之分，称为几何异构体。以聚1,4-丁二烯为例，有顺1,4和反1,4两种几何异构体。反式结构重复周期为0.51nm（图b），比较规整，易于结晶，在室温下是弹性很差的塑料；反之顺式结构重复周期为0.91nm（图a），不易于结晶，是室温下弹性很好的橡胶。类似地聚1,4-异戊二烯也只有顺式才能成为橡胶(即天然橡胶)。对于聚丁二烯，还可能有1,2加成，双键成为侧基。因而与单烯类高分子一样，有全同（图d）和间同（图c）两种有规旋光异构体。
1.缨状微晶胞模型
2.折叠链结晶模型 基于的实验事实：电子衍射研究结果表明高分子单晶都具有一般共同的形态，即厚度约10纳米，长、宽约几微米尺寸的薄片晶，而且高分子链方向垂直于片晶平面。
3.聚合物结晶度： 结晶度即结晶部分的含量；利用比容、量热法、X射线衍射、红外光谱法。 影响结晶度的因素： 1.聚合物结构：规整结构的聚合物可以达到很高结晶度，分支、结构不规整的聚合物结晶度较； 2.结晶条件：缓慢降温比急冷更容易高的结晶度。
高分子柔顺性与单链内旋转难易程度有关。原子间的联结作用阻碍了单键的内旋转，使大分子链的运动以相连接的链段运动来实现。链段越短柔顺性越大。 高分子链的柔顺性是高聚物许多性质不同于低分子物质的重要原因，尤其对高聚物的弹性和塑性有重要影响。
高分子材料培训教程(精品PPT)
1. 聚氯乙烯塑料 (PVC)
2. 聚乙烯塑料 (PE)
3. 聚苯乙烯塑料 (PS) 4. 聚丙烯塑料(PP) 5. 酚醛塑料 (PF)
6. 玻璃纤维(bō lixiānwéi)增强塑料 (GRP)
7. 脲醛塑料 (UF)
第十二页，共六十八页。
(1) 聚氯乙烯塑料 (PVC) 建筑工程中应用最为广泛的一种塑料，如
燃，在建筑工程中可用作保温材料、制作成片材(用于 隔断、吊顶灯片等)。目前，其产量仅次于聚氯乙烯 和聚乙烯。
第十七页，共六十八页。
聚乙烯 (PE)和聚苯乙烯 (PS)
第十八页，共六十八页。
(4) 聚丙烯塑料(PP) 聚丙烯塑料的机械性能和耐热性都优于聚
乙烯〔PE〕，耐溶剂性好，易燃烧，耐低 温较差，有一定的脆性(cuìxìng)。主要用于生产 管材和卫生洁具。
水立方的外衣(wàiyī)
ETFE(乙烯、四氟乙烯共聚物) 中文名为乙烯-四 氟乙烯共聚物。厚度通常(tōngcháng)小于0.20mm， 是一种透明膜材。
第二十八页，共六十八页。
二、工程塑料(ɡōnɡ chénɡ sù liào)
1. ABS塑料(sùliào) 2. 聚碳酸酯塑料(PC) 3. 聚酯塑料 (UP) 4. 聚氨酯塑料 (PV)
第二十九页，共六十八页。
(1) ABS塑料 ABS塑料是一种经改性的聚苯乙烯，具
有较好的抗冲性、耐低温性、耐热性、耐 候性及抗静电性。可用作结构材料，是通 用工程塑料中应用最为广泛的一种，也可 制作成管道、异型板材(bǎn cái)、门窗框架、 高级卫生洁具、模板等用于建筑工程中。
第三十页，共六十八页。
图A 塑料管
讨论
图B 镀锌铁管
第十五页，共六十八页。
2. 聚乙烯塑料 (PE)
3. 聚苯乙烯塑料 (PS) 4. 聚丙烯塑料(PP) 5. 酚醛塑料 (PF)
6. 玻璃纤维(bō lixiānwéi)增强塑料 (GRP)
7. 脲醛塑料 (UF)
第十二页，共六十八页。
(1) 聚氯乙烯塑料 (PVC) 建筑工程中应用最为广泛的一种塑料，如
燃，在建筑工程中可用作保温材料、制作成片材(用于 隔断、吊顶灯片等)。目前，其产量仅次于聚氯乙烯 和聚乙烯。
第十七页，共六十八页。
聚乙烯 (PE)和聚苯乙烯 (PS)
第十八页，共六十八页。
(4) 聚丙烯塑料(PP) 聚丙烯塑料的机械性能和耐热性都优于聚
乙烯〔PE〕，耐溶剂性好，易燃烧，耐低 温较差，有一定的脆性(cuìxìng)。主要用于生产 管材和卫生洁具。
水立方的外衣(wàiyī)
ETFE(乙烯、四氟乙烯共聚物) 中文名为乙烯-四 氟乙烯共聚物。厚度通常(tōngcháng)小于0.20mm， 是一种透明膜材。
第二十八页，共六十八页。
二、工程塑料(ɡōnɡ chénɡ sù liào)
1. ABS塑料(sùliào) 2. 聚碳酸酯塑料(PC) 3. 聚酯塑料 (UP) 4. 聚氨酯塑料 (PV)
第二十九页，共六十八页。
(1) ABS塑料 ABS塑料是一种经改性的聚苯乙烯，具
有较好的抗冲性、耐低温性、耐热性、耐 候性及抗静电性。可用作结构材料，是通 用工程塑料中应用最为广泛的一种，也可 制作成管道、异型板材(bǎn cái)、门窗框架、 高级卫生洁具、模板等用于建筑工程中。
第三十页，共六十八页。
图A 塑料管
讨论
图B 镀锌铁管
第十五页，共六十八页。
第一章 高分子材料学PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
ThinkUp In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
C-C：碳链高分子； C-O，C-N，C-S：杂链高分子； 主链含P，B，Si等：元素有机高分子。
例：主链上C-O，C-N，C-S，易无规逐步 降解，加工时要干燥，H2O％<0.05％。
高分子材料成型加工
一、构成的元素种类及其连接方式 共价键 键能不同，成型时的稳定性，使用时 的耐候性和降解性也不同。 表1－2（p17）
三粒径与径度分布三粒径与径度分布对对pvcpvc影响较大对经过造粒的影响较大对经过造粒的pepepcpcpppppspspompompetpet等影响较小等影响较小颗粒形态和粒径颗粒形态和粒径p37p37表表112929粒径不同将影响粒径不同将影响增塑剂在树脂中的分散状态增塑剂在树脂中的分散状态热稳定性热稳定性孔隙率单体脱吸附性发泡性孔隙率单体脱吸附性发泡性透明性电绝缘性等透明性电绝缘性等p37p37表表113030p38p38图图111212高分子材料成型加工同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功气缸工作容积的利用程度越佳
成型方法与结晶性
3、冷却速度 成型时的冷却速度（从Tm降低到Tg以下温度的速
度，主要看冷却介质的温度Tc）影响制品能否结晶， 结晶速度，结晶度，结晶形态和大小等。
• Tc＝Tmax，缓冷，结晶度提高，球晶大； • Tc<Tg 聚冷，大分子来不及重排，晶粒少，易
产生应力；
• Tc>=Tg 中速冷，有利晶核生成和晶体长大， 性能好。
• 歧化终止 • 偶合终止
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
ThinkUp In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
C-C：碳链高分子； C-O，C-N，C-S：杂链高分子； 主链含P，B，Si等：元素有机高分子。
例：主链上C-O，C-N，C-S，易无规逐步 降解，加工时要干燥，H2O％<0.05％。
高分子材料成型加工
一、构成的元素种类及其连接方式 共价键 键能不同，成型时的稳定性，使用时 的耐候性和降解性也不同。 表1－2（p17）
三粒径与径度分布三粒径与径度分布对对pvcpvc影响较大对经过造粒的影响较大对经过造粒的pepepcpcpppppspspompompetpet等影响较小等影响较小颗粒形态和粒径颗粒形态和粒径p37p37表表112929粒径不同将影响粒径不同将影响增塑剂在树脂中的分散状态增塑剂在树脂中的分散状态热稳定性热稳定性孔隙率单体脱吸附性发泡性孔隙率单体脱吸附性发泡性透明性电绝缘性等透明性电绝缘性等p37p37表表113030p38p38图图111212高分子材料成型加工同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功气缸工作容积的利用程度越佳
成型方法与结晶性
3、冷却速度 成型时的冷却速度（从Tm降低到Tg以下温度的速
度，主要看冷却介质的温度Tc）影响制品能否结晶， 结晶速度，结晶度，结晶形态和大小等。
• Tc＝Tmax，缓冷，结晶度提高，球晶大； • Tc<Tg 聚冷，大分子来不及重排，晶粒少，易
产生应力；
• Tc>=Tg 中速冷，有利晶核生成和晶体长大， 性能好。
• 歧化终止 • 偶合终止
高分子教程第一章-绪论-3
2、二级结构
• 二级结构指的是若干链节组成的一段链或整根分
子链的排列形状。 • 构象：高分子链由于单键内旋转而产生的分子在 空间的不同形态称为构象(或内旋转异构体)，属 于二级结构。 • 构象与构型的根本区别：构象通过单键内旋转可 以改变，而构型无法通过内旋转改变。
高分子链的基本构象
无规线团
伸直链
1，4加成，反式
1，2加成，间同
1，2加成，全同
• 3）分子构造
• 构造是指聚合物分子的各种形状。 • 一般为线形，还有支化高分子、接技梳形高分子、星形高 分子、交联网络高分子、树枝状高分子、“梯形” 高分 子、双螺旋型高分子等。
线形高分子
无规支化 梳型支化 星型支化 交联网络
• 线形高聚物可以在适当溶剂中溶解，加热可以熔融，易于 加工成型；如大多数的热塑性高分子 • 支化对物理机械性能的影响有时相当显著： • 支化程度越高，支链结构越复杂，影响高分子材料的使用 性能越大；支化点密度或两相临支化点之间的链的平均分
高，以利于结晶，从而有较高的强度，便于拉伸和取向。 • 用作维尼仑的聚乙烯醇（
CH2 CH OH
），只有头－尾
键接时，其上的羟基才可以与甲醛缩合生成聚乙烯醇缩甲
醛，当为头－头键接时，羟基不易缩醛化，使其上保留过
多的羟基，这是造成纤维缩水性强、强度低的主要原因。
• 2）构型 • 是指分子中由化学键 所固定的原子在空间的排列。 这种排列是稳定的， 要改变构型必须经过化学键 的断裂和重组。
锯齿链
折叠链
螺旋链
3、三级结构和四级结构
• 三级结构指在单个大分子二级结构基础上，许多这样的大
分子聚集在一起而形成的结构，也叫聚集态结构或超分子
华东理工大学-高分子科学教程(第一章)
缩合聚合物的分子量
两种结构单元分别来源于己二胺和己二酸， 但聚合过程中消除小分子水而失去了一些原子， 这些结构单元不宜再称单体单元。 在这种情况，结构单元数 DP 将是重 DP = 2n 复单元数 (n) 的两倍： 聚合物的分子量应表示为：
M n(M
10
M
20
) DP
1 2
(M
10
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4
( CH2 CH2 )
n
,
[ CH2 CH ]n Cl
( CH 2 C )n C O OCH 3
( CH 2 CH )
n
C N
聚乙烯
聚氯乙烯
聚甲基丙烯酸甲酯
聚丙烯晴
而像尼龙一66，聚对苯二甲酸乙二醇酯等的线型 高分子，其主链骨架原子还含有非碳原子又称杂 链高分子：
O
6
O
[ NH ( CH 2 ) NH C ( CH2 )4 C ] n
~~~CH2 CH CH2 CH CH2 CH~~~
Cl Cl Cl
or
[ CH2 CH ]n Cl
高分子化合物的分子量
就是结构单元的分子量（M0 ）与聚合度（DP） 或重复单元数 n 的乘积，可表示为： M＝DP· 0＝n· 0 M M 还有一类聚合物与聚氯乙烯不同，是由两种单体 聚合生成高分子，例如由己二胺和己二酸缩合聚 合生成商品名称为 O O 尼龙-66的高分子。其 [ NH ( CH 2 ) NH C ( CH 2 )4 C ] n 6 中重复单元是由两种 á ¥ ª ½ ¸ µ Ô 1 á ¥ ª ½ ¸ µ Ô 2 结构单元-NH-(CH2)-6NHØ ´ ¥ ª Ö · µ Ô 和-OC-(CH2)4-CO-组成：
高分子材料课件(专业)经典.ppt
②链节：
氯乙烯 苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚合度：高分子链节中的数目n。
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2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： M m n
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
柔顺性：大分子链构象变化而获得不同蜷曲程度的特性。
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ⅱ、柔顺性的好坏与链中单链的内旋转的难易程度有 关。运动的单元为链段，链段包含的链节数越少， 则运动越容易，大分子链的柔顺性越好。
ⅲ、大分子链的柔顺性是高聚物与低分子物质在许多 基本性能上差异的原因。例：高弹性。
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特点： 官能团之间反应，缩聚物有特征结构官能团； 有低分子副产物； 缩聚物和单体分子量不成整数倍。
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四、高分子材料的分类
①按来源： ⅰ、天然聚合物：天然橡胶，纤维素，蛋白质等。 ⅱ、人造聚合物：经人工改性的天然聚合物。
例：硝酸纤维。 ⅲ、合成聚合物：完全由低分子人工合成。
特点：聚合物的结构单元与单体组成相同；
分子量是单体分子量的整数倍； 聚合过程无副产物生成。
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共聚物: 由两种或两种以上的单体经过加聚反应生
成的高分子化合物。
例：ABS塑料。A：丙烯脂 B：丁二烯 S：苯乙烯
n[xCH=CH+gCH2 =CH-CH=CH2 +zCH=CH2 ]
的主力军。
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高分子材料教学课件PPT
• 氢键是与电负性较强的原子相结合的氢原子(如X—H)同时与另 一个电负性较强的原子(如Y)之间的相互作用，即(X—H…Y)．这 些电负性铰强的原子一般是氮、氧或卤素原子．一般认为在氢键 中，X—H基本上是共价键，而H…Y则是一种强而有方向性的范 德华力．这里把氢键归入范德华力是因为氢键本质上是带有部分 负电荷的Y与电偶极矩很大的极性键X—H间的静电吸引相互作用.
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聚合物分子内与分子间相互作用力
• 物质的结构是指物质的组成单元(原于或分子)之间在相互吸引和排斥作用
达到平衡时的空间诽布．因此为了认识高聚物的结构，首先应了解存在于高聚 物分子内和分子间的相互作用．
• 化学键
构成分子的原子间的作用力有吸引力和斥力，吸引力是原子形成分于的结合力， 叫作主价力，或称键合力．斥力是各原子的电子之间的相互排斥力．当吸引力 和斥力达到平衡时，便形成稳定的化学键．
• 金属键 是由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互 作用而形成的，无方向性和饱和性，赋予高导电性．在所谓的 “金属螯合高聚”(metallocene po1ymer)中可以说存在金属 键．
2024/6/20
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• 范德华力
作用能: 2~8kJ/mol
是存在于分子间或分子内非键合原于间的相互作用力．两分子间的 范德华力F(r)及相互作用能E(r)是分子之间距离r的函数如图所示.
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重要高分子材料
合成树脂和塑料: 填充增强增韧,降低成本. 教 材P332表7.4
➢ 通用塑料: 应用广, 产量大, 价格廉的塑料. 如聚烯烃: PE, PP, PS等; PVC; 酚醛, 环氧, 聚酯, 尿醛等.
➢ 工程塑料: 综合性能好, 可代替金属作工程材料, 制 造机器零部件的塑料. 最重要的有: