高分子材料复习总结讲义
高分子材料基础复习资料
单体:单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称。
是能起聚合反应或缩聚反应等而成高分子化合物的简单化合物重复单元又叫链节。
是高分子中重复出现的那部分，高分子结构式常以表示。
一般是由相应的小分子（事实上或假想的）衍生而来的。
结构单元构成高分子主链结构组成的单个原子或原子团。
【例】聚丙烯：其中—CH2—是一个链单元，也是一个结构单元；—CH(CH3)—是一个链单元，也是一个结构单元。
两者结成一个更大的结构单元—CH2—CH(CH3)—。
重复单元可以是—CH2—CH(CH3)—，也可以是—CH2—CH(CH3)—CH2—CH(CH3)—。
最小重复单元是—CH2—CH(CH3)—。
【注意】区分单体单元和重复单元如果高分子是由1种单体聚合而成的，其重复单元就是单体单元。
例如：聚氯乙烯，重复单元和结构单元都是—CH2—CHCl—，聚合度DP=n。
如果高分子是由2种或者2种以上的单体缩聚而成的，其重复单元由不同的单体单元组成，那么重复单元就不是单体单元了。
例如：尼龙，重复单元是—NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO—，而单体单元是—NH(CH2)6NH—和—CO(CH2)4CO—两种，聚合度DP=2n。
齐聚物:由少数链节组成的聚合物。
如二聚体、三聚体、四聚体……无论是线形的还是环形的统称齐聚物。
齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的，增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。
聚合物定义：由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。
一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。
高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。
由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物。
平均分子量（1）数均分子量设聚合物试样中，共有N个大分子，总质量为W。
若其中分子量为Mi的大分子有Ni个，其质量为Wi=NiMi，则有下列关系式：（2）质均分子量 对聚合物的稀溶液用光散射方法测定的是质均分子量，等于分子量乘上相应质量分数的加合。
高分子材料复习总结
高分子材料复习总结1、乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0、85～1、0g/cm32、熔层：105℃～137℃、脆化温度(Tb)低于-50℃、最高使用温度100℃,最低使用温度-70℃、3、产量居塑料首位,约占塑料总量的1/3、4、分子呈非极性,其吸水性低,小于0、01%,加工前可以不进行干燥、合成：自由基聚合：偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO)配位聚合：Zieger-Natta 引发体系、茂金属引发体系分类：低密度聚乙烯LDPE0、91～0、94g／cm3高密度聚乙烯HDPE0、94～0、99g／cm3中密度聚乙烯MDPE线性低密度聚乙烯LLDPE超高分子量聚乙烯UHMWPE和茂金属聚乙烯mPE1、LDPE：高压法、压力150～250Mpa,温度180～300℃,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用可能生成乙烯过氧化氢(CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合、易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低、2、HDPE：离子型聚合、分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高、采用Ziegler-Natta型引发剂或钼、镍、铬的氧化物、知识点：1、在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高、2、 LLDPE：是乙烯与含量约8%的高级α烯烃(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物、3、聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同类型的双键、4、在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基、5、结晶性高聚物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%～93%,LLDPE的结晶度略高于LDPE,远低于HDPE、6、高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构和普通HDPE相同,1)耐磨性能、优于PTFE、MC尼龙、POM等、2)冲击强度、工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料3)自润滑性能、摩擦系数极低,与PTFE相当、4)耐化学腐蚀性能、分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化学稳定性7、几种聚乙烯的结构：8、 PE在空气中会被氧化,在高温下更容易被氧化,因此,在加工过程中应避免与空气接触；或者在PE中加入抗氧剂、9、 PE的结晶能力强,结晶度高,成型收缩率大,一般在1、0～3、5%内,对于HDPE的成型收缩率可达5%、10、 LDPE上有较长的支链结构,其流动性比LLDPE和HDPE要好、11、当分子量分布宽时,低分子量的成份多,低分子量的部分对高分子量的部分起到了增塑作用,有利于改善流动性、改性：1、交联聚乙烯(PE-X):改善PE的耐热性和应力开裂性、常用高能辐射交联、过氧化物交联、硅烷交联2、氯化聚乙烯(CPE):PE是一种极易燃烧,且为非极性聚合物,染色和印刷性能差、氯化后可改善这些不足、3、氯磺化聚乙烯(CSM):白色海绵状弹性固体,阻燃性,耐候性提升、4、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA):VA含量小于40%的共聚物称EVA共聚物,VA含量高于40%的简称VAE、具有光学透明性,比聚乙烯有更好的耐候性、5、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH):所有聚合物中,聚乙烯醇(PVOH)对各种气体的透过率最低,但其为水溶性的、与乙烯共聚后可克服水溶性的缺点、6、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物E(M)AA:光学性能、韧性、黏结力高于LDPE、7、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)：优异乃应力开裂和耐低温冲击、8、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)：优良耐冲击性能、耐应力开裂、耐疲劳、聚丙烯(PP)性质：1、PP是所有树脂中最轻的品种之一,密度0、90～0、91g/cm3,仅大于聚4-甲基-1-戊烯2、结晶融化温度164～176℃3、吸水率低,仅为0、01～0、04％、分类：等规聚丙烯(lsotacticpolypropylene,iPP)间规聚丙烯(SyndiotacticPolypropylene,sPP)无规聚丙烯(AtacticPolypropylene,aPP)知识点：1、晶相与非晶的密度差值较小,因此较PE有更好的透明性,而茂金属PP(mPP)的透明度可达96%,能与PET和PS相媲美、2、PP有优良的耐化学试剂性能,且随结晶度的增加而提高、3、 PP 中存在叔碳原子,易被氧化性介质侵蚀,当曝露在大气中,受到紫外线和热的作用下,大分子链产生断裂降解,性能劣化、因此对于PP,提高耐老化性能是相当重要的、4、 PP很容易在非极性有机溶剂中溶胀或溶解、但对极性有机溶剂却很稳定、5、当等规度IIP 相同时,随着MI的增大,拉伸屈服强度升高6、当MI一定时,随着IIP的提高,拉伸屈服强度增加7、 MI大的PP具有较低的分子量,易于结晶,结晶度高8、 IIP增加,结晶能力强,结晶度高9、在受热受力作用时,PP表面热氧化作用加剧,使分子量下降而产生应力开裂,这种现象称为热应力脆化,PP比PE有较好的耐应力开裂性,其分子量越大,耐应力开裂性能越好、PP共聚物的耐应力开裂性优于均聚物、10、 PP的五种晶体结构:a、b、g、d、拟六方、最常见最稳定的是a晶态11、立构规整性用等规度(或称全同指数、立构规整度IIP)来表示,常用沸腾正庚烷的萃取剩余物所占分数来表示、12、成形收缩率大1～2、5%,易发生缩孔、凹痕、变形、改性：茂金属聚丙烯mPP聚氯乙烯(PVC)性质：1、Tg为80℃,Tf约160℃,TD(热分解温度)约140℃,Tb-50～-60℃,大多数制品长期使用温度不宜超过55℃、2、密度约为1、4g/cm3、3、纯聚氯乙烯的吸水率和透气性都很小、4、离火即灭,火焰上端呈黄色,下端绿色,冒黑烟,发出刺激性酸味,滴下胶质5、聚氯乙烯树脂多为白色或淡黄色的粉料或粒料,塑化后可以变透明分类：1、按聚合度通用型PVC平均聚合度为500～1500高聚合度型PVC平均聚合度大于1700以上2、按增塑剂含量无增塑PVC(UPVC)增塑剂含量为0；硬质PVC增塑剂含量小于10%；半硬质PVC增塑剂含量为10-30%软质PVC增塑剂含量为30-70%；聚氯乙烯糊塑料增塑剂含量为80%以上知识点：1、聚乙烯分子间作用力大,Tf很高,接近分解温度,因此加入增塑剂以降低Tf、2、通过加入稳定剂提高TD才能进行加工成型、3、聚氯乙烯属于极性高聚物,对水等导电物质亲和力较大,故电阻较非极性的聚烯烃要小,但仍有较高的体积电阻和击穿电压4、聚氯乙烯树脂含有残留的少量双键及引发剂残基,且两相邻碳原子之间含有氯原子和氢原子,容易脱氯化氢,形成共轭的不饱和键、该反应会连锁进行,得到多个双键共轭的聚乙炔结构、5、聚氯乙烯脱去氯化氢,会出现变色,顺序为：白色→粉红色→淡黄色→褐色→红综色→约黑色→黑色、6、外加增塑剂起增塑效果的方法叫外增塑,用化学方法在分子链上引入其他基团或链段,减弱分子之间的作用力而起到增塑,叫内增塑、7、一般来说,增塑剂含量越多,拉伸强度、弹性模量较小,而伸长率越大、8、聚氯乙烯在加工前需要干燥处理,加工温度控制要精确,加工时间要尽量短9、稳定剂是阻止或延缓高分子材料降解的一类助剂10、增塑剂：是为了降低聚合物的软化温度和提高其加工性、柔韧性或延展性而加入的低挥发性的一类物质、而这种作用则称为增塑作用,其机理为：增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度,从而使聚合物的塑性增加、如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域,则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂,也就是所谓的辅助增塑剂、如果增塑剂的分子在插入聚合物的无定形区同时又能插入结晶区,则此增塑剂便是溶剂型增塑剂,即主增塑剂、11、增塑剂类型：邻苯二甲酸酯类：邻苯二甲酸二丁酯DBP邻苯二甲酸二辛酯DOP磷酸酯类：磷酸三甲酚酯磷酸三苯酯脂肪二元酸酯类：己二酸二辛酯癸二酸二辛酯；12、润滑剂：降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,提高熔体的流动性,提高制品表面的光洁度得助剂、在PVC及LLDPE中最重要、改性：氯化聚氯乙烯(CPVC)：提高了耐热性和力学性能,但稳定性降低聚偏氯乙烯(PVDC)：一般不独立应用,与其他单体共聚聚苯乙烯(PS)性质：1、PS透明性非常好,同PC和PMMA合称三大透明塑料2、 PS落地或敲打会发出类似金属的声音,易断,断口处呈现蚌壳色银光、3、 PS的耐热性能不好,PS的热变形温度约为70-98℃,Tg为80-105℃,制品长期使用温度为60-80℃、PS的耐低温性也不好,脆化温度为-30℃、4、相对密度：1、04～1、10g/cm35、 PS在高于300℃时将剧烈分解、易燃,燃烧时发浓烟,离火后继续燃烧、分类：1、通用型聚苯乙烯(GPPS)2、可发性聚苯乙烯(EPS)：聚苯乙烯泡沫塑料,有吸水性小,隔音保湿、3、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)：橡胶增韧塑料,采用弹性体(顺丁橡胶或丁苯橡胶)对PS进行化学或物理改性、4、间规聚苯乙烯(sPS)：利用茂金属作为引发剂,具有间规结构的PS,能快速结晶,具有高耐热性和耐化学腐蚀性、知识点：1、苯基基增大了空间位阻效应,使得PS分子链刚硬,分子链活动能力小,呈现刚性和脆性,制品易产生内应力,且PS空间立体规整度差,难于结晶,是一种无定形聚合物2、由于苯基的存在,主链上α氢原子活化,易于被空气中的氧氧化,制品长期户外使用变黄变脆、但苯基的存在使其有较高的耐辐射性3、 PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂、其拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高,但冲击强度很小,难以用做工程塑料、4、 PS的耐磨性差,耐蠕变性一般,尺寸稳定性好,收缩率低,一般仅为0、2%-0、7%、5、线膨胀系数较大,与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件、6、分子链上无极性基团,吸湿性小(约为0、02%),在加工前一般不需干燥；7、表面电阻和体积电阻均很大,也不吸水,因此很容易产生静电,使用时应加入抗静电剂8、塑料回收：01 PET02 HDPE03 PVC04 LDPE05 PP06 PS07 PC及其他类改性(机械共混或接枝共聚):1、AS/SAN(透明ABS)：苯乙烯-丙烯腈的共聚物,无定型线形高聚物,具有较高的耐热性、优异的光泽和耐化学药品性的透明塑料、2、 AAS/ASA：丙烯腈、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物,热塑性塑料,它是将聚丙烯酸酯橡胶的微粒分散于丙烯腈与苯乙烯共聚物(AS)中的接枝共聚物,3、 ABS：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物,是坚韧、质硬、刚性的热塑性树脂、为无定型材料,外观为不透明呈象牙色,具很高的高光泽度、相对密度为1、05,有优良的力学性能,其冲击强度极好、4、 ACS：丙烯腈、氯化聚乙烯、苯乙烯的三元共聚物,物理性能虽然与ABS相似,但具有很高的阻燃性和优异的耐光性,不会因光照而变色,耐静电引起的灰尘积附的特性,不需要在配方中加入抗静电剂5、 AES：乙丙橡胶、丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物,耐候性优于ABS聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)性质：1、具有分优异的光学性能,透光率90%～92%,折射率为1、49,可透过大部分紫外线和红外线、2、 Tg：80～100℃,使用温度在40～80℃、氧指数为17、3,易燃、知识点：1、70%～75%间同立构,不具有完全的规整结构,而且有庞大的侧基,是无定形的2、有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度,但冲击强度一般,且对缺口敏感较大；3、表面硬度一般,易于划伤,耐磨性较低,抗银纹能力较差、耐候性好,长期在户外使用,性能下降很小、4、酯基的存在使其耐溶剂一般,不耐芳烃、氯代烃5、注塑温度在180～230℃,加工温度范围窄,超过260℃以上即分解、6、加工前需要进行干燥处理,使其含水量在0、02%以下7、熔体粘度较大,成型中易产生内应力、须在85℃下进行缓慢退火处理、酚醛树脂定义：酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称性质1、酚醛树脂和环氧树脂、不饱和聚酯合称三大热固性树脂2、使用温度高,长期高使用温度150℃～200℃分类：1、常用的酚醛树脂是苯酚和甲醛缩聚制备,简称PF、2、热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂知识点：1、热塑性机理：在酸性催化剂作用下,苯酚与甲醛反应生成羟甲基苯酚中间体、中间体与苯酚缩聚形成双羟基苯甲烷及其异构体,因为甲醛用量不足,没有多余的羟甲基活性基团,不能进一步产生交联,只能形成线聚合物、2、热固性机理：碱性催化剂作用下,甲醛在苯酚的邻对位进行加成反应,形成羟甲基苯酚,羟基苯甲酚之间互相缩聚形成立体网状结构、3、蠕变小,尺寸稳定性好4、阻燃性好,发烟量低5、酚醛树脂结构中含有大量酚基,吸水性较大,吸水后制品膨胀,出现翘曲,拉伸、弯曲强度降低,冲击强度提高6、热塑性酚醛树脂需要加入固化剂,才能使其固化、固化剂六次甲基四胺7、固化促进剂：MgO,促进树脂本身反应基团的化学活性,进而缩短反应时间；氨基树脂(AE)定义：含有氨基或酰胺基团的化合物与醛类化合物缩聚的产物、分类：尿甲醛树脂UF、三聚氰胺甲醛树脂(蜜胺树脂)MF、苯胺甲醛树脂知识点：1、氨基树脂合称包括加成反应和缩聚反应两个过程2、脲甲醛树脂为水溶性树脂,需要固化剂固化才能使用3、脲甲醛树脂表面硬度高,透明,易着色；但易吸水,吸水后变形或产生裂纹,耐热性差,长期使用温度低于70℃、4、密胺树脂耐热性好,可在沸水条件下长期使用,耐碱,介电性能好、环氧树脂(EP)定义：分子中含有两个或两个以上环氧基团的高分子化合物,通常分子量不高、性质：环氧树脂能够粘结从非金属到金属的多种材料,俗称“万能胶”、分类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类、脂环族类知识点：1、未固化是线型热塑性树脂,固化后成为网状体型的热固性聚合物、2、双酚A缩水甘油醚型环氧树脂,通常被称为双酚A环氧树脂,占环氧树脂总产量的90%、3、含有1摩尔环氧基的环氧树脂的重量克数称为环氧当量、4、环氧值：是指在100克环氧树脂中所含环氧基的摩尔数,环氧值=100/环氧当量、5、环氧基含量：环氧树脂中环氧基的重量百分含量、环氧基含量=环氧值*43、6、固化机理：环氧树脂中的环氧被氨基打开,从而在环氧基之间发生交联反应7、能使环氧树脂的环氧基开环发生交联聚合,使树脂固化的物质,统称为固化剂,反应的过程叫做固化、8、胺的用量：G=E*(M/H)G-每100g环氧树脂所需要的胺量,单位：gM-胺的物质的量；H-1mol胺中活泼氢的数目E-环氧值9、其他助剂：稀释剂、增韧剂、填料、色料10、环氧树脂固化时不放出易挥发的小分子,不会生成气泡,固化收缩小、故环氧树脂的加工性能和尺寸稳定好、11、环氧树脂粘结性很好,是因环氧树脂中含有许多的极性大的羟基和醚键,可和其他表面上的活泼氢起反应形成化学键,极大地增强了结合力；另外还因为环氧树脂可以相当平稳地从液态变成固态,仅有轻微收缩,故能保持原有的键合作用不饱和聚酯(UP)定义：不饱和聚酯是由二元或多元酸同二元或多元醇,经过缩聚反应而成的一种主链含酯键的高分子化合物性质：容易燃烧,离火后继续燃烧,火焰呈黄色黑、密度为1、2-1、3g/cm3,玻纤增强后为1、6-1、7g/cm3折射率约1、5,在紫外光下通常发出蓝白色的荧光,吸水性0、1-1、0%、知识点：1、原料：不饱和二元酸(顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、次甲基丁烯二酸等)、饱和二元酸：芳香族二元酸、脂肪族二元酸多元醇：主要是二元醇,常用丙二醇、乙二醇等2、饱和二元酸作用：有效地调节聚酯分子链中双键的间距、增加树脂韧性、降低结晶倾向、改善树脂在乙烯类单体中的溶解性、3、一元醇作用：作为分子链长控制剂,多元醇可以得到高相对分子质量、高熔点的支化聚酯4、交联剂：苯乙烯(与不饱和聚酯及助剂混溶性好)乙烯基苯、二乙烯基苯甲基丙烯酸甲酯MMA(固化树脂透明)邻苯二甲酸二丙烯酯(适于浸溃制品)5、固化引发剂：一般为有机过氧化物或偶氮类有机物(BPO、AIBN)6、促进剂：促进引发剂分解产生自由基,加快交联反应7、不饱和键越多,交联密度越大、刚度增大、耐磨性提高8、不饱和聚酯树脂不耐氧化性介质、在硝氧化性介质中树脂极易老化变质,温度升高老化过程加速、对其它酸、碱、溶剂耐蚀能力较差,但有较好的耐水性聚氨酯(PU)定义：指大分子链中含有许多重复的氨基甲酸酯基团的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯、分类：浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)应用最广、产量最大的一种；热塑型聚氨酯弹性体(简称TPU)混炼型聚氨酯弹性体(简称MPU)知识点：1、由于树脂分子链含有氨基甲酸酯基,分子间存在很强的氢键,在外力作用下断裂,外力除去后氢键又会形成,因此具有高模量、耐撕裂、很好的磨耗性能和减震效果2、聚氨酯是由多异氰酸酯(常用的是二异氰酸酯)与多元醇反应生成的,常用的二异氰酸酯：有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)3、聚氨酯可看作是由高极性的氨基甲酸酯链节(硬段)和玻璃化转变温度Tg低于室温的聚合物-O-R-O-(软段)交替组成的嵌段共聚物、在常温下,软段处于高弹态,而硬段则处于玻璃态或结晶态4、聚氨酯弹性体中微相分离的程度愈高,TPU的强度和模量愈高、5、弹性可调,调节树脂的成分配比,可从极坚硬的调节到极柔韧的弹性涂层6、反应注射成型简称RIM、增强反应注射型简称RRIM工程塑料通用工程塑料：聚酰胺(PA)定义：分子链上含有酰胺基团的高分子化合物性质：聚酰胺又称尼龙(Nylon)脂肪族聚酰胺是乳白色角质状固体,密度在1、01-1、16g/cm3聚酰胺是塑料中吸湿性最强的品种之一,分子链上酰胺基含量越大,吸水性越强在火源作用下可以燃烧,多数聚酰胺具有自熄性,即使燃烧,火焰传播速度也很慢、分类：1、p型聚酰胺：由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得,p代表单体中所含碳原子数、mp型聚酰胺：由二元胺与二元羧酸缩聚得到,其中m代表所用二元胺中所含碳原子数,p代表所用二元羧酸的碳原子数、2、脂肪族聚酰胺、香族聚酰胺(芳纶)、脂环族聚酰胺、含杂环的聚酰胺、半芳香聚酰胺知识点：1、所有脂肪族聚酰胺分子链都是线型结构,分子链骨架由-C-N-,-CH2-组成,具有良好的柔曲性,赋予材料良好的韧性、分子链上有规律地交替排列着较强的极性酰胺基,分子链很规整,具有较强的结晶能力、极性的酰胺基可以使分子链之间形成氢键,氢键的形成增大了分子链之间的作用力,使聚合物的结晶能力进一步增强,同时也使聚合物的熔点升高、2、对于聚酰胺,由于吸湿性强,水分对材料有增塑作用、随着吸水率的增加,拉伸、弯曲和压缩强度均下降,而冲击强度增高,延伸率也增大、3、聚酰胺具有良好的耐磨耗性,是优良的耐磨材料之一、结晶愈高,材料硬度愈大,耐磨性愈好、4、聚酰胺是半结晶型聚合物,结晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高结晶度聚合物、5、聚酰胺分子链中含有极性酰胺基,干燥的条件下,聚酰胺尚具有较好的电性能,但明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料、在潮湿环境下,体积电阻率和介电强度均会下降,介电常数和介质损耗也明显增大、6、暴露到室外大气环境中,性能会逐渐地明显下降,主要的变化是发暗、变脆,力学性能下降、7、吸湿性强,加工前必须充分干燥、熔体粘度低,注塑中会有流涎现象,需采用自锁式喷嘴防止流涎、8、单体浇铸聚酰胺缩写为MC聚酰胺,是将单体直接浇铸到模具内进行聚合并成为制品的一种方法,该方法得到的聚酰胺制品分子量高于一般的聚酰胺,制品力学性能、耐热性均明显高于一般聚酰胺制品、改性：1、透明聚酰胺：向分子链上引入侧基的方法破坏分子链的规整性,抑制结晶、如聚对苯二甲酰三甲基已二胺和PACP-9/6聚碳酸酯(PC)定义：聚碳酸酯是指分子链中含有碳酸酯基的聚合物,没有特别加以说明的情况下,通常所说的聚碳酸酯都是指双酚A型聚碳酸酯及其改性品种性质：密度1、2g/cm3-1、27g/cm3,吸水率0、35%透光率90%以上,作为光学玻璃有光学畸变,表面易磨损Tg：145-150℃,Tf：220-235℃,TD：320-340℃,Tb：-100℃、知识点：1、PC分子链以刚性为主,分子间作用力强,分子链的缠结不易解除,大分子难取向且取向后不易自行回复,聚合物处于无定态,残余应力难以自行解除、2、双酚A型PC分子链易形成稳定的原纤维聚集结构,构成疏松的网络,使聚合物内存在大量空隙(自由空间),在快速的外加载荷作用下,聚合物以原纤维为单位可自由移动,吸收大量外载荷的能量、因此尽管双酚A型PC具有刚性分子链,但却具有优异的韧性、3、分子链上的苯环决定了分子链属于刚性链、具有较高的玻璃化温度和熔融温度、熔体粘度高、蠕变小、尺寸稳定性优4、耐老化性优良在户外环境中3年,性能基本无变化、5、PC吸水性虽不大,但少量水分在成型温度下也会引起酯基水解、断链,使制品力学性能,也会严重影响制品外观、因此,成型前必须对粒料严格干燥6、冲击性能强度高,在工程塑料中居首位7、耐蠕变性能优良,且吸水性低,尺寸稳定、8、熔体粘度高,成型加工较困难,残余应力大,易产生应力开裂9、耐溶剂性差,耐磨性差,价格贵聚甲醛(POM)性质：POM产量仅次于PA与PC,合称三大通用工程塑料力学性能和刚性好并接近金属材料,是替代铜、铸锌、钢、铝等金属材料的理想材料POM 耐磨损、自润性和摩擦性好,与UHMWPE、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料制品表面光滑并有光泽,一般不透明,薄壁部分呈半透明淡黄色或白色、长期耐热性不高,但短期可耐160℃,长期不超过100℃、易燃,熔融落滴、分类：均聚甲醛(三聚甲醛或甲醛)、共聚甲醛(与少量二氧五环共聚)、嵌段共聚甲醛知识点：1、均聚物或共聚物的分子两端,带有聚合时产生的低分子聚合物和不稳定的半缩醛端基、加热时易从端基开始分解放出甲醛而引起解聚2、聚甲醛主链上均由-C-O-组成,理应是“柔性的”,但由于化学结构即规整又对称,没有侧链,分子间作用力大,堆砌紧密,易结晶,使得分子运动和链的内旋变得困难、3、由于POM上的-C-O-键较-C-C-键距离近,均聚POM的-C-O-键含量大,所以均聚POM 的规整性比共聚POM好,使其密度、力学性能均好于共聚POM、但两者相差不大、4、机械强度较高,优越的耐冲击性,耐蠕变性,耐疲劳性,较高的磨蚀阻力和较低的磨擦系数、耐磨性好,自润滑性好但缺口敏感性大5、化学稳定性高,电绝缘性优良、有良好的耐溶剂性,透气性小、6、聚甲醛的结晶度高,从无定形转变为结晶形时有较大的体积变化、收缩率高达3、5%、7、难以粘合,也难于加阻燃剂改进其易燃性聚苯醚(PPO)性质：Tg为210℃,Tm为260℃,Td为350℃,Tb-170℃,长期使用温度范围为-125～120℃、密度为1、06g/cm3,难燃,离火后熄灭,火焰明亮有浓黑烟、是工程塑料中吸水率最低的品种、在热水中长时间浸泡其物理性能仍很少下降、知识点：1、由于链节含有大量酚基芳香环,链段难以内旋,主链僵硬,刚性大2、二个侧甲基封闭了酚基的两个邻位活性点,所以使这种聚合物的稳定性大,3、由于聚合物中无极性基团和水解基团,故耐水性好,吸湿性低,制品尺寸稳定性好,电性能优良、4、由于主链上的端基有。
高分子材料复习重点
引发剂分解速率方程：Rd=-d[I]/dt=kd[I] ln[i]/[i]0=-kt
一定温度下引发剂分解至起始浓度的一半时间称为引发剂分解半衰期，用t1/2表示。
引发效率 造成引发效率低的原因是诱导分解和笼蔽反应。
静态柔顺性又称平衡态柔顺性，是指大分子链在热力学平衡条件下的柔顺性。
高分子链的平衡态柔顺性，通常用链段长度和均方末端距来表征。链段是指从分子链划分出来可以任意取向的最小运动单元。
动态柔顺性是指高分子链在一定外界条件下，从一种平衡态构象转变到另一种平衡态构象的速度。
如果把若干个单键取作一个链段，把链段与链段之间的连接看作是自由的，那么高分子链可视为以链段为运动单元的自由连接链。
高弹性变的特点1小应力作用下的弹性形变很大2升温时，高弹性变的弹性模量与温度成正比3绝热拉伸时，材料会放热而使自身温度升高4高弹性变有力学松弛现象。
弹性应力σ=ρRT/Mc(λ-1/λ的平方)
应力松弛：恒温下将试样迅速拉伸到一定长度，保持该应变ε不变，发现试样内应力随时间逐渐衰减，这种现象称为应力松弛。
高分子材料应力应变曲线5种 硬而脆 硬而强 硬而韧 软而韧 软而弱
影响拉伸行为的外部因素1温度的影响2拉伸速率的影响3环境压力的影响
强迫高弹形变：当环境温度Tb<T<Tg时，虽然材料出于玻璃态，链段冻结，但在恰当速率下拉伸，材料仍能发生百分之几百的大型变，这种形变称为强迫高弹性变。
强迫高弹性变能够产生，说明提高应力可以促进分子链段在外力方向上运动。
（一）引发剂引发（二）热引发（三）光引发与辐射引发
高分子材料复习重点
高分子材料复习重点绪论：1、标志性的事件：塑料的（1）19世纪中叶第一种工业化的塑料----赛璐珞”(Celluloid)的塑料（1869）（最早被应用的塑料）（2）雷奥.比克兰德合成酚醛树脂（PF）也是第一个工业化生产的合成树脂（第一种人工合成树脂）（3）1920年，Staudinger首先提出了高分子的概念（4）Zieglar-Natta催化剂合成出了低压高密度聚乙烯（HDPE, 1953~1955）和聚丙烯（PP）（HDPE和PP的合成方法是谁发明的）橡胶的（1）1823年，苏格兰化学家马金托什，像印第安人一样把白色浓稠的橡胶液体涂抹在布上，制成防雨布，并缝制了“马金托什”防水斗蓬，这是世界上最早的雨衣，也是橡胶工业的起点（2）1826年，英国人汉考克发明了双辊开炼机，用此设备可以将各种助剂混入橡胶中，1839年，美国化学家固特异尔偶然中发明了橡胶的硫化，解决了橡胶遇热变软发粘的缺点，制造出了世界第一双橡胶防水鞋，这两项发明使橡胶的应用得到了突破性的进展，奠定了现代橡胶加工业的基础（是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生？）橡胶是继石油、铁矿和有色金属之后的第四大战略资源2、概念：通用塑料：产量大、用途广、价格低、性能一般，主要用于非结构材料，如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）。
工程塑料：具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并在此条件下长时间使用，可作为结构材料。
树脂：树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。
广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。
弹性体：弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体，具有非常广泛的用途热塑性塑料：受热熔融、可进行各种成型加工，冷却时硬化。
再受热又可熔融、加工。
具有多次重复加工性。
热固性塑料：受热熔化，成型的同时发生固化发应，形成高分子立体网状结构，再受热不熔融，也不在溶剂中溶解。
高分子材料复习要点2
⾼分⼦材料复习要点2UP定义不饱和聚酯是由⼆元酸（饱和⼆元酸和不饱和⼆元酸）同⼆元醇，经过缩聚反应⽽成的⼀种线型聚合物，通常以该化合物在烯烃类活性单体（如苯⼄烯）中的溶液形式出现。
1.⼒学性能:分⼦量--分⼦量增⼤，树脂强度硬度、抗弯强度增⼤。
不饱和键的数⽬--越多，交联密度越⼤、刚度增⼤、耐磨性提⾼。
聚酯分⼦链结构规整性—越规整，树脂分⼦排布越有序，有利于提⾼拉伸强度。
2.耐化学药品性:增加不饱和⼆元酸的量;提⾼分⼦的有序性3.电性能:脂肪烃的⽐例增多——电性能提⾼。
提⾼缩聚反应程度——减少未反应的羧基含量可提⾼电性能。
4.UP的⼴泛应⽤领域:（1）⽤量最⼤的热固性树脂（2）玻纤增强UP（聚酯玻璃钢)⽐强度⾼于铝合⾦①通过⼿糊成型或喷涂成型制造各类型的船体.②通过袋压成型法制造船体、安全帽、机器外罩等. ③采⽤真空袋压法⽣产飞机部件、雷达罩.④采⽤整体模压成型法⽣产卫⽣洁具.(2)⾮玻纤增强UP:浇注UP:可制成⼈造玛瑙、等装饰性材料;⼈造⼤理⽯；墙⾯和地⾯装饰砖。
柔性UP，常⽤滑⽯粉、⽊粉等做填料，制造仿⽊家具。
作为涂层材料PA1.聚酰胺（俗称尼龙）是指分⼦主链上含有酰胺基团（-NHCO-）的⾼分⼦化合物。
2.聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料，尼龙（Nylon）的俗称就是来⾃与此。
尼龙的最早发明商——美国杜邦公司曾宣传：尼龙⽐蜘蛛丝还细、⽐钢铁还强。
3.脂肪族聚酰胺是线形⾼分⼦材料，由亚甲基链段和极性基团（酰胺基）有规律交替链接⽽成。
4.聚酰胺中的氢键结构对其聚集态结构和最终的性能起到了决定性的作⽤5.脂肪族PA微观结构与性能的关系——氢键的重要作⽤、酰胺基团的密度、亚甲基的奇偶性？PA中的酰胺和亚甲基链段有规律交替排布——链较规整、酰胺基团间的氢键强作⽤——PA分⼦间作⽤⼒较强、PA分⼦上交替出现的亚甲基链段提供了较⼤的分⼦活动能⼒，从⽽导致PA容易结晶；结晶的熔点基本随酰胺基团的密度提⾼⽽增⼤；但也受亚甲基链段中亚甲基数是奇数还是偶数影响(亚甲基是偶数时结晶性更好)6. PA的吸⽔率很⼤：基本随酰胺基团的密度增⼤⽽增⼤。
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
高分子复习总结
当p=0.999时，
X n 1 1 r r 2 r p 1 0 .91 8 2 0 * .0 9 5 .98 * 8 0 .9 5 5 9 19 .9 18 6
16
• 13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩 聚，两种基团数相等，试求：
• a. 平均官能度 b. 按Carothers法求凝 胶点 c. 按统计法求凝胶点 解：a、平均官能度： 1）甘油： f 3*22*32.4
偶合终止
11
[I] [S]
Xn2CMCI[M ]CS[M ]
22
真正终止 （歧化终止）
链转移终止
以歧化终止为 例，链转移反 应对平均聚合 度影响的定量 关系式。
：无链转移反应的聚合度（歧化终止）
23
第三章 练习题
1.凝胶效应现象就是（
）
A.凝胶化 B. 自动加速现象 C. 凝固化 D. 胶体化
密闭体系
Xn K1
非密闭体系
X
＝
n
K pn
W
6
分子量影响因素
分子量控制方法
计算公式
p、K、nW
端基封锁
原料非等摩尔 或加单官能团
Xn 1r 1r 2rp
r Na Nb
r
Na Nb＋2Nb'
注意：Na和Nb分别是基团A和B的物质的量。
7
第二章
Carothers法计算线形缩聚物的聚合度
28
7 已知过氧化二苯甲酰在60 ℃ 的半衰期为48 小时，甲基丙烯酸甲酯在60 ℃的kp2 / kt=1×10-2l ( mol . s )。如果起始投料量为 每100ml 溶液（溶剂为惰性）中含20克甲基 丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰，试求 （1）甲基丙烯酸甲酯在60℃下的聚合速度？ （2）反应初期生成的聚合物的数均聚合度 （60 ℃ 下85 %歧化终止，15％偶合终止， f 按1 计算）。
新版高中化学讲义(选择性必修第三册)：高分子材料
第27讲高分子材料知识导航知识精讲一、高分子材料的分类二、塑料1. 塑料的成分主要成分合成树脂(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等)加工助剂增塑剂(提高柔韧性)、热稳定剂(提高耐热性)，着色剂等2. 塑料的分类根据受热时的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。
类型结构特征举例热塑性塑料线型或链状结构受热软化，可以反复加热熔融加工聚乙烯、聚氯乙烯等热固性塑料网状结构不能加热熔融，只能一次成型酚醛树脂、脲醛树脂等3. 常见的塑料(1)聚乙烯①制备：②高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较【答案】低高多少大小低高低高(2)酚醛树脂①定义：酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
②制备：苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂。
a. 在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羧基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成_______结构的高分子。
b. 在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成_______结构的酚醛树脂。
【答案】线型网状③酚醛树脂的性质及应用具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。
可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
(3)脲醛树脂由尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚而成。
4．高分子化合物的基本结构合成高分子化合物结构大致可以分三类：______结构、______结构和______结构。
【答案】线型、支链型、网状三、合成纤维1. 纤维的分类2. 合成纤维的性能和用途除了满足人们的穿着需求外，还广泛应用于工农业生产与高科技领域。
如工业用的隔音、隔热、绝缘材料，渔业用的渔网、缆绳，医疗用的缝合线、止血棉，航空航天用的降落伞、航天服。
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7.乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)：优异乃应力开裂和耐低温冲击.
8.乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)：优良耐冲击性能、耐应力开裂、耐疲劳.
聚丙烯(PP)
性质：
1.PP是所有树脂中最轻的品种之一,密度0.90～0.91g/cm3,仅大于聚4-甲基-1-戊烯
通用塑料
聚乙烯(PE)
性质：
1.乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0.85～1.0g/cm3
2.熔层：105℃～137℃.脆化温度(Tb)低于-50℃.最高使用温度100℃,最低料总量的1/3.
4.分子呈非极性,其吸水性低,小于0.01%,加工前可以不进行干燥.
2.密度约为1.4g/cm3.
3.纯聚氯乙烯的吸水率和透气性都很小.
4.离火即灭,火焰上端呈黄色,下端绿色,冒黑烟,发出刺激性酸味,滴下胶质
5.聚氯乙烯树脂多为白色或淡黄色的粉料或粒料,塑化后可以变透明
分类：
1.按聚合度
通用型PVC平均聚合度为500～1500
高聚合度型PVC平均聚合度大于1700以上
5.结晶性高聚物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%～93%,LLDPE的结晶度略高于LDPE,远低于HDPE.
6.高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构和普通HDPE相同,
1)耐磨性能.优于PTFE、MC尼龙、POM等.
2)冲击强度.工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料
2.结晶融化温度164～176℃
3.吸水率低,仅为0.01～0.04％.
分类：
等规聚丙烯(lsotacticpolypropylene,iPP)
间规聚丙烯(SyndiotacticPolypropylene,sPP)
无规聚丙烯(AtacticPolypropylene,aPP)
知识点：
1.晶相与非晶的密度差值较小,因此较PE有更好的透明性,而茂金属PP(mPP)的透明度可达96%,能与PET和PS相媲美.
和茂金属聚乙烯mPE
1.LDPE：高压法.压力150～250Mpa,温度180～300℃,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用可能生成乙烯过氧化氢(CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合.易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低.
2.HDPE：离子型聚合.分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高.采用Ziegler-Natta型引发剂或钼、镍、铬的氧化物.
6.当MI一定时,随着IIP的提高,拉伸屈服强度增加
7.MI大的PP具有较低的分子量,易于结晶,结晶度高
8.IIP增加,结晶能力强,结晶度高
9.在受热受力作用时,PP表面热氧化作用加剧,使分子量下降而产生应力开裂,这种现象称为热应力脆化,PP比PE有较好的耐应力开裂性,其分子量越大,耐应力开裂性能越好.PP共聚物的耐应力开裂性优于均聚物.
知识点：
1.在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高.
2.LLDPE：是乙烯与含量约8%的高级α烯烃(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物.
3.聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同类型的双键.
4.在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基.
3)自润滑性能.摩擦系数极低,与PTFE相当.
4)耐化学腐蚀性能.分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化学稳定性
7.几种聚乙烯的结构：
8.PE在空气中会被氧化,在高温下更容易被氧化,因此,在加工过程中应避免与空气接触；或者在PE中加入抗氧剂.
9.PE的结晶能力强,结晶度高,成型收缩率大,一般在1.0～3.5%内,对于HDPE的成型收缩率可达5%.
10.PP的五种晶体结构:、、、、拟六方.最常见最稳定的是晶态
11.立构规整性用等规度(或称全同指数、立构规整度IIP)来表示,常用沸腾正庚烷的萃取剩余物所占分数来表示.
12.成形收缩率大1～2.5%,易发生缩孔、凹痕、变形.
改性：
茂金属聚丙烯mPP
聚氯乙烯(PVC)
性质：
1.Tg为80℃,Tf约160℃,TD(热分解温度)约140℃,Tb-50～-60℃,大多数制品长期使用温度不宜超过55℃.
2.按增塑剂含量
无增塑PVC(UPVC)增塑剂含量为0；
3.氯磺化聚乙烯(CSM):白色海绵状弹性固体,阻燃性,耐候性提升.
4.乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA):VA含量小于40%的共聚物称EVA共聚物,VA含量高于40%的简称VAE.具有光学透明性,比聚乙烯有更好的耐候性.
5.乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH):所有聚合物中,聚乙烯醇(PVOH)对各种气体的透过率最低,但其为水溶性的.与乙烯共聚后可克服水溶性的缺点.
10.LDPE上有较长的支链结构,其流动性比LLDPE和HDPE要好.
11.当分子量分布宽时,低分子量的成份多,低分子量的部分对高分子量的部分起到了增塑作用,有利于改善流动性.
改性：
1.交联聚乙烯(PE-X):改善PE的耐热性和应力开裂性.常用高能辐射交联、过氧化物交联、硅烷交联
2.氯化聚乙烯(CPE):PE是一种极易燃烧,且为非极性聚合物,染色和印刷性能差.氯化后可改善这些不足.
2.PP有优良的耐化学试剂性能,且随结晶度的增加而提高.
3.PP中存在叔碳原子,易被氧化性介质侵蚀,当曝露在大气中,受到紫外线和热的作用下,大分子链产生断裂降解,性能劣化.因此对于PP,提高耐老化性能是相当重要的.
4.PP很容易在非极性有机溶剂中溶胀或溶解.但对极性有机溶剂却很稳定.
5.当等规度IIP相同时,随着MI的增大,拉伸屈服强度升高
合成：
自由基聚合：偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO)
配位聚合：Zieger-Natta引发体系、茂金属引发体系
分类：
低密度聚乙烯LDPE0.91～0.94g／cm3
高密度聚乙烯HDPE0.94～0.99g／cm3
中密度聚乙烯MDPE
线性低密度聚乙烯LLDPE
超高分子量聚乙烯UHMWPE