高分子材料的性能特点共37页文档
高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000
高分子材料性能特点和常用高分子材料
第七章高分子第2节高分子材料性能特点和常用高分子材料Part 1高分子材料性能特点一、高分子材料的力学性能特点1. 低强度和较高比强度影响聚合物实际强度的因素很多，可以分为两大类：与材料本身有关的影响因素包括高分子的化学结构、分子量及其分布、支化和交联、结晶与取向、增塑剂、共混、填料、应力集中物与外界条件有关的影响因素包括温度、湿度、光照、氧化老化、作用力的速度等高聚物的抗拉强度通常比金属材料低，但密度小，只有钢的1/4~1/6，所以其比强度并不比某些金属低在高聚物的加工成型过程中形成各种缺陷是普遍存在的现象。
这些缺陷就是应力集中物，尽管非常微小，有的时候甚至肉眼不能发现，但是却成为降低聚合物机械强度的致命弱点，是造成聚合物实际强度和理论强度之间巨大差别的主要原因之一例如：生产过程中常会混进一些杂质；由于混炼不均、塑化不足造成的微小气泡和接痕等等。
表里冷却速率不同形成微裂纹及表面龟裂。
增塑剂的加入对聚合物起了稀释作用，减少了高分子链之间的作用力，因而强度降低。
强度的降低值与增塑剂的加入量约成正比2. 高弹性和低弹性模量高弹性高聚物在一定的条件下可以处于高弹态。
高弹态高聚物在小应力作用下能产生很大的可逆弹性变形，这种独特的行为称为高弹性。
金属、陶瓷、玻璃态或晶态高聚物则只有在较大应力作用下产生微小可逆弹性变形分子量足够高，经轻度交联的柔性链高聚物在高弹态具有最典型的高弹性，与金属的弹性相比高聚物的高弹性，弹性形变大，最高可达1000%高聚物弹性模量低，高弹模量只有约0.1~1MPa3.黏弹性理想的弹性体当受到外力后，平衡形变瞬时达到，与时间无关理想的黏性体当受到外力后，形变是随时间线形发展的黏弹性高聚物的形变性质是与时间有关的，这种关系介于理想弹性体和理想黏性体之间，因此高分子材料常被称为黏弹性材料，黏弹性是高分子材料的另一个重要的特性力学松弛蠕变应力松弛内耗力学松弛 聚合物的力学性质随时间的变化的统称 滞后现象根据高分子材料受到外力作用的情况不同，可以观察到不同类型的力学松弛现象蠕变指在一定的温度和较小的恒定外力作用下,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象例如软聚氯乙烯丝（含增塑剂）钩着一定重量的砝码，会慢慢的伸长；去掉砝码后，会慢慢缩回去，这就是聚氯乙烯丝的蠕变现象从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程包括三种形变普弹形变当高分子材料受到外力作用时，分子链内部键长和键角立刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变。
高分子材料的性质及应用.完美版PPT
塑料
塑料为合成的高分子化合物，又可称为高分子 或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自 由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反 应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、 稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。
塑料可区分为热固性与热塑性二类，前者无 法重新塑造使用，后者可一再重复生产。
植物纤维 动物纤维 矿物纤维
化学纤维
人造纤维 合成纤维 无机纤维
天然纤维：天然纤维是自然界存在的，可以直接取得纤维，根据其来
源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类
可以制成各种止血棉、绷带和纱布，
人造纤维是用含有植天然物纤纤维或维蛋是白由纤维植的物物的质，种经籽过、化学果加实工、后制茎成、的叶纺织等纤处维。 其剂塑是合…中、料利成…合 着 可 用 橡成色区单胶树剂分体的得 化脂等为原产是。热料量到 学塑固以已的 成料性合大纤分的与成大主热或超维 是要塑缩过， 纤成性合天分二反然是 维，类应橡天 素此，聚胶然 ，外前合，，者而其纤 故为无成中维 也了法的产素称改重材量进新料最纤纤塑塑，大维维料造由的。素的使合是性用成丁植纤能，树苯物维，后脂橡纤。还者及胶要可填。维在一料的聚再、主合重增物复塑要中生剂添产、加。稳各定种剂辅、助润材滑料 剂，、如色填料料等、添增加塑剂剂组、成润的滑。剂、稳定
青石棉等。
化学纤维：化学纤维是经过化学处理加工而制成的纤维。可分为人造
纤维，合成纤维和无机纤维。
人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质，经过 化学加工后制成的纺织纤维。
合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同，是从一些本 身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石 灰石或农副产品，先合成单位，再用化学合成与机械加工的 方法制成纤维。
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41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
高分子材料的性能特点资料
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
45、自己的饭量自己知道。——苏联
高分子材料的特性
高分子材料的特性
高分子材料是一类由大量重复单元组成的材料，具有许多独特的特性。
首先，高分子材料通常具有较高的分子量和分子量分布，这使得它们具有较强的韧性和耐磨性。
其次，高分子材料具有良好的绝缘性能，这使得它们在电子领域有着广泛的应用。
此外，高分子材料还具有较高的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在恶劣环境下长期稳定地工作。
另外，高分子材料还具有较好的加工性能，可以通过各种加工方法制备成各种形状的制品。
高分子材料的特性还包括其独特的热性能。
一般来说，高分子材料具有较低的熔点和玻璃化转变温度，这使得它们在高温下仍能保持较好的形状稳定性。
此外，高分子材料还具有较低的热传导性能，能够在一定程度上起到隔热的作用。
另外，高分子材料还具有较好的可塑性和可回收性，能够通过加热和压力重新塑形，实现材料的再利用。
除此之外，高分子材料还具有较好的透明性和光学性能。
一些高分子材料具有较高的透光率和折射率，能够用于光学透镜、光纤等领域。
同时，高分子材料还具有良好的色彩稳定性和耐光性，能够长期保持其外观和性能。
另外，高分子材料还具有较好的声学性能，能够用于声学隔音、吸音等方面。
综上所述，高分子材料具有众多独特的特性，使得它们在各个领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信高分子材料的特性将会得到更好的发挥和应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
药用高分子材料第二章 高分子材料的性能
电性能
介电损耗－－电介质在交变电场的作用下，将 一部分电能转变为热能而损耗的现象。 介电损耗原因 非极性高聚物：在交变电场中，所含的杂质产 生的漏导电流，载流子流动时，克服内摩擦阻 力而作功，使一部分电能转变为热能，属于欧 姆损耗。
电性能
极性高聚物：在交变电场中极化时，由于黏滞 阻力，偶极子的转动取向滞后于交变电场的变 化，致使偶极子发生强迫振动，在每次交变过 程中，吸收一部分电能成热能而释放出来，属 于偶极损耗。损耗的大小取决于偶极极化的松 弛特性。
热性能
为提高热稳定性：
• 尽量避免分子链中弱键的存在； • 引入梯形结构； • 在主链中引入Si、P、B、F等 杂原子，即合成元素有机聚合 物。
热性能
（2）热变形性：受热不易变形，能保持尺寸稳 定性的聚合物必然是处于玻璃态或晶态，因此 改善聚合物的热变形性应提高其Tg或Tm，必须 使分子链内部及分子链之间具有强的相互作用。
高聚物的力学三态
玻 璃 态
I
玻 璃 化 转 变 区
高弹态
II
形 变
黏 弹 态 粘流态 转 III Mb Mb > M a 变 区 交联聚合物
温度
Tg Tf
注意：1.结晶高聚物无高弹态； 2.交联聚合物 无黏流态；3.分子量越高黏流温度Tf越高。
高聚物的力学三态
玻璃态：温度低，链段的运动处于冻结， 只有侧基、链节、链长、键角等局部运 动，形变小； 高弹态：链段运动充分发展，形变大， 可恢复； 粘流态：链段运动剧烈，导致分子链发 生相对位移，形变不可逆。
晶区内的分子运动
高聚物的分子热运动
高聚物分子运动影响因素 1.时间 低分子瞬间完成，但高分子是速度过程， 需时间，称为松弛过程。 2.温度 温度高将提升运动单元热运动能量；同 时造成其体积膨胀，增加运动单元活动 空间，加快松弛过程。
高分子材料的结构特点和性能
高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。
一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。
巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。
于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。
高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。
掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠的依据。
高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。
因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。
高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。
链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。
近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。
远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。
聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。
1. 近程结构(1) 高分子链的组成高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。
高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。
常用高分子材料性能特征与用途介绍PPT文档75页
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—பைடு நூலகம் 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
高分子材料的性能
塑膠的測試技術塑膠材料的簡介:塑膠材料是一種高分子聚合物,它的分子量一般在20000以上,單一的塑膠無法滿足我們的生產的需要,我們在生活生產中應用的各種塑膠是在單一的塑膠中加作入各種助劑混合而成的復合高分子.高分子材料是許許多多的卷曲的高分子鏈彼此相互纏繞在一起而成的,當高分子受力的時候,卷曲的高分子被拉直,高分子的這種結構使其具有金屬無法比擬的伸長率.另外由於塑膠是由許許多多的高分子長鏈相互纏繞在一起,分子鏈間有較大的作用力,塑膠的這種性能使其一方面具有較高的性能,另一方面塑膠在熔融狀態下由於彼此間相互纏繞而具有很大的熔體粘度.高分子經常測試的項目及相應的測試技術.一.塑膠材料的物理測試項目:熔融指數(MI):定義:在一定的溫度和負荷條件下,塑膠熔體每10min通過標準口模的重量彧體積.MI有兩種表示方式MFR和MVR.以重量的表示的熔融指數為熔體重量流動速率(MFR),以體積表示的稱為熔體體積流動速率(MVR).目的:MI代表熔體的流動性能,MI越大熔體的流動性越好,越小流動越困難.同時MI值可以大體上反映樹脂分子量的大小,當樹脂分子量大時MF值低,分子量小時,MF值高,而分子量大小和塑膠性能有直接的聯系.因此MI是確定加工工藝的重要參考指標之一.其測試流程如下:1.藍黑點:概述:加熱一定量的樣品顆粒,在規定條件下,用熱壓機使顆粒在金屬片中加熱,然后在規定條件下用冷壓機將其冷卻,觀察壓出的試片藍黑點狀況.目的:藍黑點是塑膠要檢測的一個重要項目,它可以檢測塑膠中含有的雜質的情況,以保證產品的質量.測試方法如下流程:灰分:將塑膠原料在800℃下燃燒6小時,塑膠殘餘的部分占總重的比率.目的:由於塑膠原料中的有機的成分已經燃燒變成氣體成分,因此灰分反映了塑膠中無機填料和礦物質所占的比例.含水率:塑膠中含有水分的多少,含水率的測試對含有极性基團的塑膠原料例。
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气态 物质的力学三态 液态
固态
温度增加
聚合物力学状态具有特殊性。原因：
没有气态； 具有非晶态； 结晶具有不完善性。
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2.1 高分子材料的力学状态
线型无定形聚合物的力学三态及其转变
热机械曲线（形变-温度曲线）实验示意 等速升温
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2.1 高分子材料的力学状态
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感谢您的观看。
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弯曲强度 冲击强度
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2.2 高分子材料的力学性能
应力-应变
应变（形变）：外力作用而不产生惯性移动时其 几何形状和尺寸所发生的变化。
材料
外力作
用 发生形变
材料欲保持原
状
产生附加内力
外力卸载
内力使形变回复并自行逐步消除
应力：单位面积上的内力。
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2.2 高分子材料的力学性能
作业：
一、名词术语解释 1、结晶度 2、玻璃化转变温度（Tg） 3、粘流温度（Tf） 4、应变 5、蠕变
二、简答 1、高弹性为什么又称为熵弹性？ 2、简要阐述聚合物的粘弹性。 3、描述高分子材料的软硬、强弱和韧脆的指标分别是什么？ 4、请说明非晶态聚合物力学三态的运动单元。
三、论述题 1、画出塑料材料的应力应变曲线，并对其进行描述？ 2、高分子材料的使用温度同玻璃化转变温度有什么关系？
（2）力学特征：形变量小(0.01 ～ 1%)，模量高(109 ～ 1010 Pa)。 形变与时间无关，呈普弹性。
（3）常温下处于玻璃态的聚合物通常用作塑料。
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高弹态
Tg ～Tf
（1）分子运动机制：链段“解冻”，可以运动