高分子科学与工程学系(精)
精细高分子PP第-章绪论PPT课件
02 高分子化学基础
高分子化合物分类与命名
分类
根据来源、结构、性质和应用等不同角度，高分子化合物可分为多种类型，如均 聚物、共聚物、聚合物合金等。
命名
高分子化合物的命名通常采用系统命名法，包括来源命名、结构命名和性质命名 等。其中，结构命名是最常用的一种方法，能够准确反映高分子的结构特征。
聚合反应类型及机理
纳米复合
将纳米粒子均匀分散在高分子基 体中，利用纳米效应提高材料的
力学、热学、电学等性能。
纤维增强
将高性能纤维与高分子基体复合， 制备出具有优异力学性能和热稳
定性的复合材料。
多层共挤复合
采用多层共挤技术，将不同性质 的高分子材料复合在一起，形成 具有多层结构的复合材料，提高
材料的综合性能。
环境友好型精细高分子材料
高分子科学的发展历程
高分子科学的重要性
在材料、能源、信息、生物等领域具 有广泛应用，对国民经济和社会发展 具有重要意义。
从天然高分子到合成高分子，再到功 能高分子和精细高分子。
精细高分子定义与特点
精细高分子的定义
指具有特定功能或特殊性能的高 分子化合物，其分子量、分子结 构、聚集态结构和表面性质等方 面具有精细的控制和调节。
精细高分子的特点
分子量分布窄、分子结构规整、 聚集态结构有序、表面性质独特 等，具有优异的物理、化学和生 物性能。
精细高分子应用领域
01
02
03
04
功能材料领域
如光电材料、磁性材料、传感 器材料等。
生物医用领域
如药物载体、生物相容性材料 、组织工程材料等。
环保与能源领域
如水处理剂、油田化学品、太 阳能电池材料等。
纤维加工成型方法
高分子材料与工程专业简介
（3）高分子合成方向：
我校高分子合成以新型橡胶、涂料与粘合为主要方向。本专业方向培养能在高分子材料合成工业各部门从事高分子材料的合成、高分子材料改性、功能与特种高分子合成与表征等科学研究与产品开发的高级工程技术人才。学生主要学习以高分子材料合成、高分子化学与物理改性为主体的聚合物合成工艺、聚合反应工程、功能与特种高分子材料设计、聚合物改性原理与方法等专业知识。
专业咨询邮箱：gaofenzi@
高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识，能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识。
二、专业综合介绍
材料物理（Material Physics）专业，一般属于材料科学与工程系学院下辖的专业之一。所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构，尤其是微观结构，材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。 材料物理专业是材料科学与工程里面不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石，材料支撑着人类文明。很多人觉得新世纪是“信息技术”的世界，不过任何技术赖以实现的物质基础还是材料，这一重要地位在人类社会发展到任何阶段都无法改变，而且必将越来越重要。随着科学技术的发展，材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料，大部分都是材料的物理性能在各特殊领域的应用。比如纳米材料，可以说就是纳米尺度下的材料物理学。材料物理专业所研究的磁学及光学性质在信息材料领域有着巨大的应用空间，是现代半导体、微电子、光电子产业发展的理论及应用基础。因此，随着材料产业以及信息产业在新 高分子材料与工程专业人才的培养模式
高分子材料与工程精讲5.2—聚合物溶解
经济环保要求：绿色
目前生产中采用的有些溶剂不稳定、有毒、不易回收、价格昂 贵。
溶剂的选择
(1)沸点不应太低或过高，通常以溶剂沸点在50～ 160℃范围内为佳；如沸点太低，会由于挥发而造成 浪费，并污染空气；如沸点太高，则不便回收。
(2)溶剂需具备足够的热稳定性和化学稳定性，在回收 过程中不易分解。
溶解度和溶解速度与多种因素有关
(1)分子量及其分布 (2)交联度
具有交联结构的聚合物，只能溶胀，不能溶解 (3)结晶状态
非极性的晶态聚合物室温下难溶解（例PE、PP） (4)极性
晶态聚合物在极性溶剂中相对较易溶解(例PVA、PA)
非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用 较弱，溶剂分子比较容易渗入聚合物内部，使溶胀和溶解相 对容易一些。
例如，聚酰胺可溶于间甲苯酚、40％硫酸、苯酚—冰醋 酸的混合溶剂中；聚对苯二甲酸乙二酯可溶于邻氯苯酚和重 量比为1：1的苯酚一四氯乙烷的混合溶剂中；聚乙烯醇可溶 于水、乙醇，聚丙烯酸可以溶于水，聚丙烯酸丁酯可以溶于 CHCl3等。
二.聚合物溶解过程的热力学
聚合物溶解过程中的分子运动变化:
大分子之间 作用力↓ 大分子与溶剂间作用力↑
H m
SP
ES VS
1
2
EP VP
1 2
2
Vm
∆E/V—内聚能密度(C.E.D.),表示单位体积的蒸发能 (单位体积内因分子相互吸引而聚集所产生的能量)。
=(∆E/V)1/2 —溶度参数
Hm S P S P 2Vm
3.高分子—溶剂相互作用参数(哈金斯参数) 1
1 ，高分子-溶剂相互作用力 即溶剂的溶解能力
聚合速率-高分子科学与工程学系
聚合微观动力学研究： 利用初期（等速期）的速率 诱导期 初期 中期
变化规律（排除自动加速等干扰）
t
后期
4
2. 微观动力学方程
化学反应微观动力学的基本规律：质量作用定律。
A
B （一级反应）
R ∝ [A]
2C
D （二级反应）
R ∝ [C]2
速率方程：反应速率与反应物浓度间的定量关系
（1）引发
（以引发剂引发为例）
(一般引发速率为 10-8 ∼ 10-10 mol/L.s)
(2) 增长
研究链增长速率的几个前提：
等活性理论：各种长度的活性增长链的增长速率常数相等（或：链自由基
的活性与其长度无关）；
(第一个简化）
[M•] = [M1•] + [M2•] + …… + [Mn•]
(链自由基总浓度）；
链转移不影响增长速率常数；
引入第三个简化：
稳态假定—聚合反应达稳态时， Ri = Rt ， [M•]不变。
即： Ri = Rt = 2 kt [M•]2 [M•]s = （Ri / 2 kt )1/2
实测的[M•] ~ t 曲线 （稳态处理）确实存在一个稳态期
R = Rp = kp[M](Ri / 2 kt )1/2 （稳态聚合速率普适方
特点：测定较准确，方法简便。
单体、引发 剂、溶剂
毛细管
（3）折光率法 （简便的取样法） 利用聚合物的折光指数大于单体折光指数的现象，在聚合过程中
取样测定折光率的变化即可跟踪转化率的变化。 例：聚醋酸乙烯酯的折光率比单体大0.071.
（4）光谱法 （对部分体系适用） 利用单体转化为聚合物后某一光谱吸收峰的变化来测定转化率。 例：MMA在1630 cm-1有红外特征吸收峰，聚合后则消失。
高分子材料与工程专业排名一览表
一、工科：偏合成的：浙江大学（国内高分子鼻祖，尤其在合成方面）、华东理工、北京化工大学、清华大学；偏加工和应用的：四川大学、华南理工、东华大学（原中国纺织大学）、上海交通大学理科：偏合成的：北京大学（好像北大遥遥领先，其他象南开、南京大学明显差一些）；偏性能形态研究的：南京大学、复旦大学、北京大学5－10年这个行业发展都会不错。
二、高分子材料与工程就业前景分析高分子材料与工程专业排名一览表【北京市】清华大学、北京理工大学、北京航空航天大学、北京化工大学、北京服装学院、北京石油化工学院、北京工商大学【天津市】天津大学、天津科技大学【河北省】河北工业大学、河北科技大学、河北大学、燕山大学【山西省】太原理工大学、华北工学院【辽宁省】大连轻工业学院、沈阳化工学院、大连理工大学、大连轻工业学院、沈阳工业大学、沈阳工业学院【吉林省】吉林大学、长春工业大学、吉林建筑工程学院【黑龙江省】哈尔滨工业大学、哈尔滨理工大学、齐齐哈尔大学、东北林业大学【上海市】复旦大学、华东理工大学、东华大学、上海大学【江苏省】江苏大学、南京理工大学、江南大学、扬州大学、南京工业大学、江苏工业学院、江苏大学、南京林业大学、华东船舶工业学院【浙江省】浙江大学、浙江工业大学【安徽省】中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学、安徽建筑工业学院、安徽工业大学、安徽理工大学【福建省】福建师范大学【江西省】南昌大学、华东交通大学【山东省】山东大学、青岛大学、青岛科技大学、济南大学、烟台大学六【河南省】郑州大学、河南科技大学、郑州轻工业学院【湖北省】湖北大学、武汉理工大学、湖北工学院、武汉化工学院、武汉科技学院、湖北科技大学【湖南省】中南林学院【广东省】华南理工大学、广东工业大学、南华大学、株洲工学院、茂名学院、中山大学【广西壮族自治区】桂林工学院【海南省】华南热带农业大学【四川省】四川大学、西南石油学院【陕西省】西北工业大学、西安工程科技学院、陕西理工学院、陕西科技大学【甘肃省】兰州理工大学【新疆维吾尔自治区】新疆大学三、理论高分子搞的比较好的是北大、浙大、吉大,各有各的长处;中科院系统的研究所的高分子专业也都不错,华南理工实际应用搞的非常好，和国内一些企业有很多技术合作。
第三章聚电解质及其溶液性质-浙江大学高分子科学与工程学系
统计热力学理论：
三十年代发展起来，以瑞士 Kuhn 和美国 P.J.Flory为 代表，该理论是以统计和统计物理理论为基础。
标度理论：
从六十年代开始，七十年代末形成，由法国P.G.deGennes 和英国 Edwards 创造的 “Scaling Concepts in Polymer Physics” (1979)，该理论则以固体物理理论为 基础。
23
(1) 临界交叠浓度低
24
6
（2）聚电解质溶液有散射峰出现，散射强度与浓度 的 c1/2成正比
（3）与中性高分子相比，聚电解质溶液的临界浓度 到缠结浓度之间的范围非常宽
10 3 Ce / C * 10 4
25
26
（4）聚电解质溶液的渗透压比中性高分子高几个 数量级
聚电解质溶液的渗透压 ①不电离的大分子溶液
本章内容
第三章 聚电解质及其溶液性质
联系方式：.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
de Gennes,P.-G Scaling
1
2
本章内容
3.1 溶液性质－新知识 3.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
油漆
稀溶液 发生交叠 亚浓溶液
c<c*
c=c*
c>c*
溶液相转化多孔膜
热致相转化 TIPS(PP、 PVDF)
凝胶和冻胶
孤立的高分子线团逐渐靠近成为线团堆积时的浓度 9
10
本章内容
3.1 溶液性质－新知识 3.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
高分子材料与工程专业
高分子材料与工程专业高分子材料与工程专业是一门涉及材料科学、化学工程、机械工程等多个学科的交叉学科，其研究对象是高分子材料的制备、加工、应用等方面。
高分子材料是一类由大量重复单元构成的聚合物，具有独特的物理性质和化学性质，广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等领域，对于现代工业的发展具有重要意义。
首先，高分子材料与工程专业的学生需要掌握的基础知识包括材料科学、化学工程、物理化学等方面的知识。
材料科学是高分子材料与工程专业的基础学科，学生需要了解材料的结构、性能、加工工艺等知识，为后续的学习和研究打下坚实的基础。
化学工程是高分子材料的制备和加工的重要学科，学生需要了解化工原理、反应工程、传热传质等知识，为高分子材料的工程应用提供理论支持。
其次，高分子材料与工程专业的学生需要具备实验技能和创新能力。
实验是高分子材料与工程专业学生必不可少的一部分，通过实验，学生可以巩固理论知识，培养实践能力，提高解决问题的能力。
创新能力是高分子材料与工程专业学生必须具备的能力，要培养学生对新材料、新工艺的敏锐感知和探索精神，培养学生的创新思维和实践能力，为未来的科研和工程实践打下基础。
再次，高分子材料与工程专业的学生需要了解行业动态和市场需求。
随着科技的不断发展，高分子材料与工程领域的新材料、新技术不断涌现，学生需要关注行业动态，了解最新的科研成果和工程应用，不断提高自身的综合素质。
同时，学生还需要了解市场需求，掌握市场信息，为将来的就业和创业做好准备。
最后，高分子材料与工程专业的学生需要具备团队合作和沟通能力。
高分子材料与工程领域是一个综合性强、跨学科性强的领域，学生需要具备团队合作的能力，能够与不同背景的人合作，共同完成科研和工程项目。
同时，学生还需要具备良好的沟通能力，能够清晰表达自己的观点，与他人进行有效的沟通和交流。
综上所述，高分子材料与工程专业是一个具有挑战性和发展前景的专业，学生需要具备扎实的基础知识、实验技能和创新能力，了解行业动态和市场需求，具备团队合作和沟通能力，才能在未来的科研和工程实践中取得成功。
中国科大院系代号
中国科大院系代号系名：少年班（000-8）教改试点班（000-6）创新试点班（000-3）数学系（001）物理系（002）化学物理系（003）近代物理系（004)力学和机械工程系（005）电子工程与信息科学系（006）地球与空间科学系（007）分子生物学与细胞生物学系（008）精密机械与精密仪器系（009）自动化系（010）计算机科学技术系（011）热科学和能源工程系（013）材料科学与工程系（014）信息管理与决策科学系（015）管理科学系（016）统计与金融系（017）外语系（018）化学系（019）高分子科学与工程系（020）神经生物学与生物物理学系（021）天文与应用物理系（022）电子科学与技术系（023）科技史与科技考古系（024）科技传播与科技政策系（025）安全科学与工程系（030）系统生物学系（031）医药生物技术系（032）光学与光学工程系（038）学院代号：物理学院（203）（002,004,022,038）管理学院（204）（015,016,017）化学与材料科学学院（206）（003,014,019,020）生命科学学院（207）（008,021,031,032）地球和空间科学学院（208）（007）工程科学学院（209）（005,009,013,030）信息科学技术学院（210）（006,010,023，218专业）人文与社会科学学院（211）（018,024,025）核科学技术学院（214）计算机学院（215）（011）软件学院（225）国家同步辐射实验室（231）合肥微尺度物质国家实验室（234）应用化学系(12系) 自动化系(10系) 化学系(19系) 化学物理系(3系) 化学与材料科学学院计算机科学技术系(11系) 天文与应用物理系(22系) 电子科学与技术系(23系) 院系风采科技史与科技考古系(24系) 电子工程与信息科学系(6系) 地球与空间科学系(7系) 外语系(18系) 科大附中信息管理与决策科学系(15系) 信息安全专业科大华为信息所生命科学学院(8系, 21系) 管理学院数学系(1系) 工商管理硕士近代力学系(5系) 近代物理系(4系) 管理科学系(16系) 材料科学与工程系(14系) 国家同步辐射实验室物理系(2系) 体教精密机械与精密仪器系(9系) 高分子科学与工程系(20系) 少年班/零零班(0系) 信息科学技术学院火灾科学国家重点实验室核科学技术学院结构分析开放实验室软件学院统计与金融系(17系) 科技传播与科技政策系(25系) 苏州研究院热科学和能源工程系(13系)。
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高长有 张兴宏 胡巧玲 陈红征 吴 刚
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施敏敏 剑
一种用于肿瘤细胞热化疗的温敏聚合物杂化磁纳米复合微载 计 体的研究 一种生物响应型仿生靶向抗癌药物载体的研究
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基于多功能复合胶束的蛋白类血管抑制剂与疏水性化疗药物 蒋宏亮 协同释放系统研究 含杯芳烃聚合物功能材料的制备与性能研究 过渡金属 Schiff 碱配合物纳米催化剂及其催化聚合 功能化聚膦腈纳米纤维复合膜的制备及其酶固定化 导电高分子复合材料粘弹渗流和导电渗流的相关性 层状组装聚合物超薄膜的压缩与图案化生物功能材料制备 采用可再生资源合成可降解聚碳酸酯 纳米复合仿骨结构高性能骨修复材料的研发 快响应、高稳定的微胶囊型电子墨水材料及其显示技术研究 快响应、高稳定的微胶囊型电子墨水材料及其显示技术研究 朱蔚璞 倪旭峰 黄小军 郑 强
徐建平
无金属催化的 " 点击化学 "合成立体规整的含羰基三唑超支化 秦安军 聚合物功能材料 糖基化纳米纤维及其与凝集素的分子识别作用研究 溶胀状态下壳聚糖的成纤过程与机理的研究 两亲性多嵌段共聚物的合成及其性能 类弹性蛋白质嵌段共聚物的合成及其流变行为研究 徐志康 胡巧玲 王 齐
宋义虎 强 懋 超
国家自然科学基金海外杰出青 聚合物共混与复合材料 郑 年-B 具有连续网络结构的高性能电纺纤维增强增韧树脂基复合材 国家自然科学基金面上项目 彭 料 基于高度支化聚合物的功能性超分子复合物的合成及其自组 国家自然科学基金面上项目 高 装研究
高分子科学与工程学系 2008 年科研项目列表
类 别 课题名称 紫外光敏有机/ZnO 杂化光电功能材料 窄带隙苝酰亚胺类电子聚合物的合成与能级结构调控 负责人 吴 刚 开始时间 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 结束时间 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2011-12-31 2010-12-31 2010-12-31
2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-01-01 2008-06-01 2008-09-01 2008-09-01
2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2010-12-31 2009-12-31 2009-12-31