高分子材料学经典教材
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高分子材料与工程专业阅读书目专业书目
科学出版社,2011年版
24
功能高分子材料 刘廷栋，刘克，张林 编 哈鸿飞，吴季兰 编著
化学工业出版社,2007年版
25 26
回收高分子材料的工艺与配方 高分子辐射化学——原理与应用
化学工业出版社,2003年版 北京大学出版社,2002年版
郑学晶，霍书浩 主编 27 天然高分子材料 丁永涛，王鸷，殷敬华 著 28 高分子复合材料研究新进展 陈占勋 编著 29 废旧高分子材料资源及综合利用 丘坤元 主编 30 英汉·汉英高分子词汇(三版) 甘文君，张书华，王继虎 主编 31 高分子化学实验原理和技术 丁会利 等著 32 高分子材料及应用(丁会利) 薛叙明，张立新 主编 33 高分子化工概论(薛叙明) 杨万泰 主编 34 聚合物材料表征与测试 王汝敏，郑水蓉，郑亚萍 编著 35 聚合物基复合材料(第二版） 科学出版社,2011年版 中国轻工业出版社,2008年版 化学工业出版社,2011年版 化学工业出版社,2013年版 上海交通大学出版社,2012年版 化学工业出版社,2013年版 化学工业出版社,1997年版 黄河水利出版社,2005年版 化学工业出版社,2010年版
高分子科学学科前沿与展望 黄军左，葛建芳 编
科学出版社,2011年版
20
高分子化学改性 李青山 等编
中国石化出版社,2009年版
21
高分子材料鉴别技术 周其凤，王新久 著
化学工业出版社,2012年版
22
液晶高分子(化学卷) 李晓刚 等著
科学出版社,1994年版
23
高分子材料自然环境老化规律与机理 焦剑，姚军燕 主编
40
化工过程计算机应用基础 方利国 编著
化学工业出设计 顾宜，李瑞海 主编
《高分子材料》PPT课堂-课件【人教版】
q塑 处高料 状弹所 态态：形变很容橡 处易胶 状，所 态具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态
q
粘流态：形变能任意发生，具有流动性。
温度升高
温度降低
一、塑料
1． 定义：是指具有可塑性能的高分子材料。
2. 分类
热塑性塑料
据受热可分为 热固性塑料
通用塑料 据应用可分为
工程塑料
3. 组成
树 脂 （ 主 要 成 份 ）
缺点：弹性和耐寒性比天然橡胶差。
用途：广泛用作海底电线绝缘材料，化工防腐 材料，耐油制品等。
《高分子材料》PPT课堂-课件【人教 版】优 秀课件 （实用 教材）
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4. 丁腈橡胶
合成：
n C H 2 = C H -C H = C H 2+ n H 2 C C引 H 3 发 5 ℃ 剂
1.顺丁橡胶
合成：
n C H 2 = C H -C H = C H 2
CO 2 N O A i,2 lH (5 )3 C B F 3· (C 2 H 5 )2 O
H 2 C
C2H
CC
H
H
顺 丁 橡 胶 n
优点：弹性好，耐磨性能、耐低温性能 也较好。具有良好的物理机械性能。
缺点：抗斯裂强度、加工性能较差。
5. 硅橡胶 结构：
R
R
O Si O Si
R
Rn
优点：既耐低温，又耐高温。在-65 ~ 250℃保持 弹性。耐油防水，不易老化，绝缘性能也很好。
缺点：机械性能较差，耐酸碱不及其它橡胶。
用途：可作高温高压设备的衬垫，油管衬里，火 箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料。
高分子材料ppt人教版教材
高分子分离膜
高分子分离膜的特点：能够有选择地让某
些物质通过，而把另外一些物质分离掉。
高分子材料ppt人教版教材（优秀课件 ）
一．功能高分子材料
1．定义：既有传统高分子材料的机械 性能，又有某些特殊功能的高分子材料。
在高分子链上接上带有具有某种功 能的官能团使其在物理、化学、生物、 医学等方面具有特殊功能的高分子材料
问题1：
地球表面有大约四分之三被水覆盖着， 然而我们仍然强调水资源贫乏，要节约 用水，这是什么原因呢？
［提问］ 如果我们能把海水变为淡水，那就解决了水资源贫乏 的问题，如何实现这一设想呢 ?
如果我们通过一种特殊材料滤去海水中过多的电解 质离子、微生物杂质等，海水就淡化了，这种特殊 材料就是我们今天要学习的“新型有机高分子材 料”。
高分子材料ppt人教版教材（优秀课件 ）
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分离膜具有神奇的魔术师般的本领，从下 面的实验中不难领会。将一瓶含酒精4.5％的 普通啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容 器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分离 膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达 93 ％的乙醇。这种乙醇用一根火柴就能点燃。 这个实验中在分离膜的表面施加了高频电场， 促使乙醇溶解、扩散、和水分离，所耗电能 仅为蒸馏法的十分之一。在过去要从液体中 分离另一种液体，只能使用蒸馏法。
共聚得到亲水性高聚物——如聚丙烯酸钠； （同时加入交联剂）
高分子材料ppt人教版教材（优秀课件 ）
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练习 写出下列聚合反应方程式：
1）丙烯酸与氢氧化钠制备聚丙烯酸钠
O CH2=CH - COH +NaOH
O n CH2=CH - CONa 催化剂Βιβλιοθήκη O CH2=CH - CONa
高分子材料学(新版定稿)
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二、按聚合机理或动力学分类 ⒈ 链锁聚合反应 大部分烯类单体的加聚反应属于链锁聚合反应。 特征： （1）整个反应过程可分为相继的几步基元反应，如链引发、链增长、链 终止等，各步反应速率常数和活化能差别很大。 （2）单体转化率随聚合时间延长而不断增加。 （3）聚合物分子量与反应时间基本无关，体系中始终由单体和高聚物组 成。 ⒉ 逐步聚合反应 绝大多数缩聚反应和合成聚氨酯的反应属于逐步聚合反应，其特征： （1）在低分子转变成高分子的过程中，反应是逐步进行的，即每一步的 反应速率常数和活化能大致相同。 （2）短期内，单体转化率很高，其后转化率增加缓慢。 （3）分子量随反应时间的延长而增加。
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⒉ 几何异构 当主链上存在双键时，若组成双键的两个碳原子被两个不同的原子或基团 取代，即可形成顺反异构。构型主要由催化体系所决定，如一般自由基聚合 只能得到无规聚合物，而用Ziegler—Natta催化剂进行定向聚合，可得有规 立构（等规立构）高聚物。又如全顺式或全反式1，4结构的双烯类高聚物也 可用定向聚合的方法来制备。构型对聚合物的性能有很重要的影响。如全同 聚苯乙烯熔点240℃，密度1.27，无规聚苯乙烯无熔点，密度1.052，顺1，4 聚丁二烯熔点2～ 4℃，密度1.01，作弹性体，反1，4聚丁二烯熔点148℃， 密度0.93 ～ 1.02，作塑料。 （四）、支化和交联 支化对高聚物的性能有重要影响，如下表所示。 性能 LDPE HDPE 密度g/cm3 0.91～0.94 0.95 ～ 0.97 结晶度，% 熔点，℃ 60 ～ 70 95
比值越大，分子量分布愈宽。
（2）分子量分布曲线 以分子量—聚合物质量分率作图表征。
11
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第五节
⒈ 线形大分子
第五章第2节高分子材料第2课时 课件 2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3
B.CH2==CH—COOH
C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH
随堂巩固
3.X是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为
，
已被广泛应用于声、热、光的传感等方面，它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种 单体通过适宜的反应形成的。由X的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有
很难溶解，但往往有一定程 度的胀大
性能
具有热塑性，无固定熔点
具有热固性，受热不熔化
强度大、绝缘性好、有可塑 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好
性
常见 物质
聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶
酚醛树脂、硫化橡胶
小结
随堂巩固
1.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。
根据有关化合物的性质及生物学知识可知，下列高分子不宜用作手术缝合线或人造
②合成新的带有强亲水基团的高分子。
如CH2==CH—COONa —一交—定联—条—剂件→
聚丙烯酸钠(网状结构)
学习任务三：高吸水性树脂
3.性能： 不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的 时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍 的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。
《时代周刊》评出20世纪最伟 大的100项发明，其中“尿不 湿”榜上有名
器官材料的是 A.聚乳酸
B.聚氨酯
C
C.氯纶
D.聚乙烯醇
随堂巩固
2.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具
有相当的强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料
骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨
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
高分子材料++课件2023-2024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修三
（2）酚醛树脂
酚醛树脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（甲醛）在酸或碱的催化 下相互缩合而成的高分子。
酸 苯酚、甲醛 缩聚反应
碱
线性结构酚醛树脂 网状结构酚醛树脂
苯酚与甲醛在酸催化下
等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的H原子与甲醛的羰基 加成生成邻羟甲基苯酚，然后邻羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子。
聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。 美国化学家卡罗瑟斯(W.H. Carothers，1896—1937）在研究脂肪族二元羧酸 与脂肪族二元醇的缩聚反应时，得到的聚酯性能不理想，转而研究己二胺与 已二酸的缩聚反应，成功合成了聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66， 两个数字6分别代表二胺和二酸所含碳原子的个数)。
②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合,得到含亲 水基团的高聚物。 如:在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生 聚合,得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
2.高分子分离膜
结构特点：
分离膜一般只允许水及一些小分子物质 通过，其余物质则被截留在膜的另一侧， 形成浓缩液，达到对原液净化、分离和 浓缩的目的。
国防军工特殊织物,以及工业用纤维制品等 线
3.合成橡胶 天然橡胶
橡胶
合成橡胶 如顺丁橡胶 ①单体：CH2=CH-CH=CH2 1,3-丁二烯 ②顺丁橡胶合成方程式为
结构特点：顺丁橡胶中存在碳碳双键，分子呈 线型结构，分子链较柔软，性能较差。易加成 也易被氧化，所以盛放酸性高锰酸钾、溴水、 浓硝酸、浓硫酸等的试剂瓶，塞子不能用橡胶 塞
第五章 合成高分子材料 第二节 高分子材料
1.了解合成高分子材料 （塑料、纤维、橡胶）的性质和用途 1.了解合成高分子化合物 在经济发展提高生活质量方面的成就
高分子材料课件 2023-2024学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3
制备与应用
我了解了高分子材料的制备方法，如聚合反应，并熟悉了其在生活 、工业中的广泛应用。
学习高分子材料的感悟与收获
学科交叉性
我感受到了高分子材料的魅力，它不仅是化学的分支，还与物理、 工程等多学科交叉，这种交叉性为我提供了更广阔的视野。
实践重要性
通过实验操作，我深刻体会到理论与实践的结合对于高分子材料学 习的重要性。
4. 分析总结调研结果，提出可行性建议和改进措施，为环 保事业作出贡献。
06
结语
高分子材料的知识总结与回顾
高分子材料定义与分类
通过本次学习，我深入理解了高分子材料是由大量重复单元连接 而成的聚合物，主要包括塑料、橡胶、纤维等。
结构与性能关系
我明白了高分子材料的结构对其性能具有决定性的影响，如分子链 的长度、分支、交联等都会影响其力学性能。
注重环保性能，推动绿色高分子材料的发展。
03
拓展应用领域
我期待高分子材料能够在更多领域得到应用，如生物医学、航空航天等
，以推动这些领域的进步。同时，我也希望在未来能够进一步探索高分
子材料的潜在应用，拓展其应用领域。
THANKS
感谢观看
高分子结构
高分子是由大量重复单元通过共价键连接而成的大分子化合物，具有高分子量、 分子链长度和分子量的分布等特点。
高分子特性
高分子材料通常具有弹性、塑性、黏性和流动性等独特的物理性质，同时还具有 耐化学腐蚀、耐磨、绝缘等化学性质。
高分子材料的分类
塑料
塑料是一类以合成树脂为主要成 分的高分子材料，具有可塑性、 可加工性和耐腐蚀性等特点，广 泛应用于包装、建筑、电子电器
VS
与其他学科的联系
高分子材料科学与工程是一个跨学科的领 域，与化学、物理、工程、医学等多个学 科都有密切的联系。例如，在医学领域， 高分子材料可用于制造医疗器械、药物载 体、生物相容性材料等。此外，高分子材 料的研究和应用还涉及到环境保护、能源 、航空航天等前沿领域。
我了解了高分子材料的制备方法，如聚合反应，并熟悉了其在生活 、工业中的广泛应用。
学习高分子材料的感悟与收获
学科交叉性
我感受到了高分子材料的魅力，它不仅是化学的分支，还与物理、 工程等多学科交叉，这种交叉性为我提供了更广阔的视野。
实践重要性
通过实验操作，我深刻体会到理论与实践的结合对于高分子材料学 习的重要性。
4. 分析总结调研结果，提出可行性建议和改进措施，为环 保事业作出贡献。
06
结语
高分子材料的知识总结与回顾
高分子材料定义与分类
通过本次学习，我深入理解了高分子材料是由大量重复单元连接 而成的聚合物，主要包括塑料、橡胶、纤维等。
结构与性能关系
我明白了高分子材料的结构对其性能具有决定性的影响，如分子链 的长度、分支、交联等都会影响其力学性能。
注重环保性能，推动绿色高分子材料的发展。
03
拓展应用领域
我期待高分子材料能够在更多领域得到应用，如生物医学、航空航天等
，以推动这些领域的进步。同时，我也希望在未来能够进一步探索高分
子材料的潜在应用，拓展其应用领域。
THANKS
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高分子结构
高分子是由大量重复单元通过共价键连接而成的大分子化合物，具有高分子量、 分子链长度和分子量的分布等特点。
高分子特性
高分子材料通常具有弹性、塑性、黏性和流动性等独特的物理性质，同时还具有 耐化学腐蚀、耐磨、绝缘等化学性质。
高分子材料的分类
塑料
塑料是一类以合成树脂为主要成 分的高分子材料，具有可塑性、 可加工性和耐腐蚀性等特点，广 泛应用于包装、建筑、电子电器
VS
与其他学科的联系
高分子材料科学与工程是一个跨学科的领 域，与化学、物理、工程、医学等多个学 科都有密切的联系。例如，在医学领域， 高分子材料可用于制造医疗器械、药物载 体、生物相容性材料等。此外，高分子材 料的研究和应用还涉及到环境保护、能源 、航空航天等前沿领域。
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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HI法。
▲常见三大合成材料的相对分子质量范围
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
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（high polymer）是高分子化合物（macromolecular compound）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（macromolecule）所组成的化合物。
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
INTRODUCTION
• Advancement in technology is directly associated with the development of new materials
Man-made (Synthetic) Macromolecules
1839 Elastic property improvement of natural rubber by vulcanization
1870 Commercialization of celluloid (75% cellulose nitrate + 25% camphor)
1974 P. J. Flory Theoretical and experimental contributions to fundamental principles of polymer science
1991 G. de Gennes Successful mathematical treatment of phase transition phenomena of polymers, liquid crystals, and superconducting materials
Nobel Prizes for Polymer Science
1953 H. Staudinger Introduction of the concept of polymers (but not colloids)
1963 K. Ziegler and G. Natta Discovery of coordination polymerization catalysts and preparation of stereoregular polymers
●高聚物的基本特点
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（VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（PVC）。
n CH2＝CH
→
简写
～CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH～
［CH2－CH］n
• From the very beginning of civilization, humans made technological use of natural macromolecules: leather, fur, wool, wood, cotton, flax, paper, natural ru－ －CH2－CH(Cl)－ －CH2－C(CH3)－
COOCH3 -CO－ －OCO(CH2)2O-
－NH－(CH2)5－CO－
聚乙烯
聚亚乙基
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
聚亚丙基
聚(1-氯亚乙基)
聚[(1-甲氧基酰 基)-1-甲基亚乙 基]
绪论
四、聚合反应的工业实施方法 ●适用于连锁聚合反应的工业实施方法
本体聚合（bulk polymerization）
连锁聚合反应工业实施方法
溶液聚合（solution polymerization） 悬浮聚合（suspension polymerization）
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型 ）
热固性塑料
•塑料
(酚醛、脲醛)
热塑性塑料
高分子[聚合物] 研究对象
•橡胶 •纤维
(PE,PP,PVC,PS,PMMA,尼
龙)
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈,丁基 橡胶) 腈纶(PAN),丙纶(PP), 聚酯纤维(PET),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
酚醛塑料制作的门把手
聚合产生的奇迹
1909年贝克兰合成 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…
无机高聚物（carbon chain polymer）
按高聚物用作分类
塑料（plastics） 橡胶（rubber） 纤维（fiber） 涂料 黏合剂
线型高聚物 按高分子链几何形状分类 支链型高聚物
体型高聚物
按高分子链排列情况分类
结晶高聚物 非晶高聚物
绪论
三、高聚物的形成反应 ●高聚物的形成反应（formation reaction of polymer）
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）
扩充：聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂等（成型加工原料）
绪论
是指由低分子单体形成高聚物的化学反应。广义还应包括利用高聚物的化学变化转化 为另一种高聚物的反应。
●高聚物形成反应的类型
加聚反应（polyaddition reaction） 按元素组成和结构变化分类 缩聚反应（polycondensation reaction）
高聚物化学转变
按反应机理分类 连锁聚合反应（chain polymerization） 逐步聚合反应（step-reaction polymerization）
HISTORY
Natural Macromolecules
• A living organism is a complex machine, most functions of which are performed by macromolecules.
• DNA, RNA, ribosomers, proteins, cellulose, starches, and a host of other biologically important substances are all macromolecules.
• History is often dated by the materials of most importance to the society, i.e., the Stone, Bronze, and Iron Ages
• The most important materials in the modern society are plastics, ceramics, and steel
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）。
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（monomer）
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。
聚(氧亚乙基对 苯二酰)
高密度聚乙烯 低密度聚乙烯 （丝用）丙纶 （丝用）氯纶 有机玻璃
HDPE LDPE PP PVC PMMA
涤纶
PETP
锦纶-6或尼龙-6 PA-6
绪论
●高聚物的分类
碳链高聚物（carbon chain polymer）
按高分子主链结构分类
杂链高聚物（carbon chain polymer） 元素有机高聚物（carbon chain polymer）
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 ；
●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 Xn M0
绪论
▲单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系
多分散性的描述：分布曲线法、分散系数HI法。
▲常见三大合成材料的相对分子质量范围
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
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（high polymer）是高分子化合物（macromolecular compound）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（macromolecule）所组成的化合物。
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
INTRODUCTION
• Advancement in technology is directly associated with the development of new materials
Man-made (Synthetic) Macromolecules
1839 Elastic property improvement of natural rubber by vulcanization
1870 Commercialization of celluloid (75% cellulose nitrate + 25% camphor)
1974 P. J. Flory Theoretical and experimental contributions to fundamental principles of polymer science
1991 G. de Gennes Successful mathematical treatment of phase transition phenomena of polymers, liquid crystals, and superconducting materials
Nobel Prizes for Polymer Science
1953 H. Staudinger Introduction of the concept of polymers (but not colloids)
1963 K. Ziegler and G. Natta Discovery of coordination polymerization catalysts and preparation of stereoregular polymers
●高聚物的基本特点
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（VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（PVC）。
n CH2＝CH
→
简写
～CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH～
［CH2－CH］n
• From the very beginning of civilization, humans made technological use of natural macromolecules: leather, fur, wool, wood, cotton, flax, paper, natural ru－ －CH2－CH(Cl)－ －CH2－C(CH3)－
COOCH3 -CO－ －OCO(CH2)2O-
－NH－(CH2)5－CO－
聚乙烯
聚亚乙基
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
聚亚丙基
聚(1-氯亚乙基)
聚[(1-甲氧基酰 基)-1-甲基亚乙 基]
绪论
四、聚合反应的工业实施方法 ●适用于连锁聚合反应的工业实施方法
本体聚合（bulk polymerization）
连锁聚合反应工业实施方法
溶液聚合（solution polymerization） 悬浮聚合（suspension polymerization）
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型 ）
热固性塑料
•塑料
(酚醛、脲醛)
热塑性塑料
高分子[聚合物] 研究对象
•橡胶 •纤维
(PE,PP,PVC,PS,PMMA,尼
龙)
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈,丁基 橡胶) 腈纶(PAN),丙纶(PP), 聚酯纤维(PET),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
酚醛塑料制作的门把手
聚合产生的奇迹
1909年贝克兰合成 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…
无机高聚物（carbon chain polymer）
按高聚物用作分类
塑料（plastics） 橡胶（rubber） 纤维（fiber） 涂料 黏合剂
线型高聚物 按高分子链几何形状分类 支链型高聚物
体型高聚物
按高分子链排列情况分类
结晶高聚物 非晶高聚物
绪论
三、高聚物的形成反应 ●高聚物的形成反应（formation reaction of polymer）
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）
扩充：聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂等（成型加工原料）
绪论
是指由低分子单体形成高聚物的化学反应。广义还应包括利用高聚物的化学变化转化 为另一种高聚物的反应。
●高聚物形成反应的类型
加聚反应（polyaddition reaction） 按元素组成和结构变化分类 缩聚反应（polycondensation reaction）
高聚物化学转变
按反应机理分类 连锁聚合反应（chain polymerization） 逐步聚合反应（step-reaction polymerization）
HISTORY
Natural Macromolecules
• A living organism is a complex machine, most functions of which are performed by macromolecules.
• DNA, RNA, ribosomers, proteins, cellulose, starches, and a host of other biologically important substances are all macromolecules.
• History is often dated by the materials of most importance to the society, i.e., the Stone, Bronze, and Iron Ages
• The most important materials in the modern society are plastics, ceramics, and steel
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）。
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（monomer）
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。
聚(氧亚乙基对 苯二酰)
高密度聚乙烯 低密度聚乙烯 （丝用）丙纶 （丝用）氯纶 有机玻璃
HDPE LDPE PP PVC PMMA
涤纶
PETP
锦纶-6或尼龙-6 PA-6
绪论
●高聚物的分类
碳链高聚物（carbon chain polymer）
按高分子主链结构分类
杂链高聚物（carbon chain polymer） 元素有机高聚物（carbon chain polymer）
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 ；
●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 Xn M0
绪论
▲单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系