第10章 工程材料化学
10.3 有机高分子材料高分子化合物概述高分子化合物——相对分子量特别大的一类化合物，简称高分子或聚合物
低分子化合物 高分子化合物原子数目,几个~几十个 几千~几万或几十万相对分子质量,＜1000 104 ~ 106
分子大小,较小 很大，长度 102~104nm
组成,聚氯乙烯
nCH2=CH → ···—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—···
Cl Cl Cl Cl
简写：—CH2—CH—n
Cl
·基本概念,链节——重复的结构单元聚合度——链节的数目
单体——合成高分子所用的低分子原料高分子的相对分子量:
Mr = n×m n——聚合度
m ——链节的分子量
例,聚氯乙烯 m = 62
当 n = 2500
则 Mr = 2500 ×62 = 155000
·分类及命名热固性和热塑性聚合物高分子化合物的结构
·高分子链的结构线型 许多链节相互连成一个很长的分子链，分子链柔顺，易卷曲，
弹性好，塑性好，具有溶熔性。
如：合成纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。
支链型
体型,线型与支链型之间以化学键联接而成，具有空间网状结构，
弹性、塑性差，不具有溶熔性。
如：酚醛树脂、环氧树脂、离子交换树脂等。
·高分子链的柔顺性主链中含有孤立双键时，分子链的柔顺性比不含双键时更好。
主链中含有一定数量的芳香杂环时，由于芳香杂环不能内旋转，分子链的柔顺性就很差。
含共轭双键的大分子链使长链不能内旋转，因而呈现极大的刚性。
高分子链有侧基时，其柔顺性下降。侧基大小及对称性都对柔顺性有影响。
温度越高，分子柔顺性越好。
高分子化合物的力学状态非晶态聚合物的温度-形变曲线玻璃态,高弹态,粘流态由玻璃态转变到高弹态的温度称为玻璃化温度,Tg.
由高弹态转变到粘流态的温度称为粘流化温度,Tf.
玻璃化温度Tg是高聚物的链节开始旋转的最低温度.它的高低与分子链的柔顺性和分子链间的相互作用力大小有关。通常分子主链中引入环状结构如苯基,或主链上的取代基体积较大等，都会因减弱分子链的柔顺性而使Tg升高；另一方面，分子链中引入强极性基团，分子链间形成氢键或交联,以及聚合物结晶度提高等，都会使分子链间的作用力增大，从而导致了Tg的升高。通过共聚,加入增塑剂或采用定向聚合等措施，可改变原来高聚物的Tg.
Tf的高低对于高聚物的加工成型有重要意义。一般说来，Tf越低对加工越有利，但Tf较低的高聚物的耐热性往往不理想。
塑料：在室温下大都处于玻璃态，Tg是其使用的上限温度;
橡胶：处于高弹态，Tg是其使用的下限温度，
大多数合成纤维是洁净聚合物，熔点Tm是其使用的上限温度。
通常将Tg高于室温的高聚物称为塑料，将Tg低于室温的高聚物称为橡胶.
(4)高分子化合物的性能(机械、电学、老化与防老化)
(5)几种重要的高分子材料
·工程塑料
PTFE ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) PC
体型高聚物的分子链被化学键牢固地交联着,很难变形。因此，当温度改变时,不会出现粘流态，交联程度大的甚至不出现橡胶态,而只呈玻璃态。
·合成橡胶
SBR,NBR,硅橡胶
·合成纤维
·合成胶粘剂(Synthetic adhesive)
环氧树脂胶粘剂,聚氨酯胶粘剂,丙烯酸胶粘剂,聚醋酸乙烯胶粘剂,合成橡胶胶粘剂
本章学习要求了解无机工程材料中的热点了解高聚物的一些基本概念,命名了解高聚物的一些基本结构和基本特性及其相互关系了解若干重要有机高聚物(如工程材料,合成橡胶,有机胶粘剂等)的特性。
作业P241,7,8,9,10
10.3 有机高分子材料高分子化合物概述高分子化合物——相对分子量特别大的一类化合物，简称高分子或聚合物
低分子化合物 高分子化合物原子数目,几个~几十个 几千~几万或几十万相对分子质量,＜1000 104 ~ 106
分子大小,较小 很大，长度 102~104nm
组成,聚氯乙烯
nCH2=CH → ···—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—···
Cl Cl Cl Cl
简写：—CH2—CH—n
Cl
·基本概念,链节——重复的结构单元聚合度——链节的数目
单体——合成高分子所用的低分子原料高分子的相对分子量:
Mr = n×m n——聚合度
m ——链节的分子量
例,聚氯乙烯 m = 62
当 n = 2500
则 Mr = 2500 ×62 = 155000
·分类及命名热固性和热塑性聚合物高分子化合物的结构
·高分子链的结构线型 许多链节相互连成一个很长的分子链，分子链柔顺，易卷曲，
弹性好，塑性好，具有溶熔性。
如：合成纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。
支链型
体型,线型与支链型之间以化学键联接而成，具有空间网状结构，
弹性、塑性差，不具有溶熔性。
如：酚醛树脂、环氧树脂、离子交换树脂等。
·高分子链的柔顺性主链中含有孤立双键时，分子链的柔顺性比不含双键时更好。
主链中含有一定数量的芳香杂环时，由于芳香杂环不能内旋转，分子链的柔顺性就很差。
含共轭双键的大分子链使长链不能内旋转，因而呈现极大的刚性。
高分子链有侧基时，其柔顺性下降。侧基大小及对称性都对柔顺性有影响。
温度越高，分子柔顺性越好。
高分子化合物的力学状态非晶态聚合物的温度-形变曲线玻璃态,高弹态,粘流态由玻璃态转变到高弹态的温度称为玻璃化温度,Tg.
由高弹态转变到粘流态的温度称为粘流化温度,Tf.
玻璃化温度Tg是高聚物的链节开始旋转的最低温度.它的高低与分子链的柔顺性和分子链间的相互作用力大小有关。通常分子主链中引入环状结构如苯基,或主链上的取代基体积较大等，都会因减弱分子链的柔顺性而使Tg升高；另一方面，分子链中引入强极性基团，分子链间形成氢键或交联,以及聚合物结晶度提高等，都会使分子链间的作用力增大，从而导致了Tg的升高。通过共聚,加入增塑剂或采用定向聚合等措施，可改变原来高聚物的Tg.
Tf的高低对于高聚物的加工成型有重要意义。一般说来，Tf越低对加工越有利，但Tf较低的高聚物的耐热性往往不理想。
塑料：在室温下大都处于玻璃态，Tg是其使用的上限温度;
橡胶：处于高弹态，Tg是其使用的下限温度，
大多数合成纤维是洁净聚合物，熔点Tm是其使用的上限温度。
通常将Tg高于室温的高聚物称为塑料，将Tg低于室温的高聚物称为橡胶.
(4)高分子化合物的性能(机械、电学、老化与防老化)
(5)几种重要的高分子材料
·工程塑料
PTFE ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) PC
体型高聚物的分子链被化学键牢固地交联着,很难变形。因此，当温度改变时,不会出现粘流态，交联程度大的甚至不出现橡胶态,而只呈玻璃态。
·合成橡胶
SBR,NBR,硅橡胶
·合成纤维
·合成胶粘剂(Synthetic adhesive)
环氧树脂胶粘剂,聚氨酯胶粘剂,丙烯酸胶粘剂,聚醋酸乙烯胶粘剂,合成橡胶胶粘剂
本章学习要求了解无机工程材料中的热点了解高聚物的一些基本概念,命名了解高聚物的一些基本结构和基本特性及其相互关系了解若干重要有机高聚物(如工程材料,合成橡胶,有机胶粘剂等)的特性。
作业P241,7,8,9,10
