文档介绍：功能高分子材料Functional polymers
同济大学材料科学与工程学院
王国建教授
第一章绪论
高分子材料科学的历史回顾
高分子的概念始于20世纪20年代,但应用更早。
1839年,美国人Goodyear发明硫化橡胶。
1855年,英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。
1889年,法国人De (夏尔多内)发明人造丝。
1907年,酚醛树脂诞生。
第一章绪论
1920年,德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文,提出了高分子的概念,并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。
1935年,Carothes发明尼龙66,1938年工业化。
30年代,一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化,PVC(1927~1937),PVAc(1936),PMMA(1927~1931),PS(1934~1937),LDPE(1939)。自由基聚合发展。
第一章绪论
高分子溶液理论在30年代建立,并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。
40年代,二次大战促进了高分子材料的发展,一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶(1937),丁腈橡胶(1937),丁基橡胶(1940),有机氟材料(1943),ABS(1947),涤纶树脂(1940~1950)。
50年代,Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂,制得高密度PE和有规PP,低级烯烃得到利用。
第一章绪论
1956年,美国人Szwarc发明活性阴离子聚合,开创了高分子结构设计的先河。
50年后期至60年代,大量高分子工程材料问世。聚甲醛(1956),聚碳酸酯(1957),聚砜(1965),聚苯醚(1964),聚酰亚胺(1962)。
60年代以后,特种高分子和功能高分子得到发展。
特种高分子:高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。
第一章绪论
功能高分子:分离材料(离子交换树脂、分离膜
等)、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。
80年代以后,新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。
新的聚合方法:阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等;
新结构的聚合物:新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。
第一章绪论
基本概念
功能高分子与高性能高分子
性能:材料对外部作用的抵抗特性。例如,对
外力的抵抗表现为材料的强度、模量等;对热的抵
抗表现为耐热性;对光、电、化学药品的抵抗,则
表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。
第一章绪论
功能:指从外部向材料输入信号时,材料内部发生
质和量的变化而产生输出的特性。例如,材料在受
到外部光的输入时,材料可以输出电性能,称为材
料的光电功能;材料在受到多种介质作用时,能有
选择地分离出其中某些介质,称为材料的选择分离
性。此外,如压电性、药物缓释放性等,都属于功
能的范畴。
第一章绪论
因此:
功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或
物理的方法做出相应的高分子材料。
高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的
高分子材料。
它们都属于特种高分子材料的范畴。
第一章绪论
特种高分子是相对于通用高分子而言的。
通用高分子材料:应用面广量大,价格较低。
根据其性质和用途可分为五个大类:化学纤维、塑
料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
特种高分子材料:带有特殊物理、力学、化学
性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超
出了原有通用高分子材料的范畴。