文档介绍：第一章绪论
前言
第一节高分子材料科学与工程
一材料的定义与类别
1 定义:具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。
2 分类
按作用:结构材料、功能材料
按化学组成:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料
按状态:气态、液态、固态、液晶态
按使用领域:建筑材料、医用材料、电子材料、耐火材料……
二材料发展史
天然材料→烧结冶炼材料→合成材料→可设计材料→智能材料
三材料科学与工程
材料科学与工程的四要素:性质、结构与成分、合成与加工、使用性能,它们之间存在着密切关系。
第二节高分子科学
一定义及体系
研究高分子化合物合成、改性,高分子及其聚集态的结构、性能,聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。
二优点
1 原料丰富,经济效益高,不受天然气侯限制
2 品种多,功能全,能适应各种需要
三发展史
萌芽期初创期繁荣期发展期
十九世纪中叶→ 1909 → 1932 → 1970 → 21世纪
四我国高分子科学发展现状
五高分子化学课程要求
【作业】阅读课后高分子化学发展简史
基本概念
一高分子
1 名称:pound;macromolecule;polymer;high polymer
2 概念的形成
3 定义
(1) 相对分子质量很大
(2) 共价键连接
(3) 相同的化学结构重复多次而成
4 基本特点
(1) 相对分子质量很大
(2) 化学组成比较简单,分子结构有规律性
(3) 分子形态多样:长链线型,三维网状,星型,梯形,环形….
(4) 相对分子质量具有多分散性
(5) 物理性质不同于低分子:高软化点,高强度,高弹性,熔体高黏度
二高分子化学
高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学
三单体
能够通过聚合形成聚合物中结构单元的小分子化合物
四有关组成结构的概念
1重复单元(repeating unit):高分子链中可重复的最小单位(高物:链节)
2结构单元(structural unit):由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分
3单体单元(monomer unit):与单体组成相同,只是电子结构不同的重复单元
4聚合度(degree of polymerization): 重复单元n
定义1:重复单元数
定义2:结构单元数
五大分子结构式: [重复单元化学式]n
六聚合反应方程式:n单体条件[重复单元化学式]n +(x小分子)
书写规范:注意遵守有机化学反应规则、端基、侧基
聚合反应与聚合物的化学反应
一聚合反应
1 按单体和聚合物反应前后组成与结构的变化分类(列表对比)
加聚反应
缩聚反应
addition polymerization
condensation polymerization
定义
单体通过相互加成形成聚合物(加聚物)的反应
由多官能团单体通过缩合而消去小分子形成聚合物的反应
2 按聚合机理与动力学分类(列表对比)
连锁聚合(链式聚合)
逐步聚合
英文
chain polymerization
step polymerization
机理
活性中心
多种(R.,R+,R-)
与单体作用(单体之间不反应)
无
通过单体官能团间反应
基元反应
引发,增长,终止,转移
无
动力学
单体转化率-时间
相对分子质量-时间
任一瞬间组成
单体,高分子,微量引发剂(中间产物不稳定)
相对分子质量递增的一系列中间产物)
3 其它类型聚合反应
二聚合物的化学反应
聚合物的分类
聚合物的命名
相对分子质量及其分布
聚合物的分类
一按来源:天然高分子、合成高分子
二按用途:塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、功能高分子
三按主链结构:碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子
四按反应:加聚物与缩聚物;均聚物与共聚物
五按分子链形状:线型、支化型、星型、梳型、梯型、交联型
聚合物的命名
一按来源或结构命名
均聚物:“聚”+ 单体名称
(加聚)共聚物:“聚”+单体1名称+ 单体2名称。。。
缩聚物:“聚”+ 重复单元名称
二按结构特征:聚醚、聚酯、聚酰胺。。。
三商品名称:
1 合成纤维:“。。。+纶”涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、维尼纶、氯纶
2合成橡胶:“。。。+橡胶”丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶
3合成树脂:“。。。+树脂”酚醛树脂、醇酸树脂
四英文缩写名:(表1-1,1-2)
五系统命名法
相对分子质量及其分布
一聚合物的多分散性
二数均分