高分子材料绪论PPT课件下载推荐.ppt
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金属材材料料、无机非金属材料、材料、有机高分子材料有机高分子材料和和复合材料材料材料的分类材料的分类什么是高分子材料v高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料(macromolecularmaterialmacromolecularmaterialmacromolecularmaterialmacromolecularmaterial)是以高分子是以高分子是以高分子是以高分子化合物为化合物为化合物为化合物为基础的基础的基础的基础的一大类材料的总称。
一大类材料的总称。
是是是是由相对分子由相对分子由相对分子由相对分子质量较高的化合物构成的材料质量较高的化合物构成的材料质量较高的化合物构成的材料质量较高的化合物构成的材料。
v高分子化合物(高分子化合物(高分子化合物(高分子化合物(macromolecularcompoundmacromolecularcompoundmacromolecularcompoundmacromolecularcompound)常简)常简)常简)常简称高分子或大分子(称高分子或大分子(称高分子或大分子(称高分子或大分子(macromolecule)macromolecule)macromolecule)macromolecule)v聚合物(聚合物(聚合物(聚合物(polymerpolymerpolymerpolymer)、高聚物()、高聚物()、高聚物()、高聚物(highpolymerhighpolymerhighpolymerhighpolymer)v通常情况下,人们并不严格区分这些概念的微细差通常情况下,人们并不严格区分这些概念的微细差通常情况下,人们并不严格区分这些概念的微细差通常情况下,人们并不严格区分这些概念的微细差别,而认为是同一类材料的不同称谓。
别,而认为是同一类材料的不同称谓。
GeneralPlasticsEngineeringplasticsSyntheticrubber,elastomerSyntheticfibersKevlarVestFunctionalpolymersDevelopmentofPolymerScience高分子科学的形成与发展高分子科学的形成与发展化学改性到人工合成化学改性到人工合成化学改性到人工合成化学改性到人工合成高分子的概念始于高分子的概念始于20世纪世纪20年代,但应用更早年代,但应用更早n1812年用酸水解树皮等,得到淀粉。
n“橡胶”最早认识是印第安人,“卡乌巧乌”n1839年古德意发现天然橡胶与松节油、硫磺共热可改变性能,化学上叫高分子化学改性,工业上叫硫化处理。
n1864年,舍恩拜因用棉纤维经硝酸、硫酸混合液处理,发明了火药棉。
n1865年帕克尔对胶棉处理,得到第一种人造塑料-赛璐珞。
n1892年克罗斯以木纤维生产粘胶纤维。
19101910年,美籍比利时化学家贝克兰德将苯酚与甲醛进行反应,年,美籍比利时化学家贝克兰德将苯酚与甲醛进行反应,得到酚醛树脂,加热模压,制得第一种合成塑料得到酚醛树脂,加热模压,制得第一种合成塑料将酚醛树脂添加木屑加热、加压模塑成各种制品,以他的姓氏将酚醛树脂添加木屑加热、加压模塑成各种制品,以他的姓氏命名,俗称称为电木命名,俗称称为电木贝克兰德贝克兰德(1863-1944)(1863-1944)美国化学家美国化学家19091909发明酚醛塑料发明酚醛塑料19261926年年33月,美国月,美国塑料塑料杂志杂志将塑料定义为将塑料定义为“一种物质的性质,使它可以一种物质的性质,使它可以形成任何想要的形状,而不像非形成任何想要的形状,而不像非塑性物质那样需要切凿塑性物质那样需要切凿”第一种合成塑料第一种合成塑料一战后,无线电、收音机等电气工一战后,无线电、收音机等电气工业迅猛发展,增加了对电木的需求,业迅猛发展,增加了对电木的需求,一直使用到今天一直使用到今天H.Staudinger于二十世纪二十年代后期于二十世纪二十年代后期建立了高分子学科建立了高分子学科在在Staudinger的理论出现之前,科学界对塑料、的理论出现之前,科学界对塑料、橡胶和其他分子量很高的材料的本质认识一直是橡胶和其他分子量很高的材料的本质认识一直是不清楚的。
对不清楚的。
对19世纪的大多数研究学者来说,世纪的大多数研究学者来说,分分子量超过子量超过10,000g/mol的物质似乎是难以置信的,的物质似乎是难以置信的,他们把这类物质同由小分子稳定悬浮液构成的胶他们把这类物质同由小分子稳定悬浮液构成的胶体系统混为一谈。
体系统混为一谈。
它们的分子量究竟是多少,它为什么难于透过半透膜而有点象胶体,它为什么没有固定的熔点和沸点,不易形成结晶?
StaudingerStaudinger否定了这些物质是有机胶体的观点。
否定了这些物质是有机胶体的观点。
他他假定那些高分子量的物质,即聚合物,是由共价键形假定那些高分子量的物质,即聚合物,是由共价键形成的真实大分子,并在其大分子理论中阐明了聚合物成的真实大分子,并在其大分子理论中阐明了聚合物由长链构成,链中单体(或结构单元)通过共价键彼由长链构成,链中单体(或结构单元)通过共价键彼此连接。
此连接。
较高的分子量和大分子长链特征决定了聚合较高的分子量和大分子长链特征决定了聚合物独特的性能。
尽管一开始他的假设并不为大多数科物独特的性能。
尽管一开始他的假设并不为大多数科学家所认可,但最终这种解释得到了合理的实验证实,学家所认可,但最终这种解释得到了合理的实验证实,为工业化学家们的工作提供了有力的指导,从而使得为工业化学家们的工作提供了有力的指导,从而使得聚合物的种类迅猛地增长。
聚合物的种类迅猛地增长。
这据说是当这据说是当H.H.StaudingerStaudinger第一次论证高分子概念第一次论证高分子概念时得到的忠告时得到的忠告“亲爱的同事亲爱的同事,放弃你那个大分子的概念放弃你那个大分子的概念吧吧!
.!
.因为世界上决不存在大分子那样的因为世界上决不存在大分子那样的东西。
东西。
”1953年,年,Staudinger被授予诺贝尔奖。
现在人们都已被授予诺贝尔奖。
现在人们都已非常清楚:
塑料以及橡胶、纤维素、非常清楚:
塑料以及橡胶、纤维素、DNA等很多物等很多物质都是大分子。
质都是大分子。
19181918,奥地利化学家约翰制得脲醛树脂,用它制成的塑料无色,奥地利化学家约翰制得脲醛树脂,用它制成的塑料无色而有耐光性,并有很高的硬度和强度,更不易燃,能透过光线,而有耐光性,并有很高的硬度和强度,更不易燃,能透过光线,又称电玉。
又称电玉。
2020世纪世纪2020年代,电玉在欧洲曾被用作玻璃代用品年代,电玉在欧洲曾被用作玻璃代用品2020世纪世纪3030年代,出现以尿素为原料的三聚氰胺甲醛树脂,可制年代,出现以尿素为原料的三聚氰胺甲醛树脂,可制造耐电弧的材料,且耐火、耐水、耐油造耐电弧的材料,且耐火、耐水、耐油3030年代,合成一系列烯烃类加聚物,并实现工业化年代,合成一系列烯烃类加聚物,并实现工业化PVC(19271937)PVAc(1936)PMMA(19271931)PS(19341937)LDPE(1939)PA66(1935-1938)PET(1940-1945)1930-19501930-1950年:
合成高分子工业初创期,高分子理论走向成熟年:
合成高分子工业初创期,高分子理论走向成熟19351935年年W.H.W.H.CarothersCarothers合成出尼龙合成出尼龙-66-66,3838年实现工业化。
年实现工业化。
19401940年年涤纶合成成功,于涤纶合成成功,于4545年实现工业化;
年实现工业化;
1927-19501927-1950年期间,年期间,PVCPVC,PSPS,PMMAPMMA,TeflonTeflon,LDPELDPE等自由基聚合产品相继实等自由基聚合产品相继实现工业化;
现工业化;
19351935年年H.MarkH.Mark提出加聚动力学方程;
提出加聚动力学方程;
19391939年年P.J.P.J.FloryFlory提出缩聚中官能团等活性、分子量与反应程度关系等理提出缩聚中官能团等活性、分子量与反应程度关系等理论;
论;
1940-19481940-1948年年建立了一系列测定聚合物分子量的方法(最著名的为建立了一系列测定聚合物分子量的方法(最著名的为Mark-Mark-HouwinkHouwink方程:
方程:
=KM=KM);
);
19421942年年发展高分子溶液的统计热力学理论(发展高分子溶液的统计热力学理论(FloryFlory,Huggins,Huggins等);
等);
1945-19471945-1947年年对自由基加聚机理的研究已趋于成熟对自由基加聚机理的研究已趋于成熟;
1953-19601953-1960年:
配位聚合与离子聚合的发现与发展年:
配位聚合与离子聚合的发现与发展1953195319531953年年年年K.ZieglerK.ZieglerK.ZieglerK.Ziegler发现发现发现发现TiClTiClTiClTiCl4444/有机铝催化乙烯聚合,开创配位聚合领域有机铝催化乙烯聚合,开创配位聚合领域有机铝催化乙烯聚合,开创配位聚合领域有机铝催化乙烯聚合,开创配位聚合领域1954195419541954年年年年G.NattaG.NattaG.NattaG.Natta发现全同立构聚丙烯及其合成方法;
发现全同立构聚丙烯及其合成方法;
1955195519551955年年年年SzwarcSzwarcSzwarcSzwarc发现活性阴离子聚合,为嵌段聚合物(发现活性阴离子聚合,为嵌段聚合物(发现活性阴离子聚合,为嵌段聚合物(发现活性阴离子聚合,为嵌段聚合物(SBSSBSSBSSBS等)奠定基础;
等)奠定基础;
1956195619561956年年年年合成出与天然橡胶十分接近的高顺式聚异戊二烯;
合成出与天然橡胶十分接近的高顺式聚异戊二烯;
1919世纪世纪6060、7070年代:
大品种通用高分子发展、成熟,工程塑年代:
大品种通用高分子发展、成熟,工程塑料发展期料发展期1960-19801960-19801960-19801960-1980年逐步发展烯烃聚合的高效催化剂、工艺和一系列新品种,产年逐步发展烯烃聚合的高效催化剂、工艺和一系列新品种,产年逐步发展烯烃聚合的高效催化剂、工艺和一系列新品种,产年逐步发展烯烃聚合的高效催化剂、工艺和一系列新品种,产量迅速增加;
量迅速增加;
1956-19651956-19651956-19651956-1965年年年年聚甲醛、聚碳酸酯等工程塑料实现工业化;
聚甲醛、聚碳酸酯等工程塑料实现工业化;
聚甲醛、聚碳酸酯等工程塑料实
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