《材料化学导论》课程教学课件（讲稿）06 新型高分子材料

86新型高分子材料第 6章新型高分子材料6.1聚合物的结构和特征6.2聚合物的物理性能6.37高分子材料的特性及应用6.4功能性高分子材料材料科学与工程学院

第 6 章 新型高分子材料  6.1 聚合物的结构和特征  6.2 聚合物的物理性能  6.3 高分子材料的特性及应用  6.4 功能性高分子材料 §6 新型高分子材料 材料科学与工程学院

86新型高分子材料简介高分子材料也称为聚合物材料，它是以高分子化合物（树脂）为基体，再配有其它添加剂（助剂）所构成的材料。高分子材料包括天然高分子，如棉、麻、丝、毛等；由天然高分子原料化学加工而成的改性高分子材料，如粘胶纤维、醋酸纤维、改性淀粉等；以及有小分子化合物通过聚合反应合成的合成高分子材料，如聚氯乙烯树脂顺丁橡胶、丙烯酸涂料等。材料科学与工程学院

 高分子材料也称为聚合物材料，它是以高分子化合物 （树脂）为基体，再配有其它添加剂（助剂）所构成的 材料。  高分子材料包括天然高分子，如棉、麻、丝、毛等；由 天然高分子原料化学加工而成的改性高分子材料，如粘 胶纤维、醋酸纤维、改性淀粉等；以及有小分子化合物 通过聚合反应合成的合成高分子材料，如聚氯乙烯树脂、 顺丁橡胶、丙烯酸涂料等。 简介 §6 新型高分子材料 材料科学与工程学院

8 6. 1 聚合物的结构和特征6.1聚合物的结构和特征所谓高聚物的结构，是指组成高分子的不同尺寸的结构单元在空间的相对排列。，它包括高分子的链结构和聚集态结构两个部分。高分子链结构是反映高分子各种特性的最主要的结构层次；聚集状态则是决定聚合物制品使用性能的主要因素。◆高分子链：一般合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子，成为高分子链。，高分子链中重复结构单元的数目称为聚合度材料科学与工程学院

6.1 聚合物的结构和特征  所谓高聚物的结构，是指组成高分子的不同尺寸的结构单元 在空间的相对排列。  它包括高分子的链结构和聚集态结构两个部分。高分子链结 构是反映高分子各种特性的最主要的结构层次；聚集状态则 是决定聚合物制品使用性能的主要因素。  高分子链：一般合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成 的链状分子，成为高分子链。  高分子链中重复结构单元的数目称为聚合度。 §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

86.1聚合物的结构和特征6.1.1高分子链结构特点（一）高分子化合物是由大量小分子聚合而成的大分子S（高分子的分子量大而且多分散性）。（二）高分子链的几何形状可为线型、支链型及体型（网状)。>（三）高分子链的单键若没有位阻时，可自由内旋转，呈现无数构象而使聚合物具有柔顺性。材料科学与工程学院

 （一）高分子化合物是由大量小分子聚合而成的大分子 （高分子的分子量大而且多分散性）。  （二）高分子链的几何形状可为线型、支链型及体型（网 状）。  （三）高分子链的单键若没有位阻时，可自由内旋转，呈 现无数构象而使聚合物具有柔顺性。 6.1.1 高分子链结构特点 §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

8 6. 1 聚合物的结构和特征高分子链的结构体型（c）长支链超支链图！低密度紧乙需分子链及支化支链型体型（网状）线型（无规则线团）材料科学与工程学院

高分子链的结构 线型（无规则线团） 支链型 体型（网状） §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

86.1聚合物的结构和特征高分子链的几何形状口（1）线型高分子：一般自由状态为无规则的线团，典型的是无支链的聚乙烯。这类高聚物由于大分子链之间没有任何化学键连接，因此它们柔软，有弹性，在加热和外来作用下，分子链之间可产生相互位移，并在适当的溶剂中溶解，并可热塑成各种形状的制品，故常称为热塑性高分子。口（2）支链高分子：在主链上带有侧链的高分子。如在缩聚反应中，如果有三官能团单体的存在则可能引起支化；在加聚反应中，有链转移反应或双烯单体双键活化等均可能引起支化生成支链高分子。支链高分子也能溶于适当的溶剂中，并耳加热能熔融材料科学与工程学院

 （1）线型高分子：一般自由状态为无规则的线团，典型的是无支链的 聚乙烯。这类高聚物由于大分子链之间没有任何化学键连接，因此它们 柔软，有 弹性，在加热和外来作用下，分子链之间可产生相互位移，并 在适当的溶剂中溶解，并可热塑成各种形状的制品，故常称为热塑性高 分子。  （2）支链高分子：在主链上带有侧链的高分子。 如在缩聚反应中，如果有三官能团单体的存在则可能引起支化；在加聚 反应中，有链转移反应或双烯单体双键活化等均可能引起支化生成支链 高分子。支链高分子也能溶于适当的溶剂中，并且加热能熔融。 高分子链的几何形状： §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

8 6. 1 聚合物的结构和特征bCa图·：紧台物的“外典的盗场我找生安敢的利：礼交的务：的#ln材料科学与工程学院

§6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

86.1聚合物的结构和特征高分子链的几何形状口（3）网状（体型）高分子：高分子链之间的交联作用形成网状结构的大分子，也称为交联高分子。有三个官能团的单体进行体型缩聚可得到交联高分子。交联的高分子因既不溶解液不能熔融的网状结构，因此耐热性好，强度高，抗溶剂力强，形态稳定。材料科学与工程学院

 （3）网状（体型）高分子：高分子链之间的交联作用形 成网状结构的大分子，也称为交联高分子。 有三个官能团的单体进行体型缩聚可得到交联高分子。 交联的高分子因既不溶解液不能熔融的网状结构，因此耐 热性好，强度高，抗溶剂力强，形态稳定。 高分子链的几何形状： §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

8 6. 1 聚合物的结构和特征不同几何形状的聚乙烯比较类别密度/（g/cm3）用途几何形状线型高密度聚乙烯0.94-0.95配位催化在低零件、水杯、水桶压下合支链低密度聚乙烯乙烯在高压下0.90-0.92食品袋、奶聚合瓶等体型交联聚乙烯聚乙烯通过辐0.93-0.94海底电缆的绝缘皮射处理得到体型交联材料科学与工程学院

类别 几何形 状 密度/(g/cm3) 用途 高密度聚乙烯 线型 配位催化在低 压下聚合 0.94-0.95 零件、水杯、 水桶 低密度聚乙烯 支链 乙烯在高压下 聚合 0.90-0.92 食品袋、奶 瓶等 交联聚乙烯 体型 聚乙烯通过辐 射处理得到体 型交联 0.93-0.94 海底电缆的 绝缘皮 不同几何形状的聚乙烯比较 §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院

86.1聚合物的结构和特征高分子链的柔顺性高分子链的柔顺性一一高分子链中各单键自由旋转，使高分子链具有强烈卷曲的倾向的特性。影响高分子链柔顺性的因素：1）与链段长短有关链段一一具有独立运动能力的链的最小部分。链段短，高分子链的柔顺性大链段长，高分子链的柔顺性差。2）与链的结构有关。聚合物的柔顺性受自身化学结构影响，主要包括主链和侧链的化学结构。材料科学与工程学院

影响高分子链柔顺性的因素： 1）与链段长短有关 链段——具有独立运动能力的链的最小部分。 链段短，高分子链的柔顺性大； 链段长，高分子链的柔顺性差。 2）与链的结构有关。 聚合物的柔顺性受自身化学结构影响，主要包括主链和侧链的化学结构。 高分子链的柔顺性 高分子链的柔顺性——高分子链中各单键自由旋转, 使高分子 链具有强烈卷曲的倾向的特性。 §6.1 聚合物的结构和特征 材料科学与工程学院