高分子科学基础

1、2 高分子的力学性能 研究目的 求得高分子各种力学性能的宏观描述和测试合理化 以作为高分 子材料和制品设计的依据 寻求高分子宏观力学性能和各个层次微观结构的相互关系 用于 了解具有特定性能材料的制备和高分子制。

2、聚合反应(回顾)l合成高分子化合物的反应按其聚合反应机理可分 成两大类：一、连锁聚合反应自由基聚合反应阴离子聚合反应阳离子聚合反应络合催化聚合反应聚合反应逐步缩聚（按热力学特征分）逐步加聚二、逐步聚合反应平衡缩聚不平衡缩聚线型缩聚体型缩聚氧化脱氢缩聚自由基缩聚环化缩聚聚加成聚合反应Diels-Alder反应（成环聚合）开环聚合聚合反应特性连锁聚合反应逐步聚合反应单体转化率与 反应时间的关 系聚合物分子量 与反应时间的 关系逐步聚合反应与连锁反应的比较时间转化率%单体随时间逐渐消失时间转化率%单体很快消失，与时间 关系。

3、3 高分子的电学性质 聚合物在外加电场作用下的行为： 在交变电场中的介电性能； 在弱电场中的导电性能； 在强电场中的电击穿； 聚合物表面的静电现象。 一、聚合物的极化和在交变电场中的介电性能 电介质：电绝缘体，在电场作用下能发生极化，极化程度取决 于电介质的组成、结构和外电场强度。 介电性能：聚合物在外加交流电压时电能的储存和损耗,分子极化是介电性能的微观表现，介电常数是介电质极化程 度的量度，是介电性能的宏观反映。 通常情况下，极性及非极性聚合物均为电中性的。外加电场 下聚合物分子中电荷分布发生变化使分子的。

4、2 高分子的力学性能 研究目的： 求得高分子各种力学性能的宏观描述和测试合理化，以作为高分子材料和制品设计的依据； 寻求高分子宏观力学性能和各个层次微观结构的相互关系，用于了解具有特定性能材料的制备和高分子制品的加工成型。 研究内容： 玻璃态、结晶态 屈服、破坏、强度 高弹态 高弹性 力学松弛 粘弹性,一、玻璃态和结晶态聚合物的力学性能 1.形变类型和描述力学行为的基本物理量 外力 材料内在微观分子运动 外在宏观力学性质（形变、应力、模量） 应变：外力作用下材料的几何形状和尺寸的变化 应力: 外力改变材料内部各个原子。

5、第四章 高分子材料的性能 高分子运动的微观方式 高分子材料的宏观性能 100 RT 100 PMMA 坚硬固体 柔软 弹性 天然橡胶 脆硬固体 弹性体 1 聚合物的分子热运动和热性能 一 高分子运动的主要特点 1 运动单元的多重性和。

6、第 二 章 逐 步 聚 合 反 应,高 分 子 科 学 基 础,2.1.1 特 征,2.1 概 述,以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例：,。,。,（1）聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的； （2）每步反应的机理相同，因而反应速率和活化能大致相同； （3） 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组成，单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应； （4） 聚合产物的分子量是逐步增大的。,最重要的特征：聚合体系中任何两分子（单体分子或聚合物分子）间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。,2.1 概 述,基本特征：,单体转化率,产物聚合度。

7、高分子化学板块 双官能团化合物 烯烃 自由基自由基 阳离子阳离子 阴离子阴离子 配位配位 连锁聚合机理连锁聚合机理 逐步聚合机理逐步聚合机理 聚合物聚合物 聚合物聚合物1 1聚合物聚合物2 2 大分子反应大分子反应 聚。

8、高分子化学板块,双官能团化合物,烯烃,自由基,阳离子,阴离子( 配位),连锁聚合机理,逐步聚合机理,聚合物,聚合物1,聚合物2,大分子反应,聚烯烃,其他聚合反应,聚合物,(加成: 均聚or共聚),开环、基团转移、原子转移自由基聚合,(缩合、氢转移加成、加成缩合、氧化偶合等),(官能团化学转变、聚合度变大、聚合物降解),第五章 高分子合成(I)连锁加聚反应 1 连锁聚合基本概念 一、连锁聚合的特征 1. 反应至少有三步组成 链引发 I R* 活性种 R*+M RM* 单体活性种 链增长 RM* +M RMM* 活性链 RMn-1* +M RMn* 链终止 RMn* Polymer(无活性） 2. 连锁聚合。

9、高分子科学基础总结,高分子、高分子化合物、聚合物、高分子材料、单体、结构单元、重复单元、聚合度、连锁聚合、逐步聚合、引发剂、半衰期、动力学链长、反应程度、取向、聚合度、自由基、临界胶束浓度、平均官能度、阻聚 、缓聚、胶束 、凝胶点、引发剂效率、双基耦合与双基歧化终止。,一 、高分子科学的基本概念,第一章 高分子概论,结构单元与重复单元,结构单元：组成高分子链骨架的、体现高分子结构 特征的基本单元，也称单体单元、链节。重复单元：高分子链上化学组成和结构均可周期性重复的最小单位。,聚合度：构成大分子的结构单元。

10、高分子科学基础总结第一章 绪论1.高分子：也称聚合物分子或大分子，分子量较高(一般为 104106)，其分子结构必须是由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成的。2.聚合物：也称高分子化合物，是由许多单个聚合物分子（高分子）组成的物质。3.单体：能够进行聚合反应，并形成高分子中基本结构组成单元的小分子化合物。4.重复单元：高分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，也称链节。5.结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫做结构单元。6.单体单元：与单体的元素组成和排列相同，只是电子。

11、高分子科学基础总结第一章 绪论1.高分子：也称聚合物分子或大分子，分子量较高(一般为 104106)，其分子 结构必须是由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成的。 2.聚合物：也称高分子化合物，是由许多单个聚合物分子（高分子）组成的物 质。 3.单体：能够进行聚合反应，并形成高分子中基本结构组成单元的小分子化合 物。 4.重复单元：高分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，也称链节。 5.结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分 叫做结构单元。 6.单体单元：与单体的元素组成和排列相同。

12、POLYMER SCIENCEFUNDAMENTALS OF POLYMER SCIENCEThermal Transitions in Polymers Prof. Premamoy GhoshPolymer Study Centre“Arghya” 3, kabi Mohitlal RoadP.P. Haltu, Kolkata- 700078(21.09.2006)CONTENTSIntroductionGlass transition and Melting TransitionMelting Point or First Order TransitionGlass Transition or Second Order TransitionBrittle PointDevelopment of Crystallinity in PolymersCrystalllization of Rubber on CoolingMechanism of CrystallizationStress。

13、第四章 高分子材料的性能 高分子运动的微观方式高分子材料的宏观性能 100 RT 100 PMMA 坚硬固体 柔软、弹性 天然橡胶 脆硬固体 弹性体,1 聚合物的分子热运动和热性能 一、高分子运动的主要特点 1.运动单元的多重性和运动形式的多样化 2.高分子运动的时间依赖性（松弛特性） 高分子在外力场下改变其微观运动状态，从一种宏观平衡状态 过渡到另一种平衡状态所需的时间为松弛时间，整个过程称作松弛 过程（弛豫过程）。,高聚物的松弛曲线 x(t)= xoe-t/ xo 外力未除去前橡皮增加的长度 x(t) 外力除去后，在t时刻测定的橡皮增加的长度 t = 时，。

14、第 二 章 逐 步 聚 合 反 应,高 分 子 科 学 基 础,2.1.1 特 征,2.1 概 述,以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例：,。,。,（1）聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的； （2）每步反应的机理相同，因而反应速率和活化能大致相同； （3） 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组成，单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应； （4） 聚合产物的分子量是逐步增大的。,最重要的特征：聚合体系中任何两分子（单体分子或聚合物分子）间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。,2.1 概 述,基本特征：,单体转化率,产物聚合度。

15、第 一 章 绪 论,高 分 子 科 学 基 础,天 然 高 分 子的 直 接 利 用,天 然 高 分 子的 化 学 改 性,天然橡胶的硫化, 硝化纤维的合成等,淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等,缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等,高 分 子 合 成,高 分 子 时 代,1.1 高 分 子 科 学 简 史,Hermann Staudinger : 把“高分子”这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺贝尔奖）。 Carothers : 建立缩聚反应理论。 Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺贝尔奖） Paul J. Flory : 聚合反应原理、高分子。

16、高 分 子 科 学 基 础 高分子物理部分,高 分 子 科 学,既是一门应用学科，也是一门基础学科， 它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、 物理学和力学等多学科的基础上逐渐发展而 成的一门新兴学科。,高分子科学,高分子化学,高分子物理,高分子加工工程,高 分 子 科 学,高 分 子 科 学,高 分 子 科 学,高分子加工工程,研究聚合物加工成型 的原理与工艺。,高 分 子 科 学,高 分 子 科 学 简 史,Hermann Staudinger（德） : 把“高分子”这个概念引入科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系. （1953年诺贝尔奖）。,H.Staudin。