第八章高分子化合物.

高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign第八章高分子化合物主讲：潘焕玉高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign章节综述塑料纤维橡胶高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign第一节综述高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign1、高分子（Polymer）的含义课本第198页高分子化合物简称高分子，又称高聚物高聚物：许多大分子的聚集体高分子：有时可指一个由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的大分子，分量高达104~107高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign低分子v.s.高分子课本第199页高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign2、单体、链节、聚合度课本第199页单体链节或结构单元聚合度高分子的分子量=聚合度×链节分子量高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign3、高分子化合物的分类课本第200页按来源分类按性质和应用按结构分类天然高分子：淀粉、纤维素、蛋白质合成高分子：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯塑料橡胶纤维线型支链型体型/交联型高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign4、高分子化合物的特性课本第201页（1）溶解性（2）可塑性将线型高分子化合物加热到一定温度时，就会变软，软化后的高聚物可放在模子里压制成特定的形状，再经冷却至室温，其形状依然保持不变。高聚物的这种特性叫做可塑性。线型高分子化合物一般可溶解在适当的溶剂中。例如聚苯乙烯可溶解于苯或乙苯中，聚氯乙烯可溶解于环己醇中。具有网状结构的体型高分子化合物一般不易溶解。有的只能被溶剂溶胀而不溶解，有的既不发生溶胀，也不发生溶解。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第201页（3）绝缘性（4）机械性能高分子化合物由于具有线型或网状结构，分子中的原子数目又非常多，因此分子间的作用力较大，机械强度也较大。表现出一定的硬度、抗压、抗拉、抗弯曲和抗冲击等性能。所以某些高聚物可代替金属，制造各种机械零件。不含极性基团的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯等，由于分子中不存在自由电子和离子，键的极性也很小，因此不易导电，是良好的电绝缘材料。分子中含有极性基团的聚合物，如聚氯乙烯、聚酰胺等，其电绝缘性随分子极性的增强而降低。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第201页（5）柔顺性和弹性线型高分子化合物的分子链很长，由于原子间的一键可以自由旋转，每个链节的相对位置可以不断改变，因此分子能以各种卷曲状态存在，高聚物的这种性能叫做柔顺性。当施加外力拉伸时，分子链可被拉直伸长，当外力撤消后，分子链又收缩恢复到卷曲状态，表现出较好的弹性。一般说来，柔顺性越好，弹性越大。橡胶就是具有良好弹性的高聚物。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign5、高分子化合物的合成方法课本第202页缩合聚合反应（缩聚反应）加成聚合反应（加聚反应）均聚共聚高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第202页（1）加聚反应加成聚合反应：由一种或多种单体通过相互加成形成高聚物的反应均聚共聚高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第202页（2）缩聚反应缩合聚合反应：由一种或多种单体发生聚合形成高聚物的同时，脱去一些小分子的反应高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign第二节塑料课本第203页制品高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign1、塑料的含义和分类课本第203页塑料：指具有一定的可塑性能的高分子材料。可塑性：指在加热和外力作用下能加工改变成一定形状，当除去外力并恢复到常温时，其形状可固定下来的性能。塑料是以合成树脂为主要原料，添加填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂（色料）等添加剂之后得到的合成材料。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第204页填料：增加树脂的强度和硬度，不仅可以降低成本，同时也影响塑料的机械性能、耐热性能和电性能。常用的填料有石棉、玻璃纤维、木粉、纸、布等。通常加入量可达20％～50％。增塑剂：改进塑料的柔软性，并增加树脂的可塑性，使塑料易于加工成型。增塑剂的要求是要与树脂混溶性好，挥发性小，无毒，无臭，对光和热稳定等。常用增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯及二辛酯，癸二酸二辛酯，磷酸三甲酚酯等。塑料添加剂的作用高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第204页稳定剂：提高树脂对热、光的稳定性以及抗氧气的侵蚀性，防止塑料在加工和使用过程中受热、光等外界因素影响下性能变坏。例如，聚氯乙烯在受热加工过程中有分解析出HCl的倾向，添加稳定剂就可避免或减少聚氯乙烯的分解作用。稳定剂有硬脂酸铅、环氧树脂等。润滑剂：防止塑料在成型过程中粘在金属设备或模具上造成脱模的困难。常用的润滑剂有硬脂酸及其盐类。色料：使塑料具有一定色彩，以适合使用要求。此外还有发泡剂、抗静电剂、防紫外线剂、开口剂等，都各有其作用，须按实际需求而添加。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第204页塑料v.s.树脂热塑性树脂热固性树脂加热软化、冷却硬化，可反复加工一次加工、形成交联，不溶不熔树脂塑料高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第204页塑料的分类热塑性塑料热固性树脂：酚醛树脂、环氧树脂通用塑料工程塑料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）聚酰胺/尼龙（PA）聚碳酸酯（PC）聚苯醚（PPO）聚甲醛（POM）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign塑料的特性塑料的优点:(1)易于加工、易于制造(易于成型)(2)可根据需要随意着色,或制成透明制品(3)可制做轻质高强度的产品(4)不生锈、不易腐蚀(5)不易传热、保温性能好(6)既能制做导电部件,又能制作绝缘产品(7)减震、消音性能优良,透光性好(8)产品制造成本低高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign塑料的缺点(1)耐热性差、易于燃烧(2)随着温度的变化，性质也会大大改变(3)机械强度较低(4)易于受特殊溶剂及药品的腐蚀(5)耐久性差，易老化(6)易受损伤、也容易沾染灰尘及污物(7)尺寸稳定性差高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign2、通用塑料介绍课本第205页聚乙烯：化学组成最简单的高分子化合物，比水轻(0.915～0.970)，性能优良的热塑性塑料。电绝缘性非常好，能耐许多化学试剂腐蚀，无毒。合成聚乙烯的原料易得，方法也不太复杂，因此发展极快，居全世界塑料各品种产量的首位。①聚乙烯（PE）聚乙烯：稍具柔软性的部分结晶固体物。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第205页①聚乙烯（PE）纯结晶聚乙烯密度约为1.0g/cm3，而纯无定形聚乙烯的密度则约为0.855g/cm3。因此结晶相比例越大，密度就越大，机械强度就越强。不同的生产工艺所得的聚乙烯其结晶相与无定形相的比例不同，因而密度不相同，机械性能也不相同。工业生产的聚乙烯相对密度在0.915～0.970范围之间。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign用途低密度聚乙烯的用途非常广泛，用挤出法可以生产管材，用挤出压延法、以牛皮纸为底基可以生产复合薄膜，用注射法可以生产各种日用品，如奶瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等。中密度聚乙烯主要用于制作各种瓶类制品、高速自动包装用薄膜。高密度聚乙烯塑料主要用于制造绳索、盒、桶、保温瓶壳等。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign课本第207页②聚丙烯（PP）聚丙烯：次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大品种合成塑料根据甲基在空间结构的排列不同，而有等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三种立体异构体。工业生产的聚丙烯产品中要求等规聚丙烯含量在95％以上。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign等规PP：半结晶，具有较好的力学性能，如刚性、强度。间规PP：相对较柔软，但有更好抗冲击性和透明度。无规PP：是副产品，蜡状，可用于粘结剂。②聚丙烯（PP）课本第207页高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign用途聚丙烯塑料主要用于制作餐具；医疗器械的杀菌容器；日用品如水桶、热水瓶壳等；还可制作文具盒、仪器盒等。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign③聚氯乙烯（PVC）课本第209页聚氯乙烯：仅次于各种聚乙烯的总产量而排在第二位缺点：受热超过100℃则逐渐分释放出HCl，光线作用下会逐渐老化降解变黄，软化点较低、机械性能较差等。优点：与增塑剂、稳定剂、润滑剂以及某些聚合物的混溶性良好，可加工为硬质或软质的塑料制品以及人造革，薄膜、板材、管材等。既可用作绝缘材料、防腐蚀材料、日用品材料、又可用作建筑材料，用途甚为广泛。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign用途软质聚氯乙烯可制成较好的农用薄膜，常用来制作雨衣、台布、窗帘、票夹、手提袋等。还被广泛用于制造塑料鞋及人造革。硬质聚氯乙烯能制成透明、半透明及各种颜色的珠光制品。常用来制作皂盒、梳子、洗衣板、文具盒、各种管材等。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign④聚苯乙烯（PS）课本第211页聚苯乙烯：无色、无味、透明、坚硬、表面光洁的热塑性塑料。通用聚苯乙烯，橡胶改性聚苯乙烯，高抗冲聚苯乙烯。PS中可加入各种添加剂，如增塑剂、UV稳定剂、阻燃剂等。HIPS含有橡胶，抗冲击性较好，不透明。优点：透明！高光泽度；有FDA食品级；各种热塑加工方法；价廉；较好尺寸稳定性；较好的刚性。缺点与局限：可燃；不耐溶剂；脆性！会应力与环境开裂；热稳定性差。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesign用途聚苯乙烯塑料广泛应用于光学仪器、化工部门及日用品方面，用来制作茶盘、糖缸、皂盒、烟盒、学生尺、梳子等。由于具有一定的透气性，当制成薄膜制品时，又可做良好的食品包装材料。高分子化合物TankertankerDesignTankertankerDesignABS是由丙烯腈(A)，丁二烯(B)，与苯乙烯(S)三种单体为基础合成的一系列聚合物总称。因为每一种单体的独特性能都对ABS的性能作出了贡献，所以ABS具有优良的综合性能。在众多的苯乙烯系列树脂中，以ABS的综合性能最为优良。ABS树脂高分子化合物TankertankerDes