工程材料化学

40第10章工程材料化学10.3有机高分子材料(1)高分子化合物概述高分子化合物——相对分子量特别大的一类化合物，简称高分子或聚合物低分子化合物高分子化合物原子数目：几个~几十个几千~几万或几十万相对分子质量：＜1000104~106分子大小：较小很大，长度102~104nm组成：聚氯乙烯nCH2=CH→···—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—···ClClClCl简写：—CH2—CH—nCl·基本概念:链节——重复的结构单元聚合度——链节的数目单体——合成高分子所用的低分子原料高分子的相对分子量:Mr=n×mn——聚合度m——链节的分子量例：聚氯乙烯m=62当n=2500则Mr=2500×62=15500041·分类及命名热固性和热塑性聚合物(2)高分子化合物的结构·高分子链的结构线型许多链节相互连成一个很长的分子链，分子链柔顺，易卷曲，弹性好，塑性好，具有溶熔性。如：合成纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。支链型体型:线型与支链型之间以化学键联接而成，具有空间网状结构，弹性、塑性差，不具有溶熔性。如：酚醛树脂、环氧树脂、离子交换树脂等。·高分子链的柔顺性主链中含有孤立双键时，分子链的柔顺性比不含双键时更好。主链中含有一定数量的芳香杂环时，由于芳香杂环不能内旋转，分子链的柔顺性就很差。含共轭双键的大分子链使长链不能内旋转，因而呈现极大的刚性。高分子链有侧基时，其柔顺性下降。侧基大小及对称性都对柔顺性有影响。温度越高，分子柔顺性越好。(3)高分子化合物的力学状态非晶态聚合物的温度-形变曲线玻璃态,高弹态,粘流态由玻璃态转变到高弹态的温度称为玻璃化温度,Tg.由高弹态转变到粘流态的温度称为粘流化温度,Tf.玻璃化温度Tg是高聚物的链节开始旋转的最低温度.它的高低与分子链的柔顺性和分子链间的相互作用力大小有关。通常分子主链中引入环状结构如苯基,或主链上的取代基体积较大等，都会因减弱分子链的柔顺性而使Tg升高；另一方面，分子链中引入强极性基团，分子链间形成氢键或交联,以及聚合物结42晶度提高等，都会使分子链间的作用力增大，从而导致了Tg的升高。通过共聚,加入增塑剂或采用定向聚合等措施，可改变原来高聚物的Tg.Tf的高低对于高聚物的加工成型有重要意义。一般说来，Tf越低对加工越有利，但Tf较低的高聚物的耐热性往往不理想。塑料：在室温下大都处于玻璃态，Tg是其使用的上限温度;橡胶：处于高弹态，Tg是其使用的下限温度，大多数合成纤维是洁净聚合物，熔点Tm是其使用的上限温度。通常将Tg高于室温的高聚物称为塑料，将Tg低于室温的高聚物称为橡胶.(4)高分子化合物的性能(机械、电学、老化与防老化)(5)几种重要的高分子材料·工程塑料PTFEABS(acrylonitrile-butadiene-styrene)PC体型高聚物的分子链被化学键牢固地交联着,很难变形。因此，当温度改变时,不会出现粘流态，交联程度大的甚至不出现橡胶态,而只呈玻璃态。·合成橡胶SBR,NBR,硅橡胶·合成纤维·合成胶粘剂(Syntheticadhesive)环氧树脂胶粘剂,聚氨酯胶粘剂,丙烯酸胶粘剂,聚醋酸乙烯胶粘剂,合成橡胶胶粘剂本章学习要求(1)了解无机工程材料中的热点(2)了解高聚物的一些基本概念,命名(3)了解高聚物的一些基本结构和基本特性及其相互关系43(4)了解若干重要有机高聚物(如工程材料,合成橡胶,有机胶粘剂等)的特性。作业P241,7,8,9,10