第九章 用途广泛的高分子材料.ppt

基础化学第九章应用广泛的高分子材料高分子
科学导读一、人类与高分子利用合成纤维中大量生产“四纶”，即由聚酰胺制成的尼龙；由聚对苯二甲酸乙二醇酯纺制的涤纶；由聚丙烯腈纺成的腈纶和由聚乙烯醇缩甲醛制得的维尼纶。四纶纤维中的“四纶”
锦纶（尼龙）：尼龙-6聚已内酰胺“6”表示已内酰胺的碳原子数
尼龙-66聚已二酰已二胺前面数字表示二元胺的碳原子数，后面的数字表示二元酸的碳原子数。2．高分子材料与食农业地膜在“食”问题上高分子材料的另一重要作用是解决海水淡化问题，芳香聚酰胺或醋酸纤维素制成的反渗透中空纤维膜，可以使海水和苦咸水淡化。利用这种中空纤维膜淡化海水是解决沿海地区及岛屿农田灌溉和生活用水的有效途径，对中东波斯湾一带缺淡水的国家具有特别重要的意义。近年来，我国利用吸水性高分子进行农田保湿的大规模试验已取得成功。高分子材料用于日常食品的包装、储存、运输、保鲜等方面已为人们所熟知。3．高分子材料与住活动房屋4．高分子材料与行碳纤维复合材料助推器壳体：碳/环氧复合材料在造船工业中，玻璃纤维复合材料以其质轻、高强、耐腐蚀、抗微生物附着、非磁性、可吸收撞击能、设计成形自由度大等一系列优点而被广泛用于制造汽艇、游艇、救生艇、渔船、气垫船以及各种军用舰艇。玻璃纤维复合材料在汽车制造业中，各种高分子材料也大显神通其作用首先是减轻车辆的自重，改善运行性能，提高燃油效率。现在一部分高级轿车所用的高分子材料部件多达数百件，包括保险杠、防冲撞护条板、发动机散热风扇、通风空调、音响、电器及仪表盘、方向盘、座椅、车内装饰等。5.高分子材料在其他方面的应用高分子材料对通讯设备的贡献也功不可没。在宇航和航空工业中，现在没有一枚火箭、一艘宇宙飞船、一架飞机不用胶粘剂。这些胶粘剂既要求粘接强度高、结实牢靠，又要求耐高低温的冲击。目前在航空和宇航工业中广泛使用的酚醛-丁腈、改性环氧树脂、硅橡胶和聚氨酯为结构的胶粘剂，其粘接强度达7MPa以上。在医疗领域里，使用胶粘剂粘接皮肤、血管、人工角膜、牙齿、人工关节等。虽然医用胶粘剂的使用条件苛刻，但已研究成功可以替代手术缝线的胶粘剂（α-氰基丙烯酸酯），其粘接强度与缝合法相近，可以粘接组合，而且伤愈后不留下缝线疤痕。二、高分子的发展历史1920Staudinger（施陶丁格）1881年3月23日生于德国，
1920年，发表“论聚合反应”的论文，提出高分子的概念；
1953年获诺贝尔化学奖。
1965年9月8日逝世，终年84岁。
194820世纪50年代中期，德国人KalZiegler（齐格勒）、意大利人GiulioNatta（纳塔）等人发现了金属有机络合引发体系，在较低的温度和压力下，制得了高密度聚乙烯和聚丙烯。他们两人因而在1963年获得了诺贝尔奖。20世纪40年代以后相继工业化的树脂品种有：聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛和聚碳酸酯等通用塑料和工程塑料。20世纪60年代初，随着航空宇航、电子信息、核能、石油化工、汽车、机械制造等高新技术产业的发展，研发成功了特种工程塑料。自20世纪60年代起，人们开始注重研究塑料改性方法，用塑料合金、复合材料技术、纳米技术、功能化技术生产改性塑料品种，开发应用于各种塑料制品成型。20世纪70年代中期，美国科学家Heeger,MacDiarmid和日本白川英树有关导电高分子材料的研究成果，改变了高分子只能是绝缘体的观念，在塑料导电研究领域取得突破性的发现，这一领域的开创性研究“导电聚合物”获得2000年诺贝尔化学奖。三、高分子材料的分类3）合成高分子材料
合成高分子是指从结构和分子量都已知的小分子原料出发，通过一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。
4）改性合成高分子材料
是从小分子单体合成的聚合物，再经化学反应方法加以改性获得的高分子材料。如把聚醋酸乙烯醇解，获得了聚乙烯醇，用化学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料，如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS树脂也属于这一类。天然高分子的直接利用二、按照高分子化合物的主链结构分类
1)碳链聚合物碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。
2)杂链聚合物杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。
3)元素有机聚合物元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅。
4)无机高聚物主、侧链全由杂原子组成，如石英三大合成材料生物功能高分子材料塑料通用“四烯”：PE、PP、PVC、PS
橡胶“四胶”：丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶(BR)、异戊橡胶(IBR)、乙丙橡胶(EPR)。
纤维“四纶”：涤纶（PET）