材料與化學精品課件

1、材料與化學第1頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四塑料橡膠纖維涂料粘合劑功能高分子材料高分子材料分類第2頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四高分子化合物概述單體高分子聚合物縮聚nCH2=CH2 CH2-CH2-CH2-CH2-高分子具有三種結(jié)構(gòu)：線型高分子、支鏈型高分子、體型網(wǎng)狀高分子第3頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四大分子形狀第4頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四一些常見的線型高分子第5頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四三種結(jié)構(gòu)高分子的特點：線型高分子加熱時可逐漸軟化、而后變成液態(tài)、

2、而冷卻后又可變?yōu)楣虘B(tài)，稱為熱塑性高分子；體型網(wǎng)狀高分子加熱后不會熔化、軟化，即形狀不會發(fā)生變化，稱為熱固性高分子第6頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四塑料、橡膠和纖維根據(jù)物理性質(zhì)不同來分類:塑料的可塑性強-可以制得各種不同形狀的產(chǎn)品：柔軟的塑料袋、鋼性的塑料板（塊）等橡膠的彈性強-用于密封材料、汽車車輪等耐磨材料纖維的拉絲性能好，制得各種紡織用線、網(wǎng)狀材料等第7頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四塑料通用塑料是指產(chǎn)量大，價格低，日常生活中應用范圍廣的塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。工程塑料是指機械性能好，能用于制造各種機械零件的塑料。主要

3、有聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚砜、酚醛樹脂、ABS塑料等。特殊塑料是指具有特殊功能和特殊用途的塑料。主要有氟塑料、硅塑料、環(huán)氧樹指等。根據(jù)塑料制品的用途可分為:第8頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四根據(jù)塑料受熱特性可分為熱固性塑料熱塑性塑料第9頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四性能：無毒、無味，易溶于酮、醛、酯等有機溶劑。耐磨性、抗沖擊性能好。用途：用于家電器、箱包、裝飾板材、汽車收音機等零部件。ABS工程塑料第10頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四性能：耐酸堿，耐腐蝕，化學穩(wěn)定性好，耐寒，絕緣性好，耐磨。缺點是剛性差 結(jié)構(gòu)式:

4、聚四氟乙烯（塑料王）第11頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四橡膠硅橡膠性能：是一種耐熱性和耐老化性很好的橡膠，它的特點是既耐高溫，又耐低溫，彈性好，耐油，防水，其制品柔軟光滑，物理性能穩(wěn)定、無毒、加工性能好，缺點是機械性能差，較脆，易撕裂。用途：可用于醫(yī)用材料，如導管，引流管，靜脈插管，人造器管等，還可用地飛機、導彈上的一些零部件及電絕緣材料。第12頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四丁苯橡膠性能：耐水，耐老化性能，特別是耐磨性和氣密性好。缺點是不耐油和有機溶劑，抗撕強度小。 用途：為合成橡膠中最大的品種（約占50%），廣泛用于制造汽車輪胎，皮帶等；與

5、天然橡膠共混可作密封材料和電絕緣材料。第13頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四纖 維天然纖維（如棉花、羊毛、蠶絲、麻等）再生人造纖維：天然高分子化合物經(jīng)化學處理和機械加工合成纖維化學纖維 纖維再生纖維素纖維纖維素酯纖維第14頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四一些合成纖維的性能名稱化學組成相對密度耐曬性耐酸性耐堿性耐蛀性耐霉性滌綸尼龍腈綸維綸氯綸丙綸聚對苯二甲酸二乙酯聚酰胺聚丙烯腈聚乙烯醇聚氯乙烯聚丙烯1.381.141.141.171.261.31.39091優(yōu)差優(yōu)良良差優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良優(yōu)優(yōu)第15頁，共46頁，2022年，

6、5月20日，3點47分，星期四合成纖維具有優(yōu)良的性能，例如強度大、彈性好、耐磨、耐腐蝕、不怕蟲蛀等。因而廣泛地用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪?。在合成纖維中列為重點發(fā)展的是六大綸：錦綸（尼龍）、滌綸、腈綸、維綸、丙綸和氯綸，其中最主要是前三綸，錦綸縫紉線第16頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維 俗名“的確涼” （或“的確良”） 滌綸織物牢固、易洗、易干，做成衣服外形挺括，主要用于衣料，也可做運輸帶、輪胎簾子線、纜繩、漁網(wǎng)等。 第17頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四 塑料中的最大品種聚乙烯和聚丙烯則是在Zeigler-Natta

7、催化劑誕生后才獲得高產(chǎn)率、高結(jié)晶度、耐高溫的新品種，并在1957年由意大利Montecatini公司工業(yè)化的。開創(chuàng)高分子化學領域的Staudinger和Flory 第一個合成纖維尼龍-66的發(fā)明者Carothers以及使之工業(yè)化的美國杜邦公司 滌綸纖維是1940年英國和首先合成的，由英國卜內(nèi)門公司工業(yè)化的 第一個合成橡膠氯丁橡膠是由美國和發(fā)明，1931年由杜邦公司工業(yè)化的第18頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四1953 Hermann Staudinger (Germany, 23.3.1881 - 8.9.1965) Germany, University of Fre

8、iburg im Breisgau and Staatliches Institut fr makromolekulare Chemie (State Research Institute for Macromolecular Chemistry), Freiburg in Br., for his discoveries in the field of macromolecular chemistry. 第19頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四1963 The Prize was divided equally between: Karl Ziegler (German

9、y, 26.11.1898 - 11.8.1973) Germany, Max-Planck-Institut fr Kohlenforschung (Max-Planck-Institute for Carbon Research), Mlheim/Ruhr,andGiulio Natta (Italy, 26.2.1903 - 2.5.1979) Italy, Institute of Technology, Milan, for their discoveries in the field of the chemistry and technology of high polymers.

10、 發(fā)現(xiàn)了配位聚合反應和實現(xiàn)了丙烯的定向聚合第20頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四1974 Paul J. Flory (USA, 19.6.1910 - 9.9.1985) USA, Stanford University, Stanford, CA, for his fundamental achievements, both theoretical and experimental, in the physical chemistry of the macromolecules. 第21頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四聚丙烯腈纖維（腈綸、俗名

11、人造羊毛）第22頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸、維尼綸）第23頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四第24頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四導電高分子 1、物理摻雜型導電聚合物：在高分子中物理摻雜導電的顆粒；2、本體導電型聚合物。乙炔和聚乙炔分子的結(jié)構(gòu) 第25頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四幾種典型導電高分子的結(jié)構(gòu)和室溫電導率 第26頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四電池: 代替電池中的電解質(zhì)溶液電致變色顯示器傳感器電化學晶體管電屏蔽材料: 聚苯胺與聚氯乙烯、

12、尼龍等共混物。蒙皮材料: 聚吡咯導電纖維用于飛機可躲避雷達的跟蹤。應用前景第27頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四2000Alan J. Heeger (USA)(1936- )Alan G. MacDiarmid(USA) (1927 - )Hideki Shirakawa(Japan) (1936- )第28頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四6.5 納米材料 “如果有一天可以按人的意志安排一個個原子，將會產(chǎn)生怎樣的奇跡？ -1959年 理查德費曼納米微粒的尺度一般定義為1100nm.納米材料具有不尋常的小尺寸效應、表面效應和量子效應等，導致納米材

13、料具有獨特的光、電、熱、磁、力學和化學性質(zhì)等。第29頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四納米科學納米材料能源環(huán)境制造業(yè)通訊與信息技術(shù) 納米電子納米生物技術(shù) 生物信息學數(shù)學生物學化學物理醫(yī)藥第30頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四表面效應直徑（nm）1510100表面質(zhì)子百分數(shù)10040202第31頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四小尺寸效應（1） 特殊的光學性質(zhì)（顏色變黑）（2） 特殊的熱學性質(zhì)（熔點下降）（3） 特殊的磁學性質(zhì)（4） 特殊的力學性質(zhì)（呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬35倍。）宏觀量子隧道效應 當熱能、電場能

14、或者磁場能比平均的能級間距還小時，就會呈現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子尺寸效應。例如，導電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體。第32頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四例如:1) 2nm的金顆粒熔點為600K，塊狀金為1337K.納米微粒的熔點可以遠低于塊狀金屬。2) 納米銀粉的熔點低于373K，而常規(guī)銀的熔點則高于1173K。第33頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四Journal of the American Chemical Society,Vol. 126, No. 41(2004)13212 - 13213 納米粒子納米孔第3

15、4頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四中科院金屬研究所盧柯院士發(fā)表于Science（2004年4月16日）上的文章顯示15納米晶粒尺寸的銅單晶強度提高了10倍，而導電性卻不受影響！第35頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四碳納米管第36頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四納米管Journal of the American Chemical Society , Vol. 126, No. 41(2004)13400第37頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四納米絲Journal of the American Che

16、mical Society , Vol. 126, No. 41(2004) 12714 - 12715 第38頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四納米線, Journal of the American Chemical Society, Vol. 126, No. 35(2004) 10854 - 10855 第39頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四6.6 從晶體管到未來的電子信息材料晶體管與現(xiàn)代電子計算機 光致抗蝕材料 液晶和有機電致發(fā)光材料第40頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四化學家設計、合成的液晶分子用作顯示材料電致發(fā)光材料第41頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四有機電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu) 第42頁，共46頁，2022年，5月20日，3點47分，星期四6.7