高分子化學(xué)第二章課件

高分子化學(xué)第二章ppt課件目錄高分子化學(xué)概述高分子的合成與反應(yīng)高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高分子的功能與應(yīng)用高分子化學(xué)的研究方法與技術(shù)01高分子化學(xué)概述高分子是由大量重復(fù)單元通過共價鍵連接而成的大分子化合物，其分子量通常達到數(shù)千至數(shù)百萬。根據(jù)來源和合成方法，高分子可分為天然高分子和合成高分子；根據(jù)分子鏈的結(jié)構(gòu)，可分為線型高分子、支鏈型高分子和交聯(lián)型高分子。高分子的定義與分類高分子的分類高分子的定義19世紀中葉以前，人們對高分子的認識主要停留在天然高分子如纖維素、淀粉、橡膠等的研究上。早期高分子科學(xué)20世紀初，隨著合成高分子如酚醛樹脂、聚氯乙烯等的出現(xiàn)，高分子科學(xué)逐漸建立并發(fā)展起來。高分子科學(xué)的建立20世紀中葉以后，高分子科學(xué)在合成方法、結(jié)構(gòu)表征、性能研究等方面取得了顯著進展，形成了完整的高分子科學(xué)體系。高分子科學(xué)的發(fā)展高分子科學(xué)的發(fā)展歷程高分子合成化學(xué)高分子物理化學(xué)高分子加工與應(yīng)用高分子分析測試技術(shù)高分子化學(xué)的研究內(nèi)容研究高分子的合成方法、反應(yīng)機理以及合成過程中的影響因素等。研究高分子的加工技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域以及高分子材料的環(huán)境友好性等。研究高分子的結(jié)構(gòu)、性能以及結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系等。研究高分子的分析方法、測試技術(shù)以及高分子材料的質(zhì)量控制等。02高分子的合成與反應(yīng)通過加成反應(yīng)使單體分子連接成高分子化合物，如聚乙烯的合成。加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)開環(huán)聚合通常是官能團間的聚合反應(yīng)，如酚醛樹脂的合成。環(huán)狀化合物在引發(fā)劑作用下開環(huán)并連接成高分子化合物，如聚己內(nèi)酯的合成。030201高分子合成的基本方法

聚合反應(yīng)的類型與特點鏈式聚合活性中心不斷與單體分子加成，使鏈不斷增長，如自由基聚合和離子聚合。逐步聚合單體間通過逐步反應(yīng)連接成高分子化合物，每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同，如縮聚反應(yīng)和聚合酯化反應(yīng)。配位聚合金屬有機化合物作為催化劑，使單體在金屬中心上配位并發(fā)生聚合反應(yīng)，如烯烴的配位聚合。聚合反應(yīng)的條件與影響因素引發(fā)劑類型與濃度引發(fā)劑的種類和濃度對聚合反應(yīng)的速率和產(chǎn)物分子量有顯著影響。反應(yīng)壓力某些聚合反應(yīng)需要在高壓下進行，如高壓聚乙烯的合成。反應(yīng)溫度不同聚合反應(yīng)需要不同的溫度條件，溫度過低可能導(dǎo)致反應(yīng)速率過慢，溫度過高則可能引起副反應(yīng)或使產(chǎn)物分解。單體濃度與純度單體濃度過高可能導(dǎo)致凝膠效應(yīng)或自動加速現(xiàn)象，單體純度不足則可能引入雜質(zhì)或?qū)е赂狈磻?yīng)。溶劑類型與性質(zhì)溶劑的選擇對聚合反應(yīng)的速率、產(chǎn)物分子量和產(chǎn)物形態(tài)都有重要影響。03高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)包括化學(xué)組成、鍵接方式、空間排列、構(gòu)型等。鏈的近程結(jié)構(gòu)即分子鏈的大小和形態(tài)，如鏈長、鏈的柔順性、鏈的構(gòu)象等。鏈的遠程結(jié)構(gòu)由不同的單體、不同的鍵接方式、不同的空間排列組合而成。鏈結(jié)構(gòu)的多樣性高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子的非晶態(tài)高分子鏈在空間中無規(guī)則排列形成的非晶結(jié)構(gòu)。高分子的結(jié)晶態(tài)高分子鏈在空間中規(guī)則排列形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。高分子的取向態(tài)在外力作用下，高分子鏈沿外力方向有序排列形成的取向結(jié)構(gòu)。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)如力學(xué)性質(zhì)（強度、韌性等）、熱學(xué)性質(zhì)（熱穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率等）、電學(xué)性質(zhì)（導(dǎo)電性、介電性等）。物理性質(zhì)如反應(yīng)活性（與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力）、耐腐蝕性（抵抗化學(xué)腐蝕的能力）等。化學(xué)性質(zhì)高分子的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)04高分子的功能與應(yīng)用高分子材料具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等物理性能，如強度、韌性、耐熱性、絕緣性等。物理功能高分子材料具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，如耐腐蝕性、抗氧化性、催化活性等?；瘜W(xué)功能高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性，可用于生物醫(yī)藥、組織工程等領(lǐng)域。生物功能高分子材料的功能性高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域高分子材料是塑料工業(yè)的基礎(chǔ)原料，廣泛應(yīng)用于包裝、建筑、汽車、電子等領(lǐng)域。塑料工業(yè)高分子材料可用于制造輪胎、密封件、減震材料等橡膠制品。高分子材料可用于制造合成纖維，如滌綸、錦綸、腈綸等，以及功能性纖維，如導(dǎo)電纖維、抗菌纖維等。高分子材料可作為涂料和膠粘劑的主要成分，提供良好的保護、裝飾和粘合作用。高分子材料可用于制造醫(yī)療器械、藥物載體、生物組織工程支架等。橡膠工業(yè)纖維工業(yè)涂料與膠粘劑生物醫(yī)藥高性能化功能化智能化綠色環(huán)保高分子材料的發(fā)展趨勢01020304開發(fā)具有更高強度、韌性、耐熱性、耐腐蝕性等性能的高分子材料。賦予高分子材料以特殊的功能，如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光響應(yīng)、生物活性等。利用高分子材料的刺激響應(yīng)性，開發(fā)具有自適應(yīng)、自修復(fù)等智能特性的高分子材料。發(fā)展可生物降解、環(huán)境友好的高分子材料，減少對環(huán)境的影響。05高分子化學(xué)的研究方法與技術(shù)自由基聚合實驗技術(shù)利用自由基引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，合成具有不同結(jié)構(gòu)和性能的高分子化合物，如聚乙烯、聚丙烯等。離子聚合實驗技術(shù)在離子型催化劑的作用下，使單體進行離子聚合，得到高分子化合物，如聚苯乙烯、聚丁二烯等。逐步聚合實驗技術(shù)通過控制反應(yīng)條件，使單體逐步聚合成高分子化合物，如聚酯、聚酰胺等。高分子合成實驗技術(shù)03質(zhì)譜（MS）分析通過質(zhì)譜儀測定高分子化合物的相對分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)信息。01紅外光譜（IR）分析通過紅外光譜儀測定高分子化合物的紅外吸收光譜，解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)和官能團信息。02核磁共振（NMR）分析利用核磁共振儀測定高分子化合物的NMR譜圖，解析其分子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型。高分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù)123利用熱重分析（TGA）、差熱分析（DSC）等技術(shù)測定高分子化合物的熱穩(wěn)定性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等熱性能參數(shù)。熱