《高分子時(shí)代的到來(lái)》課件

高分子時(shí)代的到來(lái)高分子材料在現(xiàn)代社會(huì)扮演著至關(guān)重要的角色，它為人類(lèi)帶來(lái)了無(wú)數(shù)便利。從日常生活中的塑料制品到先進(jìn)的工業(yè)材料，高分子材料無(wú)處不在。作者：什么是高分子？龐大結(jié)構(gòu)高分子是由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的大分子。高分子通常具有相對(duì)較高的分子量，可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)。這些結(jié)構(gòu)單元可以是相同的，也可以是不同的，形成各種各樣的高分子鏈。高分子的基本特性高分子鏈由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元（單體）連接而成的長(zhǎng)鏈狀分子，它們是高分子材料的基本結(jié)構(gòu)單位。分子量高分子的分子量通常很大，通常在數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)之間，這也導(dǎo)致了高分子材料的一些獨(dú)特性質(zhì)。柔性高分子鏈可以自由地彎曲、旋轉(zhuǎn)和伸展，這使得高分子材料具有柔韌性、彈性和可塑性等特性。高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成高分子鏈的原子和鍵的排列方式。高分子鏈?zhǔn)怯稍S多重復(fù)單元組成的，重復(fù)單元稱(chēng)為單體。單體之間通過(guò)化學(xué)鍵連接起來(lái)，形成長(zhǎng)鏈狀、支鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。高分子鏈的結(jié)構(gòu)決定了高分子的性質(zhì)，例如強(qiáng)度、韌性、熔點(diǎn)、溶解性等。高分子的分類(lèi)線性高分子鏈狀結(jié)構(gòu)，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。支化高分子主鏈上有側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，如淀粉、聚乙烯醇等。交聯(lián)高分子不同分子鏈之間通過(guò)共價(jià)鍵連接形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂等。天然高分子與合成高分子天然高分子是指從自然界中直接獲得的聚合物。它們是生物體的重要組成部分，例如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等。這些材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。合成高分子則是通過(guò)人工合成制備的聚合物。與天然高分子相比，合成高分子具有更高的可控性，可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)和合成具有特定性能的材料。1天然高分子來(lái)自自然界2蛋白質(zhì)構(gòu)成生命體3淀粉植物能量?jī)?chǔ)存4纖維素植物結(jié)構(gòu)物質(zhì)5合成高分子人工合成天然高分子和合成高分子在性質(zhì)和應(yīng)用方面存在顯著差異，它們共同構(gòu)成了我們?nèi)粘Ｉ詈同F(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。高分子材料的發(fā)展歷程早期探索階段19世紀(jì)中期，科學(xué)家開(kāi)始研究天然高分子材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高分子材料的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。合成高分子材料的誕生19世紀(jì)末，科學(xué)家成功合成了第一個(gè)合成高分子材料——賽璐珞，標(biāo)志著高分子材料時(shí)代的到來(lái)。聚合技術(shù)的進(jìn)步20世紀(jì)中葉，聚合技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，推動(dòng)了高分子材料的廣泛應(yīng)用。高性能高分子材料的興起近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高性能高分子材料，如碳纖維、芳香族聚酰胺等，不斷涌現(xiàn)，為高分子材料的發(fā)展開(kāi)拓了新的領(lǐng)域。塑料時(shí)代的到來(lái)20世紀(jì)中葉，塑料開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。塑料的低成本、高性能和可塑性，使其在各個(gè)領(lǐng)域迅速普及。從日常生活用品到工業(yè)生產(chǎn)，塑料材料的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)的方方面面，標(biāo)志著“塑料時(shí)代”的到來(lái)。塑料的特點(diǎn)和應(yīng)用11.輕便塑料重量輕，易于運(yùn)輸和使用，廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品。22.耐用塑料具有良好的耐腐蝕性和抗沖擊性，壽命長(zhǎng)，耐用。33.可塑性塑料可塑性強(qiáng)，可塑造成各種形狀和尺寸，滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。44.經(jīng)濟(jì)塑料生產(chǎn)成本低，可批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉，在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。聚合物的制備方法1加聚反應(yīng)單體通過(guò)雙鍵或叁鍵打開(kāi)，連接成高分子鏈。2縮聚反應(yīng)單體通過(guò)消除小分子，連接成高分子鏈。3配位聚合過(guò)渡金屬催化劑控制單體聚合。4開(kāi)環(huán)聚合環(huán)狀單體開(kāi)環(huán)聚合形成高分子鏈。聚合物制備方法多種多樣，根據(jù)單體類(lèi)型和反應(yīng)條件選擇合適的制備方法。加聚反應(yīng)是最常見(jiàn)的聚合方法之一，縮聚反應(yīng)則廣泛應(yīng)用于合成聚酯、聚酰胺等材料。配位聚合可制備具有特殊性能的聚合物，開(kāi)環(huán)聚合則是合成環(huán)狀高分子的主要方法。高分子加工技術(shù)擠出成型擠出成型是將高分子材料加熱融化后，通過(guò)模具擠出成型。適用于生產(chǎn)管材、板材、薄膜等。注塑成型注塑成型是將高分子材料加熱融化后，注入模具中冷卻固化。適用于生產(chǎn)各種形狀的塑料制品，如瓶子、玩具等。吹塑成型吹塑成型是將高分子材料加熱融化后，吹入模具中，使其膨脹成型。適用于生產(chǎn)薄膜、瓶子等。壓延成型壓延成型是將高分子材料加熱融化后，用壓延機(jī)壓延成型。適用于生產(chǎn)薄膜、片材等。高分子材料的性能改性物理改性改變高分子材料的物理結(jié)構(gòu)和形態(tài)，從而改變其性能。例如，添加填充劑可以提高材料的強(qiáng)度和剛度，添加增塑劑可以提高材料的柔軟性和可塑性?；瘜W(xué)改性通過(guò)改變高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而改變其性能。例如，對(duì)高分子進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)可以提高材料的強(qiáng)度和耐熱性，對(duì)高分子進(jìn)行接枝反應(yīng)可以提高材料的耐溶性和抗氧化性。高分子材料的廢棄與回收環(huán)境污染問(wèn)題高分子材料的廢棄物處理不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境污染，例如土地污染、水污染和空氣污染。資源浪費(fèi)高分子材料的回收率較低，導(dǎo)致資源浪費(fèi)，加劇了對(duì)自然資源的依賴(lài)?；厥绽梅椒ǔＳ玫母叻肿硬牧匣厥辗椒òC(jī)械回收、化學(xué)回收和熱解回收?？沙掷m(xù)發(fā)展高分子材料的循環(huán)利用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，可以減少環(huán)境污染，節(jié)約資源。生物可降解高分子材料生物可降解高分子材料是指在自然環(huán)境中可以被微生物降解的材料。這些材料通常由天然或合成聚合物制成，具有環(huán)境友好性，可以減少塑料污染。常見(jiàn)的生物可降解高分子材料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯(PHA)和聚乙烯醇(PVA)。高分子技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用交通運(yùn)輸合成橡膠、塑料等高分子材料在汽車(chē)、飛機(jī)、火車(chē)等交通工具中得到廣泛應(yīng)用。它們具有重量輕、耐用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。建筑高分子材料在建筑中用于制作門(mén)窗、管道、防水材料等，為建筑提供了輕便、耐腐蝕、保溫隔熱等優(yōu)勢(shì)。紡織合成纖維、合成革等高分子材料被廣泛應(yīng)用于服裝、箱包、鞋帽等領(lǐng)域，極大地豐富了人們的生活。醫(yī)療醫(yī)用高分子材料被用于制造人造器官、醫(yī)用器械、藥物載體等，在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。高分子材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用太陽(yáng)能電池高分子材料在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，例如聚合物太陽(yáng)能電池。儲(chǔ)能材料高分子材料可用于制作鋰離子電池的電解質(zhì)和隔膜，提高電池性能。燃料電池高分子膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵材料，可有效提高電池效率。風(fēng)力發(fā)電高分子復(fù)合材料可用于制造風(fēng)力渦輪葉片，增強(qiáng)葉片強(qiáng)度和耐用性。高分子材料在電子信息領(lǐng)域的應(yīng)用高分子薄膜高分子薄膜廣泛應(yīng)用于電子器件中，如保護(hù)層、絕緣層、電極材料等。柔性電路板高分子材料可以制備柔性電路板，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的輕薄化和可彎曲性。電子元件高分子材料可制備電容器、電阻器、傳感器等電子元件，具有高性能和低成本的優(yōu)勢(shì)。高分子材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用輕量化材料高分子材料的輕質(zhì)特性使其成為航空航天領(lǐng)域的重要材料，可減輕飛行器重量，提高燃料效率。耐高溫性能高分子材料能夠承受極端溫度和壓力，應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件、隔熱層等關(guān)鍵部位。高性能材料高分子復(fù)合材料結(jié)合了高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)，用于制造飛機(jī)機(jī)身、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)等。特殊功能材料高分子材料可制成太空服，為宇航員提供防護(hù)和舒適，并用于太空艙內(nèi)部裝修。高分子材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用醫(yī)療植入物高分子材料可制成各種醫(yī)療植入物，如人工關(guān)節(jié)、人工血管和心臟瓣膜。這些材料具有良好的生物相容性，可與人體組織相容并避免排斥反應(yīng)。藥物遞送系統(tǒng)高分子材料可用于控制藥物的釋放速度，并將其靶向特定的組織或器官。這有助于提高藥物的療效并減少副作用。高分子材料在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用包裝材料塑料包裝薄膜、塑料瓶、塑料盒等已成為現(xiàn)代生活中不可或缺的一部分，如食品、飲料、化妝品等。保護(hù)產(chǎn)品高分子材料包裝可以有效地防止產(chǎn)品受到損壞，如防潮、防震、防污染，延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期。方便使用高分子材料包裝輕便、易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，滿(mǎn)足現(xiàn)代生活快節(jié)奏的需求?？苫厥绽貌糠指叻肿硬牧习b可以回收利用，減少資源浪費(fèi)，保護(hù)環(huán)境。高分子材料在日用品領(lǐng)域的應(yīng)用11.日常用品高分子材料廣泛應(yīng)用于日用品，例如塑料容器、刷子、牙刷、梳子等，改善生活質(zhì)量。22.紡織品合成纖維如滌綸、尼龍等，具有耐用、易洗、抗皺等特點(diǎn)，廣泛用于服裝、地毯等。33.個(gè)人護(hù)理高分子材料在化妝品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中發(fā)揮著重要作用，例如護(hù)膚霜、洗發(fā)水、牙膏等。44.家具高分子材料制成的家具，如塑料椅子、桌子、沙發(fā)，具有輕便、耐用、易于清潔等特點(diǎn)。高分子材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用水泥高分子材料可以改善水泥的性能，增強(qiáng)其強(qiáng)度和耐久性。建筑材料高分子材料可以用于制作各種建筑材料，例如屋頂瓦、門(mén)窗、隔熱板等。保溫隔熱高分子材料可以提高建筑物的保溫隔熱性能，節(jié)約能源消耗。涂料高分子材料可以制成各種涂料，用于保護(hù)建筑物的表面，延長(zhǎng)其使用壽命。高分子材料在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用合成纖維滌綸、錦綸、腈綸等合成纖維耐用、易洗、不易起皺廣泛用于服裝、地毯、窗簾等功能性纖維吸濕排汗、防紫外線、抗菌防臭運(yùn)動(dòng)服飾、戶(hù)外用品、醫(yī)療紡織紡織工藝高分子材料的加工特性可紡性、可染性、可加工性高性能纖維碳纖維、芳綸纖維高強(qiáng)度、高模量、耐高溫航空航天、軍事裝備高分子材料的回收利用1減少環(huán)境污染高分子材料的回收可以減少垃圾填埋量，降低環(huán)境污染。2節(jié)約資源回收利用可以節(jié)省原材料開(kāi)采，減少能源消耗，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。3循環(huán)經(jīng)濟(jì)將廢棄的高分子材料重新利用，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。4技術(shù)革新回收利用需要不斷改進(jìn)技術(shù)，提高回收效率，降低成本。高分子材料的可持續(xù)發(fā)展減少環(huán)境污染高分子材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢棄物和污染?？沙掷m(xù)發(fā)展需要減少?gòu)U棄物并降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。提高資源利用率高分子材料的可持續(xù)發(fā)展需要提高資源利用率，減少對(duì)有限資源的消耗。這可以通過(guò)回收利用和重復(fù)使用等措施實(shí)現(xiàn)。開(kāi)發(fā)新材料可持續(xù)發(fā)展需要開(kāi)發(fā)新材料，例如生物基高分子材料和可降解高分子材料，以替代傳統(tǒng)的高分子材料。優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化高分子材料的設(shè)計(jì)，使它們更容易回收或降解。這將有助于減少?gòu)U棄物并提高材料的可持續(xù)性。高分子材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)智能材料響應(yīng)外界刺激變化，具有自修復(fù)、自感知功能。生物降解材料環(huán)境友好型，可被微生物降解，減少環(huán)境污染。納米高分子材料尺寸小，表面積大，具有優(yōu)異的光、電、磁性能。3D打印高分子材料可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，具有廣泛的應(yīng)用前景。高分子行業(yè)的社會(huì)責(zé)任環(huán)境保護(hù)減少污染物排放，提高生產(chǎn)效率，開(kāi)發(fā)可降解材料。資源利用回收利用廢棄塑料，減少資源浪費(fèi)，降低環(huán)境壓力。安全生產(chǎn)確保生產(chǎn)過(guò)程的安全，保障員工健康，杜絕安全事故發(fā)生。社會(huì)責(zé)任