《高分子化学B》课件

高分子化学B探讨高分子材料的结构、性质及其在各种应用领域的广泛用途涵盖了高分子的合成、表征、性能预测、加工等内容课程简介课程概要知识重点本课程是对高分子化学的综合性课程着重于高分子的分子结构、学习包括高分子的定义、分类、取向、结晶、溶液性质以及测定,结构以及性质等内容方法等实践应用前沿趋势同时也会介绍高分子材料的重要最后课程还将展望高分子化学,应用如塑料、橡胶、纤维等的未来发展趋势,课程目标掌握基础知识培养实践能力培养创新思维通过系统学习高分子化学的基本概念、性质通过实验操作训练提高学生运用知识解决鼓励学生积极思考、讨论培养分析问题和,,和应用为后续深入学习奠定基础实际问题的能力创新的能力,高分子的定义分子量大结构多样高分子是由许多相同或不同的基高分子可以是线性的、分支的或本结构单元通过共价键连接而成网状的具有不同的空间构象从而,,的大分子化合物其分子量通常表现出丰富的性能特征在几千到几百万之间广泛应用高分子广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等领域在人类生活中,扮演着重要角色高分子的分类天然高分子合成高分子半合成高分子生物可降解高分子包括蛋白质、核酸、多糖等通过人工合成反应制备而成在天然高分子的基础上进行化能够被微生物分解为小分子,,,是生物体内的重要组成部分如塑料、橡胶等广泛应用于学修饰而得具有天然高分子在环境中可以循环利用具有,,,,具有独特的生物学功能工业和日常生活的某些性质和合成高分子的可可持续发展的特点塑性线性高分子和网状高分子线性高分子线性高分子分子链条呈直线状分子间仅通过范德华力等次级键,相互作用具有较好的可加工性和流动性,网状高分子网状高分子分子链条呈网状交叉结构通过共价键相互连接具有,,高强度、耐热等特性但可加工性较差,共聚物共聚物是由两种或多种不同的单体单元组成的高分子可以兼具,多种性能优点高分子的特性分子结构链状结构高分子材料由巨大的重复单元组成，高分子通常呈现长链状的分子结构，具有复杂的分子结构结构不同会导这赋予了它们独特的物理和化学性质致材料特性的差异玻璃化转变流变性高分子材料在特定温度下会发生玻璃高分子材料在加热或外力作用下会发化转变改变了材料的硬度、强度等性生变形和流动这种流变性赋予了它们,,能独特的加工性能高分子的结构高分子是由大量重复的小分子单体通过共价键连接而成的大分子它们可以呈线性、分支或网状等不同的结构形式并具有独特的物理和化学性质高分子结构,的复杂性决定了其广泛的应用从聚酯到蛋白质都属于高分子化合物,共价键和二级结构共价键二级结构共价键是由两个原子之间共享电子而形成的化学键这种键合方高分子的二级结构指的是沿着主链的局部有序排列如螺旋状、折,式在高分子中起着关键作用确保了高分子链的结构稳定性和机械叠等构象这种结构对高分子的物理性质有重要影响如结晶度和,,强度玻璃转移温度高分子的取向和结晶取向性结晶性高分子链条可以通过受力或外界高分子具有一定的结晶性，结晶作用而获得特定的取向性，从而度的高低影响材料的强度、硬度、影响材料的机械、光学和电学性热稳定性等性质能影响因素高分子的取向和结晶度受到分子结构、分子量、温度等多种因素的影响合理调控这些因素可以优化材料性能高分子溶液的性质浓度高分子溶液的浓度决定了其粘度和渗透压等性质浓度过高会导致物理性能下降粘度高分子溶液粘度高体现了其独特的流变学性质受分子量和构象的影响,,渗透性高分子溶液渗透压低反映了大分子在溶液中的扩散性可用于测量分子量,,高分子的分子量和分布分子量的重要性分子量分布概念12高分子的分子量是影响其性质高分子不会完全均一而是存在,和性能的关键因素直接决定了分子量分布即不同大小的分子,,高分子材料的应用共存分子量分布的影响分子量测定方法34分子量分布的宽窄会影响高分通过渗透压、光散射、粘度等子的物理性质、加工性能和使方法可以测定高分子的平均分用性能子量平均分子量10M平均数分子量以数量为基准的平均分子量20M重量平均分子量以质量为基准的平均分子量15K黏度平均分子量通过测量黏度得到的平均分子量高分子材料的平均分子量是表征其分子量大小和分布的重要指标有多种计算方法如数均分子量、重均分子,量和黏度平均分子量能反映不同的分子量特征准确测定平均分子量对于理解和控制高分子的性能至关重要,粘度平均分子量粘度平均分子量是利用高分子溶液的粘度与溶质浓度和分子量的关系来测定的平均分子量它可以反映高分子溶液中大分子的平均规模测定粘度平均分子量的优点是操作简单、测试快速适用于各类高分子化合物,特点反映了高分子溶液中大分子的平均尺度优点操作简单、测试快速、适用于各类高分子应用可用于聚合物性能评价和分子量分布分析重均分子量数均分子量高分子的测定方法凝胶渗透色谱法光散射法粘度法通过测量高分子分子在凝胶柱中的流动速度利用高分子溶液散射光的强度和角度关系通过测量高分子溶液的固有粘度可以推算,,,可以估算其分子量分布这是一种快速、准可以测定高分子的平均分子量和二次维度其粘均分子量这种方法简单易行适用于,确的高分子分子量分析方法适用于测定高分子的绝对分子量大多数高分子的分子量测定渗透法和轻散射法渗透法利用高分子溶液与溶剂之间的渗透压差来测定高分子的分子量可以测定从几千到几十万的分子量光散射法利用高分子溶液对入射光线的散射程度来计算分子量可测定从几千到几百万的分子量分子量测定渗透法和光散射法都能提供高分子的平均分子量信息用于评估高分子的性质和应用,粘度法和中性粒子散射粘度分析光散射分析两种方法的比较通过测量高分子溶液的粘度可以间接获得利用中性粒子散射法可以直接测量高分子在粘度分析简单快捷但需要建立经验公式光,,;其分子量信息不同分子量的高分子在溶液溶液中的分子量当入射光线照射到高分子散射更加精确但需要专业仪器两种方法,中流动时会产生不同的阻力从而表现出不溶液时会产生特定的散射模式通过分析这各有优缺点需要根据实际情况选择合适的,,,,同的粘度特性种散射特性就可以推算出分子量分析技术热失重分析热失重分析原理测试温度范围12通过测量样品在加热过程中的一般从室温到℃或更高温800质量变化可以分析材料的组成度涵盖了大部分高分子材料的,,和热稳定性热分解范围分析应用数据解释34广泛应用于高分子材料、陶瓷、通过分析失重曲线可以获得材,金属、矿物等样品的分析可揭料的分解温度、热稳定性、组,示材料的热性能成等重要信息差示扫描量热法原理应用优势差示扫描量热法测量物质吸收或释放热广泛应用于高分子材料的研究可以测灵敏度高样品用量少能在氮气、氧气,,,量的过程能够检测材料的相变、热分定玻璃化转变温度、熔融点、结晶度等或真空等气氛下进行测试操作简单可,,解、氧化还原反应等重要性能参数靠高分子材料的应用塑料橡胶纤维涂料与胶粘剂高分子材料在塑料制品生产中高分子橡胶材料用于轮胎、密高分子聚合物制成的化纤如各种高分子树脂作为涂料和胶,广泛应用从日用品到航空航封件、工业制品等凭借韧性涤纶、锦纶等在服装、家纺粘剂的主要组成具有良好的,,,,天塑料凭借其成本低、易加和耐磨性广受欢迎合成橡胶行业占据重要地位性能优异粘合性、耐腐蚀性和装饰性,,工等特性成为主要材料性能优于天然橡胶耐用广泛应用于建筑、工业等领域塑料包装应用建筑应用汽车应用电子电器应用塑料广泛应用于食品、日用品塑料在建筑领域中被用作管材、塑料在汽车内饰、车身等部件塑料广泛应用于电视、手机、等包装具有轻质坚固、成本低窗框、电线绝缘等具有耐腐蚀、广泛应用具有耐磨、耐用、轻电脑等电子电器产品中起绝缘、,,,,等优点绝缘性好等特点量等优势保护等作用橡胶天然橡胶合成橡胶轮胎橡胶热塑性橡胶来自橡胶树的天然橡胶是最早为解决天然橡胶供应不足的问轮胎使用的橡胶复合材料必须热塑性橡胶相比传统硫化橡胶被发现和利用的一种弹性高分题人们开发了各种合成橡胶具有出色的耐磨性、抗撕裂性具有易加工、可回收利用的优,,子材料它具有优良的耐磨性、如丁苯橡胶、氯丁橡胶等它和抗疲劳性以承受行车过程点在汽车零部件、建材等领,,耐热性和抗撕裂性们具有更好的耐候性和加工性中的巨大压力和频繁的变形域应用广泛纤维天然纤维化学纤维12天然纤维包括棉、麻、丝和毛等具有良好的透气性和柔软化学纤维包括涤纶、粘胶、氨纶等生产工艺复杂但具有优,,,度广泛应用于服装、家纺等领域异的强度和耐用性,复合纤维智能纤维34复合纤维融合了天然纤维和化学纤维的优点如莱赛尔和竹智能纤维具有感应、调节和反馈能力如导电纤维、变色纤,,纤维可以满足多样化的需求维等在电子纺织和智能服装中应用广泛,,涂料和胶粘剂高分子涂料聚氨酯胶粘剂丙烯酸酯树脂涂料高分子涂料采用改性的聚合物树脂作为主要聚氨酯胶粘剂具有优异的黏接强度、耐化学丙烯酸酯树脂涂料具有出色的耐候性和颜色成分具有良好的耐久性、防腐性和遮盖力品性和耐温性常用于金属、塑料、木材等稳定性被广泛应用于汽车、家具和工业设,,,,广泛应用于建筑、工业和汽车等领域材料的粘接备的装饰和保护生物医用高分子生物相容性生物降解性生物医用高分子必须具备良好的一些高分子材料可以在人体内缓生物相容性能够在人体内安全使慢降解无需二次手术即可被吸收,,用不会引起排斥反应和代谢,功能性应用广泛生物医用高分子可以根据具体应从义肢到眼镜片再到药物释放系,用设计功能性如机械强度、弹性、统生物医用高分子正在不断拓展,,导电性等应用领域未来发展趋势绿色环保智能功能12未来高分子材料将更加重视环高分子材料将具备自修复、自保性和可持续发展减少对环境感应等智能功能为日常生活带,,的影响来更多便利生物医用前沿应用34生物相容性高分子材料在医用高分子材料在新能源、航天航领域将有更广泛应用如人工器空等前沿领域将有重大突破和,官、生物敷料等创新应用。