《先进有机高分子材料》课件

先进有机高分子材料本课程将深入探讨先进有机高分子材料的科学知识，涵盖其基本特性、分类、性能指标、加工工艺、应用领域以及未来发展趋势通过本课程的学习，您将对有机高分子材料在各个领域的应用有更深入的了解，并具备对相关材料进行分析和评价的能力课程目标与学习要求课程目标学习要求

1.掌握有机高分子材料的基本概念和理论知识

2.了解有机高分

1.认真阅读教材和相关文献

2.积极参与课堂讨论和实验操作子材料的分类、性能指标和应用领域

3.学习有机高分子材料的

3.完成作业和期末考试

4.鼓励学生进行自主学习和探索研究加工工艺和改性技术

4.培养学生对先进有机高分子材料的研发和应用的兴趣课程大纲概览第一部分1有机高分子材料概述第二部分2高性能工程塑料第三部分3特种功能高分子第四部分4高分子材料加工工艺第五部分5材料测试与表征第六部分6材料老化与防护什么是有机高分子材料定义有机高分子材料是指由碳原子为主链，通过共价键连接而成的长链状或网状结构的物质特点

1.分子量大

2.结构复杂

3.物理性能多样

4.可加工性强高分子材料的基本特性物理特性化学特性

1.机械性能（强度、韧性、硬度等）

2.热性能（熔点、玻璃化转

1.稳定性（耐热性、耐酸碱性等）

2.可降解性（生物降解、化学变温度等）

3.光学性能（透明度、折射率等）

4.电学性能（电阻降解等）

3.极性（亲水性、疏水性等）

4.功能性（导电性、光敏率、介电常数等）性等）高分子材料的分类方法按结构分类线性、支按组成分类同质聚合按应用分类工程塑料化、交联物、共聚合物、嵌段聚、橡胶、纤维、薄膜合物高性能工程塑料简介耐高温高强度耐高温环境，性能稳定具有优异的力学性能1243尺寸稳定性好耐腐蚀尺寸变化小，易于加工抗化学物质腐蚀聚酰胺（）材料详解PA尼龙1最常见的PA材料芳香族聚酰胺2具有更优异的耐热性和机械强度半芳香族聚酰胺3兼具尼龙和芳香族聚酰胺的优势材料的结构特点PA重复单元链结构氢键由酰胺基-CONH-连接而成线性结构，具有较强的结晶性分子间形成氢键，提高强度和熔点材料的性能指标PA100强度高拉伸强度，抗冲击性好120耐磨性耐摩擦和磨损80耐热性熔点高，耐高温环境95耐化学性耐油、耐溶剂材料的应用领域PA汽车工业电子行业纺织行业发动机罩、保险杠、车门等手机外壳、电脑外壳、连接器等尼龙纤维，制成服装、地毯、绳索等聚醚醚酮（）材料PEEK高性能工程塑料1具有优异的耐热性、机械强度和化学稳定性应用广泛2航空航天、医疗器械、石油化工等领域生物相容性好3可用于医疗器械和植入材料材料的分子结构PEEK醚键酮基链结构醚键-O-连接苯环和酮基酮基-CO-连接两个苯环刚性链结构，具有高熔点和强度材料的加工工艺PEEK注塑成型挤出成型适用于制作复杂形状的制品用于生产管材、板材等粉末冶金适用于制作高精度部件材料的应用实例PEEK航空航天医疗器械石油化工发动机叶片、机身结构件等人工关节、骨钉、导管等耐腐蚀管道、阀门等液晶高分子（）LCP高刚性耐高温1具有高强度和高模量熔点高，耐高温性能好2电绝缘性好4低吸水率3适用于电子元件和器件尺寸稳定性好，不易变形的分子排列特征LCP液晶相取向性各向异性分子排列有序，类似液晶态分子排列方向一致，提高材料强度不同方向的性能存在差异的性能优势LCP150强度拉伸强度高，抗冲击性强180耐热性熔点高，可在高温环境下使用90尺寸稳定性吸水率低，尺寸不易变化98电绝缘性电阻率高，适用于电子元件在电子行业的应用LCP手机电脑液晶显示器天线、连接器、外壳等连接器、电路板等偏光板、背光板等导电高分子材料定义指具有导电性能的有机高分子材料特点

1.导电率可调

2.加工性能好

3.可生物降解

4.应用广泛导电机理解析共轭体系电荷载流子导电性分子中存在交替单键和双键，形成共轭通过共轭体系的电荷转移，形成电荷载电荷载流子的移动，使材料具有导电性体系流子聚苯胺的特性与应用特性

1.导电率可调

2.环境响应性强

3.耐腐蚀性好

4.易于加工应用

1.防腐蚀涂料

2.电池电极材料

3.传感器材料

4.电子元件聚吡咯的研究进展合成方法1发展了多种聚吡咯的合成方法性能优化2通过改性技术提高其导电性和稳定性应用研究3在电池、传感器、显示器等领域取得突破智能高分子材料响应性对环境刺激（温度、光、pH等）敏感可控性可实现材料的形状、尺寸、性能等变化应用广泛生物医药、传感器、智能控制等领域形状记忆高分子定义机制应用指能够在特定温度或其他条件下恢复其通过可逆的相变或化学反应来实现形状

1.医用植入材料

2.自修复材料

3.智能传原始形状的材料记忆感器温敏性高分子特点温度变化时，材料的溶解性或形态发生变化应用

1.药物控释

2.生物传感器

3.智能涂层光敏性高分子对光照敏感，发生光化学反应用于光刻技术、光敏树脂等响应性高分子pH碱性环境2材料收缩或保持稳定酸性环境1材料发生溶胀或降解应用

31.药物控释

2.生物传感器

3.智能涂层生物医用高分子材料定义指用于医疗和生物领域的特殊高分子材料特点

1.生物相容性好

2.可降解性

3.具有生物功能应用

1.人工器官

2.药物载体

3.组织工程生物相容性概念定义评价指标指材料与生物体之间能够相互兼容，不引起机体的排斥反应

1.细胞毒性

2.免疫反应

3.血液相容性

4.组织相容性可降解高分子材料定义降解方式指能够在生物体或环境中逐渐分

1.水解降解

2.酶降解

3.光降解解成无害物质的材料

4.生物降解应用

1.医用缝合线

2.生物可吸收支架

3.包装材料药物控释系统原理1利用高分子材料的特性控制药物释放速度优势

21.延长药物作用时间

2.提高治疗效果

3.减少副作用应用

31.口服药物

2.注射药物

3.植入药物组织工程支架材料功能应用为细胞生长提供三维支架，促进组织再生

1.骨骼修复

2.血管修复

3.软骨修复功能性膜材料定义指具有特殊功能的薄膜材料特点

1.选择透过性

2.高效率

3.耐用性应用

1.分离膜

2.传感器

3.生物材料分离膜技术原理应用优势利用膜的选择透过性，将不同物质分离

1.水处理

2.气体分离

3.药物分离

1.能耗低

2.操作简单

3.环境友好气体分离膜应用领域

1.空气分离

2.天然气提纯

3.废气处理膜材料

1.聚酰胺膜

2.聚合物混合膜

3.无机膜水处理膜

1.反渗透膜

2.纳滤膜

3.超滤膜

4.微用于海水淡化、污水处理、饮用水净滤膜化等燃料电池膜功能材料允许质子通过，阻止电子和燃料气体通

121.磺酸型膜

2.磷酸型膜

3.碱性膜过高分子复合材料定义由两种或多种材料复合而成的材料，具有协同效应特点

1.综合性能优异

2.可设计性强

3.应用广泛纤维增强复合材料增强相基体由纤维材料构成，提高材料强度和刚度由高分子材料构成，将纤维粘合在一起纳米复合材料纳米粒子基体纳米尺度的粒子，提高材料的性高分子材料，将纳米粒子分散其能中优势

1.强度高

2.阻燃性好

3.抗菌性强层状复合材料结构1由不同材料的薄层叠加而成，形成层状结构特点

21.轻质高强

2.耐腐蚀性好

3.尺寸稳定性好应用

31.航空航天

2.建筑材料

3.电子设备特种功能复合材料导电复合材料生物活性复合材料阻燃复合材料具有导电性，用于电子器件具有生物活性，用于生物医药具有阻燃性，用于安全防护高分子材料改性技术目的改善材料性能，满足特定应用需求方法

1.物理改性

2.化学改性

3.表面改性物理改性方法填料改性增塑改性共混改性添加填料，提高材料强度和耐热性添加增塑剂，提高材料柔韧性和加工性将两种或多种高分子材料混合，改善材能料性能化学改性方法接枝改性交联改性将不同类型的单体接枝到高分子使高分子链之间形成交联结构，链上提高材料强度降解改性通过降解反应改变材料的分子量和性能表面改性技术等离子体处理，改变材表面涂层，改善材料的表面接枝，赋予材料新料表面性质耐腐蚀性、耐磨性等的功能高分子材料加工工艺注塑成型适用于制作形状复杂、尺寸精确的制品挤出成型用于生产管材、板材、薄膜等压制成型适用于制作形状简单的制品，如板材、片材等注塑成型技术原理特点将熔融状态的高分子材料注入模具中，冷却成型

1.生产效率高

2.制品尺寸精度高

3.可加工性强挤出成型工艺原理特点将熔融状态的高分子材料通过模具挤出成型

1.生产效率高

2.可连续生产

3.适合生产长条形制品压制成型方法将高分子材料在模具中加热加压，使适用于生产板材、片材、管材等其成型材料测试与表征目的测试材料的物理、化学性能，了解其结构和性质方法

1.机械性能测试

2.热分析方法

3.光谱分析技术

4.显微分析方法机械性能测试拉伸强度弯曲强度冲击强度硬度材料在拉伸断裂时的最大应材料在弯曲断裂时的最大应材料抵抗冲击的能力材料抵抗硬物压入的能力力力热分析方法差示扫描量热法（）热重分析法（）DSC TGA测定材料的熔点、玻璃化转变温测定材料在加热过程中的质量变度等化动态力学分析法（）DMA研究材料的粘弹性光谱分析技术红外光谱，用于分析材核磁共振谱，用于分析X射线衍射，用于分析料的化学结构材料的分子结构材料的晶体结构显微分析方法扫描电子显微镜（）SEM2获得材料表面的高分辨率图像光学显微镜1观察材料的微观结构和形貌透射电子显微镜（）TEM3观察材料的内部结构材料老化与防护定义指材料在环境因素作用下，性能逐渐下降的过程影响因素

1.温度

2.湿度

3.光照

4.氧气

5.污染物环境因素影响热老化光老化湿老化高温加速材料降解，降低性能紫外线照射加速材料氧化降解潮湿环境加速材料水解降解防老化技术添加剂表面处理材料选择添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等进行表面涂层或改性，提高材料的耐选择耐老化性能好的材料候性使用寿命预测方法

11.加速老化试验

2.寿命模型目的2预测材料的使用寿命，提高产品可靠性。