高分子化学-ppt课件.ppt
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- 高分子 化学 ppt 课件
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1、2 聚乙烯丙纶高分子聚乙烯丙纶高分子 防水胶防水胶 复合防水卷材复合防水卷材 3我被高分子我被高分子包围了呀!包围了呀!酚醛塑料酚醛塑料涤纶涤纶聚氯乙烯聚氯乙烯有机玻璃有机玻璃聚苯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯塑料塑料聚丙烯聚丙烯第一部分第一部分 高分子材料简介高分子材料简介第二部分第二部分 天然纤维与合成纤维天然纤维与合成纤维第三部分第三部分 塑料瓶底的数字密码塑料瓶底的数字密码第四部分第四部分 可降解与吸收高分子材料可降解与吸收高分子材料第五部分第五部分 高分子化学发展简史高分子化学发展简史第一部分第一部分 高分子材料简介高分子材料简介6又称高分子化合物、大分子化合物、又称高分子化合物、
2、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。高分子、大分子、高聚物、聚合物。 Macromolecules, Polymer什么是高分子什么是高分子?高分子是指由高分子是指由多种原子多种原子以相同的、以相同的、多次重复的多次重复的结构单元结构单元并主要由并主要由共价共价键连接键连接起来的、通常是相对起来的、通常是相对分子量分子量为为的化合物的化合物。塑料塑料相对分子相对分子质量质量/万万纤维纤维相对分子相对分子质量质量/万万橡胶橡胶相对分子相对分子质量质量/万万HDPE6 30涤纶涤纶1.82.3天然橡胶天然橡胶2040PVC515尼龙尼龙-661.21.8丁苯橡胶丁苯橡胶1520PS103
3、0维尼纶维尼纶67.5顺丁橡胶顺丁橡胶2530PC26纤维素纤维素50100氯丁橡胶氯丁橡胶1012表表1 常见聚合物的相对分子质量常见聚合物的相对分子质量高分子材料简介CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClCl 根据高分子的实际用途,可将其分为根据高分子的实际用途,可将其分为塑料、塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功能高分子橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功能高分子六大类。六大类。 橡胶橡胶具有良好的延伸性和回弹性,弹性模具有良好的延伸性和回弹性,弹性模量较低。橡胶大多为热固性高分子。近年来也量较低。橡胶大多为热固性高分子。近年来也发展了发展了热塑性弹性体,热塑性弹性体,如如SBS
4、等。等。 化学纤维化学纤维在外观上为纤维状,弹性模量很在外观上为纤维状,弹性模量很高。对温度的敏感性较低,尺寸稳定性良好。高。对温度的敏感性较低,尺寸稳定性良好。重要的化学纤维高分子有涤纶树脂、尼龙、聚重要的化学纤维高分子有涤纶树脂、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯等。丙烯腈、聚氨酯等。 塑料塑料的性能一般介于橡胶和化学纤维之间。的性能一般介于橡胶和化学纤维之间。高分子的分类高分子的分类 粘合剂粘合剂的特点是对基材有很高的粘结性,通过的特点是对基材有很高的粘结性,通过其可将不同材质的材料粘合在一起。重要的粘结剂其可将不同材质的材料粘合在一起。重要的粘结剂高分子有:环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、高分
5、子有:环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚氨酯、 聚乙烯醇等。聚乙烯醇等。 功能高分子功能高分子包含了一大批高分子类型。它们是包含了一大批高分子类型。它们是一些具有特殊功能的高分子,如一些具有特殊功能的高分子,如导电性、感光性、导电性、感光性、高吸水性、高选择吸附性、药理功能、医疗功能等高吸水性、高选择吸附性、药理功能、医疗功能等。是近年来高分子研究中最活跃的领域。是近年来高分子研究中最活跃的领域。 涂料涂料的基本特点是在一定条件下能成的基本特点是在一定条件下能成膜,对基材起到装饰和保护作用。大部分高膜,对基材起到装饰和保护作用。大部分高分子均可用作涂料。重要的涂料高分子有:分子均可
6、用作涂料。重要的涂料高分子有:聚丙烯酸酯、聚酯树脂、氨基树脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酯树脂、氨基树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂有机硅树脂等。醇酸树脂、酚醛树脂有机硅树脂等。高吸水性树脂太阳能电池原型器件演示太阳能电池原型器件演示ITO/PEDOT-PSS/CO-5+PCBM(1:1)/Mg/Al户户外外太太阳阳光光照照模模拟拟太太阳阳光光柔性太阳柔性太阳电池器件电池器件性性质质和和用用途途塑料塑料纤维纤维橡胶橡胶涂料涂料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为基体材料,添加其它助剂(增塑剂、润滑剂、填料、抗氧剂以聚合物为基体材料,添加其它助剂(增塑剂、润滑剂、填料、抗氧剂等),经加工形成的
7、可进行塑性加工的高分子材料等),经加工形成的可进行塑性加工的高分子材料。如:如:“四烯四烯”以聚合物为基体材料加入适当种类和适当数量的助剂(如硫化剂、硫以聚合物为基体材料加入适当种类和适当数量的助剂(如硫化剂、硫化促进剂、防老剂、填料等),经过塑练,使其具有可塑性,加热加化促进剂、防老剂、填料等),经过塑练,使其具有可塑性,加热加压交联后成为具有高弹性的材料。如:压交联后成为具有高弹性的材料。如:“四胶四胶”以聚合物为基体材料加入适当助剂(溶剂、防静电剂、柔顺剂和燃料等)以聚合物为基体材料加入适当助剂(溶剂、防静电剂、柔顺剂和燃料等)配制成的可以进行抽丝加工的高分子材料。配制成的可以进行抽丝加
8、工的高分子材料。如:如:“六纶六纶”涂于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料。涂于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料。指具有良好的粘合性能,可将两种相同或不相同的物体粘接在一起指具有良好的粘合性能,可将两种相同或不相同的物体粘接在一起的连接的连接聚合物聚合物材料。材料。指高分子主链和侧链上带有反应性功能基团,并具有可逆或不指高分子主链和侧链上带有反应性功能基团,并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子。可逆的物理功能或化学活性的一类高分子。具有特殊功能与用具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料。途但用量不大的精细高分子材料。高高 分分 子子 的
9、的 分分 类类高分子材料简介13四大塑料四大塑料“四烯四烯”聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯合成纤维合成纤维“六纶六纶”涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶合成橡胶合成橡胶“四胶四胶” 顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶 聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是经过聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是经过聚合反应得到的高分子化合物。聚合反应得到的高分子化合物。我们使用的聚合物产品,我们使用的聚合物产品,大都来自于这样高塔林立的大都来自于这样高塔林立的w 合成高分子材料已与钢铁、木材及水泥
10、并合成高分子材料已与钢铁、木材及水泥并列为材料领域的四大支柱。列为材料领域的四大支柱。w 高分子材料已经广泛应用于国民经济和生高分子材料已经广泛应用于国民经济和生活的各个领域,在电子信息、航空航天、活的各个领域,在电子信息、航空航天、生物医药及其它特殊功能材料领域发挥着生物医药及其它特殊功能材料领域发挥着重要的作用。重要的作用。Triple threat. Multifunctional nanoparticles can combine tumor-seeking sensors, imaging agents, and toxins that kill cancer cells.新型聚合物
11、药物载体的发展将大大有利于癌症、心脑血管等疾病的诊断及治疗第二部分第二部分 天然纤维与化学纤维天然纤维与化学纤维2.1 什么是纤维什么是纤维? 纤维纤维是指长度比直径大千倍以上,直径只是指长度比直径大千倍以上,直径只有几微米或几十微米,并且具有一定柔韧性的有几微米或几十微米,并且具有一定柔韧性的纤维物质。纤维物质。纺织纺织纤维纤维的分的分类类天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维植物性纤维(纤维素纤维)植物性纤维(纤维素纤维)棉、麻棉、麻动物性纤维(蛋白质纤维)动物性纤维(蛋白质纤维)毛、蚕丝毛、蚕丝人造纤维人造纤维合成纤维合成纤维2.2 天然纤维天然纤维棉纤维(棉纤维(cotton):): 从棉花
12、籽里蹦出來的棉纤维个性随和从棉花籽里蹦出來的棉纤维个性随和,很容易被染成各种颜色,而且棉纤维,很容易被染成各种颜色,而且棉纤维很透气又特别吸汗,是大多数很透气又特别吸汗,是大多数內衣的主內衣的主要用料要用料。除此之外,棉纤维的耐用也是。除此之外,棉纤维的耐用也是公认的,家里常用的床单、毛巾、窗帘公认的,家里常用的床单、毛巾、窗帘布,都是它的杰作!布,都是它的杰作!天然纤维的来源:天然纤维的来源: 麻皮、棉花、羊毛、蚕丝麻皮、棉花、羊毛、蚕丝天然纤维:自然界生长的纤维材料,可以直接用天然纤维:自然界生长的纤维材料,可以直接用来纺纱织布。来纺纱织布。麻纤维(麻纤维(linen):): 从麻的茎杆中
13、抽离出来的麻纤维,个性有棱有从麻的茎杆中抽离出来的麻纤维,个性有棱有角,从它表面上角,从它表面上粗粗细细的特殊质感粗粗细细的特殊质感中,就可看出中,就可看出一二。但是麻纤维十分容易长皱纹,所以看起来总一二。但是麻纤维十分容易长皱纹,所以看起来总是特別老,只要记得用熨斗整烫一番,就可以帮助是特別老,只要记得用熨斗整烫一番,就可以帮助它恢复青春。最后再告诉你,麻纤维的特性十分通它恢复青春。最后再告诉你,麻纤维的特性十分通风凉爽,适合夏天穿著。风凉爽,适合夏天穿著。蚕丝纤维(蚕丝纤维(silk):): 由蚕宝宝吐丝后的纤维制成的丝纤维,浑然天成由蚕宝宝吐丝后的纤维制成的丝纤维,浑然天成地散发着美丽光
14、泽,是全球公认地散发着美丽光泽,是全球公认最华贵的纤维最华贵的纤维。可。可以织成夏天透明的纱,也可以制成冬天丝质的厚外以织成夏天透明的纱,也可以制成冬天丝质的厚外套。为了宝贝丝纤维光滑的外观,千万不能用力拉套。为了宝贝丝纤维光滑的外观,千万不能用力拉扯或刮伤。扯或刮伤。羊毛纤维(羊毛纤维(wool):): 来自羊毛的羊毛纤维,能带来温暖与蓬松的舒适来自羊毛的羊毛纤维,能带来温暖与蓬松的舒适感。所以冬天的大衣、围巾、西装等衣服,几乎少感。所以冬天的大衣、围巾、西装等衣服,几乎少不了羊毛纤维。不了羊毛纤维。羊毛纤维水洗会缩水羊毛纤维水洗会缩水。v绵羊毛绵羊毛v“澳毛澳毛”,属于美利奴种绵羊,产于澳
15、大利亚,属于美利奴种绵羊,产于澳大利亚,因而得名。其毛纤维细而长,是绵羊毛中最优质的因而得名。其毛纤维细而长,是绵羊毛中最优质的品种。品种。w 山羊山羊原绒里含有各种杂质和粗毛,需要经过特原绒里含有各种杂质和粗毛,需要经过特殊的洗净、分类、梳理,才能得到纯净的羊绒殊的洗净、分类、梳理,才能得到纯净的羊绒原料,再经过纺纱、纺造、后整理,制成羊绒原料,再经过纺纱、纺造、后整理,制成羊绒衫。衫。一只绒山羊每年产绒仅一只绒山羊每年产绒仅200克克。w 羊绒纤维纤细、柔软,其面料手感柔软、滑糯,羊绒纤维纤细、柔软,其面料手感柔软、滑糯,光泽柔和,较同样厚度的羊毛面料相比重量轻光泽柔和,较同样厚度的羊毛面
16、料相比重量轻很多,且多为绒面风格,特别适合做毛衫,内很多,且多为绒面风格,特别适合做毛衫,内衣,披肩等,贴身穿着时,轻、软、柔、滑,衣,披肩等,贴身穿着时,轻、软、柔、滑,非常舒适,是任何纤维所无法比拟的。非常舒适,是任何纤维所无法比拟的。v羊绒羊绒开司米(CASHMERE)藏藏 羚羚 羊羊青藏高原上的精青藏高原上的精灵,生命的奇迹!灵,生命的奇迹! 纤维皇后纤维皇后绒之王绒之王1公斤藏羚羊生绒价格可达公斤藏羚羊生绒价格可达10002000美元,而一条用美元,而一条用300400克藏羚羊绒织成的围巾价格则高达克藏羚羊绒织成的围巾价格则高达500030000美元。美元。 天然纤维的限制天然纤维的
17、限制1、棉和麻的种植受地理位置、气候和土壤的限制。、棉和麻的种植受地理位置、气候和土壤的限制。2、羊的放牧需要足够的草场,产量小。、羊的放牧需要足够的草场,产量小。3、蚕的饲育需要大量人工,受桑树种植条件的限制。、蚕的饲育需要大量人工,受桑树种植条件的限制。同样是纤维素构成的材料,为什么棉花和麻可以纺纱同样是纤维素构成的材料,为什么棉花和麻可以纺纱织布,而树皮、木头、竹子等却不能呢?织布,而树皮、木头、竹子等却不能呢?2.3 化学纤维化学纤维化学纤维化学纤维是用天然的或人工合成的高分子物质经是用天然的或人工合成的高分子物质经化学、机械加工而制得的纤维。化学、机械加工而制得的纤维。(一)从天然纤
18、维到合成纤维(一)从天然纤维到合成纤维 蜘蛛结网、桑蚕吐丝蜘蛛结网、桑蚕吐丝 18世纪的梦世纪的梦 法国物理学家兼生物学家雷阿莫法国物理学家兼生物学家雷阿莫天然纤维素天然纤维素+烧碱烧碱+二硫化碳二硫化碳 纤维素黄酸酯纤维素黄酸酯溶解于稀碱溶解于稀碱粘稠的液体粘稠的液体纺丝纺丝粘胶纤维粘胶纤维1920年年 德国德国 施陶丁格尔施陶丁格尔 剖析了天然纤维的剖析了天然纤维的结构,提出在一定的条件下,小分子可以聚合成结构,提出在一定的条件下,小分子可以聚合成纤维。纤维。1939年合成高分子化合物:锦纶年合成高分子化合物:锦纶66(尼龙(尼龙66)投入生产。投入生产。20世纪世纪80年代,合成纤维产量
19、超过天然纤维产年代,合成纤维产量超过天然纤维产量。量。(二)(二)化学纤维的分类化学纤维的分类 人造纤维人造纤维是利用是利用天然高分子化合物天然高分子化合物,如纤维素或,如纤维素或蛋白质为原料,经过一系列化学处理和机械加工而蛋白质为原料,经过一系列化学处理和机械加工而制得的纤维。制得的纤维。 合成纤维合成纤维是以是以石油、煤、石灰石、天然气、食盐、石油、煤、石灰石、天然气、食盐、空气、水以及某些农副产品空气、水以及某些农副产品等不含天然纤维的物质等不含天然纤维的物质作原料,经化学合成和加工制得的纤维。作原料,经化学合成和加工制得的纤维。 (三)(三)化学纤维的命名化学纤维的命名人造纤维人造纤维
20、的短纤维一律叫的短纤维一律叫“纤纤”(如粘纤、富纤)(如粘纤、富纤) 合成纤维合成纤维的短纤维一律叫的短纤维一律叫“纶纶”(如锦纶、涤纶)(如锦纶、涤纶) 如果是如果是长纤维长纤维,就在名称末尾加,就在名称末尾加“丝丝”或或“长丝长丝”(如粘胶丝、涤纶丝、腈纶长丝)。如粘胶丝、涤纶丝、腈纶长丝)。 混纺或交织的织品混纺或交织的织品,就按照组分的多少顺序来命名,就按照组分的多少顺序来命名,组分多的排在前,组分少的排在后。如果组分相同,就组分多的排在前,组分少的排在后。如果组分相同,就按天然纤维、合成纤维、人造纤维的顺序排列。例如,按天然纤维、合成纤维、人造纤维的顺序排列。例如,6565的棉花、的
21、棉花、3535的涤纶混纺府稠叫棉涤府稠。的涤纶混纺府稠叫棉涤府稠。(四)常见化学纤维的性能和用途(四)常见化学纤维的性能和用途1、人造纤维(、人造纤维(改造纤维或再造纤维改造纤维或再造纤维)(1 1)粘胶纤维)粘胶纤维 在在18911891年发明,年发明,19051905年投入工业生产。它吸湿年投入工业生产。它吸湿性好,容易染色,干态时的强度接近棉纤维。它性好,容易染色,干态时的强度接近棉纤维。它的的缺点缺点是是湿态时强度较低,容易变形湿态时强度较低,容易变形。它广泛用。它广泛用作棉、毛、丝绸厂的原料,常跟棉纤维、涤纶、作棉、毛、丝绸厂的原料,常跟棉纤维、涤纶、锦纶等混纺。工业上用它作制造轮胎
22、的帘子布。锦纶等混纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。 (2 2)醋酸纤维()醋酸纤维(acetateacetate) 属于人造纤维家族的醋酸纤维(以棉子绒为原属于人造纤维家族的醋酸纤维(以棉子绒为原料,经醋酐处理的人造棉),最喜欢模仿丝纤维,料,经醋酐处理的人造棉),最喜欢模仿丝纤维,所以大家都把它当作丝的替身。翻开裙子或外套的所以大家都把它当作丝的替身。翻开裙子或外套的里布就可以发现它的存在。里布就可以发现它的存在。(3 3)阿克力纤维()阿克力纤维(acrylicacrylic):): 外观看起来却与羊毛极为相似,常常有人外观看起来却与羊毛极为相似,常常有人把阿克力纤维与羊毛纤维搞错。其实
23、阿克力纤把阿克力纤维与羊毛纤维搞错。其实阿克力纤维比羊毛纤维维比羊毛纤维容易清洗、不易缩水容易清洗、不易缩水。只是有个。只是有个糟糕的毛病:糟糕的毛病:容易起小毛球且较不保暖容易起小毛球且较不保暖。2、合成纤维、合成纤维(一)合成纤维的性能(一)合成纤维的性能: :a.a.原料来源丰富原料来源丰富 苯、二甲苯、乙烯、丙烯、乙炔苯、二甲苯、乙烯、丙烯、乙炔b.b.强度高、耐磨性好强度高、耐磨性好c.c.吸水性低、不会发霉、不受虫蛀吸水性低、不会发霉、不受虫蛀d.d.耐酸耐碱性能好耐酸耐碱性能好e.e.容易产生静电、吸附灰尘容易产生静电、吸附灰尘 (二)常见的合成纤维(二)常见的合成纤维(1)结实
24、耐磨的锦纶)结实耐磨的锦纶 化学名称:聚酰胺纤维化学名称:聚酰胺纤维 商品名称:尼龙、卡普纶商品名称:尼龙、卡普纶 它在它在19351935年发明,年发明,19391939年投入工业生产。它主年投入工业生产。它主要用于生产长丝,是各种针织品和丝绸品的原料。要用于生产长丝,是各种针织品和丝绸品的原料。短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺,增强织物的短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺,增强织物的牢度。它在工业上制作渔网、降落伞,也是生产牢度。它在工业上制作渔网、降落伞,也是生产日用品牙刷、衣刷、绳索的材料。(在我国,锦日用品牙刷、衣刷、绳索的材料。(在我国,锦州化工厂首先合成这种聚酰胺)州化工厂首先合成这种
25、聚酰胺)锦纶的主要优点:锦纶的主要优点:1、耐磨性强耐磨性强 比棉花高比棉花高10倍,比羊毛高倍,比羊毛高20倍,比粘胶纤维高倍,比粘胶纤维高50倍。倍。2、强度高强度高 比棉花高比棉花高23倍,比羊毛高倍,比羊毛高45倍倍3、质量轻,耐腐蚀,不怕虫蛀,质量轻,耐腐蚀,不怕虫蛀,不霉不霉 比同体积的棉花轻比同体积的棉花轻35%4、伸缩性强伸缩性强 袜子和手套袜子和手套锦纶的主要缺点:锦纶的主要缺点:1、弹性模数比较低,易于变形。、弹性模数比较低,易于变形。2、耐光性、弹性、手感比较差,受热到、耐光性、弹性、手感比较差,受热到170开始开始软化,软化,215熔化。熔化。3、透气性和吸湿性都较差。
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