00绪论 - 2013年北京化工大学高分子化学课件.ppt

1、什么是高分子？什么是高分子物理？为什么要学高分子物理？什么是高分子？Polymers are substances containing a large number of structural units joined by the same type of linkage. 高分子：由多个单元体通过化学键连接而高分子：由多个单元体通过化学键连接而成的长链分子成的长链分子聚合物（聚合物（Polymer)：多到增加或减少几个单多到增加或减少几个单元不会影响本体性质（玻璃化温度、热容、元不会影响本体性质（玻璃化温度、热容、密度、热胀系数、模量、拉伸强度、导热系密度、热胀系数、模量、拉伸强度、导热

2、系数、折光指数数、折光指数.）高分子高分子分子量高分子量高聚合物聚合物由小分子单元连接而成由小分子单元连接而成大分子大分子分子量大分子量大高聚物高聚物分子量高的聚合物分子量高的聚合物低聚物（齐聚物）：低聚物（齐聚物）： oligomer若未达到足够的长度：若未达到足够的长度：什么是高分子什么是高分子？塑料是高分子塑料是高分子什么是高分子什么是高分子？橡胶是高分子橡胶是高分子什么是高分子什么是高分子？合成纤维是高分子合成纤维是高分子什么是高分子什么是高分子？涂料、粘合剂是高分子涂料、粘合剂是高分子涂 料粘 合 剂弹弹 性性 体体塑塑 料料合 成 纤 维 天 然 聚 合 物 生 物 系 统高高 分

3、分 子子 家家 族族天然高分子天然高分子合成高分子合成高分子塑料塑料橡胶橡胶纤维纤维粘合剂粘合剂涂料涂料Cotton 棉棉Wool 羊毛羊毛Silk 丝绸丝绸Starch 淀粉淀粉Protein 蛋白质蛋白质Wood 木材木材Nature Rubber天然橡胶天然橡胶PE 聚乙烯聚乙烯PP 聚丙烯聚丙烯PVC 聚氯乙烯聚氯乙烯PC 聚碳酸酯聚碳酸酯Nylon尼龙尼龙PET聚酯聚酯PB聚丁二烯聚丁二烯PIP聚异戊二烯聚异戊二烯PIB聚异丁烯聚异丁烯PU聚氨酯聚氨酯PAN腈纶腈纶Nylon尼龙尼龙PET涤纶涤纶PP丙纶丙纶PU氨纶氨纶PVAc聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯PAM聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯Ins

4、ulationEasy moldingExtremely light weight 重量轻重量轻TransparencyColorability 色彩色彩High Toughness 高韧性高韧性High Elasticity 高弹性高弹性Chemical resistance 化学惰性化学惰性一般性质一般性质绝缘绝缘易加工易加工透明透明什么是高分子物理什么是高分子物理物理：运动的物质和物质的运动物理：运动的物质和物质的运动 (亚里士多德亚里士多德)高分子物理：运动的高分子和高分子的运动高分子物理：运动的高分子和高分子的运动高分子物理的使命：高分子物理的使命：揭示聚合物的结构特征及分子运动规律

5、揭示聚合物的结构特征及分子运动规律结构和运动有其特殊性结构和运动有其特殊性结构结构性能性能学习了普通物理学习了普通物理为什么还要学习高分子物理？为什么还要学习高分子物理？为什么要学习高分子物理为什么要学习高分子物理?1.有根据需要提根据需要提出性能要求出性能要求根据性能提出结根据性能提出结构和运动规律构和运动规律指导大分子设计合成指导大分子设计合成指导加工指导加工铁路高速公路电子封装石油工业弹头弹头推推进进剂剂发动机壳发动机壳(复合材料）复合材料）衬层衬层烧蚀层烧蚀层菲尔普斯博尔特伊辛巴耶娃第零个里程碑：第零个里程碑：天然高分子的科学应用天然高分子的科学应用1839年，年，Goodyear，发

6、明橡胶硫化，发明橡胶硫化1842年，汉科克发明炼胶机年，汉科克发明炼胶机橡树之泪橡树之泪1869 年，美国的海厄特年，美国的海厄特(John Wesley Hyatt,1837-1920)把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料出了第一种人工合成塑料“赛璐珞赛璐珞”(cellulose)。 1887 年，年，Count Hilaire de Chardonnet用硝化纤用硝化纤维素的溶液进行纺丝，维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。制得了第一种人造丝。 蚕说：还是人类有能耐蚕说：还是人类有能耐第一个里程碑第一个里

7、程碑Hermann Staudinger1920年，年，Staudinger发表了发表了论聚合论聚合，宣，宣告了高分子科学的诞告了高分子科学的诞生生 第二个里程碑第二个里程碑Paul J. Flory (19101985)由于在高分子科学由于在高分子科学领域，尤其在高分领域，尤其在高分子物理性质与结构子物理性质与结构的研究方面取得巨的研究方面取得巨大成就，大成就，1974年获年获诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖 法国科学家法国科学家Pierre Gilles de Gennes成成功地将研究简单功地将研究简单体系中有序现象体系中有序现象的方法推广到高的方法推广到高分子、液晶等复分子、液晶等复杂体系，杂

8、体系，1991年被年被授予诺贝尔物理授予诺贝尔物理学奖学奖 第三个里程碑第三个里程碑Pierre Gilles de Gennes,19322007Levels of protein structure. This figure summarizes the four levels of structure, using the molecule hemoglobin, a tetramer of myoglobin like chains.HHRHOR一级结构构型二级结构局部构象三级结构整链构象四级结构链的堆砌高分子物理研究内容高分子物理研究内容各级结构各级结构各种运动各种运动作业作业: 每

9、两周交一次作业每两周交一次作业 (10%)答疑答疑: 1、课前课后、课前课后 2、写信、写信 3、作业后作业后 考试：期中考试：第一、二单元考试：期中考试：第一、二单元 (30%) 期末考试：全部五个单元期末考试：全部五个单元 (60%)教材教材聚合物物理学聚合物物理学励杭泉，张晨励杭泉，张晨 编编化学工业出版社化学工业出版社教材一：聚合物物理学教材一：聚合物物理学 励杭泉励杭泉 张晨张晨受受 力力受受 热热环境环境 结结 构构 溶液溶液 本体本体 化学结构化学结构 凝聚态凝聚态玻璃化转变玻璃化转变 熔融转变熔融转变 橡胶弹性橡胶弹性 粘弹性粘弹性 屈服与断裂屈服与断裂教材的教学内容教材的教学

10、内容高分子物理高分子物理金日光，华幼卿主编金日光，华幼卿主编化学工业出版社化学工业出版社参考书参考书教材的教学内容教材的教学内容教材一：高分子物理教材一：高分子物理 金日光金日光 华幼卿华幼卿 结构结构性能性能分子运动分子运动转变与松弛转变与松弛分子链分子链凝聚态凝聚态溶溶 液液力力 学学流流 变变其其 它它参考书参考书高聚物的结构与性能高聚物的结构与性能马德柱，何平笙等马德柱，何平笙等科学出版社科学出版社参考书参考书高分子物理高分子物理何曼君，陈维孝，董西侠编何曼君，陈维孝，董西侠编复旦大学出版社复旦大学出版社参考书参考书绪论绪论 第一单元第一单元化学结构化学结构第二单元第二单元聚合物热力学聚合物热力学 第三单元第三单元聚合物运动学聚合物运动学第四单元第四单元 聚合物有序结构聚合物有序结构第五单元第五单元极限力学性能极限力学性能课程内容安排课程内容安排完