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1、关于聚苯乙关于聚苯乙烯类树脂脂现在学习的是第1页，共39页2022/10/172优点：优点：透明性高，加工流动性好，易着色，易印刷，电绝缘性、刚性都很好。缺点：缺点：韧性差、耐热性低、耐溶剂性、耐化学试剂性、耐沸水性差，且易出现应力开裂的现象。现在学习的是第2页，共39页2022/10/173加工：聚苯乙烯是通用塑料中最容易加工的品种之一，成型温度与分解温度相差大，可在很宽的温度范围内加工成型。应用：它具有成本低、刚性大、透明度好、电性能不受频率的影响等特点，因此可广泛地应用在仪仪表外壳、汽车灯罩、照明制品、各种容器、高频表外壳、汽车灯罩、照明制品、各种容器、高频电容器、高频绝缘用品、光导纤维
2、，包装材料等电容器、高频绝缘用品、光导纤维，包装材料等。现在学习的是第3页，共39页2022/10/174现在学习的是第4页，共39页2022/10/175现在学习的是第5页，共39页2022/10/176Polystyrene(PS)聚苯乙烯现在学习的是第6页，共39页2022/10/1771、聚苯乙烯的结构、聚苯乙烯的结构 聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。由于侧苯基的体积较大，有较大由于侧苯基的体积较大，有较大的位阻效应的位阻效应，而使聚苯乙烯的分子链变得而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬，刚硬，因此，玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高，且刚性脆性较大，制品易产生内应力。侧苯基的存在使聚苯乙烯的
3、化学活性聚苯乙烯的化学活性要大一些，苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。此外，侧苯基可以使主链上氢原子活化，在空气中易氧化生成过氧化物，并引起降解，因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。现在学习的是第7页，共39页2022/10/178（1）力学性能（2）热性能（3）电学性能（4）化学性能 2、聚苯乙烯的性能、聚苯乙烯的性能 聚苯乙烯为无色、无味的透明刚性固体，透光率可达透光率可达8890%，制品质硬，落地时会有金属般的响声。聚苯乙烯的密度在1.041.07之间，尺寸稳定性好，收缩率低。聚苯乙烯容易燃烧，点燃后离开火源会继续燃烧，并伴有浓烟。现在学习的是
4、第8页，共39页2022/10/179（1）力学性能 聚苯乙烯属于一种硬而脆硬而脆的材料，无延伸性，拉伸时无屈服现象。聚苯乙烯的拉伸、弯曲等常规力学性能在塑料中是很高的，但其冲击强度低其冲击强度低。（2）热性能 聚苯乙烯的耐热性能较差，热变形温度约为7095，长期使用温度为6080。聚苯乙聚苯乙烯的热电导率较低，基本不随温度的变化而变化，烯的热电导率较低，基本不随温度的变化而变化，是良好的绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广是良好的绝热保温材料。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热材料之一泛应用的绝热材料之一。现在学习的是第9页，共39页2022/10/1710（3）电学性能 聚苯乙烯是非极性的聚合
5、物聚苯乙烯是非极性的聚合物，使用中也很少加入填料和助剂，因此具有良好的介电良好的介电性能和绝缘性性能和绝缘性，其介电性能与频率无关。由于其吸湿率很低，电性能不受环境湿度的影响，现在学习的是第10页，共39页2022/10/1711（4）化学性能 聚苯乙烯的化学稳定性比较好，可耐可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油、低级醇及各种有机酸，但不耐不耐氧化酸，如硝酸和氧化剂的侵蚀。可溶于可溶于苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷以及酯类当中。此外，由于聚苯乙烯带有苯基，可使苯基位置上的氢活化，因此聚苯乙烯的耐气候性不好耐气候性不好，如果长期暴露在日光下会变色变脆，其耐光性、氧化性都较差，使用时
6、应加入抗氧剂抗氧剂。但聚苯乙烯具有较优的耐辐射性。现在学习的是第11页，共39页2022/10/172022/10/1712123、聚苯乙烯的加工性能、聚苯乙烯的加工性能 聚苯乙烯是一种无定形的聚合物，没有明显的熔点，从开始熔融流动到分解的温度范围很宽，约在120180之间，且热稳定性较好，因此，成型加工可在很宽的范围内进行。聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动聚苯乙烯由于其成型温度范围宽且流动性、热稳定性好，所以可以用多种方法加工性、热稳定性好，所以可以用多种方法加工成型，如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型成型，如注射、挤出、发泡、吹塑、热成型等。现在学习的是第12页，共39页2022/10/1
7、72022/10/171313（1 1）由于聚苯乙烯吸湿率很低吸湿率很低吸湿率很低吸湿率很低，约为0.010.2%0.010.2%，因此加工前一般不需要干燥，因此加工前一般不需要干燥，如果需要制成透明度高的制品时，才需干如果需要制成透明度高的制品时，才需干燥。燥。（2）聚苯乙烯在成型过程中，分子链易取向，但在制品冷却定型时，取向的分子链尚在制品冷却定型时，取向的分子链尚未松弛完成，因此易使制品产生内应力未松弛完成，因此易使制品产生内应力。因此，加工时除了选择合适的工艺条件及合理的模具结构外，还应对制品进行热处理热处理，热热处理的条件一般为处理的条件一般为6080下处理下处理12h。聚苯聚苯乙烯
8、的成型收缩率较低，一般为乙烯的成型收缩率较低，一般为0.20.7%，有利于成型尺寸精度较高及尺寸稳定的制品有利于成型尺寸精度较高及尺寸稳定的制品。现在学习的是第13页，共39页2022/10/172022/10/171414（3）聚苯乙烯的主要成型方法为注射、主要成型方法为注射、挤出和发泡挤出和发泡。注射成型注射成型是聚苯乙烯最常用的成型方法。可采用螺杆式注射机及柱塞式注射机。挤出成型挤出成型可采用普通的挤出机。挤出成型的产品有板材、管材、棒材、板材、管材、棒材、片材、薄膜片材、薄膜等。聚苯乙烯还可以通过发泡成型发泡成型来制备包装材料及绝热保温材料来制备包装材料及绝热保温材料。现在学习的是第1
9、4页，共39页2022/10/172022/10/171515（二）高抗冲聚苯乙烯 高抗冲聚苯乙烯的英文缩写为HIPS（high impact polystyrene）。高抗冲聚苯乙烯的组成为聚苯乙烯和橡胶。其制备方法有两种，分别为机械共混法机械共混法和接枝聚合法和接枝聚合法。现在学习的是第15页，共39页2022/10/172022/10/171616 机械共混法机械共混法是把聚苯乙烯和橡胶按比例配好，在挤出机、捏合机或双辊辊压机中共混。橡胶主要为丁苯橡胶、顺丁橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶等。橡胶的用量一般为1020%。现在学习的是第16页，共39页2022/10/172022/10/171717
10、 接枝聚合法接枝聚合法是把顺丁橡胶顺丁橡胶或丁苯橡胶丁苯橡胶溶解在苯乙烯单体中进行本体聚合或悬浮聚合。由接枝聚合法制备的高抗冲聚苯乙烯，其分子链是由丁二烯、苯乙烯两种单体相嵌形成的嵌段共聚物，但又含有苯乙烯侧支链。由于共聚物中橡胶含量较少（一般为510%），因此分子链端以苯乙烯为主。现在学习的是第17页，共39页2022/10/172022/10/171818聚苯醚：PPO现在学习的是第18页，共39页2022/10/172022/10/171919加工：加工：高抗冲聚苯乙烯的加工性能良好，与ABS树脂的成型性能相似，成型收缩率与ABS相近。高抗冲聚苯乙烯的加工方法可以是注塑、挤注塑、挤出、热
11、成型、吹塑、泡沫成型出、热成型、吹塑、泡沫成型等。现在学习的是第19页，共39页2022/10/172022/10/172020性能及应用：性能及应用：高抗冲聚苯乙烯除了冲击性能优异外，还具有聚苯乙烯的大多数优点，如尺寸稳定性好、刚性好、易于加工、制品光泽度高、易着色等，但其拉伸强度、光稳定性、氧渗透率较差。适于制造各种电器零件、设备罩壳、仪表零各种电器零件、设备罩壳、仪表零件、冰箱衬里、容器、食品包装及一次性用具等件、冰箱衬里、容器、食品包装及一次性用具等。现在学习的是第20页，共39页2022/10/172022/10/172121（三）ABS 树脂 ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三
12、元共聚物，英文名称acrylonitrile-butadiene-styrene，简称ABS。ABS树脂的结构式为：CH2 CH CN CH2 CH+CH2=CH-CH=CH2ABS现在学习的是第21页，共39页2022/10/172022/10/172222 ABS树脂兼有三种组分的共同性能，成为具有“坚韧、质硬、刚性坚韧、质硬、刚性”的材料。丙烯腈丙烯腈能使聚合物耐化学腐蚀，具有一定的表面强度，丁二烯丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性；苯乙烯苯乙烯使聚合物显现热塑性塑料的加工特性，即较好的流动性。ABS树脂较聚苯乙烯具有耐热、抗冲击强度高、具有耐热、抗冲击强度高、表面硬度高、尺寸稳定、耐化学药品
13、性及电性能良表面硬度高、尺寸稳定、耐化学药品性及电性能良好等特点好等特点。现在学习的是第22页，共39页2022/10/172022/10/172323应用：ABS树脂优良的综合性能使其制品的应用范围很宽广。如应用在机械工业机械工业中可作为结构材料使用。可用来制造齿轮、轴承、泵叶轮、电机外壳、仪齿轮、轴承、泵叶轮、电机外壳、仪表盘、冰箱外壳、蓄电池槽表盘、冰箱外壳、蓄电池槽等。在汽车工业汽车工业中，可制作手柄、挡泥板、加热器、灯罩、热空气调手柄、挡泥板、加热器、灯罩、热空气调节导管节导管等。在航空工业航空工业中，可用来制作机舱装饰机舱装饰材料以及窗柜、隔声材料材料以及窗柜、隔声材料等。此外，A
14、BS还可用来制造纺织器材、计算机零部件、建筑用板材、管材纺织器材、计算机零部件、建筑用板材、管材以及生活日用品以及生活日用品等。现在学习的是第23页，共39页2022/10/172022/10/172424ABS现在学习的是第24页，共39页2022/10/172022/10/1725251、ABS的性能 ABS树脂是无定形的高分子材料，外观不透明，呈树脂是无定形的高分子材料，外观不透明，呈浅象牙色，无毒无味，相对密度为浅象牙色，无毒无味，相对密度为1.051.05左右。ABSABS树脂树脂具有很高的光泽度，与其他材料的结合性好，具有很高的光泽度，与其他材料的结合性好，有益于表有益于表面印刷、
15、涂层面印刷、涂层。ABS树脂燃烧缓慢，氧指数约为20 20，离火后仍然继续燃烧。离火后仍然继续燃烧。n n（1）力学性能n n（2）热性能n n（3）电性能n n（4）耐化学药品性n n（5）环境性能现在学习的是第25页，共39页2022/10/172022/10/172626（1 1）力学性能）力学性能 ABSABS具有优良的力学性能，其突出特点是抗冲击抗冲击抗冲击抗冲击强度高、可在极低的温度下使用强度高、可在极低的温度下使用强度高、可在极低的温度下使用强度高、可在极低的温度下使用，这主要是由于，这主要是由于ABSABS中中橡胶组分对外界冲击能的吸收和对银纹发展的抑制。橡胶组分对外界冲击能的
16、吸收和对银纹发展的抑制。（2 2）热性能）热性能 ABSABS树脂的热变形温度在树脂的热变形温度在8511085110，但最高连续使用，但最高连续使用温度并不高（为温度并不高（为60806080），ABSABS树脂具有树脂具有很好的耐寒很好的耐寒性，在性，在-40-40时仍能表现出一定的韧性时仍能表现出一定的韧性。现在学习的是第26页，共39页2022/10/172022/10/172727（3 3）电性能 ABSABS树脂具有良好的电绝缘性，温度、湿度和频温度、湿度和频率的变化对率的变化对ABSABS树脂的电性能没有显著的影响树脂的电性能没有显著的影响树脂的电性能没有显著的影响树脂的电性能没
17、有显著的影响，因此可，因此可在大多数环境下使用。在大多数环境下使用。（4 4）耐化学药品性）耐化学药品性 ABSABS树脂具有较良好的耐化学试剂性，树脂具有较良好的耐化学试剂性，除了浓的氧化除了浓的氧化除了浓的氧化除了浓的氧化性酸之外，对各种酸、碱、盐类都比较稳定，与各种食品、性酸之外，对各种酸、碱、盐类都比较稳定，与各种食品、性酸之外，对各种酸、碱、盐类都比较稳定，与各种食品、性酸之外，对各种酸、碱、盐类都比较稳定，与各种食品、药物、香精油药物、香精油药物、香精油药物、香精油长期接触也不会引起什麽变化。长期接触也不会引起什麽变化。醇类、烃类醇类、烃类醇类、烃类醇类、烃类对对ABSABS树脂树
18、脂无溶解作用无溶解作用无溶解作用无溶解作用，只能在长期接触中使它慢慢，只能在长期接触中使它慢慢溶溶胀胀，醛、酮、酯、氯代烃等醛、酮、酯、氯代烃等醛、酮、酯、氯代烃等醛、酮、酯、氯代烃等极性溶剂可以使它极性溶剂可以使它溶解溶解或与或与之形成乳浊液，之形成乳浊液，冰醋酸、植物油冰醋酸、植物油可引起可引起应力开裂应力开裂应力开裂应力开裂。现在学习的是第27页，共39页2022/10/172022/10/172828（5 5）环境性能）环境性能 ABSABS树脂分子链中的丁二烯部分含有双键，使它的耐树脂分子链中的丁二烯部分含有双键，使它的耐候性较差，在紫外线或热的作用下易氧化降解。候性较差，在紫外线或
19、热的作用下易氧化降解。解决办法：解决办法：解决办法：解决办法：加入酚类抗氧剂或炭黑可在一定程度上改加入酚类抗氧剂或炭黑可在一定程度上改善老化性能。善老化性能。现在学习的是第28页，共39页2022/10/172022/10/1729292、ABS树脂的成型加工性（1）加工特性 ABS树脂是无定形结合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加因此加工温度范围较宽工温度范围较宽。现在学习的是第29页，共39页2022/10/172022/10/173030（2）加工方法）加工方法 ABS树
20、脂的加工性能优良，可以用各种成型方法来加工。树脂的加工性能优良，可以用各种成型方法来加工。注射成型注射成型是ABS树脂最重要的成型方法。可采用螺杆式注射机，也可采用柱塞式注塑机。挤出成型可选用通用型单螺杆挤出机。ABSABS树脂还可树脂还可电镀成型电镀成型电镀成型电镀成型。ABSABS树脂是少数几种能采用树脂是少数几种能采用树脂是少数几种能采用树脂是少数几种能采用电镀工艺的塑料品种之一电镀工艺的塑料品种之一电镀工艺的塑料品种之一电镀工艺的塑料品种之一。用于电镀的ABS树脂是树脂是电镀电镀级级ABSABS树脂树脂树脂树脂，其中含有丁二烯单体在，其中含有丁二烯单体在1823%1823%之间，并采用
21、之间，并采用接枝共聚法制备，这样可使材料的电镀层最为牢固。接枝共聚法制备，这样可使材料的电镀层最为牢固。制制制制品电镀前要经过消除应力、除油、粗化、敏化、活化等工品电镀前要经过消除应力、除油、粗化、敏化、活化等工品电镀前要经过消除应力、除油、粗化、敏化、活化等工品电镀前要经过消除应力、除油、粗化、敏化、活化等工序，最后进行化学镀和电镀。序，最后进行化学镀和电镀。序，最后进行化学镀和电镀。序，最后进行化学镀和电镀。现在学习的是第30页，共39页2022/10/1731 （四）、聚苯乙烯的新品种与研究进展四）、聚苯乙烯的新品种与研究进展 间规聚苯乙烯改性的研究进展间规聚苯乙烯改性的研究进展 间规聚
22、苯乙烯间规聚苯乙烯(Syndiotactic polystyrene,sPS)是是一种新型聚苯乙烯一种新型聚苯乙烯,它以苯乙烯为单体它以苯乙烯为单体,单茂钛化合物和聚甲单茂钛化合物和聚甲基铝氧烷基铝氧烷(MAO)或硼氟化合物为催化剂或硼氟化合物为催化剂,采用溶液聚合法采用溶液聚合法或本体聚合法生产的。或本体聚合法生产的。sPS具有高熔点、优异的电绝缘性、具有高熔点、优异的电绝缘性、着色性和加工流动性着色性和加工流动性,良好的耐水性、耐光性、耐化学腐蚀良好的耐水性、耐光性、耐化学腐蚀性和刚性。但性和刚性。但sPS的缺点也比较突出的缺点也比较突出,主要表现在脆性、冲主要表现在脆性、冲击强度低以及玻
23、璃化转变温度低击强度低以及玻璃化转变温度低(约约100)。为了进一步扩。为了进一步扩大大sPS 的使用范围的使用范围,对对sPS 进行改性势在必行。进行改性势在必行。现在学习的是第31页，共39页2022/10/1732 优缺点：优缺点：间规聚苯乙烯间规聚苯乙烯(Syndiotactic polystyrene,sPS)是一种新型的半结晶热塑性工程塑料是一种新型的半结晶热塑性工程塑料,其高其高熔点熔点(270)和高结晶度赋予和高结晶度赋予sPS优良的耐热、耐水、优良的耐热、耐水、耐化学性、电绝缘性和尺寸稳定性耐化学性、电绝缘性和尺寸稳定性。间规聚苯乙烯。间规聚苯乙烯可利用现有工程塑料成型设备进
24、行挤出、注模等成可利用现有工程塑料成型设备进行挤出、注模等成型加工。然而型加工。然而,sPS分子链刚性较大分子链刚性较大,导致材料较脆导致材料较脆,抗弯、抗冲击强度低抗弯、抗冲击强度低,加工流变性较差加工流变性较差,因而限制了因而限制了其广泛应用。一般纯的其广泛应用。一般纯的sPS主要用作膜材料、纤维主要用作膜材料、纤维等等,而要作其他用途必须经过改性。而要作其他用途必须经过改性。现在学习的是第32页，共39页2022/10/1733改性方法n n（1）共混改性共混改性n n A、用玻璃纤维改性、用玻璃纤维改性sPSn n B、用弹性体改性、用弹性体改性sPSn n（2）共聚改性）共聚改性 n
25、 n A、嵌段共聚、嵌段共聚n n B、接枝共聚及功能化、接枝共聚及功能化n n（3）纳米改性）纳米改性n n（4）其他方法）其他方法现在学习的是第33页，共39页2022/10/1734(1)共混改性共混改性 共混改性是提高共混改性是提高sPS韧性、改善其加工性能的韧性、改善其加工性能的常用方法常用方法。由于。由于sPS的非极性和结晶性的非极性和结晶性,使其在和使其在和其他材料如极性聚合物复合时相容性较差其他材料如极性聚合物复合时相容性较差,往往往往需要需要加入增容剂以提高共混体系的相容性加入增容剂以提高共混体系的相容性;现在学习的是第34页，共39页2022/10/1735A A 用玻璃纤
26、维改性用玻璃纤维改性用玻璃纤维改性用玻璃纤维改性sPS 玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维(glass fiber,GF)的加入不仅韧性有所提的加入不仅韧性有所提高高,还能起到增强作用还能起到增强作用还能起到增强作用还能起到增强作用。现已开发的品种主要有GFGF增强增强标准型、标准型、GFGF增强合金型、增强合金型、GF增强阻燃型。加入增强阻燃型。加入20%40%40%玻璃纤维后玻璃纤维后,除克服了脆性外除克服了脆性外,耐热、耐湿、耐化学耐热、耐湿、耐化学性、尺寸稳定性都显著提高了。性、尺寸稳定性都显著提高了。B B 用弹性体改性用弹性体改性用弹性体改性用弹性体改性sPSsPS 通过加入通过加入
27、氢化苯乙烯氢化苯乙烯氢化苯乙烯氢化苯乙烯-丁二烯丁二烯丁二烯丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)(SEBS)等抗冲改性剂可提高等抗冲改性剂可提高sPSsPS的的冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性。这些弹性。这些弹性体均含有苯乙烯链段体均含有苯乙烯链段,与sPSsPS的相容性较好。此外的相容性较好。此外SEBSSEBS等也用作增容剂等也用作增容剂,以提高sPSsPS与其他改性剂共混的稳定性。现在学习的是第35页，共39页2022/10/1736（2）共聚改性 通过共聚方法使苯乙烯单体与第二单体共聚,主要为嵌段共聚或接枝共聚嵌段共聚或接枝共聚,这样通过
28、引入柔性链段既保持了间规聚苯乙烯原有的优良性能,又提高了它的韧性,并改善了加工性能。现在学习的是第36页，共39页2022/10/1737A A、嵌段共聚、嵌段共聚、嵌段共聚、嵌段共聚 sPS与其他与其他聚烯烃聚烯烃的共混相容性较低,两者共聚则两者共聚则所得产物兼具刚性和韧性。第二单体一般为所得产物兼具刚性和韧性。第二单体一般为-烯烃烯烃烯烃烯烃。总之,用茂金属催化剂催化苯乙烯与第二单体共聚,既保持了间规聚苯乙烯的刚性,又增强了柔性。又增强了柔性。B B、接枝共聚及功能化、接枝共聚及功能化、接枝共聚及功能化、接枝共聚及功能化 近来近来sPSsPS的接枝改性研究又有了新的进展。的接枝改性研究又有
29、了新的进展。Liu等通过原子转移自由基聚合反应原子转移自由基聚合反应(atom transfer radical(atom transfer radical polymerization,ATRP)polymerization,ATRP),合成了一系列合成了一系列sPSsPS的接枝共聚物。的接枝共聚物。他们先将他们先将sPSsPS溴化溴化,然后以CuBr/PMDETACuBr/PMDETA为催化剂使MMAMMA、MAMA、StSt接枝到sPSsPS上上,从而实现了间规聚苯乙烯的功能化,并指出接枝密度和接枝链的长度可通过溴化并指出接枝密度和接枝链的长度可通过溴化程度及加入的单体量进行控制。程度及
30、加入的单体量进行控制。现在学习的是第37页，共39页2022/10/1738(3)、纳米改性、纳米改性 新发展起来的聚合物基纳米复合材料为聚烯烃的高性能新发展起来的聚合物基纳米复合材料为聚烯烃的高性能化与功能化提供了新的途径化与功能化提供了新的途径,从降低复合材料密度、提高材从降低复合材料密度、提高材料加工性能角度而言料加工性能角度而言,sPS,sPS纳米改性有其潜在的优势。纳米改性有其潜在的优势。Park等采用等采用熔融插层法制得了熔融插层法制得了熔融插层法制得了熔融插层法制得了sPS/sPS/黏土纳米复合材料黏土纳米复合材料黏土纳米复合材料黏土纳米复合材料。（4 4）其他方法 通过化学改性在通过化学改性在通过化学改性在通过化学改性在sPSsPS的苯环上引入极性基团的苯环上引入极性基团,用于用于制成共混合金、阻燃和复合材料制成共混合金、阻燃和复合材料,也是开拓也是开拓sPS用途的用途的重要途径之一。除磺化、卤化、乙酰化改性外重要途径之一。除磺化、卤化、乙酰化改性外,目前已目前已目前已目前已有关于有关于有关于有关于sPSsPS氢化及氢氧化的研究报道氢化及氢氧化的研究报道氢化及氢氧化的研究报道氢化及氢氧化的研究报道。现在学习的是第38页，共39页2022/10/17感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第39页，共39页