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1、高分子化学第二章ppt课件高分子化学概述高分子化合物的合成高分子化合物的结构与性质高分子化合物的性能与改性高分子化学的发展趋势与展望contents目录高分子化学概述0103高分子化学涉及的领域广泛，包括高分子合成、高分子物理、高分子材料科学等。01高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学性质以及高分子体系组成和结构的科学。02高分子化合物是指相对分子质量较大、分子链结构长且复杂的化合物。高分子化学的定义12319世纪末至20世纪初，高分子化学开始萌芽，主要研究天然高分子的结构和性质。20世纪30年代，合成高分子材料的研究取得突破性进展，为现代高分子化学的发展奠定了基础。20世纪
2、50年代以后，高分子合成、反应和性能研究逐渐深入，形成了较为完善的学科体系。高分子化学的发展历程高分子化合物是塑料的主要成分，广泛应用于包装、建筑材料、电子电器等领域。塑料工业橡胶是高分子化合物的另一个重要应用领域，用于制造轮胎、输送带、密封件等。橡胶工业合成纤维如尼龙、涤纶等由高分子化合物制成，广泛应用于纺织、服装、体育用品等领域。纤维工业高分子化合物在涂料和粘合剂中用作主要成分，用于保护和装饰表面，以及将不同材料连接在一起。涂料与粘合剂高分子化学的应用领域高分子化合物的合成02聚合反应的分类01聚合反应可以根据不同的分类标准进行分类，如按聚合机理可分为连锁聚合和逐步聚合，按单体种类可分为均
3、聚合和共聚合，按聚合条件可分为热聚合、光聚合和力聚合等。聚合反应的特点02聚合反应是一种高分子化合物的合成方法，其特点是反应速度快、产物的相对分子质量大且易于控制，可以制备出性能优异的高分子材料。聚合反应的应用03聚合反应在工业生产中广泛应用，如合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料的制备，同时也广泛应用于涂料、胶粘剂等领域。聚合反应的类型自由基聚合的定义自由基聚合是一种常见的连锁聚合反应，其特点是聚合过程中通过自由基活性种进行链增长，自由基活性种由单体分解产生。自由基聚合的机理自由基聚合的机理包括引发、增长和终止三个阶段，引发阶段是产生自由基活性种的阶段，增长阶段是自由基活性种不断结合单体形成高分
4、子链的阶段，终止阶段是高分子链失去活性而停止增长的阶段。自由基聚合的特点自由基聚合具有反应速度快、产物的相对分子质量大且易于控制等特点，但同时也存在一些缺点，如对热、氧、杂质等敏感，容易发生链转移和链终止等副反应。自由基聚合离子聚合的定义离子聚合是一种连锁聚合反应，其特点是聚合过程中通过离子活性种进行链增长，离子活性种由单体分解产生。离子聚合的机理离子聚合的机理包括引发、增长和终止三个阶段，引发阶段是产生离子活性种的阶段，增长阶段是离子活性种不断结合单体形成高分子链的阶段，终止阶段是高分子链失去活性而停止增长的阶段。离子聚合的特点离子聚合具有对杂质不敏感、可制备出高性能的高分子材料等特点，但同
5、时也存在一些缺点，如反应速度较慢、产物的相对分子质量较小等。离子聚合010203配位聚合的定义配位聚合是一种特殊的连锁聚合反应，其特点是聚合过程中通过过渡金属络合物进行链增长，过渡金属络合物由单体和催化剂共同作用产生。配位聚合的机理配位聚合的机理包括引发、增长和终止三个阶段，引发阶段是产生过渡金属络合物的阶段，增长阶段是过渡金属络合物不断结合单体形成高分子链的阶段，终止阶段是高分子链失去活性而停止增长的阶段。配位聚合的特点配位聚合具有可制备出高性能的高分子材料、对杂质不敏感等特点，但同时也存在一些缺点，如催化剂成本较高、制备过程较为复杂等。配位聚合高分子化合物的结构与性质03分子量对性质的影响
6、高分子化合物的性质与其分子量及分布密切相关，如力学性能、溶解性能、流变性能等。分子量及分布的测定方法常用测定方法有质谱法、光散射法、凝胶渗透色谱法等。分子量及分布高分子化合物是由成千上万个单体通过聚合反应连接而成的，其分子量通常很大，且具有多分散性，即分子量分布不均。高分子化合物的分子量及分布聚集态结构对性质的影响高分子化合物的聚集态结构对其力学性能、热性能、光学性能等都有重要影响。聚集态结构的表征方法常用表征方法有X射线衍射、红外光谱、核磁共振等。聚集态及转变高分子化合物可以以不同的聚集态存在，如晶态、非晶态、液晶态等，这些聚集态之间会发生转变。高分子化合物的聚集态结构溶解性高分子化合物通常
7、具有一定的溶解性，其溶解过程受分子量、聚集态结构、溶剂性质等因素影响。流变性高分子化合物在加工过程中表现出复杂的流变性质，如粘性、弹性、塑性等。光学性质高分子化合物具有丰富的光学性质，如折光性、色散、双折射等，可用于制备光学元件和材料。高分子化合物的物理性质高分子化合物的性能与改性04高分子化合物的力学性能高分子化合物在受力时表现出的刚度，反映了其抵抗变形的能力。高分子化合物在拉伸过程中所能承受的最大拉力，反映了其抵抗断裂的能力。高分子化合物抵抗冲击载荷的能力，反映了其抵抗脆性断裂的能力。高分子化合物抵抗摩擦和磨损的能力，对其使用寿命和性能有重要影响。弹性模量拉伸强度冲击韧性耐磨性高分子化合物
8、由硬变软或由软变硬的温度点，对其使用温度和性能有重要影响。玻璃化转变温度高分子化合物开始发生分解反应的温度，反映了其耐热性。热分解温度高分子化合物在高温下保持其结构和性能稳定的能力。热稳定性高分子化合物由固态转变为液态的温度点，对其加工和使用有重要影响。熔点高分子化合物的热性能高分子化合物抵抗化学腐蚀的能力，对其使用寿命和性能有重要影响。耐腐蚀性抗氧化性耐候性化学稳定性高分子化合物抵抗氧化反应的能力，对其结构和性能有重要影响。高分子化合物抵抗光照、紫外线、臭氧等环境因素的能力，对其使用寿命和性能有重要影响。高分子化合物在化学环境中保持其结构和性能稳定的能力。高分子化合物的化学稳定性通过将两种或
9、多种高分子化合物混合在一起，实现性能的互补和提升。共混改性通过添加无机填料或有机填料来改善高分子化合物的性能，如增强、增韧、降低成本等。填充改性通过物理或化学方法改变高分子化合物表面的性质，如提高润湿性、粘附性、抗静电性等。表面改性通过化学反应在高分子化合物的主链上接枝其他基团或链段，实现性能的调控和优化。接枝改性高分子化合物的改性方法高分子化学的发展趋势与展望05高分子化学的发展趋势正朝着绿色化、智能化、多功能化的方向发展。高分子智能材料和功能材料的研究和应用不断拓展，为高分子化学的发展注入新的活力。随着环保意识的增强，高分子材料的绿色合成和降解技术成为研究热点。高分子化学与其他学科的交叉融
10、合，如生物医学、纳米科技等，为高分子化学的发展提供了更广阔的空间。高分子化学的发展趋势高分子化学的研究热点与前沿高分子材料的合成与改性研究新的合成方法和改性技术，提高高分子材料的性能和功能。高分子材料的生物相容性和生物降解性研究高分子材料与生物体的相互作用，提高材料的生物相容性和生物降解性。高分子纳米材料利用纳米技术制备具有优异性能的高分子纳米材料，拓展其在能源、环境、医疗等领域的应用。高分子复合材料研究高分子与其他材料的复合效应，制备高性能的复合材料。随着科技的不断发展，高分子化学将不断涌现出新的理论和技术，推动高分子材料向更高性能、更广应用领域发展。高分子化学将更加注重绿色环保，发展环境友好型的高分子材料，降低对环境的负面影响。高分子化学将更加注重个性化需求，发展具有定制化功能的高分子材料，满足人们日益增长的物质文化需求。高分子化学将更加注重与其他学科的交叉融合，拓展高分子材料的应用领域，为人类社会的发展做出更大的贡献。高分子化学的未来展望THANK YOU感谢观看