《高分子材料》ppt課件

1、1,化學(xué)與社會 Chemistry and Society,化學(xué)化工系,2,第九講 高分子材料,3,化合物,金屬材料,半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料,硅酸鹽材料,復(fù)合材料,納米材料,高分子材料,4,基本概念,,高分子化合物： 物質(zhì)的分子量達(dá)到某一值后，其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不會再因為分子量的變化而發(fā)生變化，通常而言，其分子量比一般的普通化合物分子量大得多。,特點： 分子量大，有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，沒有固定的熔點和沸點

2、，二是有較寬的熔程，常溫下多為固態(tài)或粘稠狀態(tài)存在,按性質(zhì)特點，可分為纖維、塑料、粘膠劑和橡膠等,5,6,塑料 Plastics,纖維 Fibers,橡膠 Elastomers,7,主要內(nèi)容,8,,纖維素： 1839年法國科學(xué)家Payen A. 在研究從植物中提取某種化合物過程中的分離出的一種物質(zhì)。,特點： 纖維素約占植物界碳含量的50%以上。其中棉花含量接近100%，一般木材中占40~50%，麻、麥稈

3、、稻草、甘蔗渣等都有豐富的纖維素。,9,纖維,,天然纖維,,動物纖維：毛發(fā)，蠶絲，蜘蛛絲 由蛋白構(gòu)成,植物纖維：棉、麻 由CHO等構(gòu)成的多糖,人造纖維,纖維素與濃硝酸或濃硫酸反應(yīng)生成硝酸或硫酸纖維酯,合成纖維,纖維素與濃硝酸或濃硫酸反應(yīng)生成硝酸或硫酸纖維酯,10,幾種代表性的纖維素的來源與組成,11,天然纖維素的構(gòu)成(C6H10O5)n,天然纖維素能溶于Schw

4、itzer試劑或濃硫酸，不易溶于酸，但是稀酸或纖維素酶可使纖維素生成D-葡萄糖、纖維二糖和寡糖。不溶于水、酒精，但能溶于銅氨溶液等。（酸、堿、鹽水溶液滲入纖維結(jié)晶區(qū)）,12,纖維素的實驗室制法,用水、有機(jī)溶劑處理植物原料、再用氯、亞氯酸鹽、過氧化氫、過氧乙酸等除去木素，得纖維素和半纖維素，再除去半纖維素，制得纖維素。,纖維素的用途,制藥業(yè)和棉紡業(yè)主要原料，如：人造絲：棉花纖維素堿溶、再經(jīng)二氧化硫處理制得醋酸纖維酯(膠卷、人造絲、塑料

5、原料)：纖維素與乙 酸結(jié)合硝酸纖維酯(炸藥原料)：纖維素經(jīng)濃硝酸處理農(nóng)業(yè)上用于制作牲畜飼料,13,單糖和多糖 單糖:是最簡單的，不能再被水分解的碳水化合物。二糖:水解時生成兩分子單糖的化合物叫二糖。低聚糖:水解時生成2-10分子單糖的化合物叫低聚糖。多糖：水解時生成單糖分子在10以上化合物叫多糖。,葡萄糖[C6(H2O)6]的線型構(gòu)像,14,葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu),?葡萄糖,?葡萄糖,15,葡萄糖的立體結(jié)構(gòu),16,二糖 常見的

6、二糖有蔗糖、乳糖、麥芽糖和纖維二糖 麥芽糖（飴糖的主要組分）用無機(jī)酸水解時生成兩分子葡萄糖。兩糖靠?鍵連接。 乳糖水解時生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖，牛奶變酸是由于其中的所含的乳糖變成了乳酸。 纖維二糖用無機(jī)酸水解時生成兩分子葡萄糖兩糖靠?鍵連接。,17,纖維結(jié)構(gòu)片段,多糖,18,人為何不能靠吃草過活？ 1．草和糧食成分不同：草的主成分是纖維素，糧食的主成分是淀粉，前者為β-葡萄糖，后者為α-葡萄糖，二者在結(jié)構(gòu)上雖然差別

7、甚微，只是第一個碳原子上的羥基排列不同，但性質(zhì)和功能截然不同。2．人的消化液中所含的酶只能使淀粉水解成人體能吸收的葡萄糖，卻不能使纖維素水解。3．牛羊的消化系統(tǒng)里寄生了某些微生物，可以分泌使纖維素水解的酶，這種酶可使纖維素迅速水解成葡萄糖。4．目前正研究從木霉菌中提取纖維素酶，以將纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖，這樣就可將纖維素制成飼料和食品。5．農(nóng)業(yè)和林業(yè)的下腳料中木質(zhì)纖維素甚多，它們包含木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。木質(zhì)素不能被生物催化降解

8、，而且還干擾纖維素的發(fā)酵，因此解決木質(zhì)素的廣泛利用問題，將有助于纖維素的轉(zhuǎn)化研究。,19,高分子的合成,均聚：單一單體的加成聚合,共聚物：兩種或以上不同的單體進(jìn)行聚合,交替共聚,無規(guī)共聚,嵌段共聚,接枝共聚,20,高分子的立體結(jié)構(gòu),全同立構(gòu),間同立構(gòu),無規(guī)立構(gòu),21,線形高分子,枝鏈高分子,交叉連接高分子,22,23,（1）酚醛樹脂,（2）聚烯烴：聚乙烯、PVC、聚苯乙烯,（3）有機(jī)玻璃：單體甲基丙烯酸甲酯是以丙酮、甲醇、氰化鈉、硫

9、酸為原料合成的。,（4）ABS塑料：用苯乙烯--丙烯氰共聚物與丁二烯--丙烯氰共聚物共混制得。也可用苯乙烯、丙烯氰、丁二烯共聚制得。,（5）含氟塑料：聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯和聚全氟丙烯。不粘鍋的表面鍍層就是聚四氟乙烯。,（6）工程塑料,24,乙烯(H2C=CH2)--分子量28,四氟乙烯（(F2C=CF2)）,聚乙烯---分子量從2,000（72個乙烯分子）到40,000（1429個乙烯分子）,25,聚乙烯大棚,26,氯乙烯(H

10、2C=CHCl）,PVC室內(nèi)裝飾,27,料,線,管,28,丙烯(H2C=CH-CH3）,聚丙稀地毯,聚丙稀生產(chǎn)廠,29,苯乙烯(H2C=CH-C6H5）,聚苯乙烯燈罩,30,有機(jī)玻璃---甲基丙稀酸甲脂,31,32,橡膠是指具有顯著高彈性的一類高分子化合物。它可以分為天然橡膠和合成橡膠。未經(jīng)硫化的橡膠分子是線型或少數(shù)短支鏈的高分子。硫化后的大分子之間通過硫橋進(jìn)行交聯(lián)，成為網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)，有時被稱為橡皮。,33,天然橡膠的采集和加工,34

11、,合成橡膠,丁氰橡膠：丁二烯與丙烯氰的共聚物,35,合成橡膠,①丁苯橡膠它是合成橡膠的最大品種，是丁二烯與苯乙烯聚合成。②氯丁橡膠（萬能橡膠）③丁氰橡膠丁二烯與丙烯氰的共聚物。④丁基橡膠,36,37,導(dǎo)電高分子,聚苯胺,聚苯,38,聚苯乙烯,39,聚吡咯,聚噻吩,40,形狀記憶高分子材料（智能材料）,41,高分子材料成型,42,43,44,有機(jī)胺固化劑,環(huán)氧樹脂,環(huán)氧樹脂膠粘劑的交聯(lián)固化,45,46,47,48,49,謝謝??！