高分子化学与物理-第1章-绪论-精简.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高分子材料化学与物理,生物医学工程系,第1章 重点,1、高分子材料在生物医学工程中应用实例,序,应用范围,材料名称,序,应用范围,材料名称,1,导尿管,天然橡胶、硅橡胶,9,人工气管,聚乙烯、聚四氟乙烯、,硅橡胶、,聚乙烯醇,2,手术手套,天然橡胶、聚氨酯橡胶,10,人工输尿管,聚四氟乙烯、,硅橡胶、,水凝胶,3,输血胶管,天然橡胶,11,人工膀胱,硅橡胶,4,人工心脏,聚氨酯橡胶、硅橡胶、天然橡,胶、,聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、,聚四氟乙烯、涤纶,12,人工食道,聚乙烯醇、聚乙烯、聚四氟乙烯、,硅橡胶,5,人造血管,人造丝、尼龙、腈纶，,硅橡胶,、,聚四氟乙烯,13,人工头盖骨,聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、碳纤维,6,人工心脏瓣膜,聚氨酯橡胶、硅橡胶,、聚四氟乙,烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯,14,人工血浆,右旋糖肝、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮,7,心脏起搏器,硅橡胶、,聚氨酯橡胶,15,人工眼球,泡沫硅橡胶,8,人工喉,硅橡胶、,聚乙烯,16,避孕套,天然橡胶、聚氨酯橡胶,3、,高分子材料类型,按用途,分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。,按聚合物反应类型,分为加聚物和缩聚物。,按聚合物的热行为,分为热塑性聚合物和热固性聚合物,按主链上的化学组成,分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物,根据高分子的用途分类,塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功能高分,子六大类。,橡胶：,具有良好的延伸性和回弹性，弹性模量较低。,大多为热固性高分子。近年来也发展了热塑性弹性体，例如,SBS、TPO、TPU等。,化学纤维：,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。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。,塑料：,的性能一般介于橡胶和化学纤维之间。,涂料：,在一定条件下能成膜，对基材起到装饰和保护作,用。大部分高分子均可用作涂料。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、醇酸树脂、酚,醛树脂有机硅树脂等。,粘合剂：,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。重要的粘结剂高分子有：环氧树脂、聚,醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇等。,功能高分子：,是一些具有特殊功能的高分子，如导电性、,感光性、高吸水性、高选择吸附性、药理功能、医疗功能等。,是近年来高分子研究中最活跃的领域。,4、聚合度的表示方法：,可用重复单元的数量表示，即：,DP=n,也可用结构单元的数量表示，记为X,n,，则：,X,n,=2 DP=2 n,6、聚合反应分类,A.按单体和聚合物的组成和结构变化分类,早期的分类方法：,加聚反应,和,缩聚反应。,B.按聚合机理分类,20世纪50年代开始，按聚合机理和动力学过,程，将聚合反应分：,链式聚合,和,逐步聚合,两大类。,图1 高分子聚合度与机械性能之间的关系,以上几种平均分子量之间的大小关系为：,非常容易记忆的关系!,C.高分子的分子量分布,由于高分子材料的多分散性，平均分子量并不能完全表,征其中各种分子的数量，因此还有,分子量分布,的概念。,目前有三种表示分子量分布的方法：,分子量分布指数,D,D值越大，表示分布越宽。天然高分子的D值可达1，完,全均一，合成高分子的D值一般在1.5,50之间。,8、高分子化学发展简史,高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。,1839年，美国人Goodyear发明,硫化橡胶。,1868年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得,赛璐珞。,1893年，法国人De Chardonnet发明,粘胶纤维,。,1907年，第一个合成高分子,酚醛树脂,诞生。,1920年，德国人,Staudinger,发表了“论聚合”的论文，,提 出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯,酸甲酯等聚合物的结构。,1953年获诺贝尔化学奖,。,1935年，Carothes发明,尼龙66,，1938年工业化。,30年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，PVC,（19271937）,PMMA（19271931）,PS,（19341937）,PVAc（1936）,LDPE,（1939）。,自由基聚合发展。,高分子溶液理论,在30年代建立，并成功测定了聚合物的,分子量。,Flory为此于1974年获得诺贝尔奖。,40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批,重,要的橡胶和塑料,被合成出来。丁苯橡胶（1937）,丁腈橡胶,（1937）,丁基橡胶（1940）,有机氟材料（1943）,涤纶,树脂（19401950）,ABS（1947）。,60年代以后，,特种高分子和功能高分子,得到发展。,特种高分子：,高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝,缘、半导体等。,功能高分子：,分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导,电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医,用高分子、药用高分子、高分子液晶等。,为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献，2000,年，日本科学家,白川英树（H.Shirakawa）、美国科学家,黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）,分享诺贝尔化学奖。,80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现,和发展。,新的聚合方法：,阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性,自由基聚合、等离子聚合等等；,新结构的聚合物：,新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、,星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯,(C,60,),聚合物等等。,人类活动是高分子科学发展的动力。,