《高分子化学B》课件.pptx

课程简介本课程是高分子化学的进阶学习,将深入探讨高分子的定义、分类、结构、性质以及制备和应用等基本知识。通过理论与实践相结合,全面掌握高分子化学的核心内容,为进一步学习和研究打下坚实基础。ppbypptppt

高分子化学的定义和特点定义高分子化学是研究由重复单元构成的大分子化合物的性质和应用的学科。分子量大高分子的分子量通常在几千到几百万g/mol之间,远高于一般小分子化合物。结构复杂高分子可以呈现线型、支链和网状等不同的分子结构,形态多样复杂。性质独特高分子因其独特的分子结构而表现出特殊的物理化学性质,如黏度、强度等。

高分子的分类按化学结构高分子可分为天然高分子和合成高分子两大类,主要区别在于合成途径和分子结构。按分子形态高分子可呈现线型、支链和网状等不同的分子构型,影响其性质和应用。按加热特性高分子可分为热塑性和热固性两大类,前者可重复热塑成型,后者受热会交联固化。

高分子的分子量及其测定方法重要性高分子的分子量是影响其性能和应用的关键参数,需要准确测量和分析。测定方法常用的分子量测定方法包括凝固点降低法、渗透压法和粘度法等。平均分子量高分子通常具有分子量分布,需要测定数均分子量和重均分子量。

线性高分子的结构和性质线性结构线性高分子由单体单元顺序连接而成的长链,分子链呈现直线状态或随机卷曲。其结构简单,分子链上无分支。理想性质线性高分子具有较高的热稳定性和机械强度,能够承受较大的拉伸力和压缩力。溶解性良好,易加工成型。共价键连接单体分子之间通过共价键牢固地连接在一起,形成长链状的高分子。这种共价键决定了线性高分子的化学稳定性。典型代表聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等都是典型的线性高分子,广泛应用于工业和日常生活中。

支链高分子的结构和性质支链结构支链高分子由主链上连接有各种长度和形状的分支组成,形成复杂的三维网状结构。这种结构显著影响了高分子的性能。结构复杂性支链高分子的结构比线性高分子更加复杂,支链的数量、长度和分布都会影响其性质和应用。性质特点支链高分子通常具有较高的熔点和玻璃化转移温度,但在溶剂中的溶解性较差。此外,它们通常具有良好的韧性和抗冲击性。

网状高分子的结构和性质网状结构网状高分子由大量单体单元通过共价键交联而成,形成三维立体网状结构。这种结构赋予了网状高分子独特的物理化学性质。机械性能网状高分子具有优异的机械强度和耐热性,在承受拉伸、压缩和剪切力时表现出色。通常用作工程塑料和工业材料。化学稳定性网状结构使得网状高分子具有良好的化学稳定性和耐溶剂性,可耐酸碱腐蚀和有机溶剂的侵蚀。广泛用于工业装备和电子电器。

高分子的溶液性质溶解行为高分子在溶剂中会表现出不同的溶解度,这取决于高分子与溶剂之间的相互作用。分子间力高分子链之间存在范德华力、氢键等分子间相互作用,影响其在溶液中的性质。溶液粘度高分子溶液的粘度比溶剂本身高很多,这与高分子链的长度和纠缠程度有关。溶液稳定性通过调节溶剂性质和添加稳定剂,可以提高高分子溶液的稳定性和保持其性能。

高分子的相变行为熔融与玻璃化转变高分子材料会经历熔融和玻璃化两种重要的相变过程。熔融温度代表了高分子从固体到液体的转变点,而玻璃化温度则标志着其从脆性固体到柔韧态的转变。相变温度影响因素高分子的相变温度受其分子结构、分子量、分子量分布等因素的影响。如支链和交联结构会提高相变温度,而分子量大小也会显著影响相变行为。

高分子的热力学性质相变特征高分子材料在加热或降温时会经历熔融、玻璃化、结晶等一系列复杂的相变过程,这些相变特征反映了其独特的热力学性质。分子运动高分子链的热运动和相互作用决定了其在不同温度条件下的热力学状态和性能变化。分子尺度的热力学行为是理解整体性质的关键。热力学参数通过测定高分子材料的热容、熵变、焓变等热力学参数,可以深入了解其相变机制、分子构象和性能特点。这些数据对于材料设计和应用至关重要。

高分子的粘度性质1分子链长度高分子溶液的粘度与其分子量和分子链长度呈正相关关系。分子链越长,溶液粘度越高。2溶剂效应溶剂的性质也会影响高分子溶液的粘度。良溶剂能使高分子链伸展开,从而增加溶液粘度。3温度依赖性高分子溶液粘度随温度升高而降低,因为高温会增加分子链的热运动,减弱分子间缠结。4结构因素支链和交联结构会增加高分子溶液的粘度,因为它们会阻碍分子链的流动。

高分子的机械性质1力学强度高分子材料具有广泛的力学强度范围,从脆性塑料到高强度工程塑料应有尽有。这与其分子结构、取向和交联程度密切相关。2应变-应力关系高分子材料在受力作用下会表现出弹性、塑性和粘弹性等不同的变形行为。它们的应变-应力曲线反映了其独特的力学性质。3失效模式高分子材料在外力作用下可能发生断裂、疲劳或应力腐蚀等失效,这需要深入分析其失效机理并优化设计。4测试方法拉伸试验、冲击试验、硬度测试等是常用的高