有机高分子材料.ppt

四、高分子的性能聚合物结构与性能的关系1．弹性当高聚物的TgTR(室温)Tf时,处于高弹态，而且TR和Tf与Tg的差值越大其性能越好。玻璃化温度Tg是高聚物的链段开始运动的最低温度。它的高低与分子链的柔顺性有关。分子的柔顺性越大，Tg越低。2．塑性当高聚物TgTR时，处于玻璃态，可用做塑料。塑料:要求Tg高（较耐热），Tf低（加工成型温度不高）聚氯乙烯 Tg=81℃ Tf=175℃聚苯乙烯 Tg=100℃ Tf=135℃聚合物结构与性能的关系拉伸强度:聚氯乙烯(含极性基团-Cl)聚乙烯机械性能平均相对分子质量的增大，有利于增加分子链间的作用力，可使拉伸强度与冲击强度等有所提高。主要指标有机械强度、刚性、冲击强度等。主要影响因素有：极性取代基或链间能形成氢键时，能增加分子链之间的作用力而提高其强度。强度：天然橡胶（Mr=20万）丁苯橡胶（Mr=4~5万）适度交联有利于增加分子链之间的作用力。如聚乙烯交联后，冲击强度可提高3~4倍。聚合物结构与性能的关系高聚物通常是很好的绝缘体，可作为绝缘材料。但仍有一部分高分子可以作为半导体，甚至导体。非极性高聚物：分子链节结构对称的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯等。极性高聚物：分子链节结构不对称的高聚物，如聚氯乙烯等。例如比较下列高聚物的电绝缘性：聚乙烯，聚四氟乙烯聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯4．电性能导电高分子的类型离子导电存在强极性原子或基团的高分子可以产生导电离子；在合成加工过程中进入高分子材料的催化剂、添加剂或杂质引入外来离子导电；电子导电例如共轭高分子在单分子的主链上形成一个大π轨道，即所有π电子被整个大分子链共用。聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系溶胀溶剂分子渗入高聚物内部，使高分子链间产生松动，并通过溶剂化使高聚物膨胀成凝胶状。溶解高分子链从凝胶表面逐渐分散进入溶剂中，最后形成均一的溶液。5.溶解性一般线型（包括带支链）的高聚物，在适当的溶剂中常可以溶解。如聚苯乙烯（可制作彩色玩具）可溶于苯或甲苯，有机玻璃（可制作绘图直尺）可溶于氯仿或丙酮。但体型高聚时，通常只发生溶胀而不能溶解。高吸水性树脂含有羟基等强亲水基团，但不溶于水，在水中只能溶胀，有惊人的吸水能力。吸水后成凝胶状，在加压下，水分也不易挤出来。例如，由淀粉和聚氧乙烯制成的保水材料，吸水重量可达自重的4603倍；这些高吸水性的树脂已应用于农业保湿大棚，制作婴儿尿不湿、防止土地荒漠化等。6.保水性聚合物结构与性能的关系聚合物结构与性能的关系高聚物主要由C-C、C-H、C-O等牢固的共价键连接而成，含活泼的基团较少，且分子链相互缠绕，使分子链上不少基团难以参与反应，因而一般化学稳定性较高。（1）化学稳定性聚合物一般化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，但不耐高温，易老化。老化是指聚合物在加工、贮存和使用过程中，长期受化学、物理（热、光、电、机械等）以及生物（霉菌）因素的综合影响，发生裂解或交联，导致性能变坏的现象。例如，塑料制品变脆、橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。主要有两种过程：（2）老化降解链断裂，Mr变小→发粘、变软、丧失机械强度。若在高聚物分子链中引入较多的芳环、杂环结构，或在主链或支链中引入无机元素（如硅、磷、铝等），均可提高其热稳定性。交联线型变体型→变硬、变脆、丧失弹性。为了延缓光、氧、热对高聚物的老化作用，通常可在高聚物中加入各类光稳定剂、抗氧剂（芳香族胺类如二苯胺和酚类等），或热稳定剂（如硬脂酸盐等）。聚合物结构与性能的关系典型的有机高分子材料高分子材料与其他材料相比，具有重量轻（密度小）、易于加工成型（高弹性和塑性）、耐腐蚀、绝缘性好等特点。但也普遍存在四个弱点，即强度不够高，不耐高温、易燃烧和易老化。1按性能和用途分类：早期的高分子材料主要用作结构材料和绝缘材料,如塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等，而从上一世纪70年代起，出现了功能高分子材料。功能高分子材料研究的迅速发展，更加扩展了高分子材料的应用范围。2高分子材料由于原料来源丰富易得、合成加工容易，适宜于自动化生产，而且品种多，功能齐全、能适应多种需要，价格便宜等原因，已成为我们日常生活中必不可少的重要材料。有机高分子材料、无机材料和金属材料并列为三大材料。3有机高分子材料的基本性能及特点什么是塑料？塑料一般由有机高分子及增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂等添加剂组成，它的主要成分是有机高分子化合物。有机高分