最新-高分子概论高分子材料科学概述-课件

高分子材料

概论高分子材料

概论1前言

一、材料的定义与分类分类具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质

材料按化学组成分类按作用分类按状态分类按使用领域分类金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料结构材料功能材料气态液态固态（单晶、多晶、非晶、复合）定义建筑材料医用材料电子材料耐火材料……前言一、材料的定义与分类分类具有满足指定工作条件下使用要2二、材料的发展历史无机非金属材料复合材料高分子材料金属材料木材皮革纤维纸青铜铁钢金皮胶橡胶赛璐珞陶玻璃水泥火石合金钢耐热合金先进功能陶瓷各种基体复合材料功能高分子高温高分子高强高模高分子通用高分子韧性工程陶瓷金属陶瓷耐火材料时间/年相对占有量玻璃态金属5000公元前0公元1000150018001900194019601980199020002019纤维增强塑料稻草杆砖微合金钢骨瓷二、材料的发展历史无机非金属材料复合材料高分子3三、材料研究的四要素“性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，以及它们之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域。”

美国国家研究委员会：《90年代的材料科学与材料工程》

建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺寸上（从原子尺寸到宏观尺寸）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程。合成/加工确定材料功能特性和效用的描述性质材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合一个要素。

使用性能三、材料研究的四要素“性质、结构与成4合成加工性质结构成分使用性能合成性质结构使用5

四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。（2）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材6（3）对新一代材料的主要要求：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；d.充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。（3）对新一代材料的主要要求：7

材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类8例CPU制作材料目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：（1）原子水平的材料技术（2）生物学DNA技术（3）巴基球技术用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。例CPU制作材料目前的CPU材料主要以半导体9最新-高分子概论高分子材料科学概述-课件10第一章 绪论第一节高分子材料科学概述一、基本概念

1、高分子科学2、高分子化合物3、高分子合成的基本概念二、高分子材料科学发展简史第一章 绪论第一节高分子材料科学概述一、基本概念11高分子科学的研究范围衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）住：木材、塑料、粘合剂、涂料行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等航天、航空中的复合材料这些材料都是高分子化合物高分子科学的研究范围121、高分子科学

研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。ChemistryPhysicsPolymerTechnic1、高分子科学研究高分子13

高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。

高分子化学

高分子科学的理论基础，主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能、结构与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子物理

研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。高分子工程高分14高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究用“四角关系”表示：合成结构应用性能高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究15

2、高分子化合物具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。聚氯乙烯聚乙烯醇IUPAC2019年建议：Polymermolecule,Macromolecule高分子/聚合物/大分子实际上概念上何谓高分子？2、高分子化合物具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复16高分子的特征A、相对分子质量很大：一般在104~106相对分子质量1.2~1.8×104尼龙相对分子质量5~15×104聚氯乙烯相对分子质量25~30×104顺丁橡胶粘合剂、涂料高分子的特征A、相对分子质量很大：一般在104~106相对分17C、由相同的化学结构重复多次而成～～

CH2━CH━CH2━CH━CH2━CH～～│││ClClClB、共价键连接（？）

聚氯乙烯例C、由相同的化学结构重复多次而成～～CH2━CH━C183、高分子合成的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学合成：由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程反应：以高分子为反应物进行的化学反应例苯乙烯→聚苯乙烯聚乙烯醇→聚乙烯醇缩甲醛例3、高分子合成的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反19链原子ChainAtoms 构成高分子主链骨架的单个原子。链单元（链节）ChainUnits 由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚乙二醇链原子ChainAtoms链单元（链节）ChainU20结构单元：ConstitutionalUnit构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。重复(结构)单元：ConstitutionalRepeatingUnit,CRU

重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。侧基结构单元：ConstitutionalUnit重复(结构)21单体单元：Monomer(ic)Unit,mer单个聚合物分子所含单体单元的数目。聚合度：DegreeofPolymerization，DP单体单元：Monomer(ic)Unit,mer单个聚22例如：单体？聚合物？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元、链节聚苯乙烯（PS)例如：单体？聚苯乙烯（PS)23单体？聚合物？结构单元、重复单元、单体单元、链节聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）单体？聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）24均聚物Homopolymer

—由一种单体（真实的、隐含的或假设的）聚合而成的聚合物共聚物Copolymer

—由两种以上单体（真实的、隐含的或假设的）共聚而成的聚合物杂链聚合物的结构特征 —[NH-(CH2)6-NH—CO-(CH2)4-

CO]n— ︱←结构单元→︱←结构单元→︱ ︱← 重复单元 →︱ 此时，两种结构单元的总数称为聚合度：Xn

Xn=2DP=2n均聚物Homopolymer25氯乙烯单体“假设单体”：乙烯醇生成均聚物的聚合反应称均聚反应（Homopolymerization)。生成共聚物的聚合反应称共聚反应（Copolymerization)。由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的“隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH氯乙烯单体“假设单体”：乙烯醇生成均聚物的聚合反应称均聚反应26含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。遥爪高分子：TelechelicPolymers高分子链的末端结构单元。末端基团：EndGroupsCH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：涤纶：含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。遥爪高分子：Te27

高分子工业：公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等高分子科学：-1833年，Berzelius提出“Polymer”一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用二、高分子科学发展简史高分子工业：高分子科学：1、十九世纪之前：天然高分子的加工282、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：-1838C.N.Goodyear天然橡胶硫化-1845C.F.Schobein硝化纤维-1868J.W.Hyatt硝化纤维塑料-1889建成最早的人造丝工厂-1900英国建成年产1000t粘胶纤维工厂高分子科学：-1870提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子1892W.A.Tilden确定天然橡胶干馏产物异戊二烯结构式2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子科学29高分子工业：-1907L.Backeland酚醛树脂-1911丁钠橡胶-1914醋酸纤维和塑料-1925醋酸乙烯工业化-1928聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：-1902提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构-1907W.Ostwold提出分子胶体概念-1920H.Staudinger提出“共价键联结的大分子”之现代高分子概念3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期高分子工业：高分子科学：3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的30高分子工业：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS(1948)橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶(1940)、丁苯胶(1940)纤维：PVC(1931)、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶（1948）高分子科学：-1932H.Staudinger《高分子有机化合物》出版-1929~40W.H.Carothers.P.J.Floury缩聚反应理论-1932~38W.Kuhn,K.H.Mayer橡胶弹性理论1935~48H.Mark,F.R.Mayo,etal链式聚合反应和共聚合理论-1942~49P.J.Flory,M.L.Huggins,etal高分子溶液理论-40年代Harkin-Smith-Ewart乳液聚合理论4、二十世纪30~40年代：高分子工业和科学的创立时期高分子工业：高分子科学：4、二十世纪30~40年代：高分子工31高分子工业：HDPE（1953~55）、PP（1955~57）、BR（1959）、PC（1957）-石油化工产品的80%用于高分子工业-塑料以两倍于钢铁的速率增长（12~15%/年）高分子科学：-1953~56Ziegler-Natta催化剂和配位阴离子聚合-50年代Szwarc阴离子活性聚合Kennedy阳离子聚合-1957A.Keller获得聚乙烯单晶5、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期高分子工业：高分子科学：5、二十世纪50年代：现代高分子工业32高分子工业：通用塑料：PE、PP、PVC、PS(80%)、PF、UF、PU、UP（20%）-工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶-合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon高分子科学：-各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：1960高分辨率NMR、1964GPC的使用-结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入6、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期高分子工业：高分子科学：6、二十世纪60年代：高分子物理大发33高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：塑料~6000万t、橡胶~700万t、化纤~6000万t、-高分子合金，如HIPS-高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：-1971~78白川英树等导电高分子-1973Kevlar纤维7、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期高分子工业：高分子科学：7、二十世纪70年代：高分子工程科学34高分子工业：80年代初，三大合成材料产量超过10亿t，其中塑料8500万t，以体积计超过钢铁的产量-精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：-提出分子设计概念-1983O.W.Webster基团转移聚合-1994王锦山原子（基团）转移自由基聚合8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化高分子工业：高分子科学：8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与351850年曾去美国学习两年机械。后来专心研究炸药。1862年夏研制成功了硝化甘油引爆方法。不久又发明了雷管、黄色炸药、无烟炸药。这种炸药很稳定，但用雷管引爆时又威力极大。1867年起，黄色炸药和雷管在实业界获得了极大的信誉。一生获发明专利255项。1895年11月27日，诺贝尔在逝世前拟定遗嘱，将他的遗产大部分赠给斯德哥尔摩科学院，每年用提出的利息奖给科学领域里有重大发现者。

A.B.Nobel(1833-1896)瑞典化学家崇高的科学奖赏重大事件1850年曾去美国学习两年机械。后来专心研究炸药。A.36

Nobel的化学实验室Nobel的化学实验室37瑞士科学院从1901年起设立诺贝尔奖，每年12月10日，在诺贝尔去世这天颁发。它成为一种崇高的科学奖赏和荣誉。诺贝尔奖项诺贝尔物理奖诺贝尔化学奖诺贝尔生理学和医学奖诺贝尔文学奖诺贝尔和平奖诺贝尔经济学奖（1969）瑞士科学院从1901年起设立诺贝尔奖，每年12月1038最新-高分子概论高分子材料科学概述-课件39

瑞典人，物理化学家。研究胶体分子的提纯和分离技术，特别是对蛋白质的研究。1924年发明了超速离心机，用于蛋白质分子测定，并从沉降常数和扩散系数获得血红蛋白的分子量。Svedberg的工作为高分子化学的建立创造了实验条件。T.Svedberg（1884~1971）1926年因发明高速离心机并用于高分散胶体化学研究获诺贝尔化学奖瑞典人，物理化学家。T.Svedberg192640

德国人，1903年在Halla大学完成博士论文。毕业后在多所大学任教。早期研究有机化学，后转向对天然有机物的结构研究。1920年，在《德国化学会志》上发表划时代的文章《论聚合》,首次提出高分子的概念。1932年，发表专著《高分子有机化合物》，标志着高分子化学的诞生。H.Staudinger

（1881~1965）1953年因“链状大分子物质的发现”获诺贝尔化学奖德国人，1903年在Halla大学完成博士论文。41Ziegler-Natta催化剂的发现*1923年，开始碱金属有机化合物研究*二十世纪50年代，石油化工为高分子合成提供了廉价丰富的原料，但其中最多的α-烯烃由于没有合适的催化剂而末能得到充分使用。*1948年，用AlH3与乙烯反应，得到不带支链的高级烯烃*1953年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量镍而只生成二聚体德国人，22岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，主要从事金属有机化合物研究。治学严谨，重视理论与实践相结合。实验技巧娴熟，危险实验常亲自做。一生发表论文200余篇。对助手要求严格，对重要的书要求助手“通背”“翻破”为止。1946年起任前联邦德国化学会会长。*1955年，进一步的研究发现用TiCl4和Al(C2H5)3组成的催化体系，能使乙烯在室温低压下迅速聚合成为高分子量的高密度聚乙烯，Ziegler催化剂由此诞生。K.Ziegler（1898~1973）Ziegler-Natta催化剂的发现*1923年，开始421963年，K.Ziegler和G.Natta因“在高分子合成和工艺领域中的重大发现”共同获诺贝尔化学奖意大利人，21岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，同时兼任Montecatini（蒙埃）公司顾问。主要从事有机合成和高分子结构研究。高度重视工业工作，不单纯学术生涯。一生发表论文700余篇，专利约百项。*1930年，开始进行高分子结构研究*1952年，受Ziegler研究结果影响，开始对Ziegler催化剂进行进一步研究*1954年，对聚丙烯的结构进行研究发现为“全同立构”*1954年，用TiCl3和Al(C2H5)3组成的催化体系得到聚丙烯G.Natta（1903~1979）1963年，K.Ziegler和G.Natta因“在43美国人，1934年获博士学位后，作为物理化学家进入杜邦公司，在Carothers手下工作。Carothers鼓励他从事将数学方法用于高分子领域的研究。按照这一思路，Flory的研究在许多重要的理论方面多有建树：高分子分子量分布、等活性反应原理、高分子溶液的热力学研究等。P.J.Flory(1910~1985)1974年因在长链分子物理化学性质方面的研究获诺贝尔化学奖美国人，1934年获博士学位后，作为物理化学家进入杜441991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中获诺贝尔物理奖P.G.deGeenes

(1932~)

法国人，理论物理学家。60~70年代，把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中，为物理学研究开拓了新的领域。聚合体链动态模型1991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较P.G.45Alan.G.MacDiarmid(1927~)Alan.J.Heeger(1936~)白川英树（1936~）美国人，现任宾夕法尼亚大学化学教授美国人，现任加利福尼亚大学巴巴拉分校聚合物和有机固体研究所所长日本人，现任筑波大学材料科学研究所化学教授2000年因在导电聚合物领域的开创性工作共同获诺贝尔化学奖Alan.G.MacDiarmidAlan.J.Heeger46高分子材料

概论高分子材料

概论47前言

一、材料的定义与分类分类具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质

材料按化学组成分类按作用分类按状态分类按使用领域分类金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料结构材料功能材料气态液态固态（单晶、多晶、非晶、复合）定义建筑材料医用材料电子材料耐火材料……前言一、材料的定义与分类分类具有满足指定工作条件下使用要48二、材料的发展历史无机非金属材料复合材料高分子材料金属材料木材皮革纤维纸青铜铁钢金皮胶橡胶赛璐珞陶玻璃水泥火石合金钢耐热合金先进功能陶瓷各种基体复合材料功能高分子高温高分子高强高模高分子通用高分子韧性工程陶瓷金属陶瓷耐火材料时间/年相对占有量玻璃态金属5000公元前0公元1000150018001900194019601980199020002019纤维增强塑料稻草杆砖微合金钢骨瓷二、材料的发展历史无机非金属材料复合材料高分子49三、材料研究的四要素“性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，以及它们之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域。”

美国国家研究委员会：《90年代的材料科学与材料工程》

建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺寸上（从原子尺寸到宏观尺寸）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程。合成/加工确定材料功能特性和效用的描述性质材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合一个要素。

使用性能三、材料研究的四要素“性质、结构与成50合成加工性质结构成分使用性能合成性质结构使用51

四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。（2）美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。四、材料今后的发展方向（1）从发展看，到二十一世纪，金属材52（3）对新一代材料的主要要求：a.既是结构材料又具有多种功能的材料；b.具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；c.制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；d.充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；e.少维修或不维修的长寿命材料。（3）对新一代材料的主要要求：53

材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类54例CPU制作材料目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：（1）原子水平的材料技术（2）生物学DNA技术（3）巴基球技术用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。目前问题：载体稳定性。例CPU制作材料目前的CPU材料主要以半导体55最新-高分子概论高分子材料科学概述-课件56第一章 绪论第一节高分子材料科学概述一、基本概念

1、高分子科学2、高分子化合物3、高分子合成的基本概念二、高分子材料科学发展简史第一章 绪论第一节高分子材料科学概述一、基本概念57高分子科学的研究范围衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）住：木材、塑料、粘合剂、涂料行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等航天、航空中的复合材料这些材料都是高分子化合物高分子科学的研究范围581、高分子科学

研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。ChemistryPhysicsPolymerTechnic1、高分子科学研究高分子59

高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。

高分子化学

高分子科学的理论基础，主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能、结构与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子物理

研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。高分子工程高分60高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究用“四角关系”表示：合成结构应用性能高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究61

2、高分子化合物具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。聚氯乙烯聚乙烯醇IUPAC2019年建议：Polymermolecule,Macromolecule高分子/聚合物/大分子实际上概念上何谓高分子？2、高分子化合物具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复62高分子的特征A、相对分子质量很大：一般在104~106相对分子质量1.2~1.8×104尼龙相对分子质量5~15×104聚氯乙烯相对分子质量25~30×104顺丁橡胶粘合剂、涂料高分子的特征A、相对分子质量很大：一般在104~106相对分63C、由相同的化学结构重复多次而成～～

CH2━CH━CH2━CH━CH2━CH～～│││ClClClB、共价键连接（？）

聚氯乙烯例C、由相同的化学结构重复多次而成～～CH2━CH━C643、高分子合成的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学合成：由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程反应：以高分子为反应物进行的化学反应例苯乙烯→聚苯乙烯聚乙烯醇→聚乙烯醇缩甲醛例3、高分子合成的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反65链原子ChainAtoms 构成高分子主链骨架的单个原子。链单元（链节）ChainUnits 由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚乙二醇链原子ChainAtoms链单元（链节）ChainU66结构单元：ConstitutionalUnit构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。重复(结构)单元：ConstitutionalRepeatingUnit,CRU

重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。侧基结构单元：ConstitutionalUnit重复(结构)67单体单元：Monomer(ic)Unit,mer单个聚合物分子所含单体单元的数目。聚合度：DegreeofPolymerization，DP单体单元：Monomer(ic)Unit,mer单个聚68例如：单体？聚合物？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元、链节聚苯乙烯（PS)例如：单体？聚苯乙烯（PS)69单体？聚合物？结构单元、重复单元、单体单元、链节聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）单体？聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）70均聚物Homopolymer

—由一种单体（真实的、隐含的或假设的）聚合而成的聚合物共聚物Copolymer

—由两种以上单体（真实的、隐含的或假设的）共聚而成的聚合物杂链聚合物的结构特征 —[NH-(CH2)6-NH—CO-(CH2)4-

CO]n— ︱←结构单元→︱←结构单元→︱ ︱← 重复单元 →︱ 此时，两种结构单元的总数称为聚合度：Xn

Xn=2DP=2n均聚物Homopolymer71氯乙烯单体“假设单体”：乙烯醇生成均聚物的聚合反应称均聚反应（Homopolymerization)。生成共聚物的聚合反应称共聚反应（Copolymerization)。由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的“隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH氯乙烯单体“假设单体”：乙烯醇生成均聚物的聚合反应称均聚反应72含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。遥爪高分子：TelechelicPolymers高分子链的末端结构单元。末端基团：EndGroupsCH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：涤纶：含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。遥爪高分子：Te73

高分子工业：公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等高分子科学：-1833年，Berzelius提出“Polymer”一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用二、高分子科学发展简史高分子工业：高分子科学：1、十九世纪之前：天然高分子的加工742、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：-1838C.N.Goodyear天然橡胶硫化-1845C.F.Schobein硝化纤维-1868J.W.Hyatt硝化纤维塑料-1889建成最早的人造丝工厂-1900英国建成年产1000t粘胶纤维工厂高分子科学：-1870提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子1892W.A.Tilden确定天然橡胶干馏产物异戊二烯结构式2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子科学75高分子工业：-1907L.Backeland酚醛树脂-1911丁钠橡胶-1914醋酸纤维和塑料-1925醋酸乙烯工业化-1928聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：-1902提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构-1907W.Ostwold提出分子胶体概念-1920H.Staudinger提出“共价键联结的大分子”之现代高分子概念3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期高分子工业：高分子科学：3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的76高分子工业：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS(1948)橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶(1940)、丁苯胶(1940)纤维：PVC(1931)、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶（1948）高分子科学：-1932H.Staudinger《高分子有机化合物》出版-1929~40W.H.Carothers.P.J.Floury缩聚反应理论-1932~38W.Kuhn,K.H.Mayer橡胶弹性理论1935~48H.Mark,F.R.Mayo,etal链式聚合反应和共聚合理论-1942~49P.J.Flory,M.L.Huggins,etal高分子溶液理论-40年代Harkin-Smith-Ewart乳液聚合理论4、二十世纪30~40年代：高分子工业和科学的创立时期高分子工业：高分子科学：4、二十世纪30~40年代：高分子工77高分子工业：HDPE（1953~55）、PP（1955~57）、BR（1959）、PC（1957）-石油化工产品的80%用于高分子工业-塑料以两倍于钢铁的速率增长（12~15%/年）高分子科学：-1953~56Ziegler-Natta催化剂和配位阴离子聚合-50年代Szwarc阴离子活性聚合Kennedy阳离子聚合-1957A.Keller获得聚乙烯单晶5、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期高分子工业：高分子科学：5、二十世纪50年代：现代高分子工业78高分子工业：通用塑料：PE、PP、PVC、PS(80%)、PF、UF、PU、UP（20%）-工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶-合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon高分子科学：-各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：1960高分辨率NMR、1964GPC的使用-结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入6、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期高分子工业：高分子科学：6、二十世纪60年代：高分子物理大发79高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：塑料~6000万t、橡胶~700万t、化纤~6000万t、-高分子合金，如HIPS-高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：-1971~78白川英树等导电高分子-1973Kevlar纤维7、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期高分子工业：高分子科学：7、二十世纪70年代：高分子工程科学80高分子工业：80年代初，三大合成材料产量超过10亿t，其中塑料8500万t，以体积计超过钢铁的产量-精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：-提出分子设计概念-1983O.W.Webster基团转移聚合-1994王锦山原子（基团）转移自由基聚合8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化高分子工业：高分子科学：8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与811850年曾去美国学习两年机械。后来专心研究炸药。1862年夏研制成功了硝化甘油引爆方法。不久又发明了雷管、黄色炸药、无烟炸药。这种炸药很稳定，但用雷管引爆时又威力极大。1867年起，黄色炸药和雷管在实业界获得了极大的信誉。一生获发明专利255项。1895年11月27日，诺贝尔在逝世前拟定遗嘱，将他的遗产大部分赠给斯德哥尔摩科学院，每年用提出的利息奖给科学领域里有重大发现者。

A.B.Nobel(1833-1896)瑞典化学家崇高的科学奖赏重大事件1850年曾去美国学习两年机械。后来专心研究炸药。A.82

Nobel的化学实验室Nobel的化学实验室83瑞士科学院从1901年起设立诺贝尔奖，每年12月10日，在诺贝尔去世这天颁发。它成为一种崇高的科学奖赏和荣誉。诺贝尔奖项诺贝尔物理奖诺贝尔化学奖诺贝尔生理学和医学奖诺贝尔文学奖诺贝尔和平奖诺贝尔经济学奖（1969）瑞士科学院从1901年起设立诺贝尔奖，每年12月1084最新-高分子概论高分子材料科学概述-课件85

瑞典人，物理化学家。研究胶体分子的提纯和分离