第一章材料科学概述1高压PE：支链多、密度小、结晶度低；低压PE：支链少、密度大、结晶度高2高分子材料：三大：塑料、纤维、橡胶 二小：涂料、粘合剂3复合材料：由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来， 而得到的具有复合效应的多相固体材料。4非晶态结构：无规线团结构，无固定的熔点、物理性质各向同性。5Teflon特氟隆）一聚四S乙烯Kevlar （凯芙拉） 聚村苯二甲酰对推二胺Hypalon （海帕降）一 氯碱化聚乙烯iUDacron （达柯纶） 聚钊苯一甲酸乙一醇酯feflon （特氟隆）聚四弑乙烯Kevlar （凯芙拉）一眾对苯二中酰对苯二胺Hypalon海帕隆）一 氯碣化聚乙烯7作业1 :1、什么是材料？它和物质有什么联系？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称为材料。材料都是由物质构成的：可以一种或多种，如橡胶、塑料。同一种物质，可以制备成不同的材料2、材料按照常用的分类方法可分为几类？各举两个例子。3、什么是复合材料？有什么特点？4树脂和塑料的区别？第二章高分子材料的结构与性能1结构：近程&远程空间排列方式：几何异构几何形状：线型、支链型序列结构：交替、嵌段、接枝、无规形态：伸直链、折叠链、螺旋形链、无规线团2晶态结构模型：缨状微束模型、折叠链模型 液晶态结构：近晶型、向列型、胆甾型取向态结构：单轴 &双轴取向，分子&晶粒取向3分子运动的特点：多重性、松弛&旋光异构，全同、间规、 （星形、梳形、枝形等）无规立构、网状、梯形玻璃态高弹态粘流态链段温度4热导率：热量扩散快慢的一种量度。5电击穿（击穿电压）：电场强度超过临界值时，电解质丧失其绝缘性能。 介电强度（击穿电场强度）：击穿电压/电解质厚度。6 反射 一 -K ?（巴+珥）透过光强(无吸收)：T = 1 2RT = (1 R)2问题：计算 PMMA (n= 1.5)和PS ( n= 1.59)的最高透光率。7 反渗透设施的关键 ： 1 有选择性的膜(半透膜) ：透水 ,不透离子、有机小分子、微生物等2 足够的外加压力 反渗透：低浓度侧加压，超过渗透压，则由低浓度到高浓度扩散。8 燃烧三要素 ：可燃物、空气和热源。阻燃：材料着火后，其自身的燃烧热不足以使未燃部分继续燃烧，即不能维持燃烧。 化学机理 ：高活性的 ? OH 自由基参与，自由基连锁反应过程。9 氧指数在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度。作业 2：1 、比较下列材料的热导率，并简单分析原因：( 1 )金属 聚合物，因为： ；( 2)无定形二氧化硅 石英，因为： ；( 3)石墨 金刚石，因为： ；( 4)聚合物 微孔聚合物，因为： 。2、 根据聚合物热导率变化的一般规律，用1和壊示热导率的变化趋势：主价键结合 ，次价键结合 ；结晶聚合物比非晶聚合物 ；非晶聚合物的分子量越大 ；沿分子链传递 ，分子间传递 ；加入增塑剂 ；如发生取向，则沿取向方向 ；聚合物中产生大量微孔 。3、计算PMMA (n= 1.5)和PS (n= 1.59)的最高透光率。4、聚合物材料的透明性和结晶性之间是怎样的关系？什么情况下结晶的材料透明？ 作业 3：1 、填空：(1)导电聚合物根据导电机理分为 和两种，前者包括聚乙炔、聚苯撑等，后者有碳黑填充聚乙烯等。( 2)聚合物的化学反应包括 、 、 、 等四种。2、 名词解释：热导率、氧指数3、简答：(1) 什么叫高分子材料的老化？高分子老化的原因有哪些？(2) 什么是阻燃？阻燃的机理是怎样的？第三章 塑 料1塑料：以聚合物为主要成分，在一定条件下(T、P)可塑制成一定形状且在常 温下保持其形状不变的材料。内聚能密度 介于纤维与橡胶之间使用温度在 TbTTg2 4 种添加剂 ：( 1 )有助于加工的润滑剂、热稳定剂和脱模剂；( 2)改进力学性能的填料、增塑剂、增强剂和抗冲改性剂；( 3)改善耐燃性的阻燃剂；( 4)耐老化的各种稳定剂。3增强：提高强度，GF、石棉纤维；CF、石墨纤维和硼纤维。填料：降低成本和收缩率，硅石(石英砂) 、硅酸盐、碳酸钙、炭黑、白炭黑(二氧化硅) 偶联剂：将聚合物和填料或增强剂紧密结合起来的物质浆糊的作用。4 增塑剂：改善加工流动性、制软制品。沸点高、不易挥发、与聚合物有良好混溶性的低分子油状物。分布在大分子链间，可降低高分子材料的玻璃化温度。主要品种：邻苯二甲酸二丁酯（ DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）,环氧类、磷酸酯类、癸二 酸酯类、氯化石蜡。5抗氧剂：消除过氧自由。热稳定剂：主要用于 PVC，吸收加工过程中放出的 HCI6成型加工方法热塑性塑料：挤出、注射、压延、吹塑热固性塑料：模压、铸塑、传递模塑7聚烯烃塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚丁烯。其中聚乙烯的产量最大，也是当前产量最大的塑料品种之一。其单体来源丰富，价格低廉。8 PE玻璃化温度为-125 C。易燃烧，火焰上黄下蓝，有熔融滴落现象； 透水率低，有机蒸气透过率高；透明性：结晶度大，降低；退火，不透明；淬火，透明；9 LDPE 以氧气或有机过氧化物为引发剂，按自由基聚合机理使乙烯聚合而得到。长支链的存在限制了 PE的结晶能力。结晶度与支链含量有关。结晶度提高使LDPE的刚性、耐化学药品性、阻隔性、拉伸强度和耐热性增加，但抗冲强度、撕裂强度和耐应力开裂能力降低。HDPE 1）低压法（齐格勒法）离子聚合机理反应制得。2）中压法（菲利浦法）按离子聚合机理反应制得。LLDPE 气相硫化床低压法因支链较短，堆积较为紧密，结晶度比LDPE高；熔点比LDPE高LDPEHDPELLDPE合成方法150 300MPa, 180200C,弓|发剂：。2或有机 过氧化物低压法：Al（Et） 3 + TiCl4体系在烷烃中的浆状 液为催化剂，1.3MPa、100 C。中压法：过渡金属氧化物（如氧化铬）为催 化剂、烷烃为溶剂，1.58MPa、130270 C。气相硫化床低 压法聚合机理自由基聚合离子聚合配位聚合结构特征大量的长支链 结构；分子量较 低（2.5万）分子量较高（10-35万），支链短且少乙烯与少量的 a烯烃共聚，短 支链均匀分布密度g/cm30.91 0.930.92-0.970.92 0.935结晶度55 65%,80 95%比LDPE高熔点108125C126136C比 LDPE 高10 15C性能透明性好、柔顺、易于挤出。 结晶度提高使刚性、耐化学药 品性、阻隔性、拉伸强度和耐 热性增加，但抗冲强度、撕裂 强度和耐应力开裂能力降低。硬度大，强度大，阻隔性好。拉伸强度、抗撕 裂强度、耐穿刺 性能和伸长率均咼于LDPE。9 UHMWPE耐磨性在已知塑料中第一；极高的耐冲击性能10在聚乙烯分子中引入其它原子或基团时，可以抑制结晶，从而获得橡胶态的性质。据此, 开发了乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯及氯化聚乙烯等弹性材料。10聚丙烯（PP）产量仅次于PE、PVC和PS。11聚苯乙烯产量仅次于 PE和PVC。11 ABS丙烯腈（20%30%）、丁二烯（6%30%）、苯乙烯（45%70%）三种单体组成的 通用工程塑料。丙烯腈使聚合物耐化学腐蚀，具有一定的表面硬度；丁二烯使聚合物呈橡 胶韧性；苯乙烯使聚合物具有刚性和流动性。12聚4-甲基-1-戊烯简称TPX,结晶度40%65 % （晶区与非晶区密度相同）,TPX是迄今为止 密度（0.83g/cm3）最小的塑料12聚氯乙烯塑料仅次于PE的第二位的大吨位塑料品种，脆化温度在-50 C以下，7580C变软。Tg与 聚合反应温度相关，-75C聚合，Tg达105C； 125C聚合降为68C。通常Tg取8085C。 13聚甲基丙烯酸甲酯简称PMMA，俗称 有机玻璃。甲基丙烯酸甲酯（MMA ）的均聚物。Tg为104C。透明 性最好的聚合物，但表面硬度较低，易被硬物划伤，有可燃性。14聚2-氰基丙烯酸甲酯粘合剂，502、501，自由基或阴离子聚合。15纤维素塑料1869年成产了第一个塑料工业产品-赛璐珞”硝酸纤维素CN +樟脑=赛璐珞，眼睛架、乒乓球、玩具16工程塑料作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学性 能，耐热、耐磨，尺寸稳定。工程塑料的特点：结构材料；能承受较宽的温度范围；耐物理、化学环境；价格贵。17聚酰胺尼龙首先是作为最重要的合成纤维原料。是开发最早的工程塑料，产量居于首位，约占工程塑料总产量的三分之一。 由二元酸和二元胺或其衍生物缩聚。二元酸和二元胺缩聚：先成盐再聚合。如尼龙66,前：二元胺的C原子数，后：二元酸的 C原子数 尼龙66是产量最大的品种，其次是尼龙 610和尼龙1010。18芳香族尼龙（聚芳酰胺）商品名NomexKevlar可用作防弹衣材料。 （PBT）吸水性在工程塑料中最小Kevlar 禾口 Nomex聚间苯二甲酰间苯二胺聚对苯二甲酰对苯二胺19聚对苯二甲酸丁二酯20聚酰亚胺（PI）在业界被称为“黄金薄膜”在众多高新技术领域应用。21聚砜PSF高温保持力学性能，在所有工程塑料中耐蠕变性最好。聚苯硫醚PPS工程塑料中耐热性最好的品种之一。22氟塑料耐各种溶剂、酸碱，耐王水和沸腾的氢氟酸-塑料王。23热固性塑料酚醛塑料根据催化剂是酸性还是碱性和苯酚/甲醛的比例不同，可生成热塑性或热固性树脂。是第一种用人工合成的塑料。酚与醛的摩尔比大于或等于1时，初始产物为一羟甲基酚，缩聚时生成线型树脂；小于1时，生成多羟甲基酚衍生物，形成的缩聚树脂可交联固化。反应介质的pH小于7时，生成的羟甲基酚很不稳定，易缩聚成线型树脂；大于7时,缩聚缓慢，有利于多羟甲基酚衍生物的生成。24酚醛树脂热固性Resoles热塑性Novolacs催化碱催化酸催化摩尔比酚醛摩尔比6:7（官能团摩尔比9:7）酚醛比例1 （ 6/5或7/6）制备方法回流12小时后，中和使呈微 酸性，真空脱水，冷却。回流24小时后，160度高温脱水， 冷却、破碎。分子量5001000500 900交联方法受热后，苯环间形成亚甲基和 醚键，形成交联结构。因甲醛量不足，固化时加入六次甲基 四胺。分解后提供亚甲基，完成交联。酚醛塑料 主要用作电绝缘材料，俗称 电木、电木粉。25氨基塑料采用脲醛树脂水溶液浸渍填料纸粕（纸浆）等添加剂，经干燥、粉碎等过程制得的压塑粉称 为电玉粉。26环氧树脂环氧树脂型粘合剂 有“万能胶”之称。增强塑料：用玻璃纤维增强，俗称环氧玻璃钢，是 一种性能优异的工程材料。玻璃钢指用玻璃纤维增强的不饱和聚酯材料作业4:1、什么是塑料？它和橡胶、纤维有什么区别？2、塑料可以根据组分数目分为和,根据对热的表现分为和，还可根据应用领域分为 和。3、 塑料助剂种类繁多，可以根据用途分为三类，改善性能的润滑剂、脱模剂等；改善性