当前课程知识点:材料学概论 > 第9讲 高分子及聚合物材料(一) > 9.2 聚合物的合成 > 9.2.1 加聚反应和聚合物实例(1)——均加聚
刚才讲了关于聚合物的
一些名词术语
这些名词术语很重要
那么现在
我们就看聚合物高分子材料的
它是怎么形成的
我这里讲形成
不是讲工业上是怎么形成的
我不就是从聚合的角度
看看它是怎么形成的
我们聚合物
分加聚反应和缩聚反应
那么加聚反应当中
有均加聚共加聚
缩聚反应当中
有均缩聚共缩聚
注意在加聚反应当中
我们遇到的均加聚比较多
在缩聚反应当中
用到的共缩聚比较多
什么叫加聚什么叫缩聚
那么加聚
就是说一种或几种聚合物
加聚到一块去
不产生副产品
那么缩聚反应
也是一种或多种
产生聚合
缩聚反应缩聚的结果
除了生成我们所需要的
高分子材料以后
它还要产生其它的东西
它要产生副产品
这种副产品
一般都是小分子的
水 醇 醛这些
它产生缩聚反应
我们现在开始
讲加聚反应
加聚反应
大部分是均加聚
那么平常我们所见到的
四大种
也就是说吨位最多的
四大种塑料
平常我们所见的
四大种
聚乙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
聚丙烯
四大吨位的塑料
都是什么
都是均加聚
我们常见的聚乙烯反应
聚乙烯
它聚乙烯
结果它已经长到一定的链了
那么其它的聚乙烯
单体
经过激活以后
它两边都有了电子了
因为电子
它就会聚合起来
链不断的增加
链不断的增加
链不断的增加
我们刚才讲了
就是说在乙烯当中
碳碳键之间
它有两种
一种是σ键
一种是π键我们知道
π键它的结合能
小于σ键的结合能
一旦打开它以后
它就跟主链连接起来
主链连接起来
它有一定的结合能
结合能比刚才我们说的
π键
结合能还要大还要低
那么这样
应该讲
一旦把它激活以后
它反应会自动的进行下去
会自动的进行下去
那么自动的进行下去
是不是它反应无休无止的
进行下去
它不是这样
我们可以控制它的反应过程
控制它的反应过程是什么
比方说温度压力
给它控制它一下
我们没有条件
它就进行不下去
还有不是加活化剂
激活剂
激活剂是过氧化氢
我过氧化氢
通过加过氧化氢的重量
我就可以控制它的链的增大的程度
所以它链长
是可以控制的
这是我们说的一种情况了
那么再有一种情况
就是在
均加聚过程当中
我刚才讲的主链
也可以在某些情况下
把侧链的氢用激活的
乙烯分子来置换
一置换怎么样
它就不是双官能的了
它变成三官能度的了
一三官能度
这乙烯就分叉了
如果你分叉的很多
那你叉就很多了
一般来讲
把在一个长链上长的
在同一个长链长的
这叫什么
叫做高密度聚乙烯
把侧链长的
它一般就是低密度聚乙烯
为什么低密度
本来长链注意
刚才我们讲的长链
是这样长的过程当中
注意侧链当中
它还有二次键在作用的
二次键在作用的
因为乙烯分子
它如果是长链长的
它并不是一条直线
它是由像锯齿一样
锯齿一样
你锯齿套上它锯齿
互相捏合到一块
它密度就比较高了
如果除了侧链
它就密度比较低了
我们从可以看到
高密度聚乙烯
低密度聚乙烯
可以看到
比如说你链的结构
决定它的性能
链的结构决定它的性能
那么怎么给它完结
我最后加个氢它就结束了
加个氢它就结束了
加个氢它就结束了
这是它的过程
注意在聚乙烯的过程当中
我们可以看到
它有分叉和不分叉之分
注意在最早合成的聚乙烯的时候
因为当时条件
比较单一
当时就一味的增加压力
增加压力
一增加压力的结果
就是把条件给它
充分的满足它的条件
把反应条件搞的是比较充分
压力增加
压力增加
它就
它不是除了链长增加以外
它还要在侧链上
长出分叉来
把这种聚乙烯
叫做高压聚乙烯
也叫做什么
低密度聚乙烯
那么随着人类
对着合成技术
掌握的越来越充分
掌握的越来越充分
它各种条件都可以满足了
后来
就说用低压也可以
合成聚乙烯
聚乙烯
用低压合成的聚乙烯
就是一链增加
侧链少或者侧链很短
这样得到的聚乙烯
叫做高密度聚乙烯
也叫做低压产生的聚乙烯
那么我刚才讲了
低密度聚乙烯
是开始合成的
利用的压力比较高
那么高密度聚乙烯
是在后来产生的
它的什么
压力比较低
低压的高密度聚乙烯
我们可以看到就是说
还可以看到
高密度聚乙烯
它是一个链
这样的聚乙烯
它容易结晶化
那么低密度聚乙烯
它分叉很多
这样
它就不容易结晶化
那么碳原子呈锯齿结构排列
是因为
所有碳碳共价键
彼此之间的夹角
大概是什么
它不到112度
它是109度
它呈锯齿状
它呈锯齿状
我们可以刚才讲了
就是说
氢碳氢之间的夹角
氢碳碳之间的夹角
它都是在120度上下
那么聚乙烯
它实际上排列起来
就像下图所讲的
就像一碗面条一样
这碗面条它缠结起来
它一碗面条
它这样排列
那么正因为它这样排列
所以才有高分子材料的一些特性
什么 它容易变形
塑性比较大
它强度比较低
如果这张尽管它是盘在一块的
如果它不分叉
在局部的地方
就可能晶化
如果它分叉很多
它变成低密度聚乙烯了
它就很容易
它很不容易结晶化
它就是非金属的
这里表现为玻璃态的这种
下边就是讲
第二大吨位的聚氯乙烯
聚氯乙烯
它的单体
它的聚氯乙烯的单体
一个氢原子
被谁
被氯原子所置换
那么它是单体
就是氯乙烯
氯乙烯
乙烯是左边
右边
聚氯乙烯是左边
那么氯乙烯经过聚合
就变成聚氯乙烯
聚氯乙烯 聚氯乙烯
我们看到
跟原来的聚乙烯
有什么差别
关键是它
侧链
主链和侧基
侧基
用氯原子代替了原来的氢
那么这二者的分子量很大
差别多少
差别30多倍
正因为它差别很大
因此造成了聚氯乙烯
它什么
它硬度比较高
而且氯 加上氯以后
它是阻燃的
它是阻燃的
那么聚氯乙烯
它用途是很多了
它可以软质 硬质之分
还有溶胶 做成溶胶的
硬质的聚氯乙烯
我们看到
建筑用的管材 自来水管
异型材
床架 什么地板用的材料
工业的用品
外壳 软质
可以做到充气玩具
和塑料什么
乳胶 溶胶
可以做到炊事用具
手套 什么等等这些
表上讲的很清楚
它的强度比较高
之所以强度比较高
就是因为氯与氢相比
要大的多
体积大
分子量大
因此分子难以运动
它的强度就比较高
好 那么丙烯酸树脂
丙烯酸树脂
就是人们所说的
那个有机玻璃
有机玻璃最大的特点
是什么
它透明性
它的透明性
丙烯酸树脂
就是你看它是个酯基
用酯基代替了原来的什么
原来的氢
它的分子量也比较大
而且它不光硬而且透明
因此这种材料
广泛的用在
透明的
有机玻璃
有机玻璃窗
过去的眼镜
常用的眼镜的镜片
都是这种丙烯酸树脂的
好 丙烯酸树脂的用途
什么台面水晶板
餐具
眼镜放大镜
电气制品当中
照明器具
遥控等等这些
汽车的灯具
建材的取光窗
其他的航空的机床等等这些
大量的使用
它跟聚乙烯比较起来的特点
第一个是透明性非常好
第二个硬度比较高
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业




