第一章 高分子材料学VIP免费

（会在加工过程中改变）第一章高分子材料学第一章高分子材料学聚合物的结构与性能高分子材料本身性能高分子材料制品的性能高分子材料成型加工性能第一节高分子化合物（聚合物）第一节高分子化合物（聚合物）聚合物是高分子材料的主体，它通过粘接各种配合剂使之成为一整体，使其具有一定的力学性能，具有良好的加工性能。一、聚合物种类聚合物的选择：（1）根据制品的性能要求（2）根据制品形状——加工工艺要求分子结构聚合物的聚合方法主要特征及其原理（结构与性能的关系）1、生胶天然胶NR生胶通用合成胶：SBR、BR、CR、IIR合成胶CREPR(EPDM)、IR特种合成胶：NBR、MQ、FPM、UR、CPE、·······结构－特性－应用的关系2、合成树脂分类依据类别化学结构聚烯烃类(PE、PP、PS、EVA)、聚酰胺类(PA)、氯乙烯基类(PVC、CPVC、PVDC)、丙烯酸酯类(PMMA)聚苯醚酯类(PET、PBT、PC、PPO)热效应热塑性、热固性：表0－1结晶能力结晶性、无定形：用途性能通用型(PE、PP、PS、PVC、PF、UF)：工程型(>50MPa、>6KJ/m2)、耐高温(氟、硅树脂)、功能型(离子交换树脂、环氧树脂)二、聚合物的主要成型工艺性能1、温度热效应PVCPEPPTb——脆化温度61℃低35℃Tg——玻璃化转变温度87℃20～13010℃～15℃Tf——粘流温度136℃～～Tm——熔融温度～LDPE：105～115164℃～175℃HDPE：115～135℃Td——分解温度140℃～300℃2、流变特性多数为非牛顿型流体，表观粘度ηa与剪切速率ŕ有关。PA、PC近牛顿型，PC有较大ηa。3、结晶性：PC、PVC有微晶4、加工性：相关因素熔体强度、吸水率、成型收缩率5、加工温度与使用温度：PVC：加工温度：150～190℃，使用温度：15～60℃第二节影响高分子材料性能的化学因素高分子材料制品性能高分子材料的化学结构影响成型加工性能（如：热塑性、热固性）选择聚合物时必须考虑其分子结构另外，加工时还会发生化学变化，引起结构改变。一、聚合物分子构成1、共价键的形式键能不同，成型时的稳定性、使用时的耐候性和降解性也不同。表1－22、元素即主链的构成元素。CC：碳链高分子；CO、CN、CS：杂链高分子；主链含Si、P、B等：元素有机高分子。例：主链上CO、CN、CS，易无规逐步降解，加工时要干燥，H2O%<0.05%。3、侧基（取代基）虽然主链为主要影响因素，但侧基也影响Tg、Tm、降解、老化、水解、耐热性、力学性能。二、键接次序和构型1、键接次序聚合单体相同，但结构单元的键接次序可能不同。同样的分子式，若分子结构不一样，则性能也不一样。例：聚丁二烯1、4聚丁二烯，弹性好，耐磨1、2聚丁二烯，强度低，弹性差CH2CHCHCH2nnCH2CHCHCH22、构型：等规立构：表1-4（P20）高分子化合物空间构型间规立构：表1-5（P20）无规立构几何位置：分子链中各原子的几何位置不一样，性能不一样。例：1、4聚丁二烯：顺式、反式性能不一样。聚集态结构：分子排列规整性。三、共聚物组成1、单体比例：例：丁腈橡胶（NBR18、24、40）丁二烯丙烯腈聚丁二烯丁腈橡胶聚丙烯腈顺丁橡胶弹性好强度高、硬度高腈纶纤维（BR）低温性好耐温性好（PAN）（NBR）无规共聚物2、序列分布嵌段共聚物接枝共聚物表1-6（P20）四、交联橡胶：二维网状结构热固性塑料：三维体型结构（复合材料）热塑性塑料：PE（提高性能）、PVC（不正常交联）交联使性能提高：表1-7（P21）影响交联密度的因素：温度、时间、反应官能度、应力、交联剂用量表1-8（P22）五、基团与端基分子链中的活性基团影响加工和使用性能例1：对加工方法的影响无活性基团——热塑性塑料：可反复多次成型有活性基团——橡胶和热固性塑料：只可一次成型例2：对使用性能的影响顺丁胶：氯丁胶：含Cl，极性，双键不易活动，耐老化、耐油，但耐低温性下降CH2CHCHCH2nCH2CHCCH2nCI利用端基可进行改性和功能化例：PPgMAH与PA的NH2端基反应六、支链影响加工性能、力学性能、结晶度、应力开裂等。例：HDPE、LDPE、LLDPE包括支链数、支链的长度、分布第三节影响高分子材料性能的物理因素高分子材料本身的分子结构（大分子结构）影响其加工性能和制品性能。在成型加工中，高分子材料又会发生一系列物理变化...