全國高分子材料學(xué)術(shù)論文(2)
全國高分子材料學(xué)術(shù)論文
全國高分子材料學(xué)術(shù)論文篇二
高分子材料相關(guān)研究
摘要:包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中,被稱為現(xiàn)代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料。
關(guān)鍵詞:高分子材料 化學(xué) 分子
中圖分類號:U465.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。
一、按特性分析高分子材料
高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。
?、傧鹉z是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產(chǎn)生較大形變,除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。
?、诟叻肿永w維分為天然纖維和化學(xué)纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料,經(jīng)過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結(jié)晶聚合物。
?、鬯芰鲜且院铣蓸渲蚧瘜W(xué)改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。
?、芨叻肿幽z粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應(yīng)用較多的是合成膠粘劑。
⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質(zhì),添加溶劑和各種添加劑制得。根據(jù)成膜物質(zhì)不同,分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復(fù)合材料是以高分子化合物為基體,添加各種增強材料制得的一種復(fù)合材料。它綜合了原有材料的性能特點,并可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計。
二、現(xiàn)代新型高分子材料
高分子材料包括塑料,盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展,但目前業(yè)已大規(guī)模生產(chǎn)的還是只能尋常條件下使用的高分子物質(zhì),即所謂的通用高分子,它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展,這樣就出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。
1.高分子分離膜
高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術(shù)相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類?，F(xiàn)在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應(yīng)用高分子分離膜能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節(jié)約能源:利用反滲透進(jìn)行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。
2.高分子磁性材料
高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物的新應(yīng)用領(lǐng)域的同時,而賦予磁與高分子的傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結(jié)或鑄造成磁性體,現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應(yīng)運而生了。這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等特點。
3.光功能高分子材料
光功能高分子材料,是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導(dǎo)材料、光記錄材料、光加工材料、光學(xué)用塑料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以制成品種繁多的線性光學(xué)材料,又可以開發(fā)出非線性光學(xué)元件,如儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學(xué)反應(yīng),可以開發(fā)出在電子工業(yè)和印刷工業(yè)上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉(zhuǎn)換特性,可制成光導(dǎo)電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應(yīng)力而變化的特性,可開發(fā)出光彈材料,用于研究力結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的應(yīng)力分布等。
4.高分子復(fù)合材料
高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。高分子復(fù)合材料最大優(yōu)點是博各種材料之長,如高強度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì),根據(jù)應(yīng)用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質(zhì)的材料,制成滿足需要的復(fù)合材料。高分子復(fù)合材料分為兩大類:高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和高分子功能復(fù)合材料。以前者為主。高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料包括兩個組分:①增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復(fù)合材料的比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料。
三、高分子材料的合成與加工
高分子材料在加工之前,要先進(jìn)行合成,把單體合成為聚合物進(jìn)行造粒,然后才進(jìn)行熔融加工。高分子材料的合成方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。這其中引發(fā)劑起了很重要的作用,偶氮引發(fā)劑和過氧類引發(fā)劑都是常用的引發(fā)劑,高分子材料助劑往往對高分子材料性能的改進(jìn)和成本的降低也有很明顯的作用。
成型過程中,聚合物有可能受溫度、壓強、應(yīng)力及作用時間等變化的影響,導(dǎo)致高分子降解、交聯(lián)以及其他化學(xué)反應(yīng),使聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此加工過程不僅決定高分子材料制品的外觀形狀和質(zhì)量,而且對材料超分子結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)甚至鏈結(jié)構(gòu)有重要影響。
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