全國(guó)高分子材料學(xué)術(shù)論文(2)
全國(guó)高分子材料學(xué)術(shù)論文
全國(guó)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(guó)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(hào):U465.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(duì)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(jià)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(guò)紡絲和后處理制得。纖維的次價(jià)力大、形變能力小、模量高,一般為結(jié)晶聚合物。
③塑料是以合成樹脂或化學(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(jià)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(qiáng)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(diǎn),并可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。
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(wú)機(jī)材料所無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)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(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點(diǎn)。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(dòng)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(jià)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(guò)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(dòng)力,使氣體混合物、液體混合物或有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的溶液等分離技術(shù)相比,具有省能、高效和潔凈等特點(diǎn),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(guò)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(lái)制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來(lái)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(jī)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(huì)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(shí),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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)。
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(chǔ)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(gè)社會(huì)材料對(duì)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(chǔ)存元件興盤的基本材料就是高性能的有機(jī)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(jī)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(diǎn)是博各種材料之長(zhǎng),如高強(qiáng)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(gè)組分:①增強(qiáng)劑。為具有高強(qiáng)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(qiáng)度和比模量比金屬還高,是國(guó)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(guò)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(duì)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(guò)程中,聚合物有可能受溫度、壓強(qiáng)、應(yīng)力及作用時(shí)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(guò)程不僅決定高分子材料制品的外觀形狀和質(zhì)量,而且對(duì)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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