高分子材料的型別及應用

2021-04-16 00:34:01 字數 2680 閱讀 4578

高分子材料是以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、塗料、膠粘劑和高分子基複合材料,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。

1.高分子的分類

高分子材料按特性分類

高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子塗料和高分子基複合材料等。

①橡膠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,在外力作用下可產生較大形變,除去外力後能迅速恢復原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。

②高分子纖維分為天然纖維和化學纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。後者是以天然高分子或合成高分子為原料,經過紡絲和後處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結晶聚合物。

③塑料是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他新增劑制得。其分子間次價力、模量和形變數等介於橡膠和纖維之間。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。

④高分子膠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。應用較多的是合成膠粘劑。

⑤高分子塗料是以聚合物為主要成膜物質,新增溶劑和各種新增劑制得。根據成膜物質不同,分為油脂塗料、天然樹脂塗料和合成樹脂塗料。⑥高分子基複合材料是以高分子化合物為基體,新增各種增強材料制得的一種複合材料。

它綜合了原有材料的效能特點,並可根據需要進行材料設計。

高分子材料按用途分類

高分子材料按用途又分為普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力學效能、絕緣性能和熱效能外,還具有物質、能量和資訊的轉換、傳遞和儲存等特殊功能。已實用的有高分子資訊轉換材料、高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料、高分子形狀記憶材料和醫用、藥用高分子材料等。

2.幾種新型高分子的應用

高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。採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相比,具有省能、高效和潔淨等特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。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。

用來製備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來製備分離膜的高分子材料有許多種類。現在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機矽等。

膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少汙染、節約能源:

利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、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**率等。

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(合成樹脂、橡膠)的新應用領域的同時,而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源於天然磁石,以後才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現在工業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,將磁粉混煉於塑料或橡膠中製成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣製成的複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複雜形狀的製品,還能與其它元件一體成型等特點,而越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為兩大類,即結構型和複合型。

所謂結構型是指並不新增無機類磁粉而高分子中製成的磁性體。目前具有實用價值的主要是複合型。

光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以製成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種透鏡、稜鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性,又可以開發出非線性光學元件,如塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維等;而先進的資訊儲存元件興盤的基本材料就是高效能的有機玻璃和聚碳酸脂。

此外,利用高分子材料的光化學反應,可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化塗料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可製成光導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力而變化的特性,可開發出光彈材料,用於研究力結構材料內部的應力分布等。

高分子複合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相材料。高分子複合材料最大優點是博各種材料之長,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質,根據應用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質的材料,製成滿足需要的複合材料。高分子複合材料分為兩大類:

高分子結構複合材料和高分子功能複合材料。以前者為主。高分子結構複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、氮化矽晶須、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、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種複合材料的比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。

參考文獻

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【4】 宋昭楨.可降解塑料生產技術.精細石油化工進展,2005,(3).

【5】 董建華.高分子通報,2005,(1).

應用廣泛的高分子材料

教學目標 知識與技能 能舉例說明三大合成材料的結構特點和重要效能 過程與方法 通過對三大合成材料的代表物的結構特點和重要效能的學習,能準確辨析三大合成材料 情感態度價值觀 通過對三大合成材料和我國現有化工合成水平的學習和了解,培養學生的愛國主義情感和對化學學習的興趣,了解高分子材料在國民經濟發展與現...

高分子材料

高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料。我們接觸的很多天然材料通常是高分子材料組成的,如天然橡膠 棉花 人體器官等。人工合成的化學纖維 塑料和橡膠等也是如此。一般稱在生活中大量採用的,已經形成工業化生產規模的高分子為通用高分子材料,稱具有特殊用途與功能的為功能高分子。樹枝,獸皮,稻草等天然...

應用廣泛的高分子材料 學案

5.2 應用廣泛的高分子材料 目標要求 1.了解有機合成材料的分類。2.能從成鍵原理上理解塑料的結構與性質。3了解合成纖維 合成橡膠的結構與性質。4了解高分子化合物的用途。一 合成材料的分類 1 合成材料的種類很多,按用途和效能可分為和複合材料。2 三大合成材料 合成纖維 二 塑料 1 塑料的分類 ...