光功能高分子材料的研究发展及应用

光功能高分子材料的研究发展及应用
光功能高分子材料的研究发展及应用

论光功能高分子材料的研究发展及应用综述

吴俊杰

化工081班

前言:光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分,近年来随着现代科学技术的发展,光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位,光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中,光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。

1光功能高分子材料及分类

光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。

表1 光功能高分子材料的分类

分类方法材料

作用机理光物理材料

光化学材料

反应类型和功能光敏涂料

光致抗蚀剂

高分子光稳定剂

光致变色高分子材料

光导电高分子材料

光学塑料和光纤

光敏涂料:主要由光敏预聚物、光引发剂和光敏剂、活性稀释剂(单体)以及其他添加剂等构成。

光致抗蚀剂:主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。

高分子光稳定剂:主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。

光致变色高分子材料:主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。

光导电高分子材料:由光导电聚合物材料构成。

2光功能高分子材料的类别和应用

表2 光功能高分子材料的类别和应用

材料的类别应用

光敏涂料作表面涂料,起装饰和保护作用;作光致抗

蚀剂用

光致抗蚀剂制作半导体器件、集成电路,在电子工业中

广泛应用

高分子光稳定剂阻止聚合物对光的吸收在、热氧化反应、老

化反应等

光致变色高分子材料用作光的控制和调变、信号系统、信息存储

元件、感光材料、光致变色玻璃等光导电高分子材料用作静电复印、激光打印、图像传感器、光

电池

光学塑料和光纤用在制作塑料透镜、光盘基材、塑料光纤等3光功能高分子材料的发展概况

1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,发展之势方兴未艾。

光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸收、储存、转换.塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一般以有机玻璃为芯材,以含氟透明树脂为皮层,用柔软的有机硅树脂进行一次包覆,然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透明树脂、有机硅树脂都是高分子材料,芯材有高折光率,皮层为低折光率材料。光纤的直径范围为几十到约1000微米,光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输,由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高,主要应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外,还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来,对有机玻璃采用重氢化技术,已使塑料光纤的传输损耗有所降低,为较长距离应用创造了条件。

以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透明塑料的高分子材料为基材制成的光盘,是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件,适应了激光技术的发展和对大容量、高信息密

度记录储存材料的需求既可记录文字数据.又可记录声音和图象。光盘是利用激光的单色性、相干性进行记录再现的。光盘的信息储存密度大,是磁带的4000倍、磁盘的250倍、盒式录像带的55倍。

现在光导电光导电高分子材料的应用越来越广泛,用光导电材料制作的静电复印设备越来越受到人们的欢迎,人们使用的也越来越多。而现在防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一.为了消除工业烟尘污染,首先要知道烟尘排放量,因此必须对烟尘源进行监测,自动显示和超标报警.烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的.如果烟道浊度增加,光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加,到达光检测器的光减少,因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化.把光敏电阻连接到外电路中,在外加电压的作用下,用光照射就能改变电路中电流的大小.灵敏度高,光谱特性好,光谱响应可从紫外区到红外区范围内,体积小,重量轻,性能稳定,价格便宜,因此应用比较广泛.。

而现在越来越多的人都在使用自显影全息记录照相。它是在透明胶片等支持体上涂一层很薄的光致变色物质( 如螺吡喃,俘精酸酐等) ,其对可见光不感光,只对紫外光感光,从而形成有色影像.分辨率高,不会发生操作误差,影像可以反正录制和消除。它使用方便快捷,越来越多的人都喜欢它。

另外在国防方面,由于光致变色高分子材料对强光特别敏感,可以制作强光辐射剂.能测量电离辐射,探测紫外线,x射线,γ射线等的剂量.如将其涂在飞船的外部,能快速精确地计量高辐射的剂量.还可以制成多层滤光器,控制辐射光的强度,防止紫外线对人眼及身体的伤害.如果把高灵敏度的光致变色体系指示屏用于武器上,可记录飞机,军舰的行踪,形成可褪色的暂时痕迹。光致变色高分子材料在国防方面应用越来越广。

在防伪技术方面:防伪技术有两种方法,一是通过直接观察获得,另一种是通过对防伪标示的检查而验证产品的真实性.水印, 全息照片,显微印刷属于第一种,而有机光致变色材料用于防伪系统,属于第二种.其颜色角度效应无法用高清晰度的扫描仪,彩色复印机及其它设备复制,印刷特征用任何其他油墨和印刷方式都无法效仿。因此光致变色材料在防伪技术方面也得到了广泛的应用。

此外,光致变色高分子材料受不同强度和波长光照射时可反复循环变色的特点,可以制成计算机的记忆存储元件,实现信息的记忆与消除过程,其记录信息的密度大得难以想象,抗疲劳性能好,能快速写入和擦除信息,得到广泛应用。它还可用作指甲漆,漆雕艺品,T恤衫,

墙壁纸等装饰品.还可将光致变色化合物加入到一般油墨或涂料中制成丝网印刷油墨或涂料;还可制成包装膜,建筑物的调光玻璃窗,汽车及飞机的屏风玻璃等,防护日光照射,保证安全.做成护目镜,防止阳光,激光,电焊光的伤害。

光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸收、储存、转换,光弹材料利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性,用于研究受力结构材料内部的应力分布。

4光功能高分子材料的研究进展

光功能高分子材料还包括感光性树脂、光降解材料等。感光性树脂是在光的作用下能迅速发生光化学反应 ,引起物理和化学变化的高分子。这类树脂在吸收光能量后使分子内或分子间产生化学的或结构的变化。吸收光的过程可由具有感光基团的高分子本身来完成 ,也可由加入感光材料中的感光性化合物(光敏剂)吸收光能后引发光化学反应来完成。感光性树脂在印刷布线、孔板制造、集成电路和电子器件加工、精密机械加工及复印、照相等方面的应用愈来愈广泛。

含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化 ,而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色 ,这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色。已经知道 ,硫代缩胺基脲衍生物与汞(Hg)能生成有色络合物 ,是化学分析上应用的灵敏显色剂。在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩胺基脲汞的基团 ,则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构 ,发生变色现象。迄今为止 ,光致变色高分子的应用开发工作尚处在起步阶段 ,但其应用前景是十分诱人的。光致变色材料在全息记录介质、计算机记忆元件、信号显示系统、感光材料等方面有广泛的应用。例如 ,可作为窗玻璃或窗帘的涂层 ,从而调节室内光线;可作为护目镜从而防止阳光、激光以及电焊闪光等的伤害;在军事上 ,可作为伪装隐蔽色或密写信息材料;还可作为高密度信息存储的可逆存储介质等。我国已把光致变色材料列入 863 高科技计划 ,国内一些单位已相继开展这方面的工作并已取得可喜的成果。

为了解决高分子废弃物所造成的公害 ,研究了用时稳定 ,不用时在阳光暴晒下能发生降解的光降解高分子。要实现这种光降解 ,一是直接合成能被光降解的高分子;另一种方法是加入能促进降解的试剂。在聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中加入 0105 %的光降解剂(如乙醛基水杨酸的铁、锰、铜盐) ,约经100h ,这些聚合物就发生降解。又如将塑料浸入5 %~

10 %的三氯丙酮或六氯丙酮的丙酮溶液中 ,浸30s后 ,再在室外暴晒 2~3 天 ,即失去强度 ,一碰就碎。而光降解材料主要可应用于两个方面 ,一是包装材料 ,二是农业应用薄膜。

5展望

21世纪人类社会将进入高度信息化的社会,光与半导体相融台的高技术将引人注

目。高分子材料的光功能特性引起科学界和工业界的兴趣。高分子材料的功能特性主要有:①化学变换功能(感光树脂、光学粘接剂、光硬化剂等)。②物理变换功能(塑料光纤、光盘、非球面透镜、非线性光学聚合物、超导聚合物等)。②医学化学功能(抗血栓性聚合物、人工畦器等)。④分离选择功能(微多L膜、逆透过膜等) 由此可见,具有光功能的高分子

材料占居多数,它们的产品在市塌占有的份额很大。像非线性高分子材料这样的尚未达到实用化的高分子材料更是为数众多该材料的通光功能与光的化学、物理变化功能是有很

大差别的。前者的典型代表是光纤和各种透镜。对这些材料不殴要求透明性强。如要求

光纤材料从可见光到近红外光范围内的透明性极其严格。标准的塑料光纤(POF)是由PMMA制成的,具c—H基,故不能避免红外吸收。为了提高透明性而研制羝化物光纤。用于制作透镜的材料必须具南高范围的折射率和分散特性这一点,有机高分子材料与无

机玻璃类材料相此,前者处于劣势。塑料材料具有优良的成形性,宜用来生产诸如形状复杂的非球面透镜等高性能透镜。CD用的透镜,主要是用PMMA材料制作。制作透镜用的PMMA工业材料市塌规模看好要求它具有优良的耐热性和低的吸水性其中具有脂环

式结构的塑料市埸将有扩大趋势。产品的薄型化要求具有高折射率的材料。获得优良的

成像性需要采用低双折射率材料。对光盘基板材料的功能也应十分重视,正在积极开发不产生双折射的各向同性塑料材料。同时致力于开发具有优良光学特性和折射率分布特性

的塑料。塑料光纤与石英光纤相比.它的传输距离和带宽特性很差。由于POF是用高折射率的PMMA作芯t用低折射率的氟塑料作包层,这种两层结构会引起模分散它的最大

传输速度为lOMbit/秒,与石英光纤的10Ghit/秒传输速度相比,实在是太小了。上述第①种功能是基于光照射后的高分子材料的重合硬化。开展利用紫外线下瞬时重台的涂料、粘接剂等研究不容忽视。要求光学粘接剂能把尺寸为数m的石英光纾精密固定。要求它具

有低收缩性和折射率特性。DRAM将向大容量化发展,由4Mbit发展到64Mbit、256Mbit 2l世纪初将达到1Gbit,需要重视光源和短渡长的光,为此要大力开发高性能感光聚合物。

而现有包装材料大约80%是聚烯烃,农膜也主要是聚乙烯,用以作地膜和设施农业用膜——温室大棚、小棚等。用以提高土壤温度抑制杂草生长,但使用后很难从地里清除,特别是地膜、太薄,无法回收。如果用光降解材料作农膜和包装材料,废弃后即可被光分解成碎片,当聚合物分子量降到500以下时,就容易受微生物破坏,继而进入自然界的生物循环。西方发达国家光降解塑料技术比较成熟,已广泛应用,我国从80年代开始进行研究。目前所谓的降解材料大都不过关,达不到要求,只是部分降解,从保护环境角度出发,光降解材料的研究和应用有重大现实意义和广阔前景。

光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射,可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等。利用高分子材料的光化学反应,可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性,可制成光导电材料和光致变色材料。光功能高分子材料在环保等领域也有广阔的应用前景。因此,我们应该大力发展和开发光功能高分子材料的研究和应用。

现在,光功能高分子材料的制备方法我们知道的比较少。而且,光功能高分子材料的应用越来越广泛,越来越多。因此,我们应该大力研究光功能高分子材料的制备,使光功能高分子材料的制备更加简单方便和实用,使光功能高分子材料得到更加充分的利用,为我们创造更加美好的生活和更加光明的未来。我认为光功能高分子材料的制备可以采用在高分子中加入光敏添加剂如羰基化合物、金属络合物、含有芳环结构的物质、卤化物等,也可以采用在高分子中加入一些天然具有光功能的物质或基团等,或者在一些单体中加入一些天然具有光功能的物质或基团然后进行聚合反应生成光功能高分子物质等。

参考文献

[1]焦剑,姚军燕.功能高分子材料.北京:化学工业出版社,2007

[2]高辛.高分子光材料.2006.2.21

[3]旺牛.光学高分子简述及性能表征.2010.2,25

[4]魏秀贞. 高分子材料.北京:兵器工业出版社,1998

[5]王义.光功能高分子的性能特点及应用.2004,10.23

(发展战略)光功能高分子材料的研究发展及应用

论光功能高分子材料的研究发展及应用综述 吴俊杰 化工081班 前言:光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分,近年来随着现代科学技术的发展,光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位,光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中,光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。 表1 光功能高分子材料的分类 剂等构成。 光致抗蚀剂:主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳定剂:主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。 光致变色高分子材料:主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料:由光导电聚合物材料构成。

2光功能高分子材料的类别和应用 表2 光功能高分子材料的类别和应用 3光功能高分子材料的发展概况 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,发展之势方兴未艾。 光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸收、储存、转换.塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一般以有机玻璃为芯材,以含氟透明树脂为皮层,用柔软的有机硅树脂进行一次包覆,然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透明树脂、有机硅树脂都是高分子材料,芯材有高折光率,皮层为低折光率材料。光纤的直径范围为几十到约1000微米,光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输,由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高,主要应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外,还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来,对有机玻璃采用重氢化技术,已使塑料光纤的传输损耗有所降低,为较长距离应用创造了条件。 以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透明塑料的高分子材料为基材制成的光盘,是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件,适应了激光技术的发展和对大容量、高信息密

功能高分子材料研究进展

功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料;功能高分子;功能材料; Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords:high polymer materials; functional polymer; functional Materials;

功能高分子名词解释

名词解释 高性能高分子:对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 功能高分子:是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。 特种高分子材料:带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。 通用高分子材料:应用面广量大,价格较低。根据其性质和用途可分为五个大类:化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。 阳离子交换树脂:能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂。 阴离子交换树脂:能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂。 分离膜:能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。 膜在生产和研究中的使用技术被称为膜技术。

如果在高浓度水溶液一侧加压,使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压,则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧,这一过程就称为反渗透。 用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜,孔径小于0.5nm,可截留溶质分子。 超滤技术的核心部件是超滤膜,分离截留的原理为筛分,小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔,而大于孔径的微粒则被截留。 导电高分子是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。 这些带电粒子可以是正、负离子,也可以是电子或空穴,统称为载流子。 这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为掺杂。掺杂的方法可分为化学法和物理法两大类,前者有气相掺杂、液相掺杂、电化学掺杂、光引发掺杂等,后者有离子注入法等。

电导率发生突变的导电填料浓度称为“渗滤阈值” 光致抗蚀,是指高分子材料经过光照后,分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性,从而产生了对溶剂的抗蚀能力。 光致诱蚀,当高分子材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。 医用高分子材料则是生物医用材料中的重要组成部分,主要用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断检查、患疾治疗等医疗领域。 高分子药物:它依靠连接在聚合物分子链上的药理活性基团或高分子本身的药理作用,进入人体后,能与肌体组织发生生理反应,从而产生医疗效果或预防性效果。 微胶囊是指以高分子膜为外壳、其中包有被保护或被密封的物质的微小包囊物。

生活中的材料课题5几种高分子材料的应用练习1鲁科版选修10921142

1 解析:真毛皮含有蛋白质,焚烧时有烧焦羽毛的味道,而人造皮毛不含蛋白质,焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道,所以 B 选项错误。 答案:B 解析:尿不湿之所以具有强的吸水性,是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案:D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团,这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析:羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案:A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成,这两 种材料是( ) 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 ( ) A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案:A 2. 人造毛皮越来越以假乱真,下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 ( ) A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶

2 解析:电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成;尿素不属于高分子材料;橡胶属于高分子材料,故选择 答案:C 3.为配合“限塑令”的有效推行,许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施,已知生 产无纺布的主要原料为:聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析:生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案:B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是( ) A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析:丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案:A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似,可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料,这种材料的性质特别稳定,所以被称为 ( ) A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析:由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性, 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温,绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀,所以被称作是塑料王。 答案:D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 ( ) A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。

功能高分子材料讲义

第三章功能高分子材料 3.1 概述 功能高分子是高分子化学的一个重要领域,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。 3.1.1 功能高分子材料的概念和分类 高分子材料按其使用性能可以分为结构高分子材料和功能高分子材料,结构高分子材料具有较高的比刚度和比强度,可以代替金属作为结构材料,如我们熟知的工程塑料和聚合物基复合材料。 对功能高分子材料,目前尚未有明确的定义,一般认为是指

除了具有一定的力学功能之外还具有特定功能(如导电性、光敏性、化学性和生物活性等)的高分子材料,所谓材料的功能,从根本上说,是指向材料输入某种能量,经过材料的传输转换等过程,再向外界输出的一种作用。材料的这种作用与材料分子中具有的特殊功能的基团和分子结构分不开的。 请注意,不可将功能高分子和功能高分子材料混为一谈,这两者是有明显区别的。功能高分子材料从组成和结构上可以分为结构型和复合型两大类。结构型功能高分子材料是指在高分子链中具有特定功能基团的高分子材料,这种材料所表现的特定功能是由高分子本身的因素决定的。构成结构型功能高分子材料中的高分子叫功能高分子,而复合型功能高分子材料,是指以普通高分子材料为基体或载体,与具有某些特定功能(如导电、导磁)的其它材料进行复合而制得的功能高分子材料,这种材料的特殊功能不是由高分子本身提供的。 功能高分子材料涉及范围广、品种繁多,还未有统一的分类方法,一般按其使用功能来分类,大致可以分为以下几类:(1)化学功能高分子材料 主要包括离子交换树脂,高分子催化剂、高分子试剂、螯合树脂、高分子絮凝剂和高吸水性树脂等。

(完整版)功能高分子复习提纲

一、名词解释(5题,共15分) ——功能高分子材料:一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。——功能与性能,性能:材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息,经过材料的储存、传输或转换等过程,再向外输出的一种特性;材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。材料在具备功能的同时,必须具有一定的性能。 ——结构型功能高分子材料,指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料,它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。 ——复合型功能高分子材料:指以普通高分子材料为基体或载体,与具有某些特定功能(如导电、磁电)的其他材料以一定的方式复合而成的,它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。 ——智能材料:是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料,它可以感知外部的刺激(传感功能),通过自我判断和自我结论(处理功能),实现自我指令和自我执行的功能(执行功能);又称为灵巧材料(机敏材料)。 ——离子交换树脂:是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能,本质上属于反应性聚合物。 ——高吸水性树脂,是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。 ——高分子分离膜,是用人工或天然合成的高分子分离膜,可借助于化学位差(浓度差、压力差和电位差)的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。——导电高分子:是指由具有共轭π键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。 ----结构型导电高分子: ----复合型导电高分子: ---载流子: ——掺杂:这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂” ---光功能高分子材料:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。这种变化发生后,材料将输出其特有的功能。——光致抗蚀材料:指高分子材料经过光照后,分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性,从而产生了对溶剂的抗蚀能力。(负片型) ----光致诱蚀材料,与光致抗蚀材料正好相反,当高分子材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。(正片型) ——光引发剂和光敏剂:都是在光聚合中起到促进引发聚合作用的化合物。二者不同在于,光引发剂吸收光能后跃迁到激发态,当激发态能量高于键断裂所需的能量时,断键产生自由基,而引发反应,属消耗性,光敏剂吸收光能后跃迁到激发态,然后发生分子内或分子间能量转移。将能量传递给另一个分子,产生初级自由基,光敏剂回到基态,属非消耗性。——生物降解高分子材料:指一类能够被微生物酶的作用分裂成较小聚合物产物的高分子材料。 ——生物降解:是指高分子的分子链在微生物酶作用下分裂成较小聚合物产物的过程。——生物相容性:是指生物材料在生物体内与周围环境的相互适应性,也可理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。 ——生物吸收性高分子:在体内逐渐降解,其降解产物为机体吸收代谢的高分子材料。——生物惰性高分子:指在生物环境下呈现化学和物理惰性的高分子材料。 ——水凝胶:由液体和高分子网络组成,由于高分子网络与液体之间的亲和性,液体被高分子网络封闭在里面,并且像固体一样显示一定形状的材料。 ——智能型凝胶:高分子主链或侧链上通常存在着离子化基团、极性和疏水性基团,从而使之具有类似生物体的特性,当收到外界刺激(温度 PH 溶剂盐浓度化学物质等),其结构,物理特性会产生敏感响应的一类凝胶材料。

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛,与其他许多学科交叉渗透,相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展,普通的材料已经不能满足需求,高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛,应用的方面也越来越多,越来越广!下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍! 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍,其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知,荷叶表面的水可以聚成水珠,不会粘在荷叶上,从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发! 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”,“山包”上长满绒毛,好像山上密密的植被,“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此,在“山包”的凹陷处充满了空气,这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说,无异于庞然大物,于是,当雨水和灰尘降落时,隔着一层纳米空气,它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触,无法进一步“入侵”。水形成水珠,滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构,不仅有利于它自洁,还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害! 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司,根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果,经过3 年研究工作,成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中,开发了微结构有机硅乳胶漆,即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质,并形成一个纳米级显微结构,从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构,达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的,我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进,用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料!荷叶只是一个列子,只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能! 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心{张百兴张凯然}在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水!

高分子材料按应用分类

高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为涂料、天然树脂涂料和。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。⑦。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外,还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子和医用、等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限,同一高聚物,采用不同的合成方法和成型工艺,可以制成塑料,也可制成纤维,比如尼龙就是如此。而一类的高聚物,在室温下既有玻璃态性质,又有很好的弹性,所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子:分子主链由C原子组成,如:PP、PE、PVC②杂链高聚物:分子主链由C、O、N等原子构成。如:聚、聚酯③元素有机高聚物:分子主链不含C原子,仅由一些杂原子组成的高分子。如:硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、和涂料等。其中,被称为现代高分子的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或差为动力,使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用交换膜电解可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用从中富集氧可大大提高回收率等。

高中化学选修5之知识讲解_应用广泛的高分子材料 功能高分子材料_基础-

应用广泛的高分子材料 功能高分子材料 【学习目标】 1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能,了解“三大合成材料”的结构、性能和用途; 2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用,了解治理“白色污染”的途径和方法; 3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用; 4、以合成高分子化合物的背景,了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 合成材料品种很多,按用途和性能可分为合成高分子材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等);功能高分子材料(包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)和复合材料。其中,被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。 【要点梳理】 要点一、塑料【应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#应用广泛的高分子材料 功能高分子材料】 1.塑料的成分。 塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外,还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如,提高柔韧性的增塑剂,改进耐热性的热稳定剂,防止塑料老化的防老化剂,赋予塑料颜色的着色剂等。 3.几种重要的塑料的性质。 (1)聚乙烯塑料的性质。 ①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能,最低使用温度可达- 100℃;化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的腐蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性能优良。 ②聚乙烯塑料品种很多,应用广泛,主要有:薄膜(低密度聚乙烯,有良好的透明度和一定的抗拉强度)用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装;中空制品(高密度聚乙烯,强度较高)用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器;管板材(高密度聚乙烯)用于铺设地下管道和建筑材料;纤维(线型低密度聚乙烯)用于生产渔网绳索;包覆材料,用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。 (2)酚醛树脂。 ①酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 ②酚醛树脂属于热固性塑料,体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融,也不溶于任何溶剂。 ③酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。 要点二、合成纤维【应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#合成纤维】 1.化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。 天然纤维:如棉花、羊毛、麻等 化学纤维: 人造纤维:如黏胶纤维 合成纤维:如“六大纶”、光导纤维等 纤维

功能高分子材料

种类繁多的功能高分子材料 功能高分子材料目前尚无严格的定义。一般认为,是指除了具有一定的力学性能之外,还具有某些特定功能(如化学性、导电性、磁性、光敏性、生物活性等)的高分子材料。或者理解为是一种当受到外部刺激时,能通过化学或物理方法做出响应的材料。 材料的性能是指材料对外部作用的抵抗特性。而功能是指向材料输入某种能量和信息,经过材料的储存、传输或转换等过程,再向外输出的一种特性。按照功能高分子材料的组成和结构,可将其分为结构型功能高分子材料和复合型功能高分子材料。按照来源又可分为天然功能高分子材料、半合成功能高分子材料和合成功能高分子材料。通常对于功能高分子材料是按照功能和应用特点进行分类。据此大致可将功能高分子材料分为化学、光、电、磁、热、声、机械、生物等八大类。 (1)聚苯乙烯型吸附树脂80%以上的吸附树脂是聚苯乙烯型的吸附树脂,它们主要是以苯乙烯为主要的合成单体,以二乙烯苯作为交联单体制备的。聚苯乙烯是最早工业化的塑料品种之一,其苯环上的邻、对位具有一定的活性,便于和其他的化合物反应,引入其他的化学基团,实现对聚苯乙烯的改性,同时将之作为吸附树脂使用时,为了提高其稳定性,还需对其进行一定的交联。聚苯乙烯的主要缺点在于,机械强度不够高,抗冲击性和耐热性较差。

在水溶液中悬浮聚合得到的聚苯乙烯型吸附树脂其外观是白色或浅黄色,直径不同的多孔球粒。通过选择不同的引发剂,苯乙烯可以实现光引发、热引发聚合,利用所加入的交联剂如二乙烯苯的用量来调节其交联度。同时聚苯乙烯上的活性点为其改性提供了条件,可以引入其他极性基团,甚至可以引入配位结构形成螯合树脂或引入离子型基团得到离子交换树脂。 (2)离子交换树脂是结构上带有可离子化基团的一类高分子,它由高分子骨架、与高分子骨架以化学键相连的固定离子以及可在一定条件下离解出来并与周围的外来离子相互交换的反离子组成。其功能基团为固定离子与反离子组成的离子化基团。功能基团中的可交换离子与外来离子完成交换过程后,通过改变条件又可再生为原有的反离子。 根据离子交换树脂的合成方式,可将其分为缩聚型和加聚型。根据树脂的物理结构,可分为凝胶型、大孔型和载体型离子交换树脂。离子交换树脂在重金属的提取、水处理、化学反应的催化方面均有重要的应用。 (3) 复合型导电高分子材料是采用各种复合技术将导电性物质与树脂复合而成的。按照复合技术分类有导电表面膜形成法,导电填料分散复合法、导电填料层压复合法三种。 常用的导电填料有金粉、银粉、铜粉、镍粉、钯粉、钼粉、铝粉、钴粉镀银二氧化硅粉、镀银玻璃微珠、炭黑、碳化钨、碳化镍等。复合型导电高分材料可用作防静电材料、导电涂料、电路板的制作、压

功能高分子材料论文

生物医用高分子材料 摘要:简述了对功能高分子材料的认识,功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类,接着重点写生物医用高分子的发展前景和趋势,对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:功能高分子材料,生物医用高分子材料。 功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域,是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来,功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上,其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50% 所谓功能性高分子材料,一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料,但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。这一定义只是一个概括,不一定很确切,较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。可以看出,这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多,而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。 功能高分子材料按照功能特性通常可分成以下几类: (1)分离材料和化学功能材料;(2)电磁功能高分子材料;(3)光功能高分子材料;(4)生物医用高分子材料。功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。 随着时代的发展,在医学领域中越来越迫切地需要开发出能应用于医疗的各种新型材料,经多年的研究已发现有多种高分子化合物可以符合医用要求,我们也把它归属于功能性高分子材料。 一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求: 1、化学稳定性好,在人体接触部分不能发生影响而变化; 2、组织相容性好,在人体内不发生炎症和排异反应; 3、不会致癌变;

光功能高分子材料的研究发展及应用

光功能高分子材料的研究发展及应用 吴俊杰 化工081班 前言:光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分,近年来随着现代科学技术的进展,光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位,光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速进展之中,光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸取、储存、转换的一类高分子材料。 表1 光功能高分子材料的分类 剂等构成。 光致抗蚀剂:要紧包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳固剂:要紧包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳固剂等。 光致变色高分子材料:要紧包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料:由光导电聚合物材料构成。

2光功能高分子材料的类别和应用 表2 光功能高分子材料的类别和应用 3光功能高分子材料的进展概况 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,进展之势方兴未艾。 光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸取、储存、转换.塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一样以有机玻璃为芯材,以含氟透亮树脂为皮层,用柔软的有机硅树脂进行一次包覆,然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透亮树脂、有机硅树脂差不多上高分子材料,芯材有高折光率,皮层为低折光率材料。光纤的直径范畴为几十到约1000微米,光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输,由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高,要紧应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外,还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来,对有机玻璃采纳重氢化技术,已使塑料光纤的传输损耗有所降低,为较长距离应用制造了条件。 以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透亮塑料的高分子材料为基材制成的光盘,是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件,适应了激光技术的进展和对大容量、高信息密

谈谈高分子材料在现代生活中的应用

谈谈高分子材料在现代生活中的应用 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料,由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构。 一高分子材料在生活中的应用简介 高分子按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础,我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成

织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料;高分子材料按用途又分为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学性能、绝缘性能和热性能外,还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等 一般将高分子材料按特性分为五类,即橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状,有天然橡胶和合成橡胶两种。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯;合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面,如交通运输上用的各种轮胎;工业上用的运输带、传动带、各种密封圈;医用的手套、输血管;日常生活中所用的胶鞋、雨衣、

功能高分子材料发展现状和应用

功能高分子材料发展的现状和应用 专业:班级:姓名:谢璐怡 发展现状: l功能高分子材料简介 功能高分子是在6O年代末迅速发展起来的新型高分子材料。早在3O年代属于功能高分子的离子交换树脂和感光树脂就逐步得到了应用,但功能高分子作为独立的一类材料受到科学界、产业部门和政府的高度重视是最近2O多年的事。功能高分子的内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料+并将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。 1.1功能高分子材料的定义 一般说来,性能是指材料对外部作用的表征与抵抗特性,而功能则是外部作用引起材料内部变化而产生的输出特性,因而我们可定义为:对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材料+通常也可简称为功能高分子,有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)。 1.2功能高分子的分类 功能高分子从制造和结构的角度可分为两类:一类是高分子本身具有特殊功能作用的结构型功能高分子;另一类是高分子本身不具有功能作用+而仅仅作为基体或载体与其他功能材料进行复合而制成的复合型功能高分子材 料按照功能特性通常可分成:光、电、磁、热、力、声、化学和生物等八大类1.3功能高分子的特点 功能高分子之所以发展迅速,是因为除了具有重量轻、易加工、可大面积成膜、原材料来源广泛等优点之外,还具有如下特点: ①涉及面广; ②技术密集,附加值高; ③开发难度大+周期长,竞争激烈; ④专用性强,品种多,产量小,价格贵。 2国内外功能高分子发展撅况与趋势 功能高分子在新材料领域中占有重要的地位,据日本通产省产业结构研究会估计,到本世纪末,日本功能高分子材料的市场将达到2万亿日元,占整个新材料市场的1/5,比1 987年增长2,6倍,比1981年增长1O倍。功能高分子近2O 年的年均增长率达到1O%以上自1935年合成离子交换付脂以来,高分子的各种特殊性能不断被发现,50年代初美国开发的感光树脂印刷板,1957年发现聚乙烯基咔唑的光电导性,1966年塑料光导纤维问世,同年Little提出了超导高分子模型,随后1975年发现聚氮化硫的超导性,80年代,高分子传感器,人工脏器,分离膜技术得到快速发展,1991年发现尼龙l1的铁电性,l994年塑料柔性太阳能电池在美国阿尔贡实验室后院启用这切反映了功能高分子发展的13新月异。 在世界各国功能高分子的发展中,13本处于领先地位,形成了“官产学”的联合体制,从规划、立题到应用开发都作了周密的部署。日本高分子学会进行了21世纪高分子科学和技术的咨询调查,对50个重要课题进行了评价,其中涉及生物高分子和功能高分子的26个课题预计将在本世纪末至下世纪初完成。

功能高分子

功能高分子

题目:可控阳离子聚合技术合成含氟聚氨酯及其性能表征 摘要 本论文采用可控阳离子聚合技术制备含氟聚醚多元醇(FPO),并通过核磁氢谱及碳谱确定了其序列结构,调控聚醚多元醇的分子量合成含氟聚氨(FPU)。 首先,以四氟丙醇(TEP)、环氧氯丙烷(ECH)为原料,在液态碱溶液作为催化剂的条件下一步法合成了含氟环氧化合物,并考察了碱的种类与反应时间对含氟环氧化合物产率的影响:其次,将含氟环氧化合物与四氢呋喃聚合反应合成侧链含氟的聚醚多元醇,并利用Kelen-Tudos方法计算单体的竞聚率判断了两个单体的活性,以可控阳离子聚合技术为指导思想,讨论了亲核试剂和非极性溶剂对阳离子的稳定化作用,并讨论了聚醚多元醇理论分子质量和实际分子质量的关系;通过1H-NMR和13C-NMR分析推断了聚醚多元醇的链段结构,并计算了两单体在链段中的链节比,以改变投料比的方式来调控链段的连接方式,从而达到了控制其序列结构的目的。最后,用以上合成的含氟聚醚多元醇为软段,二苯基二异氰酸酯(MDI)为硬段合成了含氟聚氨酯,并采用万能拉力试验机和x-射线光电子能谱(XPS)对含氟聚氨酯的粘附力及F含量进行了表征分析。 关键词:可控阳离子聚合;竞聚率:含氟环氧化合物:含氟聚醚多元醇;阳离子 稳定性:含氟聚氨酯;粘附力; 第一章绪论 聚氨酯弹性体是一种性能介于塑料和橡胶之间的特种材料,从分子结构上看,聚氨酯弹性体是一种大分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(一NHCoo一)或脲基基团(一NHCooNH一)的嵌段共聚物[1],从链段结构上看,聚氨酯弹性 体是由玻璃化温度(Tg)低于室温的柔性链段(亦称软链段或软段)和Tg高于 室温的刚性链段(亦称硬链段或硬段)嵌段而成的。由于硬链段的极性强,相互 间引力大,硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,即不相容性,所以

化学与生活《几种高分子材料的应用》教案2(鲁科版选修1)

课题5 几种高分子材料的应用 教学目标 1.了解几种高分子材料的成分及特点。 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 3.联系实际,根据生活中的应用,认识到高分子材料的发展趋势及前景。 教学重点: 1.了解几种高分子材料的成分及特点 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 联想.质疑: 有些优质的滑雪板的表面贴一层非常光滑的薄膜,这种薄膜是由一种高分子材料制成的,可以大大提高滑雪速度;另外,如果用这种材料制作水龙头的垫片,密闭性好,经久耐用;电缆电线的绝缘层、电热毯中间的发热层常用它作为绝缘材料;化工生产也会用它来保护设备不受酸碱的侵蚀…你知道这是一种什么材料吗? 一、聚四氟乙烯 阅读思考:聚四氟乙烯的成分?性能?用途? 1、成分:-[CF2-CF2]n- 2、制备:反应类型----加聚反应 3、性能: ①具有特殊的化学稳定性:耐酸碱、耐高低温、绝缘性、防水性 ②摩擦系数小,极其光滑。 4、用途:广泛应用于化学化工、机械、电器、建筑、医疗等领域 二、耐磨鞋底和轮胎 阅读思考:橡胶的分类?各种橡胶的成分、性能及用途? 1、橡胶的分类:天然橡胶和合成橡胶 2、丁苯橡胶 ①成分

②制备 单体:CH2=CH—CH=CH2 ③性能:兼有橡胶和塑料的性能 ④用途:广泛用于制鞋、沥青改性、塑料改性和黏合剂行业等 3、丁顺橡胶 性能:耐磨、弹性、耐低温、耐热等 4、丁基橡胶 单体:异丁烯和少量异戊二烯 性能:气密性好、耐热、耐老化 用途:做汽车内胎、探空气球、无内胎轮胎 5、乙丙橡胶 成分:乙烯和丙稀 制备 单体:乙烯、丙烯 性能:柔韧性好 用途:制造汽车或建筑门窗的密封胶条 三、“尿不湿”与荒漠绿化 活动探究: (1)取一片纸尿片,用天平称量它的质量,使其充分吸水后再称其质量,计算单位质量纸尿片的最大吸水量。 (2)用同样的方法测定其它材料的吸水能力,与纸尿片进行比较。 (3)把充分吸水的几种材料放到窗口通风处,每隔一段时间后称其质量,比较哪种材料更易失水. 1、“尿不湿”原理 尿不湿既能吸水又能保水的原因是:“尿不湿”中添加了一种高吸水树脂。高吸水树脂是含

功能高分子材料

《功能高分子材料》复习 1、说明离子交换树脂的类型及作用机理?试述离子交换树脂的主要用途。 类型与作用机理:(1)离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂被称作阳离子交换树脂;能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂被称作阴离子交换树脂。 (2)按其物理结构的不同,可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类。 (3)氧化还原树脂。指带有能与周围活性物质进行电子交换、发生氧化还原反应的一类树脂。在交换过程中,树脂失去电子,由原来的还原形式转变为氧化形式,而周围的物质被还原。 (4)两性树脂。两性树脂中的两种功能基团是以共价键连接在树脂骨架上的,互相靠得较近,呈中和状态。但遇到溶液中的离子时,却能起交换作用。树脂使用后,只需大量的水淋洗即可再生,恢复到树脂原来的形式。 (5)热再生树脂。在同一树脂骨架中带有弱酸性和弱碱性离子交换基团。(6)螯合树脂。 用途:(1)水处理。水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。(2)冶金工业。离子交换是冶金工业的重要单元操作之一,离子交换树脂还可用于选矿。(3)原子能工业。利用离子交换树脂对核燃料进行分离、提纯、精制、回收等。离子交换树脂还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。(4)海洋资源利用。利用离子交换树脂,可从许多海洋生物中提取碘、溴、镁等重要化工原料。(5)化学工业。离子交换树脂普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯,浓缩和回收等。离子交换树脂用作化学反应催化剂,可大大提高催化效率。(6)食品工业。离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。(7)医药卫生。离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。(8)环境保护。离子交换树脂在废水,废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用。 2、按膜的功能简述高分子分离膜的分类及其分离机理。 (1)分离功能膜(包括气体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜)

相关文档
最新文档