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无机填料/高分子复合材料的应用-高分子材料论文-化学论文

无机填料/高分子复合材料的应用-高分子材料论文-化学论文

无机填料/高分子复合材料的应用-高分子材料论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——无机填料[1-6]加入到高分子材料中不仅能有效改善高分子制品的力学性能、热性能、电老化性和加工性等[7-8],还可以降低高分子材料的成本,因此在无机填料/高分子复合材料中的应用发展很快。

无机填料在高分子材料中的作用,概括起来就是改善、增强和赋予新的功能。

但是由于大多数无机填料表面具有亲水性,而高分子基体具有憎水性,故无机填料与高分子基体相溶性很差。

如果直接添加无机填料,会造成分散不均匀,粒径大者还会成为复合材料中的应力集中点,成为材料中的薄弱环节。

这些弊端不但限制了填料在高分子材料中的添加量[9-10],还影响制品性能[11].因此,对无机填料进行改性,改善无机填料与高分子基体的亲合性、相容性、分散性以及加工流动性、提高填料-聚合物相界面之间的结合力,提高复合材料的综合性能已成为当前很活跃的一个研究课题。

1 无机填料改性方法无机填料的改性方法主要可分为物理法、机械力化学法和化学法等。

1.1 物理改性法凡是不用改性剂而对填料实施改性的方法,都可归于物理法。

如物理包覆、高能辐射改性方法和等离子体改性法等。

1.1.1物理包覆改性物理包覆是指借助粘附力把高聚物或树脂涂敷在无机填料表面,并在其表面形成物理或者化学吸附层,从而改变填料粒子的表面性质,对抗无机填料的自聚倾向,改善其在高分子材料基体中的分散性。

包覆壁材的种类[12]、用量[13]等会影响填料的包覆效果。

1.1.2高能辐射改性法高能辐射改性是指通过高能辐照改变填料表面结构和电荷性质,使填料表面产生活性点,然后将活性有机物质引入,在填料表面生成一层有机膜或聚合物膜,从而改善填料的表面性质,获得既有无机物的稳定骨架又有某些功能基团的无机/有机高分子复合材料。

Li等[14]对纳米石墨微片进行微波处理,纳米石墨微片表面极性被有效减弱。

韦伟等[15]、杨明成等[16]的研究表明在使用高能辐射改性无机填料时存在一个最佳辐射剂量。

有机高分子/无机物杂化纳米材料

有机高分子/无机物杂化纳米材料
纳米材料可以兼顾无机物分子的分离能级和半导体的 连续谱的优点,因而可用作光,电等功能材料.
纳米粒子具有量子尺寸效应,其吸收光谱随粒经的减 小而发生蓝移.量子效应,隧道效应是未来微电子器 件的基础.
以上特点决定了纳米组装体具有高密度,多功 能,高集成度,高存储密度,协调和协同效应, 且材料透明,可用于光学通讯.
三.利用单体R’Si(OR)3,R’是可在光照 或加热情况下聚合的基团。例如:光聚 合或热聚合得到的带三乙氧基硅烷的聚 合物与TEOS、H2O反应,得到有机聚合 物在二氧化硅基体中。
5.5预聚体杂化
预聚体带有较小的无机网络,端基带有可聚合的基团, 聚合得到有机-无机杂化材料。例子。P288
6嵌段共聚物杂化 两嵌段共聚物组成变化引起的形态变化有:球形、圆
有机小分子 有机高分子
○ + 有机无机互穿网络
无机小分子无机高分子
5.2分子内自杂化
由一种反应物(含亲水基团),水解缩合后生 成带可聚合基团的产物。例子。P287
3大分子混合杂化 ○ 大分子与大分子的杂化,若是简单混合,
ΔS混合≈0,只有当ΔH混合<0,即混合过程放 热, ΔG混合<0才能实现,而这样的体系很 少.大分子与大分子的杂化不能依靠简单混合 实现,而要用反应杂化来实现.
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有机高分 子/无机 物杂化纳
米材料
2023
杂化材料是从二十世纪八十年代末开始 迅速发展的多学科交叉的材料.
1.无机材料,有机高分子材料及生物物质的特点
无机材料: 结构材料(高强度,高刚性,高硬度); 光,电,磁等功能材料(光谱谱线较窄); 性能长期稳定,使用寿命长; 加工成型较难(高温烧结,冶炼,晶体培养等加工成型方法).
有机高分子材料: 易于成型加工; 某些高分子材料可作结构材料(较高的强度,刚

第七章 无机高分子材料及其应用

第七章 无机高分子材料及其应用

无机高分子材料及其应用摘要本文简要地介绍了无机高分子的定义、分类,以及一些重要无机高分子材料的性能及其应用。

关键词无机高分子材料无机聚合物性能和应用apdeng@1、前沿随着人们对健康、安全、环境意识的强化,尤其天然气和石油资源的日趋耗竭,材料未来总的发展趋向于:逐步由非金属材料部分地替代金属材料,而在非金属材料中,无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料。

因此,由蕴藏量极其丰富而廉价的无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化的无机材料是当今世界材料学研究的重要方向之一。

无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视。

无机高分子也称为无机聚合物,是介于无机化学和高分子化学之间的古老而又新兴的交叉领域。

实际上,传统的无机化学中许多内容属于无机聚合物,许多无机物本身就是聚合物,例如金刚石、二氧化硅、玻璃、陶瓷和氧化硼。

第一届国际无机聚合物会议于1961年召开,会上把无机聚合物定义为:凡在主链上不含碳原子的多聚化合物称为无机聚合物,如此定义相当于把离子晶体及固态金属也包括在内,故后来有人建议把无机聚合物定义为:主链由非碳原子共价键结合而成的巨大分子。

2、无机高分子的分类2.1 均链聚合物主链由同种元素组成的聚合物为均链聚合物。

周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主族的大部分元素及Ⅲ族的B元素能生成均链聚合物。

例如金刚石和石墨,三维网络固态聚合物Si、Ge、Sn、P、As、Pb、S、Se和Te的聚合分子等。

但由于形成主链的同种原子之间的键能低于—C—C—键能,表现为稳定性甚差、易分解,而且当前合成的均链聚合物聚合度甚低,所以缺乏应用价值。

表一原子之间键能(计算值)2.2 杂链聚合由表一可知,同种原子间的键能C —C 键能最高为80Kcal/mol ;而两种原子之间的键能多数较高,B —O 键能达119.3 Kcal/mol 。

键能主要反映聚合物受热后稳定性,此外必须考虑聚合物的耐水解性、耐氧化性等。

元素键合生成均链或杂链聚合物的可能性可由元素电负性之和判断,如果两元素电负性之和5—6 ,则能生成聚合物。

《无机高分子》课件

《无机高分子》课件

无机高分子材料在新能源领域的应用
总结词
无机高分子材料在新能源领域具有广泛的应用前景,如太阳能电池、燃料电池等。
详细描述
无机高分子材料可以作为光电器件的材料,提高太阳能电池的光电转换效率;还可以作为燃料电池的 电极材料,提高电极的催化活性和稳定性。这些应用有助于推动新能源领域的发展,实现可持续发展 。
激光诱导合成法
利用激光诱导化学反应合成高分子材料的 方法。
生物法
01
02
03
生物发酵法
利用微生物发酵生产高分 子材料,如聚酯、聚氨基 酸等。
酶催化法
利用酶催化反应合成高分 子材料,具有高选择性、 高效率的特点。
基因工程法
通过基因工程技术改造微 生物或植物细胞,生产具 有特殊性能的高分子材料 。
03
详细描述
新型无机高分子材料包括金属有机骨架、多孔碳、无机杂化聚合物等,它们具 有高比表面积、可调的孔径和良好的热稳定性等特点,在气体储存、分离、催 化等领域具有广泛的应用前景。
无机高分子材料的绿色合成方法
总结词
随着环保意识的提高,绿色合成方法 成为无机高分子材料制备的重要方向 。
详细描述
绿色合成方法包括水热法、溶剂热法 、微波合成法等,这些方法具有低能 耗、低污染、高效率等特点,能够制 备出高性能的无机高分子材料,同时 减少对环境的负面影响。
详细描述
无机高分子材料是由无机物通过聚合反应形成的具有高分子 量的聚合物,其分子链由无机原子或离子构成。根据聚合物 的结构和组成,无机高分子材料可分为多种类型,如硅酸盐 、磷酸盐、硫化物等。
无机高分子材料的特性
总结词
无机高分子材料具有优良的耐高温性能、化学稳定性、电绝缘性能和机械性能等 特点。

无机高分子材料

无机高分子材料

无机高分子材料无机高分子材料是一类由无机物质构成的高分子材料,其分子结构由无机键连接而成。

相对于有机高分子材料,无机高分子材料具有更高的熔点、耐高温性、耐腐蚀性、机械性能等优点,被广泛应用于材料科学领域。

无机高分子材料主要由无机元素组成,如硅、氧、铝、钾等。

最常见的无机高分子材料是硅氧烷,其分子由硅和氧原子通过共价键连接而成。

硅氧烷具有良好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能,在航空航天、电子器件等领域得到了广泛应用。

另一个重要的无机高分子材料是高分子陶瓷。

高分子陶瓷由无机元素和有机元素组成,通过煅烧或热解等方法制备而成。

高分子陶瓷具有优良的高温稳定性、耐腐蚀性和硬度等特点,被广泛应用于航空航天、化工、电子器件等行业。

无机高分子材料还包括无机-有机杂化材料。

无机-有机杂化材料是指由无机物质和有机物质通过化学键结合而成的材料。

该材料既保留了无机材料的稳定性和机械性能,又具有有机物质的可加工性和可调控性。

无机-有机杂化材料在催化剂、光电器件等领域具有广泛的应用前景。

除了上述提到的无机高分子材料,还有很多其他类型的无机高分子材料。

如金属氧化物纳米线、光子晶体等。

这些材料因其特殊的结构和性能,被广泛应用于能源、环境、生物医学等领域。

无机高分子材料具有很多优点,但也存在着一些挑战和问题。

首先,无机高分子材料的合成和加工相对较困难,需要高温、高压等特殊条件。

其次,无机高分子材料的性能与结构之间的关系尚不完全清楚,需要进一步的研究和理论探索。

另外,无机高分子材料在某些方面仍然无法满足特定应用的需求,需要进一步的改进和创新。

总之,无机高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料,具有很高的应用潜力。

通过进一步的研究和开发,无机高分子材料有望在材料科学领域发挥更大的作用。

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

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内部结构,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。

高分子材料的用途

高分子材料的用途

高分子材料的用途
首先,高分子材料在塑料制品方面有着广泛的应用。

我们生活中几乎无处不在
的塑料制品,如塑料袋、塑料瓶、塑料桶等,都是由高分子材料制成的。

由于高分子材料具有良好的可塑性和耐磨性,因此它们在塑料制品的生产中得到了广泛的应用,为人们的生活提供了极大的便利。

其次,高分子材料在医疗器械方面也有着重要的用途。

医用高分子材料如医用
塑料、医用橡胶等,具有良好的生物相容性和耐腐蚀性,能够有效地满足医疗器械对材料的要求。

在医疗器械的制造中,高分子材料被广泛应用于手术器械、医用包装、医用导管等方面,为医疗行业的发展做出了重要贡献。

此外,高分子材料在建筑材料领域也有着重要的应用。

例如,聚合物改性沥青、聚合物水泥防水涂料等,都是由高分子材料制成的。

这些材料具有良好的耐候性和耐腐蚀性,能够有效地延长建筑材料的使用寿命,提高建筑物的耐久性,为建筑行业的发展做出了重要贡献。

另外,高分子材料在包装材料领域也有着广泛的应用。

由于高分子材料具有良
好的柔韧性和耐磨性,因此它们在包装材料的生产中得到了广泛的应用。

例如,聚乙烯、聚丙烯等高分子材料被广泛应用于食品包装、日用品包装等方面,为包装行业的发展提供了重要支持。

总的来说,高分子材料具有广泛的应用前景,它们在塑料制品、医疗器械、建
筑材料、包装材料等领域都有着重要的用途。

随着科学技术的不断进步,相信高分子材料在未来会有更广阔的发展空间,为人类的生活带来更多的便利和惊喜。

无机高分子材料

无机高分子材料

无机高分子材料
无机高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料,在现代工业和科学研究中具有重要的应用价值。

它们通常由无机原子或离子通过共价键或离子键连接而成,具有较高的热稳定性、机械强度和化学稳定性,因此被广泛应用于电子、光学、医学、材料等领域。

首先,无机高分子材料具有优异的热稳定性。

由于其分子结构中含有大量的无机原子或离子,这些原子或离子之间的键结构通常较为稳定,因此在高温环境下能够保持其结构的完整性和稳定性。

这使得无机高分子材料在高温工艺和高温环境下具有广泛的应用前景,例如在航空航天、汽车制造、电子设备等领域中得到广泛应用。

其次,无机高分子材料具有较高的机械强度。

由于其分子结构中通常含有较多的共价键或离子键,这些键结构能够提供较高的分子间连接强度,使得材料具有较高的机械强度和硬度。

因此,在需要具有较高机械强度和耐磨性的领域,无机高分子材料是一种理想的选择,例如在建筑材料、机械零部件、工程塑料等领域中有着广泛的应用。

此外,无机高分子材料还具有较好的化学稳定性。

由于其分子结构中含有较多的无机原子或离子,这些原子或离子之间的键结构通常较为稳定,能够在酸碱环境或化学腐蚀环境下保持其结构的完整性和稳定性。

因此,在化学工业、医学器械等领域中,无机高分子材料也有着广泛的应用前景。

综上所述,无机高分子材料具有优异的热稳定性、较高的机械强度和较好的化学稳定性,因此在现代工业和科学研究中具有重要的应用价值。

随着科学技术的不断发展和进步,相信无机高分子材料在未来会有更广泛的应用前景,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

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【关键字】精品无机高分子材料及其应用摘要本文简要地介绍了无机高分子的定义、分类,以及一些重要无机高分子材料的性能及其应用。

关键词无机高分子材料无机聚合物性能和应用1、前沿随着人们对健康、安全、环境意识的强化,尤其天然气和石油资源的日趋耗竭,材料未来总的发展趋向于:逐步由非金属材料部分地替代金属材料,而在非金属材料中,无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料。

因此,由蕴藏量极其丰富而廉价的无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化的无机材料是当今世界材料学研究的重要方向之一。

无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视。

无机高分子也称为无机聚合物,是介于无机化学和高分子化学之间的古老而又新兴的交叉领域。

实际上,保守的无机化学中许多内容属于无机聚合物,许多无机物本身就是聚合物,例如金刚石、二氧化硅、玻璃、陶瓷和氧化硼。

第一届国际无机聚合物会议于1961年召开,会上把无机聚合物定义为:凡在主链上不含碳原子的多聚化合物称为无机聚合物,如此定义相当于把离子晶体及固态金属也包括在内,故后来有人建议把无机聚合物定义为:主链由非碳原子共价键结合而成的巨大分子。

2、无机高分子的分类2.1 均链聚合物主链由同种元素组成的聚合物为均链聚合物。

周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主族的大部分元素及Ⅲ族的B元素能生成均链聚合物。

例如金刚石和石墨,三维网络固态聚合物Si、Ge、Sn、P、As、Pb、S、Se和Te的聚合分子等。

但由于形成主链的同种原子之间的键能低于—C—C—键能,表现为稳定性甚差、易分解,而且当前合成的均链聚合物聚合度甚低,所以缺乏应用价值。

表一原子之间键能(计算值)2.2 杂链聚合由表一可知,同种原子间的键能C—C 键能最高为80Kcal/mol;而两种原子之间的键能多数较高,B—O键能达119.3 Kcal/mol。

键能主要反映聚合物受热后稳定性,此外必须考虑聚合物的耐水解性、耐氧化性等。

元素键合生成均链或杂链聚合物的可能性可由元素电负性之和判断,如果两元素电负性之和5—6 ,则能生成聚合物。

2.3 无机聚合物的有机衍生物均链聚合物或杂链聚合物中引入有机基团后,可以提高其耐水性,因此具有较高键能的杂链聚合物与有机基团形成的元素有机杂链聚合物,既表现有高度耐热性又表现耐水性,得到应用价值很高的高分子材料,其中最突出的就是有机硅聚合物。

2.4 配位聚合物在结构单元中通过有机或无机配体与金属离子配位的聚合物。

如固态PdCl2。

3、通用无机高分子及其应用3.1 硅酸盐无机高分子硅酸盐无机高分子基本结构为—O—Si—O—单元组成,由于由廉价的二氧化硅和氢氧化钠为起始原料,故价格低,并且具有无毒、耐火、耐污、不老化等优点。

适用于作为内外墙建筑涂料。

有两种原料作为成膜物质,一种是水玻璃,另一类是硅溶胶。

水玻璃型无机高分子涂料的成膜物质是碱金属硅酸盐,通常为硅酸钾、硅酸钠或其混合物,通式为M2O·nSiO2·XH2O,其中n为模数,一般为2-3,模数越高,粘度越大,耐水性越好,体系中存在如下平衡:Si(OH)4+2OH- ==Si(OH)62-2Si(OH)62-干燥过程中通过硅醇基之间缩合成为一Si—O—Si—无机高分子而固化成膜。

这种聚合长链遇水时易水解,故涂膜耐水性欠佳。

加入固化剂可以提高耐水性,常用的固化剂有金属氧化物、硅氧化物、磷酸盐、硼酸盐或其混合物。

通过水玻璃的改性,如用氟盐或硅氧烷预先改性制成基料可提高耐水性。

添加热塑性有机高分子树脂的水乳液作为辅助成膜物,使有机树脂填充在—Si—O—Si—网状间隙中,起到屏蔽线存羟基提高耐水性并增加塑性的作用。

硅酸盐建筑涂料配方如下:钾水玻璃100份,辅助成膜助剂20份,填料100份,颜料20—25份,分散剂0。

3—0。

6份,增塑剂2—6份,表面活性剂0。

3—0。

5份,固化剂10份。

硅溶胶涂料所用的助剂与水玻璃涂料相似,由于没有碱金属离子的干扰,故耐水性较好,但硅溶胶成本高而影响推广应用。

硅酸盐无机粘合剂通过加入如上述固化剂且加热而固化,获得较高的粘接强度。

可粘接金属、陶瓷和玻璃。

尤其适用于须耐温得金属工件的粘接。

笔者研制的硅酸盐粘合剂用来粘接碳钢,进行平面搭接,施压使被粘面紧密结合,低于,加热拉伸剪切强度达14.7Mpa,经受热若干小时,强度基本不变,粘接机理研究结果表明,水玻璃和填料粘土矿物的表面羟基发生了键合作用。

这类粘合剂的缺点也是耐水性较差。

湖南省机械研究所的研究者通过在固化剂内添加磷硅酸或其他盐类,同时在基料中引进相应的阴离子,显著提高了耐水性。

3.2 磷酸盐无机分子用于制备磷酸盐高分子的原料是酸性磷酸盐,即磷酸二氢盐、磷酸倍半氢盐、磷酸氢盐或其混合物,通式为aMmOn·P2O5·BH2O。

这些原料多数采用磷酸盐和金属氧化物或氢氧化物在水溶液中反应制备。

金属原子和磷原子之比M/P值越小,磷酸水溶液的稳定性相应提高;但固化性能和耐水性均下降。

酸性磷酸盐水溶液的固化剂可以是金属氧化物、氢氧化物、硅酸盐、硼酸盐或其它金属盐类如AlCl3、ZnSO4等,以金属氧化物固化剂为例,在烘烤过程中,金属氧化物与酸性磷酸盐发生反应:磷酸盐涂料耐高温、耐腐蚀、附着力比硅酸盐涂料大,用于化工设备如烟囱、热交换器、高温炉、高温蒸气管、石油炼制设备等。

配方为:磷酸175份、氢氧化铝20份、氧化镁15份,反应性颜料铝6份。

磷酸盐无机高分子粘合剂和硅酸盐粘合剂比较,具有粘性大,粘合力强,收缩率较小,耐水性较好,固化温度较低等优点。

原哈尔滨军事工程学院的贺孝先成功地研制的YW-1胶粘剂,甲组份是以磷酸为主的液体,可用于粘接金属切削工具、精密量具、冲压模具、各种机械构件,应用面涉及到冶金、机械、交通、能源、纺织、兵器及尖端科学等,采用平面、槽接、套接、效果均好,已推广应用。

3.3 聚铁盐和聚铝盐聚铁盐和聚铝盐主要用作为絮凝剂。

聚铁盐可以看作是硫酸铁中的一部分SO42- 被OH-所取代而形成无机聚合物,其通式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m, 式中n<2,m>10,聚铁水溶液中存在着[Fe(H2O)6]3+, [Fe2(OH)3]3+, [Fe3(OH)2]3+等络离子,以OH—作为架桥形成多核络离子,分子量高达1*105 ,是一种红褐色粘稠液体,对污水杂质有强混凝作用,这是由于水解过程中产生的多核络合物强烈吸附胶体微粒,通过粘结、架桥、交联作用,从而促使微粒凝聚。

同时还中和胶体微粒及悬浮表面的电荷,降低胶团的电位,使之相互吸引而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀本身表面积大、物理吸附作用显著。

聚铝盐主要有聚硫酸铝(PAS)[Al2(OH)2(SO4)3n/2]m和聚氯化铝(PAC)[Al2(OH)2Clε-n]m(SO4)x,是一类当前公认的高效无机高分子絮凝剂,大量用于生活、工业及污水处理,但原料比聚铁盐紧缺,造价高,而且存在对原水质pH适用范围窄的缺点。

铝铁合剂聚丙烯酰胺PVCMg(OH)23.4 硅氧聚合物的有机衍生物硅氧聚合物的有机衍生物既有机硅聚合物。

基本结构单元是R∣(---Si---O---),即主链由硅原子和氧原子交替组成稳定骨架,R可以是甲基、苯基∣R 乙烯基等,这种半无机、半有机的结构赋予这类材料许多优良特性,主要表现为无毒,耐高低温,化学性质稳定,具柔韧性,还有良好的电绝缘性,并且易加工等特性。

由于组成与分子量大小的不同,有机硅聚合物可以是线型低聚合物,即液态硅油及半固体的硅脂;可以是线型高聚物弹性体,即硅橡胶;还可以是具反应性基团SiOH的含支链的低聚合物,即树脂状流体----硅树脂,缩合固化后转变为体型高聚物。

硅树脂可用作涂料、高温粘合剂,或加入填料生产模塑制品。

有机硅油分子间距大,作用力小,比起碳氢化合物有较低的表面张力和低表面能,所以成膜能力强,如乙基硅油广泛作为纺织,印染机械润滑油的添加剂。

当R为甲基或苯基时,可用过氧化物进行硫化,如果R含有乙烯基则可用硫进行硫化。

硅橡胶具优良的低温和高温性能(-115-- +)、优良的耐老化性能,是优良的绝缘材料和耐温密封材料。

由于氧在硅橡胶中,故硅橡胶成为已知高分子材料中渗透性最好的透氧材料,在工业炉的富氧化燃烧和医疗上富氧化系统应用。

然而,聚有机硅氧烷毕竟含有有机基团,长期受热后,分子中的有机基团大部分遭受破坏,失去柔韧性,近年来,科学家试图通过改变侧基团或主链中引进金属原子,以达到改性目的,已获得一些进展。

4、特种无机高分子4.1 聚磷腈聚磷腈是一类卓越的无机橡胶,有低聚环开环聚合成长链聚合物,通式为N︱[R1----P----R2],最简单的聚磷腈r1和r2是卤素,通过亲核取代可制备复杂聚合物,如r为---NHCH3,----Cl,----PtCl2或是配位的金属离子单元。

具有结构多样化,已知的已有二百多种,选择不同取代基团,可以赋予聚磷腈良好的离子导电性,柔韧性、水溶性、生物相容性等特殊功能,可用于做垫圈、救火软管、半导体、人工心脏泵、血管、药物缓释剂等。

4.2 聚氮化硼和氮化硫聚氮化硼(BN)n为六方形,具有类似于石墨的层次结构。

制备方法很多,例如可由硼砂和NH4Cl混合压制,在高温合成炉通氨气氮化制得,是一种功能陶瓷,具有优良的高温下稳定的介电性、热传导性,并且加工性能好,可以加工成形态复杂、精度很高的瓷件,特别是用于用做高温度下电子件的散热陶瓷组件和电绝缘陶瓷组件。

聚氮化硫(SN)n是具有异常性质电极材料,当制成纤维状晶体时,沿纤维轴有电导性,且随温度降低而增加,在接近绝对零度时成为超导体。

聚氮化硫还有许多功能陶瓷如SiC、Si3N4 等前驱体,即这些陶瓷可由聚氮化硫和有关无机物经高温热反应制得。

4.3 酞菁聚合物将含有金属或非金属二卤化物单元的酞菁进行水解,可制得以共价键Si—O,Ge—O,Sn—O等为主链的酞菁聚合物,然后缩合失水就制成有100个以上重复单元骨架的柱状酞菁聚合物。

由于金属酞菁是一类耐高温,有催化活性和导电性的化合物,相应聚合物也有这方面的特殊功能,聚合物可制成纤维或薄膜材料。

4.4 锆的聚合物聚磷酸锆具有类似于粒土矿物的层状结构,通过化学反应把有机基因引入层间,能使之功能化,如成为催化剂固定场所,成为选择吸附场所等。

无定形锆聚合物在涂料方面较多,如:把尿素和Zr(NO3)4一起放在水中加热,制得无定形氢氧锆聚合物的稳定透明溶胶,将之于ZrO2粉和溶剂混合,涂布于金属板材上得到了良好的涂层。

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