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有機高分子材料

補充:0  瀏覽:4072  發布時間:2012-6-11

    有機高分子材料簡稱高分子化合物或高分子,又稱高聚物。是衣、食、住、行和工農業生產各方面都離不開的材料,其中棉、毛、絲、塑料、橡膠等都是最常用的。物質文明和精神文明都高度發展的今天,近代化學化工科學技術的迅速發展,創造了許多自然界從來沒有過的人工合成高分子化合物,對滿足各種需求做出了重要貢獻。
高分子化合物的基本結構特征
  高分子是由一種或幾種結構單元多次(103~105)重復連接起來的化合物。它們的組成元素不多,主要是碳、氫、氧、氮等,但是相對分子質量很大,一般在10 000以上,可高達幾百萬。因此才叫做高分子化合物。
  例如,用量很大的聚氯乙烯(PVC)是由結構單元氯乙烯(CH2=CHCl),是由兩種結構單元—NH—(CH2)6—NH—和—CO(CH2)4CO—多次重復連接而成。有一些結構復雜或者結構尚未確定的高分子化合物,在名稱上有時加“樹脂”二字。例如酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
  高分子化合物的這種很不一般的結構,使它表現出了非同凡響的特性。例如,高分子主鏈有一定內旋自由度,可以彎曲,使高分子鏈具有柔性;高分子結構單元間的作用力及分子鏈間的交聯結構,直接影響它的聚集態結構,從而決定高分子材料的主要性能。
  高分子化合物固、液、氣三種存在狀態的變化一般并不很明顯。固體高分子化合物的存在狀態主要有玻璃態、橡膠態和纖維態。固體狀態的高分子化合物多是硬而有剛性的物體。無定形的透明固體高分子化合物很像玻璃,故稱它為玻璃態。在橡膠態下,高分子鏈處于自然無規則和卷曲狀態,在應力作用下被拉伸,去掉應力又恢復卷曲,表現出彈性。纖維是由高分子化合物構成的長度對直徑比大很多倍的纖細材料。
性能
  高分子化合物的基本結構特征,使它們具有跟低分子化合物不同的許多寶貴性能。例如機械強度大、彈性高、可塑性強、硬度大、耐磨、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、電絕緣性強、氣密性好等,使高分子材料具有非常廣泛的用途。
  通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各種添加劑所形成,其基本性能取決于所含高分子化合物的性質,各種不同添加劑的作用在于更好地發揮、保持、改進高分子化合物的性能,滿足不同的要求,用在更多的方面。
分類
  隨著化學化工的發展,高分子化合物的品種日益增加。對眾多的高分子化合物可以從不同角度進行分類。通常的分類方法有:
 、俑鶕䜩碓捶譃樘烊桓叻肿踊衔、合成高分子化合物和半合成高分子化合物。天然高分子化合物如纖維素、淀粉等;各種人工合成的高分子如聚乙烯、聚丙烯等為合成高分子化合物;醋酸纖維素等為半合成高分子化合物。
 、诟鶕铣煞磻攸c分為聚合物、縮合物和開環聚合物等。
 、鄹鶕再|和用途分為塑料、橡膠、纖維等。
新型有機高分子材料
一、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相比,具有省能、高效和潔凈等特點,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污染、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;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。
二、高分子磁性材料 高分磁性材料
  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。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(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,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣制成的復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雜形狀的制品,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,即結構型和復合型。所謂結構型是指并不添加無機類磁粉而高分子中制成的磁性體。目前具有實用價值的主要是復合型。
三、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,可以制成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種透鏡、棱鏡等;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;而先進的信息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、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可制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,用于研究力結構材料內部的應力分布等。


  


 

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