..可編輯版可編輯版.可編輯版淺談高分子的開展及應用姓名：班級：學號：..可編輯版可編輯版.可編輯版在經(jīng)濟迅速開展的今天，人類的生產(chǎn)生活已經(jīng)越來越離不開新型材料的幫助，無機化學便在這其中發(fā)揮著巨大的作用。說道無機化學的歷史，這恐怕要追溯到一千年以前在中國古代的四大創(chuàng)造中，造紙術可以說是祖先為人類翻開無機化學之門的一把鑰匙,在這其中我們可以感受到古人高明的智慧，第一批紙的誕生其實源自一些很常見的材料，例如竹子、破漁網(wǎng)、樹皮......一些簡單的原料經(jīng)過水煮、火焠、加壓、烘干等工序，便生產(chǎn)出一張完整的紙。其實首先引出造紙術的目的是為了介紹一種生活中很常見的高分子化合物—纖維素。自古至今，人類利用纖維素的歷史已有幾千年，直到18世紀30年代半合成高分子材料誕生，人類才漸漸的脫離自然纖維材料有限的束縛，在這一時期，全世界涌現(xiàn)出了大量的化學學家，他們不斷探索積累，為后來的科學開展奠定了堅實的根底，隨著19世紀火化橡膠與賽璐珞的誕生，人類又向高分子的研究邁進一步，20世紀中葉以后,科學技術迅猛開展,作為創(chuàng)造之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時代的變化。那就是人工合成高分子材料的問世,其而得到廣泛應用僅半個世紀時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅,并在年產(chǎn)量的體積上已超過了鋼,成為國民經(jīng)濟、國防尖端科學和高科技領域不可缺少的材料。目前，世界上有機高分子材料的研究正在不斷地加強和深入．一方面，對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行改進和推廣，使它們的性能不斷提高，應用范圍不斷擴大．例如，塑料一般作為絕緣材料被廣泛使用，但是近年來，為滿足電子工業(yè)需求，又研制出具有優(yōu)良導電性能的導電塑料．導電塑料已用于制造電池等，并可望在工業(yè)上獲得更廣泛的應用．另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強，并且取得了一定的進展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等．這類高分子材料在宇航、建筑、機器人、仿生和醫(yī)藥領域已顯示出潛在的應用前景．總之，有機高分子材料的應用范圍正在逐漸擴展，高分子材料必將對人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生越來越大的影響．..可編輯版可編輯版.可編輯版在世界范圍內(nèi),高分子材料的制品屬於最年輕的材料．它不僅普及各個工業(yè)領域,而且已進入所有的家庭,其產(chǎn)量已有超過金屬材料的趨勢,將是21世紀最活潑的材料支柱．高分子材料在我們身邊隨處可見。在我們的認識中，高分子材料是以高分子化合物為根底的材料。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合材料。今天，我想就高分子材料為主線，研究一下各種高分子材料在社會各個行業(yè)的應用。橡膠，是一類線型柔性高分子聚合物，而橡膠受外力作用發(fā)生變形時，具有迅速復原的能力，并具有良好的物理力學性能和化學穩(wěn)定性。所以橡膠是橡膠工業(yè)的根本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。我們都知道生活中由于塑料的輕便和廉價，隨處可以用到塑料。下面就介紹一下塑料的各種特性和用途。塑料為合成的高分子化合物，可以自由改變形體樣式。首先塑料與其它材料比較有如下的特性:耐化學侵蝕、具光澤，部份透明或半透明、大局部為良好絕緣體、重量輕且穩(wěn)固、加工容易可大量生產(chǎn)，價格廉價、用途廣泛、效用多、容易著色、局部耐高溫。大局部塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反響。塑料制造本錢低。耐用、防水、質輕容易被塑制成不同形狀。是良好的絕緣體。塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的奮斗和面向全球的開放，已形成門類較齊全的工業(yè)體系，成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅的根底材料產(chǎn)業(yè)，作為一種新型材料，其使用領域已遠遠超越上述三種材料進入21世紀以來，中國塑料工業(yè)取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。而塑料技術的開展日新月異，針對全新應用的新材料開發(fā)，針對已有材料市場的性能完善，以及針對特殊應用的性能提高可謂新材料開發(fā)與應用創(chuàng)新的幾個重要方向。..可編輯版可編輯版.可編輯版(1)新型高熱傳導率生物塑料，這種生物塑料除導熱性能好外，還具有質量輕、易成型、對環(huán)境污染小等優(yōu)點，可用于生產(chǎn)輕薄型的電腦、等電子產(chǎn)品的外框。(2)可變色塑料薄膜，這種薄膜把天然光學效果和人造光學效果結合在一起，實際上是讓物體精確改變顏色的一種新途徑。(3)塑料血液，英國設菲爾德大學的研究人員開發(fā)出一種人造“塑料血〞，外形就像濃稠的糨糊，只要將其溶于水后就可以給病人輸血，可作為急救過程中的血液替代品。(4)新型防彈塑料，這種新型材料受到子彈沖擊后，雖然暫時也會變形，但很快就會恢復原狀并可繼續(xù)使用。此外，這種新材料可以將子彈的沖擊力平均分配，從而減少對人體的傷害。(5)可降低汽車噪音的塑料，該種材料主要應用于車身和輪艙襯墊，產(chǎn)生一個屏障層，能吸收汽車車廂內(nèi)的聲音并且減少噪音，減少幅度為25%~30%。 纖維具有彈性模量大，受力時形變小，強度高等特點，在現(xiàn)代生活中，纖維的應用無處不在，而且其中蘊含的高科技還不少呢。導彈需要防高溫，江堤需要防垮塌，水泥需要防開裂，血管和神經(jīng)需要修補，這些都離不開纖維這個小身材的“神奇小子〞。而纖維更大的作用早已不僅停留在日常穿著了，粘膠基碳纖維幫導彈穿上“防熱衣〞，可以耐幾萬度的高溫；無機陶瓷纖維耐氧化性好，且化學穩(wěn)定性高，還有耐腐蝕性和電絕緣性，航空航天、軍工領域都用得著；聚酰亞胺纖維可以做高溫防火保護服、賽車防燃服、裝甲部隊的防護服和飛行服；碳納米管可用作電磁波吸收材料，用于制作隱形材料、電磁屏蔽材料、電磁波輻射污染防護材料和“暗室〞〔吸波〕材料。纖維在環(huán)保上也是好幫手。聚乳酸作為可完全生物降解性塑料，越來越受到人們重視。可將聚乳酸制成農(nóng)用薄膜、紙代用品、紙張塑膜、包裝薄膜、食品容器、生活垃圾袋、農(nóng)藥化肥緩釋材料、化裝品的添加成分等。..可編輯版可編輯版.可編輯版纖維在醫(yī)藥方面的應用已非常廣泛。甲殼素纖維做成醫(yī)用紡織品，具有抑菌除臭、消炎止癢、保濕防燥、護理肌膚等功能，因此可以制成各種止血棉、繃帶和紗布，廢棄后還會自然降解，不污染環(huán)境；聚丙烯酰胺類水凝膠可能控制藥物釋放；聚乳酸或者脫乙酰甲殼素纖維制成的外科縫合線，在傷口愈合后自動降解并吸收，病人就不用再動手術拆線了。近些年來，納米技術不斷開展，許多高分子產(chǎn)物成為了納米材料的最好原料，超濾膜就是其中之一超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的，沒有皮層，所有方向上的孔隙都是一樣的，屬于深層過濾；后者具有較致密的表層和以指狀結構為主的底層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底層厚度為200～250微米，屬于表層過濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。以壓力差為推動力的膜過濾可區(qū)分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區(qū)分是根據(jù)膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標準時，那么微孔膜的額定孔徑范圍為0.02～10μm；超濾膜為0.001～0.02μm；逆滲透膜為0.0001～0.001μm。由此可知，超濾膜最適于處理溶液中溶質的別離和增濃，或采用其他別離技術所難以完成的膠狀懸浮液的別離。超濾膜的制膜技術，即獲得預期尺寸和窄分布微孔的技術是極其重要的?？椎目刂埔蛩剌^多，如根據(jù)制膜時溶液的種類和濃度、蒸發(fā)及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子別離膜，用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式，廣泛用于如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境工程等。..可編輯版可編輯版.可編輯版在物理方面，高分子科學產(chǎn)生出了一種新的材料——高分子電導材料。高分子導電材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導率可在十多個數(shù)量級的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)等特點，不僅可作為多種金屬材料和無機導電材料的代用品，而且已成為許多先進工業(yè)部門和尖端技術領域不可缺少的一類材料。高分子材料長期以來被作為優(yōu)良的電絕緣體，直至1977年，日本白川英樹等人才發(fā)現(xiàn)用五氟化砷或碘摻雜的聚乙炔薄膜具有金屬導電的性質，電導率到達10S/m。這是第一個導電的高分子材料。以后，相繼開發(fā)出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物、聚苯胺、聚噻吩等能導電的高分子材料?！皩щ姼叻肿硬牧暇哂辛己玫膶щ娦院碗娀瘜W可逆性，可用作充電電池的電極材料。利用Ppy制作的可充電電池，經(jīng)300次充放電循環(huán)后，效率無下降，已到達商業(yè)應用價值。導電性高聚物在太陽能電池上的應用也引起了廣泛的關注，美國科學家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固態(tài)電介質膜試制了光電池，可產(chǎn)生1mA/cm2的電流，0.35V的電壓。盡管這種光電池目前還不如Si太陽能電池，但由于導電聚合物重量較輕、易成形、工藝簡單，并能生成大面積膜，具有綠色環(huán)保的特點，因而開展前景十分誘人。導電高分子材料還是制作超級電容器的理想材料。如采用摻雜后的聚吡咯高分子化合物，電導率高達100S/cm，頻率特征非常出色，尤其在高頻區(qū)的特性與以前電容器相比有很大改善。經(jīng)過多年世界范圍內(nèi)的廣泛研究，導電聚合物在新能源材料方面的應用已獲得了很大的開展，但離實際大規(guī)模應用還有一定的距離。這主要是因為其加工性不好和穩(wěn)定性不高造成的。〞高分子導電材料通常分為復合型和結構型兩大類：①復合型高分子導電材料。由通用的高分子材料與各種導電性物質通過填充復合、外表復合或層積復合等方式而制得。主要品種有導電塑料、導電橡膠、導電纖維織物、導電涂料、導電膠粘劑以及透明導電薄膜等。其性能與導電填料的種類、用量、粒度和狀態(tài)以及它們在高分子材料中的分散狀態(tài)有很大的關系。常用的導電填料有炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等。..可編輯版可編輯版.可編輯版②結構型高分子導電材料。是指高分子結構本身或經(jīng)過摻雜之后具有導電功能的高分子材料。根據(jù)電導率的大小又可分為高分子半導體、高分子金屬和高分子超導體。按照導電機理可分為電子導電高分子材料和離子導電高分子材料。電子導電高分子材料的結構特點是具有線型或面型大共軛體系，在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進行導電，電導率一般在半導體的范圍。采用摻雜技術可使這類材料的導電性能大大提高。如在聚乙炔中摻雜少量碘，電導率可提高12個數(shù)量級，成為“高分子金屬〞。經(jīng)摻雜后的聚氮化硫，在超低溫下可轉變成高分子超導體。結構型高分子導電材料用于試制輕質塑料蓄電池、太陽能電池、傳感器件、微波吸收材料以及試制半導體元器件等。但目前這類材料由于還存在穩(wěn)定性差(特別是摻雜后的材料在空氣中的氧化穩(wěn)定性差)以及加工成型性、機械性能方面的問題，尚未進入實用階段。高分子材料在很長一段時期都被用作電絕緣材料.隨著不同應用領域的需要以及為進一步拓寬高分子材料的應用范圍，一些高分子材料被賦予某種程度的導電性以致成為導電高分子材料.第一個高導電性的高分子材料是經(jīng)碘摻雜處理的聚乙炔，其后又相繼開發(fā)了聚吡咯、聚對苯撐、聚苯硫醚、聚苯胺等導電高分子材料。由于這些導電高分子材料都具有共軛鍵結構，并且主要是由化學方法處理得到的，因此常稱為本征型導電高分子材料.但是，這類材料的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性較差，電導率分布范圍較窄，本錢較高，而且加工困難，尚未進入批量生產(chǎn)的實用階段本征型導電高分子材料在應用方面遇到的困難短期難以解決，促使人們轉而研究和開發(fā)導電高分子復合材料.導電高分子復合材料是以高分子材料為基體，通過參加導電功能體，經(jīng)過分散復合、層積復合以及形成外表導電膜等方式處理后形成的多相復合導電體系.由于原料易得、工藝相對簡單、本錢較低、電阻率可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時具有一定程度的再加工性并兼有高分子基體材料的一些優(yōu)異性能而受到廣泛重視...可編輯版可編輯版.可編輯版導電高分子復合材料的研究工作主要有：①復合材料導電機理的理論研究、特殊效應機理的理論研究；②用不同方法研制新材料的實驗研究；③材料應用的實驗研究.導電高分子復合材料導電機理的理論研究工作通常又包括導電通路的形成和形成導電通路后的導電機理兩方面.前者研究的是參加聚合物基體中的導電功能體在給定的加工工藝條件下，如何到達電接觸而在整體上自發(fā)地形成導電通路這一宏觀自組織過程；后者那么主要涉及導電通路或局部導電通路形成后載流子遷移的微觀過程.顯然，無論是宏觀過程還是微觀過程，它們都受到復合體系的幾何拓撲、熱力學和動力學等多種因素的制約.因此，導電高分子復合材料的理論研究工作一方面呈現(xiàn)多樣性、復雜性，另一方面又與實驗結果之間存在著不同程度的差異，而且許多理論結果往往不具有普適性.新材料的實驗研究工作采用的主要方法有：組分改造(改變基體種類、改變導電功能體種類)；整體或組分物性改造(磁化、接枝、熱處理、結晶、浸漬)；結構改造(板狀、疊層、發(fā)泡)；導電功能體形狀改造(粒狀、球狀、中空狀、纖維狀)等.應用研究那么包括根據(jù)應用條件和具體要求解決各種實際問題的理論和實驗研究在建筑領域，防滲防裂纖維可以增強混凝土的