智能高分子材料的应用与进展 论文
智能高分子材料的应用与进展
（华北科技学院化工B082班卫星红 200801034207）
摘要智能材料已成为当今借界高度关注的热点和焦点 ,它有着广阔的应用前景 ,取得了丰富的研究成果。从合成、加工、新产品开发及其应用诸方面综述了智能高分子材料，如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的研究进展，并展望了其发展前景。
关键词高分子材料智能高分子材料响应速率进展
0 引言
20世纪80年代中期,人们提出了智能材料的概念，智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理于一体,形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料[ l ]。智能材料在目前文献中的提法大都为机敏材料( Smart Material )、机敏结构( Smarts Structure)、自适应结构 (A daptive Strueture)、智能材料( Intelligent Material )、智能结构( Intelligent Strueture),这些概念国内外至今尚无统一的定论。关于“机敏”(Smart)和“智能”( Intelligent)的讨论,不少文献资料进行了说明[2~5]。
智能材料的基础是功能材料功能材料通常可分为 2 大类一类被称为驱动材料,它可以根据温度、电场或磁场的变化来改变自身的形状、尺寸、位置、刚性、阻尼、内耗或结构等 ,因而对环境具有自适应功能,可用来制成各种执行器;另一类被称为感知材料,它是指材料对于来自外界或内部的刺激强度及变化(如应力、应变、热、光、电、磁、化学和辐射等)具有感知,可以用来做成各种传感器.同时具有敏感材料与驱动材料特征的材料,被称为机敏材料。智能材料通常不是一种单一的材料,而是一个由多种材料系统组元通过有机的紧密或严格的科学组装而构成的一体化系统 ,是敏感材料、驱动材料和控制材料(系统)的有机合成。智能材料是材料科学不断向前发展的必然结果,是信息技术溶入材料科学的自然产物,它的问世,标志和宣告第 5 代新材料的诞生,也预示着在 2 1 世纪将轰生一次划时代的材料革命。近年来,智能材料的研究在世界范围内已成为材料科学与工程领域的热点之一 ,甚至有人把21世纪称之为智能材料世纪。智能材料可用1作出描述。迄今为止, 人们已开发出很多种智能高分子材料。
图1 智能
材料示意图
1发展历史
早在1970年代，田中丰一就发现了智能高分子现象，即当冷却聚丙烯酰胺凝胶时，此凝胶由透明逐渐变得浑浊，最终呈不透明状，加热时，它又转为透明[2]。1980年代，出现了用来制造高分子传感器、分离膜、人工器官的智能高分子材料。1990年代，智能高分子材料进入了高速发展阶段。进入21世纪后，智能高分子材料正在向智能高分子模糊材料的方向发展。
20世纪80年代末 ,日本科学家将信息科学容于材料的物性和功能 ,提出了智能材料( Intelligcn Materials)概念 ,是指对环境具有可感知、可响应 ,并具有功能发现能力的新材料。智能材料的概念设纪计构思:
(1)材料开发的历史:由结构材料、功能材料进而到智能材料;
(2)人工智能在材料的水平反映———生物计算机的未来模式;
(3)从材料设计的立场制造智能材料;
(4)软件功能引入材料;
(5)人们对材料的期望;
(6)能量传递;
(7)材料具有时间轴 ,要求材料有寿命预告 ,自修复、自分解 ,甚至自学习、自繁殖、自净化功能和对外部刺激时间轴积极自变的动态功能。
2 智能高分子材料的研究进展
2.1 智能高分子凝胶
高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系，网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状，因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积。[3]这类高分子凝胶可随环境条件的变化而产生可逆的、非连续性的体积变化[4]。高分子凝胶的溶胀收缩循环使之可应用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料等领域；循环提供的动力可用来设计“化学发动机”；网孔的可控性适用于智能药物释放体系。高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激（如热、光、电场磁场、力场、电子线和射线）响应性和化学刺激（如值、化学物质和生物物质）响应性。随着智能高分子材料的深入研究，发展具有多重响应功能的“杂交型”智能高分子材料已成为这一领域的重要发展方向。例如，刘锋等合成的羧基含量不同的值敏感及温度敏感水凝胶聚（异丙基丙烯酰胺丙烯酸）及含有聚二甲基硅氧烷的聚（异丙基丙烯酰胺丙烯酸），可使吸附在水凝胶中的木瓜酶随着生物体内环境的变化而自行完成药物的控制释放。紫外线辐射法合成的甲基丙酰胺，二甲氨基乙酯水
凝胶具有较好的透明性和适当的弹性，在40摄氏度和PH值=3时亦有明显的温度和PH 值敏感性；将叶绿酸共聚到聚（异丙基丙烯酰胺）中，可得到具有光敏和温敏双重功能的水凝胶。
目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
2.2 形状记忆高分子材料
形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。形状记忆过程可简单表述为：初始形状的制品—二次形变—形变固定—形变回复。其性能的优劣，可用形状回复率、形变量等指标来评价。在医疗领域，形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎，具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、止血钳等。在航空领域，形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。近几年来，我国已先后开发出石油化工、通信光缆等领域的热收缩制品及天然气、市政工程供水及其他管道接头焊口和弯头的密封与防腐的辐射交联聚乙烯热收缩片。聚全氟乙丙烯树脂热收缩管是一种新型的热收缩材料，具有较强的机械强度，能长期在—260摄氏度至205摄氏度下使用，并保持原有聚全氟乙丙烯树脂优异的电气性、耐化学腐蚀性。以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇为原料，采用间歇聚合法可合成热收缩膜用共聚酯切片，采用双向拉伸工艺制得的新型包装膜———热收缩性双轴拉伸共聚酯膜，可用作精密电子元件及电缆包覆材料。目前，形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究开发有着诱人的发展前景。
图 2 形状记忆材料
的机理分子模型
对于形状记忆效应,美国麻省理工学院教授Langer用高分子材料形状变化形象地在图3 中作了表示。
图3 形状记忆效应
2.3智能织物
将聚乙二醇与各种纤维（如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯）共混物结合，使其具有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性，温度升高时纤维吸热，温度降低时纤维放热，此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。温度升高时，氢键解离，系统趋于无序状态，线团弛豫过程吸热。当环境温度降低时，氢键使系统变为有序状态，线团被压缩而放热。这种热适应织物可用于服装和保温系统，包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域[4] 。
此类织物的另一功能是可逆收缩，即湿时收缩，干时恢复至原始尺寸，湿态收缩率达到可用于传感执行系统、微型发动机及生物医用压力与压缩装置，如压力绷带，它在血液中收缩在伤口上所产生的压力有止血作用，绷带干燥时压力消除。当前，分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合，又使织物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注。
2.4 智能高分子膜
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形，也能承受一定关的静压力。目前报道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。高分子接枝膜可通过表面接枝和膜孔内接枝的方法来制得，其作用机理基本相同。膜的孔径变化是建立在溶质分子与接枝于膜中的高分子链的相互作用基础之上。接枝链构型的变化改变了孔径的大小，接枝链像阀一样调节着膜的渗透性。目前这方面的报道有聚丙烯酰胺与聚偏氟乙烯接枝，聚乙二醇与聚甲基丙烯酸酯接枝等。液晶聚合物能显示液晶特性，如热致支链液晶聚合物
聚（p- 乙酰氨基苯酮）在交流电及0摄氏度条件下具有化学阀特性。
目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
2.5 智能高分子复合材料
智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。复合材料大都用作传感器元件。新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。在航空领域，美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”，以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形，起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。在建筑领域，利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能，可用于快速检测环境温度、湿度，取代温控线路和保护线路。用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料，既可减轻空调负荷又可节约能源，在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。用有热电效应和热记忆效应的高聚物薄膜进行智能多功能自动报警和智能红外摄像，取代了复杂的检测线路。用有光电效应的光导纤维制作光纤混凝土制件，当结构构件出现超过允许宽度裂缝时，光路被切断而自动报警，可取代复杂的检测线路。
3智能高分子材料的类别
3.1 智能材料的分类
3.2 新型智能高分子材料的种类
3.2.1 本征导电智能高分子材料
本征导电聚合物是经化学或电化学方法合成的以共轭双键为主链的聚合物,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔等。它在化学掺杂或电化学掺杂过程中性质发生可逆变化,是一种潜在的智能材料,有望实现或部分实现传感、处理和执行功能,适于制成电机执行器、智能窗、化学分离与释放体系、传感器和非线性光学器件等。
3.2.2 双重响应智能高分子材料
近年来已有一些通过共聚将pH值响应性聚合物和温度响应性聚合物组合在一起的报道。例如,由N - 异丙基丙烯酰胺 (NIPAAm) 和甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)形成的接枝共聚物、梳型共聚物和嵌段共聚物 ,在 31～32 ℃、pH值515左右时均可对温度和 pH 值产生响应 ,这类双重响应体系在药物释放系统(DDS)方面已开展应用研究。
3.2.3 智能复合材料
人类肌肉被认为是一种天然智能复合材料,具有高度的自适应性。通过慎重地选择组分和加工技术 ,可以合成具有多功能的智能复合材料。正在研究之中的几类具有特殊性能的复合材料有: ①由凝胶纤维或分散在凝胶、非凝胶基质中的凝胶纤维组成的复合材料; ②在凝胶基质中的非凝胶纤维; ③分散在一种基质中的凝胶或非凝胶纳米粒子; ④由凝胶/凝胶和凝胶/非凝胶薄膜混合组成的分层薄片。分散在凝胶基质中的导电纤维(例如碳纤维)是智能复合材料之一,当纤维的临界体积分数较大时,体系是导电的;当对外界刺激响应使基质溶胀时,纤维的有效体积分数减小,纤维之间不再保持足够的接触 ,导致导电性突然降低。光学纤维传感器因为体积极小,质量轻,抗腐蚀和疲劳,对电干扰免疫,几乎不能引火或引爆,并且与复合材料具有较好的相容性[5],因此将成为复合材料理想的“神经”。
3.3 具有其它功能的高分子材料
3.3.1 高分子薄膜
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。如壳聚糖、丝素蛋白合金膜在不同的pH值缓冲溶液中或不同浓度的Al3 +溶液中交替溶胀、收缩的行为具有良好的重复可逆性符合作为人工肌肉的条件;而控制异丙醇 - 水体系中添加的Al3 +浓度 ,可以控制配合物膜的溶胀 ,进而控制膜的自由体积 ,以达到作为化学阀门控制膜的渗透蒸发通量的目的。
3.3.2 液晶聚合物
液晶高分子通过熔融或溶解呈液晶状态,它有经成型加工而实现优良的分子排列结构的主链型将液晶规则地配置在侧链或末端,通过电场或磁场作用而控制分子排列的侧链型,通过引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不对称识别性能和强感应性的化学活性液晶等。
3.3.3 高分子复合材料
智能复合材料具有自愈合、自应变、自诊断等功能。美国一建筑学家用玻璃纤维和聚丙烯制造的自愈纤维,作为混凝土开裂时的“自动修补剂”埋入混凝土中,当混凝土开裂时,它也随之开裂 ,填充在纤维中的修补剂便从中流出填充在开裂处 ,使混凝土自行愈合。人工合成的智能性复合材料还可以自动检测材料的静力和动力 ,控制不希望出现的动态特
性。根据载荷-应变-电阻的相互关系,碳纤/玻纤增强塑料可预测应力,具有自诊断性。3.3.4 本征导电聚合物( ICP)
这类聚合物的结构主要以共轭双键为主,分子链高度取向,电导率和其它物性具有显著的各异性伴随氧化-还原反应,ICP经参杂可成为导体。利用ICP的可逆性参杂,可制成智能DDS和可鉴别气味的人造鼻;利用参杂过程中ICP吸收光谱的变化和记忆信息存储,可制成调节颜色和透光率的智能窗。
4 智能高分子材料的应用
研究与开发中的智能高分子材料,其中有些材料正成为高科技商品。表2列出了智能高分子材料的类别及应用记忆。
表2 智能高分子材料类别及应用记忆
5 加快智能高分子材料响应速率的方法
目前,智能高分子材料对刺激的响应还不够快。例如,块状的高分子凝胶的强力与肌肉的强力数量级相同,然而响应太慢 ,收缩/溶胀时间长达一个多月。这样就使这些材料在工程上(例如在机器人或医学领域希望像肌肉一样轻而高效的执行器)不能使用,通过以下途
径提高高分子凝胶的响应速率已取得较大的进展。
5.1 合成新型的聚合物
通过设计高分子链结构和控制合成反应,可以制备新型的聚合物,并可改变智能高分子材料的凝聚态结构,从而加快智能高分子材料的响应速率。例如 ,Yoshida等[6]制备了梳型接枝的聚(N-异丙基丙烯酰胺 ,PNIPAAm)凝胶 ,PNIPAAm支链在低温下是伸展的亲水构象 ,随着温度升高变成紧密的疏水构象 ,从而使交联网络迅速脱水而收缩 ,收缩时间由均聚PNIPAAm水凝胶的30多天缩短到20 min。
5.2 制备构造规则的高分子凝胶
一般来说,人工合成的高分子凝胶的构造没有规则 ,对外部环境刺激的反应迟钝 ,没有协同性。与此相反 ,许多生物高分子材料(细胞、肌肉等)既含有水分又具有很巧妙的构造秩序 ,对外部的刺激反应快、效率高。人工制备构造规则的凝胶是赋予凝胶智能的基础。在高分子侧链上导入具有结晶能力的官能团(如长链脂肪酸) ,可以得到具有规则构造的凝胶。这样的凝胶在溶剂、温度、pH值变化下产生可逆的有序-无序构造变化 ,由于这种变化是相变过程,因此反应快、效率高。以AA与硬脂酰丙烯酸酯(SA)的共聚合凝胶为例[7],这种凝胶因为有亲水性的部分(AA) ,所以可以吸收水分;同时它有疏水性的部分(SA) ,可以在水中形成结晶构造。当共聚合成分比F = c (SA) / [ c (SA) + c (AA) ] < 011 时 ,凝胶在水溶液中呈无定形状态;当F > 0115 时,它可以形成结晶结构,结晶温度为45℃,熔融温度为49 ℃。随着温度的变化 ,产生的结晶与非结晶之间的相变导致凝胶的杨氏弹性模量发生约几百倍的变化。也就是说,这种凝胶在相变温度以下时坚硬得像塑料,当温度上升到相变温度以上时软得像海绵。岸良一等利用液晶高分子在电场下易于取向的特性,以液晶单体和交联剂在甲苯/二甲基亚砜中聚合制得液晶凝胶。液晶弹性体与未交联的液晶高分子相比,形成温度范围较小,但仍在 40～100 ℃形成液晶。此弹性体以低分子质量的液晶浸渍,在100℃下加热溶胀,增重达5倍 ,并达到平衡溶胀 ,降温可得液晶凝胶,其各向同性的向列型液晶转变温度为7718 ℃。将透明玻璃电极置于液晶池中,向液晶凝胶施加012～014 kV/ mm直流电场 ,可观察到其发生弯曲变形 ,响应时间为300μs[8]。
5.3 增加智能高分子材料的表面积与体积比
5.3.1 材料的低维化
一些研究者认为,通过智能高分子材料的微型化,可以增加其表面积与体积比。将凝胶由三维的块状制成二维的薄膜状、一维的纤维状和准零维的纳米粒子状可望达到这一目的。例如 ,Hirasa 等[7 ]制备的温敏聚乙烯基甲醚凝胶纤维平均直径为200μm ,可逆收缩和伸长的响应时间为 1 秒级;OmemotoS等[8 ]制备的氧化聚丙烯腈纤维直径为 2215μm ,可逆收缩和伸长的响应时间约为2 s。
5.3.2 结构的微孔化
在凝胶中引入微孔结构,可提高材料的表面积与体积比。例如,Suzuki 等通过重复的冻结和解冻,在乙烯醇- 丙烯酸共聚物凝胶中形成了微孔结构,通过微孔结构本身的溶胀和收缩,使响应时间大幅度缩短。他们还通过给聚乙烯醇水凝胶膜开许多20μm ×220μm 的切口状微孔 ,使响应时间缩短至低于2 s。这种方法有望能够实现材料的高响应速率,因为即使将许多膜堆起来 ,水凝胶之间仍保持着间隔 ,因此材料的表面积与体积比很大。目前研制的超高相对分子质量聚丙烯腈基多孔中空凝胶纤维 ,尽管其母体纤维的尺寸 (外径为
400μm)比Matsumura 等采用的纤维(外径为 25μm)大得多 ,但由于纤维中存在微孔 ,因此其响应速率仍然较快。
5.3.3 表面的异形化
Suzuki 等还尝试了另一种方法 ,将聚乙烯醇水凝胶的表面加工成波谱状,在膜厚为50μm处 ,平均齿距以及沟的深度大约为 5μm。结果使响应时间缩短至10 s以下。
6 材料的仿生化及模糊化
6.1 材料的仿生化
智能是生物体所特有的现象,生物体的最大特点是对环境的适应。细胞是生物体的基础 ,可视为具有传感、处理和执行3种功能的融合材料 ,人们可以用仿生学的原理 ,以细胞作为智能材料的蓝本 ,开发出向生物体的多重功能逼近、功能上接近甚至超过生物体组织的智能高分子材料。
6.2 材料的模糊化
有人预计,功能高分子材料在21世纪将向模糊高分子材料发展[1 ]。所谓模糊高分子材料 ,其刺激响应性不限于一一对应 ,而是材料本身能进行判断并依次发挥其调节功能 ,像动物脑那样能记忆和判断。
7 智能材料的应用展望及趋势
智能材料已成为当今世界高度关注的热点和焦点。自从20世纪90年代以来,各种有关智能材料的学术团体、研究机构相继成立;有关智能材料的国际研讨会几乎年年举行。
美国已将智能材料定为具有战略意义、优先发展的研究领域之一旧本把它列入基础科学先导研究的7项重大项目之一;并从1998年开始,将它作为大学合作型产业科学技术研究开发项目和国家21世纪创新产业的加强支持项目;欧洲亦提出并正在加紧实施智能复合材料结构研究计划。我国也将智能材料列入“九五”、“十五”及中长期发展规划。目前,
国际上的研究重点已集中在智能材料的仿生构思和工程结构件的智能化两大方面,预计, 今后智能材料领域的研究主要集中在以下几个方面:
①智能结构集成的数学基础,包括结构集成传感器、执行器和控制器后的特殊数学、力学问题特别是非线性问题;
②主动传感器,适合于智能结构的应变、振动、损伤腐蚀及温度等传感器的原理方法与技术,特别是分布式传感器及多传感器复合;
③主动执行器,由形状记忆材料、压电材料、智能高分子材料、光导纤维、电(磁)流变体等制成的执行器 ;
④信息处理、通讯和控制,适用于智能材料系统与结构、仿生的智能控制、模糊控制及神经网络控制的自适应控制的理论及方法;
⑤智能材料自身特性及智商评价体系的研究。
我们相信,z l 世纪智能材料将引导材料科学的发展方向,其应用和发展将使人类物质文明进入更高的阶段。
8 结束语
目前，我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足，与世界先进水平相比尚有相当大的差距，影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展，有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。国外智能高分子材料正处于研究
开发阶段，各发达国家都对其相当重视。因此，21世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用，从而引导材料学的发展方向。
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高分子材料论文：高分子材料相关研究
高分子材料论文： 高分子材料相关研究 摘要:包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、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。 关键词:高分子材料化学分子 高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 一、按特性分析高分子材料 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、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。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。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化学改性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热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。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,添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。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。 二、现代新型高分子材料 高分子材料包括塑料,尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料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。而现代工程技术的发展,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、功能化和生物化方向发展,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。 1.高分子分离膜 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、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,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。膜分离过程主要有反渗透、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、聚烯烃、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,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、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;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。 2.高分子磁性材料
高分子材料论文
高 分 子 材 料 论 文 课题名称：高分子材料导论学院： 班级： 姓名： 学号：
高分子材料回收利用与发展可降解材料现代文明以经济腾飞和生活水平的提高为主要标志。随着经济发展，大规模的物质循环不可避免地引起各种问题，如资源短缺、环境恶化已为全球所关注。科学家预言地球能源（煤、石油、天然气等）不久将消耗完，会发生严重的能源危机；现代工业以及消费业的发展已给大自然带来严重的影响，大气、海洋等受污染，温室效应发生和臭氧层的破坏等等。所有这些已严重影响着自然界的生态平衡，最终必然会阻碍世界经济的高速发展。 材料的制造、加工、应用等均与环境和资源有直接的关系。高分子材料自从上世纪初问世以来，因重量轻、加工方便、产品美观实用等特点，颇受人们欢迎，其应用越来越广，从而使用过的高分子材料日益增加。据统计，2011年，我国塑料制品的产量达5474万吨，同比增长22%。其中，塑料薄膜的产量为844万吨，占总产量的15%；日用塑料制品的产量为458万吨，占总产量的8%；塑料人造革、合成革的产量为240万吨，占总产量的4%。如何处理这些废料已成为非常重要的课题。 处理废旧高分子材料比较科学的方法是再循环利用。循环是废旧高分子材抖利用的有利途径，不仅使环境污染得到妥善的解决，而且资源得到最有效的节省和利用。从资源利用的角度，对废旧高分子材料的利用首先应考虑材料的循环，然后考虑化学循环及能量回收。 回收：我国塑料回收面临的困难是数量大、分布广、品种多、体积大，许多废塑料与其它城市垃圾混在一起。处理废塑料的主要方法是：填埋和简单焚烧，但可供填埋场地不断减少，填埋费用急剧上升以及简单焚烧带来的二次污染等问题也给我们敲响了警钟。国外在废塑料回收方面已积累了不少经验，他们把废塑料的回收作为一项系统工程，政府、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用，1997年回收再利用废塑料达到60万t，是当年消费量（80万t）的75%。目前，德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点，各网点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制品，并有统一颜色标志[2]。利用：主要有再生利用、热能利用以及分解产物的利用（包括热分解和化学分解）。 1、再生利用：再生利用分简单再生和改性再生两类。 简单再生，指废塑料经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工，一般只能制成档次较低的产品。 改性再生，指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善，可以做档次较高的制品。在化学添加剂方面，汽巴-嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂，可使回收材料性能基本恢复到原有水平；荷兰有人开发了一种新型化学增容剂，能将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道采用固体剪切粉碎工艺（Solid State Shear Pulverization, S3P）进行机械加工，无须加热和熔融便可将树脂进行分子水平剪切，形成互容的共混物。共混物大部分由HDPE和LLDPE组成，极限拉伸强度和挠曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美[5]。 2、焚烧回收热能： 对于难以进行清洗分选回收的混杂废塑料，可以在专门的焚烧炉中焚烧以回收热能。木材的燃烧热为14.65 GJ/kg，聚乙烯为46.63 GJ/kg，聚丙烯为43.95 GJ/kg，聚氯乙烯为18.08 GJ/kg，ABS为35.26 GJ/kg，均高于木材，若能将这部分热能加以回收是很有意义的。废塑料热能回收可最大限度减少对自然环境的污染，不需要繁杂的预处理，也不需与生活垃圾分离，焚烧后废塑料的质量和体积可分别减少80%和90%以上，燃烧后的渣滓密度较大，
医用高分子材料论文
医用高分子材料 高分子材料科学与工程，高材1006班，王中伟，20100221276 摘要：随着高分子材料在社会的各个领域的广泛应用，尤其是在航天工程、医学等领域的应用。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。医用高分子材料是用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。对医用高分子材料的目前需求作了简要分析,介绍了医用高分子材料的主要类别、用途及其特殊要求,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。 关键词：医用高分子材料人工人体器官对人类健康的促进相容性 前言：现代医学的发展,对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求,这是大多数金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体(天然高分子)有着极其相似的化学结构,化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官,作为人体器官的替代物。另外,除人工器官用材料之外, 医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开,它们被统称为医用高分子材料．医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 正文： 一、医用高分子材料的概念及简介：医用高分子材料是依据高分子材料的某些特性及特征， 如其本身是惰性的，不参与药的作用，能只起增稠、表面活性、崩解、粘合、赋形、润滑和包装等特效，对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料，用它制造成能有医学价值的产品。医用高分子材料是一类令人瞩目的功能高分子材料,是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。然而，医用高分子材料是一类根据医学的需求
功能高分子材料论文.
纳米二氧化钛结构及性能 摘要 本文主要通过对纳米二氧化钛结构及性能的介绍，引出其应用，特别是在环境净化方面的应用。纳米二氧化钛是一种新型环境净化材料，有板铁矿、锐铁矿和金红石三种晶体结构，具有良好的光催化性能及亲水性，这也是其在环境净化方面的应用基础，主要用于净化水、空气和杀菌，另外还可做建筑涂料。本文着重介绍了其在废水处理方面的应用，有处理染料废水、处理农业废水和处理含表面活性剂的废水、处理含油废水和处理造纸废水。制备方法主要有：溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、钛醇盐的气相水解法以及液相沉淀法其中液相沉淀法又包括直接沉淀法、均匀沉淀法以及共沉淀法。 关键词环境；材料；净化；纳米二氧化钛；结构；性能；应用；光催化技术；综述
目录 1 绪论 (4) 的结构 (5) 2 TiO 2 2.1 晶格结构 (5) 2.2 表面结构 (5) 的性质 (6) 3 纳米TiO 2 3.1 晶型的性质 (6) 3.2 光学性质 (6) 3.3 半导体性质 (6) 的应用 (6) 4 纳米TiO 2 4.1 充当太阳能电池原料 (7) 4.2 防紫外线功能 (7) 4.3 光催化功能 (8) 4.3.1 气体净化 (8) 4.3.2 处理有机废水 (8) 4.3.3 处理无机污水 (8) 4.3.4 防雾及自清洁功能 (8) 4.3.5 杀菌功能 (9) 5纳米TiO 的制备 (10) 2 水解法 (10) 5.1 TiCl 4 5.2 醇盐水解法 (10) 5.3 溶胶-凝胶法 (11) 5.4 水热合成法 (11) 5.5 微乳液法 (11) 6 结语 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
高分子材料 论文高分子材料论文
实践实验教学 中国电力教育 2010年第28期 总第179期 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式，它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化，建立和巩固高分子化学基本概念和理论，获取高分子化学知识，培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出：“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧，又训练科学方法与思维，还培养科学精神和品德，学生在化学实验中是学习的主体，在教师指导下进行实验，训练用实验解决化学问题，使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中，从“实践教学内容与体系，综合性、设计性实验课的比例及效果，实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业，在实验教学与改革方面的成果积累较少，尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现，目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析1.实验教学体系和内容欠合理 多数的实验教学附属于理论教学，没有单独设课和单独考核，实验课时相对较少。虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课，但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多，而体现现代科学技术发展成果的实验很少。认知性、验证性实验所占的比例偏高，培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少，而且实验环节偏重于理论，突出高分子材料应用性特点的实验太少，不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习，然后进实验室。实验前教师把实 验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”，就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室，只动手不动脑地完成实验，然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象，对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法，一方面造成了学生对教师的过分依赖，另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验教学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天，虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用，但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验，只能最低限度地开设，且开设过程中费用大和危险性高，导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题，借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果，提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系，并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入一些新的实验教学内容，采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实 高分子材料与工程专业高分子化学实验教学体系的 构建与成效 左晓兵 俞丽珍 朱亚辉 摘要：概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验，综合设计实验，研究创新实验三个模块组成的新教学体系， 并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词：高分子材料；高分子化学；实验教学 作者简介：左晓兵（1965-），男，安徽泾县人，常熟理工学院化学与材料工程学院，副教授，理学博士，主要研究方向：聚合物合成的教学与研究；俞丽珍（1966-），女，江苏常熟人，常熟理工学院化学与材料工程学院，高级工程师，主要研究方向：聚合物合成的实验教学与管理。（江苏 常熟 215500） 基金项目：本文系常熟理工学院课程建设基金资助项目（项目编号：W090029)的研究成果。 DOI 编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2010.28.065
高分子材料论文
热塑性聚氨酯TPU 的发展现状 摘要：TPU 全称热塑性聚氨酯弹性体（Thermoplastic Polyurethane ），它是由 二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应生成的线性高分子材料。同时，它 也是一种能够在一定热度下反复变软或改变的塑胶材料，而在常温下它却可以保 持形状不变，能起个支撑、保护的作用.TPU 为热塑性聚氨酯，有聚酯型和聚醚 型之分，TPU 成型品的用途广泛： 汽车部件，机械·工业用部件，管材·软管， 薄膜·板材，电线·电缆等等，本文主要叙述TPU 聚合工艺，各项性能，市场应 用，TPU 国内外发展的现状及其生产厂家等方面。 关键词：TPU 共混改性 聚氨酯 发泡剂 扩链剂 环保 一．TPU 的聚合工艺 TPU 全称热塑性聚氨酯弹性体（Thermoplastic Polyurethane ），它是由二 异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应生成的线性高分子材料。它在分子组 成上以重复氨基甲酸酯基团为特征，同时含有脲基甲酸酯、缩二脲、及酯键、醚 键等其它基团；从分子结构上看，它由刚性链段与柔性链段交替构成，其中刚性 链段是由二异氰酸酯和扩链剂反应得到的，柔性链段则是由二异氰酸酯和大分子 多元醇反应得到的。这种特殊的分子结构使TPU 具有其它各类热塑性弹性不可比 拟的优良性能。 按聚合工艺分为本体聚合和溶液聚合，在本体聚合中，又分为预聚法和一步 法，预聚法是将二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂同时混合反应成TPU 。一步法是将二醇、二异氰酸酯和扩链剂同时反应成TPU 。 可采用注射、挤出、吹塑等方法生产加工。挤出成型、注射成型是ＴＰＵ广 为采用的加工方法。挤出和注射成型的熔体温度范围较宽，一般在１８０－２４５摄氏度之间．塑化效果好，熔料均匀，易于成型加工。适合所有塑料生产加工工艺。 挤出成型的工艺过程： 聚合物 塑化 成型 定型 牵引 切割 堆放 冷却 成品
高分子材料毕业设计
ChuZhou Vocational Technology College 高分子材料应用技术专业 毕业论文 课题名称：多层共挤高阻隔薄膜的工艺流程 学号：QQ：359973519 班级：09级高分子材料应用技术 姓名： DChris 指导教师：老师好 2011年10月30日
目录 摘要 前言 第一章多层共挤高阻隔薄膜的概述 第一节高阻隔薄膜的概念及特点 1.1.1 概念 1.1.2 产品特点 1.1.3 应用方向 第二节高阻隔薄膜产品的成分 1.2.1 阻隔树脂 1.2.2 肉类包装膜（七层高阻隔薄膜）结构分析 1.2.3 EVOH的性能与特点 第三节肉类包装膜 1.3.1 肉品包装的必要性 1.3.2 肉类包装膜产品特点 第二章多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺 第一节多层共挤高阻隔薄膜的工艺介绍 2.1.1 生产工艺 2.1.2 工艺特点 第二节多层共挤高阻隔薄膜的生产原理及设备 2.2.1 原材料的选择和质量控制 2.2.2 生产设备（七层共挤吹塑薄膜的机组设备及型号）第三节肉类包装膜的生产工艺流程 2.3.1 多层共挤包装薄膜（肉类包装膜）成型原理 2.3.2 生产工艺 2.3.3 生产工艺流程示意图及设备 第四节影响阻隔性的主要因素 第三章多层共挤高阻隔薄膜的展望 第一节肉类高阻隔薄膜的发展趋势 3.1.1 肉类高阻隔薄膜的发展及展望 3.1.2 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术的发展趋势第四章多层共挤高阻隔薄膜的总结 指导老师评语 致谢 参考文献
多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺流程设计 摘要 本次的论文主要是讨论和研究多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺及应用方向，并特别举例介绍目前市场上所销售的肉类包装膜（火腿肠），其外包装即为七层共挤薄膜，具有很强的阻气阻油性能，市场需求量也很大。在叙述生产过程的同时，也对高阻隔薄膜的前景进行了分析讨论，目前在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 关键词：多层高阻隔薄膜工艺 前言 改革开放几十年来,我国塑料包装行业得到稳步的高速发展,已经从一个初期分散性的行业发展成为独立的、产品门类齐全的现代化产业体系，对塑料制品的年均需求增长率在不断攀升。塑料制品行业成为了增长速度最快,是具有广阔发展前景的朝阳产业。其中,薄膜是用量最大的塑料包装材料,由于其无毒、质轻、包装美观、成本低的特点,因而应用领域在不断拓展,几乎渗透到工农产品和日常生活用品的各个方面,塑料包装薄膜行业的投资正在快速增长。因此,把握国际、国内塑料包装薄膜的技术和市场发展的总体趋势,对于审时度势地进行前瞻性正确决策具有重要现实意义。 随着社会的发展和人们生活水平的提高,产品的分类越来越细,对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上,而是要根据产品的特点和市场的需求,朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来,技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显,高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标,其包装功能是多样的,除对一般薄膜的抗静电、抗粘连要求外,主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能,如适应香烟和饮料包装挺括性与紧贴性需要的热收缩性、适应蔬菜和水果包装需要的透气性、适应电子元件包装需要的导电性、适应可透视包装需要的高光学性能、适应金属设备和仪器包装需要的防锈性以及日益在食品、化妆品、医药方面广泛需要的阻隔性和抗菌性等,薄膜的功能化提高了产品的附加值。 其中阻隔性塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 近年来,在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长;而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%,尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视,但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用,消费市场巨大,有很大的发展空间,发展速度也很快,国内许多相关企业都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求,认真研究相关的包装市场,找准切入点,以期有所收获。综观阻隔性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有一点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻隔性原料树脂,还是阻隔性薄膜的生产设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然
高分子材料论文
高分子材料与成形 14商贸2班梅文祥10号 摘要： 高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 关键词：塑料、纤维、增塑剂、聚合物 前言：高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高分子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 高分子材料的分类有：塑料、橡胶、纤维等；
高分子材料的添加剂有：增塑剂、防老剂、填充剂、阻燃剂等。 正文： 1-1 高分子材料的分类 一、塑料 塑料分为热塑性和热固性塑料。热塑性塑料是指在一定温度围具有可反复加热软化、冷却后硬化定型的塑料。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。热固性塑料是指经加热（或不加热）就变成永久的固定形状，一旦成形，就不可能再熔融成形的塑料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、脲醛塑料等。塑料按使用情况又分为通用塑料、工程塑料及特种塑料。通用塑料价格便宜、产量大、成型性好，广泛用于日用品、包装、农业等领域，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和脲醛塑料。工程塑料指能承受一定的外力作用，具有较高的强度和刚度并具有较好的尺寸稳定性，如聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、ABS等。特种塑料具有如耐热、自润滑等特异性能，可用于特殊要求如氟塑料、有机硅塑料、聚酰亚胺等。 二、橡胶 橡胶具有高的弹性、电绝缘性和缓冲减振性。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的弹性好、强度高、耐屈挠性好、绝缘性好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此，天然橡胶至今仍是最重要的一种橡胶。天然橡胶的加工性、粘合性、混合性良好。合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶一般用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品，如丁
高分子材料论文要求
论文内容提纲 1、零件的工作条件、失效方式及性能要求 2、零件材料的初步选择（根据零件性能要求，海选，至少两种，但要说明选择的理由） 3、零件的候选材料（分子结构，材料性能特点，类型（热固性或热塑性） 4、候选材料成形或加工方法的选择 说明选择的依据，现在已经使用的材料还是替代材料，你选择的成形或加工方法，可能存在的问题；如果选用零件加工需要连接，说明具体的连接方法、连接的原理 5、零件材料的确定（从使用性能、工艺性能、经济性、可靠性、环境影响方面分析） 说出终选材料的名称、主要性能指标 6、提高所选材料性能的途径 提高性能的原理和工艺 7、零件材料的未来发展动向 要说明新材料为了解决什么问题，是否有成熟的工艺，如果没有，你认为成型加工过程应主要什么主要问题？ 8、结论 注意，所有引用都要注明出处，如果是自己的观点请用红色标出。 论文格式： 汽车**零件高分子材料选择与加工 作者### (单位** ) 摘要摘要内容(摘要以提供论文的内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地论述研究目的、原理和结论，具有相对独立性。摘要应重点包括4个要素，即研究目的、方法、结果和结论。 在这4个要素中，后2个是最重要的。在执行上述原则时，在有些情况下，摘要可包括研究工作的主要对象和范围，以及具有情报价值的其它重要的信息。不应有引言中出现的内容，也不要对论文内容作诠释和评论，不得简单重复题名中已有的信息；不用非公知公用的符号和术语，不用引文，除非该论文证实或否定了他人已发表的论文；缩略语、略称、代号，除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外，在首次出现时必须加以说明；不用图、表、化学结构。中文摘要以300字左右为宜). 英文摘要 关键词关键词1；关键词2；关键词3；关键词4 (3～8个） 正文(以1.5倍行距、宋体(英文用Times New Roman)、小四号字。层次标题一律用阿拉伯数字连续编号；不同层次的数字之间用小圆点相隔，末位数字不加标点符号。如“1”，“1.1”等) 1一级标题 1.1 二级标题 1.1.1 三级标题 图1中文图题
高分子材料论文
高分子材料论文 在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料．它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 將是２１世纪最活跃的材料支柱． 高分子材料是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等．碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构．碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物．有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來．這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能．高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性．高分子具有巨大的分子量, 达到至少１万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人們將其称为高分子、大分子或高聚物．高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶（未加工之前称为树脂）． 面向２１世纪的高科技迅猛发展, 带动了社会经济和其他产业的飞跃, 高分子已明确地承担起历史的重任, 向高性能化、多功能化、生物化三个方向发展．２１世纪的材料將是一个光辉灿烂的高分子王国． 现有的高分子材料已具有很高的强度和韧性, 足以和金属材料相媲美, 我們日用的家 用器械、家具、洗衣机、冰箱、电视机、交通工具、住宅等, 大部分的金属构造已被高分子材料所代替．工业、农业、交通以及高科技的发展, 要求高分子材料具有更高的强度、硬度、韧性、耐温、耐磨、耐油、耐折等特性, 這些都是高分子材料要解决的重大问题．从理论上推算, 高分子材料的强度还有很大的潜力． 在提高高分子的性能方面, 最重要的还是制成复合材料第一代复合材料是玻璃钢, 是 以玻璃纤维和合成树脂为粘合剂制成．它具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、导热系数低、易於加工等优良性能, 用於火箭、导弹、船只和汽车躯体及电视天线之中．其后, 人們把玻璃纤维换成碳纤维, 其重量更轻, 强度比钢要高３～５倍, 這就是第二代的复合材料．如果改用芳纶纤维, 其强度更高, 为钢丝的５倍．高性能的高分子材料的开拓和创新尚有极大的潜力．科学家预测, ２１世纪初, 每年必须比目前多生产１５００～２０００万吨纤维材料才能满足需要, 所以必须生产大量的合成纤维材料, 而且要具有更轻型、耐火、阻燃、防臭、吸水、杀菌等特性．有许多新型纤维, 如轻型空腔纤维、泡沫纤维、各种截面形状的纤维、多组份纤维材料等纷纷被研制出來, 人們可指望会有耐静电、耐脏、耐油, 甚至不会沾灰的纤维材料问世．這些纤维材料將用於宇航天线、宇航反射器、心脏瓣膜和人体大动脉． 高分子功能材料, 在高分子王国里是一片百花争艳的盛景．由於高分子的功能团能够替代, 所以只要采用极为简便的方法, 就可以制造各种各样的高分子功能材料．常用的吸水性
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；
高分子材料论文
高分子药物载体的研究进展 （中国矿业大学李曲祥） 摘要：高分子材料越来越多的被应用于化工医药领域作为药物的载体，这一技术愈来愈受到研究者们的重视，并且得到了较好的发展。本文介绍了近年来研究比较广泛的高分子药物载体的应用情况及研究态势，展望了生物活性药物载体的应用前景。 关键词：高分子药物载体；生物活性；应用前景 引言： 高分子分为天然高分子和合成高分子。天然高分子用于药物已有很长的历史，例如,多糖、多肽和蛋白质及酶类药物的使用。目前，我们所使用的药物大多数为低分子药物，低分子药物疗效高，使用方便，但存在较大副作用。一般通过口服或注射使低分子药物进入体内，给药后短时间内，血液中药物的浓度往往高于治疗所需浓度，有时甚至高于最低中毒浓度，从而导致人体发生中毒、过敏等，有些低分子药物在人体内代谢速度快，半衰期短，易排泄。随着时间的推移，血液浓度会很快降低到最低有效浓度以下从而影响疗效。此外，由于低分子药物进入人体内后缺乏选择性，进而造成更多的毒副作用[1]。高分子药物是指将本身没有药理作用、也不与药物发生化学反应的高分子作为药物的载体,依靠二者间微弱的氢键结合形成、或者通过缩聚反应将低分子药物连接到聚合物主链上而得到的一类药物。其中高分子化合物充当低分子药物的传递系统,而发挥药理作用的仍是低分子药物基团。然而用高分子作为小分子药物的载体可实现下述目的：增加药物的作用时间；提高药物的选择性；降低小分子药物的毒性；载体能把药物输送到体内确定的部位(靶位)；高分子载体不会在体内长时间积累，可排出或水解后被吸收。载体药物技术的关键是载体材料的选择, 目前已有各种高分子材料和无机材料被用于载体药物的研究, 但对材料的选择必须满足组织、血液、免疫等生物相容性的要求[2]。此外,载体药物的制备也很重要, 因为这将影响到载体药物的给药效率。
高分子材料本科毕业论文选题
高分子材料本科毕业论文选题 (1) 高分子材料在印花涂料中的应用 (2) 体现区域经济特色的高分子材料方向工学硕士的培养 (3) 高分子材料与工程：接地气的材料学 (4) 新型高分子材料在采空区漏风治理的应用 (5) 高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势 (6) 天然高分子材料在阻燃技术中的研究进展 (7) 高分子材料成型加工技术及应用 (8) 地方应用型本科院校高分子材料与工程专业认证体系的构建与实践 (9) 《药用高分子材料学》创新型实验教学的探索 (10) 浅析高分子材料成型加工技术 (11) 高分子材料成型及其控制 (12) 高分子材料耐候性试验中的紫外辐射测定方法研究 (13) 对高分子材料成型加工技术关键点的分析 (14) 《药用高分子材料》课程教学中若干问题探讨 (15) 农业院校《药用高分子材料》教学探讨 (16) 高分子材料与工程专业生产实习问题调查及对策 (17) 高分子材料三防技术研究 (18) 高分子材料的老化及防老化研究 (19) 浅谈高分子材料成型及其控制技术 (20) 高分子材料的发展及应用 (21) 混凝土节水保湿高分子材料养护膜在渠道衬砌工程中的应用
(22) 高分子材料合成与应用中的绿色战略 (23) 新型高分子材料与应用探析 (24) 高分子材料，“罢工”脏器的好替身 (25) 试析高分子材料成型加工技术 (26) 热致型形状记忆高分子材料研究 (27) 生物可降解高分子材料的研究 (28) 改善高分子材料课程教学效果的几点措施 (29) 高分子材料的金属化 (30) “理实一体化”在高分子材料加工原理课程教学中的应用研究 (31) 高分子材料与工程专业人才培养模式的探究 (32) 导热高分子材料的研究与应用分析 (33) 聚乳酸高分子材料的生物安全性评价 (34) 浅谈高分子材料抗静电剂ASA (35) 高分子材料加工技术专业“理实一体化”实训室建设的探索 (36) 功能高分子材料课程的教学实践与探索 (37) 《高分子材料性能测试》课程教学探析 (38) 浅析Pro/E软件在高分子材料中的应用 (39) 形状记忆高分子材料的研究进展 (40) 探讨功能高分子材料的应用 (41) 石墨炉原子吸收法快速测定聚醚酮酮特种高分子材料中铝离子 残留形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展 (42) 浅谈高分子材料与工程专业创新性实验能力的培养
生物医用高分子材料论文
医用功能材料及应用学院化工学院 指导老师乔红斌 专业班级高091班 学生姓名张如心 学号 099034030
医用功能材料及应用 摘要：了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势，通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成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。 前言：现代医学的发展，对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求，这是大多数金属材料和无机材料难以满足的，而合成高分子材料与生物体（天然高分子）有着极其相似的化学结构，化学结构的相似决定了它们在性能上能够彼此接近从而可能用聚合物制作人工器官，作为人体器官的替代物。另外，除人工器官用材料之外，医药用高分子材料、临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极地展开，它们被统称为医用高分子材料。 1.生物医用功能高分子 生物医用功能高分子材料主要以医疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命材料。其被广泛地用来取代或恢复那些受创伤或退化的组织或器官的功能，从而达到治疗的目的。主要包括医用高分子材料(以修复、替代为主)、药用高分子材料(以药理疗效为主)。生物医用高分子材料融合了高分子化学和物理、高分子材料工艺学、药理学、病理学、解剖学和临床医学等方面的知识,还涉及许多工程学问题。由于其与人体的组织和器官接触，因此，医用高分子材料必须满足如下的基本要求：①在化学上是惰性的，会因为与体液接触而发生反应；②对人体组织不会引起炎症或异物反应；③不会致癌；④具有良好的血液相容性，不会在材料表面凝血；⑤长期植入体内，不会减小机械强度；⑥能经受必要的清洁消毒措施而不产生变形；⑦易于加工成需要的复杂形状。 2.医用高分子材料发展的4个阶段 第1阶段：时间大约是7千年前至19世纪中叶，是被动地使用天然高分子材料阶段。这一时期的高分子材料有，大漆及其制品、蚕丝及织物、麻、棉、羊皮、羊毛、纸、桐油等。 第2阶段：从19世纪中页到20世纪20年代，是对天然高分子材料进行化
高分子材料与化学论文
高分子材料在医学领域的应用 姓名：姚祥学号：6100211160班级：电子113班 摘要：这篇文章对高分子材料基础和生物医用高分子材料在医学上应用基本要求进行了简单的介绍。本文主要对高分子材料在医学领域上的应用，生物医用高分子的发展前景和趋势等发面进行了阐述。对生物医用功能高分子的概念及其重要性也有了一定的了解。 关键词：高分子材料基础医学领域应用生物医用高分子发展前景医用功能高分子 正文部分： 1.引言 近年来，随着对高分子材料的研究，高分子材料在各大领域的应用也不断地被人们发掘出来，各种功能型的高分子为人所利用。使得围绕高分子的产业链的都飞速发展。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。 高分子材料在医学领域的应用主要是用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的作用。 2.高分子材料基础
高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。高分子材料按来源分为天然、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。 研究高分子主要包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。高分子化学主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。高分子物理主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能、结构与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分子设计和高聚物作为材料的合理使用。高分子工程是研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。 3.医用高分子及其在医学领域的应用 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； 4、耐生物老化，在人体内材料长期性能无变化； 5、耐煮沸，灭菌、药液消毒等处理方法； 6、材料来源广、易于加工成型。
高分子材料毕业论文
高分子材料毕业论文 第 1 页共 9 页 计算题 1. PA-66原纤维支数为4500支，在不断增加负荷的作用下，当负荷为8克时，纤维 被拉断。试求:a))特数旦数D)绝对强Tex力)相对强度PPDPT)断裂长 度)LPbcdef 强度极限σ(ρ=1.14) 2. 某腈纶厂生产的产品经测量其含湿率为2.5%。 a)试折合为回潮率为多少, b)若知回潮率为2%，那么该纤维的每1000公斤的标准重量是多少, 3. 已知某纤维厂生产PET长丝，规格为128支/3L根，试求a)该长丝的旦数，50米卷重 (1)单根纤维的旦数 (2) 单根纤维的断面直径是多少,(PE T:ρ=1.38) 4. PET的纺丝温度为286?，计量泵规格为0.6cm3/r，转速为15r/min，喷丝板孔径
为0.3mm，孔数为20孔，孔长为0.5mm，已知η0,210Pa.s，试求流经每孔的yw 0.78，η,140 Pa.s时，其yw和和压力降Δp。若为非牛顿流体，非牛顿指数n, Δp又为多少, 5. 聚丙烯腈的硫氰酸钠浓水溶液，已知其20?时的零切粘度为40Pa.S，非牛顿指 数为0.43，临界剪切速率为150S,1，粘流活化能为38KJ/mol，问: (1)20?时，把剪切速率提高到3×104S-1，其表观粘度为多少, (2)把该溶液提高到60?时其零切粘度为多少, 6. 涤纶纺丝工艺中所用工艺参数为:纺丝温度280?，吹风温度30?，纺丝线上固 -33化点温度80?,熔体密度ρ=1.20×10g/ ,熔体比热容cm容1.88kJ/kg?，卷绕丝密3-4度1.38 g/，空气cm导热系数J/cm.s.2.6×10?,泵供量365g/min，空气运动粘度 -521.6×1m/0s,卷绕速度1000m/min，喷丝板规格?0.25mm×400孔，L/D=2，求: (1)纺丝线固化点前的平均直径;(2)纺丝线固化点前的平均速度;(3)纺 丝线固化点前的平均给热系数;(4)固化时间。 337. PA6熔体纺丝条件为:熔体密度,卷绕高度1.0 4.5mg/cm，泵供量 /min2.，4 cm-6-33喷丝板孔径d0=0.076cm，空气粘度和密度分别 为:19.2×10Pa.s，和1.g/2×10，cm -42Cf=0.37Re-0.01,表面张力N/cm,在两种λ为5.0纺丝速度 (×10100m/min，