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高分子材料应用技术复习重点

高分子材料应用技术复习重点
高分子材料应用技术复习重点

1、高分子材料科学:研究高分子化合物的合成、结构、性能、加工与应用的一门学科。

包括高分子化学、高分子物理、高分子工程三个基础性分支学科以及功能高分子和高分子新材料两个综合性研究领域。

2、聚合度,用DP表示。一个高分子化合物的相对分子质量M可用下式表示:M = DP×M0 。M0为单体的相对分子质量

3、相对分子质量小于1000的,一般为小分子化合物;而相对分子质量大于10000的,称为高分子或高聚物;处于中间范围的可能为高分子(低聚物),也可能为小分子。

4、由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物称为共聚物。根据各种单体单元在分子链中的排列状况,可将共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。

5、分子主链上全部由碳和氢组成,因此称为碳链聚合物。分子主链上除了碳原子外,还有O、N、S、P等杂原子,因此称为杂链聚合物。Xn = 2 DP = 2 n

6、重要的碳链聚合物:重要的杂链聚合物:

7、根据高分子受热后的形态变化分类:根据受热后发生的形态变化,可将高分子化合物分为热塑性高分子和热固性高分子两大类。热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。

8、热固性高分子在受热后先转变为流动状态,进一步加热则转变为固体状态。这种转变是不可逆的。换言之,热固性高分子是不可再生的。典型的热固性高分子如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等

9、根据高分子的实际用途,可将其分为塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功能高分子六大类。

10、聚甲基丙烯酸甲酯,人们称其为“有机玻璃”;

由玻璃纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂,因其坚硬如钢,俗称“玻璃钢”。

11、连锁聚合的特点:

(1)聚合需要活性中心,如自由基、阳离子、阴离子等,因此有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合之分。

(2)聚合过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。

(3)聚合过程中相对分子质量变化不大,体系始终由单体、高分子量聚合物和引发剂组成。没有分子量递增的产物。

(4)单体转化率随时间增加。

12、逐步聚合的特点:

(1)低分子单体通过官能团间的缩合逐步形成大分子。体系由单体和分子量递增的一系列

中间产物组成。

(2)每一步反应的速率和活化能基本相同。

(3)反应初期大部分单体很快形成低聚物,短期内转化率很高。随后低聚物相互反应,分子量缓慢上升。

(4)大部分是平衡反应。

13、相对分子质量提高,有利于材料的机械性能发展。但过高的相对分子质量,导致材料熔融时的粘度较大,不利于材料的加工。在满足材料的机械性能的前提下,高分子的相对分子质量应尽可能小一些,以有利于材料的加工。

14、根据统计方法不同,平均相对分子质量可分为数均分子量、质均分子量、Z 均分子量、粘均分子量。其中尤以数均分子量最为常用。 15、

质均分子量

数均分子量

Z 均分子量 粘均分子量

16、分子量分布指数D

? 聚合物的性能不仅与相对分子质量有关,而且与相对分子质量的分布有关! ? 低分子部分影响高聚物强度;

? 过高分子部分影响高聚物的成型加工性能(塑化困难) ? 根据不同的用途选择适当的相对分质量和相对分子质量分布

17、高分子有三种基本的形状:线形、支链形和交联形

∑∑∑===i

i i i i i i i i w M w M n M n m M m M 2

010i i i

i i i i i n M n M n M m M m M ∑

∑∑∑==-23

2i i i i i i i i z M n M n M m M m M ∑

∑∑

∑==α

αααη/11

/1)()(i

i i i i i i M n M n m M m M ∑

∑∑∑+==n w M

M

=

D

18、高聚物热变形的三种形态:1. 玻璃态2. 高弹态3. 粘流态

、19、自由基聚合基元反应

20、自由基聚合反应的特征

21、自由基聚合反应由链的引发、增长、终止、转移等基元反应组成,其中引发速率最小,是控制总聚合速率的关键。自由基聚合反应可概括为慢引发、快增长、速终止

22、只有链增长反应才使聚合度增加,自由基聚合时间短,反应混合物中仅由单体和聚合物组成;在聚合过程中,聚合度变化小。

23、在聚合过程中,单体浓度逐步降低,聚合物浓度相应提高(见图2)。延长聚合时间主要是提高转化率,对分子量影响较小。

24、少量(0.01%~0.1%)阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。

25、 共聚物的类型:无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物

26、竞聚率的意义:

r1 >1,表示活性端基有利于加上同种单体; r1 <1,表示活性端基更有利于加上异种单体;

r1 = ∞,表示活性端基只能加上同种单体,不能共聚。

27、离子聚合:是又一类连锁聚合。它的活性中心为离子。根据活性中心的电荷性质,可分为阳离子聚合和阴离子聚合。

28、阳离子聚合通式可表示如下: 29、异丁烯:唯一一个具有实际工业价值的能进行阳离子聚合的α- 烯烃单体;其中Lewis 酸是最重要的阳离子聚合引发剂

阳离子聚合的特点:快引发,快增长,易转移,难终止

30、常见的阴离子聚合单体,例如丙烯腈,甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯,硝基乙烯等,分子中既有吸电子基团,又具有π-π共轭结构 ,因此容易进行阴离子聚合。 丁基锂是目前应用最广的阴离子聚合引发剂 阴离子聚合的特点:快引发,慢增长,无终止

31、阴离子聚合产物的聚合度的定量计算公式:

32、立体异构 由于分子中的原子或基团的空间构型和构象不同而产生的异构

33、配位聚合的定义: 配位聚合是指烯类单体的碳-碳双键首先在过渡金属引发剂活性中心上进行配位、活化,随后单体分子相继插入过渡金属-碳键中进行链增长的过程。 配位聚合的特点:

● 单体首先在过渡金属上配位形成π络合物 ● 反应是阴离子性质

34、Ziegler —Natta 引发剂:TiCl4/Al(C2H5)3称为Ziegler 引发剂, TiCl3/Al(C2H5)3称为Natta 引发剂,合称为Ziegler —Natta 引发剂。

35、本体聚合

配方: 单体 + 引发剂,选择性加入少量色料、增塑剂、润滑剂、分子量调节剂等。

?

??????→?????→?+-+-+n M

M B AM M B A [C]n[M]]/n [M [M]X n =

=-

优点: 聚合物纯净,后处理简单。

缺点: 聚合热不易扩散, 反应温度较难控制, 容易局部受热, 反应不均匀, 分子量分布宽, 有气泡, 可能爆聚。

自由基溶液聚合的特点

优点: 体系粘度低, 混合和传热容易, 温度易控制, 较少凝胶效应。

缺点: 聚合速率低,设备利用率低,链转移使分子量低,需溶剂回收。

体系主要组成:单体、引发剂、水、分散剂

优点: 传热容易, 分子量高。

缺点: 附有少量分散剂残留物。

优点

(1)以水为分散介质,粘度低,传热快;

(2)聚合速率快,分子量高,可在低温聚合;

(3)在直接使用乳液的场合较方便,如乳胶漆,胶粘剂,织物处理剂等。

缺点

(1)需要固体产物时,后处理复杂(破乳、洗涤、脱水、干燥等);

(2)有残留乳化剂,对性能有影响。

36、PE

●由乙烯单体通过自由基型聚合、配位聚合制得

●分子式:-[CH2CH2]n-

●英文名:Polyethylene

●专业缩写:PE

●热塑性塑料树脂

37、LDPE是非结晶支链型高聚物,高度支化的PE结晶度为60—70%,支化度更高的结晶度为40%,熔点为105—115℃。相对分子质量一般在2~5万。乙烯聚合有釜式法和管式法两大类。

38、影响LDPE生产因素主要有乙烯纯度、温度、压力等。这些因素直接影响产品的相对分子质量及分子结构:

①C2=纯度纯度低LDPE分子量低,杂质主要乙炔和CO,因为它们能参与反应产生交联形成双键而降低产物的抗氧能力;CO进入高分子链会降低介电性能。

②聚合温度的影响乙烯聚合的温度随引发剂不同而改变的。用氧引发时聚合温度可大于230℃;若用过氧化物引发,聚合温度可降至150℃。温度升高链转移加大,聚合物相对分子质量下降。链转移速率加快会造成聚乙烯大分子支链数增多,使产品的结晶度下降,密度减小。

③压力的影响增加压力有利于链增长反应。

39、PP

●由丙烯单体制得

●分子式:

●英文名:Polypropylene

●专业缩写:PP

●热塑性塑料树脂

●构型:等规、无规、间规三种

PP聚合物的类型:

聚合物类型分为四大类,用英文字母表示

H表示均聚物;C表示嵌段共聚物;R表示无规共聚物。M表示混合物

40、熔体指数

●熔融指数是聚丙烯树脂加工工艺要求中的重要指标之一,它取决于聚合物的分子量

和分子量分布,其中尤以分子量起着主要作用。

●聚合物熔融指数的测定是由仪器测定,即测定在熔融状态下聚合物的流动性能。

●聚丙烯的熔融指数值是指在230℃和2160g负荷下,聚丙烯熔体在10min内,流过

标准出料孔的重量。单位:g/10min。

41、PP主要性能:密度仅0.90~0.91g/ml,相对分子质量在20万~70万,是线性的高结晶聚合物;

●1.物理机械性能:张度,刚性>HDPE,抗弯曲疲劳寿命>其它塑料,。它的拉伸性能

非常好。

●2.电性能:PP属于非极性髙聚物,具有良好的电气绝缘性

●3.热性能:良好的耐热性、耐低温性,分解温度300°C以上。PP低温使用温度

可达-15~-20°C,其脆化温度为-35°C。

●4.化学性能:PP具有良好的化学稳定性,在100℃以下大多数无机酸、碱、盐的

溶化对PP无破坏作用。但对于强氧化性的酸,如发烟硫酸、浓硝酸和次氯酸在室

温下也不稳定。

●缺点:耐低温冲击性差,较易老化;但聚丙烯在受光、热、机械力等外界条件的影

响和作用下,也会逐渐老化。

42、PP引发剂:丙烯聚合引发剂主要用Z-N引发体系,H2作为分子量调聚剂

43、PP聚合过程的影响因素:

(1)氢气加入量的影响及作用

(2)钛浓度和Al(C2H5)3加入量的影响

(3)反应温度、压力对聚合反应的影响

(4)杂质对聚合反应的影响

44、PMMA:丙烯酸酯类树脂是指以丙烯酸或丙烯酸衍生物为单体聚合或以它们为主与其他不饱和化合物共聚所制得的聚合物.为无定形聚合物, 具有高度透明性,俗称“有机玻璃”。PMMA的Tg为105℃,维卡软化点为100~120℃。

45、PMMA在加工前进行干燥处理使其含水量在0.02%以下,干燥条件,先在100~110℃干燥4小时,在70~80℃干燥2小时;PMMA对加工温度比较敏感,成型温度180~230℃,加工温度范围比较窄,超过260℃以上分介。因此在加工时严格控制温度,防止过热。

46、PMMA可用自由基型本体、溶液、悬浮、乳液聚合进行生产,其中本体聚合采用最多

47、苯乙烯;

●聚合反应:自由基型或离子型聚合

●热塑性塑料;

●色相:无色透明。

●通式:[CH2CHC6H5] n。

●发明年代:1937年美国开始商业性生产。

●产量名列第四:居聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯之后

●品种:30~40种,牌号近100种,400余种品级。

48、聚苯乙烯品种

●普通聚苯乙烯(GPPS);

●可发性聚苯乙烯(EPS);

●高抗冲聚苯乙烯(HIPS);

●间规聚苯乙烯(SPS)

●相关产品ABS树脂;

●聚苯乙烯型离子交换树脂等

49、无毒.无臭.无色的透明颗粒,PS的吸水率为0.05%,稍大于PE;非晶态密度1.04~1.06克/厘米3,晶体密度1.11~1.12克/厘米3;熔融温度240℃。

●似玻璃状脆性材料.其制品具有极高的透明度,透光率可达90%以上,

●电绝缘性能好,

●易着色,

● 加工流动性好,

● 刚性好及耐化学腐蚀性好等,

● 普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆,冲击强度低,易出现应力开裂,耐热性差及不

耐沸水等。 ● 50、ABS 树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物,由于它具有优良的耐冲击韧性和综合性能,是重要的工程塑料之一。

51、PVC 单体:氯乙烯 分子式: 热塑性塑料

自20世纪30年代首先在德国开始生产, 产量在塑料中仅次于聚乙烯居第二位, 中国从1958年开始工业化生产,

世界上PVC 生产的聚合工艺主要有五种,即本体、乳液、微悬浮、溶液、悬浮聚合工艺。 悬浮法生产聚氯乙烯树脂为白色或淡黄色的粉末,相对密度为1.35~1.45g/cm3;结晶度为5%-10%,;属无规非结晶性高聚物。PVC 为无定形聚合物,熔点为175℃; PVC 树脂的平均相对分子质量范围在5万~10万之间。

52、溶液粘度

相对黏度

比黏度

比浓黏度

特性粘度

53、 热作用下发生降解反应。引起聚氯乙烯制品颜色的变化:变化的顺序为:白色→粉红

色→淡黄色→褐色→红综色→约黑色→黑色。

聚氯乙烯在加工前需要干燥处理 条件是110℃,1~1.5h 。

0ηηη=r 1-=r p s ηηc s p c ηη=[]c c r

sp ηη

ηln lim lim ==

54、缩聚反应的定义:指含有两个或两个以上官能团的单体分子逐步缩合形成高聚物,同时析出低分子产物(如水、醇、氨、卤化氢等)的化学反应。

55、缩聚反应分类

按生成聚合物的结构分类:

线形缩聚:单体均带有两个官能团大分子向两个方向增长线型结构

naRb←→a(R)nb+(n-1)ab

naRb+nbR’a←→a(R-R’)nb+(2n-1)ab

体型缩聚:至少一种单体有两个官能团大分子向三个方向增长体型结构

56、平衡缩聚反应指平衡常数小于103 的缩聚反应

不平衡缩聚反应平衡常数大于103

57、缩聚反应的特点:线型缩聚的逐步特性、线型缩聚的可逆特性、缩聚过程中的副反应

缩聚反应单体的类型:缩聚反应是通过官能团相互作用而形成聚合物的过程,单体常带有各种官能团:-COOH、-OH、-COOR、-COCl、-NH2等

58、官能度的概念:是指一个单体分子中能够参加反应的官能团的数目,用f表示

平均官能度:每种单体分子平均带有官能团数目。即:体系中可能反应官能团总被体

系分子数所除而得结果。

59、反应程度:是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数,用P 表示反应程度

聚合度是指高分子中含有的结构单元的数目

反应程度与平均聚合度的关系:

聚酯化反应是平衡反应。如果低分子副产物不能及时排除,则分子量的提高将受到限制。 平衡常数K = k1/k-1

对于封闭体系且两种官能团数量相等的缩聚反应

采用高真空排除小分子时

60、影响线型缩聚物聚合度的因素: 反应温度的影响 反应器的压力

催化剂: 提高反应速度,对平衡没有影响 单体的浓度: 尽可能高,以保证较高的聚合度

搅拌:搅拌均匀有利于传热、小分子的排除、反应单体及中间体的扩散,但过渡搅拌可导致聚合物的机械降解 惰性气氛:

61、线形缩聚物聚合度的控制方法:端基封锁

在两官能团等当量的基础上:使某官能团稍过量

或加入少量单官能团物质

A 、原料单体等当量比时

B 、单体aAa 和bBb 反应,其中bBb 稍过量

00N N

1N N N P -

-==N N X 0

n =

大分子数结构单元数目=P

11

Xn -

=

()P 11P 122X n --=

=)P 1(2q 2q P r 2r 1r 12/)P N 2N N (2/)N N (X a b a b a n -++-++-++===

C 、aAa 、bBb 等当量比,另加少量单官能团物质Cb

62、体型缩聚的含义

是指某一2官能度单体与另一官能度大于2的单体先进行支化而后形成交联结构的缩聚过程。体型缩聚的最终产物称为体型缩聚物

63、 体型缩聚的特征: ?

1)分阶段进行。各单体反应活性不同,第一阶段控制平均官能度等于或略大于2,反

应后期补加某一单体;初期用温和的催化剂及较低的反应温度

2)存在凝胶现象。反应进行到一定程度时会出现凝胶化现象:体系粘度突然急剧增加,难以流动,体系转变为具有弹性的凝胶状物质,这一现象称为凝胶化

凝胶点:开始出现凝胶化时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点,用Pc 表示,是高度支化的缩聚物过渡到体型缩聚物的转折点。 3). 凝胶点以后的反应速度较凝胶点以前降低

64、Carothers 理论

等当量时

非等当量时

凝胶点与平均官能度的关系

65、高分子的化学反应分为三大类

“ n 不变”:聚合物侧基的化学反应,分子主链不发生变化 n 变大:交联、扩链 、接枝、嵌段

n 减小:降解(光降解、热降解)

66、聚合度变小的化学反应——降解:降解表示聚合物分子链被分裂成较小部分的化学反应。

(一)物理降解 (1) 热降解

1. 解聚(主链断裂) PMMA

2. 无规断裂 PE

3. 基团的脱除 PVC 、聚丙稀腈

c a a N 2N N r +=

++++==∑

∑b a b b a a i i i N N N f N f N N f f f

2

P c =

()c

b a

c c a a N N N f N f N 2f +++=

4.不容易发生裂解环氧、酚醛热固性材料

5.无规降解:主链上随意位置发生断裂,分子量迅速下降,但不生成单体,如PE、

PP

6.介于上述二种反应之间,如PS

7.解聚反应:加成的“逆反应”,单体迅速生成,而剩余物分子量变化不大,如PMMA

(2) 机械降解:固体物的粉碎、橡胶的塑炼、熔融聚合物的挤出、注塑等,在机械力作用

下,聚合物分子会被拉伸而断裂,导致降解

(二)化学降解

(1)化学试剂降解

水解、酸解、醇解、胺解

(2)氧化降解

过氧化物、残存自由基引发剂

67、抗氧剂主要类型:

●1)链终止剂型抗氧剂——主抗氧剂:消灭已经产生的自由基

●如:酚类、芳胺类

●2)氢过氧化物分解剂——副抗氧剂,使氧化物还原、分解和失活。

●如有机还原剂类:硫醇类、三级膦、三级胺类。

●3)金属钝化剂——助抗氧剂:消除或减弱金属的分解作用。

●如:酰肼类、肟类、醛胺缩合物类等。

68、光稳剂主要类型:

●1)光屏蔽剂:反射紫外光,防止透入聚合物内部。

●如:炭黑、二氧化钛和很多颜料;

●2)紫外光吸收剂:吸收290~400nm的紫外光,从基态转变成激发态,从而转移本

身能量,放出强度较弱的荧光或转变成热能。

●如:邻基二苯甲酮、水杨酸酯类等

●3)紫外光猝灭剂:与吸收剂类似,使激发态的能量以光或热发散出去。

●如:三价镍的有机螯合剂或络合物。

69、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

PET的中间体为对苯二甲酸和乙二醇

分子结构

化学性质:聚酯的水解、聚酯的热降解、聚酯的热氧化降解、聚酯的醇解、聚酯的氨解、聚酯与碱作用、聚酯与脂肪酶作用

PET是结晶性聚酯

聚酯的熔点:Tm255~265℃

聚酯的玻璃化转变温度:Tg=76℃

冷结晶双峰:125~135℃和140~160℃

熔体结晶:180~200℃

机械性能:聚酯结晶度的升高,模量增大,断裂时延伸率下降

吸湿性和透气性:阻水较差,阻氧较好

电性能:聚酯的绝缘性能较好

光学性能;无定形PET为透明材料,结晶PET为不透明材料

70、直接酯化法(PTA)反应式:

缩聚反应式:

直接酯化法生产聚酯的工艺主要有吉玛工艺、钟纺工艺、杜邦工艺、伊文达工艺等

71、聚酯的固相缩聚:固相缩聚也称固相增黏,是在固体状态下进行的缩聚反应。将具有一定相

对分子质量的聚酯加热到熔点以下玻璃化温度以上,通过抽真空或惰性气体的保护并带走小分子,使缩聚反应得以继续。

72、聚酰胺(PA):聚酰胺俗称尼龙,在中国用作纤维时称为锦纶。品种可以简明的用其聚合

单体的碳原子数来标记,其中二元胺的碳原子数标记在前面。

聚酰胺的酰胺基团是极性基团,可以形成氢键,分子间的作用力大,分子链排列规整,所以机械性能优良,抗冲击性能好,坚硬而有韧性,其结晶度高,熔点高;摩擦系数小。耐磨耗,有自润滑性,吸震和消音性。

低温性能很好,有一定的耐热性(可在100℃下使用)

化学稳定性好,耐海水、耐一般有机溶剂、耐油,但不耐酸。电绝缘性好,但易受温度的影响。

它吸水性大,因此,环境的湿度对其尺寸十稳定性和电性能影响较大

PA6的熔点(Tm)215~225℃

PA66 Tm:260~265℃;

吸水性:是聚酰胺树脂的最主要的特征性质之一!水分对聚酰非晶部分的影响很大,而使吸湿

后的聚酰胺玻璃化转变温度降低

结晶性:典型的聚酰胺树脂是具有较高结晶度的高分子,其结晶度、结晶度分布、球晶大小及

其分布对聚酰胺树脂制品的物性、相对密度和尺寸稳定性等都具有很大影响

73、聚氨酯是聚氨酯甲酸酯的简称。

品种:聚氨酯泡沫塑料,聚氨酯弹性体;因合成单体的种类及组成不同,可分为线型的热塑性PU 和体型热固型PU

其主链结构上含有

聚氨酯(PU )所用的原料主要有:有机异氰酸酯、多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、交联剂、添加剂等。

● PU 合成反应

● (1)多异氰酸酯与羟基(多元醇)反应生成聚氨基甲酸酯。

(2) 放气反应 异氰酸酯和水反应,首先生成不稳定氨基甲酸、然后分解成胺和CO2:

胺基进一步和异氰酸酯基团反应生成含有脲基的高聚物:

(3) 脲基甲酸酯反应 氨基甲酸酯基团中氮原子上的氢与异氰酸酯反应形成脲基甲酸酯

N H

C

O

O

n NCO NH C O R NCO +n HO OH CNH O R O O

n

NCO H 2O +RNHCOOH

NH 2+CO 2N

NCO NH 2+N C H H O 聚代脲

O +O

NH O O C C

NH O 脲基甲酸酯

(4) 缩二脲反应 脲基中氮原子上的氢与异氰酸酯反应形成缩二脲。

74、聚氨酯弹性体(PUR )性能是介于塑料和橡胶中间的一种高聚物,通常以低聚物多元醇、多异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料制得。

其分子结构主链是由Tg<室温的柔性链段(软段占50~90%,即低聚物多元醇如聚醚、聚酯)和Tg>室温的刚性链段(硬段占10~50%,即二异氰酸酯和小分子链剂如二胺和二醇)构成的嵌段共聚物。

1.二元醇与二异氰酸酯反应生成软段

2.二异氰酸酯与低分子二元醇(扩链剂)生成硬段

3.软段和硬段进一步反应,当原料单体大于1时,生成半热塑聚氨酯弹性体,

4.交联反应 交联剂三元醇如甘油在加热下进行交联反应。

H N

NCO +

O

N H N O

C C NH

O

缩二脲

n HO R ‘OH +NCO R NCO HO R ’O CO NH R NHC O R ‘O OH m

n O n HO R ‘OH +NCO R NCO (n+1)CNO NH CO R''NHC O n O R OCN R'NCO

R O NHC O O O CNH R'R R O NHC O O O CNH m n CNO O CNO N C NCO O CNO +HO C O C O OH C OH H H CNO HN O

1. (5分)等摩尔的二元酸和二元醇经外加酸催化缩聚,试证明P 从0.98到0.99所需的时

间与从开始到P =0.98所需的时间相近。

解:由于缩聚反应后期,正、副反应速率不随时间变化而变化,因此k t1=k t2 由P =(N0-N)/N0可得:

当p=0.98时 0.98=(N 0-N t1)/N 0 可得: N t1=0.02 N 0 当p=0.99时 0.99=(N 0-N t2)/N 0 可得: N t2=0.01 N 0

⒉ (6分)计算苯乙烯乳液聚合的聚合速率p R 和聚苯乙烯的平均聚合度n X 。聚合温度为60℃,k p =176 L/mol ·s, c (M)=5.0mol/L, N =3.2×1014个/mL 水, ρ=1.1×1012个分子/ mL ·s 。

3. 计算下列混合物的凝胶点,各物质的比例为摩尔比 A 、邻苯二甲酸酐:肝油=3.0:2.0 B 、邻苯二甲酸酐:肝油=1.5:0.98 C 、邻苯二甲酸酐:肝油=

4.0:1.0

D 、邻苯二甲酸酐:肝油:乙二醇=1.5:0.99:0.02

4. 无阻聚物存在的甲基丙烯酸甲酯中,加入0.001 mol/l 过氧化二苯甲酰,并在60℃下

聚合。R P 为6×10-5

l / mols ,用渗透压法测得其分子量为831500(已知60℃下BPO

的半衰期为48小时,引发效率为0.81, C l 为0.02 , C M 为0.1×10-4

,甲基丙烯酸甲醋的密度为0 .930g/ml )。12分 试求

(1)引发剂分解速率常数

(2)甲基丙烯酸甲酯在60 ℃ 下的k p 2

/k t 值; (3)有链转移时数均聚合度

(4)在该温度下歧化终止和偶合终止所占的比例。

5. 66-PA 生产,若配料比为已二胺∶已二酸为116∶146Kg 。当p 为0.998时。6分 求:(1)当1γ=计算66-PA 平均聚合度; (2)计算分子量;

(3)若加入0.6Kg 醋酸,此时的聚合度为多少;

6、生产尼龙-66,想获得Mn = 13500的产品,采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P = 0. 994,试求己二胺和己二酸的配料比。

高分子材料在各领域的应用与前景

200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向:工程塑料,复合材料,液晶高分子材料,高分子分离材料,生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用 (1)高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、

“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体,聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为

高分子材料加工技术

实训1 海带中海藻酸钠的提取 1.实训目的 1.1巩固常用基本仪器的操作 1.2巩固几种常用溶液的配制 1.3巩固EDTA标准溶液的配制与标定方法 1.4掌握EDTA测定溶液中钙离子的测定 1.5掌握茚三酮溶液与蛋白质颜色反应的原理和方法 1.6掌握从虾壳中提取甲壳素的原理和方法 2.实训原理 甲壳素的提取方法主要有酸碱法、EDTA脱钙法和酸碱交替法等,其中酸碱交替法具有可提高反应温度、反应时间短,无需脱色处理等优点而为本文采用。 原理:盐酸处理溶去其中的碳酸钙;碱煮处理去除与甲壳素共价交联的蛋白质;虾壳中含有的虾红素在碱煮过后,仍有大部分存在,故甲壳素显现红色,须用氧化还原的方法来处理虾红素。 3.实训原料、仪器、药品 3.1实训材料 虾壳、蟹壳 3.2实训仪器 序号名称规格数量备注 1 烧杯100、250 、500 mL 10、5、5个按顺序 2 锥形瓶250mL 6个 3 移液管5、10、25、50mL 各一支

4 容量瓶100、250mL 各3个 5 酸性滴定管25mL 一支 6 数显恒温水浴箱一台 7 电子天平 8 电热恒温烘干箱 9 玻璃棒数支 10 滤纸若干 11 量筒10、50、100mL 各一支 3.3实训药品 序号名称规格数量备注 1 浓盐酸(体积百分数 为35~38%) 2 NaOH 3 30%过氧化氢 4 高锰酸钾 5 亚硫酸氢钠 6 酸性络蓝K K—B指示剂的 7 萘酚绿B 配制 8 EDTA EDTA的配制与 9 ZnO 滴定 10 氨水(1:1) 11 1%的铬黑T(EBT) 12 茚三酮配制1%茚三酮 13 氯化亚锡 溶液

生活中的高分子材料

生活中的高分子材料 【摘要】 高分子应用在生活中各个地方,塑料便是应用较为广泛。塑料在生活起重大作用,但是也给环境带来了危害。如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。目前,在诸多的解决方案中,开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。 【正文】 高分子材料: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,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。 高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万,所含原子数目一般在几万以上,而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时,这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。 高分子材料的结构特征 高分子材料的高分子链通常是由成千上万个结构单元组成,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。 高分子材料按其来源可分为:天然高分子材料、半合成高分子材料(改性天

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。

高分子材料应用技术专业建设方案

“高分子材料应用技术”专业建设方案 一、行业背景与建设基础 1、行业背景 从中国塑料工业协会公布的数据可知:我国塑料工业产量逐年递增,年均增长率超过10%,利润率和利税均保持两位数增长,塑料树脂表观消费量已经突破4000万吨,在世界各国塑料制品产量排名中名列第2位,年销售收入在500万元以上的规模企业过万家,成为名副其实的塑料生产大国和消费大国。 江苏是我国塑料加工业大省,05年塑料制品产量列全国第三,其中,泡沫塑料和塑料合成革产量为全国第一。作为江苏塑料工业主力军的常州市,地处沪宁线中段,有着颇具实力的工业基础和得天独厚的区域优势,现代制造业基地建设已初见成效。国内最大塑化市场——江苏国际塑化城落户常州,将为常州实现产业结构的战略调整和塑化行业的加快发展增添新活力。 由于塑料加工业是集材料、机械、模具、电子、计算机控制于一体的复合型制造业。塑料工业的进步,是科学技术各领域交叉复合的结果。它标志着一个国家或地区工业发达程度与科学技术的先进程度。技术要进步,人才是关键。具有一批高素质、高技能的高分子材料应用技术专业人才,是现代塑料工业企业迫切的需求。 2、现有基础和优势 “高分子材料应用技术”专业(原为“塑料成型工艺及设备”,“高分子材料与工程”)是我院的重点骨干专业,该专业创办于1978年,1996年成为江苏省第一批五年制高职试点专业,2003年被评为江苏省五年制高职示范专业,2006

年被评为江苏省高等学校特色专业建设点。1998年7月,国家轻工业局在我院建立了中国塑料加工行业职工培训中心,2000年5月,江苏省劳动厅批准在我院设立了江苏省塑料加工行业国家职业技能鉴定所,学院还是全国轻工行业塑料专业指导委员会主任单位与秘书长单位。 自98年开始,学院在本专业试行“双证书制”,学生毕业时除获得毕业证书外还需获得与本专业相关的职业资格证书,如塑料注塑工(中级)、塑料挤出工(中级)等。2000年以来,我院“高分子材料应用技术”专业,依托江苏省塑料加工行业国家职业技能鉴定所,广泛开展对学生的职业技能培训,并参加由省技能鉴定中心组织的鉴定考核,取得中级以上职业资格证书的比例为99%以上。 本专业1996年开始招收五年制高职学生,2002年招收高中后三年制高职学生,2005年面向外省招生,至2006年已有高职毕业生575人,目前在校生641人。 本专业现有专任教师25人,非专任教师6人。在专任教师中,具有高级职称的9人;双师型教师19人;具有硕士学位的8人。在非专任教师中,具有高级职称的4人。目前,该专业曾有2名教师被评为全国优秀教师,1名教师是教育部高职高专轻化类教指委委员。近年来,专任教师共编著出版教材、专著19部;发表教研论文15篇;发表科研论文39篇;承担省级及以上教学课题研究5项;进行纵横向科研课题研究15项;获省级及以上教学成果奖3项。 本专业建有化学基础课教学实验中心和塑料加工实训中心,其中,化学基础课教学实验中心是省级教学实验中心建设点。实验实训中心内的仪器设备先进,实验室装备条件良好,教学、科研仪器设备总价值400余万元,实验、实训场

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!

应用广泛的高分子材料

第二节 应用广泛的高分子材料 一、高分子化合物的分类 1.按来源分 ? ???? 天然高分子,如:淀粉、纤维素、蛋白质等合成高分子,如:聚乙稀、有机玻璃等 2.按结构分????? 线型高分子体型高分子 3.按性质分????? 热塑性高分子热固性高分子 4.按用途分????? 塑料合成纤维合成橡胶涂料黏合剂…… 二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些?常见的有机高分子化学反应的特点有哪些? 1.高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系 结构决定性质,高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成,酯基易水解、醇解,羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应

①降解 在一定条件下,高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化钡处理,能分解为苯乙烯;生物降解塑料;化学降解塑料;光降解塑料等。 ②橡胶硫化 天然橡胶(),经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—),线型变为体型结构。 ③催化裂化 塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 线型高分子体型(网状)高分子 结构分子中的原子以共价键相互连结,构成 一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交 联起来,形成三维空间的网状结构 溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解,但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性,无固定熔点具有热固性,受热不熔化 特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好,有可塑性 常见物 质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应,同其他反应一样,运用物质的结构决定性质的规律,首先分析其具有的官能团,并考虑官能团与基团的影响,分析比较结构变化及位置等,并加以应用。 类型1 白色污染与环境保护

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。⑦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。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。而聚氨酯一类的高聚物,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:聚酰胺、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、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。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。 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

2019高分子材料应用技术专业就业方向与就业前景

2019高分子材料应用技术专业就业方向与就 业前景 1、高分子材料应用技术专业简介 高分子材料应用技术专业要求学生掌握高分子材料成型加工工艺设计能力,高分子材料成型设备操作能力,高分子材料分析检测能力,车间生产管理能力。高分子材料应用技术专业培养掌握化学工艺、材料科学方面的的基本理论知识和专业技能,在高分子材料成型加工领域从事生产、应用、开发及生产管理的高级技术应用性专门人才。 2、高分子材料应用技术专业就业方向 本专业毕业的可以进涂料、粘接剂、塑料、纤维等企业,也可以进一些生物医用材料、光线等公司。工资不是很高,但是工作比较容易找。高分子材料应用技术专业毕业生主要面向煤炭深加工产品中的高分子材料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等)生产和应用企业,可从事产品设计、工艺操作、中央控制、质量检测、理化分析、成型加工等岗位工作,也可在电子电器材料、功能材料、环保材料、汽车材料、包装材料等生产企业从事产品开发与生产、质量检测与控制、技术管理与市场营销等工作。 从事行业: 毕业后主要在石油、新能源、原材料和加工等行业工作,大致如下:

1石油/化工/矿产/地质 2新能源 3原材料和加工 4机械/设备/重工 5汽车及零配件 从事行业: 毕业后主要在研发工程师、工艺工程师、材料工程师等行业工作,大致如下: 1研发工程师 2工艺工程师 3材料工程师 4高分子材料工程师 5技术研发工程师 工作城市: 毕业后,上海、广州、杭州等城市就业机会比较多,大致如下: 1上海 2广州 3杭州 4北京 5深圳 3、高分子材料应用技术专业就业前景怎么样 高分子材料应用技术专业很多都是和化学相关的,专业难度不小,不过认真学习的话,就业不成问题。专科生毕业之后很少

高分子材料试题及答案.pdf

《高分子材料》试卷答案及评分标准 一、填空题(20分,每空1分): 1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型。 2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成 加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。 3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。 4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂 三种。 5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。 6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、 溶剂化原则。 7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。 8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种。 二、解释下列概念(20分,每小题4分): 1、 材料化过程:由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变 过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。 2、 复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的 工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。 3、 聚合物混合物界面:聚合物的共混物中存在三种区域结构:两种聚合物 各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种 聚合物链段之间的相互扩散。 4、 共混法则:共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关, 一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。或是倒数关系。 5、 纳米复合材料:是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米 尺寸。所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。 三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由(5分,每小题2.5分): 1、 聚丙烯与聚苯烯 聚丙烯>聚苯烯,原因:随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。 2、 聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯 聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因:随着长链上氯原子的增加,分子间作用力增强,分子的柔性降低。 四、比较下列各组聚合物的Tg大小,并说明理由(5分,每小题2.5分): 1、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈 聚丙烯<聚氯乙烯<聚乙烯醇<聚丙烯腈,原因:随着分子链上侧基的极性增强,分子链产生的内旋转受到限制越大,是其Tg增高。 2、 聚( 3、3-二甲基—1-丁烯)、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑 聚(3、3-二甲基—1-丁烯)<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因:随着分子链上侧基体积的增大,分子运动越困难,所以Tg增高。 五、按照给出条件鉴别高分子材料(6分,每小题3分): 1、 序号 密度(g/cm3) 洛氏硬度 软化温度℃ 冲击强度J/m

高分子纳米材料及其应用

高分子纳米材料(论文)题目:高分子纳米材料及其应用 化工学院学院高分子材料与工程专业 学号0502110202 学生姓名 指导教师 二〇〇一四年十一月

高分子纳米材料及其应用 摘要:高分子纳米材料是一门新兴并且发展迅速的一门科学。其具有很多独特 的性质,应用前景非常广阔。本文主要介绍了高分子材料的性质,同时介绍了高分子纳米复合材料常见的制备方法及其在各个领域的应用。 关键词:性质;纳米复合材料;制备方法;应用 Abstract: Polymer nano-materials is an emerging and rapidly developing research direction. It has many unique properties and broad application. This paper describes the properties of polymer materials, and also introduced preparation method of the polymer nano-composite materials .The paper also introduces its application in various fields. Key words:Properties; Nano-composite materials; Preparation method; Application 1 引言 纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。由于纳米材料体系具有许多独 特的性质,应用前景广阔,而且涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学 反应动力学和表面、界面科学等多种学科,在实际应用和理论上都具有极大的研究价值,所 以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一,被誉为“21世纪最有前途的材料”。[1, 2] 纳米作为一个材料的衡量尺度,其大小为1 nm (纳米) =10~9 m (米),即十亿分之一米, 大约是10个原子的尺度。最初定义的纳米材料仅仅是指1~100 nm 尺度范围的纳米颗粒及 由他们构成的纳米固体和薄膜。目前,在广义上定义的纳米材料是指三维空间尺度里至少有 一维是纳米尺寸或者由它们作为结构基本单元的材料;根据定义按照空间维度可以将纳米材 料分为三类:(1) 维度为零的纳米材料,是指纳米颗粒、原子团簇等三维空间尺度均在纳米 尺寸的材料;(2) 维度为一的纳米材料,是指纳米线、纳米管等三维空间尺度中有两维是纳 米尺度的材料;(3) 维度为二的纳米材料,是指纳米膜、超晶格等三维空间尺度中仅有一维 是纳米级的材料;[3] 2 纳米材料的性质[4, 5] 物质的尺寸一旦与原子尺寸在同一量级时,其表面电子结构和晶体结构就会发生变化, 导致纳米材料会具备一些表面效应、小尺寸效应等优异特性。 (1)量子尺寸效应。量子尺寸效应又称量子限域效应,当粒子尺寸下降到一定程度时,金属 费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级,以及能隙变宽现象均为量子尺寸 效应。材料或物质的物理性质在很多方面都是由材料的电子结构决定的,当材料尺寸小

高中化学选修五(人教版检测)第五章2应用广泛的高分子材料Word版含答案

第五章进入合成有机高分子化合物的时代 2 应用广泛的高分子材料 1.下列有机物中不属于天然高分子材料的是( ) A.棉花B.淀粉 C.尼龙 D.羊毛 解析:高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和 羊毛是天然的,而尼龙是人工合成的,属于合成材料。 答案:C 2.下列塑料的合成,所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( ) A.聚乙烯塑料 B.聚氯乙烯塑料 C.酚醛塑料 D.聚苯乙烯塑料 答案:C 3.下列说法正确的是( ) A.合成纤维和人造纤维统称为化学纤维 B.酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料C.锦纶丝接近火焰时先蜷缩,燃烧时有烧焦羽毛的气味,灰烬为有光泽的硬块,能压 成粉末 D.某些合成材料和塑料制品的废弃物可以倾倒到海洋中 解析:合成纤维和人造纤维统称化学纤维,A正确;聚氯乙烯为热塑性塑料,B错误; 锦纶为合成纤维,是用H2N(CH2)5COOH缩聚成的,属于多肽,和蛋白质有相似之处,但灰烬不 能压成粉末,C错误;塑料制品的废弃物不可乱倒,D错误。 答案:A 4.尼龙-66是一种重要的合成纤维,它是由己二酸和己二胺以相等的物质的量在一定条 件下聚合而成的,下列叙述中不正确的是( ) A.尼龙-66的结构简式是 B.合成尼龙-66的反应属于缩聚反应 C.合成尼龙-66的基础反应为酯化反应 D.尼龙-66的长链结构中含有酰胺键(—CONH—) 解析:己二酸和己二胺分子中含有的官能团是—COOH和—NH2,二者生成尼龙-66的反应 应为成肽反应,而不是酯化反应。

答案:C 5.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食 品,PVC保鲜膜则不能直接接触食品,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( ) A.PE、PVC都属于链状高分子化合物,受热易熔化 B.PE、PVC的单体都是不饱和烃,能使溴水褪色 C.焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HCl D.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染 解析:PVC的单体是CH2===CHCl,它不属于烃类。 答案:B (时间:40分钟分值:100分) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题8分,共48分) 基础题Ⅰ 1.下列高分子化合物中,属于天然高分子材料的是( ) A.锦纶纤维B.有机玻璃 C.棉花 D.顺丁橡胶 解析:棉花的主要成分是纤维素,它属于天然高分子材料;其他三种材料都属于合成高 分子材料。 答案:C 2.下列产品中,如出现破损不能进行热修补的是( ) A.聚氯乙烯凉鞋 B.电木插座 C.自行车内胎 D.聚乙烯塑料膜 解析:聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜都是用热塑性树脂加工而成的,可以 反复加工,多次使用,出现破损时可进行热修补,而电木插座是用热固性树脂加工而成的, 受热不熔化,出现破损时不能进行热修补。 答案:B 3.下列说法正确的是( ) A.利用石油作原料制得的纤维是人造纤维 B.天然纤维是不能再被加工处理的 C.合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维 D.煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

高分子材料常用的几种抗老化方法及对比分析

高分子材料常用的几种抗老化方法及对比分析 高分子材料事实上已经成为现代生活每个方面中的必需品,其在生产及加工中取得的最新进展进一步拓宽了塑料的应用范围,在某些应用中,高分子材料甚至取代了其他的材料,如玻璃,金属,纸张及木材。 但高分子材料本身具有的结构特点和物理状态及其在使用过程中受到的热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、菌和酶等外在因素使得其在应用过程中,会出现性能下降或损失,例如泛黄、相对分子质量下降、制品表面龟裂、光泽丧失,更为严重的是导致冲击强度、拉伸强度和伸长率等力学性能大幅度下降,从而影响高分子材料的正常使用。这种现象简称为老化,老化在高分子材料的合成、贮存及加工和最终应用的各个阶段均可能发生,可导致材料使用寿命终结而大量废弃,造成资源的极大浪费和严重的环境污染。高分子材料在使用过程中发生的老化更有可能造成巨大的灾难和不可挽回的损失。 因此,高分子材料的防老化成为高分子行业不得不解决的问题。实际上,高分子材料的防老化是高分子化学中的一个重要课题。目前,改善和提高高分子材料防老化性能的主要方法有以下四种: 1、物理防护(如加厚、涂装、外层复合等) 高分子材料的老化,特别是光氧老化,首先是从材料或制品的表面开始,表现为变色、粉化、龟裂、光泽度下降等,然后逐渐往内部深入。薄制品比厚制品更容易提早失效,因此通过加厚制品的方法可以延长制品的使用寿命。对于易老化的制品,可以在其表面涂覆或涂布一层耐候性好的涂层,或在制品外层复合一层耐候性好的材料,从而使制品表面附上一层防护层,从而延缓老化进程。如在PP无纺布表面针刺一层抗光氧老化性能较好的聚酯布层,以吸收大量的紫外辐射,从而达到防老化的目的。但这些方法存在增加工序或影响产品的外观等等一些缺陷,只限于少数产品的应用。 2、改进加工工艺 很多材料在合成或制备过程中,也存在老化的问题。如,聚合过程中热的影响、加工过程中的热氧老化等等。那么相应地,可以通过在聚合或加工过程中增加除氧装置或抽真空装置等减缓氧气的影响。但这种方法只能保证材料在出厂时的性能,而且这种方法只能从材料的制备源头实施,无法解决其在再加工和使用过程中的老化问题。 3、高分子材料的结构设计或改性 很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团,那么通过材料的分子结构设计,以不易老化的基团替代易老化的基团,往往可以起到良好的效果,如在聚氨酯行业中,

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、

高分子材料基本知识

链段:从高分子链中划分出来的最小运动单元 柔顺性:高分子链能改变其构象的性质 近程结构:即第一层次结构,指单个高分子的一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构 远程结构:即第二层次结构,指单个高分子的大小和在空间所在的各种形态 结构:组成高分子不同尺度的结构单元在空间的排列 构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列 构象:由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态 高弹性:小应力作用下,由于高分子链段的运动而产生的很大的可逆变形 强迫高弹性:玻璃态聚合物在外力作用下,出现的高弹形变 力学松弛:高聚物的力学性质随时间的变化表现的性质 蠕变:在恒温恒负载下,高聚物材料的形变随时间的延长而逐渐增大的现象5 应力松弛:在恒温和保持形变不变的情况下,高聚物内部应力随时间延长逐渐衰减的现象 滞后现象:在交变应力作用下,高聚物应变落后于应力变化的现象 内耗:橡胶及其他高分子材料在形变过程中,一部分弹性形变转变热能的损耗的现象 冷拉:高聚物材料的低温下受外力作用而产生大变形的现象 银纹屈服:在拉伸应力作用下,高聚物某些脆弱部分由于应力集中而产生空化条纹形变区 剪切屈服:高聚物在拉伸或压缩应力作用下,与负载方向呈45度截面上产生最大剪切力,从而引发高分子链沿最大剪切面方向上产生滑移形变,从而导致材料形状扭的现象 高聚物材料发生脆性断列时,其断裂面比较光滑;韧性断裂时,由于分子间滑移,断裂面较为粗糙,有凹凸不平的丝状物 流变性:物质流动与变形的性能及其行为表现 牛顿流体:流动规律符合牛顿粘性定律的流体 剪切流动:产生横向速度梯度的场的流动 拉伸流动:产生纵向速度梯度的场的流动 剪切变稀流体:随剪切应力或剪切速率的升高表观黏度降低的流体 挤出胀大:橡胶等高聚物熔体基础口型后,挤出物的尺寸及断面形状与口型不同的膨胀 可塑度:施加一定负载在一定温度的时间下,测定形变负载移去后变形保持的能力 切力增稠流体:随剪切速率增加,切应力增加的速率增大,即切黏度随切应力。剪切速率的增大而上升的流体 熔融指数:由标准熔体流动速率测定仪测定,用来表征热塑性塑料的流动性 门尼黏度:一定温度(100)一定转子速度(2r/min)条件下测定未硫化胶对转子的转动阻力。橡胶工业中作为胶料流动的指标 焦烧:所谓焦烧,是胶料在硫化前的操作或停放过程中,发生了不应有的提前硫化现象。其表现为在胶料中有较硬的硫化小粒子存在,胶料塑性明显减少。 1.高分子特征: 1分子量很高或分子链很长2数目很大的结构单元通过共价键重复连接而成3结构具有不均一性4大多数高分子分子链有一定柔顺性 2.线性:细长的线/能溶解熔融,易加工成型 支链性:空间中二维增长形成/更以溶解,强度低,易老化 交联型:三维网状大分子/不溶解,能溶胀,不熔融,强度高,弹性好 3.柔顺性比较:1)PE>PP>PS取代基体积,单键内旋转位阻大,柔顺性差2)PP>PVC>PAN 取代基极性大,分子间的相互作用大,分子链内旋转受阻,柔顺性差3)氯丁橡胶〉PP>PVC取代基数目多,非键合原子数目多,阻力大4)BR>NR>SBR取代基体积大(同1) 4.结晶度:指结晶部分用质量或体积表示的百分数 结晶度对高聚物性能的影响:1)力学强度模量增大,韧性抗冲击强度降低2)光学性质透明度降低3)耐热性抗渗透性增强 5.取向方式:1)单轴,取向方向上强度增加,垂直与取向方向上强度降低2)双轴,平面方向上强度增加 6.高分子热运动的特点:1运动单元多重性(键长键角原子链节链段大分子链)2高分子运动的时间依赖性(松弛特性大分子运动需要较长时间)3高分子运动温度依赖性(运动单元松弛特性的温度依赖性) 7、试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线,并从分子运动的角度对曲线加以解释,并简单介绍一下其影响因素。 2)原因:a分子链长度不够一个链段长度时运动单位为大分子,所以Tg、Tf重合,M↑分子链解冻需Q↑Tg↑ b M>链段M,运动单元为整个大分子和链段,体现链段运动的高弹态出现。链段大小主要取决于分子链段柔顺性和邻近分子间的相互影响,所以,Tg不变,M↑大分子间相对位移阻力↑,所以Tf↑ 10.影响玻璃化转变温度Tg的因素 1)分子结构的影响:柔性增加,Tg下降

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

医用高分子材料的应用(精)

医用高分子材料的应用 1概述 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合成高分子材料,可以利用聚合的方法进行制备,是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质,以满足不同的需求,耐生物老化,作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型,原料易得,便于消毒灭菌,因此受到人们普遍关注,已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的有90多个品种,西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%~20%的速度增长。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求,我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2种类和应用 2.1与血液接触的高分子材料 与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料,要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性,即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形,不发生以生物材料为中心的感染。此外,还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外,还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等,可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。 2.2组织工程用高分子材料 组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科,它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系,以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之一。组

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