高分子材料
高分子材料是什么
高分子材料是什么
高分子材料是一种由大量重复单元构成的大分子化合物,通常由碳、氢、氧、
氮等元素组成。
它们具有高分子量、高强度、耐磨损、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,因此在各种领域得到了广泛的应用。
首先,高分子材料在工业上有着重要的地位。
例如,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙
烯等塑料制品在日常生活中随处可见,而在工业生产中,高分子材料也被广泛应用于制造塑料制品、橡胶制品、合成纤维等。
此外,高分子材料还被用于制造各种工程材料,如高分子聚合物、高分子复合材料等,它们在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域发挥着重要作用。
其次,高分子材料在医学和生物科学领域也有着广泛的应用。
例如,生物材料
领域的生物降解材料、生物医用材料等,广泛应用于医疗器械、医疗用品、药物传递系统等领域。
高分子材料的生物相容性、可降解性、生物活性等特点,使其成为医学领域不可或缺的材料。
另外,高分子材料还在环保领域发挥着重要作用。
例如,生物降解塑料、可降
解包装材料等,可以有效减少对环境的污染。
此外,高分子材料的再生利用也成为环保领域的研究热点,通过循环利用废弃的高分子材料,可以减少资源浪费,降低环境负荷。
总的来说,高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,它在工业、医学、生
物科学、环保等领域都有着重要的作用。
随着科技的不断发展,高分子材料的种类和性能也在不断提升,相信它将会在更多领域得到应用,并为人类社会的发展做出更大的贡献。
什么是高分子材料
什么是高分子材料高分子材料是由大量的重复单元组成的具有高分子量的材料。
高分子主要由碳、氢、氧、氮等元素组成,具有长链结构。
常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。
塑料是一种常见的高分子材料,其主要由可塑剂和聚合物构成。
聚合物是一种大分子化合物,由大量的重复单元组成。
塑料具有可塑性、耐热性、耐腐蚀性等特点,可以根据需要调整塑料的硬度、强度和透明度,被广泛应用于各个领域。
橡胶是一种能够高度伸展和复原的高分子材料。
橡胶具有优异的弹性、耐磨性和耐寒性,常用于制造轮胎、密封件、胶带等。
橡胶主要由天然橡胶和合成橡胶两种形式存在。
天然橡胶是从橡胶树中提取的胶乳,合成橡胶则是通过合成化学方法制备的。
纤维是一种细长的高分子材料,可以分为天然纤维和合成纤维两种。
天然纤维主要包括棉花、麻、羊毛等,合成纤维主要包括涤纶、尼龙、聚丙烯等。
纤维具有轻、薄、柔软、吸湿性好等特点,广泛应用于纺织、建筑、医疗等领域。
高分子材料不仅具有独特的物理、化学和力学性质,还具有可塑性好、加工性能优良、耐疲劳性高等特点。
高分子材料的研究和应用对于推动材料科学、制造业以及社会进步都起到了积极的推动作用。
高分子材料的应用领域非常广泛。
在建筑领域,高分子材料可以制作保温材料、隔热材料、防水材料等;在汽车工业中,可以用于制造轮胎、密封件、缓冲材料等;在电子行业,可以用于制造电路板、塑料壳体等。
此外,高分子材料还广泛应用于医药、食品、能源等领域。
总之,高分子材料是由大量重复单元组成的具有高分子量的材料。
其具有独特的物理、化学和力学性质,被广泛应用于各个领域。
高分子材料的研究和应用对于社会进步和经济发展都具有重要意义。
高分子材料概述
在医疗领域里
使用胶粘剂粘接皮肤、血管、人工角膜、牙齿、人工关节等。虽 然医用胶粘剂的使用条件苛刻,但已研究成功可以替代手术缝线 的胶粘剂(α-氰基丙烯酸酯),其粘接强度与缝合法相近,可以粘
接组合,而且伤愈后不留下缝线疤痕。
活动房屋(酚醛或脲醛树脂压制成板材)
四.高分子材料与行
碳纤维复合材料以其比强度、比模量高,质轻,且在 高温(2000℃以上)情况下强度不降的优异特性而被选 作宇宙飞船的结构材料和战略导弹战斗部的稳定裙。
在飞机中,1kg碳纤维复合材料可以代替3kg传统的铝 合金结构材料,因而目前由碳纤维复合材料制造的飞 机零部件已有上千种。20世纪90年代民航机中金属结 构材料的65%已被碳纤维及芳纶纤维复合材料所代替, 对要求自重更轻的战斗机,金属材料的取代率则将高 达90%,届时,飞机的航程和航速将得到明显增加。
高分子材料概述
高分子材料的定义
高分子化合物----由碳、氢、氧、硅、硫等元素原子彼 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。分子量至少要大于1万 ,通常 以几万、几十万、甚至以亿来计算。高分子的“高” 就是指它的分子量高。高分子化合物、大分子化合物、 高分子、大分子、高聚物、聚合物 、 Macromolecules, High Polymer, Polymer
日常生活的文娱、体育等
体育器材中使用高分子材料的例子也不胜枚举。没有弹性不同的正反胶球 拍,我国乒乓球运动员也不一定会取得今日辉煌的成绩;没有高强度、高 弹性而质轻的纤维复合材料,撑杆跳高运动员也不可能创造今天的世界记 录。纤维复合材料已广泛应用于高尔夫球杆、鱼竿、球拍、球棒、弓、滑 雪板、赛车、赛艇等各个项目中。目前,50%的碳纤维产量是用来做体育 器材的。优秀的网球运动员使用的网球拍就是一种质轻坚韧的碳纤维复合
高分子材料
2. 高分子材料的机械性能特点 (1)强度低
100 MPa, 比 金属低得多, 但由于其重量轻、密度小, 许多高聚物的比强度还是很高的, 某些 工程塑料的比强度比钢铁和其他金属 还高。对于粘弹性的高聚物,其强度 主要受温度和变形速度的影响。
另一类高分子化合物的分子中虽然也包含了成千上万个结 构单元,但是所有的结构单元都是相同的,是由很多相同的 单元连接在一起的,不少天然的有机高分子材料都有这样的 结构,例如天然橡胶的主要成分是异戊二烯,棉纤维的主要 成分是纤维素。
构成大分子的最小重复结构单元,简称结构单元,或 称链节。构成结构单元的小分子称单体。
随着温度的升高,高聚物的力学
状态发生变化,在脆化温度Tb以下, 高聚物处于硬玻璃态;在Tb~Tg之间 处于软玻璃态;在略高于Tg时处于皮 革态;在高于Tg较多时处于橡胶态; 在接近于粘流温度Tf时处于半固态。
相应地,高聚物的性能由硬脆逐渐变 为强硬、强韧、柔韧高分子材料
高分子材料又称为高分子聚合物(简称高聚物),是以高分子化合 物为主要组分的有机材料。高分子化合物是指相对分子质量很大 的化合物,其相对分子质量一般在5000以上,有的甚至高达几百 万。高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获得。组成高分 子化合物的低分子化合物称作单体。
高分子材料的发展概况 (1)蒙昧期:19世纪中叶以前人们是无意识地使用高分子 材料。 (2)萌芽期:20世纪初期出现化学改性和人工合成的高分 子。 (3)争鸣期:20世纪初期到30年代高分子 (Macromolecule Polymer)概念形 成。 1920年德国学者H.Staudinger发表了他的划时代的文献 “论聚合”,提出异戊二烯构成橡胶,葡萄糖构成淀粉,纤 维素氨基酸构成蛋白质,都是以共价键彼此连接,提出高分 子长链结构的概念。
高分子材料是什么
高分子材料是什么高分子材料是一种由多个重复单元(或者称为聚合单体)通过化学键连接而成的材料。
高分子材料的特点是分子链长且重复单元数目众多,通常具有较高的分子量。
高分子材料的分类非常广泛,涵盖了许多不同类型的聚合物。
其中最常见的高分子材料包括塑料、橡胶和纤维。
这些材料在日常生活中广泛应用,例如塑料制品、胶圈和衣物等。
塑料是一种由高分子材料制成的可塑性材料。
它们通常非常轻,并且可以在加热后变形或塑造成各种形状。
塑料的优点包括低成本、良好的物理性能和化学稳定性,因此成为制造各种产品的理想材料,如包装材料、电子产品外壳和家具等。
橡胶是一种高弹性材料,可以通过加热和加压将其变形成所需的形状。
橡胶具有很高的延展性和回弹性,因此广泛应用于制造胶圈、密封件、轮胎等。
橡胶还具有较好的耐磨性和抗化学腐蚀性,使其成为许多工业和汽车应用的首选材料。
纤维是一种由高分子材料制成的细长线状材料。
纤维通常很细且柔软,因此在纺织品、绳索、绳网等领域中得到了广泛应用。
纤维的特点包括高强度、耐磨性和耐高温性能。
常见的纤维材料包括棉、丝、麻和化学纤维等。
除了上述常见的高分子材料,还有许多其他类型的高分子材料,如聚合物复合材料和高分子泡沫材料等。
聚合物复合材料是由两类或多类不同的高分子材料混合而成的材料,具有更好的性能和多样化的应用。
高分子泡沫材料则是一种具有开放或闭合细孔结构的高分子材料,具有较低的密度和良好的绝热性能,因此广泛应用于保温材料和吸音材料等。
总之,高分子材料是一类由聚合单体通过化学键连接而成的材料,具有分子链长、分子量大的特点。
塑料、橡胶和纤维是其中最常见的高分子材料,广泛应用于日常生活和各个领域。
此外,还有许多其他类型的高分子材料存在,如聚合物复合材料和高分子泡沫材料,拓展了高分子材料的应用范围。
高分子材料定义
高分子材料定义高分子材料是一种由大量重复单元组成的聚合物材料,具有高分子量、高强度、高韧性、耐热性、耐腐蚀性等特点。
它们广泛应用于各个领域,如塑料、橡胶、纤维等。
一、聚合物的基本概念聚合物是由许多相同或不同的单体分子通过化学键连接而成的大分子化合物。
单体是指具有反应活性的小分子化合物,它们可以通过共价键连接形成长链或支链结构。
聚合反应可以通过加热、辐射等方式进行。
二、高分子材料的特点1. 高分子量:由于聚合物是由大量单体组成的,因此其相对分子质量较大,通常在几千到数百万之间。
2. 高强度:高分子材料具有较好的机械性能,如拉伸强度和硬度等。
3. 高韧性:高分子材料具有良好的延展性和抗冲击性能,在受力时不容易断裂。
4. 耐热性:部分高分子材料可以在高温下保持稳定,并且不容易燃烧。
5. 耐腐蚀性:高分子材料对酸、碱等化学物质具有较好的耐受性。
三、高分子材料的分类1. 按来源分类:天然高分子和合成高分子。
天然高分子是指从大自然中提取或分离得到的聚合物,如木材、天然橡胶等;合成高分子是指通过人工手段制备的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
2. 按结构分类:线性高分子、支化高分子和交联高分子。
线性高分子是由一条链组成的聚合物,支化高分子是在主链上附加了支链结构,交联高分子则是由多条链相互连接而成的网状结构。
3. 按用途分类:塑料、橡胶、纤维等。
塑料是指可塑性较好的聚合物材料,可用于制造各种日用品和工业产品;橡胶则具有良好的弹性和耐磨性能,常用于轮胎、密封件等领域;纤维则具有良好的柔软度和抗拉强度,常用于纺织品和绝缘材料等领域。
四、高分子材料的应用高分子材料广泛应用于各个领域,如建筑、汽车、电子、医疗等。
其中,塑料是最常见的高分子材料之一,它可以制成各种形状和颜色的制品,如塑料袋、塑料桶、塑料玩具等。
橡胶则常用于制造轮胎、密封件等产品。
纤维则可以制成各种服装和家居用品。
五、高分子材料的发展趋势随着科技的不断进步,高分子材料也在不断发展。
第一章高分子材料的基础知识
几种典型的相对分子质量分布曲线
百 分 数
分子量
高分子化合物的平均分 子量及分布宽窄,对高聚物 的物理、机械性能有很大影 响。一般来说,平均分子量 增大,高分子材料的机械强 度提高,但会使其熔融粘度 增大,流动性差,给成型加 工带来困难; 低相对分子量无定形聚 合物适合作胶粘剂和涂料, 橡胶和塑料则要求较高 的平均分子量,但有不能超 过最高限度
2、高分子材料的命名
主要根据大分子链的化学组成和结构而确定。 天然高分子材料,一般按来源或性质命名。如:纤维素、 蛋白质、虫胶等。 合成高分子材料,通常以生成高分子化合物的原料的名称 为前提而命名。 或在原料名称的前面加上个“聚”字;如聚乙烯、聚丙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)。
或在原料名称后面加上“树脂”一词;如酚醛树脂
2、大分子链的立体构型(同分异构)
构型:是指分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排 列。这种排列是化学稳定的,要改变分子构型必须经过化学 键的断裂和重建。
由构型不同而形成的异构体有两类: ①旋光异构体
②几何异构体
①旋光异构体
正四面体的中心原子(如C、Si、P、N)上四个取代 基或原子如果是不对称的,则可能产生异构体。 结构单元为—CH2C*HR—的高分子,每一链节有两种旋 光异构体。假如高分子全部由一种旋光异构体单元组成,称 为全同立构;由两种旋光异构体交替间接,称为间同立构; 两种旋光异构体完全无规键接时,称为无规立构。 立体异构体之间的性能差别很大。例如:全同立构聚苯 乙烯能结晶,熔点240 ℃,而无规立构聚苯乙烯不能结晶, 软化点仅为80 ℃。 全同立构和间同立构聚合物统称为“等规聚合物”
三、高分子化合物的合成
这属于高分子化学的范畴。最常见的化学反应主要有两类:
高分子材料有哪些
高分子材料有哪些高分子材料是指由一种或多种单体经聚合反应制得的具有高分子量的材料。
该类材料具有独特的性质和广泛的应用领域。
下面是对高分子材料的介绍:1. 聚乙烯(PE):聚乙烯是由乙烯单体聚合得到的,具有优良的耐磨、耐腐蚀、绝缘和低温性能,广泛应用于包装、电线电缆、水利工程等方面。
2. 聚丙烯(PP):聚丙烯是由丙烯单体聚合得到的,具有良好的刚性、耐热性和耐腐蚀性能,被广泛应用于塑料箱、瓶子、管道、汽车零部件等领域。
3. 聚氯乙烯(PVC):聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合得到的,具有良好的绝缘、耐腐蚀和耐候性能,广泛应用于建筑、包装、电线电缆、医疗器械等方面。
4. 聚苯乙烯(PS):聚苯乙烯是由苯乙烯单体聚合得到的,具有良好的刚性、透明性和绝缘性能,广泛应用于模型、包装、餐具等领域。
5. 聚醚酯(PU):聚醚酯是由多元醇和异氰酸酯反应聚合得到的,具有优良的强度、韧性和耐磨性能,被广泛应用于汽车座椅、家具、鞋类等方面。
6. 聚酰亚胺(PI):聚酰亚胺是由亚苯基异氰酸酯和二元胺反应聚合得到的,具有良好的耐高温、抗氧化和耐蚀性能,广泛应用于航空航天、电子器件等领域。
7. 聚合氯乙烯(PET):聚合氯乙烯是由乙二醇和对苯二甲酸聚合得到的,具有优良的耐热、耐冲击和透明性能,广泛应用于饮料瓶、纤维、电子产品等方面。
8. 聚碳酸酯(PC):聚碳酸酯是由碳酸二酯和二元醇反应聚合得到的,具有优良的耐冲击、耐热和电绝缘性能,被广泛应用于眼镜、电子产品、食品包装等领域。
9. 聚酯环氧树脂(PES):聚酯环氧树脂是由酚醛树脂和环氧树脂反应聚合得到的,具有优良的耐热、耐化学药品和机械强度,广泛应用于电子器件、食品包装等方面。
10. 聚酰胺(PA):聚酰胺是由脂肪族二胺和脂肪族二酸反应聚合得到的,具有良好的耐热、耐磨性能和机械强度,被广泛应用于纺织品、汽车零部件等领域。
总之,高分子材料种类繁多,每种材料都具有独特的性质和应用优势,为我们的生活和工业生产提供了多种选择。
高分子材料定义
高分子材料定义
高分子材料是指由大量重复单元组成的大分子化合物,通常由聚合物构成。
这
些聚合物分子通常由碳、氢、氧、氮等元素组成,具有高分子量和长链结构。
高分子材料在工业、医学、日常生活等领域都有着广泛的应用,如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
高分子材料的特点之一是其分子量很大。
通常情况下,高分子材料的分子量都
在千到百万之间,甚至更高。
这种特殊的分子结构使得高分子材料具有很好的机械性能和物理化学性能,如强度高、耐磨损、耐腐蚀等特点。
另外,高分子材料还具有良好的加工性能。
由于其长链结构和分子间的松散排列,高分子材料可以通过热压、注塑、挤出等方式进行加工成各种形状和结构,从而满足不同领域的需求。
除此之外,高分子材料还具有很好的耐候性和耐老化性能。
在室温下,大部分
高分子材料都能保持良好的物理性能和化学性能,不易发生氧化、分解等现象,因此具有较长的使用寿命。
在应用方面,高分子材料的用途非常广泛。
在工业生产中,塑料制品、橡胶制品、合成纤维等都是高分子材料的代表。
在医学领域,生物医用高分子材料如生物降解材料、人工器官材料等也得到了广泛的应用。
在日常生活中,我们所使用的塑料袋、塑料瓶、橡胶制品等也都是高分子材料的典型代表。
总的来说,高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料,具有很好的机械性能、加工性能、耐候性和耐老化性能,广泛应用于工业、医学、日常生活等领域。
随着科学技术的不断发展,高分子材料的研究和应用也将不断取得新的突破和进展。
高分子材料
聚合物三种聚集态结构示意图
(3) 体型(网型或交联型) 分子链在线型或支化型分子链之间, 沿横向通 过链节以共价键连接起来, 形成的三维(空间) 网状大分子。
大分子链的形态
3. 大分子链的空间构型 大分子链空间构型指大分子链原子或原子团在空间的排列方 式,即链结构。 乙烯聚合物常见的三种空间构型: 全同立构:取代基R有规律地位于碳链平面同一侧。
二、大分子链的结构
1. 大分子链的化学组成 主要是碳、氢、氧,碳是形成大分子链的主要元素。 其他还有氮、氯、氟、硼、硅、硫等元素。 2. 大分子链的形态 大分子链有线型、支化型和体型(或网型)等三类。 (1) 线型分子链 各链节以共价链连接成线型长链分子,其直径小 于1纳米,而长度可达几百甚至几千纳米,像一 根长线,呈卷曲状或线团状。 (2) 支化型分子链 在主链的两侧以共价链连接相当数量的长短不一的 支链, 其形状有树枝形、梳形、线团形。
一.大分子内和大分子间相互作用
·大分子链内——原子之间、链节之间的相互作用是强大的共 价键结合。大分子的主价力,它的大小决定于链的化学组成。 化学组成不同,共价键的键长和键能也不同。主价力的大小 对高聚物的性能,持别是熔点、强度等具有重大的影响。 ·大分子之间 —— 相互作用是范特瓦尔斯力和氢键。这类结合 力为次价力,它的大小比主价力小得多,只为其1%到10%, 但因为分子链特别长,所以总的次价力常常超过主价力,以 至高聚物受拉时不是分子链间先滑动而是分子链先断裂。因 此,分子间力对高聚物的强度起很大的作用。
合物中是不存在的,它是高分子化合物的一大特点。高分子化合
物的多分散性,决定了它的物理——机械性能的大分散度。
6. 平均分子量
由于多分散性,高分子化合物的分子量应该用平均分于量来表达。一 般多采用重均分子量,即按大分子的重量的分布求出的统计平均分于 量。
高分子材料定义
高分子材料定义高分子材料是一类由大分子化合物(聚合物)构成的材料。
它们由许多相互连接的重复单元组成,这些重复单元通过共价键或其他化学键稳定地结合在一起。
高分子材料具有许多优秀的性能和特点,如高强度、耐磨损、耐腐蚀、绝缘性、可塑性、可拉伸性等。
高分子材料广泛应用于各个领域,包括化学工业、电子电气、医疗器械、航空航天、汽车制造等。
在化学工业中,高分子材料被用作原材料或添加剂,制造各种塑料、橡胶、纤维和涂料等产品。
在电子电气领域,高分子材料被用作绝缘材料、电缆外套、电子元件封装等。
在医疗器械领域,高分子材料被用作人工关节、植入物和医用塑料等。
在航空航天和汽车制造领域,高分子材料被用作轻量化材料,以降低重量和能源消耗。
高分子材料的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步,新的高分子化合物不断涌现,为高分子材料的应用和改进提供了更多可能性。
例如,聚合物复合材料结合了不同种类的高分子材料,以获得更好的性能。
纳米材料的引入也为高分子材料的性能提供了极大的改善空间。
此外,绿色环保的高分子材料,如可降解聚合物和再生塑料,也正在逐渐成为发展方向。
然而,高分子材料也存在一些挑战和问题。
例如,传统的高分子材料通常具有较低的熔融温度和热稳定性,限制了它们在高温环境中的应用。
此外,高分子材料的可塑性和延展性也意味着它们对光、氧、湿度和化学物质的敏感性增加。
因此,高分子材料的稳定性和耐久性仍然是需要解决的问题。
总之,高分子材料是一类由大分子化合物构成的材料,具有广泛的应用领域和优异的性能。
随着科学技术的不断进步,高分子材料的发展前景仍然很广阔。
解决现有的挑战并不断创新,将有助于进一步提高高分子材料的性能和应用范围。
常见高分子材料
橡胶老化的原因: 机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂
生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断 裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处 的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。 水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸 泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和 亲水基团等成分被水抽提溶解,水解或吸收等原因引起的。 特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的 破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至 有延缓老化的作用。
天然橡胶含有C=C,易加成反应和易被氧化(老化)。 强氧化剂、卤素、有机物溶剂都易腐蚀橡胶。如: KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、汽油、苯、四氯化 碳等。
橡胶老化的原因:
氧:氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链 发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是 橡胶老化的重要原因之一。
纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物质,其 分解温度与塑化温度极为接近,而且机械 强度较差。因此,无法用聚氯乙烯树脂来 塑制产品,必须加入增塑剂、稳定剂、填 料等以改善性能。
PVC成品:
3.3 聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)
聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA,俗称有机玻璃, 是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较 适宜的品种。
常见的聚酰胺主要有两类: 由己二胺和己二酸缩聚而得的聚己二酸己二胺: H—[HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n—OH
另一类是由己内酰胺缩聚或开环聚合得到 的聚合物:
H—[NH(CH2)5CO]—OH
2.3 聚丙烯腈纤维(腈纶)
聚丙烯腈(PAN)或丙烯腈含量大于85% (质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合 成纤维。常用的第二单体为非离子型单体, 如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等,第三 单体为离子型单体如丙烯磺酸钠和2-亚甲基 -1,4-丁二酸等。
高分子是什么材料
高分子是什么材料高分子材料是由大分子化合物构成的一类材料。
它是由重复单元(称为聚合物)构成的大分子化合物,通过化学反应或物理方法制备而成。
由于高分子材料具有独特的结构和性质,被广泛应用于各个领域。
高分子材料的主要特点之一是其分子量较大,通常在数千到数百万之间。
这使得高分子材料具有较高的柔韧性和可变形性,可以通过改变其化学结构和聚合度来调节其物理和化学性能。
高分子材料的种类繁多,包括塑料、橡胶、纤维和涂料等。
塑料是最常见的高分子材料之一,具有广泛的应用领域。
根据其性质可以分为热塑性塑料和热固性塑料。
热塑性塑料在加热后可以软化并重新加工,而热固性塑料在加热后凝固成硬态,难以再次加工。
橡胶是高弹性和耐磨损的高分子材料,在汽车轮胎、密封件和振动吸收装置等领域中广泛应用。
纤维是高分子材料的另一种重要应用,包括天然纤维和合成纤维。
如棉、麻、丝等天然纤维,以及尼龙、涤纶等合成纤维,都是高分子材料的典型代表。
高分子材料具有许多优点。
首先,高分子材料具有较低的密度,具有轻质的特点,可用于制造轻便的产品。
其次,高分子材料具有较高的抗腐蚀性和耐磨性,可以在恶劣环境下长时间稳定使用。
此外,高分子材料还具有优异的绝缘性能、良好的柔性和可塑性,以及较高的可回收性。
高分子材料在各个领域都有着广泛的应用。
在建筑领域,高分子材料被用于制造绝缘材料、涂料和密封剂等。
在电子行业中,高分子材料被用于制造电缆、绝缘子和电子设备等。
在医疗领域,高分子材料用于制造人工器官、医用用品和药物载体等。
此外,高分子材料还被广泛应用于汽车制造、航空航天、纺织、包装和环保等领域。
总而言之,高分子材料作为一种特殊的大分子化合物,具有独特的结构和性质,广泛应用于各个领域。
它们不仅能够满足不同领域的需求,还可以通过改变其化学结构和聚合度来调节其性能,为人类社会的发展做出了重要贡献。
高分子材料
⏹一、高分子材料的基本概念●高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
常称聚合物或高聚物。
●高分子化合物的分子量一般>104 。
●高分子化合物有天然的,也有人工合成的。
工业用高分子材料主要是人工合成的。
第二节常用高分子工程材料高分子工程材料包括塑料、合成纤维、橡胶和胶粘剂等。
一、工程塑料塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。
在一定温度、压力下可塑制成型,在常温下能保持其形状不变。
⑴塑料的组成塑料是以树脂为主要成分,加入各种添加剂。
树脂是塑料的主要成分,对塑料性能起决定性作用。
添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。
填料主要起增强作用;增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性;固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构;稳定剂用于防止塑料老化,延长其使用寿命;润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮;着色剂用于塑料制品着色。
其他的还有发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。
⑵塑料的分类按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。
按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。
通用塑料产量大、价格低、用途广。
工程塑料力学性能高,耐热、耐蚀性能好。
●特种塑料是指具有某些特殊性能如耐高温、耐腐蚀的塑料,这类塑料产量少,价格贵,只用于特殊需要的场合。
⑶塑料的性能特点塑料的优点:相对密度小(一般为0.9-2.3);耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好;有消音吸振性能。
塑料的缺点:刚性差(为钢铁材料的1/100-1/10),强度低;耐热性差、热膨胀系数大(是钢铁的10倍)、导热系数小(只有金属的1/200-1/600);蠕变温度低、易老化。
(4)常用工程塑料①一般结构用塑料包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS塑料等。
聚丙烯具有优良的综合性能,可制造各种机械零件。
ABS塑料“坚韧、质硬、刚性” ,应用广泛。
③耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。
高分子材料
高分子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。
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。
人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。
一般称在生活中大量采用的,已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料,称具有特殊用途与功能的为功能高分子。
树枝,兽皮,稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。
在历史的长河中,纸,树胶,丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。
从十九世纪开始,人类开始使用改造过的天然高分子材料。
硫化橡胶和硝化纤维塑料(赛璐珞)是两个典型的例子。
航空非金属材料主要包括塑料、橡胶与密封剂、胶粘剂、纺织品、绝缘材料、航空油料与润滑剂、涂料等,期中塑料又可分为工程塑料、透明塑料、玻璃纤维增强塑料和树脂复合材料等。
这些材料是航空工业发展历史中随着高分子材料工业的发展而形成的新体系。
合成高分子材料主要分为塑料、橡胶或弹性体及纤维三大类。
高分子材料的物理性能:●兼有固态和液态物质的性质;●溶解成溶液后粘度特别大;●在溶剂中会溶胀;●能形成纤维或薄膜。
高分子材料的力学性能:●像胶的弹性✓在受到拉伸时可以产生很大变化,在拉伸时放热,热量很小。
✓在完全拉伸时具有较高的拉伸强度,而拉伸弹性模量较小。
✓当外力释去时拉伸的橡胶会很快收缩到原来的形状,永久变形小。
●高分子材料的粘弹性。
(高分子物在受交变力作用时,其作出的形变速度跟不上应力变化速度,则产生滞后的现象) 固态高分子材料最特殊的是其力学性能随着时间而有显著变化。
●高分子材料的断裂与疲劳破坏虽然一般认为高分子材料具有韧性、可变形性,可是在一定的温度、应变速率和应力条件下,也常常产生脆性断裂,有时也会在没有显著的塑性变形或尺寸变化时,发生局部的断裂现象。
这种断裂的产生多半是由于温度低,受高的载荷速率(如冲击) 或是长期受加载而产生的疲劳破坏。
高分子材料的热学性能:●耐热性材料的耐热性常常是在高温下测定变形—热变形或在高温下测定力学性能来表示之。
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高分子材料
高分子材料—聚合物是一种天然的或人工合成的拥有巨大分子量的,分子链很长的材料。
如聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚4-甲基戍烯-1 (天然橡胶)等。
由于这种材料,内部分子链很长,很大,因而分子的运动与温度有很天关系。
所以, 材料的许多性能随着温度的不同而呈现不同的变化规律, 尤其是力学性能。
如图1高分子材料的热机械曲线
从图中可以看出: 曲线上有两个明显的拐点, 定义第一个拐点所对应的温度为坡璃化温度Tg,第二个拐点所对应的温度为括流态转变温度Tf, 相应地将曲线划分几为三个区域:Tg以左的部分为玻璃态区, Tg 与Tf之间的区域为高弹态区, Tf 以右的区域为粘流态区。
高分子材料之所以随温度变化而呈现三种不同的力学状态一玻璃态、高弹态、粘流态,是其内部运动单元在不同的温度下不同,其运动形式也不同所表现出来的。
在其玻璃化温度Tg 以下,运动单元只有大分子链上的某些侧基或原子团, 运动的形式只是在平衡位置上产生振动、转动、摆动等。
因此处于玻璃态的高分子材料像固体材料一样硬而脆, 呈现普弹形变, 变形量较小( 通常应变> 1 % )。
当温度升高超过Tg, 这时运动单元为大分子的链段(链段包含几个或几十个链节的区间)。
运动形式为链段的振动、跳跃等。
运动的幅度和频率都大于前高一种状态, 这时高分子材料处于高弹态; 变形量较大, 弹性模量较低。
当温度升高到Tf时, 材料进人粘流态, 运动单元为大分子运动形式为大分子的蠕动和滑动。
表现为高分子材料产生流动现象。
因此, Tg 与Tf是高分子材料的特征温度,如果高分子材料的Tg低于它的最低使用温度,那么它在使用条件下处于高弹态, 大分子链显得很柔软, 具有粘弹性, 能产生较大的弹塑性形变, 尽管这时材料仍不能熔融或流动, 但它可借助于粘结剂与基层具有很好的粘附性。
如果Tg高于它的最高使用温度, 那么材料在使用条件下具有粘弹变形特性不会熔融或流动, 不会发生流淌现象。
因此高分子材料的这一特性适用于屋面防水材料的要求。
我们只要选择Tg低于-20℃~-30℃, Tf 大于70℃~ 80℃的高分子材料,就能满足屋面防水材料高温不流淌, 低温不发脆的要求。
:具有这样较宽弹态范围的合成材料大多数为合成橡胶, 如三元乙丙橡胶等。
利用高分子材料科学的理论及结构与性能之关系来设计和制造出具有良好防水效果的防水材料。