分子合金及高分子合金新概念
新型材料的合成及应用
新型材料的合成及应用随着科技的不断发展，新型材料在工业、生活和科研领域中得到了广泛应用。
本文将从几个主要类别的新型材料入手，介绍它们的合成方法和应用领域。
一、先进金属材料先进金属材料是指具有高强度、高韧性和高导电、导热性的新型金属材料，如高强度钢、钛合金、镁合金、镍基合金等。
这类材料通常用于航空、汽车、船舶、电子等领域。
1. 高强度钢的合成高强度钢通常是采用微合金化技术合成的。
以低碳钢为基础材料，加入锰、钒等元素，再通过控制合金元素的含量和热处理工艺，可以获得强度和耐磨性都比普通钢更好的高强度钢。
2. 钛合金的合成钛合金的合成主要是通过冶金方法得到。
首先将纯钛与其他金属元素（如铝、锌、铜等）进行合金化，然后进行热处理、锻造和轧制等工艺，生产出不同性能和用途的钛合金。
3. 镁合金的合成镁合金的合成主要有两种方法：真空熔炼和快速凝固。
真空熔炼是将镁和其他合金元素在真空中熔融、均匀混合、浇铸成型，制备出高强度、低密度的镁合金。
快速凝固则是通过快速冷却的方法使组织变细，提高合金的强度和塑性。
4. 镍基合金的合成镍基合金是指以镍为基础的合金材料，在高温、腐蚀和高应力环境下具有优异的耐蚀、抗热疲劳损伤和抗氧化性能。
常用的制备方法有熔融法、化学气相沉积法和电解沉积法等。
5. 应用领域先进金属材料在航空、汽车、船舶、电子等领域有广泛应用。
如高强度钢用于汽车车身、工程机械、钢桥、建筑结构等；钛合金用于医疗器械、航空、航天、军事等领域；镁合金用于汽车、摩托车、手机等产品中；镍基合金用于制造气轮机、核反应堆和石化设备等。
二、新型高分子材料新型高分子材料是指具有高分子架构、特殊功能和新型结构的新型材料，如聚合物、共价有机框架、本体聚合物等。
这类材料通常用于制备智能材料、印刷功能材料、振动吸附材料等。
1. 聚合物的合成聚合物是化学键含量较高的高分子化合物，一般通过自由基聚合、红外辐射聚合、酰胺化聚合等方式合成。
不同的合成方法和反应条件可以调节聚合度、分子量和链结构等，从而获得具有不同性质和用途的聚合物材料。
《高分子科学概论》习题及参考答案
《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态？分别各举一例线型（HDPE）、支链型（LDPE）和交联型（硫化橡胶、固化的环氧树脂）。
2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下，高分子的相对分子质量一般在104~106；小分子有确定的相对分子质量，高分子的相对分子质量具有多分散性，是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物，通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。
3、什么是聚集态结构？按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为哪三种？典型的结晶性（或非结晶性）聚合物有哪些（至少6例）？什么是高分子合金？高分子链与链之间的排列或堆砌结构。
按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。
典型的结晶性聚合物有：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。
由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系，称共混聚合物，又称“高分子合金”。
4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能？（至少六种）表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些？力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。
表征力学性能的指标主要有：拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。
表征电学性能的指标主要有：介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。
5、什么是玻璃化（转变）温度？什么是熔融指数？玻璃化温度：是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度，是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。
室温下用作塑料的聚合物，其玻璃化温度高于室温；玻璃化温度是塑料使用的上限温度。
室温下用作橡胶的聚合物，其玻璃化温度低于室温，玻璃化温度是其使用的下限温度。
熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数），单位g/10min。
高分子合金
新型高分子材料有哪些
新型高分子材料有哪些
首先，聚合物是新型高分子材料的重要代表，它们由大量重复单体分子通过共价键连接而成，具有较高的分子量和相对分子质量。
聚合物树脂、聚合物纤维、聚合物薄膜等都是常见的新型高分子材料，它们具有优异的机械性能、热性能和化学稳定性，被广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、包装材料等领域。
其次，共聚物是由两种或两种以上单体按照一定的摩尔比例聚合而成的高分子化合物，具有两种或两种以上单体的性质。
共聚物具有丰富的结构和性能，可以通过调整单体的比例和结构来获得不同性能的材料，如ABS共聚物具有优异的力学性能和耐热性，被广泛应用于汽车零部件、家电外壳等领域。
此外，高分子合金是由两种或两种以上高分子材料经过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上高分子材料的性能。
高分子合金具有综合性能优异、可调性强的特点，如PC/ABS合金具有优异的力学性能和耐候性，被广泛应用于电子产品外壳、汽车内饰等领域。
最后，高分子复合材料是由两种或两种以上材料通过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上材料的性能。
高分子复合材料具有结构多样、性能可调的特点，如碳纤维增强复合材料具有优异的强度和刚度，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
综上所述，新型高分子材料包括聚合物、共聚物、高分子合金、高分子复合材料等，它们具有丰富的结构和性能，被广泛应用于各个领域，对推动材料科学和工程技术的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，新型高分子材料的研究和应用将会迎来更加广阔的发展空间。
化工新材料定义及分类
化工新材料定义及分类一、定义化工新材料是指最近发展或正在发展的、具有优异性能、能满足新需求的一类高技术、高附加值的化工产品。
这类产品在国民经济和国防建设中具有广泛的应用，对于提升产业技术水平和核心竞争力，推动传统产业的升级换代，促进可持续发展具有重要意义。
二、分类1.高性能合成材料高性能合成材料是指通过特定的合成技术制备的、具有优异性能的聚合物材料。
这类材料具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、绝缘等特性，广泛应用于航空航天、电子信息、汽车等高技术领域。
2.新型功能材料新型功能材料是指具有特殊功能性的材料，如导电、导热、发光、磁性等。
这类材料在新能源、生物医药、环保等领域有广泛应用，如石墨烯、碳纳米管、稀土发光材料等。
3.高分子复合材料高分子复合材料是指由两种或两种以上材料组成的新型材料，其中高分子材料为主要成分。
这类材料通过复合化技术，可以实现单一材料难以达到的综合性能，如强度高、质量轻、耐腐蚀等，广泛应用于交通运输、航空航天、电子信息等领域。
4.生物相容与医疗材料生物相容与医疗材料是指用于医疗器械和人体植入物的高技术材料，要求具有良好的生物相容性和功能性。
这类材料对于提高医疗水平、保障人体健康具有重要作用，如钛合金植入物、聚乙烯醇血管等。
5.绿色化工材料绿色化工材料是指生产过程中低能耗、低污染、低排放的化工产品，符合可持续发展要求。
这类产品具有环保、节能、安全等优点，如可降解塑料、无毒涂料等。
6.环境友好型建筑材料环境友好型建筑材料是指具有环保性能的建筑材料，能够降低对环境的负荷。
这类材料包括绿色混凝土、环保型涂料等，对于改善人居环境、实现建筑产业的可持续发展具有重要意义。
7.新型能源材料新型能源材料是指应用于新能源开发领域的材料，如太阳能电池材料、燃料电池材料等。
这类材料对于推动新能源技术的发展，实现能源结构的转型和优化具有重要作用。
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构从传统上说，合金是指金属合金，即在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料。
所谓高分子合金是由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，并非指真正含金属元素的高分子化合物，而是指不同种类的高聚物,通过物理或化学方法共混,以形成具有所需性能的高分子混合物新材料。
在高分子合金中，不同高分子的特性可以得到优化组合，从而显著改进材料的性能，或赋予材料原不具有的性能。
高分子合金制备简易，并且随着组分的改变，可以得到多样化的物理性能。
制备高分子合金的方法主要分化学方法和物理方法两大类。
其中物理方法比较简单，如溶液共混法，即将两种以上高分子溶液混合在一起，然后蒸去溶剂即可以得到混合均匀的高分子合金；熔融共混法，即将两种以上高分子加热到其熔融温度以上，采用机械搅拌的方法让其混合均匀，然后冷却即得到高分子合金。
化学方法主要有共聚、接枝和嵌段等方法；所谓共聚是指在合成过程中引入第二、第三单体，这样聚合得到主链含有不同单体重复单元的聚合物；接枝是指在某一聚合物主链上，采用共价键联接的方法将另一种聚合物的链段键接上去，形成了一种带支链结构的聚合物；嵌段聚合物指两种以上不同聚合物的线性链间有共价键相连而形成的含多组分聚合物。
表1总结了一些高分子合金的制备方法。
与绝大多数金属合金都是互容的均相体系不同的是，大多数高分子合金都是互不相容的非均相体系，而组分的相容性从根本上制约着合金的形态结构，是决定材料性能的关键。
如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态设计和控制，是获得有实用价值的高性能高分子合金材料的一个重要课题。
对合金的织态结构形态、尺寸的研究对制备高性能高分子合金具有重要的意义。
高分子合金织态结构的研究方法主要有电子显微镜法、光学显微镜法、光散射法和中子散射法等。
光学显微镜法最为简单易行和直观，其中相差显微镜(也称相衬显微镜)适合于观察0.5mm以上的相态结构。
1. 目的要求了解相差显微镜的原理和使用方法。
新型材料分类
新型材料分类一、金属材料金属材料是指具有金属性质的材料，其主要特点是具有良好的导电、导热和机械性能。
根据金属材料的组成和结构特点，可以将其分为以下几类：1.1 纯金属材料纯金属材料是指由单一金属元素组成的材料，如铁、铜、铝等。
这类材料具有良好的导电导热性能和可塑性，广泛应用于电子、建筑、汽车等领域。
1.2 合金材料合金材料是指由两种或两种以上金属元素混合而成的材料，如钢、铜合金、铝合金等。
合金材料综合了不同金属的优点，具有较高的强度、耐腐蚀性和热稳定性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
二、无机非金属材料无机非金属材料是指除金属以外的无机材料，其主要特点是耐高温、耐腐蚀和绝缘性能较好。
根据无机非金属材料的化学成分和物理性质，可以将其分为以下几类：2.1 陶瓷材料陶瓷材料是指由氧化物、硅酸盐等无机化合物组成的材料，如瓷器、耐火材料等。
陶瓷材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能，广泛应用于电子、建筑、化工等领域。
2.2 玻璃材料玻璃材料是指由熔融的无机物质快速冷却而成的非晶态材料，如玻璃窗、玻璃器皿等。
玻璃材料具有透明、硬度高和抗化学侵蚀等特点，广泛应用于建筑、光学、电子等领域。
三、有机高分子材料有机高分子材料是指由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子化合物，如塑料、橡胶、纤维等。
根据有机高分子材料的结构和性质，可以将其分为以下几类：3.1 聚合物材料聚合物材料是指由重复单元组成的高分子化合物，如聚乙烯、聚丙烯等。
聚合物材料具有良好的绝缘性能、耐磨性和可塑性，广泛应用于塑料制品、纤维材料等领域。
3.2 天然高分子材料天然高分子材料是指存在于自然界中的高分子化合物，如天然橡胶、天然纤维等。
天然高分子材料具有良好的弹性、柔软性和吸湿性，广泛应用于橡胶制品、纺织品等领域。
新型材料可以根据其组成和结构特点进行分类，包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料。
每种材料类别都有其独特的特点和应用领域，为不同行业的发展提供了重要的支撑。
高分子合金名词解释
高分子合金名词解释
高分子合金是指由两种或两种以上的高分子材料通过物理或化学方式进行混合而形成的一种新型材料。
高分子合金通常具有较好的综合性能，结合了各种高分子材料的优点，成为一种具有特殊性能和应用潜力的材料。
高分子合金的制备方法主要包括物理混合和化学反应两种方式。
物理混合是将两种或以上的高分子材料通过机械搅拌、熔融混合等方法进行混合，形成均匀的材料。
化学反应则是通过共聚、交联等化学反应使高分子材料相互交联或结合，形成高分子合金。
高分子合金具有许多优点。
首先，高分子合金可以充分利用各种高分子材料的优点，如强度、硬度、耐磨性等。
其次，高分子合金具有良好的加工性能，可通过各种成型方法制备成型，如注塑成型、挤出成型等。
此外，高分子合金还具有较好的耐温性、耐化学性和耐候性，能够适应各种恶劣环境条件下的使用。
高分子合金的应用领域非常广泛。
例如，在汽车工业中，高分子合金可以用于制作汽车外壳、内饰件等，具有较好的刚度和耐冲击性；在电子电器行业中，高分子合金可以用于制作电子元件外壳、绝缘材料等，具有较好的电绝缘性能；在建筑行业中，高分子合金可以用于制作防水材料、耐候材料等，具有较好的耐候性能。
总之，高分子合金是一种通过将两种或两种以上的高分子材料进行混合而形成的
新型材料，具有综合性能优良、加工性能好、应用范围广泛等特点，有着广泛的应用前景。
高分子材料的详细分类
高分子材料的详细分类
高分子材料是一类由重复单元组成的大分子化合物，具有良好的物理、化学、机械性能。
根据不同的特性和用途，高分子材料可以被分为多个分类：
1. 树脂类：树脂是一类具有高分子量、交联结构、可塑性和黏性的有机物。
常见的树脂有环氧树脂、聚酯树脂、环氧丙烷树脂等。
2. 高分子合金：高分子合金是两种或两种以上高分子材料的混合物，通过物理或化学方法制成。
常见的高分子合金有ABS、PC/ABS、PC/PBT等。
3. 热塑性塑料：热塑性塑料是在加热后可以软化、流动并成型的高分子材料。
常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
4. 热固性塑料：热固性塑料是在加热后经过交联反应不能再次软化、流动的高分子材料。
常见的热固性塑料有酚醛、环氧、硅酮等。
5. 弹性体：弹性体是具有高弹性变形能力的高分子材料。
常见的弹性体有丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等。
6. 纤维材料：纤维材料是由高分子链构成的细长而柔韧的线状物质。
常见的纤维材料有涤纶、尼龙、丝绸等。
以上是高分子材料的一些主要分类，不同种类的高分子材料在不同领域有着广泛的应用。
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高分子合金(界面)PPT课件
聚合物的MacLeod指数
Polymer
Polychloroprene Poly(methyl methacrylate) Poly(n-butyl methacrylate) Polystyrene Poly(vinyl acetate) Poly(ethylene oxide) Polyisobutylene Polypropylene Polyethylene,linear Polyethylene,branched Poly(dimethylsiloxane)
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二、表面张力与温度的关系
温度是决定一个体系表面张力的重要因素，温度对表 面张力的影响比较复杂，对于绝大多数小分子体系，表面 张力随温度升高而线性下降，对于大多数高分子体系也有 同样的变化规律，但下降幅度要小于小分子体系，温度系 数－d/dT一般在0.1dyn/cm.K左右[1～3]，而高分子体系一 般为0.05～0.08dyn/cm.K[4～6]。因为－d/dT相当于表面熵， 长链分子的构型限制使高分子的－d/dT值较小。
化规律也完全不同于本体性质，例如正烷烃、全氟烷烃、聚甲 基苯乙烯、聚异丁二烯等的表面张力与分子量的倒数呈很好的 线性关系，人们通过对同系物的表面张力进行深入地研究总结 出一个表面张力与分子量的经验关系式[1，2]：
ke
2
Mn3
可以用这个经验公式来定量地描述聚合物的表面张力随 分子量的变化，虽然对于某个具体聚合物会有些偏差。
Fox等人对同系物的本体性质做了大量研究，得出本 体性质与分子量有下述关系[1～4]：
XB
XB
kB Mn
Tg、Cp、比体积、热膨胀系数、折射率、抗张强度 等本体性质与分子量都存在这样的关系。
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参考文献： [1]T. G. Fox and P. J. Flory,
分子合金及高分子合金新概念
收稿日期:2001211218作者简介:蔡应桃(19332),男,江苏南京人,河南建安防腐绝热有限公司高级工程师。
文章编号:100423918(2002)022*******分子合金及高分子合金新概念蔡应桃(河南建安防腐绝热有限公司,河南郑州 450047)摘 要:提出了分子合金新概念,从而使得由元素2分子2高分子各种化学态的物质,均能发现相应的合金组成,为此引导了新产品的研制和开发,以及对原高分子合金概念的质凝与更新。
关键词:分子合金;高分子合金中图分类号:TG 131 文献标识码:A在研制新型循环冷却水缓蚀剂时,由于元素合金的启示,导致分子合金概念的提出,并进而导致高分子合金概念的更新,今撰成文,以供商榷。
1 合金的概念 众所周知,金属合金的概念由来已久,难以查考。
而高分子合金的概念则出现较晚,大约在二十世纪中期提出和发展起来。
最早使用合金(alloy )一词,是1942年道化学公司(Dow Chemical Co 、)应用Styralloy —22来描述PS/PB 聚苯乙烯/聚丁二烯,共混复合新材料[1]。
现对有关概念表述如下:1.1 金属合金(元素合金)的概念合金是在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料[2]。
例如:钢铁是以铁为基础的铁碳合金。
但习惯上很少将钢称为合金,因为它只含一种金属元素之故。
合金是由两种或两种以上金属元素,或金属元素与非金属元素,一般通过熔炼而结合在一起并形成具有金属特性的物质[3]。
例如:黄铜是以铜为基础的铜锌合金。
上述金属合金概念的提出,实际上均远在真实合金出现之后,因为人类由石器时代进入青铜器时代,如我国夏商朝最早使用的青铜,就是铜锡合金[4]。
业已数千年之前的事情。
随后进入铁器时代,钢就是铁碳合金。
当时人们只是随着生产力的发展,为了适应客观的需要和可能而生产这些金属材料。
但是一旦合金概念明确提出之后,人们就有意识的寻找和制备各种各样的合金,以满足实际生产或生活实践中各种各样不同的需求。
新型高分子合金电缆桥架工程应用
新型高分子合金电缆桥架工程应用随着近年来科学技术的不断发展，新型高分子合金的应用也逐渐普及。
在建筑工程领域中，电缆桥架是一项非常重要的工程，而新型高分子合金电缆桥架在此领域应用也得到了越来越多的重视。
本文将从新型高分子合金电缆桥架的特点、优势以及应用等方面论述其在建筑工程领域中的重要性。
新型高分子合金电缆桥架的特点之一是其材料成分的高耐腐蚀性。
相比传统的金属材料，新型高分子合金材料具有更好的抗腐蚀能力，即使在潮湿和酸碱环境下使用，也具有极佳的耐用性。
除此之外，新型高分子合金的材料制备工艺也更为先进，具有更好的加工性能，其制造成本也更低廉，节约了很多的生产成本。
在应用方面，新型高分子合金电缆桥架的不断进步也使得其在建筑工程领域中得到广泛的应用。
在电力线路敷设、计算机联网、通讯设备等方面，新型高分子合金电缆桥架都能够提供更加高效、安全、可靠的支持。
电缆桥架能够有效地管理和保护电缆，因此其材料和结构的稳定性和可靠性是能够直接影响到整个网络系统的。
除此之外，新型高分子合金电缆桥架还具有更加出色的安全性能。
与传统的金属材料相比，其重量轻、使用寿命长，不仅铺设安装方便，而且在使用过程中也不易发生变形和断裂等现象，降低了整个建筑结构的风险系数，提高了使用效果的稳定性，同时也为日后的维护和保养带来了更好便利性。
综上所述，新型高分子合金电缆桥架的应用在建筑工程领域中有着非常广泛的前景，并且具有非常优越的特性和优势。
通过不断推进实践应用，新型高分子合金电缆桥架未来还将有更加广泛的应用范围和更高的商业价值，为建筑产业带来更加稳定、可靠、高效的生产环境和建筑体系。
新型高分子合金电缆桥架的应用不仅具有上述优点，同时还有很好的适应性能。
例如，在暴雨天气时，传统的金属材料电缆桥架会出现积水现象，导致电线短路、故障甚至爆炸，给线路安全和维护带来极大困难，而新型高分子合金电缆桥架采用多孔结构设计，能够有效防止积水积灰，保证电缆的安全、通畅和长期稳定运行。
高分子合金
高分子合金macromolecule alloy由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换，从而形成聚合物与聚合物之间的复合新材料。
高分子合金技术使得高分子材料功能化和高性能化，相容剂是高分子合金技术的关键。
让热力学不相容的不同高分子材料各自优越的性能进行叠加，这是高分子材料合金化的目的。
高分子材料完全不容将失去使用价值，完全互容各项性能平均同样降低材料的使用价值。
高分子合金体系相容剂作用机理：少量接枝高分子材料和其中一组分化学偶合形成合金化高分子，这部分高分子材料再进一步和另一或几种材料进行物理相容。
这样此高分子合金体系为相容体系，配方得当将会使各自优越性能叠加。
由此原理即可推得配方和工艺。
关键是接枝高分子和哪一组分首先进行化学偶合。
高分子合金主要类型1．以聚乙烯为基的高分子合金聚乙烯（PE）是最重要的通用塑料之一，其优点是可塑性好，加工成型简便，缺点是软化温度低，强度不高，容易应力开裂，不容易染色等。
采用共混法可有效地克服这些缺点。
以聚乙烯为主要成分的共混物有以下几种：不同密度聚乙烯之间的共混物；聚乙烯与乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）；聚乙烯与丙烯酸酯类共混物；聚乙烯与氯化聚乙烯（CPE共混物等。
例如，不同密度聚乙烯之间的共混物，可使熔化区加宽，冷却时延缓结晶、这对聚乙烯泡沫塑料的制备很有价值。
控制不同密度PE的比例，能得到多种性能的泡沫塑料.2．以聚丙烯为基的高分子合金聚丙烯（PP）耐热性优于PE，可在120℃以下长期使用，刚性好，耐折叠性好，加工性能优良,主要缺点是成型收缩率较大，低温容易脆裂，耐磨性不足，耐光性差，不容易染色等.合金化是克服这些缺点的有效途径。
这类高分子合金主要有：PP／PE共混物，PP／EPR 乙丙共聚物)。
分子合金及高分子合金新概念
（） ３利用 酚醛 树脂改性 氯 丁橡胶 ， 以提 高胶粘 剂 的耐热性 能 。
工程塑料合金（ 亦即高分子合金） 是一种表现均一的多组分工程聚合物体系， 是两种或多种 不同结构单 元的均聚物或共聚物的混合物 Ｊ
例如 ：１Ｐ Ａ Ｓ 聚碳 酸酯 ／ （ ）Ｃ／ Ｂ （ 苯乙烯∽ 丁二烯∽ 丙烯腈 ） 共聚物 合 金 （ ）Ｐ Ｐ （ ２ Ｐ Ｏ／ Ｓ 聚苯醚 ／ 聚苯 乙烯 ） 金 。 合
自然界存在分子合金如矿石 ： 白云石 Ｃ Ｏ ３Ｍｇ 、 ａ Ｄ 、 Ｏ 钙芒硝 Ｃ Ｓ ４Ｎ ２Ｏ ， ａＯ 、 ａ ４明矾石 ｔＭ（ Ｈ） Ｓ ａ２ Ｓ Ｃ Ｏ ６ Ｏ ）， （ 钾 长石 ｔＭＳ 、 Ｃ ｉ 钙长 石 于 细胞 内液或细胞 外液 ， 以及血液 中 的钾 钠钙 镁等金 属元 素 化合 物 ． 可视 为分子 合金状 均
材料 。因为高聚物 共混 ， 根据 其热力 学平衡 状态 的情况 ， 为相 容 与不 相 容两类 ， 分 而在 大 多数情 况 下是 相
容的， 故共混物各组成之间存在不同的相态 、 高分子合金的概念 ， 就依此 比拟元素合金 中各组成之 间有相态 的存在 而来 。这种 抓着非 本质 性 的现 象 ， 以点带 面的概 括 ， 必然造 成 学 术名词 与 实 际概 念 上 的混 淆 ， 以下 所
Ｉ４ ２ 高分子 树脂混 合物 ． 在 防腐蚀工 程上 ， 已应 用 环 氧树脂 改性 酚 醛树 脂及 呋喃树 脂 、 早 以及用 丁 腈橡 胶改性 环 氧树脂 ， 前者是 树脂 改性 树脂 ， 者是橡 胶改 性 树脂 ， 后 还有 各 种树 脂 相互 改 性 的涂 料等 。根 据前 述 高分 子合金 概念 ， 它们也 应是 堂堂 正正 的高分子 合金 ， 可是却 从 未赋予其 高分子 合金 的美称 实 际上 最早应
高分子材料的发展历程及未来发展趋势
高分子材料的发展历程及未来发展趋势引言概述：高分子材料是一类由大量重复单元组成的大分子化合物，具有较高的分子量和多样的物理、化学性质。
自20世纪初以来，高分子材料在各个领域中得到广泛应用，并在科学技术的推动下不断发展。
本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来发展的趋势。
一、早期发展阶段1.1 天然高分子材料的发现- 人们早在古代就开始使用天然高分子材料，如皮革、天然橡胶等。
- 1839年，美国化学家查尔斯·戴克斯特尔发现了天然橡胶的弹性，并将其命名为“弹性体”。
1.2 合成高分子材料的诞生- 1907年，美国化学家莱昂纳德·巴斯德成功合成了世界上第一个合成高分子材料——酚醛树脂。
- 1920年代，德国化学家赫尔曼·斯托德尔合成了聚氯乙烯（PVC）。
1.3 高分子材料的应用拓展- 1930年代，高分子材料开始应用于塑料制品、橡胶制品等领域。
- 1940年代，高分子材料在航空、航天等高科技领域得到广泛应用。
二、中期发展阶段2.1 高分子材料的改性与合金化- 1950年代，人们开始将高分子材料进行改性，以改善其性能。
- 1960年代，高分子材料与其他材料进行合金化，形成了高分子合金材料。
2.2 高分子材料的新型结构与功能- 1970年代，人们开始研究高分子材料的新型结构，如共聚物、交联聚合物等。
- 1980年代，高分子材料开始展现出多种新的功能，如导电、光学、生物相容性等。
2.3 高分子材料的环保与可持续发展- 1990年代，人们开始关注高分子材料的环境影响，并提出了环保的研究方向。
- 21世纪初，高分子材料的可持续发展成为研究的热点，如生物可降解材料的研究与应用。
三、近期发展阶段3.1 高分子材料的纳米化与智能化- 近年来，人们将高分子材料进行纳米化处理，以获得更好的性能。
- 同时，高分子材料的智能化也成为研究的重点，如自修复材料、自感应材料等。
3.2 高分子材料的多功能与多场耦合- 近期，高分子材料的多功能化与多场耦合成为研究的热点，如光电、磁电、压电等多种功能的结合。
高分子概论高分子合成材料课件.ppt
度
划
分
次结构型胶粘剂
——介于结构型与非结构型胶粘剂之间
高分子概论高分子合成材料课件
胶粘剂 —— 胶粘剂类型
有 机
动物胶：鱼胶、骨胶、虫胶 天然 植物胶：淀粉、松香、阿拉伯树胶
胶 粘 按剂 组
热塑性树脂胶：PVAc、PA、聚丙烯酸酯 合成 热固性树脂胶：环氧树脂、酚醛树脂
橡胶型胶粘剂：氯丁胶、丁腈胶
CH2OH
n
工程塑料
聚酰胺（polyamide）/ 尼龙（nylon）：
nylon-6、 nylon-11、 nylon-12、nylon-66、
nylon-610、 nylon-612、 nylon-1010、 nylon-1212
Nomex： O
OH
H
C
Kevlar： 聚碳酸酯（PC）：
O
CN
通用塑料：产量大、价格低、力学性能一般，主要作为非结构 材料使用，如：PP、PE、PVC、PSt等。
工程塑料：产量小、价格高、力学性能优异、耐热、耐磨、尺 寸稳定，主要作为结构材料使用，如：PA、PC、POM 等。
塑料的主要优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易成型加工。 塑料的主要缺点：力学性能较金属差、表面硬度低、多数易
Ox n
天然纤维
高分子材料概述——纤维
棉花、羊毛、蚕丝、麻
人
造
纤
化维
学 纤 维
杂 链 合纤
成维
纤 维
碳 链
纤
维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维 纤维素酯纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维
聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维 其它：聚脲、聚甲醛、聚酰亚胺
聚酰胺-酰肼、聚苯并咪唑等。
有关高分子合金的书
有关高分子合金的书
高分子合金，作为一个重要而广阔的领域，涉及到许多经典和专业性的著作。
以下是有关高分子合金的书籍：
1. 《高分子合金原理与应用》
这本书详细探讨了高分子合金的基本原理、制备技术以及在各个领域的应用。
通过深入浅出的方式，它帮助读者理解高分子合金的结构与性能之间的关系，为实际工作提供了有力的指导。
2. 《高分子合金化学与物理》
本书从化学和物理的双重角度深入剖析了高分子合金的组成、结构和性能。
它不仅涵盖了基础理论，还介绍了最新的研究进展，为科研工作者和学生提供了一个全面的资源平台。
3. 《工程用高分子合金》
这本书重点关注了高分子合金在工程领域的应用。
通过实例和案例分析，它详细描述了高分子合金在各种工程环境中的性能表现，为工程师和材料科学家提供了实用的参考资料。
4. 《生物医用高分子合金》
生物医用材料是当前研究的热点，而高分子合金在其中扮演着重要角色。
本书探讨了生物相容性高分子合金的设计、制备以及在医疗领域的应用，为生物医学工程师和研究人员提供了宝贵的信息。
5. 《高分子合金的环境影响与可持续性》
随着环保意识的提高，高分子合金的环境影响也受到越来越多的关注。
这本书全面评估了高分子合金的生产、使用和废弃过程中对环境的影响，并提出了可持续性的解决方案。
6. 《高分子合金的制备与加工技术》
本书聚焦于高分子合金的制备与加工技术，详细介绍了各种制备方法和加工工艺，以及它们对高分子合金结构和性能的影响。
对于从事生产和研发的工程师来说，这是一本极具实用价值的参考书。
高分子合金
• 高分子的相容性
– 体系相容应有：ΔF = ΔH - TΔS ≤ 0 – 高分子/高分子混合过程吸热ΔH＞0 – 混合过程的ΔS ＞0但数值很小
结论：通常高分子/高分子混合体系是不相容的
非均相共混高聚物的织态结构
完全不相容—— 宏观上相分离
非均相体系
不完全相容—— 宏观上均相 微观上相分离
具有实用意义 高分子合金材料
Thank you !
高分子合金的制备方法
• (1)物理共混：机械共混,溶液浇铸共混，乳液共混
• (2)化学共混：接枝共聚，嵌段共聚
聚合物共混物 e.g. PP+SBS,
嵌段共聚物
e.g. SBS, HIPS
接枝共聚物
e.g. ABS
非均相共混高聚物的织态结构
• 聚集态结构
分子水平上的互混相容——均相体系 二个组分各自成相——非均相体系
特点：在宏观上不发生相分离，但微观上观察
到相分离结构。 e.p:用5％顺丁橡胶的PS溶液在搅拌下聚
合而成的高抗冲聚苯乙烯 HIPS
HIPS的海岛结构
共混新材料十年磨一剑
高科技让材料质优价廉
成为 可能! 您是第一个吃螃蟹的人吗?
共混高聚物的四种类型
1 分散相软（橡胶）-连续相硬（塑料） 例如：橡胶增强塑料（ABS、HIPS）
2 分散相硬-连续相软 例如：热塑性弹性体（SBS）
3 分散相软-连续相软 例如：天然橡胶与合成橡胶共混
4 分散相硬-连续相硬 例如：PE改性PC
共混高聚物主要应用及性能特点
• 分散相软(橡胶) / 连续相硬(塑料)
E.P: 橡胶增韧塑料 :高抗冲聚苯乙烯
HIPS(丁二烯改性苯乙烯)
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收稿日期:2001211218作者简介:蔡应桃(19332),男,江苏南京人,河南建安防腐绝热有限公司高级工程师。
文章编号:100423918(2002)022*******分子合金及高分子合金新概念蔡应桃(河南建安防腐绝热有限公司,河南郑州 450047)摘 要:提出了分子合金新概念,从而使得由元素2分子2高分子各种化学态的物质,均能发现相应的合金组成,为此引导了新产品的研制和开发,以及对原高分子合金概念的质凝与更新。
关键词:分子合金;高分子合金中图分类号:TG 131 文献标识码:A在研制新型循环冷却水缓蚀剂时,由于元素合金的启示,导致分子合金概念的提出,并进而导致高分子合金概念的更新,今撰成文,以供商榷。
1 合金的概念 众所周知,金属合金的概念由来已久,难以查考。
而高分子合金的概念则出现较晚,大约在二十世纪中期提出和发展起来。
最早使用合金(alloy )一词,是1942年道化学公司(Dow Chemical Co 、)应用Styralloy —22来描述PS/PB 聚苯乙烯/聚丁二烯,共混复合新材料[1]。
现对有关概念表述如下:1.1 金属合金(元素合金)的概念合金是在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料[2]。
例如:钢铁是以铁为基础的铁碳合金。
但习惯上很少将钢称为合金,因为它只含一种金属元素之故。
合金是由两种或两种以上金属元素,或金属元素与非金属元素,一般通过熔炼而结合在一起并形成具有金属特性的物质[3]。
例如:黄铜是以铜为基础的铜锌合金。
上述金属合金概念的提出,实际上均远在真实合金出现之后,因为人类由石器时代进入青铜器时代,如我国夏商朝最早使用的青铜,就是铜锡合金[4]。
业已数千年之前的事情。
随后进入铁器时代,钢就是铁碳合金。
当时人们只是随着生产力的发展,为了适应客观的需要和可能而生产这些金属材料。
但是一旦合金概念明确提出之后,人们就有意识的寻找和制备各种各样的合金,以满足实际生产或生活实践中各种各样不同的需求。
如高强度合金,高硬度合金,低熔点合金,牺牲阳极合金,耐蚀合金,记忆合金,储氢合金,磁光合金[5]。
以及超导合金等等。
从而进一步促进和加深对合金理论的应用和实践研究。
1.2 分子合金的概念1.2.1 分子合金概念的提出 在研制非磷非铬新型水缓蚀剂的探索试验中,发现了一种具有腐蚀滞后现象的物质C ,随即引起浓厚的兴趣,其滞后的原因是什么?为什么开始时具有一定的保护作用,但随后又发生腐蚀,这是一个非常可喜的异常现象,是否可以加强和保持其缓蚀性,而克服其腐蚀性,如若成功,则就达到制备新型缓蚀剂的目的。
但当时必须搞清楚其原因,才能推动工作的前进,唯一的办法就是从其分子结构与作用环境以及缓蚀机理,进行综合分析研究,才能在改变其功能上提出措施。
由此开始,导致引进金属元素Z ,并获得预期效果,表明主观认识与客观实践是吻合的,后又为其实用性引入另一金属元素S ,并深化了选择添加剂的相应制备工艺,是时已有了模仿元素合金的想法,进一步利用各种金属元素优势互补并克服各自的缺点。
致使制成阴阳离子都具有缓蚀性能的CYT 新型缓蚀剂。
并由此将其与元素合金和高分子合金参照对比,从而导致分子合金概念的提出。
1.2.2 分子合金的定义 分子合金一般指分子中含两种金属以上的低分子物质,以及不同金属或其化合物与酸碱盐类,经中和置换及络合与互溶而成的化合物、络合物或复合物以及其混合物。
广义地说,如果将钢第20卷 第2期2002年4月 河 南 科 学HENAN SCIENCE Vol 120 No.2Apr 12002认为铁碳合金,则含一元金属的酸、碱、盐等低分子化合物,也可认为分子合金。
分子合金这一概念的提出,似乎新鲜,其实只是反映客观的存在或前人早已实践的事物,诸如:人工合成分子合金如:高锰酸钾、铬酸钠、钼酸钠、铝酸钠、锡酸钠、氟化铝钾、亚铁氰化钾、酒石酸钾钠、酒石酸锑钾和无机发光材料:钨酸钙铅、卤磷酸钙锑锰、硼酸镉锰、砷酸镁锰、氧化正硅酸钇铈铽、稀土钽酸盐等等。
另外,工业水泥、陶瓷、玻璃、瓷釉、微晶搪瓷、合金镀液以及超导体氧化物如Y 2Ba 2Cu 2O 、La 2Ba 2Cu 2O [6]超导体硫化物如Na 2Mo 6S 8、Cu 16Mo 6S 8等[7],均可视为分子合金。
自然界存在分子合金如矿石:白云石CaCO 3、MgCO 3、钙芒硝CaSO 4、Na 2SO 4,明矾石KAl (OH )6(SO 4)2,钾长石KAlSi 3O 8、钙长石CaAlSi 2O 8、钨酸锰铁矿等等。
生物体内存在于细胞内液或细胞外液,以及血液中的钾钠钙镁等金属元素化合物,均可视为分子合金状态。
1.3 高分子合金的概念高分子合金是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换,从而形成聚合物∽聚合物之间的复合新材料,称之为高分子合金[8]。
例如:⑴利用少量丁腈橡胶共混改性聚氯乙烯,以降低其耐寒温度,由-20℃∽-40℃,以利制作鞋底。
⑵利用5%(甲基丙烯酸甲酯∽丁二烯∽苯乙烯)三元共聚物,改性聚氯乙烯,可提高其抗冲击强度7∽8倍。
(3)利用酚醛树脂改性氯丁橡胶,以提高胶粘剂的耐热性能。
工程塑料合金(亦即高分子合金)是一种表现均一的多组分工程聚合物体系,是两种或多种不同结构单元的均聚物或共聚物的混合物[9]。
例如:(1)PC/ABS (聚碳酸酯/苯乙烯∽丁二烯∽丙烯腈)共聚物合金。
(2)PPO/PS (聚苯醚/聚苯乙烯)合金。
(3)PPO/HIPS (聚苯醚/高抗冲击聚苯乙烯)合金。
(4)PC/PE (聚碳酸酯/聚乙烯)合金。
1.4 高分子合金概念的说明根据上述高分子合金的概念及其制备的方法:不难看出,所谓高分子合金,并非指真正含金属元素的高分子化合物。
而是指不同种类的高聚物,通过物理或化学方法共混,以形成具有所需性能的高分子混合物新材料。
因为高聚物共混,根据其热力学平衡状态的情况,分为相容与不相容两类,而在大多数情况下是不相容的,故共混物各组成之间存在不同的相态,高分子合金的概念,就依此比拟元素合金中各组成之间有相态的存在而来。
这种抓着非本质性的现象,以点带面的概括,必然造成学术名词与实际概念上的混淆,所以下面几种情况还是值得提及与说明。
1.4.1 高分子合金混合物 利用高分子聚合物与金属合金粉末共混而制成的新材料,如美国贝尔佐纳公司(Belzona Co )的堵漏维修材料,冠名高分子合金,虽是物理方法混合,但却名符其实。
可是按时下高分子合金的概念,它却并不属于高分子合金之列。
另外,锌铝复合涂料及含多种金属化合物颜料的涂料亦是其例。
1.4.2 高分子树脂混合物 在防腐蚀工程上,早已应用环氧树脂改性酚醛树脂及呋喃树脂,以及用丁腈橡胶改性环氧树脂,前者是树脂改性树脂,后者是橡胶改性树脂,还有各种树脂相互改性的涂料等。
根据前述高分子合金概念,它们也应是堂堂正正的高分子合金,可是却从未赋予其高分子合金的美称。
实际上最早应用高分子混合物的工作,可追溯到100多年前Thomas Hancock 将天然橡胶与杜仲胶共混,而用作防水涂料[10]。
但这倒也表明,在高分子合金概念提出以前,人们亦早已有了高分子混合物的实践。
只是在高分子合金概念提出以后,人们更是有意识地利用已有的各种高聚物,进行共混改性,以适应诸多应用的需求。
尤其是近年对一系列高分子塑料,如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚等。
利用改性剂如:氯化聚乙烯、聚丁二烯、聚异丁烯等,进行共混改性,以制备所需性能的复合新塑性材料。
1.5 高分子合金新概念名符其实的高分子合金,应定义为含金属元素的高分子化合物、络合物或配合物以及其复合物和以高分子化合物与金属元素或其化合物的混合物。
按此定义除上述贝尔佐纳公司的堵漏材料属高分子合金外,还—721—2002年4月 分子合金及高分子合金新概念有合成钡酚醛树脂,聚钛酸酯,木质素磺酸钠,铁铬木质素磺酸盐,以及有关添加金属粉末的导电涂料和一般含金属化合物为颜料的涂料,甚至新材料导电聚合物;复合型导电聚合物、自不待言,即使结构本征型导电聚合物,如聚乙炔、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩等,它们早期的掺杂物I 2AsF 5BF 3等,其中碘、砷、硼等也属准金属元素。
何况现在的掺杂物已发展到金属化合物,如:AlCl 3,ZrCl 4,FeCl 3[11]。
Na 2SbF 6,MoCl 3[12]等。
故也都可予以考虑。
推而广之,各种有机树脂如环氧、聚酯、呋喃等的钢筋混凝土,亦均为高分子合金。
1.6 高分子合金与生物化学放眼宏观变化,探讨微观道理,当注意到生物化学时,则豁然开朗。
生物界的两大基本反应:光合作用及呼吸过程,就是高分子合金新概念的奠基石。
现分述如下:1.6.1 叶绿体中的叶绿素及其色素蛋白复合体 叶绿体是植物细胞中最重要的一种质体,即是植物进行光合作用的细胞器。
它含有叶绿素和类胡萝卜素,还含有蛋白质、酶、脂类及少量核糖核酸RNA 和脱氧核糖核酸DNA [13]。
叶绿素是镁金属元素与有机卟啉分子的络合物或配合物,在叶绿体色素中,叶绿素的含量是类胡萝卜素的四倍,因而在光合作用中起主导作用,光合作用是植物的特有功能。
目前所确知的光合作用,其光能的吸收、传递和转化过程,均是在具有一定分子排列及空间构象,镶嵌在光合膜上的捕光反应中心……色素蛋白复合体中进行的[14]。
如为叶绿素蛋白复合体,意即在含镁金属的高分子合金内进行。
它吸收光能分解水为氢氧气体,使二磷酸腺苷ADP 变为三磷酸腺苷A TP 将光能转化为化学能。
随后结合多种酶类的共同作用,催化CO 2与H 2一系列复杂的物理化学反应而转化为葡萄糖和释放O 2。
从而直接或间接的推动整个生物界的一切活动和变化,因此具有极其重大的意义。
1.6.2 人体血液中的血红蛋白与铜兰蛋白 血红蛋白是由高分子球蛋白与亚铁血红素组成[15]。
而血红素是原卟啉IX 与亚铁离子Fe -的配合物。
故血红蛋白意即含铁金属元素的高分子合金。
血红蛋白在动物呼吸过程中的功能是将肺部吸收的氧气运送给组织细胞,然后再将组织细胞的CO 2运送到肺部排泄,因此血红蛋白是动物呼吸过程双向的载体,真正要说明血红蛋白(hemoglobin Hb )吸氧、释氧与吸CO 2、释CO 2的过程,其分子构象的改变及诸多调节因素的影响,也是极其复杂的,其中唯独波尔效应(Christian Bohr )直接解说了Hb 与CO 2及O 2三者之间的部分关系。
即在内呼吸过程中,体内代谢旺盛的组织,可释放较多的CO 2,而CO 2与Hb 结合形成氨基甲酸血红蛋白时,离解出H -、降低Hb 对氧气的亲和力,致使HbO 2释放较多的氧供代谢旺盛的组织利用。