浅谈对高分子材料的认识
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浅谈对高分子材料的认识 20132640214——马欢欢
高分子材料,顾名思义,是指以高分子化合物为基本组成,加入适当助剂,经过一定的加工制成的材料。高分子材料与我们的生活息息相关。我们身边天然的高分子材料,例如棉花、毛、蚕丝和木材中的纤维素等,是我们生活中重要的一部分。随着社会的发展,开始出现了改性天然高分子材料和合成高分子材料,例如塑料、树脂等,极大地改善了我们的生活条件,推动了社会进步。下面我就简单谈一下我对于高分子材料的认识,主要是高分子材料的分类和应用。
高分子材料有很多种类。从来源来分,可以分为天然高分子材料、改性天然高分子材料和合成高分子材料。举例来说,蛋白质、天然橡胶、纤维素等属于天然高分子材料,改性淀粉、硝化纤维等为改性天然高分子材料,有机玻璃、涤纶、尼龙等为合成高分子材料。
如果根据使用性质来分,可以将高分子材料分为橡胶、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。
塑料是用途最广泛的合成高分子。人们常用的塑料是以合成树脂为基础,再加入塑料辅助剂(如填料、增韧剂、稳定剂、交联剂等)制得的。通常,按塑料的受热行为和是否具备反复成型加工性,可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料受热时熔融,可进行各种成型加工,冷却时硬化。再受热,又可熔融、加工,即具有多次重复加工性。如,PE,PET等。热固性塑料受热熔化成型的同时发生交联固化反应,形成立体网状结构,再受热不熔融,在溶剂中也不溶解,当温度超过分解温度时将被分解破坏,即不具备重复加工性。如果按照用途来分,可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料一般指产量大、用途广、成型性好、价格便宜、力学性能一般,主要作为非结构材料使用的塑料,如PE、PP、PVC、PS等。工程塑料具有较高的力学性能,能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,并且在此条件下能够长时间使用,且可作为结构材料。如PC、PPO、PPS等。特种塑料一般指具有特种功能,可用于航空航天等特殊应用领域的塑料,如氟塑料、有机硅等。
早期的橡胶是取自橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料,是一种高弹性的高分子化合物。橡胶按照来源可以分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成;合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。合成橡胶又分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。
纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。根据来源分类,纤维可以分为天然纤维、人造纤维和合成纤维等。天然纤维是自然界存在的,可以直接取得纤维,根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。例如棉、亚麻和毛发纤维等。人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质,如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白质纤维等及其它失去纺织加工价值的纤维原料,经过化学加工后制成的纺织纤维。主要用于纺织的人造纤维有:黏胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维。合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同,是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农副产品,先合成单位,再用化学合成与机械加工的方法制成纤维。如聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(尼龙)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)等。
涂料是指涂布在物体表面而形成的具有保护和装饰作用的膜层材料。一般涂料由四个组分组成:成膜物、颜料、溶剂和各种助剂(催干剂、防腐剂、流平剂等)。涂料的种类很多,可以从不同角度对涂料进行分类。按成膜物分类,可以分为两大类,一类是反应型涂料,即成膜过程中伴有化学反应,一般形成网状交联结构,成膜物相当于热固性聚合物;另一类是挥发型涂料,其成膜过程仅仅是溶剂挥发,成膜过程中聚合物未发生任何化学反应,成膜物是热塑性聚合物,如硝基漆、氯化橡胶漆等。从颜料来分类,有无颜料的清漆和有颜料的色漆。从用途来分类,主要有建筑涂料、汽车涂料、油墨等。使用涂料是保护材料的重要手段,也是对各种材料进行改性以赋予新性能的最简便的方法。
当今,各种各样的高分子材料已经在生活、生产中随处可见了。随着科技的进步和社会的发展,将有更多高分子材料进入我们的生活,丰富我们的衣食住行。身为材料人,我们有责任努力学习专业知识,为高分子材料的发展贡献自己的微薄之力。
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