有机高分子材料概述.pdf

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1、有机高分子材料概述和发展趋势陈彪2011327120112材料科学与工程11（1）班摘要：有机高分子材料包括木材、棉花、皮革等天然高分子材料和朔料、合成纤维及合成橡胶等有机聚合物合成材料。它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。塑料、橡胶和合成纤维是有机高分子材料的典型的代表，此外，还有涂料和粘合剂等。关键词：有机高分子材料；发展趋势高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机高分子化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧、氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原

2、子与其他元素的原子之间能够形成稳定的共价键组成高分子化合物。人们使用高分子材料的历史很早，由于它们质地轻、原料丰富、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快，自20世纪20年代以来，就已经发展了人工合成的各种高分子材料。高分子材料有各种不同的分类方法。例如，按来源可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。按大分子主连接结构可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料及元素有机高分子材料等。最常用的是根据高分子材料的性能和用途进行分类。根据性能和用途，高分子材料可分为橡胶、塑料、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子材料以及复合材料等不同的类别。下面

3、以介绍这几大类高分子材料为主。1橡胶橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度范围内具有优异的弹性，所以又称为高弹体。按其来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从自然界含胶植物制取的一种高弹物质。合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。橡胶具有独特的高弹性，还具有良好的疲劳强度、点绝缘性、耐化学腐蚀以及耐磨性等使它成为国民经济中不可缺少和难以代替的重要材料。2塑料塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上包括塑料的半成品，如压塑粉等。作为塑料基础组分的聚合物，不仅

4、决定塑料的类型而且决定塑料的主要性能。一般而言，塑料用聚合物的内聚能介于纤维与橡胶之间，使用温度范围在其脆化温度和玻璃化温度之间。应当注意，同一种聚合物，由于制备方法、条件及加工方法的不同，常常既可作塑料用，也可做纤维用。塑料是一类重要的高分子材料，具有质地轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易加工成型等特点，其性能可调范围宽，具有广泛的应用领域。3纤维纤维是指长度比直径大很多倍，并具有一定韧性的纤细物质。纤维的特点是分子间次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。纤维可分为两大类：一类是天然纤维，如棉花、羊毛、蚕丝和麻等，另一类

5、是化学纤维，即用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维。4粘合剂粘合剂又称为胶粘剂，是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质。分为天然的、合成的、有机的和无机的。粘合剂都是具有良好站街能力的物质，但是具有代表性的是以聚合物为集体组成，多组分体系的高分子粘合剂。高分子粘合剂是以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，应用较多是合成胶粘剂。5涂料涂料是指涂抹在物体表面形成的具有保护和装饰作用的膜层材料，也是多组分体系。体系中主要成分是成膜物质，是聚合物或是能够形成聚合物的物质，它决定了涂料的基本性能。涂料

6、用聚合物与塑料、纤维和橡胶等用聚合物的主要差别是平均分子量较低。根据不同的聚合物品种和使用要求需添加不同的辅助成分组分，如颜料、溶剂、催化剂等。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。最早是使用植物油和天然树脂熬炼而成的，其作用与中国的大漆相近，因而称为“油漆”。随着石油化工和合成聚合物工业的发展，当前植物油和天然树脂已逐渐被合成聚合物改性和取代，涂料所包括的范围已远远超过“油漆”原来的侠义范围。6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

7、和储存等特殊功能。已使用的功能高分子材料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及药用高分子材料等。7复合材料复合材料是指由两种或更多种物理性能、化学性能、力学性能和加工性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。复合材料的基本组分可划分为基本相（基本材料）和增强相（增强材料）两种。自然界中许多物质度可以看成是复合材料，木材、竹子便是纤维素（抗拉强度高）和木质素（起黏结纤维素作用）组成的复合材料。人们很早以前就利用复合原理制造复合材料，用泥土与麦秸复合制成的土坯就是最原

8、始的建筑用复合材料，用水、沙、石、泥组合而成的混凝土是土木、建筑工程不可或缺的复合材料。20世纪70年代以来，高分子材料主要在提高产量、改进性能、发展功能等方面发展。对于大品种，主要寻找高活性引发剂，配以大型高效设备，简化工艺流程，向自动化、大型化、提高生产能力和劳动生产率方