化学材料与高分子材料.docVIP

武汉大学化学世界期末作业 题 目：化学材料与高分子材料 学 院：电气工程学院 专 业：电气工程与自动化 姓 名：袁昕宜 学 号：2012302540076 2013 年 11 月 16 日 化学材料与高分子材料 课程总结 我们的世界是个神奇的化学世界，里面的一切都都与化学息息相关。我们最常见的，如衣服，眼镜，车轮子，乒乓球我们不常见的，如光纤，甚至到航天飞机，宇宙飞船，都离不开化学。质子、中子构成原子核，原子核、电子构成原子，原子构成分子，分子构成各种金属、非金属，而金属，非金属又构成了各种物质总而言之，大千世界，无一不存在化学。 我们的课程正是研究这一领域，只是我们并无那种学术性的死板，而是老师与同学和同学之间的互动。从化学的发展史，到构成物质的一些元素，再到化学材料以及化学材料的应用，整个课程的思路也相当明确。在学习本专业知识的同时，也学到了不少专业外的知识，增长了不少见识。化学材料与高分子 材料科学的发展是社会进步和经济发展的物质基础与先导，从某种意义上说，人类文明史可以称之为世界材料发展史。材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命，大大加速社会发展的进程。因此，材料科学技术的发展，能够给社会和人民生活带来巨大的变化，把人类文明推向前进。从石器时代、青铜时代、铁器时代发展到现在的信息时代，从火的发现，到瓷器，玻璃和水泥的烧制，再到铜及其合金、青铜和铁等的冶炼，都离不开新材料的发展。而如今，合成高分子材料的诞生，又是材料科学的一个全新的突破口。合成高分子材料的生产和应用，是材料发展中的重大突破。1.什么是化学高分子材料 高分子材料，其定义是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，通常分子量大于10000，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合体。 高分子材料是多种多样的，高分子材料按来源可分为天然、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。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。1907年出现合成高分子酚醛树脂，真正标志着人类应用化学合成方法有目的的合成高分子材料的开始。而现代，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；高分子材料按特性又可分为橡胶、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。除此之外，它还有多种其他的分类方式。总而言之，高分子材料这个家族是极其庞大的。（摘自“百度百科”）2.高分子材料的发现，发展与应用“邪灵”橡胶 1493年，伟大的西班牙探险家哥伦布率队初次踏上南美大陆。在这里，西班牙人看到印第安人小孩和青年在玩一种游戏，唱着歌互相抛掷一种小球，这种小球落地后能反弹得很高，如捏在手里则会感到有粘性，并有一股烟熏味。西班牙人还看到，印第安人把一些白色浓稠的液体涂在衣服上，雨天穿这种衣服不透雨；还把这种白色浓稠的液体涂抹在脚上，雨天水也不会弄湿脚。这些西班牙人以为这些皮球、衣服有邪灵附身，都异常惊恐；有葡萄牙人把这些衣服带回祖国，把同乡吓坏了，结果被控施行巫术而受审判。后来，西班牙人才初步了解到了橡胶的弹性和防水性，但并没有真正了解到橡胶的来源。1693年，法国科学家拉康达到南美又看到土著人玩这种小球，科学家和军人思维和眼光是不同的，追根寻底调查这种小球，才得知这种小球是砍一种印地安人称为橡胶的树而流出的浓稠液体缺制造的。后来法国人麦加发明了能够软化橡胶的溶剂。1839年美国人查理古德伊尔发明橡胶硫化技术之后，解决了橡胶在温度高时发软变黏，温度低了又发硬变脆的特性。橡胶从此无所不能，在工业革命兴起的时代里充当着不可或缺的角色。蒸汽机上使用了橡胶垫圈，橡胶被制造成橡皮擦、气球、胶带、防水靴、充气船垫等等。橡胶还激发了一位天才的想象力，那就是法国作家凡尔纳，没有橡胶就没有凡尔纳的气球上的五星期和八十天环游地球无处不在的纤维 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。 纤维是天然或人工合成的细丝状物质在现代生活中，纤维的应用无处不在，看似简单，其实其中蕴含的高科技还不少呢。导弹需要防高温，江堤需要防垮塌，水泥需要防开裂，血管和神经需要修补，这些都离不开纤维这个小身材的“神奇小子”。穿得舒服， 御寒防晒，是我们对衣服的最初要求，如今这个要求已很容易达到。海藻碳纤维做成衣服后，穿着时能长期使人体分子摩擦产生热反应，促进身体血液循环，因此能蓄热保温，而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。不过人们不仅要求穿得暖和，还增加了许多新要求，纤维都能一一满足：过去的年代曾经流行过 “涤盖棉”、“丙盖棉”，面料外涤里棉，是因为棉和肌肤的亲和性好，而涤与丙纶结实耐磨，方便洗涤。新材料有了颠覆性的转变，可以“棉盖涤”、“棉盖丙”，新型的抗菌导湿纤维，比通常的纤维直径?穴10m一100m?雪要小，织成的面料可以使汗液透过，却不附着，这样汗液便被排到外层的棉布层，衣服贴身面便可随时保持干爽千变万化，只为了帮我们穿着更舒适。 而纤维更大的作用早已不仅停留在日常穿着了，粘胶基碳纤维帮导弹穿上“防热衣”，可以耐几万度的高温；无机陶瓷纤维耐氧化性好，且化学稳定性高，还有耐腐蚀性和电绝缘性，航空航天、军工领域都用得着；聚酰亚胺纤维可以做高温防火保护服、赛车防燃服、装甲部队的防护服和飞行服；碳纳米管可用作电磁波吸收材料，用于制作隐形材料、电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”（吸波）材料。除此之外，纤维在医药方面的应用已非常广泛。甲壳素纤维做成医用纺织品，具有抑菌、消炎止痒、保湿防燥、护理肌肤等功能，因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布，废弃后还会自然降解，不污染环境；聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放；聚乳酸或者脱乙酰甲壳素纤维制成的外科缝合线，在伤口愈合后自动降解并吸收，病人就不用再动手术拆线了不难发现，纤维素这个小小的东西已经渗透到生活，军事，医疗等各个领域了，在我们的这个世界已经无处不在了。“白色杀手”塑料 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。在生活中，“塑料”这个名词可谓是我们听得最多的了，因为它易加工，原材料便宜，在生活中应用的最为频繁，也为我们的生活带来了非常大的便利。大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀，也具有较好的透明性和耐磨耗性，且绝缘性好，导热性低。但大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧，尺寸稳定性差，容易变形。多数塑料耐低温性差，低温下变脆，容易老化。因此，塑料也只能在特定的环境下使用。而且，塑料还存在诸多其他不足之处，如：1.回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。2.塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量 会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯等。3.塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。4.塑料埋在地底下几百年、几千年甚至几万年也不会腐烂。5.塑料的耐热性能等较差，易于老化。由于塑料的无法自然降解性，它已成为人类的第一号敌人，也已经导致许多动物死亡的悲剧。比如动物园的猴子，鹈鹕，海豚等动物，都会误吞游客随手丢的1号塑料瓶，最后由于不消化而痛苦地死去；望去美丽纯净的海面上，走近了看，其实飘满了各种各样的无法为海洋所容纳的塑料垃圾，在多只死去海鸟样本的肠子里，发现了各种各样的无法被消化的塑料。的确，现代化学高分子材料极大的方便了我们的生活，然而，也带来了另一方面的问题。我们必须合理的运用好这项科技，让弊端降到最低。3.高分子材料的未来展望 本人是电气工程学院的，也酷爱电子方面的研究。依我看来，高分子材料的未来完全可以与分子电子器件相联系。可以朝着分子的组装、自组装以及自组装技术在分子电子器件上的应用研究。这些分子电子器件主要包括分子电开关、分子光开关和分子电光开关的设计、分子导线、分子整流器、分子开关、分子晶体管、分子马达及分子逻辑器等。燃料电池、太阳能电池的关键高分子材料如研究高能、长寿命固态电池及相关电+ 极材料和不同有机光敏染