高分子材料的分子设计与新应用.doc

姓名：范光道 (留学生) 院系：精仪学号：2010080027 班号：精04 高分子材料的分子设计与新应用 在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 將是 世纪最活跃的材料支柱高分子材料在我们身边随处可见。在我们的认识中，高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。今天，我想就高分子材料为主线，研究一下各种高分子材料所具有的特性和优缺点。从我们以前学过的化学知识中可以知道，高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性高分子具有巨大的分子量, 达到至少 万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人們將其称为高分子、大分子或高聚物高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶（未加工之前称为树脂）。高分子材料的基本性能及特点：（1）质轻。密度平均为1.459/cm3，约为钢的1/5、铝的1/2.（2）比强度高。接近或超过钢材，是一种优良的轻质高强材料。（3）有良好的韧性。即高分子材料在断裂前能吸收较大的能量。（4）减摩和耐磨性好。有些高分子材料在无润滑和少润滑的摩擦条件下，它们的耐磨、减摩性能是金属材料无法比拟的。（5）电绝缘性好。可与陶瓷、橡胶媲美。（6）耐蚀性。化学稳定性好，对一般的酸、碱、盐及油脂有较好的耐腐蚀性。（7）导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有002o046W/（mK），约为金属的1/1500，是理想的绝热材料。（8）易老化。高分子材料能在光、空气、热及环境介质的作用下，分子结构产生逆变，机械l眭能变差，寿命缩短。（9）易燃。塑料不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体。（10）耐热性。高分子材料的耐热性是指温度升高时其性能明显降低的抵抗能力。热固性塑料的耐热性比热塑性塑料高。（11）刚度小。如塑料弹性模量，只有钢材的1/201/10，且在荷载长期作用下易产生蠕变。但在以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。高分子材料按来源分为天然、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。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。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。高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料.。橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。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。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。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。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。高分子胶粘剂是以合成天然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。应用较多的是合成胶粘剂。高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。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。高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大例如，塑料一般作为绝缘材料被广泛使用，但是近年来，为满足电子工业需求，又研制出具有优良导电性能的导电塑料导电塑料已用于制造电池等，并可望在工业上获得更广泛的应用另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不