电影中的有机合成

1、电电影中的有机合成影中的有机合成大白大白()大白的材料 聚氯乙烯树脂( PVC) 具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、质轻、强度高且易于加工，其制品被广泛应用于工业、农业、建筑、电子电气、汽车等领域。另外，聚氯乙烯树脂作为氯碱工业最大的有机耗氯产品，对氯碱工业的碱、氯平衡和发展具有极其重要的作用。 聚氯乙烯，英文简称PVC（Polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体（vinyl chloride monomer, 简称VCM）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂 PVC为无定形结构的白

2、色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度7790，170左右开始分解1 ，对光和热的稳定性差，在100以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。 PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。 工业生产的PVC分子量一般在5万11万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，8085开始软化，130变为粘弹态，160180

3、开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度510kJ/m2；有优异的介电性能。 聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料，是含有少量结晶结构的无定形聚合物。这种材料的结构如下： CH2 CHCl n。PVC结构 在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。随着聚合反应温度的降低，间规立构规整度提高。聚氯乙烯大分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。故作交联后，可将该类缺点消除。PVC的立构规整结构的立构规整结构PVC的分类 根据应用范围的不同来区分 根据氯乙烯单体的获得方法来区分 根据聚合

4、方法区分 根据应用范围的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。 根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口（EDC、VCM)单体法（习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法）。 根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80%左

5、右。悬浮法聚氯乙烯按绝对黏度分六个型号：XS-1、XS-2XS-6；XJ-1、XJ-2、XJ-6。型号中各字母的意思：X-悬浮法；S-疏松型；J-紧密型。 聚氯乙烯是世界上实现工业化最早、应用范围最广的通用型热塑性塑料。其突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体wenxian最为优越的通用型材料。缺陷是热稳定性和抗冲击性较差，属于硬脆材料，其低温韧性差，降低温度迅速变硬变脆，受冲击时极易脆裂；软质聚氯乙烯的增塑剂迁移性较大，使用过程中容易脆裂。 将聚氯乙烯通过化学或物理方法可大大改善其加工性能、抗冲击性能、耐热性和增塑剂迁移等缺陷，通过分子链交联或引入功能基团等手段赋予新的功能。聚氯乙烯特

6、性优异，制造成本低廉，加工改性容易，现有2000 多个品种可以适应制备从硬质到软质、弹性体、纤维及涂料等性能各异制品的需要，用途非常广泛，涉及工业、农业、建筑业、国防事业到人们衣食住行等国计民生的每个领域。从我国聚氯乙烯树脂及相关材料标准入手，通过分析总结，为聚氯乙烯行业的发展提供参考，更好地了解聚氯乙烯材料及相关技术，利用好标准，规范市场。 大白的装甲大白装甲 大白本身的皮肤只是韧性尚可，强度显然不够好，因此被戳得满身是窟窿，于是 Hiro 开始了升级设计。在家庭装DIY 小工作室里，Hiro 噼里啪啦用电脑打出了一些模型，然后就见两个喷头开始快速工作，很快便完成了大白的装甲。 这个过程正是

7、这几年热传的3D打印技术。 其实，目前实验室里真正的3D打印过程根本不可能像影片里那么快还那么精准，打一个10cm高的物品，如果精细一些，两个小时能完成的就是好机器了。不过尽管如此，发展3D打印技术还是一件很有前途的事情，因为这种技术可以实现真正意义上的定制工业。3D打印材料科普 日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上

8、的蓝图变成实物。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。 目前，能够广泛商用的3D打印线材主要还是ABS和PLA，也就是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚乳酸，其他的很多材料诸如铝合金、玻纤、生物细胞等，实验室均有报道，要成熟地工业化还有很长的路要走。ABS ABS塑胶原料树脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。 ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1，3-

9、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为（C8H8C4H6C3H3N）x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%35%，丁二烯占5%30%，苯乙烯占40%60%，乳液法ABS最常见的比例是A:B:S=22:17:61，而本体法ABS中B的比例往往较低，约为13%。ABS塑料的成型温度为180-250，但是最好不要超过240，此时树脂会有分解。 丙烯腈：它是一种无色的有刺激性气味液体，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧，并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应

10、剧烈。 丙烯腈化学式 化学性质：化学性质活泼，能发生双键加成反应，与相应的含有活泼氢的无机或有机化合物反应制成一系列氰乙基化产物。在缺氧或暴露在可见光情况下易聚合，在浓碱存在下能强烈聚合。与还原剂发生激烈反应，放出有毒气体。蒸气与空气混合易形成爆炸性混合物，与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热会引起燃烧爆炸。见光、遇热、久贮易聚合，有燃烧爆炸危险。 1，3-丁二烯：无色气体，有特殊气味。稍溶于水，溶于乙醇、甲醇，易溶于丙酮、乙醚、氯仿等。是制造合成橡胶、合成树脂、尼龙等的原料。制法主要有丁烷和丁烯脱氢，或由碳四馏分分离而得。有麻醉性，特别刺激粘膜，易液化。临界温度161.8，临界压力4.26兆帕

11、。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.1611.47%（体积） 1，3-丁二烯化学式 化学性质：1,3丁二烯的双键比一般的C=C双键长一些，单键比一般的C-C单键短些，并且C-H键的键长比丁烷中要短。这正是1,3-丁二烯分子中发生了键的平均化的结果。这种存在于共轭体系中表现出来的原子间的互相影响，叫做共轭效应。由于C与C之间存在键和键，并且起到共轭效应的是键，因此我们也称1,3-丁二烯的共轭效应为派派共轭。由于共轭效应，键电子成为一种离域电子，在分子轨道上运动，而不再局限于两个碳原子之间。 苯乙烯：（C8H8）是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水，溶于乙

12、醇、乙醚中，暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。 苯乙烯化学式PLA PLA是聚乳酸（PLA是polylactic acid的英文缩写）单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。 聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。 聚乳酸（H-OCHCH3COn-

13、OH）的热稳定性好，加工温度170230，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。 聚乳酸化学式碳纤维3D 打印技术主要涉及三个板块的技术：硬件、软件和材料。普遍认为，硬件，也就是打印机是最难攻克的环节不过真实的瓶颈其实是材料。在本片大白出现的开始Hiro跟哥哥打听大白的骨架是不是钛合金时，得

14、到的答案就是碳纤维。碳纤维的介绍 碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。 碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异

15、性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维的化学性质 碳纤维的化学性质与碳相识，它除能被强氧化剂氧化外，对一般碱性是惰性的。在空气中温度高于400时则出现明显的氧化，生成CO与CO2。碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题。有学者在1981年将PAN基碳纤维浸泡在强碱氢氧化钠溶液中，时间已过去30多年，它仍保持纤维形态。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，碳纤维的电动势为正值，而铝合金的电动势为负值。当碳纤维复合材料与与铝合金组合应用时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使

16、用前须进行表面处理。碳纤维还有耐油、抗辐射、 抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性 。碳纤维的分类 聚丙烯腈基碳纤维 沥青基碳纤维 粘胶基碳纤维 酚醛基碳纤维 气相生长碳纤维碳纤维的工艺流程 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。 碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。 目前，全世界主要生产两种碳纤维。一个是PAN基碳纤维以聚丙烯腈为原料，另一个是沥青基的碳纤维，由煤、石油合成沥青蒸馏而成沥青，然后再聚合成纤维。在强度上PAN

17、基碳纤维要优于沥青基碳纤维，因此在全世界的碳纤维生产中占有绝对性的压倒优势。碳纤维的应用 航天航空领域的应用航天航空领域的应用 利用碳纤维耐高温、比强度和比模量高等力学特性，广泛应用于航天、航空、飞机和飞船的结构材料。如飞机的一次构造材料：主翼、尾翼和机体；二次构造材料：副翼、方向舵、升降舵、内装材料、地板材、桁梁、刹车片等，以及直升飞机的叶片。火箭的排气锥体、发动机盖等；人造卫星结构体、太阳能电池板和天线、运载火箭、导弹壳体等。目前碳纤维复合材料在小型商务机和直升飞机上的用量己占 70 %80 %，军用飞机上占30 %40 %，大型客机上占 15 %50 %。2.2 体育娱乐休闲方面的应用利

18、用碳纤维轻量化、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀等特性，应用于体育用品。如高尔夫球棒的长柄、球棒的头部、头部击球板等，用量己占碳纤维体育用品的50 %；球拍如网球拍、羽毛球拍、壁球拍等，网球拍的市场规模约为450万只，碳纤维用量约为500 t/a；以及帆船、游艇、赛艇、桅杆、 垒球棒、滑雪板等。娱乐休闲如渔竿、卷线盘等，渔竿 的碳纤维用量约为2 000 t/a。 医疗卫生方面的应用医疗卫生方面的应用 由于碳纤维具有X- 光透过性，随着医疗设施技术的提高，将原来CT扫描时患者用的木床改为碳纤维复合材料制品，因木材对X线吸收较多。改用碳纤维后在发泡聚乙烯外侧罩覆碳纤维纺织品可避免X线的吸收，碳纤维的X线透过性为铝或木材的10 倍。如全球的X 线扫描床都采用碳纤维复合材料，可望增加100200 t/a的需求量。 另外，目前限制碳纤维应用的主要原因是价格和原丝质量。碳纤维用的聚丙烯腈原丝和粘胶丝要求强度高、杂质少、线密度均匀、超分子结构和大分子结构缺陷要少。因此，可见原丝的质量和性能是影响碳纤维质量的关键因素。