高分子材料的详细数据(基于高分子化合物的材料)
中文名:高分子材料mbth:高分子材料分类，高分子材料按来源分类，高分子材料按应用分类，高分子材料按应用功能分类，高分子主链结构分类，其他分类，特性，名称及用途，塑料，橡胶，纤维，涂料，胶粘剂，新型高分子材料，高分子分离膜，高分子磁性材料，光学功能高分子材料，高分子复合材料，合成加工，分类高分子材料按来源分类。高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物和生物体内的大分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶和动物胶。合成高分子材料主要指塑料、合成橡胶和合成纤维，此外还有粘合剂、涂料和各种功能高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所不具备或更优越的性质——密度更低、力学更高、耐磨、耐腐蚀、电绝缘等。聚合物材料根据应用进行分类。高分子材料根据其特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子粘合剂、高分子涂料和高分子基复合材料。①橡胶是一种线性柔性聚合物。分子链之间的价力小，分子链是柔性的。在外力的作用下，可以发生很大的变形，去掉外力后可以很快恢复原状。有两种天然橡胶和合成橡胶。②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指的是丝、棉、麻、毛等。后者由天然聚合物或合成聚合物经纺丝和后处理制成。纤维具有高价态、低变形性和高模量，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或化学改性天然高分子为主要成分，再加入填充剂、增塑剂等添加剂制成的。它的分子间价力、模量和形变介于橡胶和纤维之间。一般根据合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途分为通用塑料和工程塑料。④高分子粘合剂是以合成天然高分子化合物为主要成分的粘合材料。有两种天然和合成粘合剂。合成粘合剂被广泛使用。⑤聚合物涂料是以聚合物为主要成膜物质，加入溶剂和各种助剂制成的。根据成膜物质的不同，可分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥聚合物基复合材料是以高分子化合物为基础，添加各种增强材料的复合材料。它结合了原有材料的性能特点，可以根据需要进行设计。高分子复合材料又叫聚合物改性，可分为分子改性和* * *混合改性。⑦功能高分子材料。功能高分子材料不仅具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热学性能，还具有材料、能量和信息转换、磁性、传输和存储等特殊功能。已经应用的有聚合物信息转换材料、聚合物透明材料、聚合物模拟酶、可生物降解的聚合物材料、聚合物形状记忆材料和医学和医用聚合物材料。聚合物可以根据其机械性能和使用条件分为以上几类。然而，各种聚合物之间并没有严格的界限。同一种聚合物，通过不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料或纤维，比如尼龙。聚氨酯之类的高聚物，在常温下既有玻璃状的性质，又有很好的弹性，所以很难说是橡胶还是塑料。高分子材料根据其应用功能进行分类。高分子材料分为三大类:通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料。通用高分子材料是指能够大规模生产，并已广泛应用于建筑、交通、农业、电气电子工业和人们日常生活等国民经济主要领域的高分子材料。其中又分为塑料、橡胶、纤维、粘合剂、油漆等不同类型。特种高分子材料主要是一类具有优异机械强度和耐热性的高分子材料，如聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料，在工程材料中得到了广泛的应用。功能高分子材料是指具有特定功能并可用作功能材料的高分子化合物，包括功能分离膜、导电材料、医用高分子材料、液晶高分子材料等。按聚合物主链结构分类①碳链聚合物:分子主链由C原子组成，如PP、PE、PVC ②杂链聚合物:分子主链由C、O、N、P等原子组成。如:聚酰胺、聚酯、硅油(3)元素有机聚合物:分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成。例如，其他类型的硅橡胶根据聚合物主链的几何形状进行分类:线性聚合物、支化聚合物和本体聚合物。根据聚合物的微观排列，分为结晶聚合物、半结晶聚合物和无定形聚合物。其特点是分子量大(一般在10000以上)，分子量分布多分散。即高分子化合物不同于小分子，聚合后成为许多分子量不同的聚合物的混合物。我们说的聚合物的分子量，其实就是平均分子量。当然，计算的平均分子量也分为数均分子量、粘均分子量、重均分子量等等。而小分子有固定的分子量，都是由确定分子量的分子组成。这是聚合物和小分子之间的特征差异。名称及用途塑料是指以聚合物为主要成分，在一定条件下(温度、压力等)可以成型为一定形状的材料。)并在室温下保持其形状不变。塑料按加热后的情况可分为热塑性塑料和热固性塑料。加热后软化，形成聚合物熔体的塑料成为热塑性塑料。主要的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。加热后固化并形成交联不溶结构的塑料称为热固性塑料。常见的有环氧树脂、酚醛塑料、聚酰亚胺、三聚氰胺甲醛树脂等。塑料的加工方法有注射、挤出、压膜、热压、吹塑等。橡胶橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。纤维纤维是高分子材料的另一个重要应用。常见的合成纤维有尼龙、聚酯、腈纶聚酯纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维等。涂料涂层是涂在工业或日用产品表面起美观或保护作用的一层高分子材料。常用的工业涂料有环氧树脂和聚氨酯。高分子胶粘剂胶粘剂是另一种重要的高分子材料。人类很久以前就开始使用淀粉、树胶等天然高分子材料作为粘合剂。现代胶粘剂按使用方法可分为聚合型，如环氧树脂；热熔型，如尼龙和聚乙烯；压力型，如天然橡胶；水溶性的，如淀粉。新型高分子材料高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、粘合剂和涂料。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已成为国民经济建设和人民日常生活不可缺少的重要材料。虽然高分子材料由于具有许多金属和无机材料不可替代的优点而发展迅速，但目前已经大规模生产了只能在普通条件下使用的所谓通用聚合物，它们存在机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。现代工程技术的发展对高分子材料提出了更高的要求，从而推动高分子材料向高性能、功能化和生物化方向发展，由此出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。高分子分离膜高分子分离膜是由高分子材料制成的具有选择透过性的半透膜。利用这种半透膜，在压差、温度梯度、浓度梯度或电位差的驱动下，使有机物和无机物的气体混合物、液体混合物或溶液的分离技术更加节能、高效、清洁，因此被认为是支撑新技术革命的重要技术。膜分离过程主要包括反渗透、超滤、微滤、电渗析、压力透析、气体分离、渗透汽化和液膜分离。用于制备分离、渗透汽化和液膜分离。用于制备分离膜的聚合物材料有很多种。目前广泛使用的有枫木、聚烯烃、纤维素类脂、有机硅。膜的形式也有很多种，一般采用平板膜和架空纤维。推广应用高分子分离膜可获得巨大的经济效益和社会效益。比如用离子交换膜电解制盐，可以减少污染，节约能源:海水淡化和反渗透淡化比其他方法耗能少；用气体分离膜从空气中富集氧气可以大大提高氧气回收率。高分子磁性材料高分子磁性材料是在不断探索磁性和高分子新的应用领域的同时，赋予磁性和高分子(合成树脂、橡胶)传统应用新的意义和内容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁体，后来由磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体。现在工业上常用的磁性材料有三种，分别是铁氧体磁体、稀土磁体和铝镍钴合金磁体。它们的缺点是硬而脆，加工性差。为了克服这些缺陷，将磁粉与塑料或橡胶混合制成的高分子磁性材料应运而生。用这种方法制成的复合高分子磁性材料，因其比重轻，易于加工成尺寸精度高、形状复杂的产品，并能与其他组分一体成型，越来越受到人们的关注。高分子材料高分子磁性材料主要可以分为两大类，即结构型和复合型。所谓结构型，是指不添加无机磁粉，由聚合物制成的磁体。目前主要实用价值是复合。光学功能高分子材料所谓光学功能高分子材料，是指一种能够传输、吸收、存储和转换光的高分子材料。目前这类材料有很多，主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学塑料(如塑料镜片、隐形眼镜等。)、光学转换系统材料、光学显示材料、光导材料、光合材料等。光功能高分子材料通过光在全社会的传递，可以制成种类繁多的线性光学材料，如普通安全玻璃、各种透镜、棱镜等。利用高分子材料的曲线传播特性，可以研制出塑料光纤、塑料应时复合光纤等非线性光学元件。高级信息存储元件的基本材料是高性能的有机玻璃和聚碳酸酯。此外，利用高分子材料的光化学反应，可以开发广泛用于电子工业和印刷工业的光敏树脂、光固化涂料和粘合剂。利用高分子材料的能量转换特性，可以制成光导材料和光致变色材料；基于某些高分子材料的折射率随机械应力而变化的特性，可以发展光弹性材料来研究力结构材料中的应力分布。高分子复合材料是由高分子材料和其他具有不同组成、形状和性质的物质组成的多相材料。高分子复合材料最大的优点是具有各种材料的优点，如强度高、重量轻、耐温、耐腐蚀、隔热、绝缘等。根据应用目的，选择高分子材料和其他具有特殊性能的材料，制成满足需要的复合材料。高分子复合材料分为高分子结构复合材料和高分子功能复合材料两大类。前者占主导地位。聚合物结构复合材料包括两个组分:①增强剂。是一种高强度、高模量、耐温的纤维和织物，如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上。②基质材料。主要是粘合剂，如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂和苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂。这种复合材料的比强度和比模量高于金属，是国防和尖端技术中不可缺少的材料。合成加工高分子材料应先合成再加工，单体合成聚合物造粒后再熔融加工。高分子材料的合成方法包括本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合和气相聚合。其中，引发剂起着重要的作用。偶氮引发剂和过氧化物引发剂都是常用的引发剂，而高分子添加剂往往对提高高分子材料的性能和降低成本有明显的作用。加工技术高分子材料的加工成型不是简单的物理过程，而是决定高分子材料最终结构和性能的重要环节。除了胶黏剂、涂料可以不经加工成型直接使用外，橡胶、纤维、塑料通常需要通过相应的成型方法加工成产品。一般塑料制品常见的成型方法有挤出、注射、压延、吹塑、压塑或传递模塑。橡胶制品有塑化、混炼、压延或挤出等成型工艺。纤维包括纺丝溶液制备、纤维成型和卷绕、后处理、初生纤维拉伸和热定型。聚合物在成型过程中，可能受到温度、压力、应力和作用时间变化的影响，导致聚合物发生降解、交联等化学反应，改变聚合物的聚集态结构和化学结构。因此，加工工艺不仅决定了聚合物产品的外观形状和质量，而且对材料的超分子结构、织构结构乃至链状结构都有重要影响。