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    高分子材料的影響精選(九篇)

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    高分子材料的影響

    第1篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:高分子材料;阻燃方法;研究與分析

    前言

    高分子材料的燃燒要滿足兩個條件,一個是適宜的溫度,一個是分解出的可燃物的濃度,由此可見,要想阻止高分子材料燃燒就要從這兩個方面著手,只要能有效的提高高分子材料的阻燃性,就能夠拉動企業的經濟建設的穩定發展。文章將針對高分子材料的阻燃方法進行詳細的分析。

    1 高分子材料的阻燃方法

    1.1 通過在高分子材料中加入阻燃劑實現阻燃

    通過在高分子材料中嫁娶阻燃劑實現阻燃的方法是目前我國應用最為廣泛的阻燃方式,利用阻燃劑與高分子材料分解出來的可燃物之間的結合,來實現提高高分子材料阻燃性能的目的,這種方法最大的優點就是它的成本比較低,而且在對不同的高分子材料的阻燃劑調整上面也比較的靈活,是一種經濟適用的高分子材料阻燃方法,與此同時,這種方式也存在一定的弊端,技術添加的阻燃劑中的元素可能會與高分子材料之間發生化學反應,從而影響高分子材料的性能[1]。因此,在阻燃劑的選擇上面一定要非常的慎重,要在不影響高分子材料或者是影響較小的前提下,加入合適的阻燃劑來阻止高分子材料的燃燒。

    1.2 通過與高分子材料進行化學反應進行阻燃

    化學反應一直是一個非常復雜的過程,可能你改變了其中的一個分子機構就會產生不一樣的效果。高分子材料的化學反應阻燃就是使用了這種方法,將某種元素通過化學反應接入或者替換高分子材料的化學鏈中,在不影響高分子材料的性能的前提下,改變高分子材料的性能,將高分子材料從可燃性極強轉變到具有阻燃性能的高分子材料。能夠實現高分子材料阻燃性的元素有很多,像是硼、硅、金屬原子等都可以做到。

    1.3 通過改變高分子材料表面的阻燃性能來實現阻燃

    通過化學反應來實現高分子材料的阻燃主要是通過將某種元素接入或者替換高分子材料的化學鏈上,可能會影響高分子材料的性能,但是改變高分子表面材料的阻燃性能就不一樣了,同樣也是采用專業的技術將元素接入或者替換,但是這種方式沒有將元素接入到高分子材料的主鏈上,而是只對高分子材料的表面進行改進,這樣就不會影響到高分子材料的性能的同時,還實現了對于高分子材料的阻燃,避免了阻燃劑以及化學反應給高分子材料性能上帶來的影響[2]。但是這種方法也存在一定的弊端,就是在它的操作過程非常的復雜,在時間上耗費也比較久,而且在資金成本上面也非常的昂貴,因此在實際生產中并不適用。由此可見,我國的專家學者還需要對于高分子材料的阻燃性能不斷的研究。

    1.4 將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起

    為了加強高分子材料的阻燃性,我們可以將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起,這種方式不僅有效的阻止了高分子材料的燃燒,在持續的時間上也是非常的長久的,在實際的應用中可以說是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外,這種將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保護高分子材料的性能上也有也有很大的幫助,避免了阻燃劑等給高分子材料帶來的負面影響。

    1.5 采用納米科技的方式來實現高分子材料的阻燃

    隨著時代的不斷變化,我國的科學技術也在不斷的提高,近幾年來,我國在納米科技方面也有著廣泛的應用,高分子材料的阻燃就是其中一項,采用納米技術實現高分子材料的阻燃可以說是為我國的科學事業開辟了一條全新的道路。通過納米技術進入到高分子材料的內部,對其內部結構進行一系列的改造工作,將普通的高分子材料改造成阻燃性能比較強的高分子材料,極大的降低了危險的發生[4]。使用納米技術來改變高分子材料的阻燃性能的方法雖然很好,但是在資金成本上的耗費也是非常的巨大的,因此,截止到目前為止,納米技術的方法還是在研究階段,實際的生產中的應用是非常少的。

    1.6 對高分子材料采取兩種或兩種以上的阻燃方式

    對高分子材料采取兩種或者使兩種以上的阻燃方式,來進行高分子材料的阻燃主要是為了要滿足各方面的要求,既能夠不改變高分子材料的性能或者是將高分子材料的性能改變降到最低,又能保證高分子材料的阻燃性能,可以說是一個一舉兩得的方法,在我國很多企業的建設中都有實際的應用,這種方法為高分子材料的阻燃提供了一個多重的保障。

    2 結束語

    綜上分析可知,高分子材料的應用已經滲透到了我國的各行各業,甚至在人民群眾的日常生活中也有高分子材料的廣泛應用,為了保證企業經濟建設的穩定發展,以及人民生活不受到影響,就要積極的對高分子材料的阻燃性能進行分析,找到最有效解決高分子材料燃燒的問題。

    參考文獻

    [1]井蒙蒙,劉繼純,劉翠云,等.高分子材料的阻燃方法[J].中國塑料,2012,2:13-19.

    [2]徐懌,曹 .高分子材料的阻燃技術探討[J].消防技術與產品信息,2011,1:48-50.

    [3]程買增,曾幸榮,李偉明,等.阻燃性有機硅高分子材料的研究進展[J].有機硅材料,2003,6:21-25+46.

    第2篇:高分子材料的影響范文

    【文章編號】0450-9889(2017)06C-0078-02

    高分子材料是化工產品的一個分支,是目前發展最快、應用前景最廣且最具生命力的一類化工產品;高分子行業的迅猛發展,急需大量復合型人才。而大多數高校高分子材料專業的人才培養側重在材料的合成等偏理論方面,對高分子材料加工成型為終極產品的工藝環節關注的程度不高。廣西大學化學工程與工藝專業在化工材料加工工藝方面開設了系統的專業課程群,為“高分子材料成型與工藝”課程的設置打下了堅實的理論基礎。然而,廣西大學化學工程與工藝專業沒有開設過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等高分子基礎或專業基礎課程,且該專業作為一個覆蓋范圍廣泛的交叉的專業,開設的專業課程很多,所有的專業課程學時都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學時數少、無配套實驗的背景下,本文從教學內容、教學方法、創新能力培養等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學改革進行探索。

    一、教材的選用

    廣西大學化學化工學院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設時,選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》,學生通過學習可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價及應用,全面系統地了解高分子材料成型技術的最新知識。教學過程中,學生反映這本教材的難度太大,因為“高分子材料成型與工藝”是一門專業技術課程,需在完成化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學、高分子物理和化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等基礎理論課和專業基礎課程后,對學生進行綜合訓練。

    “高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學期開設的專業課,此時學生已經修完化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學等基礎理論課,然而基本沒有學過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎等專業基礎課,高分子材料方面的基礎較差,加上這本教材講述的理論知識較少,所以學起來較吃力。根據學生的反映,學院及時更換了教材,采用周達飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點教材,該教材高度概括了高分子材料的最基礎的知識,對加工成型影響很大的高分子流變學基礎知識進行較全面深入的介紹,全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝,也兼顧了新技術和新方法,難度適中,得到學生好評。

    二、教學內容的改革

    高分子材料成型技術涉及化學、材料、材料加工、機械等多種學科,“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業技術課程,需要廣泛的理論知識基礎。化學工程與工藝專業的學生基本無高分子材料理論基礎知識,學習起來的確難度很大。非高分子材料專業的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”這條主線展開教學內容,重點掌握三者的關系,強調成型加工對制品性能的重要性,這是本課程的主題思想,也是高分子材料的工程特征;選用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用國內外重要專業期刊了解行業最新動態,不斷更新及補充教學內容,確保教學內容的先進性;在教學內容安排上,以高分子材料成型加工的大工程觀點為著眼點,以寬專業為目標,概況高分子材料理論基礎和概念(詳細的內容指定參考范圍讓學生利用課外時間自學),從高分子材料的加工原理出發,著重對成型加工工藝進行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發,對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術及工藝進行重點講授,然后講授塑料、橡膠及復合材料的成型特點和區別,對于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文獻中見報道的新的成型方法及工藝,教師建立了QQ群這樣的交流平臺,并將高分子領域權威的一些微信公眾號分享到平臺上,經常轉發高分子材料國際國內的重要進展到平臺,引導學生關注,激發學生的學習積極性,讓學生以興趣為導向自動組成興趣學習小組的方式進行自學。筆者首先通過課內課外結合強化高分子理論基礎與概念,對成型加工影響最大的流變性在課堂上進行詳細介紹,而其他性能如穩定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學習內容,在有限的學時內,節選核心內容,把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應用體系分成很多小結,而教學過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講,但不同章節會選不同的材料體系來進行,比如講橡膠的壓延,那么注塑可能選塑料,而擠出可能選復合材料,這樣來兼顧各類高分子材料的成型。

    三、教學方法的改革

    教學方法是影響教學目標是否能夠實現、實現的程度和效率的關鍵。非高分子材料專業的“高分子材料成型與工藝”課程教學存在兩個難點:一是許多內容涉及高分子加工機械、設備結構及操作過程,這要求有實際感性認識和直觀性;二是該課程的理論性和實踐性都很強,如何在教學過程中實現理論與實際的結合,用理論來解釋生產中的實際問題,或以具體實例來說明理論,促使學生真正掌握知識。針對這些問題,“高分子材料成型與工藝”課程在教學過程中對教學方法、教學手段進行了改革。

    (一)現代化教學與傳統教學相結合。“高分子材料成型與工藝”課程中許多內容涉及高分子加工機械、設備結構及操作過程,這要求有實際感性認識和直觀性,同時,該課程的理論性和實踐性都很強。筆者根據所選用教材,利用PowerPoint加入聲音、圖像、動畫、視頻等各種多媒體信息,并根據需要設計各種演示效果,將抽象、生澀難懂的知識形象生動地展示給學生,激起學生學習的興趣、吸引他們的注意力,大大加深學生對知識的理解和印象。由于化學化工學院缺乏相應的高分子材料成型教學設備,教學小組聯系外界資源制作了幾個基本成型工藝的微課,同時廣泛收集案例、動畫演示及成型錄像,不斷補充到授課內容中,讓學生對高分子成型工藝及設備等有更直觀的認識,對課件內容進行更新和完善,豐富課堂內容,加大課堂信息量,使學生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認識,使教學達到事半功倍的效果。

    同時,教師也要注意吸取傳統教學中講解的優點,將教師的語言、激情和應變能力體現在多媒體教學中,并用眼神、情感、心靈與學生溝通,必要時還要進行板書,讓學生徹底把握一些關鍵問題。

    (二)采用“任務驅動”教學法和啟發式互動式教學。與傳統的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學方式不同,筆者在部分知識點的授課中嘗試采用“任務驅動”教學法,從傳統教學的講授、灌輸和教師主宰課堂,轉變為組織和引導;從單純講解轉變為與學生進行適當的交流和探討。筆者在講述“高分子材料配方設計”這一章內容時,并沒有按照書本來進行,而是布置了一道思考題“設計食品袋的配方”,讓學生通過自學課本內容與上網查找相關知識等來完成這一思考題,并在學生完成后讓他們用PPT來展示成果,通過討論的形式與學生探討了配方設計中的一些原則與內容。

    啟發式互動式教學強調先讓學生積極思考,再進行適時啟發;教師不僅要加強自身專業素養和知識積累,而且更重要的是建立師生互動的教學過程,并營造良好的課堂教學氛圍,實現教學相長;教師注意自己角色的轉變,良好的學習情境可使學生了解學習任務的必要性和與學習任務相關的學習信息,從而激發學習意愿和濃厚的學習興趣;在教學過程中,對于重要的知識點,通過案例教學,與學生共同分析和討論,啟發學生進行思考,培養學生的創新能力。

    第3篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:高分子材料;發展;前景

    一 高分子材料的發展現狀與趨勢

    高分子材料作為一種重要的材料, 經過約半個世紀的發展巳在各個工業領域中發揮了巨大的作用。從高分子材料與國民經濟、高技術和現代生活密切相關的角度說, 人類已進人了高分子時代。高分子材料工業不僅要為工農業生產和人們的衣食住行用等不斷提供許多量大面廣、日新月異的新產品和新材料又要為發展高技術提供更多更有效的高性能結構材料和功能性材料。鑒于此, 我國高分子材料應在進一步開發通用高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以滿足市場需要的基礎上重點發展五個方向:工程塑料,復合材料,液晶高分子材料,高分子分離材料,生物醫用高分子材料。近年來,隨著電氣、電子、信息、汽車、航空、航天、海洋開發等尖端技術領域的發展和為了適應這一發展的需要并健進其進? 步的發展, 高分子材料在不斷向高功能化高性能化轉變方面日趨活躍,并取得了重大突破。

    二 高分子材料各領域的應用

    1高分子材料在機械工業中的應用

    高分子材料在機械工業中的應用越來越廣泛, “ 以塑代鋼” ,“ 塑代鐵” 成為目前材料科學研究的熱門和重點。這類研究拓寬了材料選用范圍,使機械產品從傳統的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經濟轉變。如聚氨酉旨彈性體,聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出, 在某些有機溶劑 如煤油、砂漿混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機葉輪、蓋板, 廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 對金屬的同比磨耗量比尼龍小, 用聚四氟乙烯、機油、二硫化鑰、化學等改性, 其摩擦系數和磨耗量更小, 由于其良好的機械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各種齒輪、軸承、凸輪、螺母、各種泵體以及導軌等機械設備的結構零部件。在汽車行業大量代替鋅、銅、鋁等有色金屬, 還能取代鑄鐵和鋼沖壓件。

    2 高分子材料在燃料電池中的應用

    高分子電解質膜的厚度會對電池性能產生很大的影響, 減薄膜的厚度可大幅度降低電池內阻, 獲得大的功率輸出。全氟磺酸質子交換 膜的大分子主鏈骨架結構有很好的機械強度和化學耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是電池運轉時保水率降低, 又要影響電解質膜的導電性, 所以要對反應氣體進行增濕處理。高分子電解質膜的加濕技術, 保證了膜的優良導電性, 也帶來電池尺寸變大增大左右、系統復雜化以及低溫環境下水的管理等問題。現在一批新的高分子材料如增強型全氟磺酸型高分子質子交換膜耐高溫芳雜環磺酸基高分子電解質膜納米級碳纖維材料新的一導電高分子材料等等, 已經得到研究工作者的關注。

    3 高分子材料在現代農業種子處理中的應用及發展

    高分子材料在現代農業種子處理中的應用:新一代種子化學處理一般可分為物理包裹利用干型和濕形高分子成膜劑, 包裹種子。種子表面包膜利用高分子成膜劑將農用藥物和其他成分涂膜在種子表面。種子物理造粒將種子和其他高分子材料混和造粒, 以改善種子外觀和形狀, 便于機械播種。高分子材料在現代農業種子處理中研究開發進展:種子處理用高分子材料已經從石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向發展。其中較為常見和重要的高分子材料類型包括多糖類天然高分子材料, 具有在低溫情況下維持較好膜性能的高分子材料, 高吸水性材料, 溫敏材料, 以及綜合利用天然生物資源開發的天然高分子材料等, 其中利用可持續生物資源并發的種衣劑尤為引人關注。

    4 高分子材料在智能隱身技術中的應用

    智能隱身材料是伴隨著智能材料的發展和裝備隱身需求而發展起來的一種功能材料,它是一種對外界信號具有感知功能、信息處理功能。自動調節自身電磁特、自我指令并對信號作出最佳響應功能的材料/系統。區別于傳統的外加式隱身和內在式雷達波隱身思路設計,為隱身材料的發展和設計提供了嶄新的思路,是隱身技術發展的必然趨勢 ,高分子聚合物材料以其可在微觀體系即分子水平上對材料進行設計、通過化學鍵、氫鍵等組裝而成具有多種智能特性而成為智能隱身領域的一個重要發展方向。

    三 高分子材料的發展前景

    1高性能化

    進一步提高耐高溫,耐磨性,耐老化,耐腐蝕性及高的機械強度等方面是高分子材料發展的重要方向,這對于航空、航天、電子信息技術、汽車工業、家用電器領域都有極其重要的作用。高分子材料高性能化的發展趨勢主要有創造新的高分子聚合物,通過改變催化劑和催化體系,合成工藝及共聚,共混及交聯等對高分子進行改性,通過新的加工方法改變聚合物的聚集態結構,通過微觀復合方法,對高分子材料進行改性。

    2高功能化

    功能高分子材料是材料領域最具活力的新領域,目前已研究出了各種各樣新功能的高分子材料,如可以像金屬一樣導熱導電的高聚物,能吸收自重幾千倍的高吸水性樹脂,可以作為人造器官的醫用高分子材料等。鑒于以上發展,高分子吸水性材料、光致抗蝕性材料、高分子分離膜、高分子催化劑等都是功能高分子的研究方向。

    3復合化

    復合材料可克服單一材料的缺點和不足,發揮不同材料的優點,擴大高分子材料的應用范圍,提高經濟效益。高性能的結構復合材料是新材料革命的一個重要方向,目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面,今后復合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纖維增強材料的研究與開發,合成具有高強度,優良成型加工性能和優良耐熱性的基體樹脂,界面性能,粘結性能的提高及評價技術的改進等方面。

    4智能化

    高分子材料的智能化是一項具有挑戰性的重大課題,智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級智能,例如預知預告性,自我診斷,自我修復,自我識別能力等特性,對環境的變化可以做出合乎要求的解答;根根據人體的狀態,控制和調節藥劑釋放的微膠囊材料,根據生物體生長或愈合的情況或繼續生長或發生分解的人造血管人工骨等醫用材料。由功能材料到智能材料是材料科學的又一次飛躍,它是新材料,分子原子級工程技術、生物技術和人 工智能諸多學科相互融合的一個產物。

    5綠色化

    雖然高分子材料對我們的日常生活起了很大的促進作用,但是高分子材料帶來的污染我們仍然不能小視。那些從生產到使用能節約能源與資源,廢棄物排放少,對環境污染小,又能循環利用的高分子材料備受關注,即要求高分子材料生產的綠色化。主要有以下幾個研究方向,開發原子經濟的聚合反應,選用無毒無害的原料,利用可再生資源合成高分子材料,高分子材料的再循環利用。

    四 結束語

    高分子材料為我國的經濟建設做出了重要的貢獻,我國已建立了較完善的高分子材料的研究、開發和生產體系,我國雖然在高分在材料的開發和綜合利用方面起步較晚,但目前來看也取得了不錯的進步,我們應提高其整體技術水平,致力于創新的高分在聚合反應和方法,開發出多種綠色功能材料和智能材料,以提高人類的生活質量,并滿足各項工業和新技術的需求。

    參考文獻:

    [1]金關泰.《高分子化學的理論和應用》,中國石化出版社,1997

    第4篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:高分子材料學 表面工程 教學模式

    中圖分類號:G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2012)04-0055-02

    “高分子材料學”是我校材料科學與工程專業(表面工程方向)的一門專業課程。表面工程學生的就業領域主要為材料涂裝、防腐等,學生需要熟悉各種工程材料(金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等)的基本性質、制備工藝以及表面處理方面的知識。“高分子材料學”主要介紹高分子材料的制備、性能、成型、改性及應用等方面的知識。

    “高分子材料學”這門課共32學時,所選教材為化學工業出版社出版的《高分子材料基礎》。主要內容包括四部分:高分子材料的合成及制備、高分子材料的結構與性能、常見的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及應用。該教材[1]濃縮了高分子材料與工程專業的四門專業主干課共192學時的內容,即高分子化學(48學時)、高分子物理(64學時)、高分子材料成型工藝(48學時)、聚合物改性原理及方法(32學時)。

    1 “高分子材料學”講授過程中面臨的問題

    “高分子材料學”課程的講授具有較大難度,主要表現在以下方面:

    該課程涵蓋了高分子材料與工程專業學生的專業主干課內容,要深入講解這些內容,需要近200學時,而針對表面工程學生開設的“高分子材料學”僅僅只有32學時,時間緊,內容多,如何合理安排各部分內容占的比重是授課教師面臨的首要問題。

    “高分子材料學”相關內容的學習,需要學生具備一定的化學基礎及力學基礎,而對表面工程的學生而言,因專業側重不同,化學課程及機械基礎課開設門類不如高分子材料與工程專業齊全,導致表面工程的學生在學習“高分子材料學”時,對教材內容的理解及掌握有一定難度。這對授課教師備課也提出了更高的要求,如何在有限的學時中適時補充相關背景知識幫助學生理解,是授課教師需要思考的另一問題。

    “高分子材料學”雖為表面工程學生的專業課之一,但從歷年就業情況看,表面工程學生就業以金屬材料加工行業居多,而從事高分子材料加工行業的很少。故必然存在學生對該課程重視程度不夠,學習積極性不高的問題,因此授課教師也需要在教學模式上進行探索創新,充分調動學生學習的積極性,引導學生主動參與到教學過程中來。

    2 “高分子材料學”課程教學模式探索

    2.1梳理重點,側重剖析基本概念

    “高分子材料學”學時有限,內容繁多,因此需要授課教師在備課時梳理出各章節的重要知識點和基本概念, 注意各部分內容的銜接,并找出線索將各章散落的知識點貫穿起來。

    比如,在介紹高分子材料合成及制備時,著重講授加聚反應及縮聚反應的基本步驟,對比這兩種聚合反應的特點及反應產物特性,便于學生掌握常見高分子材料的合成反應類型,了解制備方法對材料性能的影響。考慮到表面工程學生的學科基礎及專業側重,對反應速率的計算等知識點不做要求。

    再如,課程內容第二部分介紹高分子材料的結構與性能,這部分內容為承上啟下的重點章節,高分子材料的結構及性能特點在其合成過程中奠定基礎,并將在成型過程及改性中得以體現和完善。這部分內容體現了高分子材料與其他材料的本質區別,涉及的基本知識點很多,而且多為表面工程學生不熟悉的內容。因此,同樣需要通過對比,突出高分子與低分子的結構與性能差異,側重高分子溫度——形變關系,結晶過程及晶體結構等重要知識點的講解。

    2.2因材施教,適時補充背景知識

    “高分子材料學”中很多知識點的理解離不開有機化學、物理化學等基礎課程的支撐,而表面工程方向的學生并未開設相關課程。為此,需要教師在講授過程中適時補充背景知識。

    例如,在講授高分子合成反應類型對材料性能的影響時,可簡要介紹常見化學基團的特點并聯想對應的高分子材料的性能特點及成型要點。以聚碳酸酯(PC)為例,這種材料采用縮聚反應制備,分子結構中含有酯基,酯基在一定條件下容易水解,因此可聯想到PC材料在成型時的高溫條件下應避免水分的存在,防止水解反應發生導致材料性能劣化。

    此外,為彌補學生基礎知識的不足,講授時還可結合日常生活中的實例進行對照說明。在講授高分子結晶時,可聯想泡面模型以及珍珠形成等實例;講授高分子材料降解及添加劑功效時,可結合塑料制品長期暴曬變色發脆、塑料拖鞋逐漸由軟變硬等學生熟知的生活常識進行分析。

    2.3結合專業,調動學生學習積極性

    “高分子材料學”為考查科目,且表面工程的學生就業以金屬材料加工行業居多,學生誤認為這門課程與自己的專業及將來就業銜接不緊,從而對“高分子材料學”課程重視不夠,故學習積極性也不高。為此,授課教師應有意識的引導學生思考,并采用靈活的考核方式調動學生的積極性。

    筆者在講授此門課程時,并未采用課堂考試的形式進行考核,而是給學生布置了“高分子材料與表面工程”為主題的課程論文撰寫任務,并讓學生制作出相關的PPT將自己的論文進行口頭陳述,最后根據其論文撰寫情況、PPT制作情況及陳述情況給出該門課程的成績[2]。課程論文的完成情況直接跟成績掛鉤,能有效調動學生的積極性及對課程的重視;課程論文的撰寫需要大量專業文獻為基礎,學生在撰寫論文的過程中能自覺關注及閱讀相關專業文獻,有利于拓寬其專業視野;制作PPT的過程是對課程論文內容的凝練,有利于學生理清思路掌握重點;口頭陳述環節能有效杜絕學生互相抄襲論文,教師也能通過學生的口頭陳述情況,觀察學生對該門課程基礎知識的掌握程度。

    學生通過獨立搜集資料撰寫論文制作PPT并口頭陳述等環節的訓練,既能讓他們發現“高分子材料學”這門課程與所學專業的緊密聯系,也鍛煉了他們的資料搜集能力及口頭表達能力,為將來畢業答辯及就業面試打下基礎。

    3 結語

    高分子材料是非常重要的工程材料,對于表面工程的學生而言,應該熟悉并掌握這類工程材料的特性。“高分子材料學”雖然不是表面工程方向的專業主干課,但涵蓋了高分子材料相關的大量專業基礎知識,也是面向表面工程學生開設的唯一一門有關高分子材料的課程。授課教師應該積極進行教學模式的探索,激發學生的學習興趣,讓學生在有限的學時中掌握相關基礎知識。

    參考文獻:

    [1]張留成,瞿雄偉,丁會利編.高分子材料基礎[M].北京:中國輕工業出版社,2004.

    第5篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:液晶 液晶高分子 應用

    中圖分類號:TN15 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)004-031-01

    1 引言

    液晶高分子材料是在一定條件下可以液晶態存在的高分子所加工制成的材料,較高分子量和液晶有序的有機結合使液晶高分子材料具有一些優異的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的強度和模量,或具有很小的熱膨脹系數,或具有優良的電光性質等等。研究和開發液晶高分子材料,不僅可以提供新的高性能材料從而促使技術的進步和新技術的產生,同時可以促進高分子化學、高分子物理學、高分子加工以及高分子應用等領域的發展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意義。

    2 液晶高分子材料的發展

    液晶高分子存在于自然界很多物質中,像是生物體中的纖維素、多肽、核酸、蛋白質、細胞及細胞膜等都存在液晶態。液晶的原理首先在1888年由奧地利植物學家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh,Chem,9,421,1888)提出,之后,德國科學家O,Lehamann驗證了液晶的各向異性,他建議將其命名為Fliess,endekrystalle,在英語中也就是液晶(Liquid Crystal或簡化為LC)。19世紀60年代,人們發現聚對苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中,和聚對苯二甲酰對本二胺溶解在濃硫酸中,都可以形成向列型液晶(根據分子排列的形式和有序性不同,液晶有三種不同的結構類型:近晶型、向列型和膽甾型。向列型液晶只保留著固體的一維有序性,具有較好的流動性)。剛性分子鏈在溶液中伸展,當其濃度達到臨界濃度時由于部分剛性分子聚集在一起形成有序排列的微區結構,使溶液由各向同性向各向異性轉變,由此形成了液晶。隨即,美國杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纖維PPTA(聚對苯二甲酰對苯二胺),標志著液晶高分子研究工業化發展的開始。到70~80年代,出現了諸如Xydar(美國Dartin公司,1984年),Vectra(美國Calanese公司,1985年)等一系列商用型熱致液晶,液晶高分子材料逐漸開始推廣。發展至今,液晶這一形態已經成為一個相當大的物質家族,其商業用途多達幾百種,例如日常生活中所用的液晶顯示手表、計算器、筆記本電腦和高清晰的彩色電視等都已商品化,使得顯示技術領域發生重大的革命性變化。

    液晶高分子的一系列不同尋常的性質已經得到了廣泛的實際應用,其中大家最為熟悉的就是上面說到的液晶顯示技術,它是應用向列型液晶的靈敏的電響應特性和優秀的光學特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夾在兩塊導電的玻璃板之間,在施加適當電壓的點上變得不透明,因此當電壓以某種圖形的形式加到液晶薄膜上就產生了圖像。這一原理等同于學生日常學習使用的計算器,在通電時液晶分子排列變得有秩序,使光線容易通過;不通電時分子排列混亂,阻止光線通過,因而顯示出所要計算的數字。液晶顯示器件最大的優點在于耗電低,可以實現微型化和超薄化。與小分子液晶材料相比,液晶高分子在圖形顯示方面的應用前景在于利用其優點開發大面積、平面、超薄型、直接沉積在控制電極表面的顯示器,具有相當大的優勢。

    液晶高分子還可以利用其熱,光效應來實現光存儲。首先將存儲介質制成透光的液晶態晶體,這時測試的光完全透過,證明沒有信息記錄;當用一束激光照射存儲介質時,局部溫度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔體,分子失去有序性:激光消失后,液晶高分子凝結成不透光的固體,信號被記錄下來。此時如果再照射測試光,將僅有部分光透過,記錄的信息在室溫下永久保存。這同目前常用的存儲介質――光盤相比,其對信息的存儲依靠記憶材料內部的特性變化使得液晶高分子存儲材料的可靠性更高,而且不用擔心灰塵和表面的劃傷對存儲數據的影響,更適合于重要數據的長期保存。

    此外,將剛性高分子溶液的液晶體系所具有的流變學特性應用于纖維加工過程中,已創造出一種新的紡絲技術――液晶紡絲,這種新技術使纖維的力學性能提高了兩倍以上,獲得了高強度、高模量、綜合性能優越的纖維。由于剛性高分子溶液形成的液晶體系具有高濃度、低粘度和低切變速率下高度取向的流變學特性,因此采用液晶紡絲便順利地解決了高濃度溶液必然伴隨著高粘度的問題。同時,由于液晶分子的取向,紡絲時可以在較低的牽伸條件下就獲得較高的取向度,避免纖維在高倍拉伸時產生應力和受到損傷。這樣所得的高性能纖維可用于制造防彈衣、纜和特種復合材料等。

    3 液晶高分子材料的應用

    液晶高分子材料不僅在化學、物理方面得到了廣泛的應用,其在生物醫學方面的應用也是不可小視的。由于在電、磁、光、熱、力等條件變化時,液晶高分子將發生顯著的變化,使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透過量和選擇性。因此,利用溶致性液晶(根據液晶形成條件的不同液晶態物質又可分為“熱致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型過程,如形成層狀結構,再進行交聯固化成膜,可以制備具有部分類似功能的膜材料。脂質體是液晶高分子在溶液中形成的一種聚集態,這種微膠囊最重要的應用就是作為定點釋放和緩釋藥物的使用。微膠囊中包裹的藥物隨體液到達病變點后被酶作用破裂釋放出藥物,達到定點釋放藥物的目的。

    如前所述,作為新興的功能材料,液晶高分子材料具有很多突出的優點。隨著人們對它不斷的研究,液晶高分子材料會逐步代替目前使用的部分金屬和非金屬材料。液晶高分子材料作為一種較新的高分子材料,人們對它的認識還不充分,但在不遠的將來,液晶高分子材料的應用一定會越來越廣泛。對人類的生存和發展做出新的貢獻。

    參考文獻:

    [1]羅祥林.功能高分子材料[M].京:化學工業出版社,2010.

    [2]何曼君,張紅東等.高分子物理[M].上海:復旦大學出版社,2007.

    第6篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:高分子 材料阻燃技術 應用 發展

    中圖分類號:TQ31 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)10(b)-0198-02

    高分子可燃材料具有優良的性能,其應用的范圍也越來越廣,特別是在建筑、交通、家具、電子電器等行業領域被大量使用,美化和方便了人們的環境和生活,獲得了顯著的經濟效和社會效益,已逐漸代替傳統材料。然而大多數該分子材料都易燃、可燃材料,在燃燒時熱釋放速率快、火焰傳播速度快、發熱量高、不易熄滅,還產生大量濃煙和有毒氣體。隨著高分子材料的廣泛應用,其潛在的火災危險性大大增加,因而如何提高高分子材料的阻燃性能,成為當前消防工作急需解決的一個問題。

    1 高分子阻燃技術應用

    1.1 高分子阻燃材料分類

    關于阻燃高分子材料目前尚無明確分類,通常可按照獲取阻燃性能的方式劃分,可將其分為本質阻燃高分子材料和非本質阻燃材料兩種。一種是材料本身具有阻燃性;另一種是通過加入添加阻燃劑獲得阻燃性能。非本質阻燃材料可根據阻燃劑添加方式分為添加型阻燃高分子材料和反應型高分子材料。所謂添加型阻燃高分子材料,即在高聚物加工過程中,將阻燃劑以物理方式分散于基材中而賦予材料的阻燃性;反應型阻燃高分子材料的阻燃劑是在高聚物的合成中加入的,它作為一種單體參與反應,并結合到高聚物的主鏈或支鏈上,使高聚物含有阻燃成分[1]。

    1.2 高分子阻燃技術

    阻燃劑是用于提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰傳播的助劑。在現代化社會中,阻燃劑具有著諸多的類型,旨在能夠為了切實滿足不同環境下的防火需求,就其所包含的類型來看,主要可以分為以下3種。

    第一種,是有機阻燃劑,主要用于針對有機物的燃燒預防,比如包括磷酸酯、鹵系和紡織物等等,具有著耐久性的特點。

    第二種為無機鹽類阻燃劑,包括的產品主要有氯化銨、氫氧化鋁等等材料,這種類型的阻燃劑具有著無煙、無毒與無害的優勢,因此成為了目前應用領域最為廣泛的一種阻燃劑。

    第三種為有機和無機混合類型的阻燃劑,這種類型的阻燃劑通常被科學界認為是無機阻燃劑的升級版,擁有著和無機阻燃劑同等的優勢,但相對來說具有著較高的成本,因此并未普及應用。而從不同阻燃劑的阻燃元素上看,又可以劃分為幾種,包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑和硅系阻燃劑等,其各自有著相應的優勢和缺點,但依然憑借著不同的特點被廣泛應用于不同的防火領域當中[2]。

    受到近些年科學技術飛速發展的影響,高分子材料的阻燃技術水平也獲得了突破性的發展,包括阻燃劑微膠囊技術、交聯與接枝改性等等,無論是何種新技術的應用,其作用原理都大體相一致,區別主要在于對人工合成技術的依賴程度有所不同,最明顯的技術優勢更是在于對傳統材料阻燃之后所產生的有毒有害氣體的轉化,最具代表性的便是現代阻燃技術領域的納米技術應用,不僅能夠有效降低阻燃過程中各類反應對環境的污染,同時更憑借較高的技術水平全面提高了阻燃技術的安全性。

    1.3 高分子材料燃燒及阻燃技術應用機理

    高分子材料在空氣中受熱時,會分解生成揮發性可燃物,當可燃物濃度和體系溫度足夠高時,即可燃燒。所以高分子材料的燃燒可分為熱氧降解和燃燒兩個過程,涉及傳熱、高分子材料在凝聚相的熱氧降解、分解產物在固相及氣相中的擴散、與空氣混合形成氧化反應場及氣相中的鏈式燃燒反應等一系列環節。當高分子材料受熱的熱源熱量能夠使高分子材料分解,且分解產生的可燃物達到一定濃度,同時體系被加熱到點燃溫度后,燃燒才能發生。而己被點燃的高分子材料在點燃源穩定后能否繼續燃燒則取決于燃燒過程的熱量平衡。當供給燃燒產生的熱量等于或大于燃燒過程各階段所需的總熱量時,高分子材料燃燒才能繼續,否則將中止或熄滅。從高分子材料的燃燒機理可看出,阻燃作用的本質是通過減緩或阻止其中一個或幾個要素實現的。其中包括6個方面:提高材料熱穩定性、捕捉游離基、形成非可燃性保護膜、吸收熱量、形成重質氣體隔離層、稀釋氧氣和可燃性氣體。目前常采用的阻燃劑行為主要是通過冷卻、稀釋、形成隔離膜的物理途徑和終止自由基的化學途徑來實現。燃燒和阻燃都是十分復雜的過程,涉及很多影響和制約因素,將一種阻燃體系的阻燃機理嚴格劃分為某一種是很難的,一種阻燃體系往往是幾種阻燃機理同時起作用[3]。

    2 高分子材料阻燃技術的研發動向分析

    2.1 高分子材料阻燃技術的現代化發展體現

    在現代工業領域當中,阻燃材料憑借著自身所具有的阻燃優勢,已經獲得了越來越廣泛的發展前景。傳統的添加阻燃劑,在熱量不斷加升的同時,其有毒氣體也將被釋放出來,產生有毒氣體將會嚴重危害心肺功能,因此,在傳統阻燃劑中,也相應增加了磷酸酯等化學物質,以便于通過磷酸酯來提升材質的氣體吸附能力,相比較來講磷氮化合物擁有更加高等的吸附能力,正是由于添加型阻燃劑中存在以上不同的化學物質,因此,阻燃劑安全系數也將被提升。由此也就確定了磷系阻燃劑的地位。伴隨著現代技術的發展各類阻燃產品均獲得了良好的發展應用空間,各類阻燃產品的優勢也開始越來越突出,由于阻燃材質中的阻燃性能受到影響,才最終達到阻燃的實際效果。相對來講,阻燃技術也通過阻燃劑的化學功能,改變其傳統的分子結構,以至于實現阻燃價值。因此,阻燃技術應具備一定的高分子材料脫水碳化功能,并在此基礎上,吸收相關的有毒氣體,當值在材料燃燒中,產生有毒氣體,威脅相關人員的生命健康。對此應當進一步加大對現有阻燃劑的研發力度,并在科學技術的支撐作用下對現有的阻燃劑進行改善與功能領域的創新,使現有的阻燃劑能夠具備傳統的阻燃性能優勢,還同時具有更多的現代化功能比如耐熱、抗輻射等等[4]。

    2.2 高分子阻燃材料的綠色發展趨勢

    高分子阻燃材料的綠色發展方向已經開始被充分重視,其是社會的現代化發展需要,阻燃劑在各個行業領域當中的應用量有著明顯的增加,所有新材料與新產品的更新換代頻率都在不斷加速。而與此同時,人們的環保意識也在不斷提升,因此,阻燃劑的技術發展方向也開始逐漸趨向于綠色化發展。尤其是近些年社會開始重點關注對可持續發展的建設,由此直接決定了阻燃劑的發展需要契合生態的關系。目前,國際當中已有一部分發達國家開始致力于從環保角度出發來限制對污染環境阻燃劑的生產與使用,該文認為,這樣的現狀本質上也是對人們生命財產安全負責的另一種形式。不可否認,中國作為生產制造大國,高分子產業的發展具有著顯赫的地位,在國際阻燃材料飛速發展的大勢所趨之下,消防部門同時出臺了新的規定,旨在為阻燃材料的科學化更新提供明確的方向指引。在當前市場競爭激烈的形式下,阻燃技術的開發在外界的推動下有了技術上的提高。尤其是低毒低煙、無鹵高效的環保阻燃劑更是起到了不可估量的作用。綜上,不管是鹵系阻燃劑還是無鹵阻燃劑,其必然趨勢都是向環保型無鹵阻燃劑發展,發展方向都以低毒化、環保化、高效化、多功能化為主[5]。

    3 高分子材料阻燃技術的優化改革動向

    當前,對于阻燃技術的研究,我國還有待加強,在相關技術研發力度,以及自主研發等環節,相對于國外先機技術仍然存在較大的進步空間。但根據我國當前研發技術來講,已經較傳統技術提升了許多。近些年國家積極進行科研技術支持,在研究經費中,研究技術中,積極給予幫助,使得各項技術研發工作中逐漸擴大,研發力度也逐漸加深,在國家技術支持上,當前各項技術研發應用皆取得了良好的成績,阻燃技術便是其中一項,在國家的扶持幫助下,阻燃技術應用價值逐漸得到挖掘,阻燃技術研發也漸漸深入到人們的視野之中。

    由從傳統阻燃技術當前的阻燃技術研發,期間經歷中眾多變遷,最早阻燃技術是由物理作用的幫助喜愛,實現對氧氣的阻隔,最終達到阻燃的效果,當前新型阻燃技術的研發,使得性質阻燃上升至化學反應界面中,通過對材質化學分子的改變,使得可燃性材質逐漸具備阻燃技術,從融合阻燃逐漸轉變成為無機阻燃,并在阻燃技術研發的過程中,更加注重了對有害有毒物質的處理,通過添加可吸附分子,將有毒有害物質進行吸附,在實現了阻燃技能的基礎上,實現了無污染的目標。這種科技研發的成果符合了綠色發展以及可持續發展理念的要求。當前在阻燃技術研發中,微膠囊技術、納米技術等其他技術的影響,使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升,阻燃性能也隨著阻燃效果不斷變化。在阻燃技術應用中,復合型材料的應用也為阻燃技術提供了發展方向。

    該文認為,在今后的發展中,隨著阻燃技術的提升,阻燃性能的變化,必將使阻燃形態以及其他性能達到提高,并在科研技術的研發過程中,隨著可持續發展理念的貫徹,堅信可燃材料阻燃技能將會更加環保。

    4 結論

    綜上所述,通過對阻燃技術的研究可知,阻燃技術經歷了從物理阻燃向化學阻燃技能的轉變,在化學阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。隨著阻燃技術研發的不斷加深,我們堅信,阻燃材料的發展也會與之相適應,產品結構也會相應調整,我們必然會找到解決的辦法,開發出符合人們需求的高分子阻燃材料。

    參考文獻

    [1] 郭永吉.高分子材料阻燃技術的應用及發展探究[J].江西化工,2014(4):208-209.

    [2] 郭曉林,李娟,李瑩.擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技術現狀與發展趨勢[J].中國塑料,2014(12):6-11.

    [3] 高建衛.我國建筑保溫技術進展及存在問題分析[J].材料導報,2013(S1):276-280,284.

    第7篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:熱致型形狀記憶;高分子材料;制備技術;智能材料 文獻標識碼:A

    中圖分類號:TB324 文章編號:1009-2374(2015)11-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.005

    具備形狀記憶功能的材料是新型感應型材料,是屬于智能材料的范疇,因其能夠感應環境變化并能對變化作出相應的響應,并且可據以調整位置、形狀、應變等力學參數,可在特定條件下恢復到原先設定的狀態。相當于具備一定的固定原始狀態的材料經過特定形變并固定成為另外一種形狀后,通過處理有條件可以恢復到原始狀態的材料。熱致型記憶高分子材料制備方法簡便,控制形變的方法較易,應用范圍非常廣泛,因而成為目前研究與開發領域較活躍的形狀記憶高分子。本文對熱致型形狀記憶高分子材料的形狀記憶原理、制備方法和其中的幾種重要類型進行綜述和評論。

    1 熱致型形狀記憶原理

    熱致型形狀記憶高分子的形狀記憶與其玻璃化轉變溫度有關。在高分子材料的內部存在著不完全相容或完全不相容的兩相或多相,一般稱作固定相(記憶初始狀態)和可逆相(可隨溫度變化發生固化或軟化)。

    當外界溫度在分子的玻璃化轉變溫度以下時,分子的可逆相和固定相都處在凍結的狀態,即其分子鏈被凍結,整個材料分子均處在玻璃態;對應地,當外界溫度在玻璃化轉變溫度以上時,分子鏈段發生運動,材料分子處于高彈狀態,此時加以外力,材料分子可發生形變。溫度下降過程中,材料分子會逐漸冷卻,若保持外力一直存在,材料的形狀可維持不變,冷卻完成后,材料分子鏈段凍結,相當于可逆相處在凍結的狀態,在高溫時被賦予的形狀可保持。

    溫度再次達到玻璃化溫度以上時,材料分子的鏈段會解凍并逐漸恢復運動,同時在固定相的作用下,高分子材料的形狀可以恢復到初始形狀。由此可知,組成可逆相的分子結構對記憶溫度有影響,組成固定相的分子結構影響形變的恢復。

    2 熱致型形狀記憶高分子材料的制備技術

    2.1 交聯

    聚合物改性的一種常用方法是交聯。交聯目的是使聚合物的線形分子之間相互結合,從而使線形分子聯結成為網狀的結構,若加熱升溫至Tg及以上時進行伸長處理,其交聯網狀結構將伸展,與此同時結構的內部會產生回復力,溫度降至Tg以下時,分子鏈冷卻成為結晶態或玻璃態,從而使變形固定,回復力在分子結構內部凍結,當再次升溫,分子可恢復到原始形狀。其基本方法是通過外界的反應條件(如溫度)提供能量,使得分子產生自由基,進而發生自由基結合反應,使聚合物交聯。此種交聯方法的優點是可以使聚合物性能改善,且在分子內部不存在其他化學物質的污染。但因輻射的能量過高,聚合物雖然會發生交聯反應,但也有部分聚合物發生降解反應,對聚合物有一定損傷,影響聚合物的性能,產量相應的也會降低。除了輻射交聯,也可以使用化學交聯的方法。例如,丙烯酸與丙烯酸十八醇酯可發生交聯反應,以亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑,可以合成具備形狀記憶功能的高分子材料。

    2.2 共聚

    分子結構中存在著兩種或多種不完全相容或完全不相容的部分,使得分子結構中不完全相容的相分離,通常情況下玻璃化溫度低的相叫做軟段,玻璃化溫度高的相叫做硬段。共聚反應可以通過調節軟段的結構組成、分子量、軟段的比例來調節形狀記憶材料的回復應力、軟化溫度等,進而改變聚合物的形狀記憶功能。具體方法是用兩種玻璃化溫度不同的材料進行聚合反應,生成具有交聯嵌段結構的共聚物。據報道,PEO-PET的共聚物包含兩部分,作為硬段部分的PET具有較高的玻璃化溫度,主要是形成物理交聯,從而保證共聚物可以具備較高的硬挺度;PEO是聚合物的軟段部分,其玻璃化溫度較低,是提供彈性的部分;在此種聚合物中,如果增加PET的含量,物理交聯便會提高;相應地,如果增加PEO的長度,分子鏈更易運動,共聚物能表現出良好的形狀記憶功能。

    2.3 分子自組裝

    分子自組裝(self-assembly)是指在無外力參與的情況下,分子借助其內部能量發生自發的聚集、聯接并形成規則結構的現象。例如,分子的結晶現象就是一種典型的自組裝現象。彭宇行等人第一次利用了聚丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯分子與溴化十六烷基二甲基乙銨分子間的靜電引力制得了具備超分子結構的且有形狀記憶功能的高分子材料。這也是首次將超分子自組裝引入到智能記憶材料的領域。其制備不僅可依賴分子間的靜電引力,氫鍵、范德華力等也可作為其反應內力。

    3 幾種重要的熱致型形狀記憶聚合物

    3.1 聚降冰片烯

    聚降冰片烯樹脂是世界上第一種具有形狀記憶功能的高聚物,其成品具備形狀記憶功能,即其形狀變化很大,但經加熱,可立即恢復至原來形狀。聚降冰片烯通常由乙烯與環戊二烯發生縮合反應得到,其分子量一般在300萬以上,玻璃化轉變溫度(Tg)約為35℃,可逆相是玻璃態,固定相是分子鏈的聯結點,具備超分子的結構。在聚降冰片烯分子的內部不存在極性結構與分子間相互聯接的交聯結構,故可以通過真空成型或注射等方法加工成型,但是因為分子量過高,所以在加工時較

    困難。

    3.2 形狀記憶聚氨酯

    聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯,是一種含部分結晶的線型聚合物,其制備是先由二異氰酸酯與低聚物多元醇反應生成聚氨酯預聚體,再用多元醇、氨基酸、羧酸等可進行擴鏈反應或交聯反應生成具備聯接嵌段結構的聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物以其柔性鏈段(多元醇部分)作為可逆相,剛性鏈段(二異氰酸酯和擴鏈劑)作為物理的交聯點,作為其固定相。也可通過合成是選擇的原料及原料的比例來調節Tg,即可得到響應溫度不同的具有形狀記憶功能的聚氨酯。

    3.3 生物降解形狀記憶材料

    具備形狀記憶功能的生物可降解材料可用于術后處理,其最終分解產物是小分子,能隨新陳代謝排出體外。可生物降解的熱致型形狀記憶材料基本上是兩種或兩種以上的聚合物通過嵌段或交聯的方式得到的。主要有下面兩類:

    3.3.1 聚乳酸類。用紫外光照射使其交聯的方法可得到生物可降解形狀記憶材料,如聚乳酸和聚乙二、聚乙醇酸、聚氧乙烷等聚合。混聚是為了能達到材料的玻璃化轉變溫度可調的目的、降解速度可調等。

    3.3.2 聚亞氨酯類。聚亞氨酯存在硬度比較低的缺點,納米級的纖維素可以作為其增強相與聚亞氨酯復配。在組成的復合物中,聚亞氨酯分子鏈是軟段,其熔點隨著納米纖維素含量的增加而增加。

    4 結語

    熱致型形狀記憶高分子材料有許多明顯的優點,如形變量較大、加工制成成品的性能良好、能量消耗低等,所以它在許多領域具備很高的應用價值和廣泛的應用前景,經濟效益極佳,社會效應顯著,故成為當前形狀記憶高分子材料的研究熱點。

    參考文獻

    [1] 詹茂盛,方義,王瑛.形狀記憶功能高分子材料的研究形狀[J].合成橡膠工業,2000,23(1).

    第8篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:教學改革;高分子材料科學基礎;探討

    【中國分類法】:G420

    隨著我國對科技應用型人才的需求急劇增加,福建工程學院將立足于建設成為優秀的科技應用型大學,向社會和企業培養輸送優秀的科技應用型人才。科技應用型本科人才是介于學術型人才和技術型人才之間的工程應用型人才[1], 因此,在課程培養模式上應有一定的適應培養科技應用型人才的方法。原有的培養學術型人才的教學方法不再適應現在對科技應用型人才培養的要求,迫切需要對一系列本科課程教學進行改革。《高分子材料科學基礎》課程是福建工程學院材料成型與控制工程專業中極其重要的一門專業基礎課,通常在本科三年級上學期開設,此門課程構建了公共基礎課與專業課程的一個橋梁,其教學成果的優劣直接關系到學生學習其它專業課程。因此,根據福建工程學院辦學定位和特色,本文將對《高分子材料科學基礎》課程教學方法的改革進行研究與探討。

    一 、運用實例激發專業激情

    對于剛剛接觸專業課的大三學生,專業興趣對他們的培養十分重要,專業學習的興趣一旦產生,對后續的專業課程學習將會起到事半功倍的效果。那么,我們如何來激發學生的這種專業學習興趣呢?可以應用身邊高分子材料應用的實例來激發學生的專業學習激情。例如,食物中的蛋白質、淀粉、御寒的棉、麻、絲、毛以及皮革,居住建筑的竹木等都是高分子材料;生活中隨處可見的塑料飲料瓶、一次性塑料杯、各種各樣的塑料玩具、尼龍繩、汽車輪胎等同樣也是高分子材料。目前,形形的高分子材料在各個方面改變著人們的生活方式及生活環境,在提高人們生活質量方面起著極其重要的作用。高分子材料在逐漸替代傳統的金屬、陶瓷等材料,可以說人類正在經歷高分子材料時代[2]。那么,如何去合成制備高分子材料呢?如何去表征及測試高分子材料的結構及性能呢?如何去加工制備高分子材料制品呢?如何去理解探究高分子材料的合成制備、結構和性能三者之間的關系呢?帶著這些問題的提出,學生求知心切,想知道原因,將會大大激發學生進一步去學習這門專業基礎課的興趣。

    二 、改革教學方法與手段

    目前,基于電視錄像、幻燈片、多媒體課件等多種形式的教學方法的采用,不僅提高了教學過程中的信息傳遞量和教學內容的科學性、先進性、趣味性,又加強了學生與老師的實時交流,從而提升了教學效果[3]。但對于應用性學科《高分子材料科學基礎》來說,扎實的理論知識和良好的實踐技能二者缺一不可。因此,僅僅靠多媒體教學還不能夠達到理想的教學效果。例如,在對‘聚合物成型加工’這部分內容進行講解時,完全可以把課堂搬進實驗室。學生邊參觀注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、壓延成型以及發泡成型等成型設備,老師邊對這些設備的原理,加工方法,適合的高分子材料等進行詳細的講解。這種教學方法使抽象的理論基礎知識與形象的實踐應用有機的結合起來,不僅提高了學生的學習興趣與熱情,而且把課堂所學的理論知識達到學以致用的效果。

    三 、改革實踐教學環節

    實踐教學環節不僅是《高分子材料科學基礎》課程建設的重要組成部分,而且是培養學生工程意識、創新能力和動手能力的重要途徑。這對科技應用型本科教育尤為重要。因此,在這門課程的教學過程中,應大力改革實踐教學的形式和內容。對于傳統的實踐教學環節,多數采取老師邊操作邊講解的教學模式,讓實驗基地變成了僅僅是學生參觀的地方。實踐教學環節應該充分發揮實驗基地的功能,讓其不僅是學生參觀的地方,更是學生把課堂所學的理論知識發揮的地方,讓學生有更多的時間自己動手操作學習。這樣不僅培養了學生的實際動手能力,而且更激發了其認真學好理論知識的積極性。另外,可以把教學實踐環節與科研項目結合起來,加大綜合性、創新性實踐環節的比值,使學生盡早的進入科研實踐活動。在解決工程中出現的實際問題的同時,學生得到了系統的科研實踐能力的訓練,同時避免了知識陳舊,緊跟科技應用前沿,為學生畢業后的社會工作做好充分的知識與實踐能力的準備。

    四 、考核方式與成績評價標準多元化

    傳統的采取開卷或閉卷‘一考定終身’的考核方式已經無法滿足科技應用型人才培養模式的需要。考核方式與成績評價標準應以提高學生的綜合素質和實踐應用能力為主要目標。因此,《高分子材料科學基礎》課程應采取多元化的評價標準,例如,筆試、課程小論文、實踐創新課題研究、工程應用實訓環節等。通過筆試重點考查學生對基礎與理論知識的理解能力和應用能力,檢測學生分析解決問題的能力。通過課程小論文側重培養和鍛煉學生綜合應用材料知識、自主創新,并快速有效地獲取分析材料信息資源、撰寫科技論文的能力。通過實踐創新課題研究考查學生理論聯系實際和創新能力,并鍛煉和培養其科學思考問題的思維習慣。通過工程應用實訓環節考查學生利用基礎知識解決實際應用問題的能力,為以后的工作打下堅實的基礎。通過以上多元化的考查方式建立起以素質教育為本的考核體系,從而形成有利于培養具有良好綜合能力的科技應用型人才的衡量標準。

    小結

    為了良好的適應培養科技應用型人才的培養方案,課程教學改革是一項任務艱巨、涉及面廣、影響深遠的系統工程。本文對《高分子材料科學基礎》課程在教學方法與手段、實踐教學環節、考核方式與成績評價標準多元化等方面的改革進行了初步的探討。強調教師應充分在立足于教材的基礎上對教學方法進行改革,結合科技應用型人才的培養方案,注重實踐教學環節,建立科學的評判制度評定學生成績,從而形成培養學生綜合能力的人才培養模式。

    參考文獻

    [1]麥茂生,呂力.市域新建本科院校應用型本科人才培養模式的構建[J].廣西大學學報:哲學社會科學版,2008,30(11):137-141.

    第9篇:高分子材料的影響范文

    關鍵詞:高分子材料;阻燃技術;無機阻燃劑;鹵系阻燃劑

    1高分子材料的阻燃機理

    高分子材料能夠進行阻燃是存在一定機理的,主要是由于破壞了高分子材料的結構和成分,然后形成了新的保護膜,才能夠阻止材料燃燒。一般的阻燃原理可以從兩個方面來考慮,分別是隔離氧氣和降低溫度。隔離氧氣一般采用凝聚相阻燃機理,這種材料在燃燒的過程中會產生阻燃的細小分子,能夠中斷燃燒等鏈式反應,使得材料的熱分解溫度升高,并且在燃燒的過程中會產生水蒸氣,同時阻燃高分子材料中也存在著大量的氫氧元素,與空氣接觸后會產生水霧覆蓋在材料的表面,這樣便能隔離與空氣的接觸,達到阻燃的效果。經過吸熱產生的水霧也能夠降低材料表面的溫度,還能夠堵塞材料內部的孔隙,使材料形成一個密閉的環境,再次隔離與空氣的接觸。凝聚相在阻燃的過程中存在4中阻燃的模式,材料在燃燒的過程中會產生惰性氣體,能夠延緩材料的燃燒;在材料燃燒的過程中還會產生一些多碳氣孔,達到阻燃的效果;在反應的過程中還會吸收大量的熱量,通過降低表面溫度的方法來達到阻燃的效果;還有一些無機分子,這類分子的比熱容較大,在燃燒的時候分子之間會發生氧化還原反應,使分子發生變化以達到阻燃的效果。這幾種反應在機理中大致相同,但是在阻燃反應中的機理還有很多,所以還是很難給高分子阻燃體系進行一個系統的劃分。

    2高分子材料阻燃劑的類別

    2.1無機阻燃劑

    無機阻燃劑主要是對無機化合物進行加熱,分解得到的水蒸氣或者其他保護膜來隔斷材料與空氣的接觸,降低燃燒溫度來達到降溫的效果。同時無機阻燃劑也能過在燃燒的過程中產生水分,當環境溫度比較高,水分會吸收熱量變成水蒸氣,降低環境的溫度達到阻燃的效果。另外一種是通過阻燃材料形成一種保護膜,比如說三氧化鋁材料在燃燒的過程中,會在材料表面形成一層細致的氧化物薄膜,隔斷與空氣的接觸。通常的無機阻燃材料化學性質比較穩定,也不會產生對環境和人體有害的氣體,所以常用來作防火阻燃劑。

    2.2鹵系阻燃劑

    在元素周期表中,鹵系元素所組成的化合物都具有非常優秀的阻燃效果。比如說氟利昂這種鹵系化合物就比較容易揮發,但是會破壞臭氧層,分別在這種物質中添加氯元素和氟元素,然后通過一定的方法對其沸點進行對比,可以發現添加氟元素的材料沸點明顯低于添加氯元素的材料。當化合物中含有3個氯分子時,材料的標準沸點是61.2℃;當化合物中含有3個氟分子時,材料的標準沸點是-128℃。通常含氯化合物所形成的阻燃劑材料都會有很好的阻燃效果,這種阻燃劑化學性質比較穩定,并且和許多高分子材料都有很好的相容性,所以不會對反應產生太大的影響。一般的,含溴元素的阻燃化合物的穩定性介于氯和碘元素所形成的阻燃化合物之間,也具有很好的阻燃效果。

    2.3磷系阻燃劑

    磷系阻燃劑一般有紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯的化合物等,這一類化合物在燃燒的過程中都會形成一層碳膜,這個膜除了能夠降低材料的溫度以外,還能與空氣隔絕,達到更好的阻燃效果。然后就是紅磷和白磷的混合也能達到很好的阻燃效果。紅磷在燃燒的過程中會發出藍色的火焰,放出白煙;白磷的燃燒效果與紅磷很像,不同的是生成的產物是五氧化二磷,這兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中都能夠夠顯著提高與液態水的混合比例。次磷酸的化學式是H3PO2,分子量為60,次磷酸與強氧化劑反應時,能夠產生磷酸氫和氫氣等非助燃氣體,所以也會達到阻燃的效果。對于磷含量在磷系阻燃劑中的含量,在次磷酸中磷含量比例在35%,在亞磷酸中的比例在27%,這兩種配比才會使阻燃劑達到最好的阻燃效果。

    3高分子材料阻燃技術的發展

    3.1納米技術

    近些年來科學技術快速發展,納米技術也開始應用到高分子材料的阻燃技術當中,日本就曾經研發出一種具有優異阻燃性能的納米硅酸鹽粘土材料。這種材料在燃燒的過程中會產生一種抑制劑,這種物質會改變材料的結構,讓材料內部發生變化。材料的分子直徑在0.4-0.5mm之間,在燃燒的過程中產生的凝聚產物能夠堵塞氣孔,達到與空氣隔斷的效果。同時這種材料也能夠延緩物質燃燒時的熱量釋放,保證在一定的時間內所散發的熱值最小。

    3.2接枝和交聯改性技術

    接枝和交聯改性也能夠制備一系列的阻燃材料,主要通過光敏技術或化學接枝的方法將多種無機化合物聚合形成共聚物。共聚物在燃燒的過程中能夠產生一種無機絕緣層,這種絕緣層能夠有效的吸收易燃物質的高分子,通過減少易燃物質來達到阻燃的效果。

    3.3膨脹技術

    膨脹技術一般都會使用發泡劑作為阻燃物質,這種技術做成的阻燃材料一般有三個優點:無排煙量、無毒氣、無滴落等。以往的工藝手段在處理阻燃時,都會產生出大量對人體有害的氣體,比如說四溴苯酚在作阻燃材料時就會放出很多有毒氣體,不但對環境有害,對人體也有著巨大的傷害。無滴落則主要體現在阻燃劑不會產生腐蝕性液體,防止材料發生局部腐蝕。

    4結語

    通過本篇對于高分子材料阻燃技術的分析,使得對于該技術有了更深的了解。這種材料不但能夠對于物質燃燒有著很好的阻燃效果,并且還不會對環境有害,對人體產生危害。

    參考文獻: 

    [1]歐育湘,陳宇,王莜梅.阻燃高分子材料[M].國防工業出版社,2001. 

    [2]李學鋒,陳緒煌.氫氧化鋁阻燃劑在高分子材料中的應用[J].中國塑料,1999(6):80-85. 

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