有機高分子材料的特性精選(九篇)

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第1篇：有機高分子材料的特性范文

高分子材料：以高分子化合物為基礎的材料，高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網狀時，這種高分子由于一般都不是平面結構而是立體結構，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結構特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個結構單元組成，高分子鏈結構和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態結構形成了高分子材料的特殊結構。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結構特征(如同分異構體、幾何結構、旋轉異構)外，還具有許多特殊的結構特征。高分子結構通常分為鏈結構和聚集態結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子的結構和形態，所以鏈結構又可分為近程和遠程結構。近程結構屬于化學結構，也稱一級結構，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結構單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的尺寸、形態，鏈的柔順性以及分子在環境中的構象，也稱二級結構。聚集態結構是指高聚物材料整體的內部結構，包括晶體結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構等有關高聚物材料中分子的堆積情況，統稱為三級結構。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數塑料質輕，化學性穩定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩定性差，容易變形；⑧多數塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結構基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。轉

塑料的應用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂的新概念基于透明靈活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發的原型總共配備了四個靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關閉。導軌用于連接薄板部件，形成一個牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透明的管子沿車頂結構中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調節折疊薄板。這樣可以形成三維立體結構，組件比平坦的薄板更加牢固。同時也大大降低了單個組件的數量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結構：纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（C6H10O5）；相對分子質量從幾十萬至百萬；屬于天然有機高分子化合物；纖維素結構與淀粉不同，故性質有差異。

第2篇：有機高分子材料的特性范文

關鍵詞：交通；高分子材料；工程應用；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0139-02

一、前言

交通擁堵已成為世界主要國家存在的交通主要問題。為解決交通擁堵和提高客運運輸能力他們正在尋求新的交通政策和解決辦法，其中最重要方法就是發展軌道交通。因為軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點，主要包括干線鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通系統。預計到2020年，我國城市化水平將超過50%，城市軌道交通累計營業里程將達到7395千米。發展軌道交通，必須要克服車輛的走行性能、輕量化、集電性能、環保、空氣力學以及其他諸如改善車內環境、提高乘車舒適度、提高耐候性和耐火性等方面的技術，而車輛的輕量化在解決其他各項技術方面起著至關重要性，高速列車的輕量化必須大量采用高分子材料及復合材料。隨著科學技術的不斷進步，具有質輕、高強度以及易成型等特點的集結構功能一體化的新型高分子材料，尤其是高分子復合材料越來越多地應用在現代軌道交通領域。

另外，隨著軌道交通的發展，尤其是鐵路的提速，噪音污染對于人類的威脅也越來越大，甚至危及生命，因此，控制振動、降低噪音已成為急需解決的重大問題。在眾多的阻尼防噪材料中，其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更為突出。高分子材料阻尼特性一直以來是一項重要的研究課題，同時高阻尼聚合物也是目前發展高性能減震降噪材料的重點發展方向。因為高分子材料具有以下特點：（1）利用其玻璃態轉化區的粘性阻尼部分，將機械能或聲能部分轉變為熱能逸散掉，通過阻尼制振降低車廂結構共振區的振動，從而減小車內噪聲。（2）利用小分子和極性高聚物之間會形成可逆的氫鍵，氫鍵在振動下會不斷斷裂和形成新鍵，最終將機械能轉化為熱能而耗散。（3）將不同的阻尼材料交替層狀排列，利用多層雜化材料疊加來有效地拓寬材料的有效阻尼溫域，通過控制復合材料的層狀結構和數量將可獲得更高阻尼值。這些特性是其他材料無法達到的。發展高分子交通材料對于發展交通具有非常重要的應用價值。在當今經濟發展的中國，開設具有交通特色的高分子材料專業，培養更多掌握高分子材料的基本知識和應用技術的人才具有劃時代的意義。

二、高分子專業特色

作為以交通為特色的一所大學，專業設置必須具有交通的特點。學校在“十三五”規劃中，就明顯地突出了交通的特色，確立了學校的發展目標，將其定為“以交通為特色，軌道為核心”發展理念，而且強調其他所有的專業建設必須緊緊圍繞著這個目標，包括學科建設和人才引進。作為與軌道交通有著非常緊密聯系的高分子材料專業更要凸現交通特色。我們在專業建設方面緊緊圍繞交通的特色，包括本科的課程設置、學科專業方向和人才引進。在課程設置方面我們更多地注重學生的實際能力的培養，以軌道交通為靶向，為交通運輸行業提供掌握高分子材料基礎知識和實際應用人才。在學科建設方面首先以高分子材料基礎理論建立學科平臺，尤其是碩士學位碩士點，目前，該專業有專材料科學與工程和化學兩個一級碩士學位碩士點來支撐；其次，按照學校的發展定位凝練學科特色，突出交通，以教授為學科帶頭人，形成專業團隊，在高分子材料與工程專業主要體現在以下幾個方面：（1）根據聚合物的流變學原理，利用共混的手段，將兩種或多種聚合物進行共混改性，以改善單一高分子材料性能，獲得更加廣泛的交通應用材料。同時通過改性可獲得較窄的玻璃化轉變溫度，以形成寬溫域、寬頻率阻尼高分子材料。（2）利用接枝共聚的化學方法，將具有一種較長鏈段或帶有功能基團的單體接枝到聚合物主鏈上，使聚合物能形成多個側鏈或者交聯，獲得新型功能通材料；同時還可以通過改性使側鏈與側鏈之間產生糾纏，實現阻尼增強的效果。（3）運用復合的方式，選擇一種較強的力學強度和較高損耗因子聚合物，通過與一些補強材料或添加第二相粒子，以形成各類具有高性能的復合材料，同時達到應用的需要。（4）利用有機硅獨特的結構，其兼備了無機材料與有機材料的性能，即具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，制備硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷。這類材料應用領域不斷拓寬，而且形成了化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系。

三、高分子專業培養模式

1.明確交通特色的培養目標。在科技發展的今天，材料已成為三大支柱產業（材料、能源、信息）之一，材料的發展水平已作為評價一個國家綜合實力的重要標志。高分子材料與工程是材料科學與工程的一個分支，它在實際生活中得到廣泛的應用。另外，高分子材料易于改性，賦予新功能性，這就使得高分子材料的應用進一步拓展。社會更加急需掌握高分子材料與工程理論知識和專業技能的專業人才。作為工科性質的大學，培養具有一定的實際操作能力，能以理論指導實踐、應用于實踐，服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。而作為交通特色的大學，高分子材料專業人才的培養必須適應當今軌道交通的需求，專業培養模式應該是“強化基礎，注重交通，突出創新”。

2.以科學研究強化專業建設內涵。專業建設內涵主要包括課程設置、教材建設和師資隊伍等內涵建設。課程體系是實現培養目標最直接的體現，是形成人才知識結構和提高能力的主要來源，是提高人才培養素質的核心，也是教學改革的重點。根據我們高分子專業的培養目標，合理地設置課程，才能高效地促進專業發展，在此，我們按照三個模塊來進行選擇和設置課程，基礎理論模塊按照國家教資委的要求設置基礎理論課程，選擇“十二五”規劃或獲獎教材，系統傳授基礎理論課程，在大一和大二上完成基礎理論課程，為專業基礎理論及專業研究方向提供理論指導；專業基礎模塊體現高分子專業特色設置課程，選擇豐富經驗的教師授課，尤其具有專業特長高級職稱教師，在高分子專業上傳授高分子專業基礎課；專業方向模塊突出交通特色，發揮專業研究方向的優勢讓學生有選擇性進入不同方向的導師團隊，團隊的導師必須具有行業經歷，尤其在專業方向上進行過專業生產實踐，承擔過或正在承擔企業項目，在校內進行專業方向模塊訓練，這樣可以做到形式不單一，課程內容不重復。在豐富教學內容的同時，又加強了師資隊伍的建設。

3.以實踐教學促進專業建設。高分子材料與工程專業與大部分工科專業有著相同的特點，重視工程實踐，該專業是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出來的，運用科學分析方法探索其內在的作用機理，采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系，并在理論指導下，將科學研究應用于生產實踐，使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善，實際上高分子專業形成過程是經過實踐到理論再實踐的發展過程。針對這一特點，我們在設置課程的同時有意側重實踐課程教學，尤其是交通特色的高分子材料實踐教學，培養學生在交通領域具有創新意識、創新能力和實踐能力。

高分子專業教學實踐分為校內和校外實踐。在校內主要包括專業基礎實驗教學、專業實驗、開放實驗、課程設計、計算機模擬實踐和畢業教學環節等實踐教學部分。而在校外主要包括認識實習、生產實習以及畢業實習等實踐環節。校內實踐是校外實踐的基礎，相互銜接，在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學，鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗活動，注重培養學生的動手能力和科研能力。校外實踐注重實訓基地的建設，形成良性互動，學生在生產實習中得到鍛煉，企業在學生的生產實踐中發現人才，能為企業使用，學校提高了聲譽，企業也大大地降低了生產成本，兩個實踐模式的有效結合，提高了學生的動手能力，加強了學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。此外，我們還探索了一條校企合作培養的模式，在學生和企業中產生很好的效應。也就是利用畢業實習階段，將有意愿到企業就業的同學以企業工程師為導師，在企業中完成畢設，打破了原來學生必須在學校的導師指導下完成畢業設計的模式。

四、結語

高分子材料應用非常廣泛，從國家發展規劃就不難發現，在“十三五”規劃中，新材料就已經成為重大科技項目之一，為在新材料、新技術、新工藝方面有重大突破，就需要更多更優秀的材料從事者。尤其是軌道交通輕量化的發展，對于材料的要求就越來越高，特別是高分子材料和復合材料，因為他們具有非常顯著的優勢。這就要求高等教育必須培養更多掌握高分子交通材料的優秀人才，因此，改革高分子材料與工程專業的教育教學，使之適應當今軌道交通發展。教學改革必須更加注重高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養、辦學質量和人才培養質量。提倡一種“強化基礎，注重交通，突出創新”的培養模式，以適合當代軌道交通發展的需要。

參考文獻

第3篇：有機高分子材料的特性范文

高分子材料：以高分子化合物為基礎的材料，高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網狀時，這種高分子由于一般都不是平面結構而是立體結構，所以也叫體型高分子。

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

一、生活中常見的高分子材料——塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數塑料質輕，化學性穩定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩定性差，容易變形；⑧多數塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結構基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。塑料的應用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂的新概念基于透明靈活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發的原型總共配備了四個靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關閉。導軌用于連接薄板部件，形成一個牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透明的管子沿車頂結構中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調節折疊薄板。這樣可以形成三維立體結構，組件比平坦的薄板更加牢固。同時也大大降低了單個組件的數量。

二、生活中常見的高分子材料——纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結構：纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（C6H10O5）；相對分子質量從幾十萬至百萬；屬于天然有機高分子化合物；纖維素結構與淀粉不同，故性質有差異。

纖維素的性能：纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機溶劑，能溶于銅氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和銅乙二胺 ［NH2CH2CH2NH2］Cu（OH）2溶液等。水可使纖維素發生有限溶脹，某些酸、堿和鹽的水溶液可滲入纖維結晶區，產生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時不發生顯著變化 ，超過這溫度會由于脫水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性堿溶液作用生成堿纖維素，與強氧化劑作用生成氧化纖維素。

第4篇：有機高分子材料的特性范文

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第5篇：有機高分子材料的特性范文

關鍵詞：計算機；科學技術；材料；高分子；制備

中圖分類號：TB383.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

從概念上來看，計算機高分子復合材料則是屬于將高聚物以及相應增強材料或者是填充材料有機組成的多相復合體，這種材料的基體是有機聚合物，在此基礎上連續纖維是增強材料組成。高分子復合材料之所以可以屬于理想載體，這主要是其所擁有的高模量特性與高強度纖維。擁有特別好粘結性能的基體材料可以牢固粘合纖維，還可以讓纖維對剪切載荷與壓縮承受。具備特別優良的復合在基體與纖維兩者從而能夠將這兩者的優點充分顯示，還讓結構設計可以做到最佳狀態實現。針對這樣的情況，高分子復合材料是屬于一類最廣泛應用與最迅速發展的復合材料。

一、計算機高分子復合材料特性與結構

（一）特性。一是用于良好的耐疲勞性能。相對來說計算機高分子復合材料包含著基體與纖維界面可以對擴散裂紋進行有效的阻止，相當一部分金屬材料疲勞強度極限是這種金屬材料拉伸極限的三成至五成，那么聚酯復合材料或者是碳纖維相對來說則是這種材料拉伸極限的七成至八成范圍之內；二是比模量與比強度都大。在計算機高分子復合材料當中，在玻璃纖維復合材料中往往不管是比模量還是比強度都會比較高，比強度聚合物材料當中的增強有機纖維、硼纖維、碳纖維是三倍至五倍的鈦合金強度，而在進行比模量則是四倍以上的金屬所具備的模量，那么所具備的性能在某一特定范圍內在不同纖維排列進行變動；三是良好減震性。不僅計算機結構形狀影響受力結構自震頻率，自震頻率和結構材料比模量平方根呈現正比例關系，這也就是指復合材料具備比較高的比模量，那么相應也會存在著比較高的自震頻率。而且在這一過程當中，復合材料存在吸振能力在界面上，這樣就可以對阻尼振動在所使用材料。從相關試驗結果顯示，停止振動輕合金梁必須九秒，同樣大小的振動停止在碳纖維復合材料梁僅僅是2.5秒；四是可設計性的各向異性與性能。各向異性這是高分子復合材料的一個突出特點，那么性能可設計性預期存在相關性。按照不同工程結構使用條件與載荷分布，那么在對鋪層設計與相應材料選取以便來對既定要求滿足；五是統一性的結構和材料。在對高分子復合材料進行制造的過程當中，還應該做到對相應制件獲取，也就是所謂的一次成型，一次成型同樣可以使用在復雜形狀結構的大型制件當中，往往從一般的工程塑料實現卻比較困難；六是過載時擁有良好的安全性。往往存在著足夠的增強纖維在符合材料當中，如果過載材料擯棄少量的纖維斷裂的時候，那么則會將相應的載荷在尚未破壞的纖維當中實施迅速的重新分配，那么可以在短時間內整個構建并不會對相應承載能力失去。

（二）結構。往往聚合物這是計算機高分子復合材料的基體，那么精彩使用的則有酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、各種熱塑性聚合物、環氧樹脂。往往基體從一邊意義上比較是屬于單一性質的聚合物，那么其中聚合物是其中的主要成分，還應該將其他的輔助材料包含其中。在這些基體材料當中，相應的其他組成成分還有稀釋劑、固化劑、催化劑、增韌劑等，這些輔助材料同樣是屬于高分子復合材料基體當中必不可少的組成成分。正是在高分子復合材料當中加入這些輔助材料，這樣就可以將形式多樣的使用性能提供給復合材料，將成本有效降低，將應用范圍擴大，將工藝性進行改進。

對聚合物性質與結構的關系進行了解則是對聚合物結構實施研究的根本目的，這樣就可以對聚合物材料能夠正確的使用與選擇，從而可以對聚合物極其復合材料的成型加工工藝條件更好掌握。將其性能進行有效改變，達到具備指定性能的聚合物合成與設計的目的。

那么在高分子復合材料當中，相應的結構性能主要包含著：將外界環境狀態進行隔絕以便做到對內部物體實施相應的保護；對裝置各個儀器、配件等這些附件的空間進行提供；結構當中可能承受的各種載荷，以便做到對使用壽命內的安全做到確保。

二、計算機高分子復合材料制備

從本質上來看，制備計算機高分子復合材料其主要就是設計配方。配方的設計絕對不屬于經驗性與簡單組合各種原料，這是屬于充分研究計算機高分子材料性能和結構關系背景下實施綜合所獲得的結果。如果相應的制品具備良好的效果，并不應該將其停留在設計配方的層面，還包含著成型設備選型與設計成型加工工藝，設計模具、設計制品外觀、設計結構等。有鑒于此，那么對其進行更為嚴格的規定，這也就是指設計制品。相應的部分就是設計配方，要想獲得比較好的制品，除開相應的配方設計比較好，還應該依賴于其他要素對其進行配合。

而針對制品所做的設計則是立足于科學判斷與預測制品的使用性能、結構、形狀等因素，從而對計算機高分子材料實施正確選用與充分把握。在設計制品的過程當中所把握的原則為經濟、高效、實用，按照這樣的思路，這也就是指計算機制品生產效率要高、實用性要強、成本要低、成型加工工藝要好，以便做到對人們需求的滿足。而且在這一過程當中，還應該對能夠進行選擇的計算機高分子化合物多樣性的品種、計算機制品應用領域特殊性等這些因素進行考慮。

根據相關文獻資料顯示，當前往往具備兩種設備配方的方法：一是多因素的變量配方設計方法，從這種方法的適用范圍來看，往往是只能一個因素影響材料制品性能的佩服。通常具體來看主要有斐波那契搜集法、平分法、逐步提高法、拋物線法、黃金分割法、分批實驗法等；另外一個則是指多因素變量配方設計方法，這種方法則是指制品的性能受到兩個或者是兩個以上因素影響的佩服。具體來看，主要有回歸分析法、正交設計法。

三、結束語

總而言之，在計算機高分子復合材料擁有各種各樣的制備方法，如果選取的材料不同，那么相應的加工方法也并不相同，甚至在同一種材料當中也可以具備好幾種方法，這樣就必須按照實際情況來實施相應的選擇與斟酌，在對生產成本降低的過程中，還應該做到對優質產品獲得，這樣就能夠得到最佳的性價比。可是在研究過程還看到雖然高分子復合材料擁有比較好性能，更廣應用范圍，可是依然存在著部分缺點，這就應該在今后對其實施進一步改善研究。

參考文獻：

[1]李侃社，王琪.導熱高分子材料研究進展[J].功能材料，2002（02）.

第6篇：有機高分子材料的特性范文

高分子材料是金屬和玻璃的良好替代品,在工業領域中應用日趨廣泛。如汽車業、電子產品、包裝業及醫療器械等諸多產業中都離不開各種工程高分子材料[1].由于采用激光透射焊接技術對熱塑性高分子材料進行焊接具有許多優點[2-6],如表面成型質量好,能形成精密、牢固和密封的焊縫,樹脂降解少,產生的碎屑少,不會產生污染等,近年來,得到迅速發展和產業化。國外已經開始將塑料激光焊接應用于汽車、電子和醫療等行業,如日本豐田公司現已采用多關節機器人組合的光纖激光器進行批量生產PA6高分子材料進氣歧管,取代了以往的螺栓連接方式,減小了進氣歧管的體積和重量,提高了其生產效率;奔馳公司將激光焊接應用于制造汽車的電子開門器,提高了外形和焊接接頭質量及生產效率。

傳統焊接方法中,采用激光頭旋轉或工作臺旋轉的方式,對環形焊縫沿周線旋轉焊接。而關于環形焊縫的激光同步焊接方法,國內外還沒有相關報導。總之,目前國內外研究主要集中在焊接工藝參數對焊接質量的影響,研究結果表明,激光的光強分布[7-10]、焊接速度[11-12]、透光焊接件的光學性能[13]及吸光劑[14]是影響結合質量的主要因素。本文利用光纖激光研究了環形激光束的形成原理,設計出能產生環形激光束的激光焊接頭,研究了不同激光功率和輻照時間對拉伸剪切強度的影響,確定了TPV-彈性體和PP-聚丙烯的最佳工藝參數,實現了高分子材料環形焊縫超高速同步焊接,提高了生產效率和焊接質量。

2、試驗材料及方法

2.1試驗材料及設備

內部(黃色)高分子材料(TPV-彈性體)為透射激光高分子材料,其外緣厚度為2mm,內緣厚度為3mm.

外部(黑色)高分子材料(PP-聚丙烯)為吸收激光高分子材料,其外緣厚度為3mm及內緣厚度為1mm.其搭接部分厚度為(2+1)mm.

環形激光束試驗系統示意圖如圖1所示,該試驗系統由光纖激光器(2.0kW)、環形激光焊接頭、水冷機、光束測量儀及焊接工裝夾具等組成。工裝夾具部分由工作臺、熱塑性激光吸收材料、熱塑性激光透射材料、高強螺栓和墊圈及激光透射壓板組成。用光束測量儀測量了環形激光束的輪廓,并由JIS標準確定了激光束直徑,即光束強度為最大光束強度的1/e2時對應的直徑被定義為光束直徑。

2.2環形激光束形成原理

環形激光束的形成原理如圖2所示。該原理圖包括一枚準直鏡,第一枚圓錐透鏡、第二枚圓錐透鏡,第一枚和第二枚圓錐透鏡的頂角均為110°,直徑均為50mm.各符號的含義:f為準直鏡的焦！距(分別為f=60mm和f=80mm)、NA為激光束的數值孔徑(0.11rad),D為通過準直鏡激光束的直徑,2R為通過第二枚圓錐透鏡激光束的外徑,2r為通過第二枚圓錐透鏡激光束的內徑,H1和H2為第一枚和第二枚圓錐透鏡的厚度(均為21mm),L12為第一枚圓錐透鏡和第二枚圓錐透鏡之間的距離,θ1為準直后的激光束經過第一枚圓錐透鏡的入射角,θ2為經過第一枚圓錐透鏡后的折射角,光學鏡片折射率均為1.46,空氣的折射率為1.00.

光纖輸出端發出的激光束照射到準直鏡,激光束到準直鏡的距離為準直鏡的焦距,經過準直鏡后,激光束變為平行光束,其直徑為D;由于第一枚圓錐透鏡和第二枚圓錐透鏡的頂角均為110o,所以穿過準直透鏡后的平行光束照射到第一枚圓錐透鏡上,然后折射到第二枚圓錐透鏡上,穿過第二枚圓錐透鏡后,將形成外徑為2R和內徑為2r的環形激光束,環形激光束的光環寬度為R-r.由原理圖進一步可知,隨著準直鏡焦距的增加,激光束經過準直鏡入射到第一枚圓錐透鏡的直徑D增加,經過兩枚頂角相對的圓錐透鏡折射后,導致環形激光束的內徑減小,而外徑不變,從而使環形激光束的光環寬度增加;隨著第一枚圓錐透鏡和第二枚圓錐透鏡之間距離L12增加,環形激光束的外徑和內徑同時增加,而環形激光束的光環寬度幾乎不變。另外,由原理圖可知,準直鏡、第一枚圓錐透鏡及第二枚圓錐透鏡的同軸性,將直接影響到環形激光束強度分布的均勻性。

3、試驗結果與討論

3.1環形激光束的特性

當準直鏡的焦距f及第一枚圓錐透鏡與第二枚圓錐透鏡之間的距離L12變化時,環形激光束的分析結果如表1、圖3及圖4所示。分析過程中,激光輸出功率(300W)恒定不變。

光的折射定律如下式所示:

然后,根據正弦定理計算得出不同f及L12下的環形激光束尺寸。

由表1和圖3的實際測量值與理論計算值研究分析結果表明,隨著準直鏡焦距的增加,激光束的外徑幾乎沒有變化,而內徑減小,所以隨著準直鏡焦距的增加激光束的光環寬度也增加。由試驗結果可知,實際測量值與理論計算值基本吻合。

由表1和圖4的實際測量值與理論計算值研究分析結果表明,隨著間距L12的增加,環形激光束的內徑和外徑同時增加,而環形激光束的光環寬度幾乎不變。由試驗結果可知,實際測量值與理論計算值基本吻合。

3.2環形激光束的強度分布

通過上述的分析可知,環形激光束的強度(能量密度)分布不均勻。造成這一現象的主要原因是由于準直鏡、第一枚圓錐透鏡及第二枚圓錐透鏡的同軸性較差的緣故。通過上述三枚光學鏡片的同軸性調節,可獲得能量密度分布均勻的環形激光束,其結果如圖5所示。

3.3高分子材料的超高速激光焊接

高分子材料的激光透射焊接原理,即在一定壓力條件下,使透射激光高分子材料和吸收激光高分子材料形成搭接接頭。激光束穿過透射激光高分子材料照射到吸收激光高分子材料被加熱而熔化,同時由于熱傳導使與之相接觸的透射激光熔化,并且隨著照射時間的增加,熔化區逐漸增大,當達到所需的熔核尺寸時,停止激光束的照射,在壓力的繼續維持下,在高分子材料的搭接接頭的結合面形成了永久性連接。由于焊縫在搭接接頭的結合面形成,所以高分子材料的激光焊接表面質量非常好。

將TPV-彈性體和PP-聚丙烯按照如圖6所示的方式,形成搭接接頭。焊接壓力的施加是通過中間有圓孔(直徑為6mm)的透明有機透玻璃板(70mm×70mm×4mm)實現。圖6中兩條圓線圍成的區域為待焊接區域。

當焊接壓力為100N、準直鏡焦距為60mm、環形激光束的外徑為54mm、環形激光束的內徑為47mm時,激光輸出功率和照射時間對焊接質量影響的橫斷面金相照片如圖7所示。由圖7可知,當熱輸入量過低(激光輸出功率400W及激光照射時間0.4s)時,由于熱輸入量不足,使得PP-聚丙烯沒有充分熔化,熱量不能充分傳遞給TPV-彈性體,兩種材料只是通過范德華分子間力結合在一起,所以環形焊縫高分子材料搭接接頭結合面積小并且結合不良,如圖7(a)所示;當熱輸入量過高(激光輸出功率1200W及激光照射時間0.4s)時,在照片中可以看到黑色孔洞,這是由于熱輸入量過高,導致環形焊縫搭接接頭的高分子材料發生裂解,產生氣體造成的,如圖7(c)所示;當熱輸入量適當(激光輸出功率800W及激光照射時間0.4s)時,環形焊縫高分子材料搭接接頭結合良好,沒有焊接缺陷存在,如圖7(b)所示。

當焊接壓力為100N;激光輸出功率為400~1400W,激光照射時間為0.08~0.6s;準直鏡焦距為60mm、環形激光束的外徑為54mm、內徑為47mm時,對TPV-彈性體和PP-聚丙烯進行多組激光焊接試驗,并將不同焊接工藝下的試驗樣件沿垂直于環形焊縫方向切割成10mm×30mm小塊,進行拉伸剪切試驗。激光

輸出功率和照射時間對環形焊縫高分子材料搭接接頭的拉伸剪切強度如圖8所示。由圖可知,當激光輸出功率為800W,激光照射時間為0.6s時,其拉伸剪切強度達到最大值(斷裂位置位于TPV-彈性體的母材上,2.4MPa);當激光輸出功率為1000W,激光照射時間為0.08s時,其拉伸剪切強度較小(1.0MPa),斷裂位置位于搭接接頭的結合面上。

在最大拉伸剪切強度時環形焊縫高分子材料搭接接頭的橫斷面如圖9所示。由圖可知,兩種高分子材料很好地熔合在一起,熔合線處產生了高低不平的現象。這也是由于兩種高分子材料在適合溫度下被激勵,在焊接壓力的作用下,導致兩種高分子材料分子發生相互擴散,形成了化學鍵,緊密接合在一起。

4、結論

第7篇：有機高分子材料的特性范文

酚醛塑料絕緣、穩定、耐熱、耐腐蝕、不可燃，貝克蘭自稱為“千用材料”。特別是在迅速發展的汽車、無線電和電力工業中，它被制成插頭、插座、收音機、電話外殼、螺旋槳、閥門、齒輪、管道。在家庭中，它出現在臺球、把手、按鈕、刀柄、桌面、煙斗、保溫瓶、電熱水瓶、鋼筆和人造珠寶上。這是20世紀的煉金術，從煤焦油那樣的廉價產物中，得到用途如此廣泛的材料。1940年5月20日的《時代》周刊將貝克蘭稱為“塑料之父”。

到20世紀二三十年代，相繼出現了醇酸樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯類、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。從20世紀40年代至今，隨著科學和產業的發展，石油資源的廣泛研發使用，塑料產業獲得迅速發展。品種上又出現了聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等等。

然而用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物，難于降解處理，以致造成城市環境嚴重污染的現象，這就是臭名昭著的“白色污染”。

現在一種俗稱“玉米塑料”的新型塑料制品誕生了，“玉米塑料”學名叫“聚乳酸”，是以重要農業經濟作物（玉米等）經過現代生物技術生產出的乳酸產物為原料，再經過特殊的聚合反應過程生成的高分子材料。

聚乳酸能被自然界中的微生物分解，最終變成二氧化碳和水，不污染環境，還可當做有機肥施入農田成為植物養料，被認為是“白色污染”的終結者。它也被視作繼金屬材料、無機材料、高分子材料之后的“第四類新材料”，在社會和經濟發展中具有重要戰略意義，是理想的綠色高分子材料。

幾年前全球只有美國一家公司能生產聚乳酸，由于生產工藝采用“二步法”，使其生產成本居高難下，每噸售價在3000美元左右，取代傳統化工塑料困難重重。中國同濟大學專攻高分子材料的任杰教授所率領的研究小組經過8年潛心攻關，把生物工程技術和高分子合成技術有機結合，實現了“一步法”制取聚乳酸，較“二步法”制取聚乳酸，生產成本大大降低，出廠價約在每噸一萬元人民幣左右，接近化工塑料粒子的價格，具備了推廣應用和產業化的條件。

用“玉米塑料”制成的杯碗瓢盆和一次性餐具等產品色澤溫潤，手感比傳統塑料制品更加柔和。“玉米塑料”制成的骨釘、手術縫合線已應用于臨床，由于其具有在體內完全降解的特性，不用再施行拔除和拆線等醫療程序。用“玉米塑料”還能制成人造骨骼和人造皮膚的組織工程支架，在其上培植骨細胞或皮膚細胞，當支架材料降解后，人造骨骼和人造皮膚也長成了。利用“玉米塑料”無毒無害可降解的特性，還能制成緩釋膠囊，從而改變人們的服藥習慣，由于這種緩釋膠囊在人體內逐步消化降解，人們吃一顆用緩釋膠囊包裹的藥物，就能在幾天或一星期內持續獲得需要的藥量。

“玉米塑料”的出現，也給了塑料產業的生命線――石油產業一個喘息的機會。生產1噸的化工塑料，需要消耗3噸的石油，而全球化工塑料的年產量是3000萬噸，這就意味著要消耗1億噸石油。設想一下，生產1噸的“玉米塑料”，需要消耗玉米3噸左右。目前全球每年的玉米庫存量達到1億噸左右，如果全部拿出來生產“玉米塑料”，年產量將在3000萬噸左右，相當于全球一年的塑料需求量。有專家預測由于“玉米塑料”技術的不斷完善，應用領域的不斷擴大，“玉米塑料”將會成為塑料產業的主力軍，自然對化工塑料的需求會逐漸減少，這也就意味著塑料產業對石油的需求會不斷減少，可大大緩解日益嚴峻的全球石油危機。

第8篇：有機高分子材料的特性范文

復合型導電高分子材料，它是由導電性物質與高分子材料復合而成。這是一類已被廣泛應用的功能性高分子材料。復合型導電高分子材料分類有很多種，根據電阻值的不同可分為：半導電體、除靜電體、導電體、高導電體；根據導電填料的不同可分為：抗靜電劑系、碳系(炭黑、石墨等)、金屬系(各種金屬粉末、纖維、片等)；根據樹脂的形態不同可分為：導電塑料、導電橡膠、導電涂料、導電膠粘劑、導電薄膜等；還可根據其功能不同分為：防靜電材料、除靜電材料、電極材料、發熱體材料、電磁波屏蔽材料。

結構型導電高分子材料是有機聚合摻雜后的聚乙炔，具有類似金屬的電導率。純粹的結構型導電高分子聚合物至今只有聚氮化硫類，其他許多導電聚合物幾平均需采用氧化還原、離子化或電化學等手段進行摻雜之后才能有較高的導電性。其代表性產物有聚乙炔、聚對苯撐、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。還有一種叫做熱分解導電高分子，這是把聚酰亞胺、聚丙烯腈等在高溫下熱處理，使之生成與石墨結構相近的物質，從而獲得導電性。這些熱分解導電高分子的特征是無須摻雜處理，故具有優異的穩定性。結構型導電高分子材料主要用途是導電材料、蓄電池電極材料、光功能元件、半導體材料。

漁用無毒導電高分子防污涂料

項目簡介：該產品是具有導電性能的新一代無毒防污涂料，它是建立在導電高分子應用研究取得突破進展的基礎上，與傳統樹脂復合而制成的高科技產品。首先要制備高性能的可溶的導電高分子材料，然后再通過相應的工藝技術與傳統的樹脂顏填料復合。將該種涂料涂敷于漁具（主要是聚乙烯網線和尼龍網線）上，具有良好的附著性能、可使漁具具有優良的抗拉、抗拆、抗沖擊能力，并極富彈性。該產品可有效地防止藻類、蛸類等海洋生物在網上附著而堵塞網孔，使營養和氧分能夠暢通無阻地進入網箱內，提高養殖產量和質量。

高性能導電涂料

項目簡介：該項目主要進行了以超細銀為導電介質的導電涂料研制，采用超細銀表面原位聚合技術，使超細銀介質以超細狀態分散于高分子介質中，大大提高導電涂料的防沉降性和導電介質的分散均勻性，從而提高導電性，并具有卓越的電磁屏蔽效果，對300MHz－1.8GHz的電磁波屏蔽效果達80dB；解決了超細粉體及高分子基體與溶劑的相互作用關系，解決了導電涂料引起被涂基材應力開裂的關鍵技術，采用低毒復合溶劑，解決了溶劑對環境和人體的污染，解決了環保型超細導電涂料產業化和應用中的重點和關鍵技術：導電涂料與被涂基材的相互作用關系；超細化導電涂料的大規模機器人自動化噴涂技術；超細化導電涂料涂層均一性控制；解決導電涂料涂裝中粒子沉降而堵塞管路技術。

蓄熱導電紗線

項目簡介：蓄熱導熱紗線選用了高科技亞納米技術滲碳腈綸短纖維和抗起球的腈綸短纖維。采用獨特的紡紗工藝、人工預開松碳腈纖維后，再與白腈人工拌和；選用清鋼聯高效生產設備，以“多綸混棉、氣流配棉，自由混和”的工藝設計，既減少纖維損傷，又確保了兩種纖維混合的均勻度；在盡量避免纖維損傷的前提下，精心設計梳理工藝、減少短絨并使纖維梳理伸直；條粗細工藝設計注意欠伸分配、張力控制、確保了成紗的條件均勾度及成紗強度；進行了必要的隔離，制訂和實施了一套適合該纖維生產的溫濕度標準和操作標準、有效防止了纖維飛散。

意義：該紗線面料改變了傳統服裝的厚重感覺，卻有很好的蓄熱保暖性，并抗起毛起球、抗靜電、不吸塵。

Y芳香型高分子超離子導體研究

項目簡介：該課題組以脲、硫脲為主體加入少量高分子材料制備新型高分子固體電解質，篩選出幾種較好的無機鹽和高分子聚合物，確定出它們和脲、硫脲的最佳配比，最高室溫電導率達4.35×10-2S.cm-1。并在此基礎上，進行了多種無機鹽與脲、硫脲的復合高分子固體電解質的制備及研究，通過對SPE的電解反應、紅外、紫外、質譜分析及差熱分析確定了其組成和結構與導電性能間的關系，初步弄清了離子在固體電解質中的導電傳輸機理。

激光誘導電化學組裝納米導電聚合物

項目簡介：利用飛秒激光相干場在化學、電化學組裝的導電聚合物薄膜上誘導的周期性的光柵結構，由于導電聚合物具有電致變色和光致變色的特性，因此該類光柵結構具有重要的應用；利用飛秒激光相干場在化學、電化學組裝的導電聚合物薄膜上誘導的周期性的光柵結構，此類周期性結構可望在電化學傳感器、微電子器件等方面進行應用；利用飛秒激光誘導制備的導電聚合物復合材料具有良好的吸收光譜特性，而且光學吸收性質具有一定程度的可調諧性，因此在光電子器件、裝飾材料、太陽能敏化材料等方面具有重要的應用；利用飛秒激光誘導制備的導電聚合物復合材料在紅外吸收、微波吸收方面的特性，因此可以在隱身材料方面開發其應用。

噴涂法制備透明導電低輻射玻璃涂層

項目簡介：該項目在國內首次利用液相噴涂生產低輻射玻璃涂層，其制備工藝簡單，生產成本較低。就應用領域而言，性能要求相對較低的普通透明導電玻璃可能將是本項目技術應用的突破口，應用于離線生產低輻射玻璃在產業化技術難度上將低于在線生產低輻射玻璃。該項目一旦產業化，不僅將擁有完全自主知識產權的低輻射玻璃生產技術，更為重要的是將改變目前低輻射玻璃價格高，只能應用于高檔建筑物的局面，大大促進低輻射玻璃在市場巨大的民用住宅中的早日應用。

DAD-90B2導電膠粘劑

項目簡介：裝片用導電膠，除了導電、牢度、耐熱要求之外，還有點膠工藝性和雜質離子含量低等特殊要求，研究的難度和可靠性試驗周期較長。隨著集成電路集成度的提高，芯片尺寸加大，現有的導電膠由于固化時產生應力，造成大芯片（5×5mm以上）內部產生裂紋，嚴重影響器件的可靠性。

意義：該產品改進了以往導電膠的內應力較大的缺陷，是一種適應不同尺寸芯片裝片的導電膠，基本滿足了集成電路發展的需要。

導電方格聚丙烯新材料

項目簡介：導電方格聚丙烯新材料將聚丙烯原料內加入一定比例的石墨粉，再加入一定量的硅藻土、增強劑等原料攪拌均勻后進行增溫、加壓擠出、拉絲、拉伸、分切，再進行收卷，使丙絲厚度達到0.2mm，寬度達到2mm，然后按一定比例均分，制成導電方格新型包裝材料，達到一定的柔性。

意義：該項目有效地避免了化工原料在運輸和使用過程中由于靜電造成的火花、燃燒、爆炸等潛在危險，是一種理想的高科技新型包裝材料，市場前景廣闊。

WJ-30導電碳漿

項目簡介：該項目將溶劑和助劑進行合理的稱量加溫攪拌到一定的時限形成A膠；再將溶劑（DBE）和助劑（VAGF樹脂、FAA乙酸乙脂）合理稱量加溫攪拌到規定時限形成B膠；然后將A、B膠混合攪拌后，添加F特二號石墨粉和XC-72碳黑再進行攪拌一定的時期，最近經三輥研磨機研磨若干遍，形成了導電碳漿。

意義：該項目首次將石墨和碳墨為導電載體，有效地保證了薄膜開關的可靠性和耐用性。

高導電性銦錫氧化物

納米透明涂層分散液

項目簡介：高導電性銦錫氧化物（以下簡稱“ITO”）納米透明涂層分散液是用于純平顯像管、顯示管、平板等離子顯示屏、透明視窗的最新一代涂層材料，能夠達到防靜電、屏蔽電磁波輻射的效果，符合環保TCO-99的標準。該項目研制的ITO分散液，直接采用高質量的納米級銦錫氧化物粉體進行深加工，不僅使形成的分散液穩定性能好，而且涂膜后對可見光透過率高、導電性能好，成本也遠遠低于進口產品。

新型納米導電粉研制

項目簡介：該項目研究采用化學沉淀法制備出新型納米導電粉，對微波輻射法、球磨固相化學反應法等工藝條件進行了探索，并首次制備了摻雜稀土元素的導電粉與聚苯胺的復合材料，導電粉的粒徑為20nm～50nm；電阻率為0.37Ω?cm^2；電磁波屏蔽率為90.23%。

意義：該項目研究水平達到先進水平。

原液著色復合導電纖維開發

項目簡介：該項目采用雙組份皮芯型復合和色母粒直接注射法，研制出了原液著色導電纖維，用該纖維以一定間距織入常規紗線織物中，依靠電暈放電機理，消除織物所帶的電符，達到防靜電效果，該項目在國內首次在復合導電纖維的制備中采用色母粒直接注射法，并攻克了著色均勻度差，芯層組份色露及皮芯型導電纖維放電電壓高等關鍵技術，已成功研發的紅、藍、灰、表、黑、綠等原液灃著色導電纖維。

意義：該產品各項技術經濟指標達到科技合同和企標的要求，防靜電性能達到了先進水平。

稀土納米淺色導電粉研制

項目簡介：該項目采用正交多項回歸法，優化了制備條件，在各種稀土元素摻雜提高導電粉性能方面進行了探索性的研究。利用化學共沉淀法成功制備了稀土納米淺色導電粉，該導電粉的粒徑為：20nm-50nm；電阻率為：0.37Ω?cm；電磁波屏蔽率為：90.23%。

意義：該材料對電磁的屏蔽性能達到先進水平。

新型有機高聚物透明導電薄膜研究

項目簡介：透明導電薄膜因其既有高的導電性，又有較好的光透過性，成為在電子和光學領域中應用十分廣泛的特種功能薄膜。目前常用的是氧化物半導體膜（ITO膜），在一些特定場合受到限制。近年隨著導電聚合物材料研究的進展，出現了新一類有機高聚物導電薄膜。該項目從導電高聚物聚本胺入手，使用不同摻雜劑和摻雜方法獲得了不同導電率的聚本胺。研究了導電聚本胺薄膜的制備條件，以及透光率和導電率的關系。

意義：其研究結果為開發新型透明導電電極材料和在電子照相、靜電復印、光存儲器、壁掛式大屏幕及終端設備等領域有著應用前景。

碳納米層片的制備、結構與特性研究

項目簡介：該項目借助掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線能量散射譜、透射電子顯微鏡（TEM）、電子衍射、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM），原子力電子顯微鏡等現代表征手段對新型碳質材料的結構進行了表征。新結構碳（質）材料的形成機理是炭黑中存在著某些可以溶解在某些有機溶劑（如：乙醇）中的碳（質）活性原子層碎片或原子簇，這些碎片或原子簇通過自組裝發生結構重組，從而形成新的結構。碳（質）納米層片的制備方法能有效改善炭黑在聚合物基體中的導電性能；研究中還發現一種能控制聚合物體積電阻的炭黑改性方法，通過改變改性劑的添加量可實現控制電阻的目的。

意義：這兩種改性炭黑在導電塑料和導電橡膠制品中將具有廣闊的應用前景。

導電-抗靜電聚烯烴粒料

項目簡介：該產品對抗靜電粒料生產的傳統配方進行了重大改革，為大幅度提高粒料的抗靜電值，采用經特殊偶聯劑處理后的導電碳黑替代傳統的抗靜電劑，此種經處理后的導電碳黑具有良好的隧道效應，添加進粒料后使粒料具有相當的導電功能，從而具有極大的抗靜電性能。為保證導電物質的均勻分布，確保產品良好穩定的性能，同時添加雙硬脂酰胺EBS，LEVA-3和低分子聚乙烯蠟等作為生產助劑；為解決粒料在混煉擠出過程中的熱老化和制品使用過程中的老化問題，添加了復合型抗氧化劑。

高精細電路用各向異性導電膠膜ACF

項目簡介：該課題研究出高精細電路用各向異性導電膠膜ACF。各向異性導電膠膜（Anisotropic Conductive Film），簡稱ACF，是以化學粘接的方式完成電路間的連接，操作簡單方便，易實現自動化流水線生產。它可以牢固地連接間距為0.20～0.02mm的線路，常用于COG（Chip-On-Glass芯片綁在玻璃上）連接、TAB（Tape Automated Bonding 帶式自動綁定）連接、COF（Chip-On-Flexible芯片綁在柔性板上）連接、COB（Chip-On-Board芯片綁在剛性板上）連接等，是目前高密度大信息量顯示器組裝及高精細電路互連所必備的關鍵材料。

意義：隨著小型超薄、大平面顯示器的發展，超精細線路設計的需求以及移動通訊等行業的快速發展，ACF封裝材料將具有十分廣闊的市場前景。

導電聚合物材料及其在電容器中應用

項目簡介：該項目主要研究了新型導電聚合物單體的合成、聚合物薄膜材料的制備、聚合物電極及其在電解電容器中的應用等內容，代表性成果為具有獨立知識產權的高導電率聚合物薄膜制備技術和高性能片式有機固體電解電容器。內容：固體電容器用導電聚合物陰極材料的設計與優選；導電聚合物的作用機理、材料結構與性能的關系；乙烯二氧噻吩單體材料的合成方法和工藝；聚乙烯二氧噻吩的合成方法與工藝；聚乙烯二氧噻吩導電薄膜的制備與性能；多孔表面上聚合物的被膜方法與工藝；受限空間內聚合物成膜機理與建模；提高固體電容器靜電容量引出率的方法和工藝；導電聚合物陰極電容器制備方法；導電聚合物陰極電容器生產工藝的穩定性與可靠性。

撓性印刷電路用低電阻快速固化

導電銀漿

項目簡介：該項目通過對銀粉選擇、樹脂選用和配比的深入研究，建立了獨特的撓性印刷電路用導電銀漿的生產工藝和設備體系方案，以及相應的檢測方法。形成了4個不同銀含量、不同固化溫度、不同用途的系列產品，具有銀含量低、電阻低、固化溫度低、速度快、撓曲性好的特點，與多種導電碳漿、絕緣油墨有著良好的浸潤性和附著性。

輻射交聯聚乙烯（IXPE）導電泡棉

項目簡介：該課題研制成功了輻射交聯聚乙烯(IXPE)導電泡棉代替進口產品。因其既能防靜電、又能對被包裝材料緩沖減震的雙重作用而被優選為對靜電敏感的電子元器件、光電模塊、電子設備等的包裝材料。輻射交聯聚乙烯導電泡棉產品是黑色泡棉，泡孔閉合均勻，穿刺壓力小，表面電阻和體積電阻為10^4～10^6Ω，導電性能恒定持久，產品的性能和質量穩定，具有防靜電、無腐蝕、不起塵脫皮脫屑、潔凈、防潮、防震、隔熱、環保等特點，是性能優異的ESD控制材料。

意義：可用于現代微電子、光電子、通訊、宇航、軍工、石化、IT等高科技領域，有廣泛的用途和前景。

鑭鍶鈷氧導電薄膜材料制備方法

項目簡介：該發明提供了一種鑭鍶鈷氧導電薄膜材料的制備方法,該方法包括先驅體溶液的配制,即將溶劑醋酸、去離子水、乙酰丙酮和溶質醋酸鑭、醋酸鍶和醋酸鈷以0.2-0.4M的濃度在一定的溫度下混合和將配制好的先驅體溶液用勻膠機甩開得到干膜，然后在快速熱退火爐中分段升溫進行熱處理，得到所需厚度的LSCO薄膜材料。該薄膜性能優良，電阻率值為0.95mW?cm，晶粒尺寸為50～100 nm，表面粗糙度為2.7nm，用該薄膜做鐵電存儲器的電極經標準鐵電測量系統測試,3×109次翻轉后不顯示疲勞。

意義：該薄膜材料適合做鐵電存儲器的電極。

碳納米管－聚脂有機復合導電纖維研制與開發

項目簡介：該項目是自主開發的碳納米管－聚酯有機復合導電纖維，采用多壁碳納米管做導電成分，通過在聚酯生產過程中加入碳納米管，控制適當的聚合和紡織生產工藝，使 碳納米管在聚合物及纖維中呈納米級分布；利用碳納米管，采用新的分散工藝，制備導電性能優良的導電母粒，再經復合紡絲，制成導電性能良好的納米管－聚酯有機復合導電纖維，市場前景廣闊；該項目生產的機復合導電纖維質量達到Q/XHX001-2003企業標準。

意義：其性能指標達到國際同類產品先進水平。

導電納米氣凝膠常壓制備與機理研究

第9篇：有機高分子材料的特性范文

關鍵詞：高分子化學；新工科；教學改革

“高分子化學”是研究高分子化合物合成和反應的一門科學，是化工和材料類專業學生在具備了必要的有機化學、物理化學等基礎知識之后，必修的專業主干課。該課程為高分子材料的制備和功能化提供重要的專業基礎知識，是學生將來從事高分子材料研發和生產必備的理論基礎，在專業課程體系中起著關鍵性作用。然而，由于該課程知識點繁瑣，涉及概念、原理抽象，學生普遍反映難以理解，學習效果不佳，而且，在新工科背景下，傳統的理工科已不足以應對社會發展，需要重構一些核心知識，重新整合課程體系，以實現更新的教育理念、更好的教學模式、更高的教育質量，滿足大學畢業生創新和創業的需求，使畢業生能支撐新興產業，甚至創造產業新領域。按照新工科的要求，本文根據“高分子化學”等工科專業的特點，結合以往教學授課經驗，在教學內容、教學模式、實踐性教學方法等方面進行了一系列的探索，以期提高該課程的教學質量，培養出滿足新工科建設要求的綜合型高分子材料類專業人才。

1“高分子化學”課程的內容和特點

“高分子化學”主要是學習如何以小分子原料合成高分子化合物的原理和方法，通過學習縮聚與逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、離子聚合、配位聚合、開環聚合和聚合物化學反應等內容[1]，使學生掌握高分子合成的原理和方法，明確如何尋找合適的單體和引發劑及合適的反應條件，以合成預定結構的聚合物?！案叻肿踊瘜W”課程涉及基本概念繁多，學生記憶有困難[2]。以第一章內容為例，高分子的基本組成就涉及到重復單元（鏈節）、結構單元和單體單元；談到高分子的分子量，聚合物往往是同系聚合物的混合物，因此具有分散性，測得的分子量為平均分子量，又分為數均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量，分別對應不同的測試方法；聚合物命名也有多種方法，僅習慣命名法就有中文和英文俗名，諸如PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、ABS（丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物）等需要識記。另外，“高分子化學”課程中有些原理抽象，難以理解。諸如自由基聚合反應和離子聚合反應以及配位聚合反應和開環聚合反應的反應機理，單體結構對反應類型的選擇和判定，聚合反應過程中影響聚合物分子量的鏈轉移因素等。高分子的立體異構也是一個抽象而不好掌握的難點，學生往往將構型和構象混淆。構型是分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列，這種排列是穩定的，要改變構型需經過化學鍵的斷裂和重組；構象是由于單鍵內旋轉而產生的分子在空間的不同形態，由于熱運動，分子的構象是可以改變的，因此高分子鏈的構象是統計性的。

2“高分子化學”課程教學改革的幾點探索

2.1抓住經、緯線，有效梳理知識結構

盡管“高分子化學”課程所涉及知識點浩繁，貌似雜亂無章難以梳理，學生覺得難學，老師覺得難教，其實不然。經過細心總結，你會發現這門課程各章節知識點之間有著很強的規律性。正如“高分子化學”教材作者潘祖仁老先生在書序中指出，“以聚合反應和聚合物化學反應作主經線，以聚合物品種作副緯線，相互交織深化”。高分子合成的聚合反應按照聚合機理可以分為由活性中心引發單體聚合的連鎖聚合反應，和無活性中心，單體通過官能團間相互反應而發生的逐步聚合反應。大部分縮聚反應屬于逐步聚合機理，對應于教材中第二章內容：縮聚和逐步聚合，介紹縮聚反應，縮聚反應的機理，縮聚動力學，縮聚物聚合度及其分布，這是清晰的經線（縱向），接下來聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等典型縮聚物的介紹就是緯線（橫向），將抽象的機理、動力學等知識通過具體例子進行闡述說明。再來看由活性中心引發的連鎖聚合反應，當活性中心是自由基時，對應第三章內容：自由基聚合，介紹自由基聚合反應特點和自由基產生體系，自由基聚合機理，聚合動力學，聚合物的聚合度及其分布，講解說明過程中引用乙烯、氯乙烯、苯乙烯等單體聚合的典型例子。接下來討論了聚合單體為兩種不同結構單體時的聚合反應規律，對應第四章內容：自由基共聚合。自由基聚合反應的具體實施工藝，對應第五章內容：聚合方法，分別為本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。當活性中心為離子時，對應的是第六章內容：離子聚合?；钚灾行臑殛庪x子，對應的陰離子聚合，活性中心為陽離子時，對應的為陽離子聚合，具體授課內容為反應體系、聚合機理和聚合反應動力學。第七章的配位聚合是陰離子聚合性質，第八章的開環聚合反應屬于離子聚合性質，均遵循陰、陽離子聚合反應原理。前八章介紹了高分子的合成反應特點（高分子生成），第九章介紹高分子之間所能發生的反應及其衍生出的功能高分子，為另一門課程“功能高分子”奠定了基礎。

2.2講述科學故事，激發學習興趣

學生在大量專業知識的學習過程中常常會覺得枯燥乏味，我們可以講講自然規律、科學原理發現背后的科學故事，從而激發學生的學習興趣和對高分子科學的熱愛。比如，緒論部分關于高分子科學的形成和發展就蘊藏著一段科學故事。什么是高分子呢？追溯高分子的發展歷史，人們對高分子的認識和發展經歷了一段曲折的過程。1861年，英國化學家格雷阿姆認為高分子是由小的結晶分子形成，提出了高分子的膠體理論。在一定程度上解釋了某些高分子的特性，得到許多化學家的認可。直到1922年，德國化學家施陶丁格在研究天然橡膠加氫過程中得出高分子是由長鏈大分子構成的觀點。這一觀點一經提出，就遭到膠體論者的強烈反對和譏諷。但施陶丁格仍然堅持開展相關課題的深入研究，直到1926年瑞典化學家斯維德貝格測量出蛋白質的分子量，從而證明了施陶丁格大分子理論的正確性。通過講述科學故事，不僅激發了學生對高分子學科的興趣和熱愛，還培養了學生敢于質疑權威、維護真理的求是科學精神。在高分子學科，這樣的科學巨匠不勝枚舉，美國化學家Flory也是其中之一。他通過反復試驗發現聚合物增長鏈的活性與它的末端結構有關，而與高分子鏈的長度無關，并采用統計學方法推導出高分子分子量的數學表達式，稱為“弗洛里分布”。專業教師在課堂上講述這些科學故事的同時，要引導學生在國家新工科發展理念下，追求精益求精的“工匠精神”。

2.3研討性教學，變被動學為主動學

傳統的教學模式是教師講，學生聽，學生一開始還能精神飽滿，漸感枯燥后可能會跟不上教師思路，于是思想和精神也開小差去了，導致課堂教學效果差。為了更好地調動學生學習的積極性，變被動學習為主動學習，我們教學團隊在傳統教學模式中融入研討式教學方法[3]。每次課上根據當次授課內容為學生布置課下討論問題，于下次課上進行研討，可采取主動發言或隨機抽查的方式來進行，以便學生對授課內容有更好的理解。另外還可根據授課內容安排一到二次學生的報告機會，鼓勵并指導學生課下查閱文獻，培養學生主動獲取知識的自學能力。比如，在講授第五章聚合方法時，伴隨乳液聚合技術的發展，涌現出種子乳液聚合、核殼乳液聚合、微乳液聚合等一系列新的乳液聚合技術。教師講授了經典乳液聚合的基本概念、機理和動力學，可以讓學生根據聚合速率、微結構、分子量及其分布等控制目標，結合乳膠粒度和粒度分布、顆粒結構和形貌、表面積等影響因素，講述對新的乳液聚合方法的認識并列舉實例。有效的師生互動有助于提高學生在“高分子化學”學習過程中對知識的理解與掌握，形成正確的“高分子化學”學習方法和思維模式[7]。教師在研討式互動過程中完成了“教”的任務，同時也和學生一起延伸“學”的活動。討論過程方便教師及時準確地發現學生在學習上存在的問題，不斷地對教學內容進行必要恰當的更新。傳統的課堂線下教學教師和學生可以問答互動，討論研究。即使疫情期間的網絡教學，教師與學生也可以通過網絡教學平臺如雨課堂中的彈幕互動、騰訊會議教學模式中的小窗口對話來進行高效高質的師生活動。

2.4結合實驗、實踐教學，培養學生科研實踐能力

為使學生加深認識和理解高分子科學理論，有必要配套開設“高分子化學實驗”課程，讓學生自己動手進行高分子合成。在學習自由基聚合時，許多單體聚合至10%轉化率后，都出現明顯自動加速現象，即凝膠效應。以甲基丙烯酸甲酯（MMA）為例，進行本體聚合時，轉化率低于10%，聚合體系從流動液體轉變成粘滯狀，轉化率為10%~50%，體系從粘滯狀轉變為半固體，加速明顯，直至80%轉化率才減速終止。出現凝膠效應的原因，鏈自由基的終止反應包括鏈自由基的平移、鏈段重排和雙基化學反應。隨著反應進行，體系粘度增加，鏈段重排受阻，鏈終止速率常數kt下降；40%轉化率時，kt降低上百倍而kp變化不大，導致聚合反應加速。甲基丙烯酸甲酯本體聚合體系的微觀動力學變化可以體現宏觀體系特征，從實驗現象可以明顯觀察到自由基聚合的凝膠效應，因此強調學生的實驗課程效果，有助于深入理解“高分子化學”課程的理論知識。另外，新工科背景下，需要培養創新型人才，可通過推行“本科生導師”制，為學生創造科研工作機會[4]。教師可根據自己的研究方向給學生提出研究導向，指導學生查閱文獻資料，制定實驗方案，并開展實驗、測試以及數據分析和整理。這些過程不僅能激發學生的學習熱情，還能培養學生獨立思考和創新能力，為以后的科研活動打下堅實基礎[5-6]。比如，高分子材料因為所具有的緩釋、控釋和靶向作用而廣泛作為藥物基因載體應用，不僅可以提高藥物療效，還能提高藥物的安全性、合理性和精密性。其中，對藥物起到保護和運輸功能的載體就是通過兩親嵌段共聚物組裝而形成的具有疏水性的核和親水性的殼（“核-殼”）結構的膠束。嵌段共聚物聚乳酸聚丙烯酸是通過陰離子開環聚合和RAFT聚合相結合的方法合成的。學生在實驗過程中反復熟練課堂學習的陰離子開環聚合原理知識，真正做到活學活用。而且，應用到的RAFT聚合是可控自由基聚合技術中的一種，讓學生在實際操作中體會“引入自由基控制劑，實現快引發、慢增長、無鏈轉移和無鏈終止的活性自由基聚合技術”，不僅使學生對所學知識領悟深刻，還能培養學生的開拓鉆研精神。此外，教師還可以鼓勵和指導學生參加挑戰杯等創新創業大賽，提升學生的科研素養和團隊合作精神，開闊視野，拓寬未來發展平臺。用科研和科創活動促進學生學習專業知識，有利于學生將所學知識應用于實際，并且將理論和實踐有機結合，有效避免了課堂灌輸的枯燥乏味，寓教于研，更好地發揮科學育人的目的。

3結束語

為應對新一輪科技革命與產業革命，將培養具有競爭力的科技創新型人才作為新工科培養目標，本文在這種大背景下對“高分子化學”課程的教學改革進行了探索。提出以經、緯線編織知識網，建立知識體系內部框架；挖掘科學知識背后的故事，激發學生學習興趣和培養科學精神；采用研討性教學模式，變學生被動式學習為主動學習；緊密結合科學實驗和科研實踐，培養學生的實踐創新能力。通過以上舉措，在教學科研結合的氛圍中實現師生互動，專業課堂才能成為培育科技型創新人才的重要途徑。

參考文獻

[1]潘祖仁.高分子化學[M].5版.北京：化學工業出版社，2014.

[2]王柏臣，李偉，高禹.面向工程教育專業認證的“高分子化學”課程教學改革探索[J].化工時刊，2021，35（1）:42-44.

[3]李繼航，張強.高分子化學教學中的互動式教學的應用探索[J].山東化工，2020，49（24）：159-160.

[4]霍利軍，倪健領.“強基計劃”背景下高分子化學教學改革與探索[J].化學教育（中英文），2021，42（24）：17-22.

[5]張源源.高校高分子化學實驗教學改革探討[J].山東化工，2018，47（6）:147-148.

[6]楊金燕，賴俐超.基于應用型人才培養的高分子化學實驗教學改革[J].高分子通報，2019（9）:87-91.

[7]王建國.有機化學教學中應注重師生有效互動[J].大學化學，2022，37（3）:172-176.