⑴ 有機高分子材料有哪些
其中,被稱為現代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料。盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優點而獲得迅速的發展,但目前業已大規模生產的還是只能尋常條件下使用的高分子物質,即所謂的通用高分子,它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現代工程技術的發展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,這樣就出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。 一、高分子分離膜 高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。採用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類。現在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節約能源:利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。 二、高分子磁性材料 高分磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物(合成樹脂、橡膠)的新應用領域 的同時,而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源於天然磁石,以後才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現在工業常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉於塑料或橡膠中製成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣製成的復合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的製品,還能與其它元件一體成型等特點,而越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為兩大類,即結構型和復合型。所謂結構型是指並不添加無機類磁粉而高分子中製成的磁性體。目前具有實用價值的主要是復合型。 三、光功能高分子材料 所謂光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以製成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種透鏡、棱鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性,又可以開發出非線性光學元件,如塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維等;而先進的信息儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。
⑵ 傳統有機高分子材料和新型有機高分子材料的區別
一、指代不同
1、傳統有機高分子材料:包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和塗料等許多種類,其中塑料、合成橡膠和合成纖維被稱為三大高分子材料。
2、新型有機高分子材料:聚合物或高聚物。一類由一種或幾種分子或分子團(結構單元或單體)以共價鍵結合成具有多個重復單體單元的大分子。
二、結構不同
1、傳統有機高分子材料:在熱、光、氧的長期作用過程中,高分子發生降解過程,使其理化性能、力學性能降低。完全消失以至失去使用價值。為此,常須加入防老化劑及其他防護措施延長使用壽命。
2、新型有機高分子材料:兩種或兩種以上的高聚物可用物理的、化學的方法共混製得共混聚合物合金。如尼龍與聚烯烴共混的塑料合金,其沖擊韌度可提高15倍以上。聚合物的合金化使材料改性的自由度加大,可制備出性能多樣、適應不同工況要求的新材料。
三、用途不同
1、傳統有機高分子材料:滿足多種特種用途的要求,包括塑料、纖維、橡膠、塗料、粘合劑等領域,可部分取代金屬、非金屬材料。
2、新型有機高分子材料:對促進工農業生產和尖端 技術,而且對探索生命的奧秘、攻克癌症和治療遺傳性疾病都 起著重要推動作用。
⑶ 天然有機高分子材料有哪些
天然有機高分子材料有哪些
分別是澱粉,纖維素,蛋白質,天然橡膠
澱粉是葡萄糖分子聚合而成的,它是細胞中碳水化合物最普遍的儲藏形式。澱粉在餐飲業中又稱芡粉,通式是(C6H10O5)n,水解到二糖階段為麥芽糖,化學式是C12H22O11,完全水解後得到單糖(葡萄糖),化學式是C6H12O6 。澱粉有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩類。前者為無分支的螺旋結構;後者以24~30個葡萄糖殘基以α-1,4-糖苷鍵首尾相連而成,在支鏈處為α-1,6-糖苷鍵。直鏈澱粉遇碘呈藍色,支鏈澱粉遇碘呈紫紅色。這並非是澱粉與碘發生了化學反應(reaction),產生相互作用(interaction),而是澱粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子,通過范德華力,兩者形成一種藍黑色絡合物。實驗證明,單獨的碘分子不能使澱粉變藍,實際上使澱粉變藍的是碘分子離子。澱粉是植物體中貯存的養分,貯存在種子和塊莖中,各類植物中的澱粉含量都較高。澱粉可以看作是葡萄糖的高聚體。澱粉除食用外,工業上用於制糊精、麥芽糖、葡萄糖、酒精等,也用於調制印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、葯物片劑的壓制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含澱粉的物質中提取而得。
纖維素(cellulose)是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶於水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纖維素含量接近100%,為天然的最純纖維素來源。一般木材中,纖維素佔40~50%,還有10~30%的半纖維素和20~30%的木質素。
纖維素是植物細胞壁的主要結構成分,通常與半纖維素、果膠和木質素結合在一起,其結合方式和程度對植物源食品的質地影響很大。而植物在成熟和後熟時質地的變化則有果膠物質發生變化引起的。人體消化道內不存在纖維素酶,纖維素是一種重要的膳食纖維。自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖。
蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要成分。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。一般說,蛋白質約占人體全部質量的18%,最重要的還是其與生命現象有關。
蛋白質(protein)是生命的物質基礎,是有機大分子,是構成細胞的基本有機物,是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯系在一起的物質。機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質參與。蛋白質占人體重量的16%~20%,即一個60kg重的成年人其體內約有蛋白質9.6~12kg。人體內蛋白質的種類很多,性質、功能各異,但都是由20多種氨基酸(Amino acid)按不同比例組合而成的,並在體內不斷進行代謝與更新。
天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其餘為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。
⑷ 有機高分子材料有哪些
聚乙烯、聚丙烯.醋酸纖維.聚氯乙烯.酚醛樹脂.脲醛樹脂
很多
⑸ 有機高分子材料是什麼常用的有哪些
有機高分子化合物簡稱高分子化合物或高分子,又稱高聚物。高分子化合物是衣、食、住、行和工農業生產各方面都離不開的材料,其中棉、毛、絲、塑料、橡膠等都是最常用的。以往人們使用的高分子材料都取自天然產物。物質文明和精神文明都高度發展的今天,天然高分子材料已經不能滿足生產、生活和科技各方面日益增長的需要。近代化學化工科學技術的迅速發展,創造了許多自然界從來沒有過的人工合成高分子化合物,對滿足各種需求做出了重要貢獻。
高分子是由一種或幾種結構單元多次(103~105)重復連接起來的化合物。它們的組成元素不多,主要是碳、氫、氧、氮等,但是相對分子質量很大,一般在10 000以上,可高達幾百萬。因此才叫做高分子化合物。
例如,用量很大的聚氯乙烯(PVC)是由結構單元氯乙烯(CH2=CHCl),是由兩種結構單元—NH—(CH2)6—NH—和—CO(CH2)4CO—多次重復連接而成。有一些結構復雜或者結構尚未確定的高分子化合物,在名稱上有時加「樹脂」二字。例如酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
高分子化合物的這種很不一般的結構,使它表現出了非同凡響的特性。例如,高分子主鏈有一定內旋自由度,可以彎曲,使高分子鏈具有柔性;高分子結構單元間的作用力及分子鏈間的交聯結構,直接影響它的聚集態結構,從而決定高分子材料的主要性能。
高分子化合物固、液、氣三種存在狀態的變化一般並不很明顯。固體高分子化合物的存在狀態主要有玻璃態、橡膠態和纖維態。固體狀態的高分子化合物多是硬而有剛性的物體。無定形的透明固體高分子化合物很像玻璃,故稱它為玻璃態。在橡膠態下,高分子鏈處於自然無規則和捲曲狀態,在應力作用下被拉伸,去掉應力又恢復捲曲,表現出彈性。纖維是由高分子化合物構成的長度對直徑比大很多倍的纖細材料。
高分子化合物的基本結構特徵,使它們具有跟低分子化合物不同的許多寶貴性能。例如機械強度大、彈性高、可塑性強、硬度大、耐磨、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、電絕緣性強、氣密性好等,使高分子材料具有非常廣泛的用途。
通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各種添加劑所形成,其基本性能取決於所含高分子化合物的性質,各種不同添加劑的作用在於更好地發揮、保持、改進高分子化合物的性能,滿足不同的要求,用在更多的方面。
隨著化學化工的發展,高分子化合物的品種日益增加。對眾多的高分子化合物可以從不同角度進行分類。通常的分類方法有:
①根據來源分為天然高分子化合物、合成高分子化合物和半合成高分子化合物。天然高分子化合物如纖維素、澱粉等;各種人工合成的高分子如聚乙烯、聚丙烯等為合成高分子化合物;醋酸纖維素等為半合成高分子化合物。
②根據合成反應特點分為聚合物、縮合物和開環聚合物等。
③根據性質和用途分為塑料、橡膠、纖維等。
⑹ 天然有機高分子材料有哪些
天然有機高分子材料有四種:
分別是澱粉,纖維素,蛋白質,天然橡膠
澱粉是葡萄糖分子聚合而成的,它是細胞中碳水化合物最普遍的儲藏形式。澱粉在餐飲業中又稱芡粉,通式是(C6H10O5)n,水解到二糖階段為麥芽糖,化學式是C12H22O11,完全水解後得到單糖(葡萄糖),化學式是C6H12O6 。澱粉有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩類。前者為無分支的螺旋結構;後者以24~30個葡萄糖殘基以α-1,4-糖苷鍵首尾相連而成,在支鏈處為α-1,6-糖苷鍵。直鏈澱粉遇碘呈藍色,支鏈澱粉遇碘呈紫紅色。這並非是澱粉與碘發生了化學反應(reaction),產生相互作用(interaction),而是澱粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子,通過范德華力,兩者形成一種藍黑色絡合物。實驗證明,單獨的碘分子不能使澱粉變藍,實際上使澱粉變藍的是碘分子離子。澱粉是植物體中貯存的養分,貯存在種子和塊莖中,各類植物中的澱粉含量都較高。澱粉可以看作是葡萄糖的高聚體。澱粉除食用外,工業上用於制糊精、麥芽糖、葡萄糖、酒精等,也用於調制印花漿、紡織品的上漿、紙張的上膠、葯物片劑的壓制等。可由玉米、甘薯、野生橡子和葛根等含澱粉的物質中提取而得。
纖維素(cellulose)是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶於水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纖維素含量接近100%,為天然的最純纖維素來源。一般木材中,纖維素佔40~50%,還有10~30%的半纖維素和20~30%的木質素。
纖維素是植物細胞壁的主要結構成分,通常與半纖維素、果膠和木質素結合在一起,其結合方式和程度對植物源食品的質地影響很大。而植物在成熟和後熟時質地的變化則有果膠物質發生變化引起的。人體消化道內不存在纖維素酶,纖維素是一種重要的膳食纖維。自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖。
蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要成分。機體所有重要的組成部分都需要有蛋白質的參與。一般說,蛋白質約占人體全部質量的18%,最重要的還是其與生命現象有關。
蛋白質(protein)是生命的物質基礎,是有機大分子,是構成細胞的基本有機物,是生命活動的主要承擔者。沒有蛋白質就沒有生命。氨基酸是蛋白質的基本組成單位。它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯系在一起的物質。機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質參與。蛋白質占人體重量的16%~20%,即一個60kg重的成年人其體內約有蛋白質9.6~12kg。人體內蛋白質的種類很多,性質、功能各異,但都是由20多種氨基酸(Amino acid)按不同比例組合而成的,並在體內不斷進行代謝與更新。
天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其餘為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。
⑺ 化學,有機高分子材料有哪些
有很大不同,材料化學比較側重無機化學方面,
而高分子材料化學比較側重於高分子化學,主要是聚合物,像纖維,橡膠之類的,且與有機化學有些關系,
一般都偏工科。
⑻ 有機高分子材料包括哪幾類每一類各有何特點各應用於哪些場合
合成材料
合成材料又稱人造材料,是人為地把不同物質經化學方法或聚合作用加工而成的材料,其特質與原料不同,如塑料、玻璃、鋼鐵等。
無機非金屬材料
無機非金屬材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、棚化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、棚酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。元機非金屬材料的提法是20世紀40年代以後,隨著現代科學技術的發展從傳統的硅酸鹽材料演變而來的。元機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料並列的三大材料之一。在晶體結構上,元旦主企是材料的元素結合力主更主Af鍵、共價鍵主豆子-共價混合蟹。這些化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。元機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。傳統的元機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。如水泥是一種重要的建築材料;耐火材料與高溫技術,尤其與鋼鐵工業的發展關系密切;各種規格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學玻璃以及日用陶瓷、衛生陶瓷、建築陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產、生活休戚相關。它們產量大,用途廣。其他產品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化鋁)、鑄石(輝綠岩、玄武岩等)、碳素材料、非金屬礦(石棉、雲母、大理石等)也都屬於傳統的無機非金屬材料。新型元機非金屬材料是20世紀中期以後發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。主要有先進陶瓷(advanced ceramics)、非晶態材料(noncrystal material〉、人工晶體〈artificial crys-tal〉、無機塗層(inorganic coating)、無機纖維(inorganic fibre〉等。
無機非金屬材料的分類
(1)傳統無機非金屬材料:水泥、玻璃、陶瓷等硅酸材料。
(2)新型無機非金屬材料:半導體材料、超硬耐高溫材料、發光材料等。
復合材料
復合材料
composite material
以一種材料為基體,另一種材料為增強體組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代,因航空工業的需要,發展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼),從此出現了復合材料這一名稱。50年代以後,陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合,構成各具特色的復合材料。
分類 復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為:①纖維復合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層復合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒復合材料。將硬質細粒均勻分布於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜復合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比,其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。
60年代,為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料,其比強度大於4×106厘米(cm),比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別,將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同,先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先進復合材料除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執行功能,能適應環境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。
性能 復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍,還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復合可得到膨脹系數幾乎等於零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性,因此可按製件不同部位的強度要求設計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復合材料,在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發動機風扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復合,使用溫度可達1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨,構成耐燒蝕材料,已用於航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由於密度小,用於汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合製成的復合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
成型方法 復合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基復合材料的成型方法較多,有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基復合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低於基體熔點溫度下,通過施加壓力實現成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。後者是將基體熔化後,充填到增強體材料中,包括傳統鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復合材料的成型方法主要有固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。
應用 復合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於復合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。②汽車工業。由於復合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低雜訊、抗疲勞性能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料,可用於製造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等。④醫學領域。碳纖維復合材料具有優異的力學性能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。此外,復合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。