高分子材料在飞机上的应用
复合材料1001 党正博4204100131
摘要：21世纪是新型材料为物质基础的时代。各种高分子材料以它优异的性能在各种方面领域有广泛的应用。在飞机制造工业中，由于高分子材料的使用，飞机本身的质量的减轻性能更加稳定的同时也减少了能源的消耗。本文主要是列举了几种常见的高分子材料在飞机上的应用。
关键词：飞机；高分子材料；应用
Application of High Polymer Material on Aerplane Abstract：The 21st century is the time that the new material is the material base. Each kinds of high polymer material has the widespread application by its
outstanding performance in many domains. In the aircraft industry, as a
result of the high polymer materials are used, airplane's quality reduced
performance stabler at the same time also to reduce the energy
consumption. This article has mainly enumerated several kinds of common
high polymer materials are applied on airplane.
Key words: Airplane; High Polymer Material; Application
一、引言
自1903年美国人莱特兄弟发明了飞机并成功试飞到现在的空客A-380和波音梦幻787。人类像鸟一样的飞翔的梦想早已经成为了现实。随着高分子材料被应用在制作飞机的材料上，使得飞机的性能越来越好。在航空工业中，腐蚀与防腐是个重要的问题，可是一般的金属防腐蚀的效果很差，由于高分子材料耐酸，碱，盐介质的腐蚀性优于金属和其他的合金材料，故被应用在飞机的制作上。另外，高分子材料具有密度小，强度大的优点，这对减轻飞机本身的质量和减少能源的消耗都有重要的意义。
二、塑料在飞机上的应用
塑料是由高分子化合物（天然或是合成的树脂）为基础组成的具有可塑性的材料。它密度小，比强度高，良好的电绝缘性，绝热性，隔声性，耐磨性等使得它在航空工业上应用很普遍。
1、有机玻璃（PMMA）
有机玻璃的主要的成分是聚甲基丙烯酸甲酯，另外含有增塑剂（常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯）。它有透光性好（透过99%的太阳光），常温下强度大，耐腐蚀性和绝缘性好，用作飞机坐舱盖、可防止空中突然爆破。也用于制造飞机风挡玻璃和一些仪表的外壳上。但是它也热膨胀系数大，受温度和日光的作用下性能下降的缺点。
2、聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯塑料是聚氯乙烯树脂中加入抗氧化剂，增塑剂等制成的。含增塑剂较多的成为软聚氯乙烯塑料，其性质柔软，耐摩擦，耐酸碱性，耐油性和电绝缘性好，在飞机上常用作电线和电缆的保护套，液压系统和冷气系统的密封垫。
3、酚醛塑料
酚醛塑料俗称电木，主要成分是酚醛树脂，其余是填料和颜料，它具有较大的强度，良好的绝缘性，不易受溶液的侵蚀，能在100-130℃在工作。以布，玻璃布作为填料的酚醛塑料的抗拉强度和冲击强度的力学性能都很高，吸振性能也很好，应用在齿轮，滑轮，发动机架的缓冲器垫片，飞机操纵踏板，驾驶盘，配电盘等处。以石棉作为填料的酚醛塑料有很好的耐热性，耐磨性，用来制造飞机的刹车系统的零件。
4、环氧树脂塑料
环氧树脂塑料是向环氧树脂（环氧丙烷与二酚基丙烷缩聚而成）中加入填料制成的一种热固性的塑料。航空工程应用较多的是玻璃纤维作为填料的环氧树脂塑料（玻璃钢），其强度大，有良好的绝缘性和化学稳定性，吸湿性用于制造雷达天线整流罩等绝缘零件。另外环氧树脂和金属，木材，陶瓷，橡皮，玻璃都有较好的粘结性，所以还用好制造胶粘剂和涂料。三、胶黏剂在飞机上的应用
胶黏剂是一种具有良好粘合性能，能将各种相同或是不同的材料牢固地粘合在一起的物质。任何型号的飞机都有需要密封的区域，例如承受空气增压的密封舱，阻止燃油渗漏，气味窜流，腐蚀性液体侵蚀等结构区域。胶黏剂已成为现实飞行器零部件连接的重要材料之一，广泛用于各种结合面的连
接。现代飞机的结合面有67%左右时用胶黏剂连接的。飞机上应用胶黏剂有如下的特点：⑴可以减轻飞机的结构质量，增加航速，如大型的雷达采用胶黏后质量可减轻20%。不仅如此，机体表面采用胶黏后，光滑平整保证了良好的气动力外形，有利于改善飞机的飞行性能，增加飞机的飞行速度。⑵采用胶黏时，整个胶接面能承受载荷，应力分布均匀，因此抗剪强度和抗压强度高。⑶胶连结构具有密封和防腐的作用，飞机上的一些部位都要制作成密封隔舱，对于这些隔舱来说，燃油和空气被密封住。这种材料的应用使得防腐效果有了很大的进步。⑷胶连可以在较低的温度进行，这样可以避免敏感的部位受到损坏。下面介绍一下飞机上常用的胶黏剂。
1、酚醛树脂胶
1.1 E-5胶
由酚醛树脂，聚乙烯醇缩甲乙醛树脂，酚醛环氧树脂和丁腈橡胶作为主要原料。具有良好的韧性和密封性，适用于铝，钢等金属之间的连接。
1.2 酚醛-丁腈胶（J-03）
由酚醛树脂与丁腈橡胶在有机溶剂中冷混而成。具有良好的耐热性，耐寒性，优异的弹性和良好的粘结性，适用于胶结各种材料或是制作蜂窝结构。
1.3 204胶
由酚醛-缩醛型胶加有机硅化合物组成。常温到250℃都有满意的强度，适用于钛合金和硬铝等金属材料和蜂窝结构的胶连。
2、环氧树脂胶
环氧树脂俗称“万能胶”。由环氧树脂，胺类或是酸酐，无机填料按一定的比例配成。航空中常用有：自力-3，H-703，HYJ-6三种。
2.1 自力-3
具有优良的抗疲劳强度，固化过程挥发物少。适用于金属和非金属的连接。
2.2 H-703
它耐老化和耐水性能好，用于胶结不锈钢，铜等金属和玻璃，陶瓷，木材等非金属材料。
2.3 HYJ-6
具有良好的耐淡水，海水，乙醇，丙酮，燃油和耐气性，适用于金属和玻璃钢的大面积的胶结。
3、101胶（聚氨酯胶）
101胶具有良好的粘结性，如软性，绝缘性，耐水性和耐磨性用于铝，钢，玻璃等材料胶结，还用做尼龙等织物，皮革，涤纶薄膜上的涂料。
四、橡胶在飞机上的应用
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两种。然而天然橡胶的产量和性质都不能满足需要，工业上使用的橡胶制品都是经过硫化处理的。这样，橡胶就具有不溶解，不熔融的性质；力学性能也有提高；克服了橡胶因温度升高而变软发粘的缺点。飞机上采用橡胶制成的零部件有：机轮的外胎和内胎，软硬油箱的保护套，各种缓冲器，密封零件，绝缘零件等。飞机上的窗口，检查孔和小门等都采用各种橡胶型材料进行密封。用量不是很多但是占有很重要的地位。下表-1是飞机上常用的合成橡胶。
表-1
五、含氟高分子材料在飞机上的应用[1]
目前，在航空工业上常见的含氟材料制品包括：氟塑料，氟橡胶，夫涂料，氟化有机玻璃等。表-2是含氟材料在飞机上的主要使用形式和用量。
表-2
1、氟硅橡胶
氟橡胶具有高度的化学稳定性，有很好的耐高温，耐油类的特性。在飞机上应用了这种橡胶后使得零件的平均耐温等级提高100℃，飞机上已经有几百个密封件，标准件使用这种材料。但是与通用橡胶相比，氟硅橡胶的加工工艺性，粘结性及低温性能较差，成本也较高。所以它们多用于通用橡胶不能胜任的高温介质环境中。
2、氟涂料
氟涂料的显著特点有高耐侯性，使用寿命可达20a以上，真正有希望实现涂层与有机体统寿命的目标；高防腐蚀性；高耐热性；这些优点正好补充了聚氨酯涂料在苛刻使用环境下耐久性差，使用3-4a侯明显失光，变色，老化的弱点，因而，使用好氟氨酯涂料可以显著延长蒙皮涂料的使用寿命，提高了飞机的防腐能力。
3、含聚四氟乙烯的自润滑复合材料
固体润滑材料的发展和应用已有较长的历史，但自润滑复合材料在工业上的广泛应用还是20世纪60年代以后的事。它的出现，满足了航空航天和其他新技术产品在苛刻条件下的润滑需要，成为润滑领域里的一类新型材料。目前，飞机上常见的自润滑复合材料主要有DU型和背衬型两种形式。主要用于制作轴承衬套，重要转动机构衬套，具有抗微动摩擦磨损要求的零件。DU 型用于承载要求较低的部位，背衬型用于承载要求较高的部位。
4、膨胀聚四氟乙烯制品
超高分子量聚四乙烯树脂经特殊拉伸工艺可以制备出一种新型膨胀化聚四氟乙烯（EPTFE）制品，这种制品广泛应用于医学，纺织，化工等领域是今年来蓬勃发展的新型氟材料。在航空领域主要用做结构密封，它有以下的优势：密度小，是传统密封材料的一半左右；使用温度范围宽；耐老化性能优异；施工容易，维护简便。下面的图片是在飞机上的EPTFE典型应用。
使用膨化聚四氟乙烯密封型的空客飞机结构壁板
使用膨化聚四氟乙烯密封型材的空客飞机水平尾翼油箱舱
六、聚磷腈高分子材料在飞机上的应用[2]
聚磷腈作为三类无机聚合物之一，由于具有良好的光、热稳定性，抗氧化性，耐水、耐溶剂、耐油类和化学品、耐辐射、耐高低温，生物相容性好和不燃烧等优良性能，在国外已经广泛应用于航空航天工业上。
1、织物阻燃材料
目前，广泛应用的织物阻燃主要是胺化磷腈(TAP，结构式见图)
它不但含有丰富的P、N 元素，可起到很好的阻燃效果，而且不含卤素，毒性小，并且其结构与纤维素的结构单元相似，用其阻燃整理的织物手感好，对纤维织物的物理性能影响小。这种材料良好的阻燃性能被应用在飞机的降落伞上。美国Avtex 纤维公司[3]成功开发出牌号为“Durvil”的聚磷腈阻燃人造纤维。
2、阻燃泡沫橡胶
目前，每架飞机约需要2t泡沫橡胶。聚氨酯(PU)由于其优异的耐久力和形状恢复能力被广泛应用，但PU阻燃能力非常差。近年来，一些改性PU泡沫用作航空坐垫已经通过了美国联邦航空局的测试，这些PU材料主要用含卤橡胶、化学添加阻燃剂或膨胀石墨进行改性。1993年，美国海军在直升机上试用了聚磷腈[4] (PZN)橡胶(EYPEL-A 型)用作坐垫。
3、胶黏剂
聚磷腈胶黏剂[5]具有突出的耐热性能，300℃以上有较好的耐热性和黏结性能(对金属粘接剪切强度为200MPa以上)，并且其抗冲击韧性比无机盐胶黏剂好得多。聚磷腈胶黏剂主要用于高温作业下如火箭、导弹、飞机等有关耐高温部件的金属、陶瓷和玻璃钢等工件的粘接。典型的聚磷腈胶黏剂合成见下图：
4、耐高温阻燃涂层
磷腈化合物组成的多环状聚磷腈高聚物，具有极高的热稳定性，是重要的耐高温、阻燃高分子材料。由六氯环三磷腈和多元胺(三聚氰胺、六次甲基四胺、对苯二胺等) 反应生成的模压高分子材料，可用作导弹或其他航天器头部的耐高温、阻燃涂层防护材料。磷腈网状高分子材料还可与陶瓷进行复
合，形成现代军事装备所需要的陶瓷涂层材料，该涂层材料能承受1200℃以上的高温。
5、密封材料
由于聚磷腈材料的优良性能，人们将它作为航天、航空及军用部门密封件的首选材料。Singler等人[6]对氟磷腈用于飞机密封材料进行了研究，研究结果也表明该材料在航空航天业密封材料的应用前景非常广阔。用氟硅橡胶作动态密封件常常会引起泄漏，而改用氟化聚磷腈橡胶，这一问题即可解决。
6、润滑材料
聚磷腈润滑油[7-8]具有阻燃性好，低蒸气压，宽使用范围，热稳定性好，弹性优良，经摩擦作用分解后可形成润滑膜等性能，适用于钢、铝、铜、硅、氧化硅、碳化硅和氧化铝等部件的润滑，可广泛应用于高温工程领域，需要低挥发性的空间平台领域，需要良好表面亲和力的微电子领域。Nader等人[9]用四球摩擦磨损试验机研究了芳氧基磷腈化合物的抗磨和减摩特性。结果表明，芳氧基三聚磷腈XP(结构式见下图)有低倾点(-15℃)、高氧化稳定性和良好的减摩抗磨作用。进一步研究表明，在300℃，45 N 或135 N 负荷下，对M50钢或SS400钢，XP 的摩擦系数仅为0.03，润滑性能优于目前用的聚苯醚类润滑油，适用于飞机发动机涡轮等的润滑。
七、结语
以上可以看出高分子材料已经在飞机的制造和维护中有了广泛的应用，可以说现代的飞机如果离开了高分子材料它将飞不起来。人们也在努力的研发具有特殊功能的高分子材料以满足飞机性能提升的需要。高分子的材料的应用是人类使用物质材料的一次革命。越来越成熟的高分子材料的制作技术
和新型多功能高分子材料的研发更好的不断满足了人类社会发展的需要。物质社会的发展也必将给高分子材料的发展强大的推动作用。
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200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势 高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用 （1）高分子材料在机械工业中的应用 高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、
“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用 高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为
谈谈高分子材料在现代生活中的应用 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料的高分子链通常是由103~105 个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征（如同分异构体、几何结构、旋转异构）外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 一高分子材料在生活中的应用简介高分子按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础，我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成
织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然 高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合 成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料；高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等 一般将高分子材料按特性分为五类，即橡胶、纤维、塑料、 胶粘剂、涂料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状，有天然橡胶和合成橡胶两种。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、氟橡胶等等。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的各种轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、
1 解析：真毛皮含有蛋白质，焚烧时有烧焦羽毛的味道，而人造皮毛不含蛋白质，焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道，所以 B 选项错误。 答案：B 解析：尿不湿之所以具有强的吸水性，是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案：D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团，这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析：羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案：A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成，这两 种材料是（ ） 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 （ ） A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案：A 2. 人造毛皮越来越以假乱真，下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 （ ） A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶
2 解析：电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成；尿素不属于高分子材料；橡胶属于高分子材料，故选择 答案：C 3.为配合“限塑令”的有效推行，许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施，已知生 产无纺布的主要原料为：聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析：生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案：B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是（ ） A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析：丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案：A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似，可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料，这种材料的性质特别稳定，所以被称为 （ ） A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析：由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性， 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温，绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀，所以被称作是塑料王。 答案：D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 （ ） A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。
高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！
第二节 应用广泛的高分子材料 一、高分子化合物的分类 1．按来源分 ? ???? 天然高分子，如：淀粉、纤维素、蛋白质等合成高分子，如：聚乙稀、有机玻璃等 2．按结构分????? 线型高分子体型高分子 3．按性质分????? 热塑性高分子热固性高分子 4．按用途分????? 塑料合成纤维合成橡胶涂料黏合剂…… 二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些？常见的有机高分子化学反应的特点有哪些？ 1．高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系 结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应
①降解 在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯；生物降解塑料；化学降解塑料；光降解塑料等。 ②橡胶硫化 天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变为体型结构。 ③催化裂化 塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 线型高分子体型(网状)高分子 结构分子中的原子以共价键相互连结，构成 一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交 联起来，形成三维空间的网状结构 溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化 特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有可塑性 常见物 质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应，同其他反应一样，运用物质的结构决定性质的规律，首先分析其具有的官能团，并考虑官能团与基团的影响，分析比较结构变化及位置等，并加以应用。 类型1 白色污染与环境保护
高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC②杂链高聚物：分子主链由C、O、N等原子构成。如：聚酰胺、聚酯③元素有机高聚物：分子主链不含C 原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。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经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社
医用高分子材料的应 用
医用高分子材料的应用 1概述 医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2种类和应用 2.1与血液接触的高分子材料 与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料，要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性，即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形，不发生以生物材料为中心的感染。此外，还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外，还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等，可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。 2.2组织工程用高分子材料 组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科，它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系，以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之
第五章进入合成有机高分子化合物的时代 2 应用广泛的高分子材料 1．下列有机物中不属于天然高分子材料的是( ) A．棉花B．淀粉 C．尼龙 D．羊毛 解析：高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和 羊毛是天然的，而尼龙是人工合成的，属于合成材料。 答案：C 2．下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是( ) A．聚乙烯塑料 B．聚氯乙烯塑料 C．酚醛塑料 D．聚苯乙烯塑料 答案：C 3．下列说法正确的是( ) A．合成纤维和人造纤维统称为化学纤维 B．酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压 成粉末 D．某些合成材料和塑料制品的废弃物可以倾倒到海洋中 解析：合成纤维和人造纤维统称化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，B错误； 锦纶为合成纤维，是用H2N(CH2)5COOH缩聚成的，属于多肽，和蛋白质有相似之处，但灰烬不 能压成粉末，C错误；塑料制品的废弃物不可乱倒，D错误。 答案：A 4．尼龙-66是一种重要的合成纤维，它是由己二酸和己二胺以相等的物质的量在一定条 件下聚合而成的，下列叙述中不正确的是( ) A．尼龙-66的结构简式是 B．合成尼龙-66的反应属于缩聚反应 C．合成尼龙-66的基础反应为酯化反应 D．尼龙-66的长链结构中含有酰胺键(—CONH—) 解析：己二酸和己二胺分子中含有的官能团是—COOH和—NH2，二者生成尼龙-66的反应 应为成肽反应，而不是酯化反应。
答案：C 5．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食 品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( ) A．PE、PVC都属于链状高分子化合物，受热易熔化 B．PE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色 C．焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HCl D．废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染 解析：PVC的单体是CH2===CHCl，它不属于烃类。 答案：B (时间：40分钟分值：100分) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题8分，共48分) 基础题Ⅰ 1．下列高分子化合物中，属于天然高分子材料的是( ) A．锦纶纤维B．有机玻璃 C．棉花 D．顺丁橡胶 解析：棉花的主要成分是纤维素，它属于天然高分子材料；其他三种材料都属于合成高 分子材料。 答案：C 2．下列产品中，如出现破损不能进行热修补的是( ) A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜 解析：聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜都是用热塑性树脂加工而成的，可以 反复加工，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用热固性树脂加工而成的， 受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。 答案：B 3．下列说法正确的是( ) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维 B．天然纤维是不能再被加工处理的 C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维 D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
1 试解释几种主要加工助剂的作用和功能 助剂主要有四种： 有助于加工的润滑剂 改进材料力学性能的填料、增强剂、抗冲改性剂、增塑剂等 改进耐燃性能的阻燃剂 提高使用过程中耐老化的各种稳定剂 填料：降低成本和收缩率 增塑剂：降低聚合物玻璃化温度和成型温度的作用 稳定剂：防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，延长制品寿命 润滑剂：使塑料制品顺利脱模和提高制品表面的光洁 2 比较LDPE 和HDPE 的结构和功能. LDPE 高压法制得的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链 结晶度较低，密度较小，质轻、 柔软、耐寒性、耐冲击性较好 生产薄膜、管材、电缆绝缘层和护套 HDPE 低压法制得的聚乙烯分子链中含有较少的长短支链 结晶度较高、具有较高的使 用温度，硬度，机械强度和耐化学药品 适宜中空吹塑，注塑和挤出制成各种制品 PP 和PE 有哪些共性和主要差别? 共性：外形外观相似，燃烧现象相似；都是脂肪碳氢化合物，无极性，都为结晶型；与 HDPE 类似的助剂、催化剂和合成方法. 差别：PP 的ρ<1，小于PE ，比PE 透明；PP 强度、刚性比PE 好；PP 耐热性和使用温度 高于PE ；PP 导热系数差；PP 比PE 耐环境应力好. PP 突出缺点：耐老化性差必须加抗氧剂、紫外线吸收剂，成型收缩率大，耐低温和耐冲 击强度差. 工业生产的PP 有哪几种结构：无规、等规、间规. 用做塑料的PP 性能及其等规度有什么关系： 均聚 共聚 拉伸强度 25－30（高） 15－25（低） 弯曲强度 25－40（高） 15－30（低） 抗冲击强度 1－4（低） 5－80（高） 热变形温度 100－125℃（高）95－110℃（低）3 简述PVC 的主要应用形式，配方组成特点，工艺性能及制品性能，列出10种PVC 制品及用途. 主要应用形式：紧密型塑脂,俗称“玻璃球塑脂”,颗粒表面光滑,内部无空,呈实心球状结构 疏松型结构,俗称“棉花球塑脂”,颗粒表面粗糙,内部疏松多空 配方组成特点： 工艺性能及制品性能：pvc 制品的抗冲压强度和表面硬度高,刚性好,延伸率低pvc 化学稳定性好,耐热性和热稳定性差.若超过180℃,制品颜色将变黄,最后变黑.若低于0℃,制品会变硬,温度再降低,制品就容易脆裂.若加入少量增塑剂、稳定剂及填料等,可制得硬质PVC 塑料.其机械强度高,耐酸碱腐蚀.可以代替一些贵重的不锈钢和耐腐蚀材料制造储槽、离心泵 4简述PS 的性能特征？ABS 塑料是针对PS 哪些缺点而该性的一种塑料？ PS 具有较大的刚性，不易结晶，吸水性差，有优良的耐腐蚀性和电性能，耐辐射.透明度高，表面易上色，印刷和金属化处理.在PS 中加入15～20％的丁苯橡胶，可利用橡胶的高弹性改性聚苯乙烯，可提高其韧性和耐冲击性. Idkn & Clark Digitally signed by Idkn & Clark DN: CN = Idkn & Clark, C = CN Reason: I am the author of this document Date: 2003.06.11 21:41:52 +08'00'
生物医用高分子材料研究及应用 1.引言 高分子材料和加工技术的发展，使得人工合成材料在医学上的应用，变得越来越广泛。医学发展和临床应用，证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用，而医学的进步,，又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”、“功能化”的方向发展，赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料可谓异军突起，目前已成为发展最快的一个重要分支。生物医用功能高分子材料中有的可以全部植人体内，有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外，或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。随着现代生物工程技术的高度发展，又使得利用生物体合成生物材料成为可能。此类材料由于具有良好的生物相容性和生物降解性备受世人瞩目。 2．生物医用高分子材料概述 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能，易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种，近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的有90 多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10% ~ 20% 的速度增长。以美国为例，每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍，需进行800 万次手术进行修复，年耗资超过400 亿美元，器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 3．生物医用高分子材料分类及特点 生物医用高分子材料按来源可分为天然和合成生物材料两类 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势，自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年，其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料，如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年，其标志是医用级有机硅橡胶的出现，随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚一氨)酯心血管材料，从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料，这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段，其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成，在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能，其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度。 4. 生物医用高分子材料在人工脏器、医疗器械及药剂方面的应用 4．1硅橡胶在医疗上的应用 橡胶表现出疏水性、耐氧化以及抗老化性。此外，在正常使用温度(250℃以下)不发生
课题5 几种高分子材料的应用 教学目标 1.了解几种高分子材料的成分及特点。 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 3.联系实际，根据生活中的应用，认识到高分子材料的发展趋势及前景。 教学重点： 1.了解几种高分子材料的成分及特点 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 联想.质疑： 有些优质的滑雪板的表面贴一层非常光滑的薄膜，这种薄膜是由一种高分子材料制成的，可以大大提高滑雪速度；另外，如果用这种材料制作水龙头的垫片，密闭性好，经久耐用；电缆电线的绝缘层、电热毯中间的发热层常用它作为绝缘材料；化工生产也会用它来保护设备不受酸碱的侵蚀…你知道这是一种什么材料吗？ 一、聚四氟乙烯 阅读思考：聚四氟乙烯的成分？性能？用途？ 1、成分：-[CF2-CF2]n- 2、制备：反应类型----加聚反应 3、性能： ①具有特殊的化学稳定性：耐酸碱、耐高低温、绝缘性、防水性 ②摩擦系数小，极其光滑。 4、用途：广泛应用于化学化工、机械、电器、建筑、医疗等领域 二、耐磨鞋底和轮胎 阅读思考：橡胶的分类？各种橡胶的成分、性能及用途？ 1、橡胶的分类：天然橡胶和合成橡胶 2、丁苯橡胶 ①成分
②制备 单体：CH2=CH—CH=CH2 ③性能：兼有橡胶和塑料的性能 ④用途：广泛用于制鞋、沥青改性、塑料改性和黏合剂行业等 3、丁顺橡胶 性能:耐磨、弹性、耐低温、耐热等 4、丁基橡胶 单体:异丁烯和少量异戊二烯 性能:气密性好、耐热、耐老化 用途:做汽车内胎、探空气球、无内胎轮胎 5、乙丙橡胶 成分:乙烯和丙稀 制备 单体：乙烯、丙烯 性能：柔韧性好 用途：制造汽车或建筑门窗的密封胶条 三、“尿不湿”与荒漠绿化 活动探究： （1）取一片纸尿片，用天平称量它的质量，使其充分吸水后再称其质量，计算单位质量纸尿片的最大吸水量。 （2）用同样的方法测定其它材料的吸水能力，与纸尿片进行比较。 （3）把充分吸水的几种材料放到窗口通风处，每隔一段时间后称其质量，比较哪种材料更易失水. 1、“尿不湿”原理 尿不湿既能吸水又能保水的原因是：“尿不湿”中添加了一种高吸水树脂。高吸水树脂是含
医用高分子材料的应用 1概述 医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以利用聚合的方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。由于医用高分子材料可以通过组成和结构的控制而使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能,易加工成型，原料易得，便于消毒灭菌，因此受到人们普遍关注，已成为生物材料中用途最广、用量最大的品种,近年来发展需求量增长十分迅速。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%～20%的速度增长。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2种类和应用 2.1与血液接触的高分子材料 与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料，要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性，即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形，不发生以生物材料为中心的感染。此外，还要求它具有与人体血管相似的弹性和延展性以及良好的耐疲劳性等。人工血管用材料有尼龙、聚酯、聚四氟乙烯、聚丙烯及聚氨酯等。人工心脏材料多用聚醚氨酯和硅橡胶等。人工肺则多用聚四氟乙烯、硅橡胶、超薄聚(涂在多孔PP膜上)、超薄乙基纤维(涂在PE无纺布或多孔PP膜上)等材料。人工肾用材料除要求具备良好的血液相容性外，还要求材料具有足够的湿态强度、有适宜的超滤渗透性等，可充当这一使命的材料有乙酸纤维素、铜氨再生纤维素、尼龙、聚砜及聚醚砜等。 2.2组织工程用高分子材料 组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科，它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构-功能关系，以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究,使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。生物相容性材料的开发是组织工程核心技术之一。组
2004 A 2.对比聚乙烯和聚丙烯的结构，分别阐述它们的性能和应用。(10分) 3.阐述聚乳酸(PLA)与聚乙醇酸的降解性能的差异和它们的降解机理。(10分) 4.玻璃纤维增强环氧树脂和玻璃纤维增强不饱和树脂的主要性能和应用领域。(10分) 5.试述MF、UF、NF、RO膜的名称、膜孔径的大致范围，驱动力和主要应用领域。(10分) 6.水性涂料和溶剂性涂料的优缺点？(10分) 7.阐述共轭二烯烃类橡胶的结构和性能特点，举例说明如何提高橡胶的耐热、耐油、耐紫外光及耐臭氧性能？（10分） 二、论述题 1.合成纤维有那几种主要纺丝方法？为什么不可以采用熔体纺丝的方法加工聚丙烯腈纤维？如果你想采用熔体纺丝方法加工聚丙烯腈纤维，你需要从原料上作那些改进？请说明原因。(15分) B 二、论述题 1何谓熔体纺丝？何谓溶液纺丝？列出两种主要的溶液纺丝方法。为什么有的聚合物不可以采用熔体纺丝方法加工成纤维？ (15分) 2从分子结构出发论述聚丙烯、聚氯乙烯耐热性的特点，并讨论改进它们耐热性的方法。(10分) 3塑料的分类方法有哪几种？塑料的主要成型方法有哪几种？（10分） 4请问主要有哪几种膜材料？这些膜孔径的大致范围，驱动力和主要应用领域。(10分) 5什么是高分子液晶，它在材料加工中有什么意义？请举例说明。（10分） 6为什么水性涂料近年来得到较快的发展？(10分) 7常见的特种橡胶有哪些？指出它们各自的优点和不足之处级主要用途。（10分） 补考 二、论述题 1.运动装大多选用细旦丙纶作为里层，棉或涤纶为外层的双层织物，为什么？请给出适当 的解释？（15） 2.按应用对塑料进行分类，每一类型的塑料给出一个代表性的例子。（10分）
功能高分子材料的应用 *** 广西科技大学生化学院，广西柳州545006 【摘要】新型功能高分子材料已广泛应用于许多领域，本文介绍了功能高分子材料在化学、光、电、生物医用等方面的应用；介绍了几种新型功能高分子材料的研究进展，并论述了发展功能高分子材料对促进现代化发展的重要意义，对初步了解认识功能高分子材料的应用具有一定的指导意义。 【关键词】功能材料；高分子；应用 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑，如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。进入本世纪8O年代以来。一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。功能材料是新材料发展的方向。而功能高分子材料占有举足轻重的地位，由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。 1 功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料[2]。功能高分子材料的研究现状在原来高分子材料的基础上，可将功能高分子材料分为两类：一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料；另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料。 2 高功能高分子材料 2．1 化学功能高分子材料 通常具有某种化学反应功能。它将具有化学活性的基团连接到以原有主链为骨架的高分子上。离子交换树脂是材料一种带有可交换离子的活性基团、具有三维网状结构、不溶的交联聚合物。在水中具有足够大的凝胶孔或大孔结构。由于它具有高效快速分析和分离功能，目前已广泛用于硬水软化、废水净化、高纯水制备、海水淡化、溶液浓缩和净化、海水提铀，特别是在食品工业、制药行业、治理污染和催化剂中应用的更为广泛。 2．2 光功能高分子材料 在光的作用下，实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材
应用广泛的高分子材料功能高分子材料 【学习目标】 1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能，了解“三大合成材料”的结构、性能和用途； 2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用，了解治理“白色污染”的途径和方法； 3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用； 4、以合成高分子化合物的背景，了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料（包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等）；功能高分子材料（包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等）和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。 【要点梳理】 要点一、塑料 1．塑料的成分。 塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如，提高柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。 3．几种重要的塑料的性质。 （1）聚乙烯塑料的性质。 ①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达－100℃；化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的腐蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。 ②聚乙烯塑料品种很多，应用广泛，主要有：薄膜（低密度聚乙烯，有良好的透明度和一定的抗拉强度）用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装；中空制品（高密度聚乙烯，强度较高）用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器；管板材（高密度聚乙烯）用于铺设地下管道和建筑材料；纤维（线型低密度聚乙烯）用于生产渔网绳索；包覆材料，用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。 （2）酚醛树脂。 ①酚醛树脂是用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 ②酚醛树脂属于热固性塑料，体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。 ③酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。 要点二、合成纤维 1．化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。 天然纤维：如棉花、羊毛、麻等 化学纤维：人造纤维：如黏胶纤维 合成纤维：如“六大纶”、光导纤维等 纤维
新型高分子材料在生活中的应用 摘要：了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述国内外生物 医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势，通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。、 前言：现代医学的发展，对材料的性能提出了复杂而严格的多功能要求，这是大多数 金属材料和无机材料难以满足的;而合成高分子材料与生物体（天然高分子）有着极其相似的化学结构，化学结构的相似性决定了它们在性能上能够彼此接近从而用聚合物制造人工器官，作为人体器官的替代物。另外，除人工器官用材料之外，医药用高分子材料,临床检查诊断和治疗用高分子材料的开发研究也在积极的展开，它们被统称为医用高分子材料。医用高分子材料是一类令人瞩目的的功能高分子材料，是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学，化学，生物化学，医学，病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分。医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复，替代与再生，具有特殊功能作用的新型高技术合成高分子材料，是科学技术中的一个正在发展中的新领域，不仅技术含量和经济价值高，而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义，它已渗入到医学和生命科学的各个部分并应用于临床的诊断和治疗。 正文 一生物医用高分子材料的现状 生物医用高分子材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的高分子材料,生物医用高分子材料是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透,高分子材料广泛应用于医学领域的过程中,逐渐发展起来的一类生物材料,它已形成一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘科学。在功能高分子材料领域, 生物医用高分子材料可谓异军突起, 目前已成为发展最快的一个重要分支。 生物医用高分子材料的发展经历了三个阶段，第一阶段始于1937 年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料, 如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953 年, 其标志是医用级有机硅橡胶的出现, 随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚- 氨) 酯心血管材料, 从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。该阶段的特点是在分子水平上对合成高分子的组成、配方和工艺进行优化设计, 有目的地开发所需要的高分子材料。目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料,这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段。其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成, 在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能, 其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高
8.3有机高分子材料的特性和应用 本节讨论的有机高分子材料均指有机高分子合成材料。由于它的出现，一方面大大减少了天然材料如木材、树脂、橡胶、皮革、棉花等的用量；另一方面与金属和合金材料、无机非金属材料相对比，它也显示出如资源丰富、质轻、耐腐蚀、易加工、柔韧性好等特点。因而，有机高分子材料在新材料中显得越来越重要。 有机高分子材料中，除橡胶外，塑料、纤维用高聚物在加工成材料前均称为合成树脂，以区别于加工成型后的塑料或纤维。而有机胶粘材料、离子交换树脂、涂料也都称为合成树脂，因它们都可以树脂形式不经加工，直接使用。 应当指出，各类有机高分子材料之间没有严格的界限。虽然从T g的数据可反映出有些高聚物适合作橡胶，另一些适合作塑料，但若采用不同的合成方法和工艺，同一种高聚物可制成不同的材料。例如，尼龙、涤纶可作纤维，其相应的高聚物也可制成塑料；环氧树脂既可配制成胶粘材料和涂料，也可加工成塑料。 随着高分子科学的发展，近年来已制得一类称作聚氨酯(见表8.2)的新品种高聚物。它可用作泡沫塑料、橡胶、纤维、胶粘材料、涂料和合成皮革等，是典型的“多功能高聚物”，特别是一种称作热塑性弹性体的聚氨酯产品，例如： 它是一种介于橡胶与塑料之间的材料。由于分子链结构的特点，使它既具有橡胶的弹性，又可以用加工热塑性塑料的方法加工(不需硫化)。因而又称为“弹性塑料”。 下面摘要介绍一些工程塑料、合成橡胶和有机胶粘材料的性能和应用。 8.3.1工程塑料 在加热、加压条件下可塑制成型，而在通常条件(室温、1×105Pa)下能保持固定形状的高聚物叫做塑料。塑料的主要组分是合成树脂(约占总质量的40％～100％)，它对塑料的性能起决定性的作用。此外，为改进某些性能还常加入一些其他组分。
浅析高分子材料在日常生活中的应用 摘要： 随着现代科技的快速发展，高分子材料已是材料科学中最具代表性的、最具发展前途的一类材料。它作为高新技术的产物，在我们的日常生活中的重要性越来越突出，甚至已经成为现代生活的支柱之一。高分子材料的应用将人类的生活带入到一个全新的阶段，对人类社会的发展起到了十分重要的推动作用。 关键词：高分子材料日常生活推动作用 Abstract: With the rapid development of modern science and technology, Polymer materials are a kind of the most representative, the most promising material in the materials science already。It is a hi-tech product, importance in our daily life .It is becoming more and more prominent, and has become one of the pillars of modern life. Application of polymer materials bring human life into a new stage, the development of human society plays a very important role in promoting. Key words: polymer materials daily life promoting 1、前言 1.1高分子材料的定义及分类： 通常把分子量大于104的物质称为高分子化合物。而高分子材料，是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。 高分子材料按照来源分类有天然高分子材料、半合成高分子材料（又称改性天然高分子材料）和合成高分子材料三种。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。 1.2高分子材料的现状 在这个科学技术迅猛发展的21世纪，人们对知识的不断探索以及对物质生活的不断要求，使得高分子材料的发展飞速。而高分子新材料的制备以及新应用领域的拓展，以成为社会进步和发展的重要技术之一。高分子材料已经普遍应用于生产，生活，科技等各个领域。特别是我们日常生活所用所穿都离不开它，尤其是塑料、纤维、橡胶这三大高分子材料，已广泛存在我们周围。但有些高分子材料在性能和使用期限以及环保方面还有待提高。所以开发出新的高性能、高功能以及绿色化的高分子材料已成为现在高分子行业的迫切要求。 2、高分子材料在日常生活中的应用 2.1高分子材料在“衣”方面的应用 说到衣着，无论从城市到农村，人们对漂亮实用的高分子合成纤维制品都不陌生。尽人皆知，织物制成的服装挺括美观、易洗免烫；尼龙袜坚固耐磨；睛纶棉质轻保暖，不蛀不霉，便于洗涤；维尼纶织物透气干爽，穿着舒适。自1935年人们研究成功尼龙纤维，1947年制成涤纶纤维，1950年和1953年先后制成腈纶纤维和维尼纶纤维以来，合成纤维的品种不下30～40种。人类告别了单纯依靠大自然赋予的棉、麻、毛、蚕丝编织衣着的时代，开创了纤维史上的第三次革命。除了合成纤维大规模走进人们的服装行列之外，高分子材料在衣着中其他方面的应用也毫不逊色。单举衣服中光彩夺目的仿珍珠纽扣来说吧，它们就是利用不饱和聚酯，并加入人造的或天然的珍珠颜料，然后精巧地将它们排列成所需要的色彩图案，通过浇注或离心法得到棒料或薄片，切割或冲压成所需形状，最后经抛光得到的。2.2高分子材料在“住”方面的应用