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高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由纳米材料与高分子材料相结合而成的新型材料，具有许多优异的性能和广泛的应用前景。
纳米材料的引入可以显著改善高分子材料的力学、热学、光学和电学性能，使其在工程领域中具有更广泛的应用价值。
首先，高分子纳米复合材料具有优异的力学性能。
由于纳米材料的加入，可以有效地增强高分子材料的强度、刚度和韧性，使其具有更好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能。
这使得高分子纳米复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域中得到广泛应用。
其次，高分子纳米复合材料具有优异的热学性能。
纳米材料的加入可以显著提高高分子材料的热稳定性和热导率，使其具有更好的耐高温和隔热性能。
这使得高分子纳米复合材料在电子电器、航空航天、新能源等领域中得到广泛应用。
此外，高分子纳米复合材料还具有优异的光学和电学性能。
纳米材料的加入可以显著改善高分子材料的透明度、抗紫外线性能和导电性能，使其具有更广泛的应用前景。
这使得高分子纳米复合材料在光学膜、光电器件、柔性电子等领域中得到广泛应用。
综上所述，高分子纳米复合材料具有优异的力学、热学、光学和电学性能，具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和高分子材料的不断创新，相信高分子纳米复合材料将在未来得到更广泛的应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
一、高分子材料的定义高分子材料：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，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。
高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。
如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。
二、高分子材料的结构特征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。
三、高分子材料按来源分类高分子材料按来源分，可分为天然高分子材料、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纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。
合成高分子材料以及以高聚物为基础的，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。
四、生活中的高分子材料生活中的高分子材料很多，如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、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。
分子复合材料的研究进展蒙钊;孟宪谦;肖国花;彭懋【摘要】分子复合材料是指一类以刚性棒状大分子作为增强相,柔性大分子作为基体的聚合物复合材料.当刚性棒状大分子以分子水平均匀地分散在柔性聚合物基体中时,能起到良好的增强作用,不仅能使分子复合材料具有良好的物理机械性能,而且易加工,能够解决传统纤维增强复合材料纤维分散困难、加工工艺复杂等问题.本文总结了分子复合材料的原理、发展和研究现状,指出了目前分子复合材料研究中存在的问题以及今后的发展方向.%Molecular composites are polymeric composites with rigid-rod macromolecules as the reinforcing agent and flexible polymers as the matrix.It has been demonstrated that when phase separation is prevented and the rigid-rod macromolecules are uniformly dispersed in the flexible polymers,the mechanical properties and some other physical properties are remarkably increased.Different from traditional fiber-reinforced composites with inorganic micrometer-sized fibers as the reinforcing agent,the molecular composites have relatively low viscosity,can be more easily processed and show both low density and high mechanical properties.The major problem for the preparation of molecular composites is to disperse the rigid-rod macromolecules in the form of single molecules in the flexible matrics,however,due to the unfavorable enthalpy of mixing,phase separation usually happens.This article reviews the methods preventing the occurence of phase separation in the preparation of molecular composites that have been developed in the last three decades.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】7页(P841-847)【关键词】分子复合材料;刚性棒状大分子;增强【作者】蒙钊;孟宪谦;肖国花;彭懋【作者单位】江苏裕兴薄膜科技股份有限公司,江苏常州 213023;浙江大学工业技术研究院,浙江杭州 310058;浙江大学高分子系,浙江杭州310027;浙江大学高分子系,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TB332分子复合材料(Molecular Composite)的概念是由Helminiak[1]和Takayanagi[2]于二十世纪七十年代提出的。
高分子复合材料的研究和应用随着科技的不断进步，高分子复合材料在各个领域中应用越来越广泛。
高分子复合材料是由高分子基质和多种纤维增强材料、无机材料等加工制成的材料。
这种材料的优点是具有潜在的机械性能、耐腐蚀性能、热稳定性能、振动耐受性能等，因此在汽车、飞机、船舶、纺织、建筑、医疗、电子、环境保护、水净化等领域得到广泛应用。
本文将简要介绍高分子复合材料的种类、特点以及应用。
高分子复合材料种类高分子复合材料包括热固性塑料增强材料、热塑性塑料增强材料、橡胶增强材料、粘结增强材料、纤维增强材料等。
其中，纤维增强材料是最常见和应用最广泛的。
常见的纤维增强材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶等。
碳纤维的强度和模量比钢铁更高，因此在航空航天和赛车等领域中得到广泛应用。
采用碳纤维增强材料制造的飞机和赛车，能减轻重量，提高速度和性能。
玻璃纤维的使用范围更广泛。
它是一种低成本的增强材料，具有优异的生物相容性和化学稳定性。
采用玻璃纤维制成的船舶、管道和储罐等能够耐受海水、化学物质等环境的腐蚀和侵蚀。
芳纶是一种聚酰亚胺纤维，具有高强度和高温稳定性能。
采用芳纶增强材料制成的防弹衣、防火服、高温设备等能够保护人员和设备的安全。
高分子复合材料特点高分子复合材料的特点主要体现在以下几个方面：1.轻质：高分子复合材料具有较低的密度，比金属轻。
2.高强度：由于增强材料的加入，高分子复合材料的强度比单一高分子材料高数倍。
3.耐腐蚀性：高分子复合材料在酸碱、盐水等环境下有较强的耐腐蚀性。
4.耐磨性：高分子复合材料具有良好的耐磨性，适用于易磨损的物品。
5.耐高低温性：高分子复合材料在高温和低温环境下也能保持高强度和稳定性。
高分子复合材料应用高分子复合材料在各个领域中广泛应用。
以汽车工业为例，高分子复合材料可以用于车身和车架的制造，比常规钢铁结构减轻60%的重量，减少了燃料消耗和废气排放，同时提高了车身的刚性和安全性。
在医疗领域，高分子复合材料可以用于制造人工器官、骨骼修复材料等，这些材料具有生物相容性，可以更好的适应人体环境。
1、名词解释：单体、单体是可与同种或他种分子通过共价键连接生成聚合物的小分子。
聚合度、大分子链上的结构单元的数目n结构单元、构成大分子链的基本结构单元称为结构单元或重复单元。
链段、链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。
构象、由单键的内旋转而引起的分子在空间上表现的不同形态。
构象是由分子内部热运动而产生的，是一种物理结构。
塑料、塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上也包括塑料的半成品。
橡胶、橡胶是有机高分子弹性化合物。
在很宽的温度（-50~150℃）范围内具有优异的弹性，所以又称为弹性体。
硫化剂、在一定条件下能使橡胶产生交联的物质，也叫交联剂。
胶粘剂、胶粘剂又称为粘合剂、粘接剂，简称为胶。
是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质。
2、写出下列聚合物的结构式：聚丙烯、（C3H6）n pp聚氯乙烯、：[-CH2 -CHCl- ]n o pvc聚苯乙烯、-FCH—CH2-]-n ps尼龙-66、pa66聚甲醛、pom聚对苯二甲酸乙二醇酯、天然橡胶、丁苯橡胶3、聚合物的结构。
(1 )大分子链的近程结构，(2 )大分子链的远程结构，(3 )聚合物聚集状态结构。
4、试述非晶态聚合物的力学三态。
玻璃态高弹态黏流态5、试述聚合物的性能特点？(1)强度：大分子链的主价力、分子间的力、大分子的柔韧性、聚合度、结晶度、取向情况、添加填料等。
高弹性：处于高弹态的聚合物表现出高弹性能。
粘弹性：聚合物的粘弹性是指聚合物既有粘性又有弹性的性质。
电阻率：聚合物是电阻率非常高的绝缘体。
介电常数：聚合物的介电常数一般1〜10之间。
介电强度：聚合物处于高电压下，每单位厚度能承受到被击穿时的电压称为介电强度。
静电现象：聚合物的高电阻率容易积累大量静电荷。
形成较高的静电压，造成灰尘及其他污物吸附、产生静电放电与电击现象。
(2)耐热性：高聚物的软化，高聚物的热裂解热导率：聚合物的热导率范围较窄，一般在0.22W/(m-K)左右，比金属材料低得多。
高分子复合材料
高分子复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的复合材料，其中至少一种是高分子材料。
高分子复合材料具有优异的性能和广泛的应用领域，因此备受关注。
首先，高分子复合材料具有优异的力学性能。
由于高分子材料的特殊结构和化学键的存在，高分子复合材料通常具有较高的强度和韧性，能够承受较大的外部载荷，因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其次，高分子复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
高分子材料通常具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗酸碱、盐水等介质的侵蚀，因此在海洋工程、化工设备等领域有着重要的应用。
此外，高分子复合材料还具有较低的密度和良好的绝缘性能。
由于高分子材料本身的低密度特性，高分子复合材料通常具有较轻的重量，能够降低结构的自重，因此在航空航天、轻量化制造等领域有着广泛的应用。
同时，高分子复合材料还具有良好的绝缘性能，能够有效地隔离电、热等能量传递，因此在电子电气、建筑材料等领域有着重要的应用。
总的来说，高分子复合材料具有优异的力学性能、良好的耐腐蚀性能、较低的密度和良好的绝缘性能，因此在航空航天、汽车制造、海洋工程、化工设备、电子电气、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，高分子复合材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由高分子材料与纳米材料混合而成的新型材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
在高分子基体中加入纳米填料，可以显著改善高分子材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等，使其具有更广泛的应用领域。
首先，高分子纳米复合材料在力学性能上表现出色。
由于纳米填料的加入，高分子基体的强度、刚度和韧性得到了显著提高。
例如，碳纳米管、纳米粒子等纳米填料的加入可以大大增强高分子材料的拉伸强度和弯曲强度，提高其耐磨性和耐疲劳性，使其在工程结构材料中得到广泛应用。
其次，高分子纳米复合材料在热学性能上也有显著的改进。
纳米填料的加入可以有效提高高分子材料的热稳定性和热导率，使其在高温环境下仍能保持良好的性能。
例如，氧化铝纳米粒子的加入可以显著提高高分子材料的热导率，使其在电子器件散热材料中得到广泛应用。
此外，高分子纳米复合材料在电学性能和光学性能上也表现出色。
纳米填料的加入可以提高高分子材料的导电性能和光学透明性，使其在电子器件、光学器件等领域有着广泛的应用前景。
例如，碳纳米管的加入可以显著提高高分子材料的导电性能，使其在导电材料中得到广泛应用。
总的来说，高分子纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景，其在力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等方面都有显著的改进。
随着纳米技术的不断发展，高分子纳米复合材料必将在材料领域中发挥越来越重要的作用，为各个领域的发展提供更加优异的材料支撑。
导电⾼分⼦及其复合材料⾼分⼦材料及应⽤导电⾼分⼦及导电⾼分⼦材料传统的⾼分⼦是以共价键相连的⼀些⼤分⼦，组成⼤分⼦的各个化学键是很稳定的，形成化学键的电⼦不能移动，分⼦中⽆很活泼的孤对电⼦或很活泼的成键电⼦，为电中性，所以⾼分⼦⼀直视为绝缘材料。
⾼分⼦材料有可能导电吗？聚噻吩电⼦导电聚合物特征有机聚合物成为导体的必要条件：有能使其内部某些电⼦或空⽳具有跨键离域移动能⼒的⼤共轨结构。
电⼦导电型聚合物的共同结构特征：分⼦内具有⼤的共扼π电⼦体系，具有跨键移动能⼒的π价电⼦成为这⼀类导电聚合物的唯⼀载流⼦。
已知的电⼦导电聚合物，除早期发现的聚⼄炔，多为芳⾹单环、多环、以及杂环的共聚或均聚物。
纯净的，或未予“掺杂”的电⼦导电聚合物分⼦中各π键分⼦轨道之间还存在着⼀定的能级差。
⽽在电场⼒作⽤下，电⼦在聚合物内部迁移必须跨越这⼀能级差，这⼀能级差的存在造成π价电⼦还不能在共轭聚合中完全⾃由跨键移动。
因⽽其导电能⼒受到影响，导电率不⾼。
属于半导体范围。
图中碳原⼦右上⾓的符号●表⽰未参与形成σ键的p电⼦。
上述聚⼄炔结构可以看成内多享有⼀个⽊成对电⼦的CH⾃由基组成的长链，当所有碳原⼦处在⼀个平⾯内时，其末成村电⼦云在空间取向为相互平⾏．并相互重叠构成共短π键。
根据固态物理理论，这种结构应是⼀个理想的⼀维⾦属结构．π电⼦应能在⼀维⽅向上⾃由移动，这是聚合物导电的理论基础。
由分⼦电⼦结构分析，聚⼄炔结构可以写成以下形式。
如上图所⽰，两个能带在能量上存在着—个差值，⽽导电状态下P电⼦离域运动必须越过这个能级差。
这就是我们在线性共扼体系中碰到的阻碍电⼦运动，因⽽影响其电导率的基本因素如果考虑到每个CH⾃由基结构单元p电⼦轨道中只有⼀个电⼦，⽽根据分⼦轨道理论，⼀个分⼦轨道中只有填充两个⾃旋⽅向相反的电⼦才能处于稳定态。
每个P电⼦占据—个π轨道构成上图所述线性共轭电⼦体系．应是⼀个半充满能带，是⾮稳定态。
它趋向于组成双原⼦对使电⼦成对占据其中⼀个分⼦轨道，⽽另⼀个成为空轨道。
始驾州参艰市线练学校高分子材料和复合材料一、选择题1.(2015·高二检测)下列说法不正确的是( )A.通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡B.塑料的主要成分是合成树脂，另外还含有一些添加剂C.用木材经化学加工制成的黏纤维属于合成纤维D.合成橡比天然橡的性能更优良【解析】选C。
黏纤维是由木材加工而成的，其成分是纤维素，不属于合成纤维。
2.随着社会的发展，复合材料是一类型的有发展前途的材料，目前，复合材料最主要的用领域是( )A.高分子分离膜B.人类的人工器官C.宇宙工业D.型药物【解析】选C。
复合材料可根据不同要求设计成不同的构成，它们具有密度小、强度大、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀优良性能，目前主要用于宇宙工业。
3.下列说法正确的是( )A.利用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【解析】选D。
利用煤、和农副产品经过处理可以制得合成纤维，天然纤维经过一的人工处理可得到人造纤维，人造纤维和合成纤维统称为化学纤维，故D项正确。
【方法规律】纤维的分类纤维{天然纤维:棉花、麻、羊毛、蚕丝人造纤维:人造丝、人造棉、人造毛合成纤维:“六大纶”4.(2015·高二检测)下列关于塑料的性质与用途说法不正确的是( )A.热塑性塑料是线型分子，受热可变软，可反复塑化成型B.热固性塑料是体型分子，受热不熔化，回收后不能直接利用C.从塑料的结构分析，塑料在一般情况下不导电D.食品包装袋是由乙烯通过缩聚反生成的聚乙烯塑料【解析】选D。
聚乙烯是由乙烯通过加聚反生成的。
【方法规律】有关塑料的几点需注意的问题(1)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。
(2)聚合物与单体的化学性质有区别，如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能。
(3)当加热温度很高时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品就会损坏，无法继续使用。
高中化学第三单元《高分子材料和复合材料》
知识点归纳
一、塑料
1、聚合反应：加聚反应（如制聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯）
缩聚反应（如制酚醛树脂）
聚氯乙烯薄膜不能用来包装食品，应该用聚乙烯
不粘锅内壁涂敷的是聚四氟乙烯
2、单体：用来制备聚合物的物质，两种以上单体间的加聚反应就是共聚反应。
二、纤维
1、天然纤维：植物纤维（如棉花，成分为纤维素，属于糖类）
动物纤维（如羊毛、蚕丝，成分为蛋白质）
2、化学纤维：人造纤维（对天然纤维的加工，如粘胶纤维）
合成纤维（完全由人制造，如尼龙），尼龙又称锦纶，是人类第一次采用非纤维材料，通过化学合成方法得到的化学纤维。
三、橡胶
1、天然橡胶：以天然乳胶（主要从橡胶树取得）为原料，成分为聚异戊二烯，是线形分子。
硫化橡胶，当中含有二硫键，使线形分子转变为体型网状分子，有弹性且不易变形。
2、合成橡胶：如丁苯橡胶等
塑料、合成纤维、合成橡胶并称三大合成材料
四、功能高分子材料
种类很多，如高吸水性材料，可用于制作纸尿布、农林业保水剂、石油化工脱水剂
五、复合材料
1、定义：由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的复合材料，通常具有比原材料更优越的性能。
如钢筋混凝土、石棉瓦、玻璃钢
2、组成：基体材料、增强材料，如碳纤维增强材料。
