30高分子复合材料

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。