反应型高分子材料 (1)
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高分子材料基础复习题答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1高分子复习一、名词解释1、单体单元:与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元。
2、重复单元:重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
也称重复单元、链节。
3、构型:指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
4、构象:是指分子中的原子或原子团由于C-C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态),是物理结构。
5、柔顺性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
6、熔体纺丝:是将聚合物加热熔融,通过喷丝孔挤出,在空气中冷却固化形成纤维的化学纤维纺丝方法。
7、胶粘剂:它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。
8、生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶,一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成,可以溶于有机溶剂。
9、硫化胶:混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下,经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
10、应变:材料在外力作用下,其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变,通常以单位长度(面积、体积)所发生的变化来表征。
11、弹性模量:是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征。
12、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。
13、功能高分子材料:具有特定的功能作用,可做功能材料使用的高分子化合物。
14、复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料。
15、缩聚反应:通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的反应。
16、结构单元:聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团。
17、单体:二、判断正误,正确的√,错误的×。
聚氨酯是什么材料我们所熟知的聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯,是一种高分子化合物。
聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。
可制成聚氨酯塑料、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及弹性体。
软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构,它比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能,具有更小的压缩变型性。
隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。
因此用作包装、隔音、过滤材料。
硬质PU塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品、电性能好,易加工,吸水率低。
它主要用于建筑、汽车、航空工业的结构材料。
聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间,耐油,耐磨,耐低温,耐老化,硬度高,有弹性。
主要用于制鞋工业和医疗业、合成革等。
聚胺酯属于反应型高分子材料,同类的塑料还包括:环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛塑料。
其中的氨基甲酸酯基团是由异氰酸酯官能团-N=C=O和羟基-OH反应生成的。
聚氨酯是由聚亚氨脂和多元醇在催化剂和其它助剂存在下加成聚合反应而生成。
既然这样,聚亚氨酯是一个含有两个以上异氰酸官能团R-(N=C=O)n ≥ 2 的分子,而多元醇是一个含有两个以上羟基官能团R'-(OH)n ≥ 2的分子. 反应产物是包含有胺基甲酸酯基-RNHCOOR'-的聚合物. 异氰酸酯会和任何含有活泼氢离子的分子发生反应。
更重要的是,异氰酸酯会和水反应生成脲键并放出二氧化碳。
它们还会和聚醚胺反应生成聚脲。
商业制造时,液态异氰酸酯和包含多元醇、催化剂和其它助剂的混合物反应生成聚氨酯。
这两种组分即通常所指的聚氨酯配方体系。
北美称异氰酸酯为A组分,或叫“ISO”。
多元醇和其它助剂的混合物被称为B组分,或叫“POLY",这种混合物有时也被称作树脂或树脂混合物。
在欧洲,A组分和B组分正好相反。
树脂混合的助剂可以包括链增长剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料。
第一章绪论性能:材料对外部作用的抵抗特性。
高性能高分子材料:对外部作用有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子材料:是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。
(具有特殊物理化学性质的的材料)通用(常规)高分子材料:应用面广、量大,价格较低。
eg:纤维、塑料、橡胶、涂料、粘合剂。
特种高分子材料:功能高分子材料属于特种高分子材料最早的功能高分子是合成的酚醛型离子交换树脂。
一般采用按其性质、功能或实际用途对功能高分子材料进行分类:1. 反应型高分子材料(包括高分子试剂、高分子催化剂等;)2. 光敏型高分子(包括光稳定剂、光刻胶、光致变色材料等。
)3. 电性能高分子材料(包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
)4. 高分子分离材料(包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性,膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
)5. 高分子吸附材料(高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
)6. 高分子智能材料(高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
)7. 医药用高分子材料(医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。
)8. 高性能工程材料(高分子液晶材料,耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
)!!!功能高分子材料的制备策略功能型小分子材料的高分子化、已有高分子材料的功能化、多功能材料的复合。
功能型小分子材料的高分子化的实现途径:①化学键连接的化学方法,如共聚、均聚等(举例1:丙烯酸,可用于制备离子交换树脂、高吸水性树脂等。
举例2:含双键的环氧丙烯酸酯,广泛用于制备功能性粘合剂。
)②物理方法,如共混、吸附、包埋等。
(维生素C微胶囊)(1)带有功能型基团可聚合单体的聚合法——包括两步骤。
(a)在功能性小分子中引入可聚合基团,或在含有可聚合基团单体中引入功能性基团;(b)进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。
压敏反应型防水卷材/防水材料具备独特的粘结机理,能在各种不同基面实现良好的粘结效果,并且在外界压力的作用下,与基面的粘结越来越强,从而在根本上改变了采用传统的粘结方式所带来的隐患。
传统粘胶的粘结力源于粘结剂与基面表面分子间的作用力,而压敏反应自粘胶的粘结力除粘结剂与基层表面分子间的作用力外,粘结剂本身分子与分子之间存在内聚力,从而实现了牢固的粘结。
产品特点:1、单组份聚氨酯防水涂料,以空气或基层中的潮气化固化剂形成超强弹性防水膜。
2、具有高强度、高延伸率、高弹性、耐疲劳、耐酸碱程度高等优异特性。
3、新型环保产品,无味、无污染。
4、潮湿基面可成膜。
5、耐候性能优良,能适应炎热和寒冷全国各地区的各种气候变化。
厚度有1.2mm、1.5mm、2.0mm三种规范。
规范:1.5厚,2.0厚,1.2厚重量:45kg别的:单面,双面,I型,II型,湿铺,预铺,湿铺法,湿铺式,预铺法,预铺式2、六大性能提升:1.双层防水,双重保障;2.尺寸稳定,耐撕裂;3.材质柔韧,耐穿刺;4.抗紫外线性能强,外露时间可长达6 个月;5.高延生率与抗拉伸的黄金点平衡;6.稳定性大幅提高;二、产品施工现象1、单组份,易操作,施工方便。
广泛的用于非暴露或者暴露屋面、厕浴间、地下防水工程;地铁、高速公路、隧道及地铁工程的防水、防渗、防潮。
(执行标准GB/T19250-2003)2、基层要求坚固、平整、干净、无灰尘油污、无明水等。
3、用橡胶刮板将涂料均匀地刮在基面上,后一道涂刮方向与前一道涂刮方向的位置垂直。
4、涂层表干时间在常温下约为8个小时,每次涂盖的时间间隔以前道涂膜不粘脚为准,一般需涂刮2—3遍。
5、参考用量:成膜1.5mm厚,用量约2.1kg/㎡三、1.5厚APF-3000压敏反应型复合自粘高分子防水卷材产品保护1、在贮存期内桶液面可能会形成胶膜,属正常现象,将其去除后可正常使用。
2、涂料打开后应尽量用完,否则应立即密封保存,以防在桶内固化。
cps反应粘结型高分子膜CPS反应粘结型高分子膜是一种应用广泛的高分子材料,其具有很高的抗冲击性、抗腐蚀性和耐磨性,是一种重要的建筑材料,可以用于装修、防水和绝缘等领域。
1. CPS反应粘结型高分子膜的定义CPS反应粘结型高分子膜是一种由聚合物反应制成的高分子薄膜,其具有很高的粘结性和强度,能够牢固地附着在各种基材表面上。
2. CPS反应粘结型高分子膜的特点CPS反应粘结型高分子膜具有以下特点:(1) 耐候性好,不易老化和褪色。
(2) 抗腐蚀性能强,能够在酸、碱、盐等腐蚀性介质中长期使用。
(3) 具有很好的弹性和可塑性,能够在各种复杂形状的基材表面上均匀地附着。
(4) 声音隔绝性好,防水性能高,能够有效地防止水渗漏和声音传递。
(5) 良好的性价比,价格适中,能够满足不同客户的需求。
3. CPS反应粘结型高分子膜的应用领域CPS反应粘结型高分子膜广泛应用于以下领域:(1) 建筑装修:可以用于外墙保温、屋顶防水、地下室防水、卫生间墙面、走廊、天花板等装修。
(2) 土木工程:可以用于建筑结构的加固、维护和修补。
(3) 输水管道:可以用于各种输水管道的防腐、防水和绝缘。
(4) 船舶制造:可以用于各种船舶的防水、防腐和绝缘。
(5) 电气绝缘:可以用于各种电气设备和电子器件的绝缘和防潮。
4. CPS反应粘结型高分子膜的生产工艺CPS反应粘结型高分子膜的生产工艺主要包括以下步骤:(1) 材料准备:准备聚合物、溶剂、助剂等材料,按照一定比例混合并搅拌均匀。
(2) 涂覆基材:在待涂覆的基材表面涂覆一层聚合物涂层,均匀涂抹并保证其表面平整。
(3) 反应固化:使涂覆的聚合物在一定时间内进行反应固化,形成坚固的高分子膜。
(4) 检测包装:对制成的高分子膜进行检测和包装,确保其质量和性能符合标准要求。
5. CPS反应粘结型高分子膜的市场前景随着经济的快速发展和城市化进程的加速,建筑装修、基础设施建设等领域的需求不断增加,这为CPS反应粘结型高分子膜的发展提供了广阔的市场空间。
湿铺防水卷材由热塑性聚烯烃复合树脂材料作为基础材料,用纤维基材加固。
特征:1。
无毒,无污染,环保产品。
2。
可用于常用的许多不同一些实际施工上中遇到的表面,特别是对一些实际常用的水泥地下室。
3.坚韧,不透水的,多层板;高抗拉强度,良好的冷弹性。
CPS反应粘结型高分子湿铺防水卷材1.5厚应用于屋面、地下室、卫生间、节水、仓库等结构,以保护水的渗透。
1。
这种产品是由不同的材料制成的,它与一些实际老的常有的年龄层单独专门,它可以大大提高产品的寿命,寿命可以达到56.5年以上。
2。
水泥浆可用于粘接在产品表面与水泥基粘结水泥浆可直接进入膜表面网格,作为一个较为突出整体的形成的一个水泥凝固,水泥浆也是不会有老化的存在实际问题霉变,水解。
它是粘性的,难以剥离的粘合剂。
3.产品的两侧粗糙,无纺布纤维也是其中的一些随机交叉结构或者形成三维网状,抗拉强度高,抗渗透性,良好的一些实际常会低温柔韧性,小的膨胀系数,温度低,良好的变形能力,高摩擦系数,用于大多数粘度连接、粘接效果好。
4。
防水层中会有的一些表面能实际常用的产品施工后可直接装饰(如:粘贴瓷砖、地板砖、抹水泥)。
5。
施工过程中我们也是会对平整层的一些实际有含水率没有特殊要求,只要没有水,就可以施工,施工质量可靠。
6、本产品也是实际的属于树脂类聚乙烯系列聚合物膜,是一种无毒、环保的产品。
7.是一种根穿刺性能的高分子聚乙烯防水穿刺性能的高分子聚乙烯防水卷材三、其中材料的一些实际施工程序:检查找平层→清理基层→制备水泥粘结剂→做附加层→基地→固化保护层施工施工方法:1)基层必须清洁,保持湿润。
2)制备水泥净浆,含水泥重量10%~15%的聚乙烯一些常用的醇粘结剂,搅拌均匀,无沉淀,无凝块,无偏析现象,可采用。
3)在主屋面防水层施工,首先,排水和结构复杂的地方,应处理好。
在附加层上的防水膜与主防水层相同。
4)密封材料采用的一些实际聚醚型聚氨酯,如果使用其它密封材料,应不含矿物油,凡士林等化学物质影响聚乙烯产品性能。
功能高分子材料及其应用杨小玲1015063005 研1001班摘要:对功能高分子材料做了粗略的概括和分类,并对其主要品种反应型高分子、导电高分子材料、高分子染料、高分子功能膜材料、生物医用高分子材料、液晶高分子材料等分别做了论述。
介绍了功能高分子材料的发展状况,展望了未来的功能高分子材料的发展趋势。
关键词:功能高分子;材料;化学发展现状;展望功能高分子功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性,同时又表现出特殊物理化学性质的高分子材料,是重要的现代功能材料之一。
功能高分子材料分为两类:一类是在原来高分子材料的基础上,使其成为更高性能和功能的高分子材料,另一类是具有新型功能的高分子。
而功能高分子材料又分为:化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、高分子液晶等。
新型功能高分子材料因为其特殊的功能而受到人们广泛关注。
1、主要的功能高分子材料功能高分子所涉及的学科甚广,内容丰富,根据其性质和功能主要可分成为如下几类:反应型高分子材料、光敏型高分子材料、电活性高分子材料、膜型高分子材料、吸附型高分子材料、高性能工程材料、高分子智能材料等。
1.1反应型高分子材料反应型功能高分子材料是指具有化学活性,并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料,包括高分子试剂和高分子催化剂两大类。
高分子试剂是指小分子反应试剂经过高分子化,或者在某些聚合物骨架上引入反应活性基团,得到的具有化学试剂功能的高分子化合物。
高分子催化剂是指通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化,使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合,得到的具有催化活性的高分子材料。
1.1.1 开发高分子试剂和高分子催化剂的目的主要从以下几个角度考虑:①简化操作过程;②有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生,利用高分子反应试剂和催化剂的可回收性和可再生性,可以将某些贵重的催化剂和反应试剂高分子化后在多相反应中使用,达到降低成本和减少环境污染的目的;③可以提高试剂的稳定性和安全性;④所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度;⑤提高化学反应的选择性;⑥可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。
高分子材料必备知识基础练1.下列物质不属于功能高分子材料的是()A.高分子分离膜B.液晶高分子材料C.生物高分子材料D.光导纤维,高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是功能高分子材料。
2.关于高分子材料,下列说法不正确的是()A.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)为线型结构,可溶于适当的溶剂(如氯仿)B.酚醛树脂为热固性塑料,受热变软,熔化C.聚乙烯为热塑性塑料,受热变软,熔化D.硫化橡胶为网状结构,不能溶于一般溶剂,不能加热熔融。
3.下列有关功能高分子材料的用途的叙述不正确的是()A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤等B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化,主要用于制造电子器件。
4.聚碳酸酯()的透光率良好,它可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。
它可由绿色化学原料X()与另一原料Y反应制得,同时生成甲醇。
下列说法不正确的是()A.Y的分子结构中有2个酚羟基B.Y的分子式为C15H18O2C.甲醇的核磁共振氢谱有2组吸收峰D.X的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有4种解析Y是,分子结构中有2个酚羟基,故A正确;Y是,分子式为C15H16O2,故B错误;甲醇CH3OH分子中有2种等效氢原子,所以核磁共振氢谱有2组吸收峰,故C正确;能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明分子中含有羧基,的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有HOCH2CH2COOH、CH3CH(OH)COOH、CH3OCH2COOH、CH3CH2OCOOH,共4种,故D正确。
5.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术,这种塑料骨钉不仅具有相当大的强度,而且可在人体内水解,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。
合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应,也能在浓硫酸条件下形成环酯,则合成这种塑料骨钉的原料是()A.CH2CH—CH2ClB.CH2CH—COOHC.CH3—CH(OH)—COOHD.H2N—CH2—COOH,则应有羧基或酚羟基等;能形成环酯,则分子中同时含有—OH和—COOH。
1、 写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。
a. CH 2=CHFb. CH 2=C(CH 3)2c. HO(CH 2)5COOHd. CH 2CH 2CH 2Oe. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 a. CH 2=CHF聚合反应式:nCH 2=CHFFCH 2-CHn单体名称:氟乙烯 聚合物名称:聚氟乙烯 b. CH 2=C(CH 3)2聚合反应式:nCH 2=C(CH 3)2CH 2-C(CH 3)2n单体名称:异丁烯 聚合物名称:聚异丁烯 【注意】习惯称“异丁烯”,最好不要称“2-甲基丙烯”(“1,1-二甲基乙烯”更规范)。
c. HO(CH 2)5COOH聚合反应式:nHO(CH 2)5COOHO(CH 2)5CO n + (n-1)H 2O单体名称:6-羟基己酸聚合物名称:聚6-羟基己酸d. CH 2CH 2CH 2O聚合反应式:n CH 2CH 2CH 2O 2CH 2CH 2On 单体名称:1,3-环氧丙烷 / 氧杂环丁烷 /丁氧环聚合物名称:聚1,3-环氧丙烷 /聚氧杂环丁烷 /聚丁氧环 /IUPAC :聚氧化亚丙基(《高分子化学》潘才元著)/ 聚氧化丙撑(称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理,但较少见,最好不这样命名) 【注意】CH 2-CH -CH 3O ( 环氧丙烷 )e. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH聚合反应式:nNH 2(CH 2)6NH 2 + nHOOC(CH 2)4COOHNH(CH 2)6NH-OC(CH 2)4CO n+ (2n-1 ) H 2O单体名称:己二胺( NH 2(CH 2)6NH 2 )己二酸( HOOC(CH 2)4COOH ) 聚合物名称:聚己二酰己二胺 /尼龙-662.写出下列聚合物的一般名称, 单体和聚合反应式,这些聚合反应属于加聚还是缩聚, 连锁聚合还是逐步聚合?―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――【解答】(1) 聚合物名称:聚甲基丙烯酸甲酯单体:CH 2=CHCOOH CH 3聚合反应式:n CH 2=CHCOOHCH 3[CH 2-C ]nCH 3CH 3反应类型:加聚反应,连锁聚合(2)聚合物名称:聚醋酸乙烯酯单体:CH 2=CH-OCOCH 3聚合反应式:n CH 2=CH-OCOCH 2-CHnOCO CH 3反应类型:加聚反应,连锁聚合(3)聚合物名称:聚已二酰已二胺(尼龙-6,6)(1)CH 2-C3CH3n(2)CH 2-CHOCOCH 3n(3)NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO n (4)NH(CH 2)5COn(5)CH 2-C=CH-CH 2CH 3n单体 & 聚合反应式:H 2N(CH 2)6NH 2 和HOOC(CH 2)4COOH n H 2N(CH 2)6NH 2 + n HOOC(CH 2)4HHN(CH 2)6NH-OC(CH 2)4CO OHn+ (2n + 1)H 2O反应类型:缩聚反应,逐步聚合(4)聚合物名称:聚己内酰胺 单体 & 聚合反应式:HN(CH 2)5CO HN(CH 2)5COnHN(CH 2)5CO n H 2N(CH 2)5COOHHN(CH 2)5COn+ (n - 1)H 2O或 H 2N(CH 2)5COOH★反应类型:缩聚反应逐步聚合(己内酰胺开环聚合,以水-酸作催化剂) or :连锁聚合(己内酰胺开环聚合,以碱作催化剂) or :逐步聚合(氨基己酸途径)【注意】本题较多同学未指定条件。
功能高分子材料的分类按照性质和功能分为7种:反应型高分子材料:包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料,特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
光敏型高分子:包括各种光稳定剂、光刻胶,感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。
电活性高分子材料:包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
膜型高分子材料:包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
吸附型高分子材料:包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
高分子智能材料:包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
高性能工程材料:如高分子液晶材料,耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等按用途分类:医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。
反应型高分子材料高分子试剂:氧化还原型试剂,卤代试剂,酰化试剂,烷基化试剂,亲核试剂,亲电试剂,固相合成试剂。
高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化,在某些聚合物骨架上引入反应活性基团,得到具有化学试剂功能的高分子化合物。
特点:在反应体系中不溶解,易除去;立体选择性好;稳定性好;特殊应用,固相反应载体。
高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合,得到的具有催化活性的高分子物质。
反应型高分子试剂优点:不溶性;多孔性;高选择性;化学稳定性;可回收再利用。
催化反应按反应体系的外观特征分为两类:①均相催化反应:催化剂完全溶解在反应介质中,反应体系成为均匀的单相。
②多相催化反应:与均相催化反应相反,在多相催化中催化剂自成一相,反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。
高分子催化剂种类:高分子酸碱催化剂;高分子金属络合物;高分子相转移催化剂;固定化酶。
固相反应生物活性大分子一般合成很慢,Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。
反应型高分子材料反应型高分子材料是指由聚合物和化学品反应而形成的材料。
这种材料具有刚性和强度,同时也具有很好的可塑性和耐腐蚀性。
由于其独特的特性,反应型高分子材料已经广泛应用于汽车制造、建筑、医疗器械、通讯、航空航天等领域。
反应型高分子材料由两个或多个单体加合聚合而成,这些单体在加合聚合时除了产生高聚物外,还会与其他单体和原料发生化学反应。
这种反应称为原位交联,并且能够形成高强度的材料。
这种材料不像其他聚合物需要在特定条件下制备,而是由化学反应得到。
其中,最简单的反应类型是聚氨酯材料,该材料由异氰酸酯和羟基化合物反应而成。
聚氨酯材料在吸水性、强度、刚度等方面优秀,因此广泛应用于建筑材料和海洋结构等领域。
另一种常见的反应型高分子材料是环氧树脂,在它的制备过程中由环氧化合物和胺、酸等化学品反应而成。
环氧树脂具有优异的耐化学腐蚀性、耐高温性等特性,因此广泛应用于汽车制造、电子设备、涂料等领域。
除了聚氨酯和环氧树脂,还有聚酯、聚砜、聚醚、聚碳酸酯等多种反应型高分子材料,它们在不同领域都有广泛的应用。
例如,聚碳酸酯用于水瓶、保温杯、机箱等制造,聚醚用于医疗器械制造和电缆保护等领域,聚砜用于电子器件封装和汽车制造等领域。
反应型高分子材料与其他材料相比,有许多优点。
首先,它们比传统聚合物更强、更耐用,而且通常具有更好的化学稳定性。
其次,它们比传统的金属材料更轻便,有助于降低车辆和航空器的重量和燃油消耗。
此外,它们还具有很好的可塑性和工艺性能,可在复杂的形状和曲线下制造,从而进一步扩展了它们的应用范围。
总之,反应型高分子材料是现代工业中不可或缺的一部分,它拥有许多优异的性能,并在众多领域有广泛的应用,相信在未来会有更多的领域和应用涉及到它们的应用。
聚氨酯基本知识概括聚氨酯属于反应型高分子材料,其中的氨基甲酸酯基团是由异氰酸酯官能团和羟基反应生成的。
聚氨酯是由聚亚氨酯和多元醇在催化剂和其它助剂存在下加成聚合反应而生成。
如此,聚亚氨酯是一个含有两个以上异氰酸官能团的分子,而多元醇是一个含有两个以上羟基官能团的分子。
商业制造时,液态异氰酸酯和包含多元醇、催化剂和其它助剂的混合物反应生产聚氨酯,这两种组分即通常所指的聚氨酯配方体系。
北美称异氰酸酯为A组分,或叫“ISO”,多元醇和其它助剂的混合物被称为B组分,或叫“POL Y”,这种混合物有时也被称作树脂或树脂混合物。
在欧洲,A组分和B组分正好相反。
树脂混合的主剂可以包括链增长剂、交联剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料。
一、聚氨酯的结构与性能聚氨酯可看作是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物(~软段~硬段~软段~硬段~软段~)。
软段由低聚物多元醇(通常是聚醚或聚酯二醇)组成,硬段由多异氰酸酯或其与小分子扩链剂组成。
由于非极性、低熔点的软段与极性的、高熔点的硬段热力学不兼容,产生微观相分离,在聚合物体内部形成相区或微相区。
而聚氨酯的粘弹性就来自硬段和软段的相分离。
聚氨酯中存在氨酯、脲、酯、醚等基团产生广泛的氢键,其中氨酯和脲键产生的氢键对硬段相区的形成具有较大的贡献。
聚氨酯的硬段起增强作用,提供多官能团度物理交联(即形成氢键而起“交联”作用),软段基体被硬段相区交联。
软段是由低聚物多元醇构成的,这类多元醇的分子量通常在600-3000之间。
一般来说,软段在PU中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的PU 性能各不相同。
软段的结晶性对最终聚氨酯的机械强度和模量有较大的影响。
特别在收到拉伸时,由于应力而产生的结晶化(软段规整化)程度越大,拉伸强度越大。
PU结晶性与其软段低聚物的结晶性基本一致。
结晶作用能成倍地增加粘结层的内聚力和粘结力。
软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响。
硬段由多异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成。