公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

高分子材料的結(jié)構(gòu)特征精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的高分子材料的結(jié)構(gòu)特征主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

高分子材料的結(jié)構(gòu)特征

第1篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

1.何為高分子化學(xué)

顧名思義,高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué),但其制造和研究的對(duì)象都是大分子,即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬甚至上百萬質(zhì)量的、最大伸直長度可達(dá)毫米量級(jí)的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。

2.高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的,是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3.高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué),對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究,顯然是高分子化學(xué)最基本的研究內(nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問題,也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有:如何將低分子化合物連

接成高分子化合物,即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子,其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子,就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志,是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工,具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能,并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,把人類由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)??梢哉f某一種新材料的問世及其應(yīng)用,往往會(huì)引起人類社會(huì)的重大變革,材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點(diǎn)也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料,另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強(qiáng)度大,如汽車零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二,纖維:人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產(chǎn)出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。

第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制,于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四,精細(xì)化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品,如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì),人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料,來滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展,出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí),能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料;高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。

第一,力學(xué)功能材料:強(qiáng)化功能材料,如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。

第二,化學(xué)功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等;反應(yīng)功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三,生物化學(xué)功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì),在今后很長的歷史時(shí)期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化,增加循環(huán)使用和再生使用,減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染,也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長足發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成,在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成,探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子來處理污水和毒物,研究合成高分子與生態(tài)的相互作用,達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開展的綠色化學(xué)過程和材料的研究范疇。

參考文獻(xiàn):

[1]馮新德.展望21世紀(jì)的高分子化學(xué)與工業(yè)[J].科學(xué)中國人,1997,(11)

第2篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

[關(guān)鍵詞]分形 自相似 分維 高分子

分形理論與耗散結(jié)構(gòu)理論、混沌理論被認(rèn)為是70年代科學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)。1967年曼德布羅特(B.B.Mandelbort)在美國權(quán)威的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的,也就是局部形態(tài)和整體形態(tài)的相似。實(shí)際上,具有自相似性的形態(tài)廣泛存在于自然界及社會(huì)生活中,曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎(chǔ)上,形成了研究分形性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué),也就是現(xiàn)在的分形理論(fractaltheory),自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。

由于分形理論研究的特殊性,以及他在自然界應(yīng)用的廣泛性,目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規(guī)則圖形的強(qiáng)有力工具。自分形理論發(fā)展以來,國內(nèi)外對(duì)分形理論在各方面的應(yīng)用進(jìn)行了大量的理論和實(shí)踐,材料學(xué)中也一樣,分型理論目前已滲透到了材料學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,尤其是高分子材料,下面就分形理論在高分子材料學(xué)中的應(yīng)用做一淺議。

一、分形維數(shù)的測定方法

根據(jù)研究對(duì)象的不同,大致可以分為以下五類:改變觀測尺度求維數(shù);根據(jù)觀測度關(guān)系求維數(shù);根據(jù)相關(guān)函數(shù)求維數(shù);根據(jù)分布函數(shù)求維數(shù);根據(jù)頻譜求維數(shù),分形在材料科學(xué)中應(yīng)用時(shí),一般應(yīng)用的測定分維方法是:盒維數(shù)法、碼尺法和小島法。

二、分形理論在高分子結(jié)構(gòu)中的研究

(一)高分子鏈結(jié)構(gòu)中的分形

由于高分子尺寸隨鏈結(jié)構(gòu)象而不斷變化,對(duì)這類問題的處理屬于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)中的“無規(guī)飛行”。但若從分形的角度來看,則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監(jiān)測。對(duì)高分子中普遍存在的自回避行走也是如此,只是表現(xiàn)出不同的分形行為。又因?yàn)檫@類問題與臨界現(xiàn)象很相似,故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分?jǐn)?shù)維的另一獨(dú)特功能是可靈敏地反映單個(gè)高分子的單個(gè)構(gòu)象[4]。

(二)高分子溶液中的分形

由于高分子溶液中的大分子鏈?zhǔn)沟闷浜推胀ㄒ后w在很多方面存在差異性,如普通液體所不具備的流變行為、應(yīng)力傳輸?shù)?。在?shí)際研究中。分形結(jié)構(gòu)主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應(yīng)中,高分子溶液的凝膠化反應(yīng)主要是指聚合物的凝膠化過程,是一種臨界現(xiàn)象,是介于晶態(tài)與非晶態(tài)之間的一種半凝聚態(tài),這個(gè)過程中高分子鏈之間會(huì)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是一類形狀無規(guī)、無序且不規(guī)整的錯(cuò)綜復(fù)雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應(yīng),在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應(yīng)。

(三)固體高分子中的分形

對(duì)于高分子材料,當(dāng)固體高分子材料斷裂時(shí),不同力學(xué)性質(zhì)的材料將形成不同的斷面形貌,而斷面形貌一般為不規(guī)則形態(tài),是一種近似的或統(tǒng)計(jì)意義的分形結(jié)構(gòu),可用分形理論進(jìn)行分析表征,從而根據(jù)斷面的形狀定量評(píng)價(jià)材料的力學(xué)性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞,這些微孔具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu),使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現(xiàn)出較復(fù)雜的形態(tài),無法用傳統(tǒng)的幾何學(xué)理論進(jìn)行描述,但可用分形幾何理論對(duì)微孔形態(tài)的復(fù)雜程度作量化的表征[5]。

(四)結(jié)晶高聚物中的分形

第3篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

關(guān)鍵詞:高分子材料新型材料市場應(yīng)用農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

1.前言

隨著社會(huì)的發(fā)展,我國的科技有了嶄新的發(fā)展機(jī)會(huì)以及廣闊的發(fā)展平臺(tái),高分子材料科學(xué)也處速發(fā)展的狀態(tài)。經(jīng)過多年的發(fā)展,高分子材料已經(jīng)在我國市場上的多個(gè)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。值得一提的是,合成高分子材料憑借著其獨(dú)特的優(yōu)良性質(zhì)以及相對(duì)良好的使用性能,在市場上已經(jīng)占據(jù)了比較重要的地位。伴隨著時(shí)代的持續(xù)發(fā)展,人們對(duì)新型高分子材料也相應(yīng)的提出了更高的要求,因此,為了適應(yīng)人類的需要,對(duì)新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料簡述

高分子化合物是高分子材料的組成基礎(chǔ),構(gòu)成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以,高分子材料所具有的性質(zhì)便是其構(gòu)成基礎(chǔ)聚合物所具有的性質(zhì)了,其含有的主要材料所具有的特性,便是這種高分子材料的特征性能。目前,高分子材料和無機(jī)非金屬材料以及金屬材料是在當(dāng)前的市場上應(yīng)用的材料主體,是應(yīng)用性材料科學(xué)的主要內(nèi)容。在三者當(dāng)中,屬高分子材料最受歡迎,由于其優(yōu)良的性能得以廣泛的應(yīng)用,在整體的新型材料的市場上都占據(jù)著重要的地位。在全球范圍內(nèi)的材料市場上,高分子材料的發(fā)展一直都沒有停止,反而是以高速的發(fā)展形態(tài)展現(xiàn)在人類的面前。例如,合成樹脂的數(shù)量在十年之內(nèi)幾乎增加了一百倍,高分子材料的飛速發(fā)展,給人類的生活帶來了極大的便利以及翻天覆地的變化。塑料便是一種典型的高分子材料,塑料的用途廣泛,傳統(tǒng)的木材和水泥的年產(chǎn)量加起來也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有塑料的產(chǎn)量高。合成橡膠的產(chǎn)量也大于天然橡膠的產(chǎn)量,合成纖維一年的產(chǎn)量幾乎達(dá)到了羊毛和棉花等人造纖維或者天然纖維總產(chǎn)量的二倍之多。還要合成樹脂的發(fā)展等等。但是,即使高分子材料在我國取得了很大的研究進(jìn)展以及生產(chǎn)應(yīng)用,但是相比于世界上的發(fā)達(dá)國家,我國的科技仍然是較為落后,與各大發(fā)達(dá)國家存在著較大的距離。

高分子材料于一九三零年問世,至今已經(jīng)發(fā)展了將近九十年的時(shí)間。但是一直到二十世紀(jì)末期,高分子材料才正式收到人類的重視和研究??萍继幱诓粩嗟倪M(jìn)步當(dāng)中,人類對(duì)新型高分子材料的需求也在不斷增加。例如大家都熟知的納米材料,納米高分子材料是一種聚合物基材以及納米微粒的復(fù)合材料,這種材料具有獨(dú)特的優(yōu)良性質(zhì),在研究納米材料的時(shí)候,要以其潛在的性質(zhì)為依托,尋找最有效、迅速的開發(fā)方式。

2.新型高分子材料的應(yīng)用概述

高分子材料作為材料市場的后起之秀,發(fā)展速度十分迅速。并且在整個(gè)材料市場上的應(yīng)用十分廣泛,在各行各業(yè),在我們生活中的各個(gè)角落都能見到高分子材料的身影。例如在功能材料方面隨處可見高分子材料,在結(jié)構(gòu)材料方面高分子材料也表現(xiàn)出其難以比擬的優(yōu)勢。新型高分子材料的主要分類為:光功能材料和高分子分離膜,高分子復(fù)合材料以及該分子磁性材料。所謂光功能材料即是指這種材料能夠?qū)膺M(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)換,或者透射和儲(chǔ)存。所謂高分子分離膜材料,其本身是一種薄膜性質(zhì)的材料,即是利用高分子材料來制作成的一種具有半透性質(zhì)的過濾膜,它的典型特征是選擇透過性。這種材料對(duì)環(huán)保工作等做出了重要貢獻(xiàn),并且分離效率高,使用條件好。所謂高分子復(fù)合材料是指有多種具有不同的性質(zhì)的物質(zhì)所復(fù)合而成的多相材料。這種材料聚集了多種材料的特征,優(yōu)勢十分明顯,例如復(fù)合材料能夠同時(shí)具備耐高溫和高強(qiáng)度等多種優(yōu)點(diǎn)。所謂高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一種復(fù)合形式,也屬于高分子復(fù)合材料的一種。這些新興的高分子材料已經(jīng)滲透進(jìn)了人類生活的各個(gè)領(lǐng)域,在醫(yī)療行業(yè)以及工業(yè)行業(yè)都做出了重大的貢獻(xiàn)

3.舉例說明新型材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

科技的進(jìn)步無疑大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展,我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,新興材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了很大的作用。

在我國農(nóng)業(yè)以及工業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域,木塑復(fù)合材料的應(yīng)用十分常見,木塑復(fù)合材料大多應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,這種高分子材料具有以下優(yōu)點(diǎn):韌性好,較高的強(qiáng)度,可再生性好并且能夠耐腐蝕。因此,木塑復(fù)合材料能夠在一定程度上取代傳統(tǒng)的鋼鐵材料,故在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在我國大片的莊稼地中,大量存在著秸稈這種新型材料,我國對(duì)秸稈加以利用的研究已經(jīng)投入了很大的精力。秸稈用于沼氣發(fā)電,秸稈用于提取纖維素制作高能燃料等,將秸稈作為一種重要的新型材料仍然需要研究。部分農(nóng)作物的生長需要在溫室中進(jìn)行,因此溫室大棚便是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的必需品。新型溫室大棚保溫材料能夠在白天充分吸收陽光,并自動(dòng)進(jìn)行恒溫工作的處理,在夜晚能夠使大棚內(nèi)維持同樣的溫度和空氣中的濕度。這種采用新型溫室大棚保溫材料的溫室能夠使植物自然生長,提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量。對(duì)于溫室材料的研究,最主要的研究性能便是其保溫性能。新型溫室保溫材料的研究意義重大。

4.新型材料的發(fā)展前景

我們現(xiàn)在共同的目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展,新型材料的開發(fā)能夠滿足人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn),新型材料能夠憑借其優(yōu)良的性能以及可重復(fù)利用的特點(diǎn)為人類社會(huì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。但是,我們要時(shí)刻銘記,新型高分子材料的發(fā)展要堅(jiān)持以下原則:首先,新型高分子材料的使用不能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,其次,新型高分子材料要盡量追求成本低廉,能夠滿足大部分人的需求。目前我國所研究出的新型高分子材料大多價(jià)錢昂貴,因此,尋找廉價(jià)的基礎(chǔ)材料作為高分子材料的生產(chǎn)成本至關(guān)重要,原材料的選取和加工工藝的選擇都是未來新型高分子材料的研究重點(diǎn)問題之一,人類也從未停止過對(duì)新型高分子材料的探究工作。同時(shí),要對(duì)新型高分子材料進(jìn)行宣傳,讓大家都有所了解,才能提高高分子材料的利用率。最后再次強(qiáng)調(diào),不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)去發(fā)展新型高分子材料,才能讓這種高分子材料對(duì)我們的社會(huì)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn): 

[1]譚志堅(jiān),王朝云,易永健,等.可生物降解材料及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].塑料科技,2014,42(2):83-89. 

[2]祁春媛,方東輝,任小杰.木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用 

[J].黑龍江水利科技,2014,42(5):149-151. 

第4篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對(duì)電荷泄放的性質(zhì),其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周圍的空氣中輻射,三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率,所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此,通過提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚??轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑,添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法,而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。

(一)添加導(dǎo)電填料

這類方法通常是將各種無機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中,目前此方法中所使用的無機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

(二)與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子(或聚合物)是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成,當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓,材料中就有電流通過,即具有導(dǎo)體的性質(zhì),凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同,它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講,此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料,但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差,無法直接單獨(dú)應(yīng)用,一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混,制成抗靜電復(fù)合型材料,這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性,效果更好更持久。

(三)添加抗靜電劑法

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì),其結(jié)構(gòu)通式為RYx,其中R為親油基團(tuán),x為親水基團(tuán),Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán),羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán),此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類:陽離子型抗靜電劑;陰離子型抗靜電劑;非離子型抗靜電劑;兩性型抗靜電劑。

導(dǎo)電機(jī)理無論是外涂型還是內(nèi)加型,高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種:(1)抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性,吸收空氣中的水分子,形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。(2)離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度,從而增加導(dǎo)電性。(3)介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來一是降低制品的表面電阻,增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄;二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對(duì)分子質(zhì)量大的親水性高聚物,它們與基體樹脂有較好的相容性,因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對(duì)基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下,經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后,在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀,即層狀分散結(jié)構(gòu),而中心部分呈球狀分布,這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻,并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出一些品種,以非離子表面活性劑為主,目前常用的品種有,大連輕工研究院開發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸鈉)、DPE(烷基二苯醚磺酸鉀);上海助劑廠開發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN(十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽),另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM(硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物)、抗靜電劑P(磷酸酯與乙醇胺的縮合物);北京化工研究院開發(fā)的ASA一10(三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物)、ASA一150(陽離子與非離子表面活性劑復(fù)合物),近年來又開發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品,其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑;ASB系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑(主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯)與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成;ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復(fù)合而成,杭州化工研究所開發(fā)的HZ一1(羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工業(yè)研究所開發(fā)的IC一消靜電劑(咪唑一氯化鈣絡(luò)合物);上海合成洗滌劑三廠開發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑,已經(jīng)形成系列產(chǎn)品,在使用效果和性能上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,部分品種可以替代進(jìn)口,如SH一102(季銨鹽型兩性表面活性劑)、SH一103、104、105等(均為季銨鹽型陽離子表面活性劑),SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽離子表面活性劑;濟(jì)南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。(聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物)等;

河南大學(xué)開發(fā)的KF系列等,如KF一100(非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑)、KF-101(醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽離子永久型抗靜電劑),另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等;抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國內(nèi)常用的,主要用于合成纖維領(lǐng)域。

從抗靜電劑發(fā)展來看,高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品,尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域,目前國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

三、結(jié)語

我國合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好,針對(duì)目前國內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀,對(duì)我國合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

(一)加大新品種開發(fā)力度

近年來國外開發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑;用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯;用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,總之國內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國合成材料制品要求,開發(fā)出多種高性能、環(huán)保無毒的抗靜電品種,并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究,以滿足國內(nèi)需求。

(二)加快復(fù)合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配,向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料,如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內(nèi)開發(fā)方興未艾,國內(nèi)要加快抗靜電母粒的開發(fā)與研究,促進(jìn)我國抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]高緒珊、童儼,導(dǎo)電纖維及抗靜電纖維[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1991.148154.

[2]張淑琴,抗靜電劑,化工百科全書,第1版,化學(xué)工業(yè)出版社,1995(4):667.

[3]陳湘寧、王天文,用于最佳靜電防護(hù)的本征導(dǎo)電聚合物的最新進(jìn)展[J].化工新型材料,2002,30(11):4750.

第5篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

新型高分子功能材料――磁性塑料

項(xiàng)目簡介:磁性塑料是一種型高分子功能是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料之一。磁性塑料按組成可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種,結(jié)構(gòu)型磁性塑料是指聚合物本身具有強(qiáng)磁與的磁體,這類磁性塑料向處于探索階段,離實(shí)用化還有一定的距離;復(fù)合型磁性塑料是指以塑料或橡膠為粘合劑接加工而制咸的磁體。

磁性塑料的主要優(yōu)點(diǎn)是:密度小、耐沖擊強(qiáng)度大,制品可進(jìn)行切割、切削、鉆孔、焊接、層壓和壓花等加工,且使用進(jìn)不會(huì)發(fā)生碎裂,它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模壓、擠出等)進(jìn)行加工,易于加工成尺寸精度高、薄壁、復(fù)雜形狀的制品,可成型帶嵌件制品,對(duì)電磁設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化、輕量休、精密休和譏性能化的目標(biāo)起著關(guān)鍵的作用。磁性塑料與燒結(jié)磁鐵同樣有各向同性和各向異性之分,在相同材料及配比條件下,各向同性磁性塑料的磁性能僅為各向異性磁性塑料的1/2―1/3。制作各向異性磁性塑料的方法主要有磁場取向法和機(jī)械取向法。

磁性塑料做為新型功能材料,以其固有的特性而廣泛應(yīng)用于電子、電氣、儀器儀表、通訊、文教、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活中的諸多領(lǐng)導(dǎo)中,其產(chǎn)量和需求量正在不斷地增加,生產(chǎn)技術(shù)日趨完善,雖然目前磁性養(yǎng)料的研究及應(yīng)用在我國尚處在發(fā)展的初級(jí)階段,但在某些新的領(lǐng)域,已經(jīng)得到應(yīng)用,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

光功能高分子材料

項(xiàng)目簡介:光功能高分子材料具有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán),作為先進(jìn)的防偽材料,將在防偽領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。利用它的光選擇反射及選擇透過性能,制備大眾和二級(jí)防偽材料。它還可以在信息及顯示領(lǐng)域獲得應(yīng)用。應(yīng)用范圍各種文件、證件和票券的防偽。藥品和酒類等包裝容器上的防偽,如化妝品瓶子包裝的防偽;各種酒類的瓶子、農(nóng)藥瓶子、罐頭及飲料瓶子包裝或瓶蓋的防偽;各種藥品瓶子包裝的防偽。各種商標(biāo)防偽,如煙類、酒類;食品類、糖、茶類;日用品;光盤等電子產(chǎn)品。電子產(chǎn)品、光學(xué)開關(guān)、彩色濾光片等。

趨勢意義:已通過鑒定。

多功能新型樹形聚酰胺高分子材料

用于毒性很強(qiáng)的TNT紅水處理,用量2%0時(shí),可使其變?yōu)闊o色透明,COD的值由11萬降為364,達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn);用于染料廢水處理,如酸性紅廢水,用量為萬分之一時(shí),脫色率達(dá)98.7%,且脫色溶液的pH值為中性;用于石油廢水處理,用量為ppm級(jí),處理后,水中石油的含量達(dá)到1ppm;用于乳化炸藥穩(wěn)定劑,可使其貯存期由1個(gè)月增加到6~7個(gè)月;用于高分子合金的增韌增強(qiáng)劑,如用于PAll與PA6共混,用量0.25%,其它條件不變的情況下,抗拉強(qiáng)度提高11.7%,斷裂伸長率提高42.4%,缺口沖擊強(qiáng)度提高13.9%,拉伸模量不變。樹形高分子及其衍生物還在催化劑、化學(xué)傳感器、納米原子簇制備、緩釋藥物載體、燃料電池、膜材料、信息貯存材料等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。獲得3項(xiàng)國家發(fā)明專利,在環(huán)境治理、工業(yè)炸藥、高分子合金添加劑的應(yīng)用方面取得良好的效果。

新型高填充改性高分子材料技術(shù)

項(xiàng)目簡介:該項(xiàng)目通過對(duì)雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)的混煉轉(zhuǎn)子進(jìn)行改進(jìn),發(fā)明了一種高填充高效連續(xù)混煉機(jī)轉(zhuǎn)子,同時(shí)對(duì)其混合特性和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)在高填充高分子材料的混合過程中的操作工藝特性進(jìn)行了研究,研究結(jié)果為其應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ);通過實(shí)驗(yàn)研究和理論分析創(chuàng)造性地提出了一種基于雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)的高填充改性高分子材料的混煉工藝,即填充濃度逐步遞增混煉新工藝,解決了目前連續(xù)混煉機(jī)混合高填充物料存在的混煉溫度與混煉剪切速率之間的矛盾,并在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。

趨勢意義:鑒定專家一致認(rèn)為,新型高分子材料混合工藝及設(shè)備的研究提高了我國在高填充高分子母料的生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平,具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景,屬國內(nèi)首創(chuàng)并達(dá)到國際先進(jìn)水平。建議在設(shè)備大型化方面進(jìn)一步開展研究并拓寬應(yīng)用范圍。

用于高分子材料的新型高效多功能稀土助劑開發(fā)

項(xiàng)目簡介:該項(xiàng)目研究開發(fā)以輕稀土化合物為主要原料的高分子改性用新型高效多功能稀土助劑,突破聚丙烯用新型β成核劑、聚烯烴類多功能助劑、無機(jī)粒子表面處理劑等新型稀土助劑的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。本項(xiàng)目研發(fā)成功的一系列稀土功能助劑,不僅有顯著的經(jīng)濟(jì)使用效果,并且具有我國自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),因此,本項(xiàng)目工作對(duì)于促進(jìn)我國高分子助劑行業(yè)的發(fā)展,必將發(fā)揮較大作用。

趨勢意義:該項(xiàng)目針對(duì)國際國內(nèi)空白,利用我國獨(dú)特的資源優(yōu)勢,獲得自主創(chuàng)新性成果,對(duì)全面提升我國塑料助劑工業(yè)水平將起到重要的推動(dòng)作用,而且對(duì)推動(dòng)助劑行業(yè)傳統(tǒng)技術(shù)及概念的變革,對(duì)我國豐富的稀土資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢具深遠(yuǎn)影響。

高吸水性樹脂(簡稱SAP)

項(xiàng)目簡介:高吸水性樹脂(簡稱SAP)是微生物法丙烯酰胺的下游產(chǎn)品,是一種新型功能性高分子材料,這種物質(zhì)含有大量的強(qiáng)吸水基團(tuán)、結(jié)構(gòu)特異。在樹脂內(nèi)部可產(chǎn)生高滲透締合作用,并通過其網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)吸收自身重量幾十倍乃至上千倍的食鹽水、血液、尿液,且具有較強(qiáng)的保水緩釋功能,無毒、無害、不溶于水。

趨勢意義:廣泛應(yīng)用于工業(yè)(吸水橡膠、電纜阻水帶、脫水劑、鉆井泥漿處理劑、道路瀝青改性及煤礦用滅火材料等)、農(nóng)林業(yè)(抗旱保水、育苗、植樹造林、保肥增效、改良土壤、促進(jìn)農(nóng)作物生長等)及日用衛(wèi)生材料(衛(wèi)生巾、紙尿片、醫(yī)療襯墊、保鮮劑)等許多領(lǐng)域。

電流變液的研究

第6篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

考點(diǎn)一:幾個(gè)基本概念

1.有機(jī)物:有機(jī)化合物簡稱有機(jī)物,其特征是含碳元素,但含碳元素的化合物(像CO、CO2、碳酸、碳酸鹽等)不屬于有機(jī)物。

2.烴:就是碳?xì)浠衔铩?/p>

3.常見各類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特征:如醇類具有羥基(-OH),酸類具有羧基(-COOH),酯類具有-COOC-的結(jié)構(gòu),糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等。

4.同分異構(gòu)體和同系物:特別注意,同系物屬于同類物質(zhì)、符合相同的通式。

5.常見的有機(jī)反應(yīng)類型:(1)從形式上看,取代反應(yīng)是指有機(jī)物分子里的某些原子(或原子團(tuán))被其他原子(或原子團(tuán))代替的反應(yīng);加成反應(yīng)指的是不飽和有機(jī)物與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新分子的反應(yīng);加聚反應(yīng)指的是小分子間相互反應(yīng)只生成一種高分子化合物的反應(yīng),又叫做加成聚合反應(yīng)。特別注意:酯化反應(yīng)、酯類的水解、糖類的水解等均屬于取代反應(yīng)。(2)從實(shí)質(zhì)上看,有機(jī)物分子內(nèi)碳元素的化合價(jià)升高就認(rèn)為該物質(zhì)發(fā)生了氧化反應(yīng),有機(jī)物分子內(nèi)碳元素的化合價(jià)降低就認(rèn)為該物質(zhì)發(fā)生了還原反應(yīng)。

考點(diǎn)二:幾種典型的結(jié)構(gòu)

甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)說明甲烷分子高度對(duì)稱,也說明多碳烷烴的碳原子不在一條直線上,也反映了單鍵碳原子所處的空間位置。乙烯分子的平面結(jié)構(gòu)決定了碳碳雙鍵兩端的兩個(gè)碳原子及其相連的四個(gè)原子(共6個(gè)原子)一定共平面,苯分子的平面正六邊形結(jié)構(gòu)決定了苯環(huán)上的六個(gè)碳原子及其相連的六個(gè)原子(共12個(gè)原子)一定共平面。特別注意:碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)。

考點(diǎn)三:幾種典型結(jié)構(gòu)的主要性質(zhì)

甲烷(碳碳單鍵)的特征反應(yīng)是在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),乙烯(碳碳雙鍵)的特征反應(yīng)是發(fā)生加成反應(yīng)和被酸性KMnO4氧化;苯環(huán)中的化學(xué)鍵是介于單鍵、雙鍵之間的獨(dú)特的鍵,因而能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng),但不能被酸性KMnO4氧化。

考點(diǎn)四:常見有機(jī)物乙醇、乙酸、油脂、淀粉、葡萄糖、蛋白質(zhì)的基本性質(zhì),石油和煤的煉制方法、高分子材料的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

考點(diǎn)五:有關(guān)有機(jī)物燃燒的計(jì)算

第7篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

1 高中化學(xué)新教材在價(jià)值定位上做的幾項(xiàng)重要改革

1.1 化學(xué)與能源。能源也是現(xiàn)代社會(huì)三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的日益增大,人們對(duì)能源的需求急劇增加?;瘜W(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一,研究化學(xué)反應(yīng)中能量的變化具有非?,F(xiàn)實(shí)的意義。高中化學(xué)新教材首次在化學(xué)教學(xué)中滲透了能量觀點(diǎn),如,在高一化學(xué)第一章里提出如何提高燃料的利用率,開發(fā)新能源等與社會(huì)相關(guān)的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”,在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護(hù)”,在原電池一節(jié)介紹了“化學(xué)電源和新型電池”等?;瘜W(xué)與能量、能源觀點(diǎn)的建立,不僅僅是為了教育學(xué)生節(jié)約能源,樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí),更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,增強(qiáng)社會(huì)進(jìn)步責(zé)任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等。

1.2 化學(xué)與環(huán)境。保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項(xiàng)全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環(huán)境污染問題及其防治。并將“居室中化學(xué)污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學(xué)教材中。在治理這些環(huán)境污染問題中,化學(xué)已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大作用,大幅度地增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)環(huán)保責(zé)任感,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。與化學(xué)和能源一樣,化學(xué)與環(huán)境從可持續(xù)發(fā)展的角度來看,在化學(xué)教育中增強(qiáng)了化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系部分,因?yàn)榄h(huán)境科學(xué)是一門綜合性的學(xué)科,而環(huán)境化學(xué)是解決環(huán)境問題的“鑰匙”,環(huán)境教育與能源問題的提出對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,培養(yǎng)公民綜合素養(yǎng)有著重要的作用。這正是現(xiàn)代化學(xué)教育的藍(lán)圖規(guī)劃,現(xiàn)代化學(xué)教育價(jià)值觀的一種重要體現(xiàn)。

1.3 化學(xué)與生產(chǎn)、生活。人的衣食住行、醫(yī)療保健、生命科學(xué)等無一不和化學(xué)密切相關(guān)。高一化學(xué)新教材鹵素一章介紹了“碘與人體健康”,高二化學(xué)結(jié)合有機(jī)化學(xué)知識(shí)介紹了“食品添加劑與人體健康”,并以大量的彩圖形象地介紹了各類無機(jī)物和有機(jī)物的用途。高三化學(xué)在電解池教學(xué)中,常識(shí)性介紹了“以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)”,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際以及其它相關(guān)學(xué)科知識(shí)探討“硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益”,樹立學(xué)生的主人翁意識(shí),這是素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育的一種方式。但新教材中也有一些不足之處,如:與化學(xué)問題相關(guān)的其他學(xué)科的相互滲透介紹得較少,知識(shí)體系綜合化不夠,這不利于提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和綜合素養(yǎng)。要充分地體現(xiàn)化學(xué)素養(yǎng)教育,還可以在有關(guān)教學(xué)內(nèi)容后以常識(shí)介紹的形式將相關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)做適當(dāng)?shù)闹v解,譬如,“膠體”內(nèi)容后可結(jié)合空氣溶膠介紹物理學(xué)中有關(guān)空氣中可見光的波長,使學(xué)生明白“晴朗的天空為什么是藍(lán)色的”。但瑕不掩瑜,新教材較以往教材,價(jià)值定位有了很大進(jìn)步。這是價(jià)值的相對(duì)真理性,它隨時(shí)空環(huán)境的改變而不斷更新。

2 化學(xué)教育價(jià)值實(shí)現(xiàn)的基本策略

2.1 主題型教學(xué)策略?!盎瘜W(xué)――人類進(jìn)步的關(guān)鍵”是高中化學(xué)新課程的總主題,在整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能體現(xiàn)這一主題。如“糖類、蛋白質(zhì)、油脂”可以“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”為主題;氮族元素結(jié)合生物圈中氮的循環(huán)以固氮為主題;硅和硅酸鹽工業(yè)、金屬和合成材料以材料為主題;化學(xué)反應(yīng)與能量、原電池原理以開發(fā)新能源為主題;烴以石油化工為主題。主題型教學(xué)策略可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)內(nèi)容的社會(huì)價(jià)值及其實(shí)用性,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和保持。

2.2 用途聯(lián)系型策略。在元素化合物教學(xué)中應(yīng)該將現(xiàn)代最新的有價(jià)值的有關(guān)元素化合物用途納入教學(xué)之中。如在學(xué)習(xí)NO的性質(zhì)時(shí),可聯(lián)系醫(yī)學(xué)新成就,介紹NO對(duì)人體某些疾病的治療作用,然后提出問題:為什么大量NO吸入人體有害,而少量的NO吸入?yún)s能治療某些疾?。吭趯W(xué)習(xí)有機(jī)高分子材料時(shí),可聯(lián)系智能高分子材料、導(dǎo)點(diǎn)高分子材料、醫(yī)用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等;在鹵素學(xué)習(xí)時(shí),可聯(lián)系海水化學(xué)資源的開發(fā)、利用和飲水與消毒化學(xué);在硅和硅酸鹽學(xué)習(xí)時(shí),可聯(lián)系新型無機(jī)高分子材料等。

2.3 情境滲透型策略。對(duì)某些與中學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有密切關(guān)系的新的應(yīng)用型成果可采取情境滲透型策略。例如,進(jìn)行晶體類型與性質(zhì)學(xué)習(xí)時(shí),可以將“晶體缺陷對(duì)晶體生長、晶體的力學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能和光學(xué)性能等有重要影響,如許多過渡金屬氧化物中的價(jià)態(tài)可以變化并形成非整比化合物,從而使晶體具有特意色彩等光學(xué)性質(zhì),甚至具有半導(dǎo)性或超導(dǎo)性”作為情境,討論具有NaCl型結(jié)構(gòu)的NiO晶體發(fā)生晶體缺陷形成的非整比化合物NiXO的結(jié)構(gòu)特征等。

第8篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

[關(guān)鍵字]PLA骨釘;生物可降解材料;金屬合金材料;內(nèi)置骨固定材料;二次手術(shù);并發(fā)癥

[ABSTRACT]In biomedical polymer material field, biodegradable materials increasingly attracted people’s attention. Biocompatibility, no need to reoperation of biodegradable materials bone-screw was becoming hotspot. This paper reviews the bone-screw materials by metal alloy to biodegradable materials, and the development of the PLA’s performance and modification, currently PLA bone-screw research achievements.

[Key words]PLA bone-screw; biodegradable materials;metal alloy materials;the field of medicine; a second surgery; complications

1綜述

骨釘是一種骨內(nèi)固定物,具有固定、維持骨折處的穩(wěn)定的作用。[1]骨折愈合的基本病理過程包括骨折局部血腫機(jī)化、骨痂形成和骨塑形成3個(gè)階段。根據(jù)Wolf定律,生物學(xué)骨折固定的要求為:在骨折愈合早期使骨斷端堅(jiān)強(qiáng)固定;在骨痂形成期(臨床愈合期)使骨折斷端有微動(dòng);在骨折臨床愈合后進(jìn)入骨塑形期,骨折局部應(yīng)有應(yīng)力通過等。[2]即骨折內(nèi)固定物必須具有在骨折處最小移動(dòng)的幾何對(duì)齊、傳遞壓力功能和避免過度拉或剪切應(yīng)力通過的作用。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,對(duì)材料的性能提出了復(fù)雜而嚴(yán)格的多功能要求,這是大多數(shù)金屬材料和無機(jī)材料難以滿足的;而合成高分子材料與生物體(天然高分子)則有著極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu),具有良好的物理-機(jī)械性能,一定的生物相容性及簡便的生產(chǎn)、加工成型特性,使其在生物醫(yī)用領(lǐng)域占絕對(duì)優(yōu)勢。其中,生物可降解高分子最引人注目。因?yàn)獒t(yī)用高分子除具有一定的強(qiáng)度、剛度、韌性及生物學(xué)相容性外,還必須具備一定的生物降解性,以便被生物體內(nèi)吸收或排泄,可以免除患者需二次手術(shù)的痛苦。[3]骨釘也由原來的金屬合金骨釘向生物可降解材料骨釘發(fā)展。

1.1骨釘材料的發(fā)展

60年代初,骨折部位的內(nèi)固定并不是用骨釘,而是用骨水泥粘接。初期的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),PMMA生物穩(wěn)定,如果固定失敗,將很難從骨中除去而對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。于是發(fā)展了非骨水泥方法用螺釘代替粘接,以求早期固定,一旦待新生骨向預(yù)留孔隙間生長達(dá)到一足應(yīng)力要求后,金屬螺釘將被取出。[4]以金屬螺釘作為骨的內(nèi)固定物標(biāo)志著固定的誕生。重點(diǎn)介紹骨釘材料的兩種類型。

1.1.1金屬型

金屬合金材料(不銹鋼、鈷基合金、鈦合金等)骨釘具有良好的力學(xué)性能,能實(shí)現(xiàn)早期的堅(jiān)強(qiáng)固定,尤其是承受重力的骨,療效可靠。但其有三個(gè)顯著的缺點(diǎn):①由于金屬合金材料骨釘?shù)牧W(xué)性能和人體致密骨的不匹配,而且其力學(xué)性能不能隨骨折愈合過程而動(dòng)態(tài)變化,出現(xiàn)了醫(yī)學(xué)上的“應(yīng)力遮擋效應(yīng)”,導(dǎo)致骨質(zhì)疏松或自身骨退化,影響骨愈合后的強(qiáng)度。[5]②這種金屬合金材料材質(zhì)決定了其長期埋入人體組織體液內(nèi),易于電解磨損和腐蝕,導(dǎo)致局部的炎癥反應(yīng)和組織壞死。③金屬合金材料骨釘需要進(jìn)行二次去除手術(shù),增加患者經(jīng)濟(jì)、心理及身體上的負(fù)擔(dān)。

90年代初,生物陶瓷引起了人們的重視。在骨釘領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。在金屬合金材料骨釘表面涂上一層Al2O3或ZrO2陶瓷涂層,其隔絕了金屬與骨組織等直接,避免了上述金屬合金材料骨釘?shù)那皟蓚€(gè)缺點(diǎn)。而且含有人體骨組織等形成的化學(xué)元素成分的陶瓷涂層直接和骨組織等形成了礦化物的結(jié)合,對(duì)生物相容性差的金屬合金材料骨釘意義重大。

非晶金剛石涂層具有優(yōu)良的耐用性,即使一些骨釘被安裝了很多次也沒有明顯的分層。由于涂層的惰性和生物多樣性使得機(jī)體產(chǎn)生最低限度的反應(yīng),提高骨連接的速率。

無論是生物陶瓷涂層,還是非晶金剛石涂層,這些無機(jī)涂層對(duì)在一定程度上提高了金屬合金材料骨釘?shù)男阅堋?/p>

1.1.2生物可降解材料骨釘

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,生物可降解材料現(xiàn)己成為骨內(nèi)固定材料研究的熱點(diǎn)。

生物可降解性骨釘具有生物可降解吸收性和力學(xué)性能的衰減性,免除患者需二次手術(shù)的痛苦。生物可降解性骨釘?shù)娜齻€(gè)優(yōu)勢恰好是金屬合金材料骨釘?shù)娜秉c(diǎn)。在理論上最符合骨折生物學(xué)固定的要求。

使用高強(qiáng)度的可降解吸收性材料作骨內(nèi)固定材料,在骨折早期能實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)固定,隨著自身骨的愈合,可降解材料的強(qiáng)度、剛度不斷衰減,其載荷可逐步轉(zhuǎn)到新生骨上,滿足骨折愈合動(dòng)力學(xué)的要求。克服了應(yīng)力遮擋,提高了自身骨的修復(fù)效果。因此,高強(qiáng)度的可降解吸收性骨內(nèi)固定材料在骨內(nèi)固定治療中具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。[2]

在體內(nèi)能被降解吸收的有機(jī)低分子化合物有許多,但具備骨折內(nèi)固定物所需要的理化特性的卻僅有很少幾種。比較適宜的是聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸和聚對(duì)二氧六環(huán)。除了這些同聚體外,各種聚乙醇酸和聚乳酸的共聚體也必被廣泛試用。這些化合物在化學(xué)結(jié)構(gòu)上屬α-聚酯。[6]特別值得一提的是,聚己內(nèi)酯(PCL)作為骨釘已應(yīng)用于臨床。

可吸收固定物的價(jià)格昂貴。一付55mm纖維增強(qiáng)棒的價(jià)格是同型號(hào)金屬表層多孔螺絲的15倍。一根歐洲進(jìn)口的生物可降解材料骨釘需要一千多元。

1.2目前PLA骨釘?shù)难芯砍晒?/p>

1.2.1聚乳酸(PLA)

聚乳酸(PLA),也稱聚丙交酯,是一種新型的生物降解材料,使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過程制成乳酸,再通過化學(xué)合成轉(zhuǎn)換成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,聚乳酸制品廢棄后在土壤或水中,3O天內(nèi)[7]會(huì)在微生物、水、酸和堿的作用下徹底分解成CO2和H2O,不污染環(huán)境,這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利,是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。因此,聚乳酸是一種真正意義上的能完全降解的生物環(huán)保材料,被視為繼金屬材料、無機(jī)材料、高分子材料之后的“第四類新材料”[8]。

PLA是一種重要的脂肪族聚酯類生物降解材料,無毒、無刺激,具有良好的生物相容性,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛用作組織工程、人體器官、藥物控制釋放、仿生智能等材料。然而,PLA存在不少缺陷,比如性脆(純的PLA斷裂伸長率僅為6%[9])、耐沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復(fù)雜造成產(chǎn)品價(jià)位高等,不利于PLA的廣泛應(yīng)用。因此,對(duì)PLA進(jìn)行改性制備PLA基生物降解性高分子材料成為高分子材料研發(fā)的熱點(diǎn)。[10]PLA改性方法主要有物理改性:如填充、增塑、共混;化學(xué)改性:如嵌段共聚、接枝共聚。

尤其是PLA的脆性大、抗沖擊性差極大的限制了其在骨釘領(lǐng)域的發(fā)展,因此,需要對(duì)其進(jìn)行增韌改性。增韌改性可以通過共混和共聚兩大類方法來進(jìn)行。其中,共混增韌是獲得新型聚合物材料的最有效方法,且投入少,見效快,效益高。PLA與PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸-對(duì)苯二甲酸丁二酯)等可生物降解樹脂共混,材料受到?jīng)_擊時(shí),內(nèi)部會(huì)形成微裂紋而吸收大量的能量,從而起到很好的增韌效果。[11]共聚增韌是通過與其他單體進(jìn)行共聚反應(yīng),在PLA分子鏈上引入另一種分子鏈,降低分子鏈的規(guī)整度,或者削弱高分子鏈間的相互作用力,可提高PLA的抗沖擊性能。

1.2.2 PLA骨釘?shù)难芯砍晒?/p>

大多數(shù)的PLA骨釘研究結(jié)果表明,在一定時(shí)間內(nèi),PLA骨釘和金屬合金材料骨釘?shù)闹委熜Ч麩o顯著性差別,但PLA骨釘不需要二次取出手術(shù)顯示了明顯的優(yōu)勢。這種優(yōu)勢使得PLA骨釘、PCL骨釘?shù)壬锟山到獠牧瞎轻數(shù)难芯咳找媸艿街匾暋?/p>

Bostman在五年內(nèi)治療了881例不同類型的骨折患者。在相同的治療時(shí)間內(nèi),與ASIF型釘板固定作比較,結(jié)果表明無明顯差異。Verkeyen等人用羥基磷灰石充填聚乳酸(PLLA-HA)材料,研究表明,其具有很高的壓縮強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度。[12]1984年Tormala等研制出自增強(qiáng)聚羥基乙酸和自增強(qiáng)聚L乳酸等可吸收性骨內(nèi)固定復(fù)合材料,其強(qiáng)度可與ASIF相媲美,已應(yīng)用于臨床治療腳部骨折。[12]

浙江溫州市第三人民醫(yī)院胸心外科鄒宗望[13]等用左旋聚乳酸骨釘對(duì)19例多發(fā)性肋骨骨折患者治療,結(jié)果均治愈且無并發(fā)癥。Partio等[14]用左旋聚乳酸螺絲固定51例多處骨折患者無一失敗。

但在眾多研究成果出現(xiàn)的同時(shí),有的研究發(fā)現(xiàn),PLA骨釘植入體內(nèi)會(huì)引發(fā)并發(fā)癥。Bostman等[15]查閱了一個(gè)創(chuàng)傷中心516例用聚乙醇酸或聚乙醇酸和聚乳酸共聚物制作棒治療患者的情況,經(jīng)過統(tǒng)計(jì)得:固定失敗需再次進(jìn)行手術(shù)的概率為1.2%,切口細(xì)菌感染率為1.7%,遲發(fā)非細(xì)菌性炎性組織反應(yīng)需手術(shù)引流率為7.7%。遲發(fā)炎癥反應(yīng)的主要特點(diǎn)是相當(dāng)持久,手術(shù)后近期內(nèi)患者沒有局部或全身因創(chuàng)口問題的特征。之后,在愈合創(chuàng)口上突然產(chǎn)生疼痛、紅斑及波動(dòng)性膿腫。骨折固定至臨床反應(yīng)出現(xiàn)平均時(shí)間為12周(7-12周)。據(jù)文獻(xiàn)[16]報(bào)道,PLLA植入人體3年后,在緩慢降解的后期出現(xiàn)炎癥和腫脹并發(fā)癥。

1.3總結(jié)

目前,雖然金屬合金骨釘技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但是生物可降解材料骨釘不可比擬的優(yōu)勢――生物可降解吸收性、力學(xué)性能的衰減性和免除患者需二次手術(shù)痛苦,正在推動(dòng)其迅速發(fā)展。PLA的脆性、抗沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復(fù)雜造成產(chǎn)品價(jià)位高等限制了其發(fā)展,尤其脆性、抗沖擊性差極大阻礙了其作為骨釘?shù)呐R床應(yīng)用,所以對(duì)PLA進(jìn)行增韌改性,使其具有骨釘高強(qiáng)度、高抗沖擊性能的要求。目前,PLA骨釘已成為研究的熱點(diǎn)。眾多研究表明,同一時(shí)期內(nèi),PLA骨釘固定骨折的效果和金屬合金材料無明顯差別,而且無需進(jìn)行二次手術(shù)。但也有少部分研究表明PLA骨釘將引發(fā)并發(fā)癥,這將有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

參考文獻(xiàn):

[1] Arto Koistinen, Seppo S. Santavirta, Heikki Kro¨ ger, Reijo Lappalainen. Effect of bone mineral density and amorphous diamond coatings on insertion torque of bone screws.Biomaterials 26 (2005) 56875694.

[2]艾永平等.可降解骨內(nèi)固定材料研究進(jìn)展.中國組織工程研究與臨床康復(fù),2008,12,49.

[3]傅杰等.生物可降解高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用(1).武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,21,2.

[4]王遠(yuǎn)亮等.生物可降解聚乳酸骨科材料研究進(jìn)展.功能材料,1995,26,6.

[5]劉東錢等.淺談可吸收骨內(nèi)固定材料在骨科臨床應(yīng)用中的利弊.基層醫(yī)學(xué)論壇,2006,10,6.

[6]季衛(wèi)平.可吸收骨折固定物的研究進(jìn)展.國外醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程冊,1992,15,3.

[7],楊云翠,張小英.聚乳酸的合成及降解機(jī)理的研究.科學(xué)之友:下旬,2009,6,115.

[8]雷燕湘.聚乳酸技術(shù)與市場現(xiàn)狀及發(fā)展前景.當(dāng)代石油石化,2007,15,1.

[9]曾方,王文廣,夏邦富.可生物降解高分子材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用.塑料制造,2006,8,33.

[10]楊小玲,王珊,張衛(wèi)紅.聚乳酸基生物降解性高分子材料在醫(yī)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展.中國生化藥物雜志,2010,1,59.

[11]強(qiáng)濤,于德梅.聚乳酸增韌研究進(jìn)展.高分子材料科學(xué)與工程,2010,26,9

[12]王元亮,趙建華.生物可降解聚乳酸骨科材料研究進(jìn)展.功能材料

[13] Qiu, Hongjin; Yang, Jian; Kodali, Pradeep; Koh, Jason; Ameer, Guillermo A. A citric acid-based hydroxyapatite composite for orthopedic implants.2007,10,27.

[14]鄒宗望,楊美高等.可吸收肋骨釘內(nèi)固定治療多發(fā)性肋骨骨折.新醫(yī)學(xué),2008,39,5.

[15]Partio Ek,et al.Acta Orthop Scandinavica Supplementum 1990,237,43.

第9篇:高分子材料的結(jié)構(gòu)特征范文

關(guān)鍵詞:高吸水性樹脂;機(jī)理;制備方法;應(yīng)用。

前言:

高吸水性樹脂(簡稱SAR)是一種典型的功能高分子材料。它能吸收其自身重量數(shù)百倍、甚至上千倍的水,并具有很強(qiáng)的保水能力的高分子材料,所以它又成為超強(qiáng)吸水劑或高保水劑。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上來講,高吸水性樹脂是具有許多親水基團(tuán)的低交聯(lián)度或部分結(jié)晶的高分子聚合物。[1]

1、高吸水性樹脂的吸水機(jī)理

1.1高吸水性樹脂的吸水結(jié)構(gòu)

高吸水性樹脂是一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹脂的主要性能是具有吸水性和保水性。要具有這種特性,其分子中必須含有強(qiáng)吸水性基團(tuán)和一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即具有一定的交聯(lián)度。實(shí)驗(yàn)表明:吸水性基團(tuán)極性越強(qiáng),含量越多,吸水率越高,保水性也越好。而交聯(lián)度需要適中,交聯(lián)度過低則保水性差,尤其在外界有壓力時(shí)水很容易脫去;交聯(lián)度過高,雖然保水性好,但由于吸水空間減少,使吸水率明顯降低。

1.2高吸水性樹脂吸水量的計(jì)算

高吸水性樹脂的吸水量可以量化。Flory[4]考慮聚合物中固定離子對(duì)吸水能力的貢獻(xiàn),從聚合物凝膠內(nèi)外離子濃度差產(chǎn)生的滲透壓出發(fā),導(dǎo)出了高吸水性樹脂溶脹平衡時(shí)的最大吸水性公式:

Q3/5=[(i/2VuS﹡1/2)2+(1/2-x1)/V1]/(Ve/Vo)

1.3高吸水性樹脂與水的作用方式

當(dāng)水與高聚物表面接觸時(shí),有三種相互作用:一是水分子與高分子中的電負(fù)性強(qiáng)的氧原子間的氫鍵作用;二是水分子與疏水基團(tuán)間的相互作用;三是水分子與親水基團(tuán)間的相互作用。[6]

高吸水性樹脂本身具有的親水基和疏水基與水分子相互作用形成水合狀態(tài)。樹脂的疏水基團(tuán)部分由于疏水基團(tuán)作用而易于折向內(nèi)側(cè),形成不溶性的粒狀結(jié)構(gòu),疏水基團(tuán)周圍的水分子形成與普通水不同的結(jié)構(gòu)水。[7]

2、高吸水性樹脂的制備方法

2.1淀粉型高吸水性樹脂的制備

2.1.1淀粉接枝共聚

合成淀粉型高吸水性樹脂,所使用的原料為淀粉和單體。此外還利用引發(fā)劑(或催化劑)、交聯(lián)劑、堿、分散劑、表面活性劑、洗滌劑等助劑。

目前以淀粉為原料制備高吸水性樹脂的合成方法主要通過自由基引發(fā)聚合將乙烯基單體接枝到淀粉上。引發(fā)的方法以化學(xué)引發(fā)為主,也采用輻射引發(fā)接枝。聚合方法主要有溶液聚合和反相懸浮聚合。

2.1.2淀粉經(jīng)羧甲基化可制備高吸水性樹脂

該方法制備的高吸水性樹脂大多以纖維素為原料,以淀粉為原料不常用。

2.2纖維素型高吸水性樹脂的制備

天然纖維及其衍生物是制備高吸水性樹脂的重要原料。通過醚化、酯化、交聯(lián)、接枝共聚等一種或幾種方法,人們現(xiàn)已制備出一系列高吸水性樹脂。由于纖維素來源廣,易于獲取且價(jià)廉,因此以纖維素為原料制備高吸水性樹脂日益受到重視。[11]

2.2.1醚化-交聯(lián)法

該方法是制備纖維素基高吸水性樹脂的一類常用方法。一般有以下三種方法:先交聯(lián)后醚化、先醚化后交聯(lián)、醚化與交聯(lián)同時(shí)進(jìn)行。

2.2.2直接酯化法

利用纖維素或其衍生物分子中羥基易通酸酐或氯酐起反應(yīng)的特征,可制備纖維素基高吸水性樹脂,被開發(fā)的材料有兩種。

⑴纖維素黃原酸鹽吸水材料,該材料耐鹽性、耐堿性較好。

⑵羧甲基化纖維素碳酸鹽吸水性材料[10]

2.2.3直接交聯(lián)法

直接交聯(lián)法雖不是常用方法,但可用于對(duì)一些商品纖維素作進(jìn)一步加工而制備高吸水性樹脂。其中日本學(xué)者在這方面進(jìn)行詳細(xì)的研究,制得的產(chǎn)品吸水能力很高。制備方法如下:[12]

取代度0.55的羧甲基纖維素125g,氫氧化鈉36.5g,水1292g混合呈均勻溶液,加入環(huán)氧氯丙烷37.5g。在40℃反應(yīng)20h。用含90%甲醇溶液脫水、脫鹽得白色粒狀羧甲基纖維素交聯(lián)的鈉鹽137g。其吸鹽水(0.9%NaCl)達(dá)97g/g,吸血液達(dá)63g/g。 轉(zhuǎn)貼于

2.2.4接枝共聚法

是以纖維素為原料制高吸水性樹脂的主要途徑。其原料可以是天然纖維及其衍生物,人造纖維等。天然纖維接枝共聚是發(fā)展的重要方向,因?yàn)椴恍枰瞥裳苌?,利于降低成本?/p>

2.3合成聚合物類

在這一類高吸水性樹脂中,聚丙烯酸鹽以其吸水率高,吸水速度快,不易霉變成為高吸水性樹脂中最重要的品種之一,其制備方法如下:[13]

在反應(yīng)瓶中計(jì)量加入丙烯酸,開動(dòng)攪拌機(jī),逐漸加入20%氫氧化鈉溶液,使其中和度為60%~80%,再加入去離子水稀釋至單體濃度為30%~60%,再加入N,N-二甲基雙丙烯酰胺。將反應(yīng)瓶置于恒溫水浴中加熱并通氮?dú)怛?qū)氧,再加入過硫酸鉀進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)物料粘度增大至攪拌困難時(shí)停止攪拌,繼續(xù)通氮?dú)獾椒磻?yīng)物為粘稠凝膠體。將其取出,壓成薄片后進(jìn)行干燥,再粉碎至10目以上。其吸水鹽(0.9%NaCl)150g/g。吸去離子水1400g/g,吸水速率快,保水性較好。

3、高吸水性樹脂的應(yīng)用[14-18]

3.1日常生活中的應(yīng)用

目前高吸水性樹脂主要用于制尿布和婦女衛(wèi)生巾,其用量約占用量的80%~90%。由于高吸水性能吸收大量的液體,所以每片尿布只需要6~7g,而每片衛(wèi)生巾只需0.5~1g,其它為紡織材料或塑料。

3.2醫(yī)療方面的應(yīng)用

近年來高吸水性樹脂(凝膠)在醫(yī)療方面的應(yīng)用取得了明顯進(jìn)展。研究表明,高吸水性凝膠可抑制血漿蛋白質(zhì)和血小板粘著,使其難以形成血栓,把尿激酶等活性酶固定在凝膠表面,則能溶解初期形成的血栓,為研究抗血栓藥劑提供了新的途徑。

3.3工業(yè)方面的應(yīng)用

在包裝方面,高吸水性樹脂可用于危險(xiǎn)品、高中級(jí)實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)品、花卉和植物類的包裝運(yùn)輸;也可用于食品類的包裝,還可用于油類、樹脂添加劑、填料和溶劑脫水,以及吸收蓄冷劑、空氣過濾、防靜電密封等方面。

3.4農(nóng)林業(yè)方面的應(yīng)用

為使沙漠地區(qū)綠化,可用高吸水性樹脂吸收水分和植物養(yǎng)分后置于土壤中,在長時(shí)間里逐漸提供給植物,以滿足其生長需要。此外還可用于維持屋頂花園、陽臺(tái)花草、草坡、苗圃、花盆的水分平衡。同時(shí)還可起到緩和土壤溫度變化,提高土壤溫度變化,提高土壤通氣性的作用

4、結(jié)語

在短短的近三十年來,高吸水性樹脂已經(jīng)品種繁多,用途極廣,已深入國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,成為很有價(jià)值的重要材料。近年來,我國對(duì)高吸水性高分子材料的需求逐年增大,對(duì)其質(zhì)量也日益提高。所以,加快高吸水性高分子材料的研究對(duì)我國有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn):

[1]林紀(jì)辰、董華:高吸水性樹脂.中州大學(xué)學(xué)報(bào)(綜合報(bào)).1996[2]:34~41。

[2]許曉秋、劉延棟:高吸水性樹脂的工藝與配方[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004[1]:1。

[3]李建穎:高吸水與高吸油樹脂[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005[1]:8~10。

[4]PJPLORY.PrinciplesofPolymerChemistryM.Ithaca:CornellUniversityPress,1953:589~591。

[5]烏蘭:高吸水性樹脂的吸水機(jī)理及制備方法J.化學(xué)與黏合,2006,28(3):169~171。

[6]趙軍子、翁志學(xué):耐電解質(zhì)高吸水性樹脂J.高分子通報(bào),2001,56(6):72~75。

[7]龍明策、王鵬、鄭彤:高吸水性樹脂溶脹熱力學(xué)及吸水機(jī)理J.化學(xué)通報(bào),2002(10):705~708。

[8]鄒新禧:超強(qiáng)吸水性[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991:65~67。

[9]張黎明:高分子材料.1996.3(2):12~15。

[10]崔天放、牛勝軍:高吸水性樹脂的制備及應(yīng)用.開發(fā)與應(yīng)用.遼寧化工,1999,28(4):226~228。

[11]錢欣等:功能高分子,1997.10(2):184~188。

[12]馬書斌、寧家成:石油化工,1994,23(12):820~824。

[13]林菁:化工新型材料,1994,(3):19~20。

[14]徐京生:化工新型材料,1994.(10):29~30。