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高分子材料的发展现状范文1
关键词:功能高分子材料;研究现状;发展前景
一、功能高分子材料的概念及开发意义
功能高分子材料,是指具有一定传递或存储物质、信息及能量作用的高分子和高分子复合材料。这使得功能高分子材料不仅具有原来的力学性能,同时还兼具如光敏性、导电性、化学反应活性、生物相容性、选择分离性、能量转换性等一系列其他特定性能。按照其功能划分,功能高分子材料主要可分为4类:①物理功能:具体包括超导、导电、磁化等功能;②化学功能:具体包括光的聚合、降解、分解等;③生物功能:具体来说包括生理组织及血液的适应性等;④介于化学、物理之间的功能:主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具备特殊的功能,受到了各个领域的广泛重视,特别是其不可替代的诸多特性都为很多领域的技术进步提供了基础和前提,甚至已经因此而诞生出了一批先进的、符合社会发展潮流的新产品。因此,当前各国都加大了对功能高分子材料的人力物力财力投入,面对时间各国的竞争,我国也需要尽快加大对功能高分子材料的研发力度,从而摆脱我国国防、电子、医药和其他尖端领域严重依赖国外功能高分子材料市场的困境。
二、功能高分子材料的研究现状分析
目前针对功能高分子材料的研究和应用现状,主要集中于功能高分子材料的光功能、电功能、生物功能以及反应型功能应用这几个方面:
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和应用主要体现在光固化材料、光合作用材料、光显示用材料以及太阳能光板这几个方面,这些具体的应用能通过对光的吸收、储存、传输、以及转换功能,实现对光能的有效利用。例如,目前已经能够通过光功能高分子材料的运用实现光传导来帮助植物的光合作用。此外,运用光功能高分子材料实现手机的太阳能充电也已经成为现实。
2.电功能高分子材料
电功能高分子材料,除了具备良好的导电性能外,其电导率还能根据应用状况的不同,在半导体、金属态和绝缘体的范围进行变化。此外,由于电功能高分子材料一般密度较小、易于加工,同时具备良好的耐腐蚀性,在当前的工业领域中也被广泛的应用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物领域被广泛的应用。如常见的有,由生物功能高分子材料所制成的人体植入物(视网膜植入物、脑积水引流装置等)以及人体义肢等。
4.反应型功能高分子材料
这种高分子材料是一种具备很强化学活性的高分子材料,能够有效的促进化学反应。它是通过对构建高分子骨架,并将小分子反应活性物质通过离子键、共价键、配位键或物理吸附作用进行骨架填充,以实现高分子功能才能的强化化学合成与化学反应的效果。
三、功能高分子材料的发展前景及趋势分析
功能高分子材料具备很多优势特征,这些都使得其更加符合经济发展和社会发展的需求,这也使得功能高分子材料的研究工作在各国的竞争中日益白热化。而去随着投入的不断深化,和技术的不断完善。新型功能高分子材料必然在我们的尖端科学及日常生产生活中扮演越来越重要的角色。功能高分子材料的几种发展趋势。
1.复合高分子材料
目前,功能高分子材料正逐步由均质材料向着复合高分子材料的方向发展,同时其材料的功能也向着多功能材料的方面发展。复合高分子材料往往是在一种基体材料(如金属、陶瓷、树脂等)上,加入增强或增韧作用的高聚物,再通过将多相物复合成一体,就形成了新的复合高分子材料,这种高分子材料能够充分发挥各相的性能优势,因此具有广泛的发展应用前景。在今后的发展中,航天科技、医疗卫生、生活家居、甚至汽车制造等领域,都需要各种高性能的复合高分子材料。
2.环境友好型高分子材料
经济的粗放发展,给整个地球h境都带来了深重的灾难,而随着人们对环保问题的日益重视,各国对各种材料的生态可降解性要求也日益突出。因此,环境友好型高分子材料的开发和深入研究工作,也引起了各国的重视。当前,生物降解技术和环境友好型高分子材料技术大多掌握在发到国家,我国目前还处于追赶阶段。随着世贸组织对环保观念的更加重视,环境友好型高分子材料在产品中的应用优势也将日益显著,为了把握这一趋势,我国要积极开发研究出有自主知识产权的生物降解技术和环境友好高分子材料。
环境友好型高分子材料,通过易水解的高分子的作用在各种生物酶的作用下,能够加速材料的水解反应,帮助材料进行生物降解。这种高分子材料目前研究的重点方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及缓释性等方向。
3.隐身性能高分子材料
隐身性能高分子材料的研究应用主要在军事领域,其也是当前各国的尖端军事技术的研究方向之一。以往的隐身材料多采用超微粒子和细微粉,实践证实,通过吸收衰减层、激发变换层以及反射层等多层材料的微波吸收,能够取得一定的吸波效果,达到隐身的目的。但是,由于材料制备复杂,且雷达技术的日益发展,给隐身技术提出了更高的挑战。此后,隐身性能高分子材料必然是向着厚度更小、质量更轻、功能更多以及频带更宽的方向发展。
高分子材料的发展现状范文2
关键词:高分子材料 抗静电 技术
通常情况下,两种不同的物质表面接触的时候就会形成电荷的迁移。在理论上来说,静电是普遍存在的,我们通过高分子材料一般都具有电绝缘性,所以会在摩擦后易产生带电现象。这种静电轻则吸附灰,重则引起火灾等重大事故。所以,怎样消除积聚在高聚物表面的静电,以及防止高聚物表面产生静电作用,已成为当今高分子材料研究领域的一个热门课题。
一、防静电技术的现状
目前静电技术是有很多种的,像我们平时用的塑料以及刷墙时用的涂料都是加入了导电的粉末,还有像石墨以及炭黑和和其他每一种金属粉末以及易于离子化的很多种无机盐类等这些是都可以防静电。有机静电剂主要是包括季铁盐类等。一般常用的有机抗静电剂是表面活性剂,我们可以把它加到塑料内部之后在扩散到它的表面里,还可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有亲水的部分还有亲油的部分。亲水的那部分就留在塑料的表面上,就在表面形成导电层,因此形成了防静电的表面层。
二、高分子抗静电的方法概述
高聚物本身对电荷泄放的性质决定了高聚物表面聚集的电荷量,它主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,在这三者中以表面传导为主要途径。这是因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。
三、添加导电填料
这样的方法一般的是每种不同的无机导电填料掺入高分子材料基体中去,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。
四、与结构型导电高分子材料共混
导电高分子材料中的高分子是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。
五、添加抗静电剂法
永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。
六、我国高分子材料抗静电技术的发展状况
我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸钠、烷基二苯醚磺酸钾,上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐,另外该厂生产的抗静电剂硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物、抗静电剂磷酸酯与乙醇胺的缩合物,北京化工研究院开发的三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物、阳离子与非离子表面活性剂复合物。从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。
七、结语
我国的合成材料抗静电剂的行业发展的前景较好的,我们针对国内的研究以及生产都应该根据现在的需求来调整自己的产业。应该加大新品种开发的力度。近几年来国外在不断的开发高性能的抗静电材料。在我国科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下几种:抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成海一岛型水性的导电膜。离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。总的来看降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄,减少摩擦电荷的产生。
参考文献
[1]吴驰飞.有机极性低分子分散型高分子高阻尼新材料的研制[A].材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C].2009.09.
[2]袁晓燕.天津大学材料学院高分子材料科学与工程系简介[A].复合材料.生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C].2010.07.
[3]陈湘宁 王天文.用于最佳静电防护的本征导电聚合物的最新进展[J].化工新型材料.2008.03.
高分子材料的发展现状范文3
2010年12月17日,黑龙江省推出《黑龙江省新材料产业发展规划》,旨在通过加快发展新材料等新兴产业,调整现有产业结构,转变经济发展方式,促进老工业基地振兴。为加快推进黑龙江省“经济区”建设和实施“十大工程”发展战略,黑龙江省着力培育新材料产业以提高经济发展核心竞争力,计划在未来5至6年间,重点发展10个新材料产业群,推进100个技术改造、研发和招商引资项目,打造具有较高水平的国家新材料产业化基地,这其中与材料化学密切相关的产业有聚烯烃材料及工程塑料产业群、高性能纤维及复合材料产业群、精细化工材料产业群。基于以上国情、省情,社会迫切需要大量面向基层和生产一线,清楚高分子材料的成分结构、性质、制备合成与使用性能之间的关系,较好地掌握材料化学专业的基础理论、专业知识和基本技能,能够在高分子材料与工程、轻工、化工等领域从事科学研究、技术应用、生产及经营管理等方面工作,素质高、能力强、知识面宽的材料化学专业的配方工程师、工艺工程师、研发工程师、质量工程师、环境工程师、安全工程师、销售工程师、营销工程师等服务于地方经济和国家建设的应用型高级专门人才。为此,材料化学专业的培养目标定位为:培养适应国家发展和地方经济建设需要的,德、智、体、美全面发展,基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高,具有创新精神,系统掌握高分子材料的基础理论、专业知识和基本技能,具备在生产第一线从事高分子材料应用开发、生产、管理和经营销售等方面工作的能力与素质,在轻工、化工等原材料生产行业、产品加工行业、生产管理部门、质量监督部门,从事本专业相关的技术、管理、营销、科学研究或教学等方面工作的具有创新意识和实践能力的应用型高级专门人才。
培养标准细化
CDIO工程教育将工科专业培养目标归纳为工程推理、个人品质、交流能力和设计能力等四个一级指标,具体分为17个二级指标进而细化分解为73个三级指标,这些详细的知识、能力和素质要求,为工科专业合理设计课程体系,制定课程目标,组织教学,评估教学效果奠定了基础,同时也为教师、学生理解专业培养目标、学习效果,明确课程目标提供了依据。依据CDIO工程教育模式,将材料化学专业培养标准细化为以下指标:
1掌握材料化学相关的基础与专业知识,了解材料化学专业发展现状和趋势具有从事材料化学及相关工作所需的科学技术知识及一定的人文和社会科学知识,树立科学的人生观、价值观,具有较强的社会责任感和良好的工程职业道德,具有基本的使用外语、计算机的能力,掌握自然科学基础知识,了解管理学、技术经济学等经济管理知识;掌握从事材料化学及相关工作所需的核心工程基础知识,建立材料化学知识体系,具有应用所学知识处理、解决高分子材料与工程及相关工程技术问题的能力;建立完整的材料化学及相关领域专业知识结构体系,掌握高分子材料及相关产品的选材、加工、处理、检测及评价能力,了解材料化学专业发展现状和趋势。
2具有适应材料化学及相关工程发展的个人职业技能和职业道德具备推理和解决材料化学及相关工程问题的能力,具有在材料化学及相关工程实践中发现问题、表述问题能力,并依据专业知识进行定性分析和不确定性分析,根据实际情况可以进行一定的建模,策划,最后提出解决问题的方法和建议;掌握材料化学及相关工程的实验与发现知识,掌握常用高分子材料的种类、性能、应用及改性方法,能够针对产品性能要求合理选材;熟悉本专业有关材料常用的制备与加工方法,了解相关测试设备组成、原理和使用,能够分析解决生产一线现场出现的问题;具备处理常见的材料化学及相关工程实际问题的能力:原材料选择,实际加工工艺选择,具体工艺参数制定,加工工艺实际操作,加工过程操作,成品检验方式方法,检验结果分析与评价等,具备系统思维能力;具有较强的个人能力与积极的态度,工作积极主动,具有执着、变通的性格,具有创造性思维、批判性思维,具有终身学习的习惯,对自己的实践和资源能进行高效的管理;具有良好的职业能力与道德,具备严谨的职业言行,有强烈的责任感;能主动进行合理的职业规划,实时了解材料化学及相关专业科技发展现状与趋势。
3在解决材料化学及相关工程的问题时具备良好的人际交往能力通过参加创新人才培养计划项目,社团活动,各种竞赛活动,培养组建高效团队,独立分配团队工作任务和计划的能力、团结协作的精神、科技创新能力、领导能力、组织和协调的能力;能够使用多种交流媒介(语言、电子和多媒体、书稿等),在跨文化环境下进行沟通、表达与人际交往;具有在交流中高效地获得信息回馈,并进行相应加工处理的能力。
4能够在企业和社会环境下对材料化学及相关工程进行构思,设计,实施和运行了解材料化学工程师在外部和社会环境下的角色和责任,明确材料化学专业对社会的影响,了解社会对材料化学专业的规范和需求;具有认识和融入不同的企业文化,参与制定企业策略、目标和计划,进行技术创新和成功运行一个团队的能力;具有独立设计材料化学及相关工程项目的能力,设计的项目功能完备、体系合理清晰,并具有进行项目实施能力;在外部和社会环境进行成熟的材料化学及相关工程项目系统的设计,具有对项目进行模块划分能力,具有在设计中综合运用所掌握知识的能力,具有再学习,进行知识更新的能力;在外部和社会环境下根据设计内容进行系统的开发和分工协作;具有进行项目实施、产品加工制造、成品测试和检验等全过程的综合能力;熟悉掌握材料化学及相关产品加工制造、成品测试和检验过程,对产品检验结果进行科学分析评价反馈,修改产品设计书或进行加工技术反馈。
专业教育内容与课程体系的确定
按照顶层设计的方法,在分析材料化学专业毕业生应具备的知识、能力、素质结构等要求的基础上,遵循高等工程教育规律,将各种要求转化成通识教育内容、专业教育内容和综合教育内容三大部分,进而构建知识体系。材料化学专业通识教育内容包括:人文社会科学、自然科学、经济管理、工具、体育、通识教育实践训练等知识体系。材料化学专业教育内容包括:学科专业基础、本学科专业、专业教育实践训练等知识体系。材料化学专业综合教育内容包括:素质拓展、创新创业教育等知识体系。知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成。在每个知识体系中包含一个或多个知识领域,每个知识领域有核心(必修)知识单元和一般(选修)知识单元,知识单元又包含若干个知识点。核心知识单元是本专业在本科教学中必要的最基本的知识单元。一般知识单元是指未包含在核心知识单元内的那些知识单元。在探索人才培养模式进行课程设置的同时,组织教师学习和理解CDIO工程教育的理念,并落实到每门课程的教学和实践之中,要求教师在教学之前先搞清楚所授课程在本专业知识结构中的地位和作用,以相互有机联系的方式传授知识和培养能力。教师以培养目标为导向,明确列出每门课程的知识点和学习的要求,以及对卓越工程师能力培养的贡献,使学生对所学习的专业知识形成较清醒的认识。在教学过程中教师应结合自己的工程经历,从实际或教材提供的工程技术及产品中,提出问题,引导学生思考,并引导学生带着问题寻找解决方案,同时应用所学知识探究新的规律和知识。#p#分页标题#e#
高分子材料的发展现状范文4
【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究
化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。
1 化工材料科学与工程的发展现状分析
1.1 化工材料科学与工程的发展历程
化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。
1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展
化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。
2 化工材料科学与工程的发展趋势
2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养
化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。
2.2 化工新材料的研发
在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。
2.2.1 纤维材料
化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。
2.2.2 聚酰亚胺
有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。
3 结语
综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。
参考文献:
[1]刘海定,汤爱涛,潘复生,左汝林.材料科学数据库的研究现状及其发展趋势[J].材料报,2004,09:5-7.
[2]张钧林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,15:165-168+132.
高分子材料的发展现状范文5
关键词:环氧树脂胶粘剂 应用进展
一、引言
环氧树脂是指分子中含有环氧基团的高分子化合物的统称,在各类环氧树脂中,产量最大,应用最广的是由环氧氯丙烷与二酚基丙烷在碱的作用下缩聚而成的具有线型结构的热塑性的高聚物。作为胶黏剂使用时,一般为低分子量液体环氧树脂,其分子量一般在340-700之间。环氧树脂有极强的粘结力,它对大部分材料如:木材、金属、玻璃、塑料、皮革、陶瓷、纤维等都有良好的粘结性能,只对少数材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等粘结力较差。近年来,环氧树脂总的发展趋势是寻找高耐热性、高强度、高韧性,以及能在低温或其他特殊环境下固化的、操作简便的新颖树脂体系。通常情况下,工程上应用的环氧树脂胶粘剂主要是由基料、稀释剂、固化剂等原料配置而成的,由于其低廉的成本,良好的粘接性能和简便的粘结工艺已在汽车制造、电子电器及航天工业领域得到了广泛的推广和应用。现阶段,随着对环氧树脂特性的深入研究,新工艺、新配方得到了不断的使用,具有高性能的环氧树脂胶粘剂陆续出现。因而对于近年来环氧树脂胶粘剂发展状况及相关技术应用的研究具有非常重要的现实意义。
二、环氧树脂胶粘剂特性与应用分析
环氧树脂具有许多独特的优良性能,主要表现在以下几个方面:
1.良好的加工工艺性;
2.高度的粘结力;
3.收缩性小;
4.稳定性好;
5.具有优良的电绝缘性能;
6.由于结构中含有环氧基、醚键等,同时结构很紧密,所有有良好的机械性能;
7.因含有稳定的苯环及醚键,因而热稳定性也很好;
8.吸水率低,室温下的吸水率在0.5%以下。
由于环氧树脂具有优良的粘结性、绝缘性以及耐化学腐蚀性等优异的特点,所以在许多工业部门,包括造船、化工、电器直至国防、航天飞船等方面都得到极为广泛的应用,它可以作胶粘剂、作层压材料、作浇筑等磨具,并可以用作涂料等,特别是近年来,许多性能优异的新品种相继问世,使环氧树脂的用途越来越广。环氧树脂对金属与金属,金属与非金属等材料都有很强的粘结力,故而用途广泛的胶粘剂,熟称“万能胶”。用它粘合拖拉机及起重机上的吊件可以承受12吨的载荷。由于环氧树脂可以在室温固化,固化后又可经受高低温作用,这就对一些不能经受高温的精密部件的紧固极为适用,光学仪器,蜂巢结构材料等的的胶粘剂已广泛使用环氧树脂。
环氧树脂粘接力的机械性能,物理性能和电性能,可以通过不同类型的树脂和用不同类型的辅助剂来加以改。还通过特殊配方和应用工艺,缩短固化时间,提高耐热性,并且可以在短时间内耐热温度达300℃以上。作为胶粘剂它有如下特点:能胶合薄厚不同的各种材料,能胶合二种不同金属材料或各种金属和非金属材料,连接后又完全平整的表面;胶缝不漏气,耐化学腐蚀,有绝缘和密封性等性能;不用钻孔,因而不会减小强度;应力均匀;胶合工艺简单,能够大幅降低生产成本。
三、国内外环氧树脂胶粘剂发展现状分析
1.国外环氧胶市场现状分析
近10 年来,美国和西欧环氧树脂消费市场年均增长率分别为2%和117 %。1999 年美国消费量为5万吨,如果按照之前2005~2010年美国年增长率的2%计算的话,那么到2015年美国环氧树脂消费量将递增到20万吨左右。美国近年来消费增长主要在汽车和工业方面,其消费比例分别为20 %和35 % ,今后几年其消费比例不会发生较大改变。美国目前有200 多家公司生产环氧胶粘剂,其中较大的有十几家,环氧树脂胶粘剂约占环氧树脂总产量的10 %。
西欧环氧树脂胶粘剂占环氧树脂总产量的5.8 %,主要集中在英、法、德3国,其产量约占西欧环氧胶总量的60 %。
而我们的近邻日本,其环氧胶市场2010年产量为3.7万t,消费比例最大的是建筑业,占53 %;其次是土木工程,占30 %。
2.国内环氧胶粘剂市场现况分析
我国环氧树脂是从上世纪50年代末开发研制的,经过40 多年的发展,特别是改革开放以来,随着国民经济的飞速发展,环氧胶粘剂产量和消费量逐年递增。1999 年我国环氧树脂粘剂产量为2.5万吨 ,2002 年即达到3.5万t ,2010年为9万吨。目前我国大陆及台湾省有多家从事环氧树脂胶粘剂研发生产的科研单位和公司,如天津合成材料工业研究所、黑龙江省石油化学所、长春人造、兴亚化学等单位。在我国环氧胶主要用于土木工程、建筑、电机、制鞋、木工、胶合板和电子工业等领域。
四、环氧树脂胶粘剂最新技术应用进展
1.高强度环氧树脂胶粘剂
要提高环氧树脂强度,一般通过添加第二组分来增韧树脂,提高环氧树脂的韧性。主要有液态橡胶增韧、聚氨酯增韧、弹性微球增韧、热致液晶聚合物( TLCP) 增韧和聚合物共混、共聚改性等。
2.水性环氧胶粘剂
环氧树脂本身一般水性化较难,目前使环氧树脂水性化的方法主要有:醚化、酯化、接枝和聚合型乳化剂乳液聚合等方法。对引入羧基使环氧树脂水基化的乳液,可以应用能与羧基交联的固化剂,比如聚氮丙啶树脂和碳酰胺等。
3.环氧树脂压敏胶
由环氧树脂、丁腈橡胶、双氰胺和22甲基咪唑等的丁酮溶液,涂布纸上干燥后得到压敏胶带,其耐热性能和耐湿性能优良。如环氧树脂与羧端基聚丁二烯、唑啉等配合制备压敏胶,其剥离强度也非常高。
五、结语
现阶段,随着国内工业化进程的不断深入和发展,对于环氧树脂胶粘剂尤其是具有优良性能的高端产品的需求量呈现出逐年递增的趋势,而相对落后的工艺现状已成为限制国内环氧胶发展的主要因素。因而避免低工艺水平项目的重复建设,不断拓展高端产品及绿色产品成为我国环氧树脂胶粘剂生产企业的当务之急。
参考文献
高分子材料的发展现状范文6
关键词:保水剂;抗旱;节水;缓释
1 引言
保水剂作为一种化学节水技术,于20世纪70年代在美国农业部北方研究中心开发成功。随后美国、日本、法国等国家对保水剂在农林业中的应用进行了大量的研究,并进行了大面积的推广使用。国内对保水剂的研究开始于20世纪80年代中期,目前大部分产品已有一定规模。在“八五”和“九五”期间共在全国示范推广达1100多万亩。目前,土壤固化剂、复合土工膜料、坡面积雨固土材料、植物蒸腾抑制剂、种衣剂等大批保水剂已经在我国农林业中得到了实际应用。
2 保水剂的一般性质
保水剂是一种具有三维交联网状结构的新型功能高分子材料,采用含有羧基、羟基或氨基等的亲水性单体,在引发剂和交联剂的作用下,通过聚合、交联等化学反应而形成。高吸水性树脂能通过水合作用迅速吸收自重几百倍乃至上千倍的水而呈凝胶状,常压下对其施加压力,水也不会从凝胶中逸出,常称其为高吸水性聚合物。高吸水性材料或超强吸水树脂等。
保水剂作为农作物干旱时的“微型水库”,具有应用范围广,高保水性,改良土壤,促进生长,节约肥料等多方面优点。据资料显示,在相同水肥条件下,使用保水剂可明显增加作物产量。增产幅度达10%~30%。节水节肥5%~20%#在花卉等经济作物上,使用保水剂可明显延长浇水时间(3天~7天),花蕾大,持续时间长,经济效益高I在旱农试验区开展的保水剂应用试验。结果显示保水剂对保蓄雨水效果较好,尤其促使了作物生长后期根区土壤水分的补充和提高。
近年来由于新原料的选用和材料的复合化,保水剂的类别不仅包括传统的淀粉类、纤维素类、合成类(聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类等)。还包括生物降解类(氨基酸类、壳聚糖类等)、有机一无机复合类、缓释功能类(腐殖酸类)。保水剂的聚合工艺主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法,也可采用辐射引发聚合、微波引发聚合以、喷雾聚合、高温快速反应法等方法。目前,国内生产和供应保水剂的厂家多达40多家,主要有胜利油田长安集团、北京裕德隆科技发展有限公司、河北科瀚树脂有限公司、天津晨光化工有限公司等。
3 保水剂的发展现状
现在我国实施农业生态环境建设、农业结构调整和中西部开发战略,农业重点推广旱作节水技术,而抗旱保水技术是其重要内容。近年来,保水剂越来越受到农业领域的重视,研究重心也开始从如何提高保水剂的性能向其在农林业的实际应用转移。有关保水剂的研究进展主要集中在以下几个方面:
3.1 开发保水剂的制备新方法
新的制备方法要在保证产品具有优良的吸水保水性能的基础上,提高吸水速率、改善耐盐碱性能和产品凝胶强度以及热稳定性能,目前主要采用以下措施:引人非离子型亲水基团到主链上;使用含有大量亲水基团交联剂;用表面活性剂对树脂进行外层处理等。天津三农金科技有限公司用玉米淀粉作原料,在引发剂作用下,用乙烯或丙烯单体在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚,最后接枝共聚物靠爆聚放热自交联,从而生产出高效抗旱保水剂。该方法称为原子经济反应,实现了清洁生产。杨瑞成等利用高温快速反应法成功制备了聚丙烯酸/蒙脱上高吸水性纳米复合材料。在外界温度为20℃时,该复合材料水凝胶所需干燥时间为128h,此复合材料可望广泛应用于西部高温干旱地区的沙漠化治理。
3.2 研究保水剂的有机一无机复合
通过有机一无机复合方法,可制备出性能优良、成本低廉、实用性强的吸水材料。赵娜制备出了白鳝泥/(丙烯酸一丙烯酰胺)高吸水保水材料,吸蒸馏水的倍数可以达到1900左右,同时吸自来水倍数可以达到380倍左右,吸生理盐水能够达到124倍,在4000r/min的情况下离心1h后,其保水能力为98.97%。内蒙古水利科学研究院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺与凹凸棒土合成有机一无机复合保水剂。抗钙、镁离子性能明显提高,原料成本进一步降低,与环境更友好。产品吸水倍率≥400倍;吸盐倍率≥70倍;该保水荆适合中国西部年降水量小于400mm,降雨比较集中,沙漠化、盐碱化严重的特点。
3.3 将常量元素、微量元素、植物生长调节剂、杀虫剂、杀菌剂等添加到保水剂中,实现其多功能化
制备多功能化保水剂主要有两种方法:一种是进行简单的包裹;另一种是使两者发生某种形式的化学反应。林晶将保水剂与化学肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墒,又具有缓释肥料功效的保水缓释肥,并以药用植物板蓝根为试验对象进行盆栽试验,对其保水效应及板蓝根生长状况进行观察分析,得出了保水缓释肥可以提高土壤的水分利用率、合理释放土壤有效养分、促生长作用明显的结论。
3.4 研究高吸水性树脂在实际应用中与土壤、作物、肥料等的效应问题,以及对灌溉模式。耕作制度和农业设施等的影响
目前国内关于保水剂的实际应用的研究大多集中在增加入渗、抑制蒸发等方面。但是大面积推广应用尚缺少理论基础与技术指导。庄文化采用离心机法,分别研究了聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺在不同的条件下对砂土、壤土、黏土持水能力的影响。结果表明高分子对砂土的作用效果要优于壤土与黏土,因此大面积推广应用应首先选择在土壤偏砂的地区,实验证明8/1万~20/1万用量效果较好其高分子吸持水分的约83.7%可释放出供植物利用。杨瑞香等以华南赤红壤为基质,采用盆栽法研究了保水剂对桉树幼苗抗寒生长及存活率的影响。结果表明保水剂可以有效提高华南赤红壤的保温性能,有利于桉树苗木抗寒生长。