高分子材料的性能范例6篇

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高分子材料的性能

高分子材料的性能范文1

Abstract: Function polymer materials are rapidly developing in recently years. But there are not any generalizations to the development of shape memory polymers. The defined, mechanism, characterization and the preparation of the most simulative shape memory polymer are briefly introduced in this paper. Then the developing prospects are also reviewed.

关键词: 功能高分子材料;展望;形状记忆

Key words: functional polymer materials;outlook;shape memory polyer

中图分类号:TB324 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0303-02

0 引言

随着社会的进步和科学技术的发展,一般的材料难以满足日益复杂的环境,因此需要具有自修复功能的智能材料——形状记忆材料。20世纪50年代以来,各国相继研究出在外加刺激的条件(如光、电、热、化学、机械等)经过形变可以回复到原始形状的具有形状记忆功能的材料,它可分为三大类,形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料。高分子产业的迅速发展,推动了功能高分子材料得到了蓬勃发展。形状记忆聚合物材料的独特性,广泛应用于很多领域并发展潜力巨大,人们开始广泛关注[1]。

1 功能高分子材料研究概况

功能高分子材料是20世纪60年代的新兴学科,是渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。由于它的内容丰富、品种繁多、发展迅速,成为新技术革命不可或缺的关键材料,对社会的生活将产生巨大影响。

1.1 功能高分子材料的介绍 功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料,通常也可简称为功能高分子,也可称为精细高分子或特种高分子[2]。

1.2 功能高分子材料分类 可分为两类:第一类:以原高分子材料为基础上进行改性或其他方法,使其成为具有人们所需要的且各项性能更好的高分子材料;第二类:是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。

1.3 形状记忆功能高分子材料 自19世纪80年现热致形状记忆高分子材料[4],人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支——形状记忆功能高分子材料。和其它功能材料相比的特点:首先,原料充足,形变量大,质量轻,易包装和运输,价格便宜,仅是金属形状记忆合金的1%;第二,制作工艺方简便;形状记忆回复温度范围宽,而且容易加工,易制成结构复杂的异型品,能耗低;第三,耐候性,介电性能和保温效果良好。

形状记忆聚合物(SMP)代表一项技术上的重要的类别刺激响应的材料,在于形状变动的反应。更确切地说,传统意义上的SMP是聚合物变形,随后能固定在一个临时的形状,这将保持稳定,除非它暴露在一个适当的外部刺激激活了聚合物恢复到它原来的(或永久的形状)。因此,相关的反应被称为聚合物内的形状记忆效应(SME)。虽然各种形式的外部刺激可以被用来作为恢复触发,最典型的一种是直接加热,通向温度增加[4]。

2 部分形状记忆高分子材料的制备方法

2.1 接枝聚乙烯共聚物 在形状记忆聚乙烯中,交联(辐射或化学)是必须的,但是交联程度过高会导致聚合物的加工性能不好,因此最好是将交联放在产品制造的最后一步:Feng Kui Li等采用尼龙接枝HDPE获得了形状记忆聚合物。他们采用马来酸酐和DC处理熔融HDPE在180℃反应5分钟,然后在230℃下和尼龙-6反应5分钟得到产物。SEM照片显示尼龙微粒小于0.3μm,在HDPE中分散良好,两者界面模糊,显示两者形成化学粘合;而尼龙和HDPE简单混合的SEM照片中两者界面明显试验同时表明,随着DCP含量和尼龙含量的提高,共聚物中形成了更多的共聚物具有和射线交联聚乙烯(XPE)SMP相似的形状记忆效应,形变大于95%,恢复速度好于射线交联的聚乙烯SMP,该聚合物在120℃左右形状恢复达到最大。对其机理研究表明,接枝在PE上的尼龙形成的物理交联对形状记忆效应有重要作用。值得注意的是该共混物是仅仅通过熔融混合得到的,工艺非常简单,而且采用的是通用聚合物,因此该方法值得推广[5]。

2.2 聚氨酯及其共混物 聚氨酯是含有部分结晶相的线性聚合物,该聚合物可以是热塑性的,也可是热固性的。聚氨酯类形状记忆材料,软段的结构组成和相对分子质量是影响其临界记忆温度的主要因素,硬段结构对记忆温度影响不大。

采用聚氨酯和其它聚合物共混,可以改善性能,得到所需要的产物。有报道采用聚己内酰胺(PCL)、热塑性聚氨酯(TPU)和苯氧基树脂制得的形状记忆材料。发现该产物随着组成的变化而玻璃化转化温度不同;同时发现PCL部分在混合物中结晶相消失,说明结晶过程被阻碍。改混合物具有形状记忆效应的原因在PCL/苯氧树脂作为了可逆相。该混合物的玻璃化温度可以通过TPU/苯氧基树脂的混合比例和种类决定,增加混合物中固定相和减少TPU链长度可以减少滞后效应。报道采用PVC和PU共混也能得到SMP。该混合物中存在PVC/PCL形成的无定形相,混合物的玻璃化的温度也随着PVC/PCL的组成变化而平稳的发生变化,固定相记忆着最初形状[6-8]。

3 国内外形状记忆高分子材料研究现状

3.1 国内研究现状 国内研究的形状记忆高分子材料多以聚氨酯和环氧树脂基为主,加入添加剂或固化剂进行改性,可以得到满足基本要求的SMPs,但是由于其自身缺点的约束,所以限制了其使用范围。最近几年来,形状记忆合金以利用聚合物为基体添加其他成分,突出各个优点进行对比,得到一些性能良好的形状记忆材料因此我们列举国内最新的SMPs研究。

魏堃等人将新型聚合物固化剂与环氧树脂(EP)进行机械共混,进行适度交联固化后,制出具有较低玻璃化转变温度(Tg)的无定型EP体系,得出结果显示适度交联固化的EP体系具有良好的形状记忆特性。

高淑春等人利用活化溅射方法制备TiO2薄膜,以Ni-Ti形状记忆合金生物材料为基体,附着在形状记忆和金材料的表面,其跟血液相容性比较好,因此具有较高的临床使用价值。

3.2 国外研究现状 对比国内,国外的SMPs发展比较早,例如:美国、日本、德国等由于具有先进的设备和理论基础,因此在各个方面相对国内都比较成熟,所以本人参考最近国外SMPs相关研究在此论述。

Y.C.Lu等人利用环氧基的形状记忆材料设计模拟服务环境所能反映出的预期性能要求即

①暴露在紫外线辐射下循环为125分钟;②在室温下沉浸油内;③浸泡在热水中49℃。一种新颖的高温压痕法评估适应条件的SMPs的形状和力学性能。结果表明对于有条件的比较一般环境条件SMPs的玻璃化转变温度降低与较高模和敏感应变速率。如果温度设定低环境条件影响的SMPs形状恢复能力。特别是紫外线暴露和浸入水中的SMPs回复率明显低与无条件的材料。当回复温度高于Tg,材料的回复能力相对保持不变。

R.Biju等人用双酚A(BADC)与缩水甘油醚或者双酚A(DGEBA)与苯酚螯合物(PTOH)通过一系列聚反应合成热固性聚合物表现出具有形状记忆性能。利用差示扫描量热分析、红外光谱及流变仪来表征其固化特征。以不同比例DGEBA/PTOH/BADC混合,研究了它们的弯曲、动态力学性能以及热性能;对于一个给定的成分,弯曲强度和热稳定性随着氰酸酯浓度增加而增加,而这些特性随着PTOH浓度的增加而降低,储存模量表现出相似的趋势。这个转变温度(Tt)随着整体氰酸酯含量的增加而增加。这些聚合物在形状记忆性能显示出良好的恢复形状,并且形状恢复时间减少。而显示恢复时间与形状恢复模量增加(Eg/Er)刚好相反。这个转变温度可调谐反应物组成及变形恢复速度随驱动的温度增加而增加。这些环氧基氰酸盐系统具有良好的热、力学和形状记忆特征很有希望用在智能电气领域。

4 展望

由于SMP有着丰富的后备资源,而且形状记忆的方式灵活,具有广阔应用和发展前景。因此本文认为,有很多重要因素影响将SMPs技术成功转化成生产应用,例如:标准化的不同方法描述为量化形状记忆材料的性能。应该进一步完善形状记忆原理,在分子结构理论和弹性形变理论基础之上,建立形状记忆的数学理论模型,为开发新材料奠定了理论基础;运用分子结构理论、实验设计原理和改性技术知识,提高形状记忆各项性能、丰富品种、满足不同的应用需要,增强应用和开发研究,拓宽应用领域,尽快转化为生产力。

形状记忆高分子与形状记忆合金相比具有感应温度低,且形状记忆高分子因其独特的优点而具有广泛的应用前景,但是我们也应该看到在开发应用上仍存有一些不足[22]:形变回复力小;只有单程形状记忆功能,没有双程性记忆和全程记忆等性能;优化制作设计与工艺,开发更多优秀的品种,在研究聚合物基的SMP中有许多重要工作需要我们一步步努力去做,在完善SMP过程中,同时要研究复合社会不同需求的产品。

参考文献:

[1]陈义镛.功能高分子[M].上海:上海科学技术出版社,1998:1-5.

[2]江波等.功能高分子材料的发展现状与展望[J].石油化工动态,1998,6(2):23-27.

[3]古川淳二.对21世纪功能高分子的期待[J].聚合物文摘,1994,(6):17.

[4]Tao xie. Recent advances in polymer shape memory[J].Polymer, 2011,(52):4985-5000.

[5]Han Mo Jeong Europen polymer ourn [M].2001,(37):2245~2252.

[6]饶舟等.形状记忆聚氨酯高分子材料的研究进展[J].聚氨酯,2011,110(7):1-7.

高分子材料的性能范文2

关键词:高分子材料;老化;老化原因;防老化措施

1高分子材料及老化现象

1.1高分子材料简述

高分子材料是指与人们生活息息相关的各种常见的材料,如塑料,橡胶,涂料,薄膜,纤维等。高分子材料被广泛应用于汽车工业,航空,建筑,军事建设等多种行业,为我国国民经济的发展做出了很大的贡献,同时也提高了人们的生活水平。但是高分子材料经常容易在强光,热辐射,水浸泡等因素作用下发生降解,失去其利用价值。

1.2高分子材料老化

高分子材料的老化由于其特性,使用条件的不同,发生老化的现象和表现出的现象也有很大不同。有的会变脆,变色,透明度下降等,也有的会出现弹性下降,变软,变粘等。归纳为如下几个方面:①外观变化:高分子材料在外观上的老化现象主要有:出现污渍,裂缝,斑点,银纹,粉化,发粘,收缩,或光学颜色改变;②物理性能改变:高分子性能在物理性能上老化的现象为:流变形能,溶胀性,溶解性变差,同时耐热性,透水性,透气性,耐寒性等也发生变化;③力学性能改变:力学性能的改变主要包括弯曲强度,剪切强度,拉伸强度,冲击强度等力学性能下降。同时,材料的应力松弛,相对伸长率等性能也会发生相应改变;④电性能改变:电性能的改变包括介电常数,表面电阻,体积电阻,电击穿强度等电化学性能的改变。

2引发高分子材料老化的原因

2.1内在因素

2.1.1材料的立体归整性

分子键排列规整的区域成为结晶区,不规整的区域成为非结晶区。这两种区域的分子排布差异很大,一般材料的老化发生在非结晶区,并逐步往结晶区蔓延。因此高分子材料的立体规整性对材料的老化会产生一定的影响。

2.1.2材料的分子量及其分布

材料的分子量和其分布直接影响了材料的老化性能。分子量分布的宽度影响了端基的数量,而端基的数量有决定了材料老化的难易程度。

2.1.3材料的化学结构

材料的链结构和聚集态结构直接影响了材料的性能。维持高分子材料聚集态的各分子间力中存在着很多弱键力,弱键很容易断裂产生自由基,这种自由基反应产生的物质会使高分子材料极速的发生老化。

2.1.4材料中的杂质

高分子材料的加工合成过程有时会引入一些杂质,或者残留一些化学助剂,这些都能引发高分子材料的老化。

2.2外在因素

①氧气:由于氧气的渗透作用,会与高分子聚合物上的弱键发生反应,引起主链结构的变化,从而引发材料的老化;②温度:温度的高低直接影响了高分子的性能和分子的断链速率。材料的温度越高,链运动速率越快,吸收的能量越多。当吸收的能量高于化学键的解离能时,链就会发生降解导致集团的脱落,使材料老化加剧。而当温度降低到一定程度,会阻碍链的运动速率,使高分子材料变得更硬,更脆;③湿度:水分子对材料的老化也有一定的影响。由于水分子的渗透性极强,会逐渐的渗透入分子间使材料发生溶胀,从而改变了分子间作用力。因此破坏了材料的聚集态,发生了老化现象;④光照:当高分子材料吸收的光能高于分子链断键的解离能时,会使分子链发生破坏,同时材料的结构也被迫发生改变,从而使材料的性能发生了改变,引起老化反应;⑤生物老化:在高分子材料的加工合成过程中,会使用一些助剂,助剂的使用同时也会引发霉菌的产生。霉菌微生物的生长代谢产生的分解霉和毒素不仅促使材料的被迫降解和老化,还会使接触者接触后感染到一系列疾病。

3高分子材料的放老化措施

3.1高分子材料的热老化预防措施

热老化预防措施主要通过改变材料的物理性质如温度。增塑剂是一种应用范围广泛的降低玻璃化温度的措施,可以使高分子材料在低温下保持原状态不发生老化。它包括分子增塑和结构增塑两种形式。分子增塑是指增塑剂在分子水平上与高分子混溶,从而降低了高分子链间的相互作用力,增强了材料的柔顺性。

3.2高分子材料的氧老化预防措施

在高分子材料的加工过程中,加入抗氧化物及含硫,磷有机化合物等,能够与过氧自由基发生反应,从而降低或终止老化反应进程。抗氧化剂包括两种类型,即自由基分解型和自由基受体型。这两种自由基抗氧剂协同作用,共同降低材料的老化速度。

3.3高分子材料的生物老化预防措施

霉菌是加快高分子材料老化的主要威胁。它能够在极短的时间内使高分子材料发生老化。

4结语

高分子材料的结构是及其复杂的,其功能众多。但其存在的老化问题也是亟待人们去解决的。上文已分析,引起高分子材料老化的因素有很多,其内部因素和外部因素共同作用引起高分子材料的结构改变,从而发生一系列的老化问题。在今后的研究中,必须要加大防老化的措施研究,才能从根本上解决高分子的缺陷。

参考文献: 

高分子材料的性能范文3

关键词:高分子材料;加工;形态控制

一、引言

高分子材料的性能与大分子的化学与链结构有着密切的关联,且材料形态也是重要影响因素之一。聚合物氛围结晶、取向等几种形态,多相聚合物择优扩相形态。聚合物制品形态的形成源自于加工中复杂的温度场与外力场作用。由此可见,关于加工过程中高分子材料形态控制具有重要的研究意义。

二、我国高分子材料加工中形态控制研究现状

高分子材料形态与物理力学性能之间的关联十分紧密,这也是高分子材料的重点研究课题。相较于其他材料,高分子材料具有非常复杂的形态,具体表现为高分子链的拓扑结构、共聚构型以及刚柔性非常复杂,在分子设计与结构调整中,可以对一些合成方法加以运用;其次,在高分子长链结构的影响下,其熔体的粘弹性非常突出;此外,高分子具有非常宽的弛豫时间,就是受到很小的应变作用,其产生的非线也会非常强烈。

对于聚合物的成型过程而言,在非等温场、不同强度的剪切与拉伸场的影响之下,就分子尺度而言,其大分子链会发生一系列化学反应;就纳米与亚微米尺度而言,大分子会有结晶与取向现象发生,如此一来就会有超分子结构的形成;而根据亚微米与微米尺度,多相聚合物会有不同相形态的形成,甚至会出现一些缺陷。而这些形态的影响因素非常广泛,例如加工中的外场强弱、作用频率、作用方式以及时间等。然而,现阶段关于这些问题的研究虽然有所深入,但相应的理论体系尚未成熟。此外,随着新聚合物的开发不断深入,在高分子材料加工中涌现出越来越多的成型加工方法,显然这使聚合物加工中的形态控制成为了一个长期的研究课题,对于高分子物理领域的发展无疑有着重要的影响。

在我国,关于新材料的研究起步以跟踪模仿为主,在知识产权与创新理论方面有所欠缺,并且基础研究与技术推广的通畅性也有待提升。其次,相关人员并不重视传统材料的升级与优化,很多高性能材料品种对进口的依赖性依然较强。再者,材料成型与加工设备也没有得到应有的关注,与一些发达国家相比,我国材料研究与整体发展依然存在诸多不足,显然这与国民经济与设备的发展需求不相适应。

聚合物的性能取决于形态,因此,在高分子材料领域中,聚合物形态与性能关系的研究一直以来都受到高度重视,然而在实践中,我们在二者之间的结合方面的研究上依然有所欠缺,具体可以从以下几个方面得到体现:

第一,在剪切速率与剪切应力非常低的情况下,聚合物共混物相形态的演化研究不断深入,然而在实践中,一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?~104s-1范围内,显而易见,相关研究成果对实际生产的指导作用依然有所欠缺。

第二,基于不同条件的不同特性聚合物,其共混物形态发展与演化研究依然是主要研究内容,而形态与性能关系的研究依然有所欠缺。

第三,在加工过程中,受到部分特殊外场的作用,聚合物凝聚态结构与相形态结构的研究有待深入。

截至今日,在聚合物及其复合物的成型加工中,就算成型设备与工艺条件属于常规,在外场作用下,人们依然没有彻底了解结构形态受到的影响,仅仅对一些粗略的定性关系有所认识,甚至有的推断还是错误的。以双螺杆挤出过程为例,人们仅对不同螺杆原件组合下外力场作用的不同会改变温度场,进而对产品产量、外观与内在性能产生影响这一规律有所了解。然而这一影响的具体方式却没有清楚的认识,业界研究人员也无法制定出定量的指导方案。在管材生产中,不管是落锤冲击不达标,还是纵向收缩产生波动,都没有搞清楚原因,也无法拿出改进方案,大部分情况下都是凭借经验进行处理。因此,现阶段很多成型设备与工艺控制的效果是否取得理想效果,我们依然难以准确判定。

一直以来,关于生产实践中的问题研究一直没有得到基础工作研究人员的关注。在成型设备与工艺技术的研究与开发中,相关规划也缺乏系统性。现阶段,我国塑料制品年产量超过了2200万吨,塑料机械工业取得了迅猛发展。然而在很多企业生产实践中,整个效率与质量依然有待提升,产生的能耗也没有得到有效控制。鉴于此,高分子材料成型加工将会成为未来高分子材料领域的研究重点,必须将侧重点放在高分子材料制品的研究上来,而不是过分的关注材料这一因素,只有如此,才能够提高高分子材料志制品质量。

三、高分子材料加工中形态控制的研究趋势

第一,基于常规的成型设备条件,聚合物及其复合物典型制品成型或型材生产在成型加工时,在设备与工艺条件改变的情况下,其形成的外场会有所差异,进而发生相应变化,例如塑化、结晶、赋型以及流动等,这些变化会改变制品形态、结构以及性能。

第二,极端的加工条件极端会改变聚合物及其复合物的形态结构变化规律,例如结晶结构、晶体大小等,在这类条件下,还需要尽可能对大尺寸高分子晶体的制备进行探究。

第三,在对新外场条件的分析、推断以及设定之下,通过对聚合物及其复合物结构形态与性能受到的影响研究,才能够围绕新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制备进行探索,进而实现高分子材料性能的改善,并将节能性、经济性等方面的优势充分发挥出来。

四、结束语

总而言之,在未来工业领域的发展中,高分子材料的应用具有重要意义,而高分子材料加工中的形态控制则成为发展高分子技术的关键。作为相关研究人员,必须结合高分子材料加工中的形态控制研究与实践中存在的问题,采取相应的改进与优化对策,提高高分子加工整体水平,如此才能够从真正意义上推动我国高分子材料加工领域的进步。

参考文献:

[1]李忠明,马劲.加工过程中高分子材料形态控制的研究进展[J].中国科学基金,2004,18(3):154-157.

[2]李又兵,申开智.形态控制技术获取自增强制件研究[J].高分子材料科学与工程,2007,23(1):24-27.

高分子材料的性能范文4

关键词:高分子材料学 表面工程 教学模式

中图分类号:G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2012)04-0055-02

“高分子材料学”是我校材料科学与工程专业(表面工程方向)的一门专业课程。表面工程学生的就业领域主要为材料涂装、防腐等,学生需要熟悉各种工程材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料等)的基本性质、制备工艺以及表面处理方面的知识。“高分子材料学”主要介绍高分子材料的制备、性能、成型、改性及应用等方面的知识。

“高分子材料学”这门课共32学时,所选教材为化学工业出版社出版的《高分子材料基础》。主要内容包括四部分:高分子材料的合成及制备、高分子材料的结构与性能、常见的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及应用。该教材[1]浓缩了高分子材料与工程专业的四门专业主干课共192学时的内容,即高分子化学(48学时)、高分子物理(64学时)、高分子材料成型工艺(48学时)、聚合物改性原理及方法(32学时)。

1 “高分子材料学”讲授过程中面临的问题

“高分子材料学”课程的讲授具有较大难度,主要表现在以下方面:

该课程涵盖了高分子材料与工程专业学生的专业主干课内容,要深入讲解这些内容,需要近200学时,而针对表面工程学生开设的“高分子材料学”仅仅只有32学时,时间紧,内容多,如何合理安排各部分内容占的比重是授课教师面临的首要问题。

“高分子材料学”相关内容的学习,需要学生具备一定的化学基础及力学基础,而对表面工程的学生而言,因专业侧重不同,化学课程及机械基础课开设门类不如高分子材料与工程专业齐全,导致表面工程的学生在学习“高分子材料学”时,对教材内容的理解及掌握有一定难度。这对授课教师备课也提出了更高的要求,如何在有限的学时中适时补充相关背景知识帮助学生理解,是授课教师需要思考的另一问题。

“高分子材料学”虽为表面工程学生的专业课之一,但从历年就业情况看,表面工程学生就业以金属材料加工行业居多,而从事高分子材料加工行业的很少。故必然存在学生对该课程重视程度不够,学习积极性不高的问题,因此授课教师也需要在教学模式上进行探索创新,充分调动学生学习的积极性,引导学生主动参与到教学过程中来。

2 “高分子材料学”课程教学模式探索

2.1梳理重点,侧重剖析基本概念

“高分子材料学”学时有限,内容繁多,因此需要授课教师在备课时梳理出各章节的重要知识点和基本概念, 注意各部分内容的衔接,并找出线索将各章散落的知识点贯穿起来。

比如,在介绍高分子材料合成及制备时,着重讲授加聚反应及缩聚反应的基本步骤,对比这两种聚合反应的特点及反应产物特性,便于学生掌握常见高分子材料的合成反应类型,了解制备方法对材料性能的影响。考虑到表面工程学生的学科基础及专业侧重,对反应速率的计算等知识点不做要求。

再如,课程内容第二部分介绍高分子材料的结构与性能,这部分内容为承上启下的重点章节,高分子材料的结构及性能特点在其合成过程中奠定基础,并将在成型过程及改性中得以体现和完善。这部分内容体现了高分子材料与其他材料的本质区别,涉及的基本知识点很多,而且多为表面工程学生不熟悉的内容。因此,同样需要通过对比,突出高分子与低分子的结构与性能差异,侧重高分子温度——形变关系,结晶过程及晶体结构等重要知识点的讲解。

2.2因材施教,适时补充背景知识

“高分子材料学”中很多知识点的理解离不开有机化学、物理化学等基础课程的支撑,而表面工程方向的学生并未开设相关课程。为此,需要教师在讲授过程中适时补充背景知识。

例如,在讲授高分子合成反应类型对材料性能的影响时,可简要介绍常见化学基团的特点并联想对应的高分子材料的性能特点及成型要点。以聚碳酸酯(PC)为例,这种材料采用缩聚反应制备,分子结构中含有酯基,酯基在一定条件下容易水解,因此可联想到PC材料在成型时的高温条件下应避免水分的存在,防止水解反应发生导致材料性能劣化。

此外,为弥补学生基础知识的不足,讲授时还可结合日常生活中的实例进行对照说明。在讲授高分子结晶时,可联想泡面模型以及珍珠形成等实例;讲授高分子材料降解及添加剂功效时,可结合塑料制品长期暴晒变色发脆、塑料拖鞋逐渐由软变硬等学生熟知的生活常识进行分析。

2.3结合专业,调动学生学习积极性

“高分子材料学”为考查科目,且表面工程的学生就业以金属材料加工行业居多,学生误认为这门课程与自己的专业及将来就业衔接不紧,从而对“高分子材料学”课程重视不够,故学习积极性也不高。为此,授课教师应有意识的引导学生思考,并采用灵活的考核方式调动学生的积极性。

笔者在讲授此门课程时,并未采用课堂考试的形式进行考核,而是给学生布置了“高分子材料与表面工程”为主题的课程论文撰写任务,并让学生制作出相关的PPT将自己的论文进行口头陈述,最后根据其论文撰写情况、PPT制作情况及陈述情况给出该门课程的成绩[2]。课程论文的完成情况直接跟成绩挂钩,能有效调动学生的积极性及对课程的重视;课程论文的撰写需要大量专业文献为基础,学生在撰写论文的过程中能自觉关注及阅读相关专业文献,有利于拓宽其专业视野;制作PPT的过程是对课程论文内容的凝练,有利于学生理清思路掌握重点;口头陈述环节能有效杜绝学生互相抄袭论文,教师也能通过学生的口头陈述情况,观察学生对该门课程基础知识的掌握程度。

学生通过独立搜集资料撰写论文制作PPT并口头陈述等环节的训练,既能让他们发现“高分子材料学”这门课程与所学专业的紧密联系,也锻炼了他们的资料搜集能力及口头表达能力,为将来毕业答辩及就业面试打下基础。

3 结语

高分子材料是非常重要的工程材料,对于表面工程的学生而言,应该熟悉并掌握这类工程材料的特性。“高分子材料学”虽然不是表面工程方向的专业主干课,但涵盖了高分子材料相关的大量专业基础知识,也是面向表面工程学生开设的唯一一门有关高分子材料的课程。授课教师应该积极进行教学模式的探索,激发学生的学习兴趣,让学生在有限的学时中掌握相关基础知识。

参考文献:

[1]张留成,瞿雄伟,丁会利编.高分子材料基础[M].北京:中国轻工业出版社,2004.

高分子材料的性能范文5

关键词新型高分子材料

1新型高分子材料的分类

1.1高分子分离膜

高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过性功能的半透性薄膜。与以温度梯度、压力差、电位差或浓度梯度为动力,使液体混合物、气体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有高效、省能和洁净的特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜的形式有多种,一般用的是空中纤维和平膜。应用高分子分离膜的推广可以获得巨大的经济效益和社会效益。

1.2高分子磁性材料

高分磁性材料是人类在开拓磁与高分子聚合物新应用领域的同时,赋予磁与高分子传统应用以新的涵义和内容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁石,后来才利用磁铁矿烧结或铸造成为磁性体。现在工业常用的磁性材料有稀土类磁铁、铁氧体磁铁和铝镍钻合金磁铁等三种。它们的缺点是硬且脆加工性差。为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于橡胶或塑料中制成的高分子磁性材料。这样制成的复合型高分子磁性材料,不仅比重轻,容易加工成复杂形状、尺寸精度高的制品,还能与其它的元件一体成型。因而这样的材料越来越受到人们的关注。高分子磁性材料主要可分为结构型和复合型两大类。目前具有实用价值的主要是复合型。

1.3光功能高分子材料

所谓光功能高分子材料指的是能够对光进行吸收、透射、转换、储存的一类高分子材料。这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。光功能高分子材料可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种棱镜、透镜等。利用高分子材料曲线传播的特性,又以开发出非线性的光学元件,如塑料光导纤维等。先进的信息储存元件光盘的基本材料就是高性能的聚碳酸脂和有机玻璃。

2开发新型高分子材料的重要意义

从高分子材料的出现到现代,世界工业科学不再只是对基础高分子材料的开发研究。从90代开始,科学家们就将注意力转到了高智能的高分子材料的开发上。现代工业对于新型高分子材料的需求日益增加。新型高分子材料的开发主要集中在制造工艺的改进上,以提高产品的性能,节约资源,减少环境的污染。就目前而言,以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂的开发仍是高分子材料技术开发的热点之一。开发应用领域在不断扩大。在开发新聚合方法方面,着重于基团转移聚合、阴离子活性聚合和微乳液聚合的工业化。与此同时,我们要重视在降低和防止高分子材料在生产和使用过程中造成的环境污染。我们应该大力进行有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。新型高分子材料的开发,不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求,更重要的是能够促进能源与资源的节约,减少环境的污染,提高生产的能力,体现现代科技的高速发展。

3新型高分子材料的應用

现代高分子材料相对于传统材料(如玻璃)而言是后发展的材料,但其发展速度的应用广泛性却大大超过了传统材料。高分子材料不仅可以用于结构材料,还可以用于功能材料。现阶段新型高分子材料大致包括高分子分离膜,高分子复合材料,高分子磁性材料,光功能高分子材料这几大类。这些新型的高分子材料在人类的社会生活、医药卫生、工业生产和尖端技术等方方面面都有广泛的应用。例如,在生物的医用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯(PM-PPC)的新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料;开发的苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂及聚酰亚胺等热固性树脂复合材料,这些材料比模量和比强度比金属还高,是国防、尖端技术等方面不可缺少的材料;在工业污水的处理中,在不添加任何药剂的情况下,可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水;同样,在药物的传递系统中应用新型的高分子材料,在包转材料中的应用,在药剂学中应用等等。

4结语

新型的高分子材料已经渗透于人类生活的各个方面。材料是是人类生活和生产的物质基础,人类用来制造各种产品的物质,是一个国家工业发展的重要基础和标志。随着时代的发展,技术的进步,高分子材料作为材料的重要组成部分越来越能影响人类的生活和工业的进步。不同于我们已经开发研究成熟的一些传统的材料,高分子材料的研究开发存在着无穷的潜力。正如一些科学家预言的那样,新型高分子材料的开发很有可能会带来现代材料界的一次重大改革。材料是人类用来制造各种产品的物质,是人类生活和生产的物质基础,是一个国家工业发展的重要基础和标志。我国国民经济和高技术已进入高速发展时期,需要日益增多的高性能、廉价的高分子材料,环境保护则要求发展环境协调、高效益的高分子材料制备和改性新技术,实施高分子材料绿色工程。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展,技术的进步,越来越能影响人类的生活,工业的进步。

参考文献 

[1] 董维煜.关于高分子材料成型加工技术的探讨[J].科技与企业,2014(13). 

[2] 罗华云,孙玲.高光注射成型技术的发展及应用[J].现代制造技术与装备,2009(04). 

高分子材料的性能范文6

关键词:高分子材料 加工方法 成型技术

一、前言

近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。

二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义

1.高分子材料

高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。

2.高分子材料成型加工技术

在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。

三、高分子材料成型加工技术的方法

高分子材料的的成型方法有挤出成型、吹塑成型、注塑成型、压延成型、激光成型等。以下介绍的是现今高分子材料成型加工的主要技术方法。

1.挤出成型技术

挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒,在螺杆旋转作用下,通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段,在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段,螺槽深度变浅,进一步压实,同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用,料温升高开始熔融,压缩段结束;均化段使物料均匀,定温、定量、定压挤出熔体,到机头后成型,经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。

2.注塑成型技术

注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一,可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征,又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型,以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型,以组合混合混配为特征的直接注射成型,以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。

3.吹塑成型技术

吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯,趁热或加热到软化状态,置于对开模中,闭模后立即在型坯内通入压缩空气,使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上,经冷却脱模,即得到各种中空制品。根据型坯制作方法,吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑,新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。

四、高分子材料成型加工技术的发展新趋势

目前,高分子加工成型技术正在快速地进步,它的发展总方向是高度集成化、高度产量、高度精密化,不断实现对加工制品材料的聚集态、组织形态与相形态等的控制,最大程度地达到制品高性能的目的。具体的创新技术之处主要体现在以下几项新技术上。

1.聚合物动态反应加工技术

聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的[3]。这项技术解决振动力场下聚合反应加工过程中质量、动量和能量传递与平衡的难点,从技术上解决了设备结构集化的问题。

2.热塑性弹性体动态全硫化制备技术

这项技术引入振动立场到混炼挤出的全过程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,控制硫化反直的进程,防止共混加工过程共混物相态发生发转。此技术非常有意义,研制发明出新的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,能有效地提高我国TPV技术的水平。

3.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术

此技术是将盘级PC树脂生产、中间储运与光盘盘基成型三个过程融合为一体,联系动态连续反应成型技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到有效提高产品质量、节约能源,降低消耗的目的。该技术避免了传统方式中间环节多、能耗大、周期时间长、成型前处理复杂、储运过程易受污染等缺陷。

五、结语

综上所述,我国在新时期要把握高分子成型加工技术的前沿,注重培育自主的知识产权,努力打破国外技术的垄断,实现科学技术研究与产业界的良好结合的目的。这能有效地将科学研究成果转化为实际的生产力,有效地加快我国高分子材料成型加工技术及其相关产业的快速发展。

参考文献

[1] 王云飞;孙伟.浅谈高分子材料成型加工技术[J].城市建设理论研究,2012,(11): 32.