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高分子材料的概述范文1
关键词:高分子材料新型材料市场应用农业领域
1.前言
随着社会的发展,我国的科技有了崭新的发展机会以及广阔的发展平台,高分子材料科学也处速发展的状态。经过多年的发展,高分子材料已经在我国市场上的多个领域得到了十分广泛的应用。值得一提的是,合成高分子材料凭借着其独特的优良性质以及相对良好的使用性能,在市场上已经占据了比较重要的地位。伴随着时代的持续发展,人们对新型高分子材料也相应的提出了更高的要求,因此,为了适应人类的需要,对新型高分子材料的研究便十分重要。
2.高分子材料简述
高分子化合物是高分子材料的组成基础,构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质便是其构成基础聚合物所具有的性质了,其含有的主要材料所具有的特性,便是这种高分子材料的特征性能。目前,高分子材料和无机非金属材料以及金属材料是在当前的市场上应用的材料主体,是应用性材料科学的主要内容。在三者当中,属高分子材料最受欢迎,由于其优良的性能得以广泛的应用,在整体的新型材料的市场上都占据着重要的地位。在全球范围内的材料市场上,高分子材料的发展一直都没有停止,反而是以高速的发展形态展现在人类的面前。例如,合成树脂的数量在十年之内几乎增加了一百倍,高分子材料的飞速发展,给人类的生活带来了极大的便利以及翻天覆地的变化。塑料便是一种典型的高分子材料,塑料的用途广泛,传统的木材和水泥的年产量加起来也远远没有塑料的产量高。合成橡胶的产量也大于天然橡胶的产量,合成纤维一年的产量几乎达到了羊毛和棉花等人造纤维或者天然纤维总产量的二倍之多。还要合成树脂的发展等等。但是,即使高分子材料在我国取得了很大的研究进展以及生产应用,但是相比于世界上的发达国家,我国的科技仍然是较为落后,与各大发达国家存在着较大的距离。
高分子材料于一九三零年问世,至今已经发展了将近九十年的时间。但是一直到二十世纪末期,高分子材料才正式收到人类的重视和研究。科技处于不断的进步当中,人类对新型高分子材料的需求也在不断增加。例如大家都熟知的纳米材料,纳米高分子材料是一种聚合物基材以及纳米微粒的复合材料,这种材料具有独特的优良性质,在研究纳米材料的时候,要以其潜在的性质为依托,寻找最有效、迅速的开发方式。
2.新型高分子材料的应用概述
高分子材料作为材料市场的后起之秀,发展速度十分迅速。并且在整个材料市场上的应用十分广泛,在各行各业,在我们生活中的各个角落都能见到高分子材料的身影。例如在功能材料方面随处可见高分子材料,在结构材料方面高分子材料也表现出其难以比拟的优势。新型高分子材料的主要分类为:光功能材料和高分子分离膜,高分子复合材料以及该分子磁性材料。所谓光功能材料即是指这种材料能够对光进行吸收和转换,或者透射和储存。所谓高分子分离膜材料,其本身是一种薄膜性质的材料,即是利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜,它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献,并且分离效率高,使用条件好。所谓高分子复合材料是指有多种具有不同的性质的物质所复合而成的多相材料。这种材料聚集了多种材料的特征,优势十分明显,例如复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。所谓高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一种复合形式,也属于高分子复合材料的一种。这些新兴的高分子材料已经渗透进了人类生活的各个领域,在医疗行业以及工业行业都做出了重大的贡献
3.举例说明新型材料在农业领域的应用
科技的进步无疑大大促进了农业的发展,我国是一个农业大国,新兴材料在农业领域的应用,对促进农业的发展发挥了很大的作用。
在我国农业以及工业的生产领域,木塑复合材料的应用十分常见,木塑复合材料大多应用在农业领域,这种高分子材料具有以下优点:韧性好,较高的强度,可再生性好并且能够耐腐蚀。因此,木塑复合材料能够在一定程度上取代传统的钢铁材料,故在我国农业领域具有广泛的应用前景。在我国大片的庄稼地中,大量存在着秸秆这种新型材料,我国对秸秆加以利用的研究已经投入了很大的精力。秸秆用于沼气发电,秸秆用于提取纤维素制作高能燃料等,将秸秆作为一种重要的新型材料仍然需要研究。部分农作物的生长需要在温室中进行,因此温室大棚便是农业领域当中的必需品。新型温室大棚保温材料能够在白天充分吸收阳光,并自动进行恒温工作的处理,在夜晚能够使大棚内维持同样的温度和空气中的湿度。这种采用新型温室大棚保温材料的温室能够使植物自然生长,提高了农业产量和质量。对于温室材料的研究,最主要的研究性能便是其保温性能。新型温室保温材料的研究意义重大。
4.新型材料的发展前景
我们现在共同的目标是可持续发展,新型材料的开发能够满足人类对可持续发展目标的推进,新型材料能够凭借其优良的性能以及可重复利用的特点为人类社会的发展做出重要贡献。但是,我们要时刻铭记,新型高分子材料的发展要坚持以下原则:首先,新型高分子材料的使用不能对环境产生污染,其次,新型高分子材料要尽量追求成本低廉,能够满足大部分人的需求。目前我国所研究出的新型高分子材料大多价钱昂贵,因此,寻找廉价的基础材料作为高分子材料的生产成本至关重要,原材料的选取和加工工艺的选择都是未来新型高分子材料的研究重点问题之一,人类也从未停止过对新型高分子材料的探究工作。同时,要对新型高分子材料进行宣传,让大家都有所了解,才能提高高分子材料的利用率。最后再次强调,不能以牺牲环境为代价去发展新型高分子材料,才能让这种高分子材料对我们的社会发展发挥重要的作用。
参考文献:
[1]谭志坚,王朝云,易永健,等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[J].塑料科技,2014,42(2):83-89.
[2]祁春媛,方东辉,任小杰.木塑复合材料在农业机械上的应用
[J].黑龙江水利科技,2014,42(5):149-151.
高分子材料的概述范文2
你适合学习材料专业吗?
材料学包罗万象,是国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。目前据相关专家分析,我国在材料成型设计方面的人才缺口在20万~30万之间,并且呈逐年递增趋势,材料科学与工程专业的毕业生已经成了“抢手货”。目前我国整个材料行业都缺少高精尖人才,人才缺失问题已经成了众多企业发展的桎梏。
材料行业对人才的需求是如此的迫切,那么也可以想象材料学的就业趋势非常好,想要进入材料行业的学生也很多,那什么性格的人适合进入材料学院呢?笔者列出了如下的性格需求度表格,同学们不妨参考一下。
概述:材料学究竟是什么
材料学是一门跨学科的科学,涵盖的范围很广,子学科多。所以想要回答“材料学究竟学什么”这一问题很难。总的来说,材料学就是研究材料结构、性质和性能,以制造出更好的材料或更好地使用材料的学科。
材料学具体分为三个大类:金属材料、无机非金属材料和高分子材料。因此,大部分高校会开设材料科学与工程专业,专业下又分出几个方向,针对性地学习这三大类的知识,并且它还与其他一些工程科学相重叠,因此在各大院校,材料科学与工程都有若干分支。
从这三大类可以看出,材料学是典型的工科专业,课程安排和其他工科专业大同小异。大学一、二年级会安排基础科目的学习,如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、C语言、大学物理、机械制图、电子电工学这样与材料生产设备相关的课程:到了大三大四,则会偏重专业课,比如材料物理、物理化学、有机化学、材料力学等,都是必须要学习的。
材料学由于应用广泛。在众多领域都有很大的发展空间。学生毕业后可在航空航天、冶金、机械、汽车、电子、信息、交通、化工和建筑等工业企业以及相关科研单位工作。学校不同,学科方向不同,就业的去向也不一样,比如以研究钢铁为主的材料专业。学生毕业后大部分去的都是加工为主的企业,比如钢铁厂、汽车厂。
总体而言,材料学是比较基础的学科,光是大学四年学不到特别专业的知识。所以很多同学会选择考研深造,这个时候,不妨选择一个前沿的并且热门的方向,比如先进陶瓷、复合材料、纳米材料、生物材料等。
核心专业:高分子材料科学与工程
从本世纪中叶。高分子材料逐渐登上了材料王国中的宝座。据2011年的最新统计,我国高分子材料的体积产量已经超过其他各类材料,塑料的体积产量已经超过钢铁体积产量,合成纤维的生产也超过全部有色金属的总产量,这说明我国已经跨进了高分子材料时代。
高分子材料科学与工程的建立可以说只有二三十年的历史。从“高分子”三个字,就知道这个专业需要用到化学方面的很多知识,在大多数院校中,都开设了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等,而且根据各个学校的侧重点不一样,有机化学、量子化学、结晶化学和热力学、固体物理学、结晶学、统计物理学、聚合物流变学、高分子材料学、塑料成型工艺学、机械制造基础、模具材料及制造等课程也都是需要学习的专业基础课程。为了理解高分子材料中的许多物理现象。系统学习高分子物理学也是十分重要的。如果你只希望念完本科就毕业工作,高分子材料专业是个很不错的专业,因为它的就业市场很大。
新兴专业:生物功能材料
国家将生命科学和新材料科学列为21世纪重点发展的领域,而生物材料学作为一门只有十年历史的新专业、站在生命科学和材料科学前沿的交叉学科,更是优先发展的重点。
生物功能材料专业是培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识,掌握生物材料的基础和专业知识,能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。
不过很多人会纳闷,生物材料到底拿来做什么呢?作用到底体现在哪里呢?答案很简单—它们最常出现在牙科和整形外科。假牙、补牙材料、人造骨、人造关节都是生物材料的一种。例如为防止骨折,关节等部位要承担体重的3—6倍的重量,而且一年要承受近200万次重复荷重,因此要求人造的关节材料有优良的对生物适应性、疲劳强度和耐磨性等。
本专业毕业生的就业、继续升学和出国深造的前景广阔。可从事与生物材料、医药等领域相关的管理、产品研究开发、市场销售、贸易等方面的工作。
院校推荐
到目前为止,我国设有材料类专业的高校有400多所,这400多所院校有自己的特色,因此,这些院校在学生的培养上也会有自己的特色。
比如,清华大学材料科学与工程专业注重学生的基础,下设了五个方向:材料物理与化学、金属材料、无机非金属材料、复合材料和电子材料。不过在本科阶段,五个方向的课程都大致相同。
北京科技大学的材料科学与工程专业是该校最强势的学科,偏重钢铁材料研究,软硬件设备足以让冶金专业以外的学生眼红。学校名师荟萃,科研实力强,本科生在校学习期间都可跟老师进实验室做科研。
哈尔滨工业大学的材料学院则始终围绕“高端”两字,紧密围绕国防尖端技术发展需要的新型材料、新型材料的精密和特种加工技术设置课程与内容。
北京化工大学的材料学是国家的重点学科,其高分子材料科学与工程专业是传统强项,碳基复合材料、无机非金属材料和金属材料防护学科在全国具有很高的知名度。
高分子材料的概述范文3
1有机阻燃剂概述
阻燃剂主要是用来提高材料的抗燃性,从而避免材料被引燃并且要抑制火焰的传播。阻燃剂成为高分子材料发展的重要动力之一,使用量仅次于增塑剂。阻燃剂根据不同类型的化合物分成有机阻燃剂、无机阻燃剂以及有机-无机混合阻燃剂这几种类型。其中无机阻燃剂应用最为广泛,需求量占到阻燃剂总量的50%以上。理想阻燃剂需要有着阻燃效果好以及添加量少的优点,同时要无烟无毒从而避免环境污染,并且对其他材料的性能影响小,有着良好的加工性能好,热稳定性高并且价格便宜等特带你。阻燃剂的这些要求,决定着阻燃剂以及阻燃技术的发展放心。有机阻燃剂有着添加量少以及基材相容性好的优点,同时对阻燃制品性能的影响也更小,不过现有的有机阻燃剂在燃烧时发烟量大同时挥发性大,热稳定性以及水解稳定性都比较差。目前研究的有机阻燃剂有氮系阻燃剂、卤系阻燃剂、有机磷阻燃剂以及硅系阻燃剂等。
2有机硅阻燃剂的合成
有机硅高分子材料近年来开发出来的新型高效环保的无卤阻燃剂,作为成炭型的抑烟剂,能够赋予高聚物在阻燃以及抑烟的过程中,还可以改善材料的机械强度以及加工性能。作用机理主要是硅氧烷燃烧过程中能够生成硅,进而碳阻隔层能够隔绝树脂与氧气的接触,避免熔体滴落,因此实现阻燃效果。有机硅阻燃剂有着热稳定性良好的特点,这是由分子主链的-Si-O-键所决定。有机硅闪点绝大多数都高于300℃,所有具有难燃性。较为常见的有硅油、硅树脂、硅橡胶以及聚硅氧烷等。目前市场应用的有机硅阻燃剂打斗是美国通用电器提供的SFR-100,是一种黏稠透明的硅酮聚合物,能够与各种协同剂例如多磷酸胺等并用,已经使用在聚烯烃阻燃,低用量可以满足阻燃要求,高用量能够赋予基材有意的抑烟性以及阻燃性。研究人员通过研究有机硅高分子材料的阻燃性,发现在PU弹性体当中加入粉末状环氧以及硅氧烷,只需要加入5%,就能够使HRR降低到80%,液态的硅氧烷则能够降低HRR到50%。通过分析阻燃PP,还能够发现有机硅的复合物对PP有着明显的阻燃以及减少熔滴效果。
3有机硅阻燃剂的国内外研究进展
1)国外研究进展。1981年坎贝尔等人发表关于聚碳酸酯与聚二甲基硅氧烷(PDMS)的共混,能够提高PC阻燃性的报告。不过PSMS自身阻燃效果不够理想,为了改善阻燃性能,需要在其结构当中加入反应性官能团,例如端羟基、氨基以及环氧基等,如下图所示。
1983年,GE公司采用1-40wt%的硅胶或者线性硅油,1-20wt%的有机化合物例如硬脂酸镁和1-20wt%的有机硅树脂制备热塑性塑料使用的有机硅阻燃剂,能够广泛应用于热塑性塑料。1985年,GE公司继续开发用于尼龙树脂的有机硅阻燃剂,通过添加10-50wt%,能够达到理想的阻燃效果。1990年,GE公司通过二羟基苯酚与羟基芳香酯硅氧烷进行光气化反应制备出有机硅-聚碳酸酯共聚物,用来做阻燃绝缘层,同时与2003年研制聚碳酸酯硅氧烷阻燃材料,在加工流动性以及阻燃性方面性能良好。日本的三菱瓦斯化学公司在羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷合成有机硅阻燃剂领域进行了大量研究工作,并合成含有聚硅氧烷链段的一系列阻燃剂,有着良好的耐热性、阻燃性、透明性以及低温冲击强度。日本NEC公司研发商品化的硅酮系阻燃剂“XC-99-B56-54,是一种带有芳香基同时含有支链结构的聚硅氧烷,突出特点是对分子结构当中的苯基含量以及功能端基反应性科学设计,从而达到最理想的水平。比聚甲基硅氧烷有着更好的分散性,对PC/ABS、PC合金具较高的阻燃性。
2)国内研究进展。我国科研机构也在有机硅高分子材料的阻燃性方面进行了大量工作。欧育湘等人对有机硅阻燃剂SFR-100性能和PE应用的效果展开了详细的研究,SFR-100是非卤成炭型的阻燃剂,一方面赋予聚烯烃良好的阻燃抑烟性,另一方面也改善材料加工性能,同时提高材料机械强度。华东理工大学的刘述梅以及王瑜润等合成苯基含量高的硅树脂阻燃剂,实验表明如果硅树脂中的苯基含量在80%~90%之间时,阻燃效果最优并且对机械性能的影响也最低。哈工大的黄玉东以及孙举涛等人用苯基氯硅烷以及甲基为单体合成耐高温的有机硅树脂,不过在空气气氛之下,因为有机基团出现氧化分解而导致硅树脂阻燃性有一定程度的下降。浙江大学的杨辉以及周文君等人通过水解缩合法制备有机硅树脂阻燃剂,在800℃以及N2气氛之下,热失重控制在38%之下,热稳定性优异,通过往PC添加5%(质量分数)之后,氧指数从25%进一步提高到35%。
4结语
总而言之,有机硅高分子材料有着性能优异以及环保的优点,符合目前阻燃剂发展的趋势,一方面能够提高阻燃效果,同时还能够改善材料的加工性能以及机械性能。有机硅高分子材料阻燃剂的各方面发展处于起步阶段,简化其合成工艺从而降低成本是有机硅阻燃剂继续发展的关键内容。
【参考文献】
[1]欧育湘,陈宇,王筱梅.阻燃高分子材料[M].北京:国防工业出版,2011.
[2]阻燃剂应用研究综述叨.化工中间体[J].2007.
[3]吕丹.聚合物的阻燃及阻燃剂的研究进展[J].广东化工,2009.
[4]李继彦,吴伯麟,刘志锋.无机阻燃剂及其应用的几个问题[J].塑料工业,2007.
高分子材料的概述范文4
因为高二开始努力,所以前面的知识肯定有一定的欠缺,这就要求自己要制定一定的计划,更要比别人付出更多的努力,相信付出的汗水不会白白流淌的,收获总是自己的。下面小编给大家分享一些高二化学知识点2021,希望能够帮助大家,欢迎阅读!
高二化学知识点1一、硫及其化合物的性质
1.铁与硫蒸气反应:Fe+S==FeS
2.铜与硫蒸气反应:2Cu+S==Cu2S
3.硫与浓硫酸反应:S+2H2SO4(浓)==3SO2+2H2O
4.二氧化硫与硫化氢反应:SO2+2H2S=3S+2H2O
5.铜与浓硫酸反应:Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2+2H2O
6.二氧化硫的催化氧化:2SO2+O22SO3
7.二氧化硫与氯水的反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
8.二氧化硫与氢氧化钠反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
9.硫化氢在充足的氧气中燃烧:2H2S+3O2点燃===2SO2+2H2O
10.硫化氢在不充足的氧气中燃烧:2H2S+O2点燃===2S+2H2O
二、镁及其化合物的性质
1.在空气中点燃镁条:2Mg+O2点燃===2MgO
2.在氮气中点燃镁条:3Mg+N2点燃===Mg3N2
3.在二氧化碳中点燃镁条:2Mg+CO2点燃===2MgO+C
4.在氯气中点燃镁条:Mg+Cl2点燃===MgCl2
5.海水中提取镁涉及反应:
①贝壳煅烧制取熟石灰:CaCO3高温===CaO+CO2CaO+H2O=Ca(OH)2
②产生氢氧化镁沉淀:Mg2++2OH-=Mg(OH)2
③氢氧化镁转化为氯化镁:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
④电解熔融氯化镁:MgCl2通电===Mg+Cl2
三、Cl-、Br-、I-离子鉴别:
1.分别滴加AgNO3和稀硝酸,产生白色沉淀的为Cl-;产生浅黄色沉淀的为Br-;产生黄色沉淀的为I-
2.分别滴加氯水,再加入少量四氯化碳,振荡,下层溶液为无色的是Cl-;
下层溶液为橙红色的为Br-;下层溶液为紫红色的为I-。
四、常见物质俗名
①苏打、纯碱:Na2CO3;②小苏打:NaHCO3;③熟石灰:Ca(OH)2;④生石灰:CaO;⑤绿矾:FeSO4?7H2O;⑥硫磺:S;⑦大理石、石灰石主要成分:CaCO3;⑧胆矾:CuSO4?5H2O;⑨石膏:CaSO4?2H2O;⑩明矾:KAl(SO4)2?12H2O
五、铝及其化合物的性质
1.铝与盐酸的反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
2.铝与强碱的反应:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2
3.铝在空气中氧化:4Al+3O2==2Al2O3
4.氧化铝与酸反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
5.氧化铝与强碱反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
6.氢氧化铝与强酸反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
7.氢氧化铝与强碱反应:Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]
8.实验室制取氢氧化铝沉淀:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3+3NH4+
六、硅及及其化合物性质
1.硅与氢氧化钠反应:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2
2.硅与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4+H2
3.二氧化硅与氢氧化钠反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
4.二氧化硅与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O
5.制造玻璃主要反应:SiO2+CaCO3高温===CaSiO3+CO2SiO2+Na2CO3高温===Na2SiO3+CO2
烃
烷烃CnH2n+2饱和链烃
烃烯烃CnH2n(n≥2)存在C=C
炔烃CnH2n-2(n≥2)存在CC
芳香烃:苯的同系物CnH2n-6(n≥6)
(1)有机物种类繁多的原因:1.碳原子以4个共价键跟其它原子结合;2.碳与碳原子之间,形成多种链状和环状的有机化合物;3.同分异构现象
(2)有机物:多数含碳的化合物
(3)烃:只含C、H元素的化合物
高二化学知识点2一、水的离子积
纯水大部分以H2O的分子形式存在,但其中也存在极少量的H3O+(简写成H+)和OH-,这种事实表明水是一种极弱的电解质。水的电离平衡也属于化学平衡的一种,有自己的化学平衡常数。水的电离平衡常数是水或稀溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积,一般称作水的离子积常数,记做Kw。Kw只与温度有关,温度一定,则Kw值一定。温度越高,水的电离度越大,水的离子积越大。
对于纯水来说,在任何温度下水仍然显中性,因此c(H+)=c(OHˉ),这是一个容易理解的知识点。当然,这种情况也说明中性和溶液中氢离子的浓度并没有绝对关系,pH=7表明溶液为中性只适合于通常状况的环境。此外,对于非中性溶液,溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度并不相等。但是在由水电离产生的氢离子浓度和氢氧根浓度一定相等。
二、其它物质对水电离的影响
水的电离不仅受温度影响,同时也受溶液酸碱性的强弱以及在水中溶解的不同电解质的影响。H+和OHˉ共存,只是相对含量不同而已。溶液的酸碱性越强,水的电离程度不一定越大。
无论是强酸、弱酸还是强碱、弱碱溶液,由于酸电离出的H+、碱电离出的OHˉ均能使H2OOHˉ+H+平衡向左移动,即抑制了水的电离,故水的电离程度将减小。
盐溶液中水的电离程度:①强酸强碱盐溶液中水的电离程度与纯水的电离程度相同;②NaHSO4溶液与酸溶液相似,能抑制水的电离,故该溶液中水的电离程度比纯水的电离程度小;③强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐都能发生水解反应,将促进水的电离,故使水的电离程度增大。
三、水的电离度的计算
计算水的电离度首先要区分由水电离产生的氢离子和溶液中氢离子的不同,由水电离的氢离子浓度和溶液中的氢离子浓度并不是相等,由于酸也能电离出氢离子,因此在酸溶液中溶液的氢离子浓度大于水电离的氢离子浓度;同时由于氢离子可以和弱酸根结合,因此在某些盐溶液中溶液的氢离子浓度小于水电离的氢离子浓度。只有无外加酸且不存在弱酸根的条件下,溶液中的氢离子才和水电离的氢离子浓度相同。溶液的氢离子浓度和水电离的氢氧根离子浓度也存在相似的关系。
因此计算水的电离度,关键是寻找与溶液中氢离子或氢氧根离子浓度相同的氢离子或氢氧根离子浓度。我们可以得到下面的规律:①在电离显酸性溶液中,c(OHˉ)溶液=c(OHˉ)水=c(H+)水;②在电离显碱性溶液中,c(H+溶液=c(H+)水=c(OHˉ)水;③在水解显酸性的溶液中,c(H+)溶液=c(H+)水=c(OHˉ)水;④在水解显碱性的溶液中,c(OHˉ)溶液=c(OHˉ)水=c(H+)水。
并非所有已知pH值的溶液都能计算出水的电离度,比如CH3COONH4溶液中,水的电离度既不等于溶液的氢离子浓度,也不等于溶液的氢氧根离子浓度,因此在中学阶段大家没有办法计算
高二化学知识点31、功能高分子材料:功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。
2、合成功能高分子材料研究的问题⑴高分子结构与功能之间有什么关系?⑵高分子应具有什么样的主链?应该带有哪种功能基?⑶是带功能基的单体合成?还是先合成高分子链,后引入功能基?如高吸水性材料的合成研究启示:人们从棉花、纸张等纤维素产品具有吸水性中得到启示:它是一类分子链上带有许多亲水原子团——羟基的高聚物。
合成方法:⑴天然吸水材料淀粉、纤维素进行改性,在它们的高分子链上再接上含强吸水性原子团的支链,提高它们的吸水能力。如将淀粉与丙烯酸钠一定条件下共聚并与交联剂反应,生成具有网状结构的淀粉——聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂。⑵带有强吸水性原子团的化合物为单体进行合成。如丙烯酸钠加少量交联剂聚合,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
3问题:学与问中的问题汇报:橡胶工业硫化交联是为增加橡胶的强度;高吸水性树脂交联是为了使它既吸水又不溶于水。小结:高吸水性树脂可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗
旱保水,改良土壤,改造沙漠。又如,婴儿用的“尿不湿”可吸入其自身重量几百倍的尿液而不滴不漏,可使婴儿经常保持干爽。可与学生共同做科学探究实验。
3、应用广泛的功能高分子材料
⑴高分子分离膜:①组成:具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。②特点:能够让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉。③应用:物质分离⑵医用高分子材料:①性能:优异的生物相溶性、亲和性;很高的机械性能。②应用:
人造心脏硅橡胶、聚氨酯橡胶人造血管聚对苯二甲酸乙二酯人造气管聚乙烯、有机硅橡胶人造肾醋酸纤维、聚酯纤维人造鼻聚乙烯有机硅橡胶人造骨、关节聚甲基丙烯酸甲酯人造肌肉硅橡胶和绦纶织物人造皮肤硅橡胶、聚多肽人造角膜、肝脏,人工红血球、人工血浆、食道、尿道、腹膜
高二化学知识点4电解池:把电能转化为化学能的装置。
(1)电解池的构成条件
①外加直流电源;
②与电源相连的两个电极;
③电解质溶液或熔化的电解质。
(2)电极名称和电极材料
①电极名称
阳极:接电源正极的为阳极,发生___氧化_____反应;
阴极:接电源负极的为阴极,发生____还原____反应。
②电极材料
惰性电极:C、Pt、Au等,仅导电,不参与反应;
活性电极:Fe、Cu、Ag等,既可以导电,又可以参与电极反应。
离子放电顺序
(1)阳极:
①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。
②惰性材料作电极(Pt、Au、石墨等)时:
溶液中阴离子的放电顺序(由易到难)是:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
(2)阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上的放电顺序是:
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
高二化学知识点51、电解的原理
(1)电解的概念:
在直流电作用下,电解质在两上电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电能转化为化学能的装置叫做电解池。
(2)电极反应:以电解熔融的NaCl为例:
阳极:与电源正极相连的电极称为阳极,阳极发生氧化反应:2Cl-Cl2+2e-。
阴极:与电源负极相连的电极称为阴极,阴极发生还原反应:Na++e-Na。
总方程式:2NaCl(熔)2Na+Cl2
2、电解原理的应用
(1)电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气。
阳极:2Cl-Cl2+2e-
阴极:2H++e-H2
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2
(2)铜的电解精炼。
粗铜(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt)为阳极,精铜为阴极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:CuCu2++2e-,还发生几个副反应
ZnZn2++2e-;NiNi2++2e-
FeFe2++2e-
Au、Ag、Pt等不反应,沉积在电解池底部形成阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e-Cu
(3)电镀:以铁表面镀铜为例
待镀金属Fe为阴极,镀层金属Cu为阳极,CuSO4溶液为电解质溶液。
阳极反应:CuCu2++2e-
高分子材料的概述范文5
面向工业设计的新材料与新工艺的应用研究,本文首先对如今材料和工艺的发展进行概述,然后介绍了新材料和新工艺在工业设计的应用研究,最后提出了要建立工业设计的材料与工业数据库。
关键词:新材料;新工艺;应用研究
1前言
科学技术和人类文化艺术的有机融合诞生了工业设计,而工业设计想要发展就需要材料的应用和加工技术的不断发展,这不仅关系到设计的内涵也关系着设计的实用性。下面我们就浅谈了一下新材料和新工艺的应用研究。
2如今材料和工艺的发展概述
材料的开发,最原始的石器时代使用的兽皮、泥土等天然的材料,到了后来是用火制造的材料,再到了二十世纪主要是利用物理和化学原理合成的材料,其中有合成高分子材料、功能高分子材料和合金材料等。到了二十世纪五十年代出现了如金属陶瓷等材质的复合化材料,二十世纪后期主要是利用信息技术等。到了二十世纪,材料的材质种类愈加丰富,工艺水平也愈加的丰富多彩,这其中有锻造工艺、压力加工工艺等。
3新材料和新工艺在工业设计的应用研究
3.1关于新材料的应用研究
3.1.1新型造型结构材料的分类新型的造型结构材料,主要要新型金属材料、新型高分子材料、新型复合材料、新型玻璃材料以及其他结构的结构材料。新型的金属材料主要分为两种,分别是保节灵超薄钢片和金属材料。其中的保节灵超薄钢片的灵活性非常强,可以随意的弯曲,而且材料的外观和色彩因为材质是聚合物的关系可以随意更换,这样这种材料的外观就会非常鲜亮和美丽。而金属材料是融合了聚合物塑料和非晶体结构材料,它具有一般金属材料达不到的热稳定性,这样就能够成形的非常容易。新型高分子材料主要是Ecoflx和Ecovio以及Prity材料。第一种材料的是一种特殊的可以降解的材料,它因为较好的弹性和耐候性经常被应用到包装的领域。第二种材料则是触摸起来的质感非常强烈,而且因为是含有凝胶剂聚氨酯的材料所以在外观和形态上可以根据洗好进行改变,这种材料不仅有多样的色彩和舒适的触感,而且无毒无害。新型玻璃材料主要分为纳米金刚材料和视觉控制玻璃以及超薄玻璃三种。纳米金刚玻璃的质地非常的坚硬,这是因为它的表面涂了一层碳,其主要应用在MP3上,金属的质感并且不会留下痕迹,非常的时髦。第二种玻璃中间有一层透明的玻璃和上色玻璃,这种玻璃跟随者电流的变化也会产生变化,这样它便主要能有效的调节我们的生活。第三种材质被称为世界上最薄的玻璃,其因为十分的轻薄主要应用在各种的电子设备屏幕上。其它的新型材料主要是光线互动材料、半透明混凝土和织物材料等。
3.1.2新型功能材料研究如今的新型功能材料主要分为四个方面,能够自我修复、高性能纳米复合稀土材料的、聚异丙基薄膜和具有记忆能力的玻璃。第一种材料的可以在复合物基底的基础上进行自我修复,主要应用在汽车、飞机等微型芯片制造业。第二种主要是可以通过控制薄膜的厚度从而控制硬磁相和软磁相的晶粒排序,此材料如今还在发展阶段。第三种材料的特点是融合了疏水性和亲水性,根据温度的不同有所变化,用此制造服装具有较好的保暖冰凉作用。最后一种材料是运用太阳光和其他光储存能量而后释放的方式进行记忆,这样通过各种线路的照射就能储存信息,其材料采用的是稀土,用途相当广泛。
3.2关于新工艺的应用研究
3.2.1新工艺的分类新型的工艺在工业设计中主要分为新型成型工艺、新型加工工艺和新型表面处理工艺。新型成型工艺主要是分为混动态成型技术、快速成型技术两种。第一种材料的凝练、分散效果极佳,多应用在电子、运输业。第二种材料的柔韧性加好,主要应用于工业设计和绘图等等。新型加工工艺主要分为仿生电火花加工技术、二氧化碳激光切割技术两种。第一种可以将原来的加工直孔或简单弯孔转变成较为复杂的曲线孔,其中研制出来的仿生机器人不仅结构简单、动作敦实,并且加工出来的曲线孔非常的光滑而且形状的简单。第二种是应用借光切割的手段来进行分割,这样的材料清洁、安全没有污染。
3.2.2新工艺的发展方向如今的新型工艺主要体现在各种学科交叉和部门参与的工艺、各种材料的开发和应用更加密集、材料的结构和工艺越加小型的工艺和材料多朝向仿生智能。值得提出的原先的材料主要是被动型,材料和结构都比较单一,很难变成一个智能的东西,如今的材料研究方向是使得其智能化。也就是未来的方向更加的倾向于精密而成型的技术、微细的技术加工和多样化的表面处理等。
4建立工业设计的材料与工业数据库
建立数据库的重要意义。如今的材料和工艺数据库资源非常的分散导致维护和更新阻力非常大,所以建立数据库意义重大。而且工业设计和材料和工艺具备不同往常的特殊性,这不仅要考虑到不同尺寸、形状的材料,也要考虑到材料的外观和性能,所以建立数据库意义重大。最后是工业设计材料和数据库也能使得设计师更加快速直观的获取信息,从而进行更好的设计和创造。
5小结
对于面向工业设计的新材料与新工艺的应用研究,其中提出了很多新材料和工艺,但是还需要建立工业设计的材料和工业数据库。对于新材料和新工业是在一个不断探索的阶段,需要各方的不断努力。
参考文献:
[1]夏燕靖.对我国高校艺术设计本科专业课程结构的探讨[D].南京艺术学院,2007.
[2]马自勤.现代工艺管理及若干关键技术研究[D].大连交通大学,2008.
高分子材料的概述范文6
关键词 热塑性弹性体 TPE 新材料
一、热塑性弹性体概述
自20世纪60年代,橡胶界就提出了热塑性弹性体的概念,并将热塑性弹性体称为继天然橡胶、合成橡胶之后的“第三代”橡胶,属于改性塑料。热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer,以下简称“TPE”)是有机高分子材料,在正常使用温度下,一相为流体;另一相为固体,两相之间相互作用,使得热塑性弹性体在常温下具有橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。TPE是近年来发展较快的一种新型高分子材料,它在世界范围内耗用量的增长速度远远高于通用橡胶品种,加工废料可以回收利用,具有省资源、省能源及生产效率高的特点。
二、总体环境分析
(一)市场需求
根据国际市场研究机构Ceresana近期的报告显示,2014年全球TPE销售额达167亿美元,到2022年将以年率4.7%的速度增长,中、美、日、德是TPE最大的消费国,合计占2014年全球TPE需求的63%。[1]亚太地区是全球TPE需求最大的区域,到2017年TPE需求量在全球TPE需求量中所占份额接近50%,[2]其中中国是TPE需求最大的国家,未来对TPE的需求继续以超过8%的速度增长。
“以塑代钢”、“以塑代木”正在成为人类社会生产和消费的一种趋势,我国目前的塑钢比(塑料消费量:钢铁消费量,体积比)只有4U6,还远远低于发达国家和世界平均水平(美国7U3,德国6U4,世界平均1U1),行业发展潜力巨大。
(二)社会价值
TPE生产工序简单、高效、低加工能耗和可重复加工性,不但能够从根本上解决传统热固性橡胶难以回收再利用的问题,缓解石油资源危机和实现可持续发展的目标,还能够从很大程度上实现节能的目的,使其具有节资、节能双重意义,此外,TPE一般不含卤素和增塑剂,燃烧不会产生有毒物质,潜在的经济效益和社会效益很大,属于可持续发展的“绿色”高分子复合材料。
(三)政策扶持
新材料是战略新兴产业发展的基石。《新材料产业“十二五”发展规划》和《关键材料升级换代工程实施方案》制定产业规模目标2万亿元,并初步制定2020年我国新材料产业的发展路径。“十二五”期间我国新材料产业规模稳步增长,年均复合增速保持25%左右,全国超过80%的地区在战略性新兴产业相关发展规划中选择发展新材料产业,预计“十三五”期间新材料产业仍将保持高速增长。
(四)技术水平
目前国内的TPE尚处于发展的初级阶段,尤其是低端弹性体材料的行业集中度低、产品缺乏差异化、技术门槛低,综合竞争能力处于劣势。国内研发集中在科研院所,企业获得国家研发投入的力度小,只有少数的公司能够持续在研发上投入。因此,在技术创新上与跨国企业存在明显的差距,在高端产品上鲜有能同外资形成强烈竞争的公司。
三、行业环境分析
(一)现有竞争者的竞争
少数的跨国巨头,如科腾、日本三菱、德国胶宝等主导着高端产品的市场份额。具有自主知识产权并不断创新的国内品牌企业,如金发科技、银禧科技、宁波市青湖弹性体科技有限公司等也在逐渐壮大,具备高端产品研发和生产能力的公司,存在明显的竞争优势,而一般企业的产品集中在中低端领域,随着下游客户集中度越来越高,议价能力趋强,导致无法满足下游客户的需求而失去竞争力,甚至逐步退出市场,这类的TPE企业也是数量最多的,其规模普遍偏小,利润较薄。
(二)新进入者的威胁
产品生产工艺并不复杂,但是过程控制严格。一方面是根据客户需求量身订制的原料配方,高品质的产品对配方的要求非常高;另一方面是生产过程中工艺系数的调整,需要大量的行业经验积累。
对于并不具备行业背景的公司,由于存在上述的进入壁垒,一般难以在行业内对既有公司形成有力挑战,但是上游供应商一般是“大而全”的化工巨头,如果TPE存在稳定和巨大的利润空间,则可能会吸引供应商突破壁垒进入行业,供应商可以相对容易向下游延伸产业链,基础材料供应商若改变产品开发方向和产品线的设置,可以迅速转换角色为竞争者。
(三)供应商议价能力
跨国企业在原材料供应方面处于寡头垄断的地位,国内仅中石化和中石油具备较高水平的研发和生产能力,但是大部分高质量原材料主要来自跨国企业。国内企业普遍存在对上游原材料供应商依赖程度较高的风险。上游供应商的稀缺导致TPE公司对于化工巨头的价格调整不具备议价能力。
(四)消费者议价能力
相关标准的实施,进一步促使TPE加快取代部分天然橡胶、合成橡胶和塑料,从而有效增加了下游对TPE的需求,从一定程度上降低了客户的议价能力。
对于普通类的TPE产品,由于生产工艺简单,进入门槛低,市场供应量充足,随着下游细分行业的集中度在日趋提高,所以下游客户对此类的产品和公司具备较强的议价能力。此外,下游客户对TPE行业的要求在持续改变,包括差异化、及时服务、产品生命周期越来越短,作为TPE的供应方需要迅速对下游公司的需求做出回应,并及时满足才可能保持竞争力。
(五)替代品的威胁
TPE内部的产品细分存在替代品,但目前暂无相关产品可以对TPE行业进行有效替代。
四、结论
具备环保性质的新材料TPE在全球范围内有着巨大的市场需求,中国已是TPE需求最大的国家,中国政府将新材料列入战略新兴产业,国内材料工业处在蓬勃发展的态势中,TPE行业下游客户对产品的持续创新,在增加TPE产品需求的同时也对TPE的品类和性质提出更高的要求,发展功能性的TPE产品能够有效建立竞争优势,而技术含量低的普通TPE产品则会陷入价格竞争的红海。国内的TPE公司需要加大研发投入,重点发展功能性的产品,有效区隔竞争对手,而不是通过低价走量的模式挣扎在利润微薄的低端产品中。
(作者单位为广东深圳市平安证券有限责任公司)
参考文献
[1] 热塑性弹性体市场预计将年增长4.7%[J].世界橡胶工业,2015.
[2] 2017年全球热塑性弹性体需求量将达到580t[J].橡胶科技,2014.
[3] 热塑性弹性体行业竞争现状、技术创新和发展趋势[J].中国橡胶,2014.
[4] 关注三类投资机会:细分龙头+模式创新+前沿技术[J].中信证券,2015.