高分子材料的影響

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高分子材料的影響范文第1篇

關(guān)鍵詞 高分子聚合材料；PAM；土壤；物理性質(zhì)；水土保持

中圖分類號 S152 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）22-0163-01

水土流失是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。土壤入滲及保蓄水能力差，同樣的降雨會造成降雨更多地形成地表徑流，沖刷土壤，帶走細(xì)顆粒及有機(jī)成分，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，惡化作物生長的生態(tài)環(huán)境，對國民經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。水土流失問題已經(jīng)納入國家重點治理領(lǐng)域。縱觀我國水土流失治理技術(shù)，主要有建設(shè)工程設(shè)施攔截、種植生物措施改善以及因地制宜采用適宜的農(nóng)業(yè)耕作方式，普遍存在投資大、實施難、效果差的問題。

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采用化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行水土流失治理與研究已經(jīng)成為一個新的研究領(lǐng)域。聚丙烯酰胺（英文簡稱PAM）是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的統(tǒng)稱，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于水處理等以及農(nóng)業(yè)土壤改良[1-2]。為深入探討聚丙烯酰胺在水土流失治理領(lǐng)域的應(yīng)用，開展了大量試驗研究。本文主要針對聚丙烯酰胺對土壤物理性質(zhì)影響方面的試驗研究取得的大量數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行了系統(tǒng)分析和整理。

1 試驗地概況與研究方法

試驗地點位于遼寧省西豐縣泉河水土保持試驗站室內(nèi)試驗小區(qū)進(jìn)行。試驗土壤選用具有代表性的遼西地區(qū)的砂壤土和遼北地區(qū)的中壤土及輕壤土，每種土質(zhì)設(shè)2個處理，即PAM處理和對照（CK）。供試聚丙烯酰胺為遼寧省撫順市化工六廠生產(chǎn)的陰離子型分子量300萬～400萬。試驗小區(qū)長度2.0 m，寬度為0.5 m，小區(qū)土壤初始鋪設(shè)厚度為0.3 m。小區(qū)田面縱向坡度為10°，為盛接小區(qū)徑流和土壤侵蝕量，小區(qū)下游末端均設(shè)出水口和盛水池。試驗降雨系統(tǒng)采用微噴模擬人工降雨，水源為儲水池，供水水泵型號為Qd×2-16-0.25潛水泵，降雨強(qiáng)度控制在60 mm/h，每次降雨歷時控制在3 h。將0.3 g聚丙烯酰胺溶于適量溫水中，再定容在1 000 mL，搖勻后均勻噴施在小區(qū)田面。小區(qū)靜置24 h后，進(jìn)行模擬降雨。降雨完成后，小區(qū)再靜置24 h后進(jìn)行小區(qū)取樣和各項試驗，測定土壤物理性質(zhì)變化[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PAM對土壤沉降系數(shù)的影響

遼西砂壤土在經(jīng)過PAM處理后，沉降系數(shù)由158%增加到172%，增加了9%；遼北地區(qū)的中壤土沉降系數(shù)由原來的144%增加到161%，增加了12%；遼北地區(qū)的輕壤土沉降系數(shù)也增加了8%（表1）。

這些變化表明，PAM能夠改善土壤的沉降系數(shù)，有利于增強(qiáng)土壤的水穩(wěn)性，提高土壤的抗水蝕能力。

2.2 PAM對土壤微團(tuán)聚體的影響

經(jīng)PAM處理后，3種土壤的分散系數(shù)減少了7%～19%，結(jié)構(gòu)系數(shù)增大了3%～8%，這些說明土壤的微團(tuán)聚體在浸水狀況下結(jié)構(gòu)性能增強(qiáng)，提高了土壤微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而有利于土壤的保水和保肥的作用（表2）。

2.3 PAM對土壤團(tuán)聚體的影響

各個試驗區(qū)域經(jīng)PAM處理1 d后進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)降雨后土壤團(tuán)聚體增加、疏松、不板結(jié)，而CK的表層土壤板結(jié)僵硬。試驗結(jié)果表明，土壤使用PAM后，遼西地區(qū)的砂壤土水穩(wěn)定性團(tuán)聚體增加最為明顯，增幅達(dá)到51%（表3），說明PAM對土壤結(jié)構(gòu)有良好的改善作用。

2.4 PAM對土壤滲透性的影響

試驗結(jié)果表明，土壤經(jīng)PAM處理后，土壤滲透系數(shù)比CK增加32%，利于減少地表徑流和雨水入滲，從而降低土壤侵蝕程度，有利于水土保持（表4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

PAM具有改善土壤水穩(wěn)性、改良土壤結(jié)構(gòu)、增大土壤滲透性的作用[4-6]。試驗結(jié)果表明，土壤經(jīng)過PAM處理后，沉降系數(shù)增大8%～12%，分散系數(shù)減少7.1%～28.6%，結(jié)構(gòu)系數(shù)增大3.2%～10.0%。因此，PAM處理后土壤檢測指標(biāo)趨向有利方向變化，表明了土壤保水性能增強(qiáng)。此外，土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量增加4.5%～51.4%，土壤滲透系數(shù)增大32%，團(tuán)聚體明顯改善，微團(tuán)聚體也得到改善。由于土壤結(jié)構(gòu)的改良，其可以為作物生長提供更好的水、肥、氣、熱等條件，使土壤疏松透氣，利于作物增產(chǎn)。此外，PAM不改變土壤的酸堿性。PAM是一種高分子聚合物材料，呈中性，當(dāng)其溶解于水并與土壤顆粒發(fā)生作用時，不影響土壤溶液的酸堿平衡。

3.2 討論

根據(jù)以上試驗結(jié)論，提出以下建議：一是針對不同侵蝕土壤應(yīng)用PAM的治理技術(shù)。遼寧省現(xiàn)有坡耕地73.33萬hm2，這些耕地低產(chǎn)薄收的主要原因之一是水土流失嚴(yán)重，為了進(jìn)一步認(rèn)識PAM的上述作用，建議按不同土質(zhì)建立較大規(guī)模的試驗觀測區(qū)，來探索不同侵蝕土壤應(yīng)用PAM的治理技術(shù)。二是利用PAM減緩水庫淤積。遼寧省多泥沙河流及多泥沙水庫現(xiàn)存的泥沙淤積問題比較嚴(yán)重，建議在其集水范圍內(nèi)的水土流失嚴(yán)重地段，建立較大規(guī)模的試驗觀測區(qū)，應(yīng)用PAM進(jìn)行保護(hù)多泥沙河流的河道和減少整治工程量的研究，以減緩多泥沙水庫的淤積過程，延長水庫有效使用壽命，發(fā)揮水庫工程的更大效益。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)瑞.水溶性高分子[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998：84-171.

[2] 劉孝義.土壤物理化學(xué)及土壤改良研究法分析[M].沈陽：遼寧科技出版社，1982.

[3] 韓鳳朋，鄭紀(jì)勇，李占斌，等.PAM對土壤物理性狀以及水分分布的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010（4）：70-74.

[4] 于健，雷廷武，SHAINBERG I，等.不同PAM施用方法對土壤入滲和侵蝕的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010（7）：38-44.

高分子材料的影響范文第2篇

關(guān)鍵詞:高分子材料 化學(xué) 分子

中圖分類號:U465.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。

一、按特性分析高分子材料

高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。

①橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產(chǎn)生較大形變,除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。

②高分子纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料,經(jīng)過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結(jié)晶聚合物。

③塑料是以合成樹脂或化學(xué)改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。

④高分子膠粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應(yīng)用較多的是合成膠粘劑。

⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質(zhì),添加溶劑和各種添加劑制得。根據(jù)成膜物質(zhì)不同,分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復(fù)合材料是以高分子化合物為基體,添加各種增強(qiáng)材料制得的一種復(fù)合材料。它綜合了原有材料的性能特點,并可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計。

二、現(xiàn)代新型高分子材料

高分子材料包括塑料,盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機(jī)材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展,但目前業(yè)已大規(guī)模生產(chǎn)的還是只能尋常條件下使用的高分子物質(zhì),即所謂的通用高分子,它們存在著機(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展,這樣就出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

1.高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機(jī)物、無機(jī)物的溶液等分離技術(shù)相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類。現(xiàn)在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機(jī)硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應(yīng)用高分子分離膜能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節(jié)約能源:利用反滲透進(jìn)行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。

2.高分子磁性材料

高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物的新應(yīng)用領(lǐng)域的同時,而賦予磁與高分子的傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結(jié)或鑄造成磁性體,現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應(yīng)運而生了。這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等特點。

3.光功能高分子材料

光功能高分子材料,是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導(dǎo)材料、光記錄材料、光加工材料、光學(xué)用塑料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以制成品種繁多的線性光學(xué)材料,又可以開發(fā)出非線性光學(xué)元件,如儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機(jī)玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學(xué)反應(yīng),可以開發(fā)出在電子工業(yè)和印刷工業(yè)上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉(zhuǎn)換特性,可制成光導(dǎo)電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機(jī)械應(yīng)力而變化的特性,可開發(fā)出光彈材料,用于研究力結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的應(yīng)力分布等。

4.高分子復(fù)合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。高分子復(fù)合材料最大優(yōu)點是博各種材料之長,如高強(qiáng)度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì),根據(jù)應(yīng)用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質(zhì)的材料,制成滿足需要的復(fù)合材料。高分子復(fù)合材料分為兩大類:高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和高分子功能復(fù)合材料。以前者為主。高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料包括兩個組分:①增強(qiáng)劑。為具有高強(qiáng)度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料。

三、高分子材料的合成與加工

高分子材料的影響范文第3篇

關(guān)鍵字：新型高分子材料；高分子材料應(yīng)用；新型高分子材料的開發(fā)

引言：

高分子材料是指由相對分子質(zhì)量較大的化合物分子構(gòu)成的材料。按其來源，高分子材料可分為天然，合成，半合成材料，包括了塑料，合成纖維，合成橡膠，涂料，粘合劑和高分子基復(fù)合材料。從1907年高分子酚醛樹脂的出現(xiàn)以來，高分子材料因其普遍具有許多金屬和無機(jī)材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展。然而，現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)的還只是在尋常條件下能夠使用的高分子物質(zhì)，即通用高分子。它們存在著機(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點，而現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展對高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的開發(fā)與應(yīng)用尤為重要。納米、導(dǎo)電、生物醫(yī)用、生物可降解、耐高溫、高強(qiáng)度、高模量、高沖擊性、耐極端條件等高性能的新型高分子材料的開發(fā)與應(yīng)用不但能解決現(xiàn)階段的高分子材料所面臨的問題，而且也將積極地推動高分子材料向功能化、智能化、精細(xì)化方向的發(fā)展。與此同時，我國十二五計劃也將高分子材料的開發(fā)研究納入了其中，作為其重要研究方向之一的新型高分子材料的開發(fā)研究必將會極大地推動我國材料技術(shù)的發(fā)展。

一、簡述高分子材料

1.高分子材料

高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。基本成分為聚合物，或以其含有的聚合物的性質(zhì)為其主要性能特征的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，通常分子量大于10000，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合體。

2.國內(nèi)外高分子材料開發(fā)現(xiàn)狀

高分子材料與金屬材料和無機(jī)非金屬材料共同構(gòu)成了應(yīng)用性材料科學(xué)的最重要的三個領(lǐng)域。高分子材料憑借其獨特的優(yōu)勢占領(lǐng)了巨大的市場。

世界高分子材料工業(yè)正在高速地發(fā)展著。世界合成樹脂量從1950年的1.5M工增長到2005年的212M工，每年大概以5%的增長率在迅速地增長。現(xiàn)在塑料的產(chǎn)量早已超過了木材和水泥等結(jié)構(gòu)材料的總產(chǎn)量。合成橡膠的產(chǎn)量也已超過了天然橡膠，而合成纖維的年產(chǎn)量在上個世紀(jì)80年代就已經(jīng)達(dá)到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。對于我國而言，目前我國是世界上最大的樹脂進(jìn)口國，每年進(jìn)口的樹脂數(shù)量大約是世界樹脂總貿(mào)易的25%到30%。我國的樹脂合成工業(yè)正高速地發(fā)展當(dāng)中，樹脂合成能力也在飛速地提高中。然而與西方發(fā)達(dá)國家仍然存在著差距。

3.開發(fā)新型高分子材料的重要意義和途徑

自上世紀(jì)30年代高分子材料的出現(xiàn)開始到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學(xué)不再只是滿足與對基礎(chǔ)高分子材料的開發(fā)研究，從90代開始，科學(xué)家們就將注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料開發(fā)上。現(xiàn)代工業(yè)對于新型高分子材料的需求日益強(qiáng)烈。像納米高分子材料，通常是將納米微粒與聚合物基材進(jìn)行復(fù)合，利用其特殊性質(zhì)來開發(fā)新產(chǎn)品，這比研究全新的聚合物材料投資少，周期短，生產(chǎn)成本低。與普通改性材料不同，納米粒子具有特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，這些效應(yīng)的綜合作用導(dǎo)致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，納米粒子巨大的比表面積產(chǎn)生的表面效應(yīng)，可使經(jīng)納米粒子改性后的高分子材料的機(jī)械性能、熱傳導(dǎo)性、觸媒性質(zhì)、破壞韌性等均與一般材料不同，有的材料還具有了新的阻燃性和阻隔性。

新型高分子材料的開發(fā)主要是集中在制造工藝的改進(jìn)上，以提高產(chǎn)品的性能，減少環(huán)境的污染，節(jié)約資源。就目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發(fā)仍然是高分子材料技術(shù)開發(fā)的熱點之一。在開發(fā)新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合和微乳液聚合的工業(yè)化。在第二次世界大戰(zhàn)中發(fā)展起來的高分子復(fù)合技術(shù)，以及出現(xiàn)于50年代的高分子合金化技術(shù)后。新的復(fù)合技術(shù)和合金化技術(shù)層出不窮。新型高分子材料的開發(fā)，不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對于材料工業(yè)的高要求，更能夠促進(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)能力，更能體現(xiàn)出現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

二、新型高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)代高分子材料是相對于傳統(tǒng)材料如玻璃而言是后起的材料，但其發(fā)展的速度應(yīng)用的廣泛性卻大大超越了傳統(tǒng)材料。高分子材料既可以用于結(jié)構(gòu)材料，也可以用于功能材料。

現(xiàn)階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子復(fù)合材料這幾大類：

第一，高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過的半透性薄膜。采用這樣的薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，與以往傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，更加的省能、高效和潔凈等，被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。

第二，高分子磁性材料是磁與高分子材料相結(jié)合的新的應(yīng)用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺點。將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料，這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料，比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等。

第三，光功能高分子材料，是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，應(yīng)用也很廣泛。

第四，高分子復(fù)合材料是指高分子材料和不同性質(zhì)組成的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。高分子復(fù)合材料最大優(yōu)點具有各種材料的長處，如高強(qiáng)度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì)。

這些新型的高分子材料在人類社會生活，工業(yè)生產(chǎn)，醫(yī)藥衛(wèi)生和尖端技術(shù)等方方面面都有著廣泛的應(yīng)用。例如，在生物醫(yī)用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）新型高分子材料是腹壁缺損修復(fù)的高效材料：在工業(yè)污水的處理上，在不添加任何藥劑的情況下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：開發(fā)的聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂復(fù)合材料，這些材料比強(qiáng)度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料；同樣，在藥物傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用新型高分子材料，在藥劑學(xué)中應(yīng)用，在包轉(zhuǎn)材料中的應(yīng)用等等。新型高分子材料已經(jīng)滲透于人類生活的各個方面。

三、綜述

材料是人類用來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來越能影響人類的生活。新型高分子材料的不斷開發(fā)像納米技術(shù)、熒光技術(shù)、導(dǎo)電技術(shù)、生物技術(shù)等的實施必將使得高分子材料在工業(yè)化的應(yīng)用中不斷進(jìn)步。區(qū)別于我們已經(jīng)開發(fā)研究成熟的一些傳統(tǒng)材料，高分子材料的研究開發(fā)存在著無窮的潛力。正如一些科學(xué)家預(yù)言的那樣，新型高分子材料的開發(fā)將有可能會帶來現(xiàn)代材料界的一次重大革命。

參考文獻(xiàn)：

[1]程曉敏，高分子材料導(dǎo)論[M]，安徽大學(xué)出版社2006，

[2]于金海，應(yīng)用新型可降解材料修復(fù)腹壁缺損的實驗研究[J].中國知網(wǎng)論文總庫2010

[3]趙利利，論新型高分子材料的開發(fā)與應(yīng)用[J]，科技致富向?qū)В?011.（02）.

高分子材料的影響范文第4篇

【關(guān)鍵詞】高分子材料 合成應(yīng)用 綠色戰(zhàn)略

綠色化學(xué)的概念從提出到現(xiàn)在一直備受關(guān)注，我國的化學(xué)研究工作中也逐漸重視綠色和環(huán)保的理念。尤其是在高分子材料的研究方面，人們更傾向于無毒的環(huán)保的生產(chǎn)過程。近來，高分子材料的綠色化學(xué)有了新的進(jìn)展，高分子材料合成與應(yīng)用中的綠色戰(zhàn)略已經(jīng)形成。

1 原材料本身的無毒化

在現(xiàn)今的高分子化學(xué)材料的研究過程中我們逐漸引進(jìn)了生物降解的技術(shù)來保證高分子化學(xué)材料本身的無毒和綠色，這也是化學(xué)研究的一大熱門領(lǐng)域。用生物來降解高分子化學(xué)材料的方式應(yīng)用較為廣泛，降解的高分子材料包括了天然的有機(jī)高分子材料和合成的有機(jī)高分子材料。這種技術(shù)對淀粉、海藻酸、聚氨基酸等各種高分子的研究非常實用。目前，醫(yī)藥領(lǐng)域的許多材料多采用這種綠色無毒的形式來進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到和人體的和諧相容。

2 高分子原料合成朝無毒化方向發(fā)展

高分子原料的合成也在向綠色的方向發(fā)展。在化學(xué)合成過程中，許多高分子化學(xué)材料的合成可以采用一步催化的方式來完成，轉(zhuǎn)化利用率可以達(dá)到百分之一百。而且這種過程避免了使用有毒的化學(xué)催化劑，改變了傳統(tǒng)的操作模式。例如已二酸的合成就是采用生物合成的技術(shù)，使其生產(chǎn)過程完全綠色化，安全可操作。傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷是采用兩步反應(yīng)的方式，而且中間使用了氯氣。這種氣體帶有一定的毒性會造成環(huán)境的污染。但現(xiàn)在，國內(nèi)外已經(jīng)改變了這種生產(chǎn)方法，采用的催化氧化的方法使原材料在制作反應(yīng)的過程中完全利用，而不產(chǎn)生有的物質(zhì)來污染環(huán)境。目前，在進(jìn)行制作合成化學(xué)材料的過程中，許多都在逐步改善材料合成產(chǎn)生有毒廢棄物的或排放物的情況，朝著綠色生態(tài)環(huán)保的方向發(fā)展。

3 合成原料的綠色化

生活物質(zhì)材料中有許多都是采用高分子合成的原料制造的。尤其是醫(yī)用材料，這些材料在使用的過程中必須保證無毒，而且必須是生物可降解、可以為人體的免疫系統(tǒng)所接受的。因此，對合成原料的要求必須是綠色的、安全的。近年來，在這方面，國內(nèi)外已經(jīng)取得了較多的成就。

1988年在荷蘭有相關(guān)學(xué)著就在研究聚乳酸類網(wǎng)狀彈性體材料，這種材料完全采用綠色原料合成，并且可以被生物所降解。他們用賴氨酸二異氰酸醋等擴(kuò)鏈了由肌醇、L--丙交酯等生成的星形預(yù)聚體。LDI可以稱為“綠色”的二異氰酸酯擴(kuò)鏈劑，因為LDI擴(kuò)鏈部分最終的降解產(chǎn)物是乙醇、賴氨酸等，這些降解產(chǎn)物都是無毒的，完全可以進(jìn)行生物利用。在這一聚合物生成的過程中，不僅最終的產(chǎn)物是環(huán)保安全的，而且其原料肌醇是人體所需的維生素之一，乳酸、6―烴基己酸等在生物醫(yī)學(xué)上頗為常見，也是一些安全的、“綠色”的物質(zhì)，可以說這一過程接近于“完全綠色”。1994年strey等學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的研究，合成了與該綠色試劑LDI聚乳酸衍生物，用高結(jié)晶性的聚乙醇酸纖維為增強(qiáng)材料，制備了無毒的、可生物吸收的骨科固定復(fù)合材料。

4 催化劑的綠色化

在聚乳酸類材料研究過程中，雖然目前的高分子原材料和聚合物都實現(xiàn)了基本的綠色化、無毒化，但在這過程中大家可能會忽略一個因素，那就是催化劑的使用安全問題。例如聚乳酸化合物的生成過程中大多采用辛酸亞錫作為中間催化劑，加快化學(xué)反應(yīng)的過程。但是這種催化劑由于含有錫鹽成分可能會具有生理毒性，如果是人體吸收可能會造成中毒的情況。相比而言，用生物酶作催化劑就顯得安全可靠。使用生物酶催化的瓶頸在于酶的種類有限問題，致使一些化學(xué)反應(yīng)找不到相應(yīng)的生物酶進(jìn)行催化。在目前的高分子聚合物當(dāng)中，雖然一些加聚反應(yīng)的原子利用率可以達(dá)到100%，但是各種催化劑和添加劑的使用對安全情況造成的影響卻不能忽視。尤其是在醫(yī)用物品當(dāng)中，必須對這些材料的安全性進(jìn)行試驗和考核。催化劑的綠色化道路的發(fā)展還值得我們進(jìn)一步努力探索。

5 合成高分子材料的安全應(yīng)用

人工合成的高分子材料可能會對環(huán)境存在一定的危害，對不可利用的高分子材料的垃圾處理也得考慮到綠色無毒的問題。我們必須選擇正確的方法來安全使用這些高分子材料。

對于可用生物降解的高分子合成材料可以采用填埋的方式進(jìn)行處理。對于不可生物降解的高分子材料廢物進(jìn)行分類，主要分為可回收利用的廢物和不可回收利用的廢物。將可回收的高分子材料分類進(jìn)行整理，實現(xiàn)循環(huán)利用，減少資源的浪費。對于可焚燒的高分子材料可以進(jìn)行焚燒處理，還可以將垃圾焚燒過程中釋放的熱能加以利用。

（1）對可以再生與循環(huán)使用的環(huán)境惰性高分子材料，如 PP、PE、PET、尼龍 66、PMMA、PS 等，應(yīng)盡可能地再次利用，盡可能避免使用填埋方法處理環(huán)境惰性塑料垃圾。

（2）PP、PE等聚烯烴具有很高的熱值，與燃料油相當(dāng)，并且具有無害化燃燒特性。因此，可以將這些高分子材料燃燒產(chǎn)生的巨大熱能轉(zhuǎn)化為電能或者其他形式的能源，避免熱能污染。目前，順利實施城市生活垃圾變電能的關(guān)鍵是將 PVC 除開，避免與PP、PE等混雜，避免造成能源回收困難而浪費能源。

（3）對 PVC 應(yīng)合理使用。PVC 的制造、加工、使用和廢棄物的處理，都涉及環(huán)境問題，其中最危險的是PVC 廢棄物的處理。PVC的加工過程使用的添加劑非常多，使用不當(dāng)就會使材料中的有毒物質(zhì)滲出，應(yīng)該盡量避免其與食物和醫(yī)藥產(chǎn)品的接觸。PVC廢棄物處理要盡可能避免使用焚燒的方式，因為這種高分子材料在焚燒的過程中會產(chǎn)生毒性物質(zhì)，對環(huán)境造成的傷害非常大。應(yīng)盡快使 PVC退 出包裝、玩具 、地膜等使用周期短的應(yīng)用領(lǐng)域；同時，鑒于PVC具有節(jié)約天然資源、適用性廣、價格低廉、難燃、血液相容性好等優(yōu)點，應(yīng)加強(qiáng)對 PVC 生產(chǎn)、加工、使用、廢棄物處理等方面的研究。

6 結(jié)語

高分子材料合成與應(yīng)用的綠色化、無毒化、安全化會是將來高分子材料化學(xué)發(fā)展的熱潮，結(jié)合高分子材料特有的實用性因素來建立高分子材料綠色戰(zhàn)略的系統(tǒng)，可以使高分子材料化學(xué)朝著更加全面的、長遠(yuǎn)的綠色化道路發(fā)展。

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高分子材料的影響范文第5篇

關(guān)鍵詞：高分子材料；導(dǎo)電；2000年諾貝爾化學(xué)獎；摻雜乙炔

說到導(dǎo)電高分子材料，我們就不得不談?wù)勂錁?gòu)成，導(dǎo)電高分子是由具有共軛π鍵的高分子經(jīng)過化學(xué)或者電化學(xué)“摻雜”，使其由絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體的一類高分子材料。也有一些人認(rèn)為，某一類具有導(dǎo)電功能（包括半導(dǎo)電性、金屬導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性）、電導(dǎo)率在10-6S/m以上的物質(zhì)與高分子聚合物混合后的產(chǎn)物也可以稱之為導(dǎo)電高分子材料。

導(dǎo)電高分子材料的特點：

第一，室溫電導(dǎo)率范圍大，導(dǎo)電高分子材料的電導(dǎo)率可以在絕緣體與半導(dǎo)體導(dǎo)電區(qū)間內(nèi)變化。目前為止，任何一種高分子材料都不能進(jìn)行比擬，擁有很廣闊的前景，可以用于線路信號的屏蔽、特種導(dǎo)線的選材、防靜電等一系列用途。

第二，絕緣體與半導(dǎo)體之間轉(zhuǎn)換完全可逆，由于其是由共軛π鍵的高分子經(jīng)過化學(xué)或者電化學(xué)“摻雜”，將絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體的高分子材料，因而將導(dǎo)電高分子材料通過特殊技術(shù)，將其“脫雜”，就可以變成絕緣體，將其“摻雜”，就可以成為半導(dǎo)體，這也是導(dǎo)電高分子材料的一大特性。

第三，絕緣體與半導(dǎo)體之間氧化還原完全可逆，一切物質(zhì)的反應(yīng)都伴隨著能量的變化，而所有的物質(zhì)都會進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，而導(dǎo)電高分子材料在摻雜、“脫雜”過程中，發(fā)生了氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)，因此，其氧化還原也是完全可逆的。

總的來說，導(dǎo)電高分子材料由于具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導(dǎo)率可在十?dāng)?shù)個數(shù)量級的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)等特點，不僅可成為多種金屬材料和無機(jī)導(dǎo)電材料的替代品，而且已成為工業(yè)部門和尖端技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的一類高分子材料。在黑格等人才發(fā)現(xiàn)第一個導(dǎo)電的高分子材料后，科學(xué)家們又相繼開發(fā)出了聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物等能導(dǎo)電的高分子材料。

導(dǎo)電高分子材料的用途：

導(dǎo)電高分子材料具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)可逆性，可用作充電電池的電極材料。利用聚乙炔薄膜制作的可充電電池，經(jīng)300次循環(huán)充放電試驗后，充放電效果依舊沒有明顯的衰退，這樣的試驗足以說明導(dǎo)電高分子材料已具有商業(yè)應(yīng)用價值。而美國科學(xué)家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固態(tài)電介質(zhì)膜試制了光電池試驗后，更加向我們證明了這種重量較輕、易成形、工藝簡單，并能生成大面積膜，且綠色環(huán)保的導(dǎo)電高分子材料具有十分誘人的發(fā)展前景。

經(jīng)過世界范圍內(nèi)科學(xué)家們多年的廣泛研究，導(dǎo)電高分子材料在新能源材料方面的應(yīng)用已獲得了很大的發(fā)展，但離實際大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用還有一定的距離。由于其加工性不好、價格較其他的導(dǎo)電材料昂貴、穩(wěn)定性不高等因素，并沒有很快地進(jìn)入大眾家庭中。

導(dǎo)電高分子材料通常分為復(fù)合型和結(jié)構(gòu)型兩大類：

第一，復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料。由通用的高分子材料與各種導(dǎo)電性物質(zhì)通過分散聚合、層積復(fù)合或表面形成導(dǎo)電膜的方式制得。常用的導(dǎo)電填料有炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等。其由于復(fù)合方式的不同又可分為表面鍍膜型（將金屬等導(dǎo)電材料通過各種工藝方法涂覆于聚合物材料的表面，使其形成具有導(dǎo)電特性的聚合物材料）和復(fù)合填充型（通常在絕緣體中加入導(dǎo)電性填料，填充劑采取一定方法而制得）。主要品種有導(dǎo)電塑膠、導(dǎo)電纖維織物、導(dǎo)電涂料以及透明導(dǎo)電薄膜等。其性能與導(dǎo)電填料的種類、用量、粒度和狀態(tài)以及它們在高分子材料中的分散狀態(tài)有很大的關(guān)系。

第二，結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料。是指高分子結(jié)構(gòu)本身或經(jīng)過摻雜之后具有導(dǎo)電功能的高分子材料。根據(jù)電導(dǎo)率的大小又可分為高分子半導(dǎo)體、高分子金屬和高分子超導(dǎo)體。導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)特點是必須要具有線型或面型大共軛體系，在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進(jìn)行導(dǎo)電，電導(dǎo)率一般在半導(dǎo)體的范圍。采用摻雜技術(shù)可使這類材料的導(dǎo)電性能大大提高。例如，摻雜乙炔結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料用于試制輕質(zhì)塑料蓄電池、太陽能電池以及傳感器件等。但目前這類材料由于技術(shù)不成熟，還存在各種問題，尚未進(jìn)入實用階段。

在電子工藝方面，導(dǎo)電高分子材料取得了突破性的進(jìn)展：

第一，電解沉淀中的應(yīng)用。以往使用沉淀方法印刷電路的過程中，首先在基板上鍍上一層金屬銅，過去的沉淀方法需要催化劑才可完成，而這些催化劑往往有毒。而現(xiàn)在，使用新型導(dǎo)電高分子材料，如將聚吡咯作為預(yù)涂層，涂在基板上，可以避免以上的問題，且無毒、加工簡單、附著性好、沉淀在涂層上的金屬不易剝離，還可以實現(xiàn)穿孔電鍍。

第二，在電容器上的應(yīng)用。在兩電極間加入高分子固體電解質(zhì)，施加一低于電極和電解質(zhì)分解電位電壓的直流電壓，通過電流的導(dǎo)通作用使離子向一端電極移動，從而使電解質(zhì)和電極之間形成雙電層，這種雙電層具有容量大的特性，可作為高容量的電容器。

第三，傳感器方面的應(yīng)用。在固體電解質(zhì)中有許多材料對離子的透過具有選擇性，因此高分子固態(tài)電解質(zhì)薄膜兩側(cè)如果出現(xiàn)了某種特定離子的濃度差，通過測定其產(chǎn)生的電動勢，就能將高分子固體電解質(zhì)用作離子傳感材料。這種傳感材料同時具有不必活化、響應(yīng)速度快、重現(xiàn)性好、內(nèi)阻小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

在美國和歐洲，導(dǎo)電高分子聚合物的回收已經(jīng)從90年代的機(jī)械回收發(fā)展到原料回收和焚燒能量回收一體化。相比之下，我國在該領(lǐng)域的起步較晚，隨著對導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電機(jī)理研究的不斷深入，由于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料具有極強(qiáng)的可設(shè)計性，在我國一般采用以下兩種方法回收廢棄材料：

第一，物理法回收利用廢舊導(dǎo)電高分子材料，對廢舊高分子材料經(jīng)收集、分離、提純、干燥等程序之后，加入穩(wěn)定劑等各種助劑，重新造粒，并進(jìn)行再次加工生產(chǎn)的過程。對于導(dǎo)電高分子材料來說，物理法是最為合適的方法了，早在導(dǎo)電高分子材料的生產(chǎn)公司在單體的選擇、合成、材料的制備階段就考慮到材料使用后可回收利用性，制備易于解聚、降解、可循環(huán)再生利用的導(dǎo)電高分子材料。為材料使用后的降解、解聚創(chuàng)造條件。

第二，通過燃燒廢舊導(dǎo)電高分子材料的能量回收。

在不久的將來，功能強(qiáng)大的導(dǎo)電高分子材料必然會廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，勢必會產(chǎn)生越來越多的聚合物廢料。充分利用資源和減少環(huán)境污染是人們使用這一材料的最終目的，在世界能源日趨緊張的情況下，循環(huán)利用顯得更為重要。我們應(yīng)將更加致力于材料的循環(huán)研究，應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)、現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)、設(shè)計和優(yōu)化等，消除這一類物質(zhì)對環(huán)境的影響。

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作者簡介：劉宇航（1995―），男，遼寧興城人，沈陽理工大學(xué)。