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高分子材料的力學(xué)性能范文第1篇

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(jiǎn)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(wàn)、上千萬(wàn)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(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)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?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門(mén)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(lèi)社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類(lèi)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)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(lèi)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(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類(lèi)社會(huì)的重大變革，材料是人類(lèi)文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開(kāi)高分子材料，家家離不開(kāi)高分子材料，處處離不開(kāi)高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)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(lèi)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(lèi)叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車(chē)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(kāi)發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類(lèi)的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類(lèi)和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開(kāi)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(chē)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(wàn)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(shù)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(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)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(lái)，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(jiǎn)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(guò)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(shù)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(zhǎng)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(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)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(lái)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(kāi)展的綠色化學(xué)過(guò)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(guó)人,1997,(11)

[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應(yīng)用進(jìn)展[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版,2002,(01).

高分子材料的力學(xué)性能范文第2篇

本書(shū)分為2部分，第1部分 著眼于聚合物材料在農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)化學(xué)品中的使用，第二部分聚焦聚合物材料在食品中的角色，共包含6章：1.高分子材料的制備和性能，介紹合成活性高分子材料和復(fù)合材料的背景知識(shí)及其物理和力學(xué)性能；2.高分子材料在種植和植被保護(hù)中的應(yīng)用，分別描述了高分子材料用于作物生長(zhǎng)、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)建筑材料、水處理和水管理方面的作用；3.高分子材料用于控制釋放農(nóng)業(yè)化學(xué)品，主要描述了在農(nóng)業(yè)中使用的高分子材料作為在農(nóng)業(yè)化學(xué)中緩釋劑，能長(zhǎng)時(shí)間避免活性劑被雨水和灌溉沖走；4.高分子材料在食品加工工業(yè)中的應(yīng)用，主要介紹活性高分子在解決常規(guī)的食品加工生產(chǎn)中問(wèn)題的基本原則，如制糖工業(yè)、果汁飲料和飲用水；5.高分子食品添加劑，主要介紹了以色素、抗氧化劑、甜味劑為代表的一系列高分子食品添加劑在食品中的使用情況；6.高分子材料在食品包裝和保護(hù)中的應(yīng)用，主要介紹了高分子材料在傳統(tǒng)食品包裝、金屬食品罐頭、可生物降解包裝等方面的應(yīng)用。

作者撰寫(xiě)本書(shū)的目的是：（1）介紹最新報(bào)道的使用活高分子材料的方法，它在農(nóng)業(yè)中解決了與傳統(tǒng)農(nóng)藥相關(guān)的經(jīng)濟(jì)和公共衛(wèi)生問(wèn)題；（2）旨在獲得綠色化學(xué)的新技術(shù)，它可以滿足工業(yè)和農(nóng)業(yè)食品生產(chǎn)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

本書(shū)可供高分子材料領(lǐng)域的研究生和研究人員閱讀參考，對(duì)于食品安全、農(nóng)業(yè)和植被保護(hù)感興趣的讀者也是有用的參考書(shū)。

高分子材料的力學(xué)性能范文第3篇

高分子的概念

首先，什么是高分子？從化學(xué)角度來(lái)定義，高分子是由分子量很大的長(zhǎng)鏈分子所組成，而每個(gè)分子鏈都是由共價(jià)鍵聯(lián)合的成百上千的一種或多種小分子構(gòu)造而成。我們?nèi)粘Ｋ佑|到的大分子、聚合物以及高聚物都可以稱為高分子。高分子通常有如下兩個(gè)特點(diǎn)：1.高分子的分子量很高，其相對(duì)分子量為1萬(wàn)～100萬(wàn)，很高的分子量也賦予了高分子材料很高的機(jī)械強(qiáng)度，從而決定了它們具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2.高分子的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，一般材料的性能是由材料的結(jié)構(gòu)所決定的，我們可以根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法制出不同性能的高分子材料。

高分子材料發(fā)展歷史

高分子一詞的產(chǎn)生不足一百年，最早于1922年由著名德國(guó)化學(xué)家赫爾曼·施陶丁格提出，但其應(yīng)用卻已有幾千年的歷史。從人類(lèi)最開(kāi)始利用蠶絲、棉、毛等織成織物，到后來(lái)用木材、棉、麻等造紙，人類(lèi)在利用這些天然高分子作為生活資料和生產(chǎn)資料中不斷進(jìn)步。到了19世紀(jì)30年代，天然高分子衍生物即改性或半合成天然高分子材料被使用，其中典型代表就是硫化橡膠和硝化纖維素的使用。1907年出現(xiàn)合成高分子——酚醛樹(shù)脂，標(biāo)志合成高分子時(shí)代的到來(lái)，從此，合成高分子材料逐漸在諸多領(lǐng)域大放異彩。如今，高分子材料已經(jīng)成為社會(huì)進(jìn)步中不可或缺的基石，在日常生活、國(guó)防工業(yè)、科技發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域占有舉重輕重的地位。

高分子材料分類(lèi)

如上所述，高分子按來(lái)源可以分為天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大類(lèi)。天然高分子是存在于動(dòng)物、植物及生物體內(nèi)的天然物質(zhì)，如植物中的淀粉、纖維素、棉、麻等以及動(dòng)物中的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、毛發(fā)等等。天然高分子可通過(guò)化學(xué)改性成天然高分子衍生物，從而改變其加工性能和使用性能，例如硫化橡膠、硝酸纖維素等。合成高分子是指自然界中不存在，通過(guò)化學(xué)方法合成的高分子，如我們常見(jiàn)的聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍等等。與天然高分子材料相比，合成高分子材料通常具有較好的力學(xué)性能、低密度、耐腐蝕性、耐磨性等一系列優(yōu)異的性能。

此外，高分子材料根據(jù)其應(yīng)用功能又可以分為通用高分子材料及功能高分子材料。

通用高分子材料是指能夠通過(guò)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，并普遍應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、電子工業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)主要領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ畹母叻肿硬牧?，如塑料、橡膠、纖維、粘合劑、涂料等。通用高分子材料給人類(lèi)生活帶來(lái)了極大的改變。以使用最多的塑料、橡膠和纖維為例，塑料的使用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，從日常食品、化妝品、藥瓶等包裝，到建材管道、電子器件、家居裝修及日常用品，再到汽車(chē)、火車(chē)裝飾甚至航天設(shè)施。橡膠主要是用來(lái)制作輪胎，除此之外，由橡膠作為原材料制作的密封制品（密封條、橡膠圈等）、膠管、傳動(dòng)帶及安全制品等在汽車(chē)、航空航天及國(guó)防裝置中都發(fā)揮著極其重要的作用。合成纖維的出現(xiàn)首先解決了天然纖維種植的制約，隨后隨著技術(shù)的進(jìn)步，從我們常穿的的確良（滌綸）、尼龍（錦綸）等，到消防員所穿的聚酰亞胺防火服，以及防彈衣中的碳纖維都屬于合成纖維。合成纖維性能優(yōu)異，能夠滿足不同領(lǐng)域需求的纖維得到廣泛應(yīng)用。

功能高分子材料一般是指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料。其突出特點(diǎn)在于其特殊的光、電、磁、催化等性能，具體如光敏高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、鐵磁性高分子材料以及生物高分子材料。因其功能的獨(dú)特性，功能高分子材料在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。如光?dǎo)高分子材料用于靜電復(fù)印、噴墨打印等領(lǐng)域，極大地提高了辦公效率；導(dǎo)電功能高分子材料用于電池、電路、精密儀器等，大大提高了傳導(dǎo)效率；高分子分離膜在水污染處理、物質(zhì)分離等環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，降低了生產(chǎn)處理成本，利于環(huán)境保護(hù)；最后還有與生命息息相關(guān)的生物醫(yī)用功能高分子材料，在人工器官、外科修復(fù)以及藥物及藥物釋放等方面，獲得越來(lái)越多的關(guān)注。

高分子材料的未來(lái)發(fā)展

高分子材料的力學(xué)性能范文第4篇

關(guān)鍵詞：液晶　液晶高分子　應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN15　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2011)004-031-01

1　引言

液晶高分子材料是在一定條件下可以液晶態(tài)存在的高分子所加工制成的材料，較高分子量和液晶有序的有機(jī)結(jié)合使液晶高分子材料具有一些優(yōu)異的特性。例如，液晶高分子材料具有非常高的強(qiáng)度和模量，或具有很小的熱膨脹系數(shù)，或具有優(yōu)良的電光性質(zhì)等等。研究和開(kāi)發(fā)液晶高分子材料，不僅可以提供新的高性能材料從而促使技術(shù)的進(jìn)步和新技術(shù)的產(chǎn)生，同時(shí)可以促進(jìn)高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)、高分子加工以及高分子應(yīng)用等領(lǐng)域的發(fā)展。因此，研究液晶高分子材料具有重要意義。

2　液晶高分子材料的發(fā)展

液晶高分子存在于自然界很多物質(zhì)中，像是生物體中的纖維素、多肽、核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞及細(xì)胞膜等都存在液晶態(tài)。液晶的原理首先在1888年由奧地利植物學(xué)家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh，Chem,9,421，1888)提出，之后，德國(guó)科學(xué)家O，Lehamann驗(yàn)證了液晶的各向異性，他建議將其命名為Fliess，endekrystalle，在英語(yǔ)中也就是液晶(Liquid Crystal或簡(jiǎn)化為L(zhǎng)C)。19世紀(jì)60年代，人們發(fā)現(xiàn)聚對(duì)苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中，和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)本二胺溶解在濃硫酸中，都可以形成向列型液晶(根據(jù)分子排列的形式和有序性不同，液晶有三種不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型：近晶型、向列型和膽甾型。向列型液晶只保留著固體的一維有序性，具有較好的流動(dòng)性)。剛性分子鏈在溶液中伸展，當(dāng)其濃度達(dá)到臨界濃度時(shí)由于部分剛性分子聚集在一起形成有序排列的微區(qū)結(jié)構(gòu)，使溶液由各向同性向各向異性轉(zhuǎn)變，由此形成了液晶。隨即，美國(guó)杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纖維PPTA(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)，標(biāo)志著液晶高分子研究工業(yè)化發(fā)展的開(kāi)始。到70～80年代，出現(xiàn)了諸如Xydar(美國(guó)Dartin公司，1984年),Vectra(美國(guó)Calanese公司，1985年)等一系列商用型熱致液晶，液晶高分子材料逐漸開(kāi)始推廣。發(fā)展至今，液晶這一形態(tài)已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)大的物質(zhì)家族，其商業(yè)用途多達(dá)幾百種，例如日常生活中所用的液晶顯示手表、計(jì)算器、筆記本電腦和高清晰的彩色電視等都已商品化，使得顯示技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生重大的革命性變化。

液晶高分子的一系列不同尋常的性質(zhì)已經(jīng)得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，其中大家最為熟悉的就是上面說(shuō)到的液晶顯示技術(shù)，它是應(yīng)用向列型液晶的靈敏的電響應(yīng)特性和優(yōu)秀的光學(xué)特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夾在兩塊導(dǎo)電的玻璃板之間，在施加適當(dāng)電壓的點(diǎn)上變得不透明，因此當(dāng)電壓以某種圖形的形式加到液晶薄膜上就產(chǎn)生了圖像。這一原理等同于學(xué)生日常學(xué)習(xí)使用的計(jì)算器，在通電時(shí)液晶分子排列變得有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)分子排列混亂，阻止光線通過(guò)，因而顯示出所要計(jì)算的數(shù)字。液晶顯示器件最大的優(yōu)點(diǎn)在于耗電低，可以實(shí)現(xiàn)微型化和超薄化。與小分子液晶材料相比，液晶高分子在圖形顯示方面的應(yīng)用前景在于利用其優(yōu)點(diǎn)開(kāi)發(fā)大面積、平面、超薄型、直接沉積在控制電極表面的顯示器，具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

液晶高分子還可以利用其熱，光效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光存儲(chǔ)。首先將存儲(chǔ)介質(zhì)制成透光的液晶態(tài)晶體，這時(shí)測(cè)試的光完全透過(guò)，證明沒(méi)有信息記錄；當(dāng)用一束激光照射存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，局部溫度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔體，分子失去有序性：激光消失后，液晶高分子凝結(jié)成不透光的固體，信號(hào)被記錄下來(lái)。此時(shí)如果再照射測(cè)試光，將僅有部分光透過(guò)，記錄的信息在室溫下永久保存。這同目前常用的存儲(chǔ)介質(zhì)――光盤(pán)相比，其對(duì)信息的存儲(chǔ)依靠記憶材料內(nèi)部的特性變化使得液晶高分子存儲(chǔ)材料的可靠性更高，而且不用擔(dān)心灰塵和表面的劃傷對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的影響，更適合于重要數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。

此外，將剛性高分子溶液的液晶體系所具有的流變學(xué)特性應(yīng)用于纖維加工過(guò)程中，已創(chuàng)造出一種新的紡絲技術(shù)――液晶紡絲，這種新技術(shù)使纖維的力學(xué)性能提高了兩倍以上，獲得了高強(qiáng)度、高模量、綜合性能優(yōu)越的纖維。由于剛性高分子溶液形成的液晶體系具有高濃度、低粘度和低切變速率下高度取向的流變學(xué)特性，因此采用液晶紡絲便順利地解決了高濃度溶液必然伴隨著高粘度的問(wèn)題。同時(shí)，由于液晶分子的取向，紡絲時(shí)可以在較低的牽伸條件下就獲得較高的取向度，避免纖維在高倍拉伸時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力和受到損傷。這樣所得的高性能纖維可用于制造防彈衣、纜和特種復(fù)合材料等。

3　液晶高分子材料的應(yīng)用

液晶高分子材料不僅在化學(xué)、物理方面得到了廣泛的應(yīng)用，其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用也是不可小視的。由于在電、磁、光、熱、力等條件變化時(shí)，液晶高分子將發(fā)生顯著的變化，使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透過(guò)量和選擇性。因此，利用溶致性液晶(根據(jù)液晶形成條件的不同液晶態(tài)物質(zhì)又可分為“熱致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型過(guò)程，如形成層狀結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行交聯(lián)固化成膜，可以制備具有部分類(lèi)似功能的膜材料。脂質(zhì)體是液晶高分子在溶液中形成的一種聚集態(tài)，這種微膠囊最重要的應(yīng)用就是作為定點(diǎn)釋放和緩釋藥物的使用。微膠囊中包裹的藥物隨體液到達(dá)病變點(diǎn)后被酶作用破裂釋放出藥物，達(dá)到定點(diǎn)釋放藥物的目的。

如前所述，作為新興的功能材料，液晶高分子材料具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)它不斷的研究，液晶高分子材料會(huì)逐步代替目前使用的部分金屬和非金屬材料。液晶高分子材料作為一種較新的高分子材料，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還不充分，但在不遠(yuǎn)的將來(lái)，液晶高分子材料的應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越廣泛。對(duì)人類(lèi)的生存和發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。

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高分子材料的力學(xué)性能范文第5篇

關(guān)鍵詞：氫氧化鎂；阻燃劑；表面改性

鹵系阻燃劑雖然具有較好的有機(jī)聚合物材料阻燃性能，但材料一經(jīng)燃燒產(chǎn)生大量的有毒氣體，嚴(yán)重危害身體健康，加之北美西歐等國(guó)家已經(jīng)取締鹵系阻燃劑的使用，發(fā)展新型有效的無(wú)鹵阻燃劑成為研究的熱點(diǎn)。新型無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂用于材料的阻燃不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，具有安全環(huán)保的特點(diǎn)，在高分子材料中應(yīng)用廣泛。本文對(duì)氫氧化鎂阻燃劑的特點(diǎn)進(jìn)行了論述，重點(diǎn)對(duì)其改性研究進(jìn)行了闡述。

1 氫氧化鎂阻燃劑特點(diǎn)

氫氧化鎂是白色粉末狀的六角形或無(wú)定性的片狀結(jié)晶，其密度為2.39g/cm3，難溶于水，18℃時(shí)的溶解度為9*10-3g/L。Mg（OH）2的起始熱分解溫度比Al（OH）3要高，接近300℃。其最大分解峰溫比Al（OH）3高約100℃，約400℃[1，2]。氫氧化鎂阻燃性能來(lái)源于其特殊的熱分解性能。氫氧化鎂受熱分解為氧化鎂和水蒸氣?？偨Y(jié)其阻燃機(jī)理和特點(diǎn)如下[3，4]：

（1）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的水蒸氣可有效稀釋氧氣濃度，阻礙燃燒；

（2）氫氧化鎂的熱容大，熱分解過(guò)程中可有效降低高分子基材所吸收的熱能，使高分子基材的熱分解有所延緩；

（3）氫氧化鎂形成的表面炭化層可以延緩燃燒，并能夠抑制分解氣體的燃燒；

（4）氫氧化鎂分解吸收大量的熱量，降低被阻燃材料的溫度，可有效延緩高聚物分解速度；

（5）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的氧化鎂本身就是優(yōu)良的耐火材料，覆蓋于高分子基材表面能夠隔絕空氣使燃燒受阻；

（6）氫氧化鎂用作阻燃劑時(shí)添加量較大才能提高高聚物的難燃性。

雖然氫氧化鎂因其獨(dú)特的熱分解特性賦予其阻燃和抑煙的特性，但氫氧化鎂用于高分子基材的阻燃仍受到一定的限制。首先，氫氧化鎂具有^高的表面能，未經(jīng)改性的氫氧化鎂易于團(tuán)聚，分散性能差。其次，氫氧化鎂具有很好的親水性能，而多數(shù)聚合物基體材料則是疏水的，兩者的相容性差，氫氧化鎂過(guò)量使用時(shí)影響高分子基材的加工性能和力學(xué)性能。此外，高填充氫氧化鎂導(dǎo)致無(wú)機(jī)阻燃劑與基體材料的界面處產(chǎn)生裂紋的“夾生”現(xiàn)象[5]。改善氫氧化鎂與高分子基材的相容性并保證基材的加工性能和力學(xué)性能的有效途徑是對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行表面改性。具有片狀特殊形貌的氫氧化鎂填充高分子基材時(shí)，除具有阻燃抑煙作用外，還具有因特殊形貌與其他阻燃劑協(xié)同增強(qiáng)阻燃的效果。

2 氫氧化鎂的表面改性

氫氧化鎂作為新型無(wú)鹵阻燃劑具有抗酸、阻滴、高效促基材成碳及無(wú)毒環(huán)保等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠及樹(shù)脂等領(lǐng)域[6]。但氫氧化鎂的表面具有很強(qiáng)的極性，其晶體表面的正電荷使其具有較強(qiáng)的親水性，與疏水性高分子基材相容性差。氫氧化鎂阻燃劑必須經(jīng)過(guò)改性才能在確保高分子基材力學(xué)性能的基礎(chǔ)上具有一定的阻燃效果[7]。目前，表面改性是制備改性氫氧化鎂的重要方法，包括表面化學(xué)改性和表面包覆改性。

2.1 氫氧化鎂的表面化學(xué)改性

經(jīng)過(guò)改性的氫氧化鎂其表面特性可以由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，能夠與疏水高分子基材很好地相容。采用表面活性劑或偶聯(lián)劑對(duì)氫氧化鎂改性，可通過(guò)表面改性劑或偶聯(lián)劑與氫氧化鎂表面的化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附改變其表面性能，使其有更加疏水并增加與高分子基材的相容性，改善材料的阻燃性能和力學(xué)性能[8]。

袁源[9]等以N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑對(duì)超細(xì)Mg（OH）b進(jìn)行了表面改性，改性后的氫氧化鎂由于其表面的硅氧烷結(jié)構(gòu)使其親水性降低分散性能提高。尹燕[10]等開(kāi)展了采用硅烷偶聯(lián)劑（A-1100）和鈦酸酯（TC-101）的復(fù)合型表面活性劑對(duì)氫氧化鎂晶須進(jìn)行改性的研究。通過(guò)活性指數(shù)、比表面積、抑煙效果等測(cè)定，經(jīng)過(guò)改性的氫氧化鎂的分散性能更好。此外，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯同時(shí)使用時(shí)具有協(xié)同增強(qiáng)氫氧化鎂表面性能的特點(diǎn)，經(jīng)復(fù)合改性劑改性后氫氧化鎂的活性指數(shù)和抑煙效果更加突出，該研究為復(fù)合表面活性劑改性氫氧化鎂的研究提供了參考。賈靜嫻[11]研究了硬脂酸鋅對(duì)氫氧化鎂阻燃劑的改性效果。改性氫氧化鎂與液體石蠟的相容性較好，能夠在液體石蠟中較好地分散，這是源于經(jīng)硬脂酸鋅改性的氫氧化鎂其親水性表面變?yōu)槭杷员砻?。白俊紅[12]以聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和對(duì)乙酰氨基酚為表面改性劑，采用直接沉淀法和超重力法制備阻燃級(jí)氫氧化鎂。所制備的氫氧化鎂具有純度高、分散性好、粒徑小且分布均勻、阻燃性能好的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，采用聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和對(duì)乙酰氨基酚添加量分別為3.0%、5.0%和2.0%時(shí)，所制備的氫氧化鎂的自然沉降速率最大，濾餅比阻最小，分散性能最好。氫氧化鎂的表面化學(xué)改性研究應(yīng)選擇合適的表面改性劑，并優(yōu)化改性條件以獲得性能最優(yōu)的氫氧化鎂阻燃劑。

2.2 氫氧化鎂的表面包覆改性

表面包覆改性不同于表面化學(xué)改性，采用表面包覆方法改性氫氧化鎂時(shí)包覆劑與氫氧化鎂表面不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改性作用來(lái)源于包覆劑物理包覆在氫氧化鎂的表面降低了氫氧化鎂的表面極性。表面活性劑可以用于包覆改性的包覆劑，此外，超分散劑和無(wú)機(jī)物等也可以用作包覆劑。楊旭宇[13]等開(kāi)展了Mg（OH）2粉體的表面包覆改性研究，并證實(shí)，采用4%的超分散劑CTBN改性的氫氧化鎂性能最優(yōu)。

將氫氧化鎂采用高分子化合物包覆制備微膠囊阻燃劑也是一種有效的改性方法。聚合物接枝使氫氧化鎂表面由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，避免氫氧化鎂顆粒間的團(tuán)聚。此外，接枝上的高聚物與基體材料具有較好的物理相容性，提高了氫氧化鎂的分散性能也提高了高聚物材料的加工性能。李又兵[14]等將密胺樹(shù)脂包覆在氫氧化鎂表面得到的微膠囊化氫氧化鎂填充于硅橡膠時(shí)其阻燃性能明顯提高。張永兆[15]等將氫氧化鎂乳液中加入甲基丙烯酸甲酯單體和引發(fā)劑，通過(guò)氫氧化鎂表面原位聚合形成了聚甲基丙烯酸甲酯包覆層。粉體的吸油值隨著包覆量的增加而減小，接觸角也明顯變大，復(fù)合材料的氧指數(shù)有所下降。氫氧化鎂的表面包覆改性不僅可以提高氫氧化鎂的分散性能，也能夠增加氫氧化鎂阻燃劑與聚合物材料的相容性，在提高阻燃性能的基礎(chǔ)上保障了聚合物材料的力學(xué)性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

氫氧化鎂是一種無(wú)鹵無(wú)機(jī)阻燃劑，因其特殊的阻燃抑煙作用本受關(guān)注。將氫氧化鎂直接用于高分子基材的阻燃存在無(wú)機(jī)阻燃劑與有機(jī)高分子材料不相容的缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行表面改性可顯著提高兩者的相容性。常用的改性方法是表面化學(xué)改性和表面包覆改性。深入探討改性工藝條件和改性機(jī)理將推動(dòng)氫氧化鎂阻燃劑的發(fā)展。

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