生活中的高分子材料

生活中的高分子材料关键词：高分子材料日常应用摘要：高分子材料是现代生活中应用极为广泛同时也是不可缺少的材料。本文通过介绍常用的日常生活用品，说明其材料来源与制备过程，简明讲述高分子材料在生活中的应用。高分子材料的定义与分类：高分子，又称大分子。是在结构上由许多个实际或概念上的低分子量分子结构作为重复单元组成的高分子量分子。其分子量通常在10000以上。高分子材料是指由高分子化合物制成的材料。按其来源，高分子材料可分为天然高分子材料（如棉，麻，丝，毛，皮等），合成高分子材料（如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，酚醛树脂等），半合成高分子材料（如赛璐珞等），包括了塑料，合成纤维，合成橡胶，涂料，粘合剂和高分子基复合材料。从1907年高分子酚醛树脂的出现以来，高分子材料因其普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展。生活中高分子材料的应用一、纤维织物人们把长径比为上百倍以上的均匀线条状或丝状的材料称为“纤维”。纤维分为天然纤维和化学纤维，而化学纤维包括人造纤维和合成纤维两类。人造纤维是天然纤维经过化学处理后加工的，如粘胶纤维、酪酸纤维、铜铵纤维等。合成纤维是通过小分子聚合反应合成的聚合物加工而成。合成纤维的品种很多，如聚酪纤维、聚丙烯脂纤维、聚酰胺纤维等。在我们的生活中有多种衣物是用合成纤维制成的或是添加了合成纤维。是合成纤维让我们的衣物更加百变多彩和耐穿，下面让我们简单的了解几样合成纤维。1.聚酰胺纤维([-NH（CH2）6－NHCO(CH2)4CO]n－)尼龙纤维是以含有酰胺键的高分子化合物为原料经过熔融纺丝及后加工而制得的纤维。尼龙纤维最大的特点是耐磨性非常好，在所有的化学纤维和天然纤维中，它可算得上是耐磨冠军；它的耐磨性比棉花高l0倍，比羊毛高20倍。因此，制备袜子是尼龙纤维最佳的用途之一。尼龙丝也大量地用于同天然纤维的混纺织物中。例如，在棉花和羊毛中加入少量尼龙纤维就能大大提高棉和毛的耐磨性；在毛织物中混入30％的尼龙，织物的耐磨性可提高3倍。尼龙丝的强度很高，所以用尼龙丝做的衣服特别轻巧。但尼龙纤维的耐光性和保型性都较差，制成的衣料不挺括，容易变形，虽它是制造运动服和休闲服的好材料，但不适于做高级服装的面料。尼龙纤维的耐热性较差，所以不宜用开水洗涤尼龙衣物，贸烫的温度也不能很高。与其他合成纤维相比，尼龙纤维的吸湿件还算比较好的。不过酚胺基在尼龙分子中的比例还不够高，因此穿在身上仍不透气的感觉。由于尼龙纤维高强度和高耐磨性，弹性和抗疲劳性也很好，所以在日常生活中，尼龙纤维的长丝主要用来制备丝袜和各种针织品。尼龙短纤维常同羊毛或粘胶纤维混纺，以提高这些毛型产品的耐磨性，降低织物的生产成本。棉袜中掺混适量的尼龙纤维后，能大大提高棉袜的耐磨性。尼龙的鬃丝主要用来做网袋、牙刷和衣刷。2.聚酯纤维（[-OC(C6H5)COOCH2CH2O-]n）聚酯纤维的中国商品名称是涤纶，俗称“的确良”，是由二元酸和二元醇经过缩聚而制得的聚酯树脂，再经熔融纺丝和后处理制得的一种合成纤维。涤纶的抗皱性和保型性比羊毛好，一次慰烫后可以保持很长时间，是所有天然纤维和合成纤维所不及的。因而可作衣着织物或装饰用织物的原料。涤纶纤维也存在一系列缺点，如透气性差，吸湿率低，手感硬等。与天然纤维混纺，可以克服这一缺点。涤纶纤维和天然纤维混纺交织，得到的毛涤或棉涤织物，具有涤纶纤维强度好、挺括的特点和棉毛纤维吸湿性好、柔软、染色性好的特征，是制备高级衣服面料的重要原料。涤纶二、塑料制品塑料是指一类在常温下有固定的形状和强度，在高温下具有可塑性，用人工合成方法合成的高分子物质，又称“合成树脂”。按用途分，塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。必须指出，这种划分并无严格的界线，不能截然分开。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等品种，因为产量大、用途广、价格低，被称为“通用塑料”，主要用于日常生活用品、包装材料和一般零件。下面介绍几种生活中常接触到的塑料。1.聚丙烯([-CH2CH(CH3)-]n)聚丙烯(PP)是丙烯在催化剂作用下通过阴离子配位聚合而制得的。聚丙烯具有优良的性能：(1)质轻，是所有合成树脂中密度最小的。(2)在高温下的流动性好，加入添加剂后，制品的收缩率减少。可用来制造各种大型和在高温下变形小的制品。(3)薄膜在甲向拉伸后的强度很高，伸长率变小，可将其切成窄带或细丝用作织物和绳索材料。(4)具有良好的化学稳定性和耐热性，对溶剂及大多数化学药品都比较稳定。可耐沸水，在没外部压力的条件下，制品加热到l50℃也不变形。(5)有较高的强度和抗挠曲性，执伸强度、屈服强度和刚性都比HDPE高，有高的耐磨性、较好的应力开裂性和低蠕变件。(6)具有良好的电绝缘性。不吸水，不受周围环境湿度的影响，且有优良的高频特性。特别适合作为电器电缆绝缘层和电器外壳。主要缺点：由于结构上叔碳原子亡氢的存在，聚丙烯在再加工和使用中容易受到光、热、氧的作用而发生降解和老化，因此必须添加稳定剂。聚丙烯的耐冲击强度性能不好，可通过与乙烯的共聚改性来提高它在常温和低温下的强度。聚丙烯应用广泛：(1)可制成餐具、厨房用具、盆、捅、玩具等日用品。(2)可制成汽车L—的很多部件，如方向盘、仪表盘、保险杠等。(3)可制成电视机、收录机外壳、洗衣机内桶等家用电器零件。(4)可制成包装用扁丝带、编织袋，各种薄膜用于重包装袋(如粮食、化肥等)、透明的玻璃纸等。(5)可制成食品的周转箱、化工容器和管道。(6)可制成一次性注射器、手术用服装等医疗卫生用品。2.聚氯乙烯([-CH2CH(Cl)-]n)聚氯乙烯(PVC)是20世纪二：十年代工业化的产品，是塑料户产量较大的品种之一。聚氯乙烯的单体是氯乙烯，是以石灰石或石油为原料制成的。氯乙烯通过自由基聚合，用悬浮法、乳液法或本体法制成白色粉状或糊状的Pvc树脂。聚氯乙烯是全能的塑料。因为Pvc本身是一种质地很硬的塑料，但是通过加人大量的增塑剂，调节配方，可以生产出比PE还柔软的塑料，即软Pvc。PvC的板材在建筑上有很多的应用。在Pvc中混人大量的碳酸钙做成钙塑料，可以提高塑料的硬度，降低成本，用于代替钢铁或本材，制作塑料门宙、楼梯扶手、地板、天花板和电线套管等。将Pvc轻度发泡，可以制成塑料地毯和塑料墙纸等。Pvc树脂非常透明，气密性又好，适于制作包装瓶，用于饮料、药品和化妆品的外包装。Pvc薄片是玩具和小商品的重要外包装材料。PvC软塑料主要用于制作薄膜或日用品。Pvc薄膜的透光性、染色性、保温性、耐撕裂性和耐穿刺性都比PE薄膜好，因此，不仅大量用于日用塑料薄膜制品的制备，如雨衣、桌布、窗帘、浴帘等，而且是制备农用薄膜的重要原料。Pvc的染色性非常好，制得的产品鲜艳、美观，深受人们的喜爱，常用来制造玩具、凉鞋和人造革等。Pvc具有优良的电绝缘性能，是制备电线、电缆的绝缘层和保护套管的原料。三、建筑涂料建筑涂料是一种专供建筑工程装饰用的涂料,它在涂料产品结构中是产量最大的一类品种。建筑涂料是以各种合成树脂为主要成膜物,添加颜料、填料、各种助剂调配而成。具有保护作用、装饰作用或特殊作用。下面简要介绍几种涂料。1.丙烯酸树脂丙烯酸树脂(acrylicMstns)是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体在引发剂的作用下，通过加聚反应生成的聚丙烯酸树脂及与其他烯类单体如苯乙烯、乙酸乙烯等共聚生成的共聚物树脂。丙烯酸树脂及其单体的研究始于1805年，丙烯酸树脂真正用于涂料(汽车涂装)则是在1953年。日前，在整个涂料工业中，乙烯类单体(尤其是丙烯酸酯单体)合成的树脂涂料比例不断增大。究其原因，首先是这类产品的原料是石油化工产品，资源丰富，价格低廉。其次是聚丙烯酸酪树脂及其共聚物树脂具有极好的耐光、耐候性，在户外紫外光照射下不易分解或变黄，能长久保持原有的光泽和色泽；耐热性好，在170℃下不分解，不变色，甚至在230℃左右或更高温度下仍不变色；树脂色泽浅，透明；有很好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学品的拈污及腐蚀性能；极好的柔韧性和最低的颜料反应性。聚丙烯酸酿树脂及其共聚物树脂与混凝土具有很好的附着性能，涂装后，具有预防混凝土性能降低，在一定程度上能增强建筑物的防水性能，因此而成为目前建筑外用涂料及高级内用涂料的最重要的基料之一。2．聚氨基甲酸酯树脂在分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子化合物称为聚氨基甲酸酯树脂，简称聚氨酪(polyurethanes)。它由异氰酸酯单体和含活泼氢的化合物“逐步聚合”而成。20世纪50年代，聚氨酯始在涂料工业中得到广泛的应用。聚氨酯分子结构中除了含相当数量的氨酯键外，还可能含有酯键、醚镀、脲键、脲基甲酸酯键等。此外，还可形成分子间稳定的氢键，这种氢键可以是非环的，也可以是环状的：由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键合，以及分子间稳定的氢键，因此使聚氨酯涂料具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，涂膜坚硬、柔韧、光亮、丰满、耐磨、附着力强，优良的耐高、低温性能，耐腐蚀性优异，良好的电性能，施工不受季节限制，与多种合成树脂混湾性优良，可制备各种性能不同的涂料产品等。因此聚氨酯涂料用途非常广泛，目前各产业部门都有其应用领域。聚氨酯涂料的不足之处主要体现在价格高和毒性大。异氰酸酷单体毒性较大，在涂料制备、施工应用时必须注意加强劳动保护，以防止中毒。总结综上，高分子材料业已和我们的生活息息相关。从人类进入天然高分子化学改性阶段出现半合成高分子材料起，到1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类开始应用合成高分子材料，再到现代其与金属材料、无机非金属材料同成为科学技术、经济建设中的重要材料，高分子材料必将在各个领域大放光彩，并越来越拥有更重要的作用。通过本门课程的学习我初步了解了高分子及高分子材料，对高分子材料产生了浓厚的兴趣，希望在以后的学习中进一步了解相关知识，丰富知识储备。