合成高分子材料的特点十篇

合成高分子材料的特点篇1

一、新材料

材料是社会进步的物质基础和先导，对国民经济和国防建设起着关键的支撑作用。新材料是高技术领域的重要组成部分，与信息、生命、能源并称为现代文明和社会发展的四大支柱。加强新材料的开发，对推动高新技术产业发展、促进传统产业升级换代和增强综合国力，具有重要的意义。本年度重点支持新材料领域中下列五个方面的技术和产品：1.金属材料；2.无机非金属材料；3.高分子材料；4.生物医用材料；5.精细化学品。本刊重点介绍后三种技术和产品。

高分子材料

高分子材料是新材料领域的重要组成部分，由于其具有优良的物理、化学性能和优异的加工特性，被广泛应用于信息产业、航空航天、生物医药、交通运输、机械仪表、建筑和能源等国民经济重要领域。随着新型高分子合成、改性与加工等高技术的发展，高性能高分子材料迅速崛起，新产品、新技术不断涌现。新型高分子材料的开发和广泛应用，对于推动传统产业的升级换代、新兴产业的发展壮大会起到积极的作用，必将对推动我国国民经济的发展发挥重要的作用。

本年度重点支持的方向如下。

高性能高分子结构材料

高性能高分子结构材料具有机械性能好、比强度高、耐热性好、耐腐蚀、耐磨损和易加工等特点，在各行业应用广泛，对国民经济的发展和国家安全具有重要意义。本年度重点支持：具有高强、耐高温、耐磨、高韧的高分子结构材料和复合材料；低成本化的特种工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值热塑性树脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和专用性，在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。本年度重点支持：先进功能膜材料及支撑材料；光电信息高分子材料；液晶高分子材料；形状记忆高分子材料；高分子相变材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是当前高分子材料领域研究、开发的重点之一，同时也是扩大通用塑料和工程塑料应用范围的一个重要措施。鼓励开发产业化制备技术和工业化应用技术。本年度重点支持：通过化学改性和／或物理改性(含纳米技术改性)，性能显著提高或获得特殊性能的高分子及其复合材料；高刚性、高韧性、高电性能、高耐热或导热性聚合物合金与改性材料；新型高性能热塑性弹性体；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性专用料；普通电线、电缆专用料；流延、吹塑、拉伸法生产的通用薄膜；普通管材、管件及异型材(如普通塑钢窗)；以聚乙烯、聚丙烯为基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡胶材料

新型橡胶作为三大合成材料之一，在国防工业、航空航天和交通运输等方面具有广泛的应用。为满足现代汽车工业高速、耐热、减震、密封、耐老化、耐介质、耐脉冲性的要求，优化橡胶工业产品结构，采用高性能材料，可以有效缓解资源不足和环境污染的压力。本年度重点支持：特种合成橡胶；新型橡胶功能材料及产品；为高速安全交通配套的橡胶轮胎和制品。

本年度不支持普通橡胶制品项目。

新型纤维材料

纤维是高分子材料的重要组成部分，广泛应用于纺织、信息、航空、汽车、环保、卫生、建筑等领域。我国纤维、纺织品及服装的产量均居世界第一，但产品性能档次低、附加值低，常规产品产能过剩，高档产品需进口，技术进步和产品创新仍以跟踪国外为主。新型纤维品种及其成纤高分子新品种的开发及产业化是纺织新产品创新的源头，因此必须加大技术含量高、市场前景好的新技术和新品种开发力度，加快产业化进程，推进全行业产品的升级换代，重视环境友好和清洁生产，重点支持我国自主知识产权的技术，同时支持有较高技术含量的集成创新。本年度重点支持：新型成纤聚合物开发，及应用新型成纤聚合物制备的具有特殊性能或功能的纤维；高性能纤维及其原料、半成品；环境友好及可生物降解型纤维；在确保环境保护的前提下，申报差别化纤维开发及应用项目(仅限于西部欠发达地区申报)。

本年度不支持服装面料、衬布、纱线、常规或性能仅略有改善的纤维(如：有色、异形、细旦、功能粉体添加、简单的化学改性、常规的共混等)及服装项目；不支持常规的非织造布、涂层布或层压纺织品、一般功能性纤维材料产品项目。

生态和环境友好高分子材料

随着高分子材料的迅速发展，传统高分子材料在使用过程及废弃后对环境的危害逐渐显现，白色污染已经引起了社会的关注。发展生态和环境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重点支持：以生物质来源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、单纯填充的材料、废旧高分子直接回用、单纯降解塑料制品常规制备项目。

高分子材料的加工应用技术

现代科技进步迫切需要成型加工具有优异性能和特定形态的高分子材料及制品，成型加工工艺及设备也正在向高效、节能、省料、优质方向发展。通过某些物理化学和机械手段将各种形态的聚合物成型为不同用途的制品；通过对高分子材料制品表面进行改性，可制备出具有导电、磁性、压电、屏蔽、耐蚀、耐磨等单功能或多功能应用产品。本年度重点支持：具有微孔结构的复合注射成型；高比强度、大型复杂热塑性制品成型；模内优质修饰注塑成形；先进的高分子材料制品的表面改性与应用；CAD及气辅CAE辅助等高分子加工新工艺；具有显著节能减排效果的新工艺技术。

合成高分子材料的特点篇2

关键词:纳米复合材料；特性；制备技术；应用

1 引言

“纳米复合材料”的提出是在20 世纪80 年代末期,由于纳米复合材料种类繁多以及纳米相复合粒子具有独特的性能,使其一出现即为世界各国科研工作者所关注,并看好它的应用前景。根据国际标准化组织的定义,复合材料就是由2种或2种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固态材料。在复合材料中,通常有一种为连续相的基体和分散相的增强材料。由于纳米复合材料各组分间性能“取长补短”,充分弥补了单一材料的缺点和不足,产生了单一材料所不具备的新性能,开创了材料设计方面的新局面,因此研究纳米复合粒子的制备技术有着重要的意义。

纳米复合材料由2种或2种以上的固相[其中至少有一维为纳米级大小(1 nm～100 nm) ]复合而成。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100 nm的复合材料,分散相的组成可以是有机化合物,也可以是无机化合物。本文在文献的基础上,针对纳米复合材料的主要性能与特点、制备技术、主要应用及应用前景等作了比较详细的介绍和展望。

2纳米复合材料的性能与特点

2. 1纳米复合材料的基本性能

纳米复合材料在基本性能上具有普通复合材料所具有的共同特点:

1) 可综合发挥各组分间协同效能。这是其中任何一种材料都不具备的功能,是复合材料的协同效应所赋予的。纳米材料的协同效应更加明显。

2) 性能的可设计性 。当强调紫外线光屏蔽时,可选用TiO2 纳米材料进行复合;当强调经济效益时,可选用CaCO3 纳米材料进行复合。

2. 2纳米复合材料的特殊性质

由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的纳米复合材料具有独特的性能:

1) 同步增韧、增强效应。纳米材料对有机聚合物的复合改性则可在发挥无机材料增强效果的同时起到增韧的效果,这是纳米材料对有机聚合物复合改性最显著的效果之一。

2) 新型功能高分子材料。纳米复合材料以纳米级水平平均分散在复合材料中,没有所谓的官能团,但它可以直接或间接地达到具体功能的目的,比如光电转换、高效催化剂、紫外光屏蔽等。

3) 强度大、弹性模量高。纳米材料加入的有机聚合物复合材料有更高的强度和弹性模量,加入很少量( 3% ～5%,质量分数)即可使聚合物的强度、刚度、韧性和阻隔性得到明显地提高,且纳米材料粒度越细,复合材料的强度、弹性模量就越大。

4) 阻隔性能。对插层纳米复合材料能显著地提高复合材料的耐热性及尺寸的稳定性,层状无机纳米材料可在二维方向上阻隔各种气体的渗透,所以具有良好的阻燃、气密作用。

3纳米复合材料的制备技术

粒子表面处理的方法通常是将一种物质吸附或包覆于另一种物质的表面,两种或多种物质接触紧密或形成一定的化学键。从国内外目前的研究现状来看,纳米复合材料的制备方法主要有下列几种。

2. 1机械化学法

采用机械化学法对超细粉体进行表面改性。机械化学法具有处理时间短、反应过程易控制、可连续批量生产的优点。该法的缺点是易使无机离子的晶型遭到破坏,包覆不均匀,而且一般要求母粒子在微米级,并要先制备单一的超细粒子。

2. 2气相法

气相法制备纳米复合材料的方法主要包括物理气相沉淀法和化学气相沉淀法。

1) 物理沉淀法是最早用来制备单一物质的纳米材料的经典物理制备方法。

2) 气相反应法是以挥发性金属卤化物和氢化物或有机金属化合物为原料,进行气相热分解和其他化学反应来制成超细复合材料,这是合成高熔点无机化合物细粉最引人注目的方法之一。

2. 3液相法

该方法是目前广泛使用的合成纳米粒子的方法,也是制备纳米复合材料的重要方法。

2. 4固相反应法

固相反应法是指固体直接参与化学反应并发生化学变化,同时在固体内部或外部至少有1个过程起控制作用的反应。

3纳米复合材料的应用

纳米复合材料是随着纳米技术的发展而产生的一种新型材料,由于纳米复合材料特殊的性能,所以它一经产生便引起了人们的极大关注,并被广泛地应用于国民经济各领域和军事领域。

在功能材料中,主要可用作纳米复合功能陶瓷的纳米复合材料,金属基纳米复合功能材料、高分子纳米复合功能材料、超导复合材料和纳米复合隐身材料等。在医用器件中,主要用作纳米生物医用信息处理系统、医用纳米机器人;纳米医用药物中的药物性纳米粒子和纳米医用载体。在军事领域中最有代表性的是采用纳米复合材料制备高性能的发动机,美国已开始进入实用阶段。电子对抗领域也是纳米粒子的重要应用领域。

4结束语

纳米复合材料作为一种新型的纳米材料,以其优良的性能和特点以及众多潜在的应用领域正日益成为研究和开发的重点。世界发达国家正在部署的未来10年～15年纳米研究发展规划,无论是美国的“信息高速公路计划”、欧盟的“尤里卡计划”,还是日本的“高技术探索计划”,都已把纳米材料列为重点发展项目 。我国在20世纪80年代末的“八五”期间,就将“纳米材料科学”列入了“国家攀登计划”,国家“863”计划新材料主题也对纳米材料有关科技创新的课题进行了立项研究。20多年来,虽然我国在纳米材料基础研究方面取得了一些令人瞩目的研究成果,但就国家总体重视程度、投资力度、信息和成果的共享以及产业化的程度方面来看,仍与发达国家存在着较大差距。因此,我们应尽快制定纳米技术发展计划,加快纳米复合材料研究和开发的进程。

参考文献:

[ 1 ] 张立德,牟季美. 纳米材料和纳米结构[M ]. 北京:科学出版社, 2001.

[ 2 ] Zhang Rubing. The study on p reparation technology ofnanometer composite materials (Ⅰ) [ J ]. Chinese Journalof Exp losives & Propellants, 1999, 22 (1) : 45248.

[ 3 ] 生瑜,钦,陈建定. 聚合物基无机纳米复合材料的制备方法[ J ]. 高分子通报, 2001 (4) : 9213.

合成高分子材料的特点篇3

[关键词]材料发展、金属材料、无机非金属材料、高分子材料

人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量整理的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。

现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。

合成高分子材料的特点篇4

    高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。

二、高分子材料的结构特征

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

三、高分子材料按来源分类

高分子材料按来源分，可分为天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

  天然高分子材料包括纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物为基础的，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。

四、生活中的高分子材料

    生活中的高分子材料很多，如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。

（一）、塑料

塑料是一种合成高分子材料，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

塑料的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

塑料的应用：透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料，可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板，也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件，形成了四扇“顶窗”，每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件，形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置，在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构，组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。

（二）、纤维素

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中，含量都很高。

纤维素的结构：纤维素是一种复杂的多糖，分子中含有约几千个单糖单元，即几千个（c6h10o5）；相对分子质量从几十万至百万；属于天然有机高分子化合物；纤维素结构与淀粉不同，故性质有差异。

合成高分子材料的特点篇5

关键词：防水材料；分类；用途；性能

中图分类号：TU57文献标识码： A

引言

防水材料是指涂刷在建筑物表面上，经溶剂或水分的挥发或两种组分的化学反应形成一层薄膜。在防水上，防水材料施工要求严格使建筑物表面与水隔绝，从而起到防水、密封的作用，这些涂刷的粘稠液体称为防水涂料。防水涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护作用。

1、我国目前防水材料的分类及用途

目前，我国防水材料的品种繁多，按其组成可分为无机防水材料、有机防水材料及金属防水材料等，建筑工程中用量最大的为有机防水材料，其次为无机防水材料，金属防水材料（如镀锌铁皮等）的使用量很小；按其特性又可分为柔性防水材料和刚性防水材料，刚性防水材料主要是指防水混凝土和防水砂浆，柔性防水材料主要是指防水卷材、防水涂料、防水油膏；按其材料组成可分为防水卷材、防水涂料和建筑密封材料三大类，防水卷材又分为普通沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材，防水涂料主要有乳液型、溶剂型、反应型、水泥类――聚合物型。随着我国科技的进步和人民生活水平的日益提高，防水材料品种不断增多、性能不断增强，既有传统的沥青防水材料（如油毡），也有日新月异的改性沥青防水材料（如SBS改性沥青防水卷材）和合成高分子防水材料（如PVC防水卷材）。纵观国内外防水材料的发展趋势，呈现出由多层防水向单层防水发展，由单一防水材料向复合型多功能防水材料发展，施工手段由热熔法向冷粘贴法或自粘贴法发展。

二、各防水材料性能优劣比较分析

1、防水卷材

防水卷材是建筑防水材料重要品种，它是具有一定宽度和厚度，并可卷曲的片状定型防水材料。目前防水卷材有沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等三大系列。如果说沥青防水卷材代表传统卷材的话，那么后两个系列卷材可以说是代表新生代卷材，性能较普通沥青防水材料更优异，是防水卷材的发展方向。防水卷材必须具备耐水性、温度稳定性、机械强度、延伸性和抗断裂性、柔韧性和大气稳定性这几个满足建筑防水要求的基本性能。

2、防水涂料

2.1 高弹防水

高弹防水涂料是以高档丙烯酸乳液为基料，添加多种助剂、填充剂经科学加工而成的高性能防水涂料。它是普通防水涂料的升级产品，由于添加了多种高分子助剂，使得该产品的防水性能比普通防水产品更优，同时又具有高强度拉伸延展性，能覆盖裂缝。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，高度弹性，能抵御建筑物的轻微震动，并能覆盖热胀冷缩、开裂、下沉等原因产生的小于8mm的裂缝；其二，可在潮湿基面上直接施工，适用于墙角和管道周边渗水部位；其三，粘结力强，涂料中的活性成份可渗入水泥基面中的毛细孔、微裂纹并产生化学反应，与底材融为一体而形成一层结晶致密的防水层；其四，环保、无毒、无害，可直接应用于饮用水工程；其五，耐酸、耐碱、耐高温，具有优异的耐老化性能和良好的耐腐蚀性；并能在室外使用，有良好的耐候性。

2.2 高分子聚合物

高分子聚合物高耐火防水复合材料系列是专门针对建筑设施缝隙的防渗柔性薄膜材料，因其具有极强的粘着性能和延展率（延展率达到600%），在水泥、沥青等表面涂上后只能用机械的方法清除，能适应最恶劣的环境和气候，在技术厚度下使用寿命最少10年。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，方便性：开桶就能用，不需要底漆，可以用毛刷或磙子涂抹；其二，快速性：涂一层0.25mm材料2小时就可以防水（温度不低于4.5度情况下）；其三，粘着力：几乎可以同时粘着于所有坚硬表面（金属、混凝土、玻璃、塑料等），一旦涂上，几乎只有用械力才能打掉；其四，老化性：有机高分子材料，抗老化性极好。而且对微小裂缝能自然愈合，具有自我修复裂缝的防水效果；其五，防腐性：具有极好的耐油、耐臭氧和其它多种介质等防腐性能；其六，延展率：延展率达到600%，能适应最恶劣的环境和气候。

2.3 聚氨酯防水

聚氨酯防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂。它是空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防水膜。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，能在潮湿或干燥的各种基面上直接施工；其二，与基面粘结力强，涂膜中的高分子物质能渗入到基面微细细缝内，追随型强；其三，涂膜有良好的柔韧性，对基层伸缩或开裂的适应性强，抗拉性强度高；其四，绿色环保，无毒无味，无污染环境，对人身无伤害；其五，耐候性好，高温不流淌，低温不龟裂，优异的抗老化性能，能耐油、耐磨、耐臭氧、耐酸碱侵蚀；其六，涂膜密实，防水层完整，无裂缝，无针孔、无气泡、水蒸气渗透系数小，既具有防水功能又有隔气功能；其七，施工简便，工期短，维修方便。

2.4 JS复合防水

JS复合防水涂料又称为水泥基聚合物防水涂料、弹性水泥防水涂料。是由有机液料和无机粉料复合而成的双组份防水涂料。具有有机材料弹性和无机粉料耐久性的双重优点，是建设部推广的新型绿色环保产品。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，水性涂料，无毒、无害，无污染，环保性能优异；其二，涂膜具有较高抗拉强度，耐水性、低温柔性及抗裂性；其三，涂膜弹性大、强度高、基层附着好、耐紫外线优异，可以对变形的部位、阴阳角和异形部位进行无缝刷涂，形成整体无接缝的封闭层；其四，维修方便，只要少量防水材料修补裂缝和损伤部位即可，不必重做防水层；其五，使用便捷，配料简单，操作方便，快速冷涂，工效高、工期短，适用于不规则屋面的防水处理，亦可在雨后的屋面立即施工。

2.5 丙凝防水

丙凝又叫丙凝防水防腐材料，环保无毒型，是一种高聚物分子改性基高分子防水防腐系统。由引入进口环氧树脂改性胶乳加入国内丙凝乳液及聚丙稀酸脂、合成橡胶、各种乳化剂、改性胶乳等所组成的高聚物胶乳。加入基料和适量化学助剂和填充料，经塑炼、混炼、压延等工序加工而成的高分子防水防腐材料、选用进口材料和国内优质辅料，按照国家行业标准最高等级批示生产的优质产品，列为国家建设部重点推广产品，国家小康住宅建设推荐产品，寿命长、施工方便、长期浸泡在水里寿命在50年以上。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，可在潮湿面进行施工，这是国内一般溶剂型防水防腐材料难以奏效的；其二，施工可采用搅拌混凝土内施工，由于物体对施工基面产生冲击力，增加了涂层对混凝土的粘结力，同时由于丙凝防水防腐材料环保无毒型充填了砂浆中的孔隙和细微裂缝，使涂层肯有良好的抗渗性能；其三，粘结力比普通水泥砂浆高3-4倍，抗折强度比普通水泥砂浆高3倍以上，所以该砂浆抗裂性能更好；其四，可在迎水面、背水面、坡面、异形面防水防腐防潮；其五，粘接力强，不会产生空鼓、开裂、窜水等现象；其六，丙凝防水防腐材料环保无毒型既可用于防水防腐，也可用于堵漏、修补；其七，可无找平层、保护层、一日内可完工，工期短，综合造价低；其八， 丙凝防水防腐材料环保无毒型具有氯丁橡胶的通性：力学性能优良，耐日光、臭氧及大气、和海水老化，耐油、酯、酸、碱及其它化学药品腐蚀，耐热，不延烧、能自熄，抗变形、抗震动、耐磨、气密性和抗水性好，总粘合力大。

2.6 防水透气膜

防水透气膜是一种新型的高分子透汽防水材料。从制作工艺上讲，防水透汽膜的技术要求要比一般的防水材料高的多；同时从品质上来看，防水透气膜也具有其他防水材料所不具备的功能性特点。防水透气膜在加强建筑气密性、水密性的同时，其独特的透汽性能，可使结构内部水汽迅速排出，避免结构孳生霉菌，保护物业价值，并完美解决了防潮与人居健康；水汽迅速排出，保护维护结构热工性能，是一种健康环保的新型节能材料。其具有的优良性能特点有以下几点：其一，高分子薄膜材料中导入亲水基，使薄膜不但防水好，更具良好的透汽性能，保证材料的耐久性与使用年限。其二，坡屋顶防水透气膜加强建筑水密性的同时，使结构水汽迅速排出，保护围护结构热工性能，避免屋面霉菌孳生，改善居室空气质量；其三，坡屋顶防水透气膜铺设于保温层与顺水条之上，两顺水条之间防水透汽膜自然下垂，钉眼在至高点，雨水不易窜入，防水更有保障；其四，坡屋顶防水透气膜保护保温层，保温层之上不需要再做细石混凝土，可降低屋面造价。

3、PVC防水油膏

PVC防水油膏即聚氯乙烯塑料防水油膏，是以聚氯乙烯、煤焦油加以适量改性材料等，经塑化制成的一种新型的建筑防水涂料和防水嵌缝材料。适应性广，粘结度强，具有良好的防水性、弹塑性，较好的耐寒性、耐腐蚀和抗老化性能。其具有的优良性能特点更是有以下几点：其一，有良好的耐热，耐寒性能。炎热不流滴，不粘脚；寒冬有弹性，以用温度范围在80℃――20℃，使用年限十年以上不老化；其二，有良好的粘结，延伸性能，适应屋面基层，因热涨冷缩，振动，沉降等原因而引起的变化；其三，抗老化性，有一定的耐酸碱、耐油能力。

结束语

总而言之，各类防水材料都有自身的优势与不足，要充分利用各种防水材料需从材料性能以及建筑本身的特点等角度考虑，寻出最佳组合。随着我国当今防水材料行业不断发展，特别是在新型防水材料领域。尽管有一些传统防水材料在市场上还占据着很大的空间，但是，随着新时代下，人们对建筑提出的环保、节能、经济等方面的要求越来越多，新型防水材料也会得到人们的认可与欢迎。

参考文献：

[1]靳萍.防水材料性能及用途[J].黑龙江科技信息,2010(10).

合成高分子材料的特点篇6

关键词：高分子材料；功能；研究现状；发展前景

前言

在我们的日常生活中，材料随处可见，材料的发展水平直接影响我们的生活质量。高分子材料在我们日常生活的应用中拥有很多的优势，与现代化生产非常吻合，同时它也产生了很高的经济效益等，因此它在工业上发展的十分迅速。在过去，20世纪60年展起来的功能高分子材料是属于那时的一个新兴领域，这个新兴领域同时渗透到能源和电子以及生物三大领等。而如今，21世纪的科技不断创新，也有了新型有机功能高分子材料，它们在人们的生产和生活中扮演着一个越来越重要的角色。

1 功能高分子材料的定义

功能高分子材料是指同时兼顾有两种性能的复合高分子材料，性能一：传统高分子材料的所体现出来的性能，性能二：某些特殊功能的基团所体现出来的性能。一般说来，具有传递信息、转化能量和贮存物质作用的高分子及其复合材料为功能高分子材料，或者还可以理解为具有能量转换的特性、催化特性、化学反应活性、磁性、光敏特性、药理性、导电特性、生物相容性、选择分离性等功能的高分子及其复合材料，同时还具有原有力学性能的基础。

2 功能高分子材料的工程实际应用

目前，在工程上应用较广泛而且具有重要应用价值的一些功能高分子材料主要分为以下几种：光功能高分子、液晶高分子、电功能高分子、吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、医用功能高分子、环境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具体从这几方面阐述：

（1）光功能高分子材料。指在光的作用下能够产生物理变化，如光导电、光致变色或者化学变化，如光交联、光分解的高分子材料，或者在物理或化学作用下表现出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要应用在电子工业和太阳能的开发利用等方面。

（2）液晶高分子材料。液晶高分子是一种新型的功能高分子材料，它是分子水平的微观复合，由纤维与树脂基体在宏观上的复合衍生而来，也可以理解为在柔性高分子基体中以接近分子水平的分散程度分散增强剂（刚性高分子链或微纤维）的复合材料。强度高、模量大是液晶高分子材料的主要特点，它在复合材料、纤维和液晶显示技术等方面的应用非常广泛。

（3）电功能高分子材料。电功能高分子材料主要表现为在特定条件下表现出各种电学性质，如热电、压电、铁电、光电、介电和导电等性质。根据其功能划分，主要包括导电高分子材料、电绝缘性高分子材料、高分子介电材料、高分子驻极体、高分子光导材料、高分子电活性材料等。同时根据其组成情况可以分成结构型电功能材料和复合电功能材料两类。电功能高分子材料在电子器件、敏感器件、静电复印和特殊用途电池生产方面有广泛应用。

（4）吸附分离高分子材料。吸附分离功能高分子按吸附机理分为化学吸附剂、物理吸附剂、亲和吸附剂，按树脂形态分为无定形、球形、纤维状，按孔结构分为微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分离功能高分子主要包括离子交换树脂和吸附树脂。

（5）反应型功能高分子材料。反应功能高分子是有化学活性、能够参与或促进化学反应进行的一种高分子材料。它是将小分子反应活性物质通过共价键、离子键、配位键或物理吸附作用结合于高分子骨架，主要用于化学合成和化学反应。

（6）医用功能高分子材料。在生物体产生生理系统疾病时，一些特殊的功能高分子材料有对疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的作用，此类特殊的功能高分子材料称为医用功能高分子材料。一般来说，医用功能高分子材料多用于对生物体进行疾病的诊断和疾病的治疗以及修复或替换生物体组织或器官和合成或再生损伤组织或器官，具有延长病人生命、提高病人生存质量等作用，在医疗方面被广泛应用。

（7）环境降解高分子材料。高分子材料在发生降解反应的条件有许多，如机械力的作用下发生的降解称为机械降解，此外在化学试剂的作用下可发生化学降解，在氧的作用下可发生氧化降解，在热的作用下可发生热降解，在光的作用下可发生光降解，在生物的作用下可发生生物降解等。具有此类功能的高分子称为环境降解高分子材料。

（8）高分子功能膜材料。高分子功能膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，同时也是具有特殊功能的高分子材料，一般称为分离膜或功能膜。使用功能膜分离物质具有以下突出的优点：具有较好的选择性透过性，透过产物和原产物位于膜的两侧，便于产物的收集；分离时不发生相变，同时也不耗费相变能。从功能的角度，高分子分离膜具有识别物质和分离物质的功能，此外，它还有转化物质和转化能量的其它功能。利用其在不同条件下显出的特殊性质，已经在许多领域获得应用。

3 功能高分子材料的发展前景

人类赖以生存和发展的物质基础离不开材料，材料的发展关系到社会发展和国民经济以及国家的安全，同时也是体现国家综合实力的重要标志。高新技术和现代工业发展的基石离不开高分子材料，国民经济基础产业以及国家安全不可或缺的重要保证同样也离不开高分子材料。而功能高分子材料由于其优越性，使得其在材料行业中发展迅速。

未来材料科学与工程技术领域研究的重要发展方向离不开功能高分子材料，材料、信息和能源理所当然的被评为新科技革命时代的三大根基，信息和能源发展离不开材料领域中功能高分子材料作为它们物质基础所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究与发展主要取决于现代学科交叉程度高这一特点。在传统的三大合成材料以外，陆陆续续又出现了具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同时也出现了生物高分子材料，隐身高分子材料等许多具有特殊功能的高分子材料，与此同时功能高分子材料的发展速度依然保持着加快的状态，显然它们对新技术革命影响非常之大。这些新型的功能高分子材料在我们的尖端科学技术领域和工农业生产以及日常生活中扮演着越来越重要的角色，21世纪人类社会生活必将与功能高分子材料密切相关。

4 结束语

功能高分子材料是一门研究高分子材料变化规律以及实际应用技术的一门学科，在高分子材料科学领域中的发展速度是最快的，同时也是与其它科学领域交叉最为密切的一个研究领域。它是以高分子物理、高分子化学等相关学科为基础，同时与物理学和生物学以及医学密切联系的一门学科。因此学习这门学科能让我们很好的将高分子学科的知识综合运用起来，进而使我们对高分子学科有更深刻的认识，让我们受益匪浅。

参考文献

[1]张青，陈昌伦，吴狄.功能高分子材料发展与应用[J].广东化工，2015，42（06）：119-120.

[2]武帅，鲁云华.功能高分子材料发展现状及展望[J].化工设计通讯，2016，42（04）：82.

[3]赖承钺，郑宽，赫丽萍.高分子材料生物降解性能的分析研究进展[J].化学研究与应用，2010，03（01）：1-7.

合成高分子材料的特点篇7

关键词 阻燃特性；木质材料；高分子

中图分类号O69 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0038-02

0引言

随着现今经济的发展，人们生活质量的提高和健康意识的增强，火灾灾害频频发生，材料阻燃特性研究成为当下一个热议的话题，如何高效的利用材料自身的性质，加以合理的聚合和改造，使之成为阻燃特性好，阻燃性能优异，安全系数高，低烟低毒的材料，本文将从家庭使用的木质材料阻燃特性出发和现今工业在汽车、电子电气方面广泛使用的聚丙烯高分子阻燃剂，全面而系统的分析材料的阻燃技术的发展和技术现状。

1材料阻燃技术在家居木质材料上的应用分析

人们生活水平的不断提升，家居环境的美化，人们的健康意识也不断的更强，带来一些必须考虑的问题，家居环境的密封性使得家居所用材料对材料的阻燃技术有更高的要求，材料的阻燃特性对家居的安全隐患问题起着举足轻重的作用，材料阻燃技术不断的提出新的技术，满足各类需求。现今家庭所用的木质材料大多数是采用的是密度板，密度板有诸多益处，木质板材用于家庭装饰，美观，而且质轻，结构较为规则，一般木质板材表面度经过抛光处理，其现在广泛的应用于家庭装修中。当然木质板材也有很多的缺陷，例如时间长了后，容易变形，模板容易两端翘曲等问题，但是人造板材的使用，也使得木质材料的来源更加的广泛；更重要的一点是人造板材的使用，虽然是阻燃的一种，但是其级别相当于B2级别，也就是可燃性，其燃烧也是随着时间的推移，材质激将逐渐的改变，现如今的家庭火宅情况也时有发生，一旦火灾后，该木质板材将受到破坏性的损坏。现今家居环境室内所用密度板是一种木质的人造板，该板材从阻燃技术出发，京承天然木质材料咋阻燃性能方面的优势，有着良好的阻燃特性，装修材料按其燃烧性能应划分四级，见表1。

现今的阻燃材料多为难燃性，不燃性的材料少之又少，可燃性的材料也较多的被应用在现实生活中，对于易燃性的材料多为一些露天设施，家里的电线等等。对于难燃性的材料，其阻燃特性较为良好，其质量有保障，安全系数较高，较多的被现在的家居材料的所用，开发密度板阻燃特性良好的材料，是当今的材料阻燃技术研究是根本。

3材料阻燃技术在聚合物方向应用分析

聚丙烯是我们熟知的高分子材料，而一般的聚乙烯的材料属于易燃物质，例如我们家居生活中使用的塑料用具都是采用聚乙烯加工制造的，而对于材料阻燃技术的相应你果断要求的提出，聚丙烯高分子材料被广泛的应用于当今的日常生活中，聚丙烯简称pp，广泛用于汽车电子、家庭的装饰、建筑物的防火材料等等领域，聚丙烯和聚乙烯一样，属于B3级别的材料，易燃特性，但是聚丙烯高分子材料燃烧过程中，由于其亲氧气性能较低，燃烧不易产生含碳化合物，大大的增加了其易燃的特性，要保证其阻燃的特性，只有进行诸多的测试和实验，以进一步的推广和使用，研究新型的高分子材料，改善聚丙烯材料的阻燃特性是企业和社会发展的必须，具有重要的战略意义和实际经济意义。

对于聚丙烯类高分析物质，其中对于膨胀型阻燃剂，近年来发展较快，其阻燃特性较好，被广泛的应用在生活中，其阻燃性能高，安全系数高，低烟低毒等优点。以前膨胀型阻燃剂被美国两个特学家提出来，当时没有引起社会的关注，近年来，醉着材料阻燃技术的发展，环保问题的日益凸显，人们追本溯源，开始寻找一种新型的可用于环保的一个低毒的无卤阻燃剂，基于这些问题的提出和综合权衡，给膨胀型阻燃技术提供了广阔的发展空间。其中膨胀型阻燃剂的基本成分和各组分的主要功能见表2所示。

该聚丙烯阻燃材料膨胀所形成的的碳层阻止氧气从周围介质扩散到正在讲解的塑料中，材料的阻燃特性从高分子物质到现今的夹板材料，都是从材料的燃烧特性、低毒等方面考虑，深入的分析材料的阻燃特性，如此，安全系数高、低烟低毒的材料将更加的为现今所关注，从而在很大程度满足用户阻燃特性的要求，达到阻燃的目的。

4结论

对于阻燃特性好，阻燃性能优异，安全系数高，低烟低毒的材料，本文从家庭使用的木质材料阻燃特性出发和现今工业在汽车、电子电气方面广泛使用的聚丙烯高分子阻燃剂，全面的分析了材料的阻燃技术的发展和技术现状。木质材料的合理利用在一定程度上将改善我国森林资源匮乏的现状，木质阻燃材料的研究将期待了家居原始的木质材料易变性等缺点，大量的节约木质材料的使用，而聚丙烯聚合物高分子的使用，也得电子电气、汽车应用材料方面的特性提升，而且一般具有耐用性好，耐腐蚀等优点。材料的阻燃特性的分析和技术的发展将应用在生活的各个方面。

参考文献

[1]王建祺.无卤阻燃聚合物基础与应用[M].北京：科学出版社，2005.

[2]郑美钦.我国中高密度纤维板现状和发展趋势分析.福建林业科技，2003，12：100.

合成高分子材料的特点篇8

关键词：防火材料；复合防火材料；高分子防火材料；轻质无机防火材料

Abstract: with the people to fire safety problems of attention gradually, fire materials research and development and application of natural as fire safety of the key. This paper puts forward the fire materials, and the importance of the common market composite fire materials, polymer fire materials and lightweight inorganic fire materials features and application of a simple introduction.

Keywords: fire materials; Composite fire materials; Polymer fire materials; Light inorganic fire materials

中图分类号：TU545 文献标识码：A 文章编号：

随着现代建筑向高层化发展和室内装修的多样化，这些都对现代建筑材料的防火性能提出更高的要求。更关键的是，高层、超高层建筑物中人员十分集中，一旦发生火灾，逃生的难度极大。所有这些，都要求我们应加强对建筑防火材料的研究、开发和应用。2009年元宵夜央视大楼配楼发生火灾，大楼西、南、东侧外墙装修材料几乎全部烧尽，并致使7人受伤，其中一名消防员牺牲。只有掌握各种建筑防火材料的性质和用途，正确选择合适的建筑防火材料，才能保证建筑物的消防安全，尽量减少发生火灾的可能性。

本文介绍现在市面上主要使用的几种新型建筑防火材料。

1 新型复合防火材料

1.1 石膏板

石膏板是以石膏及其它掺加剂为夹芯，以板纸作为护面制成的薄板。具有质轻、强度高、抗震、防火、防虫蛀、隔热、隔音、可加工性好以及装修美观等特点。各种石膏板材均是以石膏为的复合材料。

纤维增强水泥平板(TK板)

TK板的全称是中碱玻璃纤维短石棉低碱度水泥平板。由上海市第二建筑工业公司研究所、上海石棉水泥制品厂协作研制成功，广泛应用于电子、纺织、冶金工业及其它建筑设施中。宝钢工程、金山石化总厂等都曾采用。TK板是I型低碱度水泥为基材，并用石棉、短切中碱度玻璃纤维增强的一种薄型、轻质、高强、多功能的新型板材，具有良好的抗冲击强度、抗弯强度和不燃烧、不翘曲、耐潮湿等特点。

1.2 复合高强防火板[3]

采用最新专利技术，为不均质夹芯结构，采用氧化镁为丰要胶凝剂，配以特殊调凝方法，及多元改性材料，并用其制成防火、防水面层。芯层采用轻质高强耐火骨料，起保温、隔音、隔热、防火作用，各层问有耐火纤维网格布来增加强度。由于选用了独特的胶凝材料及耐火骨料配方，当发生火灾时，产品自身被烧结为一体，不宜垮塌，有效地阻隔了火焰的外窜，加之特殊的不均质结构，进一步延缓了高温的传导。

高分子防火材料

2.1 无卤阻燃聚乙烯

阻燃聚乙烯一直就是国内外开发的难点和热点，常用的添加型阻燃方法大致分为含卤阻燃与无卤阻燃。而前者虽然防火效果较好，但是一旦分解将产生大量有毒烟雾，有二次污染且有害人体健康。所以后者就成为研究的重点。无卤阻燃PE就是在PE中添加无卤阻燃剂和阻燃增效剂的阻燃复合材料，必要时还可以加入其他加工助剂，如热稳定剂、分散剂、流变剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、交联剂或着色剂等。

聚氨酯材料

聚氨酯材料本是一种有机高分子材料，具有可燃性。由于聚氨酯材料在加工过程中添加了各种助剂包括阻燃剂等，因此聚氨酯泡沫塑料在燃烧时多为不完全燃烧，这种不完全燃烧在火灾中表现为很浓很黑的烟气，这种浓烟含有大量的异氰酸酯、多元醇、氨、二氧化碳、氰化氢、甲醛、一氧化碳等有毒性气体。

可瓷化高分子复合材料

可瓷化高分子复合材料是一种新型防火材料，是在含硅的高分子(如硅橡胶)基体中加入粘土类矿物粉末填料、结构控制剂以及其它助剂制备而成的。这种复合材料在室温下具有普通电线/电缆绝缘层材料的性质，遇高温燃烧时形成坚硬的陶瓷保护层，可以起到隔绝火焰和防火的作用。可瓷化高分子复合防火材料的基体为有机硅，填料为粘土类矿物。

轻质无机防火材料

3.1 硅酸铝纤维

硅酸铝纤维，又称耐火纤维，俗称陶瓷棉，是一种新型的特殊轻质耐火材料。它是用天然焦宝石为主要原料制成的棉丝状无机纤维耐火材料。硅酸铝纤维密度小，导热系数低，热抗振和机械抗振性好，富有弹性，有可塑性，并且具有良好的电绝缘性，是实用的非晶态无机纤维。膨胀珍珠岩

膨胀珍珠岩是一种无机玻璃质矿物材料，由火山岩粉碎成矿砂，再经过特殊膨化加工而成。其内部有丰富的多孔结构，具有价廉、表观密度低、导热系数小、化学稳定性好、使用温度范围广、无毒、无味、防火、吸音等特点。由于硅酸钠仪在220℃就开始膨胀流动，这种膨胀珍珠岩板耐火能力并不强，在大火灼烧下，一般30 min后就明显收缩变形扭曲。针对这种情况，可以添加一些能在高温下与硅酸钠形成烧结陶瓷结构的粉体以改善膨胀珍珠岩板的耐火能力，该粉体主要是二氧化硅、氧化铝等成分。由于聚醋酸乙烯胶黏剂(白乳胶)具有价廉、无毒、燃烧时基本不释放毒烟而成为首选。

2.2 膨胀蛭石

蛭石是由黑云母、金云母、绿泥石等矿物风化或热液蚀变而来，自然界很少产出纯的蛭石，而工业上使用的主要是由蛭石和黑云母、金云母形成的规则或不规则间层矿物，称之为工业蛭石。蛭石呈片状，灼烧成为膨胀蛭石，工业蛭石的膨胀倍数在15 ~ 40倍之间。由蛭石-黑云母间层矿物组成的膨胀蛭石，其强度较由蛭石-金云母间层矿物组成的膨胀蛭石低，耐高温性能较差；由蛭石-绿泥石组成的膨胀蛭石，脆性较大。膨胀蛭石在建筑工业中被制成膨胀蛭石板、蛭石涂料和蛭石水泥、石膏等广泛应用。蛭石制品具有轻质、隔热、绝缘和吸音的特点。

4 结束语

防火材料作为一种新型的产品，应用时间虽然不长，但市场前景广阔，被广泛应用于电力，石化，冶金，航空，邮电等各个方面。通过整理研究笔者发现，防火材料的发展速度非常迅猛，而防火材料产品也日新月异。

参考文献

[1] 建筑防火材料与设备大全[M]. 地震出版社, 1990

[2] 李丹, 王旭. 浅析建筑防火材料的应用[J]. 辽宁建材, 2010, (3): 52-53

[3] 王学谦.建筑防火设汁手册．中国建筑工业出版社，2008

[4] 邹凯旋. 新型环保防火材料的研究[J]. 现代农业科技, 2007, (8): 139-140

[5] 刘威. 酚醛泡沫塑料及其复合材料制品[J]. 2009全国新型墙体保温材料新技术、新产品及施工应用技术交流大会

[6] 章俊文, 葛光祥. 防火及高温绝热用酚醛复合材料性能及应用[J]. 高科技纤维与应用, 2003, 28（3）：11-13

合成高分子材料的特点篇9

关键词：胶原生物医用材料；优势；临床医学应用

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期间，同机体之间不产生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象；②具有生物功能性，在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能；③具有生物可靠性，无毒性，不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应（即“三致物质”），有一定的使用寿命，具有与生物组织相适应的物理机械性能；④化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类：①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换，有钴合金（Co-Cr-Ni）、不锈钢、钛合金（Ti-6Al-4V）、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类，广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类，通过分子设计与功能拓展，即合金化、共混、复合（ABC）等技术手段，可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羟基磷灰石、生物活性玻璃等）。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成，取长补短，达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质，结构复杂，根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛，资源丰富，性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

（1）低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性，20世纪90年代研究发现，其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质，在提取胶原时，除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白，能得到极弱免疫原性的胶原材料。（2）与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点：①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长；②胶原不但可增加细胞黏结，而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。（3）止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料，其降解性作为器官移植的基础。（5）物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构，使其具有很高的强度，可满足机体对机械强度的要求；另外通过进一步的交联增强其强度，而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。（6）组织工程（Tissueengineering）。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色，大量应用于临床，前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2]（1）手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆线；或者与组织反应大，引起发炎、造成伤口瘢痕明显；或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度，又有可吸收性；使用时有优良的血小板凝聚性能，止血效果好，有较好的平滑性和弹性，缝合结头不易松散，操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能，制备的可吸收缝合线有：①纯胶原可吸收缝合线；②胶原/聚乙烯醇共混复合；③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线；④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。（2）止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料，且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体，可被组织吸收，无毒、无副作用的医用功能纤维，相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用，能使创口渗血区血液很快凝结，被人体组织吸收，一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。（4）代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时，最佳方法必须立刻输血，但众所周知，血液来源非常困难！而且不能长久保存，输血之前还需鉴定血型和配型。因此，寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视，且符合血浆的条件和性质，国外已大量使用，我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定（Gelofu-sine）海星明胶和血代（Haemaccel）。（5）水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体（三维网络），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶胀性、柔软性和弹性，以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键（范德华力、氢键等）。水凝胶是高分子凝胶中的一类，可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶（互穿网络水凝胶），现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。（6）敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料（常用植物纤维纱布）、生物敷料（胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。（7）人工皮肤。人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法，一是提高胶原的机械强度；二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年来组织工程（一门多学科的交叉科学）研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是涤纶纤维编织的人工血管，但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨体聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多种方法进行改性，以适应血管植入的要求。此外，还有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸异构体（PLLA）等。（9）人工食管。分为两种，一种是用自身的其他组织或器官（如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等）加工而成，现已广泛应用于临床，优缺互见；另一种是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管（PET）、碳纤维管等。近年以来，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。（10）心脏瓣膜。分为机械瓣膜（金属瓣）和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。（11）骨的修复和人工骨。目前仍以金属（不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金）为主；高分子材料，诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（结晶氧化铝、羟基磷灰石）以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料，在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“诱导成骨”、“传导成骨”，实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面：一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质（ECM）的替代物；二是种子细胞；三是组织工程骨的组织还原（骨缺损修复）。（12）角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜；人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。（13）药物载体。药物载体由高分子材料充当，大多数为传递系统，其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。（14）固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体，其特点：①胶原本身是蛋白质，对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的；②胶原蛋白成膜性好，可制成各种酶膜；③胶原蛋白肽链上具有许多官能团，诸如羧基、氨基、羟基等，易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性，在体内可被逐步吸收，交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能，且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位，详见图1[3]。

3结语

随着社会文明的不断进步，生命至上理念不断深入人心，天赋人权，生命是任何人都不能剥夺的最高权利，人类对身心健康和生活质量越来越重视。当前，新型材料更多的应用于医药和临床，尤其如胶原基生物材料，以其独特的优势和优异的性能在这一领域大显身手。科技改变未来、改变生活，天然高分子与合成高分子材料通过共混、复合、合金化、纳米化等技术手段，制备成多种新颖独特的新材料和新产品。尤其应用于临床和组织器官工程挽救了数以万计的人类生命并提高了生命质量和延长了寿命。随着3D打印技术在生物医疗领域的快速发展，如何制备出适合3D打印的不同类型胶原蛋白材料，并保证在打印过程中蛋白不变性、强度可控、易塑性等成为研究的新课题[4]。

当今，是生物高分子时代，随着科技发展日新月异，生命科学和生物材料研究的不断深入。生物医药是“十四五”的新兴产业链。胶原在生物医学、医药、组织器官工程和临床医学的应用将更加光明，潜力非常巨大。开发应用必将成为广大科研人员研究的重点和热点，我们将拭目以待有更多的新型材料和产品为人类的健康服务并造福人类。

参考文献：

[1]王璐，但卫华，但年华.胞牛皮源高层级胶原聚集体的制备与表征[J].皮革科学与工程.2019，29（05）:16-22.

[2]将挺大胶原与胶原蛋白[M].化学工业出版社，北京，2006.03：186-251.

[3]韩冬冰，王慧敏.高分子材料概论[M].中国石化出版社，北京，2008.07:126-142.

合成高分子材料的特点篇10

【关键词】 高分子材料 可降解 循环利用

1 生物可降解高分子材料的含义及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物可降解的机理大致有以下三种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2 生物可降解高分子材料的类型

按材料来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1 微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。

2.2 合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯（PET）和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯（或聚酰胺）制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3 天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共同混制。

2.4 掺混型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3 生物可降解高分子材料的研发

3.1 传统方法

传统利用生物可降解高分子材料的方法主要包括：天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。（1）天然高分子的改造法。通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。②化学合成法。模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。（2）微生物发酵法。许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

3.2 酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3 酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。

4 结语

随着高分子材料合成与加工的技术进步，生物可降解高分子材料在各行业得到广泛、深入的应用。生物可降解高分子材料助剂、树脂原料和加工机械一起组成了生物可降解高分子加工的三大基本要素。此外，加工工艺水平、配方技术以及相关配套服务设施也成为完美展现制品性能的不可或缺的因素。我国生物可降解高分子材料工业起步较晚，发展迟缓，难以适应目前的发展趋势，必须借助行业发展，探索一条具有中国特色的工业之路。在消化、吸收、仿制国外先进品种和技术的基础上，针对不同行业要求和特点，开发出高效、多功能、复合化、低（无）毒、低（无）污染、专用化的生物可降解高分子品种，提高规模化生产和管理能力，改变目前行业规模小、品种少、性能老化且雷同、针对性（专用性）差、性能价格比明显低于国外同类产品、创新能力低下、污染严重、无序竞争的局面，一些新型功能的生物可降解高分子材料的发展时间不长，消费量较低，却带来了产业新的突破点和增长点，丰富完善了整个体系，其高技术含量和巨大的增幅显示了强大的生命力，创造一个投入产出比明显高于其他化工产品的新产业。