高分子材料的特点范文

关键词：高分子材料；化工材料；发展现状

我国自上世纪80年代以来，开始致力于高分子化工材料的研发，并且将高分子化工材料用于多种领域，满足了节能减排、高性能高科技等现代社会发展的要求。除了本文主要介绍三种材料以外，我国在烯类单体聚合、a―烯烃的聚合、乙烯基单体的光聚合与光刻胶等方面也取得很大的研究成果，随着现代科技的发展以及社会发展的进一步需求，高分子化工材料将得到进一步的开发研究，并广泛的应用于农业、工业、医学、生物、能源等领域。高分子智能材料已经成为材料科学发展的一个重要研究领域，全世界各个国家科学家都在为此作不懈的努力。从人类历史发展来看，任何一种重要材料的发明和利用，都能够把人类改造自然，创造社会的能力提高到一个新的高度，并给社会生产力和人类生产生活带来巨大的影响，使人类的物质文明建设和精神文明建设共同向前推进一大步。所以可以肯定的说，未来将会有更多更好更实用的智能材料出现在我们的面前。

一、高分子材料概念描述

所谓高分子材料是指由许多重复单元共价连接而成的，分子量很大的一类分子所组成的相关聚合物，并且具有粘弹性。高分子材料正在向以下几方面发展：高功能化，高性能化，复合化，精细化和智能化。鉴于此，我国的高分子材料在进一步开发通用的基础上，应该重点发展高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以进一步满足市场需要。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能，较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。

二、高分子材料的应用分析

（一）聚烯烃材料

聚烯烃是高分子化工材料中用量最大的，也是应用范围最广的一种，主要在汽车、建筑、家电等领域得到广泛的应用。聚烯烃是烯烃的聚合物，是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称，主要通过高压聚合或者低压聚合如溶液法、浆液法等方法生产合成，主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯为基础的丙烯共聚物。具有容易加工、综合性能良好、原料丰富，价格低廉等优点。目前，各研究机构正在研究使用过渡金属做催化剂，进行各类烯烃的聚合。近年来，随着节能减排、低碳经济以及可持续发展思想的深入，聚烯烃的合金化、高性能化和多样化成为研究的方向和重点。

（二）高分子智能材料

高分子智能材料是通过有机和合成的方法，使无生命的有机材料变得具有生物功能的一种材料。其功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复。形状记忆高分子材料是指在一定条件下赋予高分子材料的起始装态，当外部条件发生改变时，它可以改变成相应地形状，并能固定其形态。当外部条件再次发生改变时，智能高分子材料以特定的规律和方式再一次发生变化并恢复至起始态。从而完成从起始记忆态到固定变形态再到恢复起始态的循环过程。自行调温调光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物构成的。在低温时聚合物是成串排列的，为透明状，能够透过90%的光线。加热时，这种聚合物就以纤维的形式聚合在一起，成乳白色，能够阻挡90%的光线。并且这种可逆过程是在两三度温差范围内完成的。具有传感功能的高分子材料，这种与传感器结合起来的高分子材料，已成为智能材料的一个新特点。例如，装有压电陶瓷传感器的机器人，可以灵敏地感觉到轴承脱离时摩擦力突然变化的情况，并迅速作出握紧反应。

（三）稀土催化材料

稀土元素具有独特的化学性能和物理组成，以稀土元素为基础的稀土功能材料在信息、生物、新技术、新能源以及环境保护等现代科学技术和现代工业发展中起着十分重要的作用，稀土催化材料比传统的贵金属催化材料相比，具有资源丰度高、成本低、生产工艺水平高以及性能优越等方面的优势。稀土催化材料不仅能够提高生产效率，最重要的是能够节约资源和能源，进而减少环境污染。上世纪60年代，中科院长春应用化学研究所运用稀土化合物组成新型催化剂用于二烯烃的聚合以及橡胶的制备，打破了传统的Z-N催化剂，取得重大研究进展。目前稀土催化材料大量运用在能源环境领域中，如汽车尾气净化、工业废气以及人居环境净化等方面。

（四）生物医用材料

生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。高分子合成的生物医用材料通过分子设计和聚合，能够获得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料，其中高分子软材料常用做为人体软组织如血管、食道和指关节等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等；液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用作注入式组织修补材料。

三、结束语

新型高分子材料对人们的日常生活和工作产生越来越大的影响，本文从几个方面介绍新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含义，发展现状和高分子材料的应用等几方面内容。作为一种与国民经济、高科技技术和现代化生活密切相关重要的材料已经在各个领域中发挥了巨大的作用，人类已经进入了高分子时代。

参考文献：

高分子材料的特点范文篇2

关键词:锂离子电池正极材料负极材料电解液

中图分类号:TM91文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0240-01

锂离子电池能够大规模地运用于电动汽车产业,并用于太阳能与风能等清洁能源的保存。因此,如今锂离子电池技术已经成为研究人员及企业高度关注的重要课题。锂离子电池凭借其极高的能量密度、较长循环的寿命、快速充电与放电等诸多方面的优势以及不断降低的生产制作成本,已经成为今后十至二十年中电动汽车的首选电池。为此,笔者对锂离子电池的研究现状开展了研究。

1正极材料研究现状

锂离子电池的正极材料将直接影响到锂电池所具有的能量密度性能、比功率特点、温度特点和安全特点等等。在当前的市场化锂离子电池中,其正极材料主要包括了LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LixMn2O4等LiFePO4等四种。第一种是LiCoO2,这是第一代市场化锂离子电池正极材料,具备了一些优势,如比能量相对而言比较高,循环性能以及高、低温状态下的工作性能较好,与之相对应的锂离子电池产品一般用在各类小型电子设备。然而,因为使用这一材料的电池在安全性和耐过充性上相对较差,再加上Co资源较为稀缺,其价格十分昂贵,由此而无法成为大容量车用与储能锂电池正极上使用的材料。第二种是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,这是一种具有了高容量的三元类材料,其可逆比容量能够达到160mAh/g之上,是一种十分有前途的正极材料。这一材料和电解液之间的相容性比较好,循环性能十分好,能够应用于手机电池和动力电池等很多产品之中。因为三元材料会鉴于Ni、Co、Mn等三种元素的比例变化而具有不一样的性能,可见,这类材料能够产生出大量的正极材料,从而满足于各类产品之需求。第三种是LixMn2O4,这是一种成本更加低的材料,其热稳定性与抗过充电性均超过了LiCoO2与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,其三维隧道结构要比层间化合物更加有利于Li+的嵌入与脱出,主要应用在高功率动力电池上。然而,其相对较低的110mAh/g的比容量以及较差的300次循环性能,尤其是高温循环性之差导致其运用具有非常大的限制。第四种是LiFePO4。这是一种磷酸盐聚阴离子化合物,也是近年来较快地发展起来的正极材料之一,具备了比较高的安全性,其耐高温性相当好,循环性能也具有优势,从而使其在动力电池与备用电源领域具有十分广阔的实际运用前景。然而,同时其也存在着电压平台比较低、电导率较低以及低温的放电性与倍率放电差等特点。综合考虑正极材料的未来发展前景,磷酸铁锂材料中所存在的一系列问题必将得到合理的解决,学者们与企业所一致看好的LiFePO4能够在车用电池领域当中具备较好的发展前景。

2负极材料研究现状

当前,对于锂电池负极材料的研究主要集中于碳材料、合金材料钛酸锂以及过渡金属氧化物等等。其中,碳材料是研究者最早投入研究并用在锂电池生产中的负极材料。依据负极材料的结构特性,一般分为三类:石墨,易石墨化碳即软碳,难石墨化碳,即硬碳。因为软碳和石墨所具有的结晶性能较为类似,一般均觉得其比硬碳更为容易插入锂之中,也就是更为容易进行充电,其安全性自然也就更加好。石墨类材料的技术相对来说较为成熟。常规锂电池负极材料主要有天然石墨、天然石墨改性材料、中间相炭微球以及石油焦类人造石墨等,其中中间相炭微球的结构较为特殊,呈现出球形的片层结构,而且表面上较为光滑,其直径介于5m～40m之间,这一材料所具有独特的形貌导致其在比容电量(能够达到330mAh/g之上)、安全性能、放电效能及循环寿命(循环次数在2000次之上)等诸多方面具备了明显的优势,然而其成本有待于进一步降低。当前,硬碳材料因为具有首效较低、压实的密度较低、工艺上不够成熟等大量问题,所以尚未进入到大规模的商品化之中,而国内对这一领域尚处在试验阶段之中,有关的文献报道非常少。除了上述碳类负极材料之外,其他的负极材料包括了锡基复合氧化物、碳硅复合材料以及钛酸锂等,其中的钛酸锂是目前重要的研究热点。这种材料是一种嵌入式的化合物,呈现出尖晶石结构,还可嵌入Li+。目前,电极理论嵌锂容量的大小是175mAh/g。在作为锂动力电池负极材料之时,钛酸锂具备了十分显著的有利条件,不仅循环寿命非常长,而且钛酸锂的体积变化十分小,被称之为零应变材料。钛酸锂与电解液间在界面上不会出现SEI膜,而且内阻并不会有增加,其安全性能十分优异,电压平台在1.5V左右,不容易导致金属锂的析出。电压的平台较为稳定,具备了极好的耐过充性能以及耐过放性能。然而,钛酸锂电极电位相对而言比较高,其压实密度与重量比能量相对而言比较低,导致导电性差与大倍率性能需要进一步提升,而产品的一致性与电池的加工性能相对而言也比较差,从而限制了钛酸锂更加广泛的市场化运用。

3电解液研究现状

电解质的作用是在正、负极之间输送与传导锂离子。当前,电解液的溶剂包括了碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯以及碳酸甲乙酯等五类。当前,动力电池一般是以LiPF6为电解质盐的,并由碳酸乙烯酯与直链碳酸酯共同构成的混合溶剂作为电解液。然而,因为LiPF6的热稳定性与化学稳定性相对比较差,对于怎么进一步提升动力与储能电池安全性能、循环性能等方面具有无法忽视的负面影响。所以,要不断研究新型电解质锂盐、功能添加剂的作用,这已成为这些年来锂电池电解液研究的重要方向,因此,二草酸硼锂在锂离子电池当中的运用已经引起了研究者更大的关注。用这种盐所配制而成的电解液具有抗过充与阻燃等作用,所形成的SEI膜十分稳定。LiMn2O4在LiBOB电解液当中的分解热只达到60J/g,而LiFePO4则更低,大概是6～8J/g,如此一来,就能极大地提升动力电池的安全性。因此,把LiBOB视为添加剂加以运用,和LiPF6进行混合使用,能够极大地提升动力电池所具有的高温循环作用。

4结语

当前,中国已将新能源汽车业列为今后一个时期大力发展的战略性新兴产业之一,这就为锂离子电池打开了更为广阔的市场空间。同时,在电动自行车领域、航天领域、军事领域之中,锂离子电池也具有非常好的发展前景。笔者坚信,随着锂离子电池技术的进一步发展,锂离子电池所具有的性能必然会愈来愈高,其应用价值也会越来越大,并朝着高能量密度化、高功率化、大型化等趋势继续发展。

参考文献

[1]李明月.新型锂离子电池材料研究进展[J].化工生产与技术,2010(4).

高分子材料的特点范文篇3

[关键词]分子印迹技术；分子印迹聚合物；应用

[中图分类号]O658.9[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2012）49-0053-02

自然界和生物体内分子识别在活性发挥方面起到了重要作用，大多数生物分离技术都依赖于分子识别作用，但是生物识别分子的分离和制备十分困难，而且在操作中对环境要求比较高，人们一直希望合成具有分子识别功能的介质。近年来得到快速发展的分子印迹技术，由于其卓越的分子识别性能和独特的物理、化学、机械特性等优点，已经成为一个热门的研究方向。

1分子印迹技术的原理及特点

分子印迹技术是指将模板分子与选择好的功能单体通过一定作用形成主—客体复合物，然后加入一定量的交联剂和功能单体共同聚合成高分子聚合物。除去模板分子后，刚性聚合物中的空穴记录有模板分子的构型，且功能基团在空穴中的精确排列与模板分子互补，从而对特定的模板分子具有较高的识别能力，而达到分离混旋物的目的。分子印迹分离技术是一种有着特殊专一选择性的新型分离技术。与天然抗体相比，具有高选择性、高强度（即耐热、耐有机溶剂、耐酸碱）、制备简单而且模板分子可回收和重复使用的特点。

分子印迹技术一般包括以下几个步骤：①在一定溶剂中，具有适当功能基团的功能单体通过与模板分子间的相互作用聚集在模板分子周围，形成稳定的复合物。②加入交联剂后，过量的交联剂使得功能单体上的功能基团在特定的空间取向上固定。③将聚合物中的印迹分子洗脱或解离出来得到分子印迹聚合物（见下图）。

2分子印迹聚合物及其制备

分子印迹聚合物是分子印迹技术的核心。简单地说，它是一种人工合成的利用分子印迹技术制备的高分子聚合物。该聚合物拥有与模板分子大小和形状相匹配的立体孔穴，同时孔穴中包含了精确排列的与特定结构的模板分子官能团互补的活性基团。所以分子印迹聚合物具有特异“记忆”功能基团。MIP的制备方法通常有本体聚合、沉淀聚合、表面印迹、溶胶凝胶、两步溶胀等方法。

分子印迹聚合物是近年发展起来的新型重要分子识别材料，功能单体与模板分子形成稳定的复合物，以使交联聚合后把模板分子的结构固定在聚合物的母体中，产生识别位点。此外，功能单体的用量对聚合物的识别性能有较大的影响，但功能单体—模板分子比例过高时，所制备的聚合物具有更紧密的结构和更好的耐溶胀性能。因此，模板分子与功能单体的选择对于分子印迹聚合物的制备至关重要。

2.1模板分子的选择

印迹过程可以形成与模板分子形状及功能基排列互补的孔穴有关，因此研究模板的分子结构对MIP分子识别性能的影响具有重要意义。用小分子芳香族化合物，部分羟基数目及羟基位置不同的羟基苯甲酸化合物为模板分子，采用非共价印迹技术制备了相应的MIP，通过对比研究，探讨了模板分子中作用基团的数目及位置对非共价MIP分子识别能力影响的规律。模板分子中含有较多作用基团有利于得到对模板分子具有高印迹亲和力的印迹聚合物，即得到高印迹效率的MIP。当模板分子中作用基团间能形成分子内氢键时，印迹效率降低。这是由于印迹过程中模板分子的分子内氢键削弱了其与氢键型功能单体丙烯酰胺的结合，从而降低了模板分子的印迹效率。

孙宝维等就模板结构与分子印迹效果间关系提出：大多只有一个极性基团的化合物，与功能单体作用的数目较少，不易产生印迹效应；一般含多个极性基团，少数含一个极性基团并具有一个大的疏水结构的化合物在印迹过程中表现出协同效应；具有多个极性基团，而且同时具备部分刚性和柔性结构的化合物，可更好地与功能单体作用。

2.2功能单体的选择

在制备分子印迹聚合物过程中，选择合适功能单体种类及与模板分子的配比至关重要，下面是几种筛选功能单体的方法。

（1）紫外光谱法

根据紫外光谱原理，当价电子与氢原子形成氢键后，电子的能量会发生变化。同时张力或偶极作用迫使分子轨道发生扭曲变形，电子跃迁概率发生变化，导致吸光度发生变化。因此，根据紫外光谱的变化，可推测模板分子与功能单体间相互作用强度和复合比例等有关信息。

（2）核磁共振法

核磁共振光谱法（NMR）可以提供有关确切作用位点和作用强度的大量信息，是一种更具潜力且准确的筛选方法。模板分子与功能单体相互作用，分子间氢键对模板分子的活泼氢产生强烈束缚作用并使其屏蔽作用变小。通过核磁共振技术测定溶液中功能单体对活泼氢化学位移的影响，从而找出最佳的功能单体和最佳的配比。

（3）荧光光谱法

对于具有荧光性质的模板分子，荧光光谱法是选择功能单体的比较好的方法。荧光供体分子（模板分子）与荧光猝灭剂分子（功能单体）之间借助分子间力，彼此结合形成具有一定结构的不发荧光的基态复合物，而导致荧光强度减弱。即静态荧光猝灭现象。

（4）计算机模拟计算

随着计算机和量子化理论的发展，计算机模拟技术已经应用到分子印迹体系中。这种方法可以大大减少摸索实验的次数，也可以减少不必要的药品浪费。计算机模拟计算最常用半经验计算方法，大致过程为，第1步，用软件优化各种可能的模板分子、功能单体及其复合物的构象，选出最小能量构象。第2步，功能单体与模板分子的相互作用能利用下式计算：ΔE=E（模板分子和功能单体的复合物）-E（模板分子）-E（功能单体）。ΔE越大，说明模板分子与功能单体的作用越易形成氢键，且形成的氢键越牢固。

3分子印迹技术的膜和材料制备方面的应用

3.1新的膜制备技术

（1）多层自组装膜

通过化合物分子之间不同的作用力结合而成。这种作用力主要包括共价或配位作用、氢键、静电力、疏水作用力、π2π堆积作用以及阳离子π吸附作用。多层自组装印迹膜是在印迹聚合物表面通过不同的作用力结合形成膜，然后反复在聚合物混合溶液中进行自组装，形成多层膜结构，将印迹分子洗脱，得到多层自组装印迹膜。自组装方法包括共价（或配位）自组装、氢键自组装、静电自组装。张希等报道了用光交联法和多层膜自组装方法制备的以5、10、15、202四甲基氨基苯21H、23H卟啉为印迹分子的多层自组装印迹膜，与其他方法制备的印迹膜相比具有较高的识别能力。

（2）纳米管印迹膜

一种印迹孔穴具有纳米管形状的分子印迹聚合物膜。纳米管印迹膜的出现标志着分子印迹技术又有了新的突破。这种膜的制备是由王小如研究组首先提出的，他们将表面引发原子转移自由基聚合（ATRP）和分子印迹技术原理相结合，使用多孔阳极氧化铝薄膜（AAO）为载体膜并用32氨基丙基三甲氧硅烷进行表面硅烷化处理，将ATRP引发剂22溴222甲基丙酰溴接枝到AAO的表面，然后与金属有机催化剂1、4、8、112四氮杂萘并苯铜、功能单体42乙烯吡啶、印迹分子β2雌二醇或孕酮和交联剂的乙腈溶液混合，在N2保护下进行热聚合得到聚合物膜，除去印迹分子后形成纳米管印迹膜。结果表明，这种结合位点具有纳米级的孔径和几纳米管壁厚度的印迹膜对目标分子具有高选择性、高亲和性、高容量和快速的结合能力。

3.2新的材料制备技术

（1）分子印迹磁性材料

磁性材料从材质上可以分为金属及合金磁性材料和铁氧体磁性材料两大类。铁氧体磁性材料又可以分为多晶结构和单晶结构材料。从应用的功能上来分，磁性材料又可以分为软磁材料、永磁材料、磁记录2矩磁材料、旋磁材料等。结合磁性材料的分子印迹技术制备的MIPs称为磁性分子印迹聚合物，表面修饰过的磁性微球在聚合过程中嵌入MIPs母体中，从而使MIPs具有一定的磁性。MIPs在再识别吸附过程完成后，分离传统MIPs和溶液需要离心或过滤等烦琐的步骤。磁性分子印迹聚合物则只需外加一个磁场即可以实现与溶液分离，其操作简单且分离时间短。在磁性分子印迹技术所应用的磁性粒子主要为Fe3O4。Fe3O4为无机化合物，不能和有机体系相容，因此磁性微球先由聚乙二醇4000/6000等活性组分进行活化得到有机相容性磁性复合微球，磁性复合微球在聚合过程中包埋于MIPs中。也有通过溶胶2凝胶使硅包裹磁性离子。

（2）分子印迹纳米材料

纳米材料是指三维尺度中有一维以上处于纳米量级（1～100nm），即由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。纳米材料与传统材料相比有较低的熔点、较小的体积、巨大的比表面积、强化学活性和催化活性，此外其还有特殊的比热、光学、电学、磁学、力学等一系列优良的性能。

分子印迹技术利用纳米材料巨大的比表面积制备印迹聚合物，可以充分地暴露印迹识别位点，大大减少吸附过程当中的传质阻力，增强吸附过程的动力学特征，进而提高吸附量。纳米分子印迹聚合物的形式主要为纳米粒子、纳米管和纳米膜。张忠平等以硅为基质通过溶胶凝胶反应分别制得了对TNT有特异性识别的纳米粒子。其制得的纳米粒印迹材料的印迹位点密度大约为普通印迹材料的5倍。其动力学研究表面，纳米印迹粒子达到平衡所用的时间也只为普通印迹材料的1/3。

（3）分子印迹复合材料

多种材料相互补充使复合材料的性能更为优越。除了单一的膜材料、磁性材料和纳米材料外，出现了复合材料如纳米膜材料、磁性纳米材料等。这些复合材料已经应用于分子印迹技术中。王小如等合成了纳米管膜应用于化学分离，并用多孔性氧化铝为模具合成了磁性分子印迹纳米线。复合材料为分子印迹的发展提供了新的动力。

4结论

自20世纪90年代以来，MIT以其高亲和性、高选择性等独特优点迅速吸引了各国研究人员的注意并蓬勃发展，至今已被应用于化学、生物、医学、环境等各大学科及其分支领域之中。MIPs的合成与应用方法已日趋成熟，但目前的MIT仍存在着一些问题。如其尚不能将某些类似物完全分离。随着计算化学与计算机模拟技术的发展，建立完整的单体交联剂库，利用虚拟反应来指导MIPs的合成已成为新的发展趋势。此外，大力发展水相中制备方法，减少对有机溶剂的依赖，不仅能模拟生物体的识别模式，而且会极大地扩展其使用范围。

参考文献：

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[2]周勤，袁笑一.分子印迹技术及其在环境领域的应用[J].科技通报，2005，21（1）：110-114.

[3]RamstromO，AnsellR.Molecularimprintingtechnol2ogy：challengesandprospectsforthefuture[J].JChirality，1998，10（3）：195-209.

[4]GVlatakis，LIAndersson，RMulleretal.[J].Nature，1993：361，645-647.

[5]姚伟，高志贤，房彦军，等.沉淀聚合法制备咖啡因分子印迹聚合物微球[J].化工进展，2007，26（6）：869-877.

高分子材料的特点范文篇4

关键词：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

随着经济的发展和人们生活节奏的加快，塑料饭盒、塑料袋等一次性产品开始频繁出现在人们的日常生活中，它们在给人们的生活带来便利的同时，也因其非自然降解性造成了极大的环境问题，即“白色污染”。“白色污染”既是一种视觉污染，也会影响土壤、空气、水体等的质量，因此努力合成并推广使用可降解高分子材料成为当务之急。按照降解机理，可降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物双降解高分析材料三大类。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基团，可吸收紫外线发生光化学反应，在太阳光的照射下，发生分子链的断裂和分解，由大分子变成小分子。

向塑料基体中加入光敏剂是目前使用比较多的制备光降解塑料的方法。光降解引发剂可以是过渡金属的各种化合物，如：卤化物、脂肪酸盐、酯、多核芳香族化合物等。很多学者都发现TiO2对聚丙烯的光降解有明显的催化作用，刘青山等人［1］分析了加有锐钛矿型纳米二氧化钛的聚丙烯纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况，得出锐钛矿型纳米TiO2可作为聚丙烯的一种高效光敏剂的结论。除了TiO2，还有很多其它光敏剂，如硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰等均对聚乙烯薄膜有显著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏剂制得改性高分子虽然能降解，但只是部分降解，而化学合成的羰基聚合物、Et/CO等，则能完全降解。一氧化碳和烯烃的交替共聚产物——聚酮，因为分子链中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下发生光降解，羰基键附近的碳链断裂生成酮类、烯类及一氧化碳等低分子物质并返回到物质循环圈中，不存在环境污染，是一种新型的环境友好材料［2］。且有实验证明，分子量大、结晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破坏性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定时间内能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，仅能被分解成散落碎片。

2.1淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、价格便宜、生物降解性等优点，成为近年来研究的热点。淀粉降解塑料泛指组成中含有淀粉或其衍生物的塑料，发展至今已经过了四个时期：填充型淀粉塑料，光/生物双降解型塑料，共混型塑料和全淀粉热塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烃类聚合物中加入廉价的淀粉作为填充剂，其中淀粉含量在10%30%，仅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要几百年才能达到完全生物降解。光/生物双降解型是由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂等制成，其降解机理是先降解的淀粉可使高聚物母体变得疏松，增大表面/体积比，同时光敏剂、促氧剂等物质被光、热、氧引发，发生光氧化和自氧化作用，导致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下来人们发现，通过共混能解决淀粉粘性高、抗湿性低及与一些聚合物不相容等缺点，于是开始将淀粉与聚烯烃类等一些不可降解聚合物混合来提高淀粉的强度，但这类产品不能完全降解；后来便试图将其与PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉热塑性塑料含淀粉70%-90%,其余组成是一些可光降解的加工助剂，使用后能在环境中完全降解，但天然淀粉不具有热塑性，必须先利用物理场作用使其分子结构无序化后才能在塑料机械中加工成型。

2.2化学合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基结构的脂肪族聚酯来合成生物降解高分子材料，工业化的有聚乳酸和聚己内酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等为原料，发酵制得的易生物降解的热塑性材料，因乳酸存在一个羟基和一个羧基，可通过缩聚反应直接转换成低分子量聚酯，再通过选择适宜的聚合条件来合成目标分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、机械性能及物理性能等，被视为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚己内酯也是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料，通过己内酯的开环聚合制得，是一种半结晶型聚合物，室温下为橡胶态，具有很好的柔韧性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解产物是二氧化碳和水，被认为是环境友好包装材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通过用葡萄糖或淀粉类喂养，微生物在体内发酵合成的一类有机高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物发酵生成的一种多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、无毒副作用等特性，可用于制备高吸水性树脂,作为一种治疗骨质疏松的重要载体、药物缓释材料,吸附重金属等，具有广泛的应用前景［5］。聚羟基脂肪酸酯是一类由很多细菌在非平衡生长条件（如缺氧、磷等）下合成的线性聚酯，可作为碳源和能源的贮藏性物质，增强细菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解为二氧化碳和水，并且具有热可塑性、生物可再生、生物相容性、光学异构性等，可作为生物医用材料、日常消费用塑料制品、生物可降解包装材料、生物能源，已成为可降解生物材料领域研究的热点。

3.光/生物双降解高分子材料

顾名思义，光/生物双降解高分子材料同时具有光、生物双降解功能，将光降解机理与生物降解机理结合起来，可以使二者优缺点互补，达到更好的降解效果。其制备方法主要是在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和生物降解助剂等。目前研究比较多的有淀粉和光敏剂光降解树脂合成的光/生物双降解淀粉塑料及可控降解剂共混改性法制得的改性可控光/生物双降解聚丙烯纤维制品等。光/生物双降解淀粉塑料前面已提过，此处不再赘述，而可控双降解聚丙烯纤维制品凭借着其可控降解性、存放性、无毒性等众多优点，必将具有巨大的发展前景。

4.结语

随着“白色污染”的日益加重和石油资源的日益枯竭，加大对高分子废弃物的回收利用率和研制出高效的降解技术都是有效的解决途径，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能从根本上解决这些问题，且光-生物双降解高分子材料凭借着其独特的优势将会成为今后的研究重点之一。(作者单位：郑州大学材料科学与工程学院)

参考文献：

［1］刘青山，严玉蓉，赵耀明.纳米二氧化钛催化光降解聚丙烯纤维的研究［J］.合成材料老化与应用，2005,34（1）：8-12.

［2］邹丽萍.绿色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大学，2007:1-5.

［3］范良兵.淀粉降解塑料的制备及性能的研究［D］.广东：华南理工大学，2010:1-8.

高分子材料的特点范文篇5

一、影响高分子材料老化的环境因素

1.太阳光对高分子的影响

目前太阳光是影响高分子材料老化的主要原因,而且是不可避免的,太阳光中含有大量的紫外线,是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收,从而产生复杂的化学反应;另一部分太阳光中的红外线,红外线接触高分子材料后,使得高分子材料吸收温度迅速上升,这就加剧了高分子材料的热老化性,从而降低了使用寿命。

2.空气中氧对高分子的影响

氧无处不在,而且属于极活泼气体,在高分子材料表面受到太阳光照射后极易发生氧化反应,像我们平时看到的铜绿,所谓的铜绿就是铜在光的照射下发生氧化反应而形成表面的一层保护介质。这样的现象还有很多,并且为无法避免不可逆的,然而高分子材料和我们息息相关,在日常的加工、运输、使用过程中都不可避免的接触氧,所以氧也是导致高分子材料老化的主要因素。

3.外部作用——机械力对高分子材料的影响

高分子材料在使用过程中不可避免的接触外部因素作用,外部作用在一定程度下导致了高分子材料的老化进程。例如汽车轮胎,它属于高分子材料橡胶,橡胶的突出特点是分子链柔性好,在外部车轮和车承载力的作用下,易发生较大程度的变形,由于它特殊的分子原理可迅速恢复,如果长时间施加机械力,橡胶内的分子链受到破坏发生变形导致龟裂,加速了高分子材料的老化过程。

4.水和电对高分子材料的影响

由于高分子材料的分子内部结构特殊,含有一种亲和水性很好的物质,在高分子材料遇到水后易破坏分子结构而易被水解;高分子内部的组织键对电的反应更加敏感,一旦接通电源,分子就形成了大量不规则运动而剧烈反应,有效的破坏了分子弱键,导致高分子材料失效电解游离。

二、高分子材料老化的具体表现

高分子材料老化顾名思义就是通过外部作用破坏了高分子内部结构,分子量变小,生成新的物质或发生降解的过程。一般分为物理老化和化学老化,物理老化可逆转比较好恢复,例如,一些高分子材料在外部压力作用下产生变形,但去除外力后即可恢复原状。还有一些高分子材料受潮后绝缘性降低,表现为失效,但干燥后即可利用。化学老化就较复杂了,它是高分子内部键和键之间发生的不可逆现象,较能控制和恢复。老化后的材料强度降低、韧性、稳定性、耐热性及颜色等各方面都出现不同程度的破坏和降低,影响其正常使用功能。高分子材料老化外观主要表现为颜色变淡,出现斑点、龟裂、粉化等现象;内部老化则表现为水解、电解、冲击强度、抗拉强度等减低,从而达到高分子材料的疲劳极限,丧失其使用价值。

三、缓解老化的具体措施

现阶段,研究高分子材料老化和抗老化问题是一个实际关键性问题,由于高分子材料内部结构比较复杂,反应条件成熟,反应机理无法避免,所以对高分子研究领域内还无法真正杜绝其老化现象,只能对老化做辅助性的延缓作用,从而增加高分子材料的使用寿命。

1.物理防护措施

物理防护就是应用外部因素影响高分子的作用,它可以完全控制一般的物理老化,对实质性的化学老化起到一定的延缓作用。例如,常年暴晒和雨淋的大棚塑料薄膜,经日照后分子受热发生氧化,促使透明度降低,薄膜脆化,如何延长塑料薄膜的使用寿命,增大农民的经济效益,人们利用在薄膜上覆盖草栅,降低塑料薄膜和日光接触时间,从而达到了延长塑料寿命的目的。其次,在高分子材料中加一种延缓剂、防老剂来增加抗老化机理。例如,机械设备一般都是用机械材料(铁、铜、钢等)通过键槽连接组成的一个具有规范运动的主体,但因长期暴露在空气中,设备表面经常看到锈迹斑斑,影响了设备的美观,人们就针对此现象发明了油漆,油漆涂在设备表面有效阻止了设备与空气接触的面积,起到了使之无法氧化的目的。像运用物理方法保护高分子材料老化的现象还有很多,它成本低实施简单,现已被人们广泛利用。

2.改变高分子本身易老化的特点

引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱键或不饱和双键,由于分子内部存在弱键、不饱和键使得高分子材料特别不稳定,易于和空气中的氢键氧键发生反应生成新的物质,如改变其不稳定键使之成为饱和键,那它抗老化性就大大增加。例如橡胶中的碳-碳键极易与空气发生臭氧老化和光氧老化。针对这一现象,在橡胶中加入氯原子键,氯原子键有很好的吸附电子基功能,从而提高了橡胶的抗老化性。举一反三,像这种在高分子材料中加入键基减少支链使其稳定,也是我们提高抗老化的有力措施。

高分子材料的特点范文篇6

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、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。转

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。

高分子材料的特点范文篇7

关键词：涂附磨具；防静电涂层；创新意见

中图分类号：TQ63文献标识码：A

涂附磨具有张页状（矩形）、圆片状、环带状和其他特殊形状，主要品种有砂布（纸）和砂带，常以机械或手工作业方式使用，广泛用于金属材料、木材、陶瓷、塑料、皮革、橡胶以及油漆腻子等非金属材料的磨削、抛光和打磨。目前涂附磨具的制作方法一般为：在纸基或布基上涂覆上底胶，然后把磨料植入底胶上，最后在磨料上涂覆一层复胶层，其中底胶或复胶层一般只通过合成树脂再加几种辅助材料制作而成。用此方法制成的涂附磨具，使用过程中容易产生静电，影响涂附磨具磨削效果，需要改进。

1涂附磨具构成要素

1.1基材的分类

基材是涂附磨具中磨料和粘结剂的承载体，是涂附磨具具有可挠曲性的主导因素，基材的种类主要有纸、布、钢纸、复合基、无纺布等。（1）纸：涂附磨具用纸是由特别结实而富有韧性的纤维制成的。纸价格便宜，一般不用进行基材处理，用量很大。（2）布：用纤维为原料，通过纺织构成一定组织而形成的织物。布在涂附磨具的基材中应用最广，柔性好，强度高，但需要进行严格的基材处理；涂附磨具用布在目前主要有棉布、混纺布、聚酯布等。（3）钢纸：由多层棉纤维融合而成的、强度很高的基材。能承受高机械负荷，强度高，伸长小，耐热性好，用于钢纸砂盘、异型制品的生产。（4）复合基：由纸和布复合而成，综合了纸和布的优点，强度高，伸长极小，用来制作高速重负荷砂带，少量制作砂盘。（5）无纺布：将一种或数种纤维采用粘结或机械等方法，使之不经编织过程而具有布匹的外貌和性能，用来制作松软的抛光磨具。

1.2磨料的种类

磨料是涂附磨具产生磨削和抛光作用的主体。磨料分为天然磨料和人造磨料。涂附磨具常用的磨料品种主要有：（1）棕刚玉（A）：外观呈棕色或棕褐色，硬度较高韧性好，能承受很大压力，有耐高温、抗腐蚀、化学稳定性好等特点，应用广泛。（2）白刚玉（wA）：外观呈白色，硬度高于棕刚玉，性脆，韧性比棕刚玉低，磨料易碎裂，锋利性好。（3）黑碳化硅（C）：主要成分是SIC，外观呈黑色，硬度高性，性脆，磨料的锋利性好。（4）锆刚玉（ZA）：外观呈灰白色或灰褐色，有很好的韧性和耐磨性，适于高速重负荷磨削和难磨金属材料的加工。

1.3粘结剂的分类

粘结剂是起粘结磨料和基材的作用，使磨具具有一定的形状和强度。涂附磨具中的粘结剂一般由基材处理剂、底胶、复胶等构成。基材处理剂作用主要是改善基材的物理机械性能，保证良好的涂胶植砂质量。底胶是将磨料粘结在基材上的涂层，起粘结和固定磨料的作用。复胶是在已固定的磨粒上再涂一层粘结剂，把磨料包围住从而进一步加强磨粒与基材的粘结强度，保证磨粒在磨削过程中能经受磨削力的挤压和冲击而不易脱落。涂附磨具用的粘结剂主要有：动物胶、合成树脂等。

2涂附磨具权力要求

一种涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的底胶层和∕或复胶层，其特征是底胶层和∕或复胶层含有如下重量份数的材料：合成树脂25～85；无机复合导电材料10～60；增溶剂0.1～5；辅助材料5～40。根据权利要求1所述涂附磨具的防静电涂层配方，其特征是所述合成树脂为酚醛树脂、或者尿醛树脂、或者密胺树脂、或它们的组合，重量份数为30～50，或者60～80。根据权利要求2所述涂附磨具的防静电涂层配方，其特征是所述无机复合导电材料为石墨与无机高分子材料的混合物，重量份数为20～30，或30～50；石墨占混合物总量的40%～60%。根据权利要求2所述涂附磨具的防静电涂层配方，其特征是所述无机复合导电材料为氨类盐与无机高分子材料的混合物，重量份数为10～30，或者40～50；氨类盐占混合物总量的60%～80%。根据权利要求3或4所述涂附磨具的防静电涂层配方，其特征是所述辅助材料包含膨润土或者湿润剂，重量份数为5～10；硅酸钙或者碳酸钙，重量份数为5～15。根据权利要求5所述涂附磨具的防静电涂层配方，特征是所述辅助材料还包含钛白粉或氧化铁，重量份数为1～5；冰晶石或氟硼酸盐，重量份数为1～5；硬脂酸锌或硬脂酸镁，重量份数为1～5。

3涂附磨具的防静电涂层配方

本发明旨在提供一种制作简便、成本低、达到防静电效果的涂附磨具的防静电涂层配方，以克服现有技术不足。按此目的设计的一种涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的底胶层和∕或复胶层，其特征是底胶层和∕或复胶层含有如下重量份数的材料：合成树脂25～85；无机复合导电材料10～60；增溶剂0.1～5；辅助材料5～40。所述合成树脂为酚醛树脂、或者尿醛树脂、密胺树脂、或它们的组合，重量份数为30～50，或者60～80。所述无机复合导电材料为石墨与无机高分子材料的混合物，重量份数为20～30，或者30～50；石墨占混合物总量的40%～60%。所述无机复合导电材料为氨类盐与无机高分子材料的混合物，重量份数为10～30，或者40～50；氨类盐占混合物总量的60%～80%。所述辅助材料包含膨润土或者湿润剂，重量份数为5～10；硅酸钙或者碳酸钙，重量份数为5～15。所述辅助材料还包含钛白粉或氧化铁，重量份数为1～5；冰晶石或氟硼酸盐，重量份数为1～5；硬脂酸锌或硬脂酸镁，重量份数为1～5。本发明采用上述技术方案，在涂附磨具的底胶层和∕或复胶层内增添具有导电作用的无机复合导电材料，使本发明的涂附磨具比传统的导电性提高1000～1000000倍，在磨削过程中能有效杜绝静电产生而影响磨削效果。

4具体实施方式

第一实施例：本涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的底胶层，含有如下重量份数的材料：合成树脂70；无机复合导电材料40；增溶剂1；辅助材料25。其中，合成树脂采用酚醛树脂，重量份数为70；无机复合导电材料为石墨与无机高分子材料的混合物，重量份数为40（石墨含量为50%）；辅助材料包含膨润土，重量份数为10；硅酸钙，重量份数为15。该配方特点为：色泽较深、导电性能较高。

第二实施例：本涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的底胶层，其含有如下重量份数的材料：合成树脂60；无机复合导电材料20；增溶剂0.5；辅助材料25。其中，合成树脂采用尿醛树脂，重量份数为60；无机复合导电材料为氨类盐与无机高分子材料的混合物，重量份数为20（氨类盐含量为80%）；辅助材料包含湿润剂，重量份数为10；碳酸钙，重量份数为10；还包含钛白粉，重量分数为2；冰晶石，重量份数为2；硬脂酸锌，重量份数为1。该配方特点为：色泽偏白、导电性能高。

第三实施例：本涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的复胶层，其含有如下重量份数的材料：合成树脂40；无机复合导电材料40；增溶剂3；辅助材料35。其中，合成树脂采用酚醛树脂，重量份数为40；无机复合导电材料为氨类盐与无机高分子材料的混合物，重量份数为40（氨类盐含量为60%）；辅助材料包含湿润剂，重量份数为10；碳酸钙，重量份数为15；还包含钛白粉，重量分数为5；冰晶石，重量份数为3；硬脂酸锌，重量份数为2。该配方特点为：色泽较白、导电性能高。

第四实施例：本涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的复胶层，其含有如下重量份数的材料：合成树脂35；无机复合导电材料45；增溶剂4；辅助材料21。其中，合成树脂采用密胺树脂，重量份数为35；无机复合导电材料为氨类盐与无机高分子材料的混合物，重量份数为45（氨类盐含量为80%）；辅助材料包含膨润土，重量份数为5；硅酸钙，重量份数为8；还包含氧化铁，重量分数为3；氟硼酸盐，重量份数为3；硬脂酸镁，重量份数为2。该配方特点为：色泽偏红、导电性能较高。

第五实施例：本涂附磨具的防静电涂层配方，包括涂附在磨具上的复胶层，其含有如下重量份数的材料：合成树脂30；无机复合导电材料25；增溶剂4；辅助材料30。其中合成树脂采用尿醛树脂，重量份数为30；无机复合导电材料为石墨与无机高分子材料的混合物，重量份数为25（石墨含量为25%）；辅助材料包含湿润剂，重量份数为10；硅酸钙，重量份数为10；还包含氧化铁，重量分数为5；氟硼酸盐，重量份数为2；硬脂酸镁，重量份数为3。该配方特点为：色泽深红、导电性能高。

结语

涂附磨具的选择是一个较复杂的问题，科学的选择是建立在细致、繁琐和大量试验的基础上。本发明具有制作简便、材料成本低、使涂附磨具的达到防静电效果的特点，以克服现有技术中的不足之处，因此其在磨削过程中能有效杜绝静电的产生而影响其磨削效果。

参考文献

高分子材料的特点范文篇8

1963年，uyeda及其合作者发展了气体蒸发法制备纳米粒子，并对金属纳米微粒的形貌和晶体结构进行了电镀和电子衍射研究，使科学界对纳米技术的概念有了多方面的认识。1974年，taniguchi最早使用纳米http://科技（nanotechnology）一词描述精细机械加工。1984年，德国科学家gleiter等人首次采用惰性气体凝聚法制备了具有清洁表面的纳米粒子，然后在真空室中原位加压成纳米固体，并提出纳米材料界面结构模型。到1989年，纳米固体研究的种类已从由晶态微粒制成的纳米晶体材料（纳米导体、纳米绝缘体、纳米半导体）发展到纳米非晶体材料，并成功地制造出一些性能异常的复合纳米固体材料。1990年7月，在美国巴尔地摩召开的首届国际纳米科学技术会议（nst）上，正式把纳米材料科学做为材料科学学科的一个新的分支。从此，一个将微观基础理论研究与当代高科技紧密结合起来的新型学科——纳米材料学正式诞生，并一跃进入当今材料科学的前沿领域。

纳米材料的组成及其分类

1、按照维数，纳米材料的结构单元可以分为三类

（1）零维指在空间有三维处于纳米尺度。如原子团簇、纳米微粒、量子点或人造原子等。原子团簇，是指几个至几百个原子的聚集体，粒径小于1nm。它可以是由一元或多元原子以化学键结合起来的，也可以是由原子团簇与其它分子以配位化学键构成的原子簇化合物，如fen,agnsm和c60,c70等。纳米颗粒，尺寸在1-100nm之间，日本名古屋大学的上田良二先生给纳米微粒下的定义是用电子显微镜能看到的微粒。量子点或人造原子，是由一定数量的实际原子组成德聚集体，它们的尺寸小于100nm。人造原子具有与单个原子相似的离散能及，电荷也是不连续的，电子以轨道的方式运动。不同的是电子间的交互作用要复杂得多，人造原子中电子是处于抛物线型的势阱中，由于库仑排斥作用，部分电子处于势阱上部，弱的结合使它们具有自由电子的特征。

（2）一维指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒和纳米管等；

（3）两维指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。目前，纳米材料的研究除涉及上述纳米材料的三类范围外，还涉及到无实体的纳米空间材料，如纳米管、微孔和介孔材料，有序纳米结构及自组装体系等。纳米材料按照不同的组成和标准可以有不同的分类。

纳米材料按照组成可分为无机纳米材料、有机纳米材料、无机复合纳米材料、有机/无机复合纳米材料和生物纳米材料等。

纳米材料按照成键形式可以分为金属纳米材料、离子半导体纳米材料、半导体纳米材料以及陶瓷纳米材料等。

纳米材料按照物理性质可以分为半导体纳米材料、磁性纳米材料、导体纳米材料和超硬纳米材料等。按照物理效应可以分为压电纳米材料、热电纳米材料、铁电纳米材料、激光纳米材料、电光纳米材料、声光纳米材料和非线性纳米材料等。

纳米材料按照用途可分为光学纳米材料、感光纳米材料、光/电纳米材料等。

2、纳米材料的性质

纳米材料具有大的比表面积、表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增加，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等将导致纳米微粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同与常规粒子，另外，粒子集合体的形态（离散态、链状、网络状、聚合状）也迥然不同，这将导致粒子最终物理性能变化多端。

2.1磁力学性质

纳米微粒的小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应等使得它具有常规粗晶粒材料所不具有的磁特性，纳米微粒的磁特性主要有如下几点:

（l）超顺磁性在小尺寸下，当各向异性能减小到与热运动能可相比拟时，磁化方向就不再固定在一个易磁化方向，易磁化方向作无规律的变化，结果导致超顺磁性的出现。纳米微粒尺寸小到一定临界值时

转贴于http://

进入超顺磁状态，不同种类的纳米磁性微粒显现超顺磁的临界尺寸是不相同的。

（2）矫顽力纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时通常呈现高的矫顽力。

（3）磁化率纳米微粒的磁性和它所含的总电子数的奇偶性密切相关。每个微粒的电子可以看成一个体系，电子数的宇称可为奇或偶。

2.2光学性能

纳米粒子http://的一个最重要的标志是尺寸与物理的特征量相差不多。与此同时，大的比表面使处于表面态的原子，电子与处于内部的原子、电子的行为有很大的区别，这种表面效应和量子尺寸效应对纳米微粒的光学特征有很大的影响。甚至使纳米微粒具有同样材质的宏观大块物体不具有的新的光学特征。如宽频带强吸收、蓝移和红移现象、量子限域效应、纳米微粉的发光等。如纳米zno中量子限域引起载流空间局域化及通过特殊表面处理后，其发射光谱结构及发射强度会改善且产生紫外激光发射。

2.3表面活性及敏感特性

随纳米微粒粒径减小，比表面积增大，表面原子数增多及表面原子配位不饱和性导致大量的悬键和不饱和键等，这使得纳米微粒具有高的表面活性，同时还会提高反应的选择性。由于纳米微粒具有大的比表面积，高的表面活性，以及表面与气氛气体相互作用强等原因，纳米微粒对周围环境十分敏感，如光、温气氛、湿度等，可用于传感器。

2.4光催化性能

光催化是纳米半导体的独特性能之一。当半导体氧化物纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性，空穴与氧化物半导体纳米粒子表面的oh-反应生成氧化性很高oh·自由基，活泼的自由基可以把许多难降解的有机物氧化为二氧化碳和水。目前广泛研究的半导体光催化剂大都属于宽带的n型半导体氧化物。

高分子材料的特点范文篇9

关键词：纳米材料性能应用

纳米是一个长度单位，1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料，纳米尺度一般是指1～100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时，其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质，纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果，例如在水中添加5%的铜纳米颗粒，热导率可以增大约1.5倍，这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性，例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象，从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性，纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小，表面原子所占比例很大，表面原子拥有剩余的化学键合力，表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气，能进行剧烈氧化反应或发光燃烧（贵金属除外）。

纳米材料还广泛应用于环境保护中，它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用，用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来，方法简便，成本低廉，并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求，近年来获得迅速的发展。目前，越来越多的人工纳米材料已被投放市场，给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作，将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料，并将该复合材料应用到超级电容器的电极上，获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的，包含复合材料的阳极和传统的阴极，以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多，可以达到100微米上，从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似，研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时，他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用，综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点，克服了它们各自存在的缺点，是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点：微观结构稳定性好，适合大电流充放电;表观性状相容性好，适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强，适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池（液态、聚合物）对下列性能的要求：更高的比能量（体积比、重量比）;更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料，以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构，提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有：空隙加大，一般大于96%;通透性好，流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上，从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质，它具有高度发达的空隙构造，是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积，与废水中有机物更充分地接触，可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外，在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响，存在着低温脆性的缺点，它的弹性模量远高于人骨，力学相容性欠佳，容易发生断裂破坏，强度和韧性都还不能满足临床上的高要求，使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小，使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少，材料不易造成穿晶断裂，有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加，有助于晶粒间的滑移，使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料，在临床上已有多方面应用，主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿，以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外，还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点，这些超常特性和良好的生物相容性，使它在医学领域中有广泛的应用前景，包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外，利用纳米碳材料的高效吸附特性，还可以将它用于血液的净化系统，清除某些特定的病毒或成份。

目前，纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法，在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上，以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物，将含有分析对象的溶液与载体温育，通过显微技术检测自由载体量，就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中，载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子，尤其是某些具有亲水性表面的粒子，对非特异性蛋白的吸附量很小，因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来，组织工程成为一个崭新的研究领域，吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中，用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素，能否使种植的细胞保持活性和增殖能力，是支架材料应用的重要条件。据报道，将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料，与以往的胶原蛋白支架相比，其力学强度得到增强，孔径尺寸增大，表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架，在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中，纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架，这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化，形成纳米结构的复合材料，研究发现，这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献：

[1]陈飞.浅谈纳米材料的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2009（03）

高分子材料的特点范文

【关键词】聚乙烯丙纶高分子防水卷材；水溶性聚氨酯防水涂料；SBS改性沥青防水卷材；施工技术

1技术特点

合成高分子卷材具有抗拉强度高、断裂伸长率大、抗撕裂强度高、耐热性能好、低温柔性好、耐腐蚀、耐老化以及可以冷粘施工等优越性能，经工厂机械化加工，厚度和质量保证率高，可采用冷粘铺贴、焊接、机械固定；高聚物改性沥青卷材克服了沥青卷材温度敏感性大、延伸率小的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、抗拉强度高、延伸率大的特点，而且材料来源广泛，按要求厚度一次成型；水溶性聚氨酯防水涂料抗拉伸强度高、断裂延伸率大、低温柔韧性较好，绕10棒弯180°在-10°下无裂纹、不透水性较好、固体含量大、干燥时间短的特点。通过实践应用、创新研究、分析总结，水溶性聚氨酯防水涂料与高聚物SBS改性沥青防水卷材、聚乙烯丙纶高分子防水卷材搭接紧密，无渗漏、滴水等现象。

2适用范围

特适用于不同建筑防水标准，新建、改建、扩建工业与民用建筑SBS改性沥青防水材料与聚乙烯丙纶高分子防水卷材的接头处理施工，尤其适合防水、环保等级要求较高的建筑防水工程使用。

3工艺原理

“高分子与SBS防水材料搭接处理施工技术”是通过水溶性聚氨酯防水涂料，使GBS聚乙烯丙纶高分子防水卷材与SBS改性沥青卷材防水卷材进行搭接的施工方法。由于水溶性聚氨酯防水涂料自身的液体特点，使得与SBS及聚乙烯丙纶高分子卷材有较强的粘附力，固化后的涂膜强度和弹性可弥合由于基层、卷材变形而引起的基层裂缝。

4施工工艺流程及操作要点

施工准备基层清理SBS高聚物改性沥青防水卷材基层处理聚氨酯涂料施工聚乙烯丙纶高分子防水施工聚氨酯涂料施工闭水试验检查验收验收。

5操作要点

5.1找平层施工

5.1.1材料及要求

水泥：强度等级32.5矿渣硅酸盐水泥；砂：中砂，含泥量不得大于3%，不得含有有机杂质，级配良好；找平层砂浆配合比为1∶3（重量比），厚度20mm。

5.1.2施工工艺

1）基层清理：将找坡层表面的松散杂物清扫干净，突出基层表面的灰渣等粘接杂物要铲平，不得影响找平层的有效厚度。

2）洒水湿润：抹找平层水泥砂浆前，适当洒水湿润基层，利于基层与找平层的结合。

3）冲筋、贴饼定标高：按1.5m间距贴灰饼，然后按流水方向以间距1.5m冲筋。

4）铺装水泥砂浆：按分格块铺设砂浆，用刮杠靠冲筋条刮平，找坡后用木抹子搓平，用铁抹子压光，待浮水沉失后，以人踏上去有脚印但不下限为度，再用铁抹子压第二遍即可。

5）分格缝：找平层按不大于6m设置10mm宽分格缝，并用密封膏封严。

6）养护：找平层抹平、压实以后24h可浇水养护，养护期为7天，经干燥后铺设防水层，切忌大水冲刷养护，应洒水养护。

5.2基层处理

防水层施工前，先将基层表面的杂物、砂浆硬块等清扫干净，并用干净的湿布擦一次，经检查基层无不平、空裂，起砂等缺陷，方可进行下道工序。

6材料及设备

6.1防水材料简介

6.1.1SBS改性沥青卷材：

弹性体（SBS）改性沥青防水卷材是以聚酯无纺布或玻纤毡为胎基，聚乙烯一丁二烯一苯乙烯（SBS）热塑弹性体为改剂，表面覆以聚乙烯膜、铝箔膜、砂粒、彩砂、页岩片所制成的建筑防水卷材。具有很好的耐高低温性能，可以在-25～+90℃温度范围内使用，有较高的弹性和抗疲劳性，以及较高的伸长率和较强的耐刺穿能力、耐撕裂能力。

6.1.2GBS聚乙烯丙纶高分子卷材

使用聚合物水泥粘贴，可在雨天（含水率50%以上）施工。GBS聚乙烯丙纶复合防水卷材不受基层含水率低于9%的限制，保证施工进度。

严禁使用含有有机溶剂的胶粘剂。如：玛碲脂、冷胶料、焦油型聚氨酯、氯丁胶水、丁基橡胶水、聚氯乙烯油膏等。不能与沥青卷材、改沥青卷材直接配合使用，与其他类防水材料配合使用时，必须做好界面处理，并且能够保证使用水泥胶和低粘度聚氨酯进行粘接。两层卷材及卷材接缝的粘接不能使用水乳型和水溶型胶粘剂（水分无法挥发）。

全部选用同一生产厂家的统一等级的产品，抽取5卷进行规格尺寸和外观质量检验，进行复试的卷材将卷材切除距外层卷头300mm后，顺纵向切取1000mm*1000mm的两块，一块作物理性能检验用，另一块备用。

6.2作业条件

6.2.1防水卷材分类、分开存放，自然、安全环境符合存放要求，防水施工前，基层应坚实、平整、干净、干燥，处理剂应配比准确，并应搅拌均匀；喷涂或涂刷基层处理剂应均匀一致，待其干燥后应及时进行卷材、涂膜防水层和接缝密封防水施工

6.2.2卷材合格证、准用证、检验报告、复试报告齐全，材料现场见证取样送检合格。防水施工单位资质齐备，现场管理人员和操作人员持证上岗，施工人员操作时要穿工作服，软底鞋并带手套。

7安全措施

7.1防水施工所有的材料均属易燃物，贮存、运输过程必须严禁烟火，在现场施工时，设专人看护，发现火情，立即报警。现场喷灯，专人使用，不能随意点火。现场必须配备相应的消防器材。

7.2施工人员必须穿软底鞋，不得穿硬底鞋或带钉子的鞋进入施工现场，并应配备相应的保护用品，带好安全帽。

7.3所有洞口临边防护按安全交底执行。

7.4施工人员必须戴好安全带及安全帽。

8效益分析

8.1沈阳奥园广场一期C区工程经济效益

高分子与SBS防水搭接部位防水，施工面积为245，施工期间无质量及安全施工；较其它不同材质防水卷材处理方法相比，施工简便、快捷，环保节能，且目前无标准做法可借鉴。经采用本技术，节约各项费用共6.3392万元。

8.1.2质量方面：

高分子与SBS防水搭接技术中，充分发挥了水溶性聚氨酯防水涂料各项物理性能特点，确保了防水工程质量，做到了安全可靠、经济合理；

8.1.3工期方面：

高分子与SBS防水搭接部位处理措施能节省工期月10天。

8.1.4社会效益：

本技术较其它不同材质防水卷材搭接处理方法相比，解决了目前尚无两种不同材料平面搭接处理借鉴的方法，且施工较传统方法简单，可靠性强，社会效益和环境效益明显。

9结语

水溶性聚氨酯防水涂料自身的液体特点，使得与SBS及聚乙烯丙纶高分子卷材有较强的粘附力，固化后的涂膜强度和弹性可弥合由于基层、卷材变形而引起的基层裂缝，通过水溶性聚氨酯防水涂料，SBS改性沥青防水卷材与聚乙烯丙纶高分子防水卷材组合，三者形成了稳定性较强、新型的复合型防水搭接技术。为类似工程施工，提供借鉴。

参考文献：

[1]《聚合物乳业建筑防水涂料》JC/T864-2008

[2]《弹性体改性沥青防水卷材》GB18242-2008

[3]《高分子防水卷材第一部分.片材》GB18173-2012

[4]《建筑施工安全检查评分标准》JGJ59-2011

[5]《建筑工程施工安全技术操作规程》

[6]《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

高分子材料的特点范文1篇11

1.SnO2的晶体结构

SnO2晶体属于四方晶系点群，是一种极性半导体，具有金红石结构。金红石结构的SnO2晶胞为体心正交平行六面体。每个晶胞中包含有两个Sn原子，分别位于2a（0，0，0）和（1/2，1/2，1/2）位置；四个位于4f±（u，u，0；u+1/2，1/2？u，1/2），且u=0.30561位置的O原子。每个Sn原子是由六个组成近似的八面体O原子包围，并且组成矩形基底面的4个O原子离Sn原子的距离（2.06A°）要比位于顶点的2个O原子距离（2.05A°）稍微长些，而每个O原子是由三个构成等边三角形的Sn原子包围，形成6：3配位结构。其晶格常数为a=b=4.7374A°，c=3.1864A°且c/a=0.672。

2.SnO2薄膜的材料特性

SnO2是一种宽禁带直接半导体材料，室温下禁带宽度为3.6eV，属n型氧化物半导体。当沉积温度为300-500°C时，SnO2薄膜的电阻可达35-40Ω/，可见光透过率高达90%，且薄膜的电学与光学性质与结晶情况和结构有密切的联系。膜的结晶性越高，其导电率越强，随着晶体的细化，其透过率也会显著的提高。SnO2薄膜还具有较稳定的化学特性和较强的耐腐蚀特性，只能被盐酸与锌反应生成的初态氢所腐蚀且通过化学键与玻璃或者陶瓷基底结合有很强的附着力（200kgfcm-2）。

3.SnO2薄膜的气敏传感特性

气敏传感器的工作原理是指被检测气体与传感器的表面发生物理吸附或者化学吸附，引起表面某种性质的变化（如：电阻、电导、电压、阻抗等），然后将这种变化转变为电信号，通过对电信号的分析，即可以得到有关气体浓度、组分等的信息。当某种有毒气体的浓度超过一定值时会自动报警，安全可靠。SnO2薄膜是目前应用最广泛的一种气敏材料，它具有n型半导体特征。具有如下特性：（1）物理、化学稳定性好，耐腐蚀性强；（2）可靠性较高，机械性能良好；（3）电阻随浓度变化一般呈抛物线变化趋势；（4）对气体检测是可逆的，吸附、脱附时间短，可连续长时间使用；（5）节省能耗；（6）禁带宽度虽较宽，但施主能级是适度浅能级，容易获得适宜的电学特性；（7）费用较低。因此以SnO2为主体材料制备的气体传感器，在金属氧化物半导体电阻式气体传感器中处于中心地位。

4.SnO2薄膜的发光特性

透明导电薄膜要求材料既具有较高的导电性，又具有对可见光有好的透过性和对红外光有强的反射性。透明导电薄膜材料主要分为金属膜和氧化物半导体膜两大类。由于金属膜中存在着大量的自由电子，所以当金属薄膜很薄时仍然具有很好的导电性，但是当其厚度小于20nm时，薄膜对光的透射性和反射性都比较小，常见的金属透明导电薄膜有：金、银、铝等。而氧化物半导体薄膜是近年来发展应用最多的材料，它要求半导体的禁带宽度为3ev以上，且可以通过掺杂获得高载流子浓度进而实现高导电率。目前应用最广的透明导电薄膜为SnO2薄膜材料，SnO2薄膜属于宽禁带半导体，禁带宽度为3.6eV，理论上为典型的绝缘体。但是由于存在氧空位或者间隙Sn原子，在禁带内形成ED=0.15ev的施主能级从而表现为n型半导体；此外它还具有较高的可见光透过率和红外反射率、较稳定的化学特性和优良的膜强度等优点，近年来被广泛的应用于透明电极，液晶显示器及光电子器件等领域。

SnO2的直接带隙约为3.6-4.3eV左右，大于可见光光子的能量（3.1eV），故在可见光照射下不能引起SnO2本征激发，所以它在可见光区是透明的，SnO2薄膜在可见光区的透过率高达90%以上；同时，由于其高载流子浓度，SnO2在红外光处（等离子边约为3.2μm）具有较强的反射率；因此，利用其在可见光处高透过率和红外光处高反射率的性质，可以广泛用于光伏器件、显示器器件、发光器件等领域。而对于高载流子浓度的SnO2薄膜，尤其是掺杂薄膜，其直接带隙会随载流子浓度的增大而变大，在SnO2薄膜中载流子存在Moss-Burstein移动。

Moss-Burstein移动是由泡利不相容原理引起的。在掺杂材料中，由于费米能级进入导带或价带，从而使导带底或者价带顶的能量已经被占据，最后造成薄膜光学带隙展宽。通常情况下，SnO2是一种很好的掺杂基质，有较宽的禁带宽度和较高的激子束缚能，能够激发其掺杂物质发光。

5.SnO2薄膜的电学特性

SnO2薄膜属于宽禁带n型半导体材料。价带最高点位于布里渊区г3，导带最低点位于布里渊区г点，为典型的直接带隙半导体材料。由于其带隙较宽，所以在理想情况下电子很难从价带跃迁到导带，表现为高阻材料。但是由于在制备薄膜材料过程中，SnO2薄膜不可能为完全纯的化学计量比金红石结构，其中存在一些化学计量比偏差，即在晶格内存在间隙Sn4+和O空位，而O空位在SnO2禁带中可以形成距导带底分别为0.03eV、0.15eV的两个施主能级，从而表现为n型半导体。

在SnO2晶格中，我们采用紧束缚近似确立了一系列非过渡金属金红石结构的氧化物参数，Sn原子和O原子分别属于Ⅳ、Ⅵ族元素，外层电子结构分别为5s25p2和2s22p4。导带主要由Sn5s和Sn5p态组成，并伴有少量的O2p态。-17eV能级主要是由O2s态组成，并有少量的Sn5s和Sn5p态构成；-9eV～-5eV是由于Sn5s与O2p态轨道耦合而成；而-5eV～-2eV是由O2p态和一小部分Sn5p轨道耦合而成；-2eV～0eV是由O2p态孤立电子构成，它对化学键结合的作用很小，与其他轨道耦合作用也较弱；而价带是Sn5s和Sn5p以及O2p的混合态。

高分子材料的特点范文1篇12

【关键词】建筑防水；建筑材料

引言：

随着我国经济的发展以及人民物质生活水平的提高，其城乡建筑的速度也是风起云涌般的崛起。建筑防水材料作为建筑工程中的一部分，在建筑工程中发挥着至关重要的作用。如何把建筑防水材料在建筑漏水工程中应用好，是每一建筑单位必须考虑的问题。目前我国新型建筑防水材料广泛的应用于如房屋、墙体、厨房、卫生间、水池、人行道、地面、桥梁、堤坝、农业渠道、地下管等的防水抗渗工程中，做好建筑防水材料的建筑防水工作是关系到人民生命财产安全的一个重要方面。

正文：

一、现行常用柔性防水材料品种

（1）合成高分子防水卷材―是指以合成橡胶、合成树脂或两者共混为基料，加入适量的助剂和填料，经混炼压延或基础等工序加工而成的防水卷材。

主要品种：三元乙丙丁基橡胶防水卷材

氯丁橡胶防水卷材

聚氯乙烯防水卷材（PVC）

氯化聚乙烯一橡胶共混防水卷材

聚乙烯丙纶（复合）防水卷材

聚乙烯涤纶防水卷材

（2）高聚物改性沥青防水卷材―是指以高分子聚合物改性石油沥青为涂盖层，聚酯毡，玻纤毡或聚酯玻纤复合为胎基，细沙、矿物粉料或塑料膜为隔离材料，制成的防水卷材。

主要品种：SBS改性沥青防水卷材（弹性体）

APP改性沥青防水卷材（弹性体）

自粘橡胶沥青防水卷材

自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材

改性沥青聚乙烯胎防水卷材

沥青复合胎柔性防水卷材

（3）合成高分子防水涂料―是指以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质，配置成的单组份或多组分防水涂料。可分为反应固化型、挥发固化型两种。

主要品种：聚氨酯防水涂料（反应型）

水乳型硅橡胶防水涂料

水乳型丙烯酸酯防水涂料（挥发型）

水乳型聚氯乙烯防水涂料

（4）高聚物改性沥青防水涂料―是指以石油沥青为基料，用高分子聚合物进行改性，配置成的水乳型或溶剂型防水涂料。

主要品种：溶剂型氯丁橡胶改性沥青防水涂料

水乳型氯丁橡胶改性沥青防水涂料

溶剂型/水乳型SBS改性沥青防水涂料

（5）聚合物水泥防水涂料―是指以丙烯酸酯等聚合物乳液和水泥为主要原料，加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。可分为柔性、塑性两种。

主要品种：聚合物水泥基复合防水涂料（常见有：GT、SY-C）

二、现行常用刚性防水材料品种

（1）对于建筑屋面部分常用的有：

细石防水混凝土（

防水瓦

地砖夹芯

压型金属钢板

无机防水（砂浆）涂料（ZS水泥基渗透结晶型防水涂料）

塑料防水/排水板

（2）对于明挖地下工程部分常用的有：

防水砼（S6～S12）

塑性防水涂料

塑性防/排板

金属防水板

三、常用柔性防水材料的技术性能及特点

（1）合成高分子防水卷材

a、三元乙丙橡胶（硫化型）防水卷材

主要特点是：该卷材综合性能优越，耐老化性能好、使用寿命长、延伸率大、对基层伸缩或开裂变形的适应性强，接缝技术要求高。

适用范围：建筑屋面、地下工程的防水，也适用于种植屋面作防水层。

（2）高聚物改性沥青防水卷材

a、长纤维聚酯毡、无碱玻纤毡胎基SBS、APP改性沥青防水卷材。

主要特点是：长纤维聚酯毡胎基卷材，具有拉伸强度高，耐腐蚀、耐霉变和耐候性能好，对基层伸缩变形或开裂的适应性较强。无碱玻纤毡胎基卷材具有拉伸强度较高、尺寸稳定性好、耐腐蚀、耐霉变和耐候性能好等优点。

适用范围：长纤维聚酯毡胎基SBS或APP改性沥青卷材适用于防水等级为1、2级的屋面和地下工程；无碱玻纤毡胎基SBS或APP改性沥青卷材适用于结构稳定的一般屋面和地下防水工程；SBS改性沥青卷材尤适用于寒冷地区的建筑防水工程；APP改性沥青卷材尤适用于较炎热地区的建筑防水工程。

（3）自粘类防水卷材

a、自粘类改性沥青防水卷材（该卷材包括：自粘橡胶沥青防水卷材和自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材）

主要特点是：具有良好的粘弹性，适应基层变形的能力较强、施工方便、安全、环保等特点。

适用范围：建筑屋面、地下室、隧道、人防等防水工程

b、高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材及预铺反粘技术

主要特点是：采用外防内贴预铺反粘施工方法，使卷材的自粘胶膜与浇筑的混凝土粘接，实现与结构迎水面的满粘，可有效防止卷材和结构之间的窜水现象。减少构造层次，施工方便，提高功效，安全环保。

适用范围：建筑地下室、地铁、洞库、隧道、市政建设等防水工程。

（4）合成高分子防水涂料

a、聚氨酯防水涂料

主要特点是：可在形状复杂的基层上形成连续、弹性、无缝、整体的涂膜防水层。具有拉伸强度较高，延伸率大和耐高、低温性能好，对基层伸缩或开裂变形的适应性强等特点。

适用范围：地下室和厕浴间等防水工程，也可用于非暴露型屋面防水工程。

b、纯丙烯酸防水涂料

主要特点是：具有固化后形成无接缝的防水层，且防水性能好，操作方便，可适用何种形状复杂的防水基面；与基层的粘接强度高；施工速度快，易于维修等特点。彩色防水涂料兼具有装饰、防水功能。

适用范围：屋面、墙面、室内等非长期浸水环境下的建筑防水工程。

结论：

新型的防水材料不断被研制出来进入市场销售，对于建筑防水材料的选择并不是防水材料越好，其作用就越好，在对防水材料的选择上，应该根据设计和实践情况，选择合适的防水材料。随着新型建筑防水工业的发展及其在建筑中的广泛应用，需要进一步的学习有关建筑防水料有关的专业知识。因此，我们应拥有与时俱进的思想，在努力掌握现有工程技术的同时，努力发现新问题，解决问题，不断提升自我，广泛了解工艺新材料，为以后的发展奠定基础。

参考文献

[1]沈春林.新型防水材料产品手册[M].北京：化学工业版社，2001.

[2]李荣，孙曼灵，任普亮.聚氨酯防水材料与施工技术[M].北京：化学工业版社，2005.