高分子材料与我们的生活高分子材料作为新时期的全新全能型材料,是现代人类发展的重要支柱,是发展高新科技的基础与先导,高分子材料的应用将会使人类支配改造自然的能力和社会生产力的发展带到一个新的水平,对人类的发展将会出现前所未有的促进。
本文将从高分子材料的定义、主要种类、应用和以塑料为例介绍与人类生活息息相关的高分子材料的相关常识。
定义高分子材料:macromolecular material,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,通常分子量大于10000,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。
所有的生命体都可以看作是高分子的集合体。
来源高分子材料按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。
天然高分子是生命起源和进化的基础。
人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。
如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。
19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。
1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。
现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。
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。
生活塑料高分子材料遍及各行各业,各个领域:包装,农林牧渔,建筑,电子电气,交通运输,家庭日用,机械,化工,纺织,医疗卫生,玩具,文教办公,家具等等。
塑料巳被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。
农业方面:大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。
工业方面:电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料;在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品;在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料;在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。
农用塑料:①薄膜②灌溉用管。
建筑工业:①给排水管PVC,HDPE ②塑料门窗③涂料油漆。
④复合地板,家具人造木材,地板⑤PVC天花板。
包装工业:①塑料薄膜:PE,PP,PS,PET,PA等。
②中空容器:PET,,PE,PP等。
③泡沫塑料:PE,PU等。
汽车工业:塑料件,仪表盘,保险机,油箱内饰件,坐垫等。
军工工业:飞机和火箭固体燃料(低聚物),复合纤维等。
电气工业:①绝缘材料(导热性,电阻率)等,导电高分子。
②电子:通讯光纤,电缆,电线,光盘,手机,电话。
③家用电器:外壳,内胆(电视,电脑,空调)等。
防腐工程:耐腐蚀性,防腐结构材料。
如水管阀门(PTFE):230~260℃长期工作,适合温度高腐蚀严重的产品.功能高分子:离子交换树脂,高分子分离膜,高吸水性树脂,光刻胶,感光树脂,医用高分子,液晶高分子,高导电高分子,电致发光高分子等。
在国防工业和尖端技术中,无论是常规武器、飞机、舰艇,还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等,塑料都是不可缺少的材料。
在人们的日常生活中,塑料的应用更广泛,如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。
目前在各种家用电器,如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。
塑料作为一种新型包装材料,在包装领域中已获得广泛应用,例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集装箱、桶等),包装薄膜,编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等。
生物医用高分子材料生物医用材料的种类越来越多,而生物高分子材料在医学上匡经得到广泛引用的,高分子材料一般不管是在生物相容性还是机械性能上都有很大的优势。
一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求:1、化学稳定性好,在人体接触部分不能发生影响而变化;2、组织相容性好,在人体内不发生炎症和排异反应;3、不会致癌变;4、耐生物老化,在人体内材料长期性能无变化;5、耐煮沸,灭菌、药液消毒等处理方法;6、材料来源广、易于加工成型。
生物医用高分子材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的高分子材料,即biomedical polymeric materials ,生物医用高分子材料是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透,高分子材料广泛应用于医学领域的过程中,逐渐发展起来的一类生物材料,它已形成一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘科学。
在功能高分子材料领域, 生物医用高分子材料可谓异军突起, 目前已成为发展最快的一个重要分支。
生物医用高分子材料的应用(1)与血液接触的高分子材料。
与血液接触的高分子材料是指用来制造人工血管、人工心脏血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物医用材料, 要求这种材料要有良好的抗凝血性、抗细菌粘附性, 即在材料表面不产生血栓、不引起血小板变形, 不发生以生物材料为中心的感染。
(2)组织工程用高分子材料。
组织工程学是近十年来新兴的一门交叉学科,它是应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常和病理的哺乳类组织的结构- 功能关系, 以及研制生物代用品以恢复、维持或改善其功能的一门科学。
细胞大规模培养技术的日臻成熟和生物相容性材料的开发与研究, 使得创造由活细胞和生物相容性材料组成的人造生物组织或器官成为可能。
(3)药用高分子材料。
与低分子药物相比,药用高分子具有低毒、高效、缓释、长效、可定点释放等优点。
根据药用高分子结构与制剂的形式, 药用高分子可分为三类: a. 具有药理活性的高分子药物,它们本身具有药理作用,断链后即失去药性, 是真正意义上的高分子药物。
b.低分子药物的高分子化。
低分子药物在体内新陈代谢速度快, 半衰期短, 体内浓度降低快, 从而影响疗效, 故需大剂量频繁进药, 而过高的药剂浓度又会加重副作用,(4)医药包装用高分子材料。
用于药物包装的高分子材料正逐年增加,包装药物的高分子材料大体上可分为软、硬两种类型。
硬型材料如聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等, 由于其强度高、透明性好、尺寸稳定、气密性好,常用来代替玻璃容器和金属容器, 制造饮片和胶囊等固体制剂的包装。
(5)隐形眼镜是最常见的眼科用高分子材料制品。
对这类材料的基本要求是: ①具有优良的光学性质, 折光率与角膜相接近;②良好的润湿性和透氧性; ③生物惰性, 即耐降解且不与接触面发生化学反应; ④有一定的力学强度, 易于精加工及抗污渍沉淀等。
(6)医用粘合剂与缝合线。
生物医用粘合剂是指将组织粘合起来的组织粘合剂, 它们除了应具备一般软组织植入物所应有的条件外, 还应满足下列要求: ①在活体能承受的条件下固化, 使组织粘合; ②能迅速聚合而没有过量的热和毒副产物产生; ③在创伤愈合时粘合剂可被吸收而不干扰正常的愈合过程。
(7)医疗器件用高分子材料。
高分子材料制的医疗器件有一次性医疗用品(注射器、输液器、检查器具、护理用具、麻醉及手术室用具等) 、血袋、尿袋及矫形材料等。
高分子材料在医用方面的应用也与我们的生活息息相关。
功能高分子材料随着经济的迅速发展,人们对材料的需求日益增加。
为了满足这些现代技术对材料的需求,世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。
功能材料作为现代技术的标志,引起了各国的关注,已经成为材料科学中的一个分支学科,并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。
所谓功能性高分子材料,一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料,但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。
这一定义只是一个概括,不一定很确切,较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。
如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。
可以看出,这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多,而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。
功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业[10]。
功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,还对我国相关传统产业的改造和升级,实现跨越式发展起着重要的促进作用。
功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
世界各国均十分重视功能材料的研发与应用,它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
在全球新材料研究领域中,功能材料约占85%。
现已开发的以物理功能材料最多,主要有:(1)单功能材料如导电材料、介电材料、铁电材料、磁性材料、磁信息材料、发热材料、储热材料、隔热材料、热控材料、隔声材料、发声材料、光学材料、发光材料、激光材料、非线性光学材料、示色材料、红外材料、光信息材料等。
(2)功能转换材料如压电材料、光电材料、热电材料、磁光材料、声光材料、声能转换材料、电流变材料、电色材料、磁敏材料、磁致伸缩材料等。
(3)多功能材料如防振降噪材料、三防材料、耐热密封材料、电磁材料等。
(4)复合和综合功能材料如形状记忆材料、隐身材料、电磁屏蔽材料、传感材料、智能材料、环境材料、显示材料、分离功能材料等。
(5)新形态和新概念功能材料,如液晶材料。
非晶态材料、梯度材料、纳米材料、非平衡态材料等。
材料是现代科技和国民经济的物质基础。
一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。
随着新技术将更迅猛地发展,我们对功能材料的需求也日益迫切。
因此,我们要加强对功能材料的研制和开发应用,把新成果应用于劳动生产。
高分子材料对于我们的生活至关重要,随眼一看,随手一摸都是高分子材料。
高分子材料对我们未来的影响是不可预测的。
随着科学的发展,高分子材料也可以具有其他材料的特性,成为最全面的材料。
我们需要什么样的材料为我们服务,高都可以满足!没有做不到的,只有想不到的!这是高分子材料未来的口号!不是夸张,是一种期待。
姓名:韦东班级:化学制药103学号:100203301。