高分子材料的性能特点精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的性能特点范文

较详细地评述了高分子材料的研究方向和应用发展方向.

关键词：高分子材料 应用 现状 发展

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，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。

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。

高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等

目前，高分子材料的应用现状主要有以下几个方面：

1.传统产品

如纤维、橡胶、塑料等等

2.高分子分离膜

高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。

3.高分子磁性材料

高分子磁性材料，是人类在不断开拓磁与高分子聚合物(合成树脂、橡胶)的新应用领域的同时，而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体，现在工业常用的磁性材料有三种，即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆，加工性差。为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。这样制成的复合型高分子磁性材料，因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等特点，而越来越受到人们的关高分子材料。

4.光功能高分子材料

所谓光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前，这一类材料已有很多，主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料(如塑料透镜、接触眼镜等)、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射，可以制成品种繁多的线性光学材料，像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等;利用高分子材料曲线传播特性，又可以开发出非线性光学元件，此外，利用高分子材料的光化学反应，可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性，可制成光导电材料和光致变色材料;利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性，可开发出光弹材料，用于研究力结构材料内部的应力分布等。

5.高分子复合材料

高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质高分子结构复合材料包括两个组分：增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物，如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物;基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂，这种复合材料的比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。

目前，我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上，重点发展以下方向：

1.工程塑料

全世界通用热塑性树脂约占97%，工程塑料的生产规模远不如通用塑料，但因市场的需求,近年来其发展的速度则远远高于通用塑料,年均增长率达7%~8%。近年来工程塑料的发展方向是研究开发工程塑料高分子合金、发展超韧尼龙、超韧聚甲醛、耐应力开裂聚碳、聚苯醚和聚矾等高性能合金研究开发特种工程塑料,如聚酞亚胺。

2.复合材料

复合材料合成一种新材料使之满足各种高要求的综合指标。复合材料的发展可以分为4个方面。一是以玻璃纤维增强为手段,对大品种塑料进行改性研究开发新的复合工艺；二是采用高性能增强剂如碳纤维等来增强耐高温等高性能树脂；三是开发新型热塑性树脂基体如热塑性聚酞亚胺；四是研究开发功能复合材料,如压电材料等。

3. 液晶高分子材料

液晶聚合物是介于固体结晶和液体之间的中间状态的聚合物 ,其分子排列的有序性虽不如固体晶体那样有序,但也不是液体那样的无序 ,而是具有一定的 一维或二维 有序性 ,当加工此种聚合物 ,如纺丝或注射成型时,其分子发生取向 这种分子取向一旦冷却即被固定下来,从而具有不寻常的物理和机械性能。

第2篇：高分子材料的性能特点范文

关键词：高分子材料,；材料成型； 控制技术

中图分类号： TB324文献标识码：A 文章编号：

前言

随着现代社会科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技术得到了飞速的发展，在现代化的工业建设中起着越来越重要的作用。下面通过简要叙述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型过程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技术。

1.高分子材料成型的基本原理及问题

通常，在传统的高分子工业生产中,高分子材料的制备和加工成型是两个截然不同的工艺过程。制备过程主要是化学过程：单体、催化剂及其他助剂通过反应堆或其他合成反应器生成聚合物。聚合反应往往需要几小时甚至数十小时, 部分聚合反应还需要在高温、高压或真空等条件下进行。聚合反应结束后再分离、提纯、脱挥和造粒等后处理工序。制备过程流程长、能耗高、环境污染严重,增加了制造成本。合成的聚合物再通过加工成型,得到制品。一般采用挤塑、注塑、吹塑或压延等成型工艺,设备投资大。此外,加工过程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反应加工是将高分子材料的合成和加工成型融为一体,赋予传统的加工设备(如螺杆挤出机等)以合成反应器的功能。单体、催化剂及其他助剂或需要进行化学改性的聚合物由挤出机的加料口加入,在挤出机中进行化学反应形成聚合物或经化学改性的新型聚合物。同时,通过在挤出机头安装适当的口模,直接得到相应的制品。反应加工具有应周期短(只需几分到十几分钟)、生产连续、无需进行复杂的分离提纯和溶剂回收等后处理过程、节约能源和资源、环境污染小等诸多优点。

高分子材料的性能不仅依赖于大分子的化学和链结构,而且在很大程度上依赖于材料的形态。聚合物形态主要包括结晶、取向等, 多相聚合物还包括相形态( 如球、片、棒、纤维及共连续相等) 。聚合物制品形态主要是在加工过程中复杂的温度场与外力场作用下原位形成的。

高分子反应加工分为两个部分：反应挤出和反应注射成型。目前国内外研究与开发的热点集中在反应挤出领域。高分子材料的反应挤出通常包括两个方面：一是将反应单体、对话及核反应助剂直接引入螺杆挤出机,在连续挤出的过程中发生聚合反应,生成聚合物；二是将一种或数种聚合物引入螺杆挤出机, 并在挤出机的适当部位加入反应单体、催化剂或反应助剂, 在连续挤出的过程中,使单体发生均聚或与聚合物共聚,或使聚合物间发生偶联、接枝、酯交换等反应, 对聚合物进行化学改性或形成新的聚合物。反应加工过程中涉及的化学反应有自由基引发聚合、负( 或正) 离子引发聚合、缩聚、加聚等多种反应类型, 与传统反应需数小时或十几小时相比,其反应时间往往只有几分钟或几十分钟。

高分子材料的合成和制备一般是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作截然不同。由于反应加工过程中发生的化学反应(聚合)多为放热反应,传统聚合过程是利用溶剂和缓慢反应解决传热与传质问题的,而在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内将达到 400-800℃,若不将反应过程中产生的热及时的脱除,物料将发生降解和炭化。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而聚合反应加工中是需要快速将聚合生成的热量通过设备移去,因此,必须从化学工程和工程热物理学两个方面开展相应的基础研究。

高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而高分子材料的形态结构则与加工工艺有着密切的关系。

流变学是研究物体流动和变形的科学,高分子材料流变学是其成型加工成制备的理论基础。伴随化学反应的高分子材料的流变性质则有其自身的规律和特点。因此, 研究反应加工过程中的化学流变学问题将为反应加工过程的正常进行和反应产物加工成制品提供重要的理论基础。

2高分子材料成型过程中的控制

一般说来，在六七十年代主要重视的是单一聚合物在通常加工过程中的形态；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形态形成规律以及单一聚合物在特殊加工条件下形态成为主要研究对象；九十 年代以来,主要从控制聚合物形态规律出发, 研究新型聚合物、新型加工过程中聚合物形态形成、发展及调控, 通过新型形态及特殊形态的形成,获得性能独特的单一或多相高分分子材料。

我国是自 20 世纪 80 年代以来,对聚合物及其共混物在加工中形态发展和控制给予了高度重视。方向上大体是与国际同步的。近年来,我们国家主要研究内容涉及高分子材料加工过程中形态控制的科学问题,包括高分子在复杂温度、外力等各种外场作用下聚合物形态结构演化、形成规律以及在温度、压力等各种极端状态下高分子聚集态结构的特点。在已取得的理论成果知道下,开发了多种新型高分子材料,有的产生了良好经济效益。多数聚合物多相体系不相溶,给共混物加工中形态控制和稳定带来困难。通常是加入第三组分改善体系的相容性。聚合物加工中制品处于非等温场中,制品温度对其形态及性能有很大影响。但在通常聚合物加工中制品温度控制非常盲目,原因是很难知道不同制品位置温度随时间的变化关系。关键是要弄清楚聚合物及其共混物在非等温场作用下制品温度随时间变化关系。研究微纤对基体聚合物结晶形态、结构的影响,发现不仅拉伸流动行式成核和纤维成核,而且发现纤维在拉伸流动场作用下辅助成核。将导电离子组装到微纤中, 使微纤在体系中形成导电三维网络结构,从而显著降低体系的导电逾渗值和独特的 PTC(电阻正温度效应)和 NTC(电阻负温度效应)效应。

高分子材料的形态与物理力学性能之间有密不可分的关系,这是高分子材料研究中的一个永恒课题。与其他材料相比, 高分子材料的形态表现出特有的复杂性：高分子链有复杂的拓扑结构、共聚构型和刚柔性,可以通过现有的合成方法进行分子设计和结构调整；高分子长链结构使得其熔体有粘弹性；高分子的驰豫时间很宽,并在很小的应变作用下出现强烈的非线。

3高分子材料的发展趋势

高分子材料的高性能化：现有的高分子材料虽已有很高的强度和韧性,某些品种甚至超过钢铁,但从理论上推算,还有很大的潜力。另外,为了各方面的应用, 进一步提高耐高温、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料发展的重要方向。改善加工成形工艺、共混、复合等方法, 是提高性能的主要途径。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。这种特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基团或分子结构或两者共同作用的结果。这类高分子材料又称为功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蚀材料、高分子分离膜、高分子催化剂等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料发展最快的一个方向。各种医用高分子就属于这一范畴。有人认为,除人脑仅 1.5kg 重的大脑外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基础,细胞、蛋白质、胰岛素等也均属于高分子。生物化于是成为高分子科学的一个最主要发展方向。如合成或模拟天然高分子,使之具有类似的生物活性,代替天然的组织或器官。

结束语

综上所述，在科技日益进步的今天，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技术与装备的道路，把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

参考文献：

[1] 高分子材料的发展方向.国家自然科学基金委员会.高分子材料科学.科学出版社，1994.

[2] 史玉升,李远才,杨劲松.高分子材料成型工艺[M].化学工业出版社，2006.

第3篇：高分子材料的性能特点范文

【关键词】高分子材料；老化；影响因素；措施

配方的构成和材料本身的性质是引起高分子材料发生老化的主观原因。外部的施力、自然条件的急剧变化以及生物、微生物的侵蚀是引起高分子材料发生老化的客观原因。主观因素和客观因素的结合加剧了高分子材料的老化。

1、环境因素对高分子材料老化行为的影响

1.1温度和氧气的影响

如果温度升高，高分子链的运动就会变得比平时更加激烈，而化学键的理解能有一定的范围，如果温度过高超出了这一范围，基团会立即脱落，高分子链也会发生热降解，实际情况表明，不在少数的书本都介绍了高分子材料的热降解的相关内容。材料的力学结构在很大程度上会受到温度降低的影响，在纬度较高的地区或南北两极，塑料更容易遭到低温度的破坏。针对结晶型塑料来讲，一旦玻璃化温度高于环境温度，将不利于高分子链段的自由运动，塑料硬化、易断是主要表现；无定型塑料却不容易受到极寒环境的影响和破坏。

众所周知，氧的渗透性很好，这个特点也因此成为加剧高分子材料老化的罪魁祸首，无定型聚合物和结晶型聚合物相比，耐氧化能力明显要弱一些。此外，氧气是影响、破坏材料的主要因素，橡胶一旦与氧气结合，都会降低塑料物品的使用年限，使其化学性能发生完全的改变。

过氧化物一旦发生氧化反应，其组成分子就会慢慢的积累到一起，当全部积累到一起后，就会发生分解，这种分解不是杂乱无章的，随后，交联或支化反应就会发生，材料的种类不同、老化发生的条件不同。这些都导致高分子材料发生老化前后性质的不同。

1.2湿度的影响

高分子材料容易受到湿度的影响，高分子材料如果被暴漏在高湿度和强紫外线下，自身的性质会发生改变。高分子材料如果受到湿度的影响，会使自身的柔软性降低，导致不能过度的弯曲；而强烈的紫外线照射直接会降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。

1.3化学介质的影响

化学介质一旦深入到高分子材料的内部，就会发生对其共价键与次价键作用。聚合物的共价键一旦与少量的侵入相接触，就立马会发生反应，聚合物的大分子结构被迫改变，如断链、交联、渗透物的加成等，或这些反应的综合。这个化学过程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加剂的化学性质会因此而发生改变，另外，发生改变的还有渗入介质本身的化学性质。虽然，在渗入介质对聚合物分子链间的次价键的破坏过程没有化学结构变化发生，但作为整体的高分子材料来说，物理变化并不少见，反而是显而易见的，例如环境应力龟裂、增塑、低分子添加剂迁移等等。

1.4光老化

离解能的相对大小及高分子化学结构对光波的敏感性决定了聚合物受光的照射是否引起分子链的断裂。

关于光氧化降解过程和防止这种降解过程的发生，第一要把阳光吸收进来，用于吸收阳光的主要是构成物质的分子和原子，二者通常处于相对活跃的状态，而且它们各自吸收的光的波长具有特定的范围。紫外波长300～400nm，能被含有羰基及双键的聚合物吸收，而使大分子链断裂，改变聚合物的化学结构和性能。

2、防老化措施

对于结晶型塑料及橡胶，要求使用温度应处于玻璃化温度以上，但是环境的温度过低会使玻璃化温度高于材料的使用温度，这样一来，就会改变材料的物理性能，最终使材料的使用价值得不到彻底的发挥。生产加工高分子材料的时候，为了适当地降低玻璃化温度，可以降低材料的结晶度、提高大分子链的柔性和适当降低交联度； 还可以把增塑剂添加到已经成型的材料当中，这样做不仅有利于增强材料的可塑性，而且可以使玻璃化温度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。还存在一部分高分子材料，如果使用环境的温度过高，也会加剧发生老化的可能性，增加高分子链的刚性如在侧链中引入苯环，适当提高材料的结晶度、交联程度和相对分子质量，可以提高熔点或粘流温度，但是这样做不利于保持材料固有的可加工性。

稳定化是光氧老化的主要防护措施，削弱强烈的紫外线对高分子材料的照射与破坏是各种稳定化措施的主要目的是。提高抗光氧老化的效果，“纯”化以及高分子的自身结构也是不错的出发点。就目前来说，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加稳定剂。

（1）光屏蔽剂―――涂层和颜料：涂层就是为高分子材料涂抹一层保护膜，这层保护膜也是一种高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收强紫外线的能力较强；许多颜料可以屏蔽光线，如果将其涂抹在高分子材料的表面，不仅可以着色，还可以防止紫外线的直接攻击，对高分子材料起到很好的保护作用，按常理来说，颜料的颜色越深，其防护效果越明显，由此可见，炭黑是最好的颜料选择，它一方面可以使得游离基无法逃离，能够将游离基稳定的留住，另一方面它具有很强的转化功能，这里的转化的源物质是其本身吸收到的能量，转化后的物质是红外线，与一般的辐射性质不同，这种红外辐射危害极小，甚至为零。

（2）猝灭剂：一部分化学物质起光稳定作用不是因为吸收了紫外光，其光稳定效果的实现和发挥有两种途径：第一，通过一些列的化学反应达到目的；第二，化学物质的分子之间的相互转换。

（3）受阻胺（HALS）类光稳定剂：20世纪70年代初期，受阻胺类光稳定剂诞生，其稳定效果是非常明显的，它们是空间阻碍胺类哌啶系衍生物。受阻胺类光稳定剂使得高分子材料不容易受到光的影响，功能繁多。

不论是在我国国内，还是国外许多国家都在研究怎样避免霉菌对高分子材料造成破坏，有两个措施可以有效地防止霉菌的侵蚀，第一种是涂抹防霉专用剂。第二种是在其表面涂抹另外一层材料，简单来说就是涂层法。涂层又叫屏蔽法，而这种方法较为复杂、麻烦，涂层的粘接性不够强，容易脱落，脱落之后容易遭到侵蚀，总的来说，就是存在很多亟待解决的问题，因而第二种方法，即防霉剂的运用受到大多数人的青睐。

聚酯、聚缩醛、聚酰胺和多糖类高聚物在酸或碱催化下，遇水发生水解的可能性较大，某些区域一旦酸性气体较多，大气污染浓烈，酸雨频发，就会阻碍和限制这种高分子材料的使用。为了防止这种材料出现水化解体，把一层防护蜡或防水薄膜覆盖在在这类材料的表面是较为常用，也是较为实用的办法。

3、结语

由于经济、科技条件的制约，加之高分子材料自身结构的复杂性、难以捉摸性，导致我们很难将其老化的原理搞得明白、透彻，对其研究还有很长的路要走，所以，加大对高分子材料老化性能的机理研究势在必行，尽最大努力找出哪些因素加剧了高分子材料的老化，并且具体问题具体分析，研究具有针对性、可行性的解决措施。

参考文献

第4篇：高分子材料的性能特点范文

关键词：高分子复合材料；多泥沙河流；水电机组；过流部件；应用

随着各个学者的不断研究，多年来，相继的出现了很多的防磨蚀的材料，其中比较常见的是环氧金刚砂的技术、尼龙的喷涂技术、金属的热喷涂技术以及高分子材料喷涂技术等等，这些技术和材料在一定的程度上也都取得了一些效果。试验表明：经过高分子材料进行喷涂的过流部件更加具有优良的防磨蚀性能，数据显示，它比不锈钢的防磨蚀性能要提高十倍以上。

1 高分子复合材料的制造技术特点

高分子复合材料是指用一种或者集中高分子材料作为基础原料，在必要的机械设备和特定的工艺条件下，使一种或多种的高分子材料在紧密的接触的情况下，增加它们的相容性，再通过一定的物理和化学作用，使其成为兼备其中多种材料特性的复合型高分子材料。

此种材料可以经过不同的填料以及特殊的生产工艺，制成不同的高分子材料，也可以根据不同的用户对于产品的性能、结构特点、生产数量、产品的价格以及使用寿命等特定的因素的要求，更加科学合理地来设计各种高分子复合材料的配方和生产工艺，从而可以保证生产出更加物美价廉和适用的产品，最终的目的是要使其更加的符合用户的实际生产的需要，提高高分子材料的利用率，并降低它的生产成本，使其的使用性能更加可靠。

那么，高分子复合材料在拟订配方的时候，主要是要遵循这样的原则：要根据高性能的通用机械产品和配件的实际应用情况、产品的结构、生产的数量、实际的成本等因素来综合考虑；一般要采用两种或者是两种以上的高分子材料作为它的基础原料，这样做的目的主要是通过发挥各个高分子材料本身的固有特性以及它们之间的相容性，并通过最佳的用量匹配和辅助原料的确定、有效的加工工艺等条件，来确定出最为合理的配方，这样制造出来的复合材料的综合物理机械性能才会更加的优良，制造出来的材料的密封制品才会具有耐磨损、长寿命，并适用于多种介质和温度等情况的特点。

2 水电机组过流部件的磨蚀机理

我们都知道，在多泥沙河流中，尤其是在动水的工况之下，高速并且含沙的水流的状态是非常稳定的，那么，水电机组的过流部件在含有泥沙等推移质的高速水流的冲击作用之下，它的腐蚀和磨损通常很容易在某一个固定的位置发生。过流的部件磨蚀的原因和磨损的情况往往是十分复杂的，而且很多情况之下，会出现几种磨蚀同时存在的情况。

其中比较常见的是化学腐蚀，它主要是由于过流部件的金属部件与介质发生的化学作用所产生的腐蚀，一般在这样的作用过程中是没有电流产生的。化学腐蚀往往是由于金属和水中的阴离子之间产生的化学反应。而电化学腐蚀则主要是由于金属的表面与介质所发生的电化学作用而产生的腐蚀，在电化学的作用过程当中会产生一个阴极区和一个阳极区，金属和介质中会有电流的流动产生。

另外，比较常见的还有冲刷磨蚀，它主要是液体的高速流动，使得过流部件与液体中的推移质发生的物理作用而产生的。这种磨蚀往往会在金属的表面上形成槽形、波浪形、峡谷状的凹槽，但一般是没有磨蚀的产物遗留的。

还有一种腐蚀现象是缝隙腐蚀，它一般是发生在处于流体中的金属表面或其他比较屏蔽部位，是一种较为严重的局部腐蚀。发生的主要部位是在金属表面的缝隙之中。

3 高分子复合材料在水电机组过流部件上的应用

3.1 高分子复合材料在水轮机叶片上的应用

如果用高分子复合材料在水轮机汽蚀磨损比较严重的部位进行涂覆，就会很容易的形成一层耐磨耐汽蚀的涂层，可以起到很好的保护水轮机叶片的作用，经验表明，这种效果还是比较优异的，也是很多的其他材料所不能比拟的。

在早期的时候，往往使用环氧金刚砂材料作为水轮机叶片的耐磨涂层，也起到了一定的效果，但是环氧金刚砂的最大缺点就是抗汽蚀的性能比较差，在水轮机叶片背面的比较严重的汽蚀区，就很难起到应有的效果。

3.2 高分子复合材料在水轮机导叶上的应用

高分子复合材料作为水轮机导叶的密封条，在很长的一段时间内基本上已经取代了之前所使用的橡胶密封条，这也是高分子复合材料的更加优异的机械性能及耐磨耐蚀的性能所决定的。经验表明，高分子复合材料在水轮机的导叶上，在水中浸泡五年以上，其性能的下降也不会超过10%，而在五十多年以后才有可能会发生分解。

3.3 高分子复合材料在水轮机底环和顶盖上的应用

水轮机的底环抗磨板和顶盖一般是用碳钢或者是不锈钢制造的，这样的材料在多泥沙的河流当中往往会受到比较严重的磨损和汽蚀。那么，为了避免这种情况的发生，在早期的时候，一般采用尼龙抗磨板来代替金属板，这样会使部件具有一定的抗磨强度，但是效果并不是很理想。高分子复合材料与其他的材料相比，抗磨板的效果更好，抗磨和抗汽蚀的性能也要优异得多，而且一般情况下会是金属抗磨板使用寿命的五倍以上。

4 结语

在多泥沙的河流当中，水电机组的过流部件的使用寿命主要是看其受到磨蚀的程度怎么样，实践表明：水电机组的过流部件在经过高分子复合材料的防磨蚀处理之后，明显的具有更加优良的抗磨蚀效果，成功的提高了过流部件的使用寿命，所以会逐渐的成为多泥沙河流上所运行的水电机组更加理想的新型的防磨蚀材料。

参考文献

第5篇：高分子材料的性能特点范文

关键词：高分子材料可降解生物

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3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。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

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3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。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

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混制得。

2.4掺合型

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开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1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。

3.1.2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。

3.1.3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生物可降解高分子材料开发的新方法——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新晨

4、生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献：

第6篇：高分子材料的性能特点范文

第二作者：郑晓广；中平能化集团研究院副院长

摘 要：本文主要介绍了高分子材料中塑料、橡胶、纤维的老化机理，并分别简述了这三种材料的部分防老化措施。

关键词：高分子材料；老化机理；防治

在高分子材料的使用过程中,由于受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这些变化和现象称为老化,高分子材料老化的本质是其物理结构或化学结构的改变。下面主要介绍了高分子材料中塑料、橡胶、纤维的老化机理，及防老化措施。

1、高分子商品老化的机理

1.1聚烯烃类塑料商品的老化

此类塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等塑料商品。这类老化又有热氧老化和光氧老化之分。

热氧老化的反应机理和低分子的碳氢化合物的热氧老化的反应机理基本相同。其反应具有自动催化氧化的反应特点，因此是属于游离基链式反应机理，即包括链的引发、链的增长、链的终止三个过程。

聚乙烯等高分子商品，在自然条件下，进行储存和在使用的过程中，都会受到大气中各种因素的综合作用而发生老化，这一老化过程中，光氧老化是其主要的一种老化形式。对于聚乙烯等塑料商品，由于在它们的分子结构中，存在着容易吸收光的各种杂质，从而就引起了商品的光氧化反应。聚烯烃类塑料商品的光氧老化反应，是由四个反应过程来完成的。即由于含碳基的大分子链吸收了紫外光而引起的反应;在继续进行光分解反应的过程中，产生了一个酮分子和一个烯烃分子;当酮分子吸收了紫外光被激发以后，能将其能量转移给氧分子，把氧分子激发成单线态的氧分子;单线态的氧分子能同烯烃分子发生作用，生成含有氢的过氧化物，氢过氧化物再分解为游离基而引发了聚乙烯，就出现性能和外观的老化变质现象。

1.2橡胶商品的老化

目前已从实践过程中得到证实，许多橡胶商品的性能变坏，一般是由于老化的原因所引起的。各种天然橡胶商品的老化机理，主要是指它们在热和光等因素的综合作用之下，所进行的氧化反应的过程。这一反应过程的机理同聚烯烃类塑料商品的氧化反应基本相似。在反应过程的产物中，有诸多含氧基团的各种化合物。这些含氧基，在天然橡胶进行氧化反应的过程中，能使其大分子的分子链产生裂解反应，同时还能使分子链产生交联反应。

天然橡胶在有臭氧存在和有光照的条件下，其不饱和双键的丁键被极化，也就是讲臭氧分子能同双键发生作用，生成分子臭氧化合物，一般是以裂解反应为主，所以它的老化外观特征是使商品出现发粘和变软，或商品出现臭氧龟裂等外观老化现象。

合成橡胶商品，如丁苯、氯丁、丁睛等，一般的老化过程，主要是以交联反应为主，所以它的老化外观特征是使商品出现变硬和发脆等现象。

1.3合成纤维商品的老化

根据它们所使用的原材料和加工成型的方法的不同来看，主要分为人造纤维和合成纤维两大类。其主要品种有聚酞胺、聚醋、聚丙烯睛等合成纤维商品锦纶商品的老化机理，主要是酞胺键的断裂，生成毅基和胺基游离基。胺基游离基在继续反应的过程中，能生成胺基、末端狡基，放出二氧化碳。这样以来由于梭基的逐渐减少，也就是锦纶商品逐渐老化的过程。它的外观老化特征是使锦纶商品变黄。如果环境的相对湿度高，能加速锦纶商品的光氧老化速度，即降解反应速度;由于锦纶商品的降解反应是热敏性的，所以如果提高环境温度，能加快其光氧化反应速度，即加快了它的老化速度。

2、下面分别讲述塑料、橡胶、纤维的防老化措施

2.1塑料的防老化应从一下几方面着手

①在树脂合成阶段，就应尽量避免不稳定结构杂质的混入。

②改进成型工艺，因为成型时总要与空气接触，受热而塑化以便成型，但温度太高也会促使老化，因此必须尽量控制使温度低一些，或加入增塑剂使加工温度降低。

③为增强制品的抗老化能力应在配方中加入防老剂，可在合成时或成型配方中加入。现在我们的市售树脂往往都是加过防老剂的。如有特殊需要应加入所需的防老剂，往往不是一种，而是数种防老剂互相配合协同作用方能取得满意效果口防老剂的品种和用量目前主要凭经验，但防老剂必须有下列特性:与聚合物相溶性好;挥发性和萃取性要小;尽量不带颜色;无毒无臭;具有化学和热稳定性。

④使制品与环境隔绝，如涂防护漆，镀金属层等，

⑤针对使用条件选用不同性能的塑料。如聚氯乙烯虽价廉，但它抵抗热氧化和光氧化的性能较差，因而只能用于室内导线的绝缘，否则会出现意想不到的事故。

2.2为了提高橡胶材料耐老化能力，人们多从改善橡胶材料分子结构的稳定性着眼.目前，常用的橡胶材料防老化方法大致分为三大类:①橡胶分子结构的改性;②高分子材料的并用;③防老剂的引入。

①橡胶子结构的改性：所谓橡胶分子结构的改性，就是通过改变橡胶的化学结构来提高橡胶的稳定性.例如，绝大多数橡胶之所以比塑料更易老化，是因为橡胶分子中的双键遇氧(或臭氧)后易于氧化而断裂。因此，在保持橡胶弹性的前提下，降低分子链中的双键含量，程度上可改善橡胶的稳定性。

②高分子材料的并用：提高橡胶稳定性，除了采用上述从结构上降低碳链的不饱和度、引入刚性基团等方法之处，还可以采用高分子材料并用的方法去实现.它主要是根据制品工作性能及加工工艺的要求，在符合极性、相奋性等原则的条件下，将不同性质的高分子材料通过共混、共聚和共硫等方法，获得一种稳定性较好的新颖的高分子材料。

③防老剂的引入：防老剂是一类能够防护、抑制光、热、氧、臭氧、重金属离子等外因对于橡胶材料产生破坏的物质.在橡胶材料中添加防老剂，可以改善材料的加工性能、延长材料的贮存和使用寿命，方法简便而效果又显著，是当前橡胶材料防老化的主要途径之一。

2.3化纤类防老化

化纤类产品在生产过程中防老化也主要是添加各种防老剂(又称稳定剂)，依据防老剂在橡胶中的作用机理和功能，可分为:抗氧剂、抗臭氧剂、光稳定剂、抗疲劳剂等类别.防老剂的选择和使用应当根据纤维的性质及其老化机理、材料或制品的使用条件，加工条件等加以综合考虑。因此，防老剂除应具有良好的防护效果外，还要求具备下列一些性能:与纤维有良好的相容性(或相混性);热稳定性好;不污染制品;无毒或低毒;化学稳定性好;价格低廉。

还有一点就是化纤类商品在所处环境中的防老化，要严格禁止露天堆放;商品在库内的堆码一般是采用行列式、围垛式堆码成丁字形或井字形，以利通风散潮，;适宜温度最高不超过35°C，适宜的相对湿度为60%一80%，最高不超过85%:每月要定期检查一次，在检查中要重点注意包装所用的竹片，是否有虫蛀痕迹，如果一经发现要立即把竹片抽出，然后打包进行严格检查和采取有效的防治措施。

3、结语

真确的认识高分子材料的老化机理，并据此分别采用与之相适应的防老化措施，极大的改善高分子材料的适用范围、延长其使用年限、改善其材料性能的同时，节约了新材料材料，减少了对资源的浪费且使原有材料更好的发挥了应有的作用。（作者单位：郑州大学材料科学与工程学院）

参考文献：

第7篇：高分子材料的性能特点范文

1 基于工作过程教学简介

基于工作过程的课程体系，是一种以任务为驱动，以项目为载体的教学模式。高等教育的人才培养目标需突出学生综合职业能力的培养。高校更应该结合各类企事业单位对人才的需求，参照基于工作过程的课程体系，构建基于工作过程的课程体系建设的改革发展之路。

目前，课程设计方法越来越被高职院校所重视。所谓工作过程，是指为完成工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序，包含若干个既相对独立又相互联系的工作环节。由于毕业生所对应的相关职业的工作过程特征不同，各院校的情况和办学条件也不同，因此，引进这种课程设计方法时，在强调这种课程设计方法优点和有利条件的同时，一定要注意不同类型院校和专业存在的各自特点及不利因素。我院在进几年的课改过程中积累了一定经验，对课程改革有一定研究。基于工作过程的教学，以工作过程为参照系，以完成职业工作应具备的专业技术能力项目为依据，针对行动顺序的每一个工作环节知识、能力要求传授相关的课程内容，组织技能训练，突出学生在校学习与实际工作的一致性，实现理论知识与实践技能的整合。

2 高分子材料加工专业“工作过程”内容设计

高分子材料加工的职业能力是一种综合能力，要求教师在教授的同时要将高分子材料常见的各种加工方法、加工手段以实践的方式教给同学，这就需要为学生模拟真实的工作情景，通过以项目任务为依托的教学使学生置身于真实的或模拟的学习工作世界中。在教学中，每个学生会根据自身的知识结构与实际经验，会给出不同的解决任务的方案与策略，产生的学习效果不是唯一的，而是多样化的。让同学在正确认识高分子材料结构和组成以及合理的配方设计基础上，能够选择合适的加工设备、加工工艺和加工方法制备高分子材料制品的过程。

教学内容可以以实际的“工作任务”为依托项目。“工作内容”的设计要结合本学科前沿研究领域和发展动态，介绍重点科技成果，增加教学信息量，使课程教学内容满足时代的要求，使学生掌握更多、更新的专业知识。教学过程通过不同的高分子材料产品项目、确定合适的加工技术及其方法。理论教学内容与实践教学内容通过项目或者是工作任务紧密地结合在一起。课程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任务如下图所示：

主要是根据制品使用需求、选择出合适的高分子材料，并进行合理的助剂选择，进行配方设计，如不合适提出改性办法等，为生产开发决策提供完整依据。

通过项目任务的实施，使学生能针对产品的具体要求合理的设计成型加工方案，能对所设计方案进行合理的性能分析与测试，进而掌握塑料、橡胶制品加工设计的原理与方法。为将来从事高分子材料、复合材料的生产打下坚实的基础。

通过以下项目：“市政用木塑复合栅栏材料的成型加工”、“冰箱抽屉专用料加工设计”、“抗冲击阻燃电视机壳专用料成型加工”、“低成本鼠标垫加工”、“聚乙烯发泡鞋底设计”、“霓虹灯管专用料设计”、“PP汽车保险杠专用料设计”、“奥运志愿微笑圈手环配方设计与制作”的实施，让同学能够通过能够设计塑料产品的配方，能找出成型加工方案设计难点，提出解决方法的能力。能够设计橡胶产品的配方，能找出成型加工设计难点，提出解决方法的能力，能够分析测试塑料材料配方的基本性能，能够分析测试橡胶材料的基本性能。

配合上述8个项目及相关拓展任务的训练，组织学生讨论、总结、归纳如下相关知识：了解塑料的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。了解橡胶的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分类以及塑料配方的组成和对应的成型加工工艺。掌握常用天然橡胶和合成橡胶的特性、分类以及橡胶配方的组成和对应的相关成型加工。 转贴于

通过训练让同学以下能力得到提高：（1）培养学生自我学习，寻求探索物质之本性的兴趣与能力；（2）对事物性质的分析方法—内外因分析法；（3）培养学生信息获取的素质与能力（图表查阅、专利、手册、网络资源等）；（4）逐步形成综合分析问题的素质与能力；（5）增强环境保护意识、经济意识、安全意识；（6）专业外语单词的学习与筑固；（7）团队合作意识的形成。

3 “基于工作过程”教学对教师的要求

（1）专任教师实践能力的提高。作为一线教师，在实行相关实践教学过程中，一定要具有高分子材料加工生产的职业经验，清楚高分子加工企业的工作过程和经营过程，只有这样才能找出高分子材料生产的工作任务作为具有教育的项目。

（2）专业教学团队的建立。基于工作过程的教学法涉及多学科教学内容，高分子材料加工生产需要有机械设备、加工工艺、原料配方、制品材料测试、产品检验等一系列知识，因此对绝大多数教师而言，很难独自一人很好地完成教学工作。这就要求教师具有跨学科的能力，团队协作的能力，不仅要娴熟本学科的专业知识与技能，还要了解相邻专业、相关学科及跨学科的知识与技能。

（3）学习情境设计能力的掌握。在本教学法中，学习情境的设计好坏决定了传授知识结构的合理性、能否激发同学学习的兴趣。如何在项目教学中合理有效的利用学习的资源和协作学习的环境是教师最主要的工作，这要求教师熟悉项目内容中所用的高分子材料的基础知识，并准备好项目开展过程中可能涉及到的有关知识。

4 结束语

在专业课程体系中，高分子成型加工是门重要的核心课程，是高分子加工专业学生必须掌握的专业知识和技能。在老师的指导下，用工厂的管理模式，让学生亲自动手设计和制造相关高分子产品，加深领会和掌握材料加工过程工艺设计的要点以及生产工艺与实际生产之间的联系。但以往教育方式存在着一定的不足，且与当前工厂的需求相脱节，于是笔者根据自己的教学经验，在新的基于工作过程的教学理念指导下对高分子成型加工课程进行改革，以提高学生的学习兴趣和求知欲望。

基金项目：教育部高等学校高职高专化工技术类专业教学指导委员会2009年度规划课题，课题编号HJKT-2009-034Y；常州工程职业技术学院教育研究课题《“基于工作过程的项目化教学方法”在高分子成型加工课程改革中的应用》，课题编号：10JY022

参考文献

[1]应力恒.基于工作过程的课程项目化教学改革[J].中国职业技术教育，2008(22).

[2]虞丽娟.深化课程体系改革提高人才创新能力[J].中国高等教育，2008(15).

第8篇：高分子材料的性能特点范文

关键词：微波技术；高分子材料；加工

一、引言

人们的日常生活中常使用微波炉，这种电器设备具有较快的热效率，能够快速加热食物，并且不会流失营养成分。而这种电器正是运用了微波技术，除了在食品领域，该项技术还在其他领域中有着广泛的应用，并取得了理想的效果。以高分子材料加工中对微波技术的应用威力，相较于传统加工技术，微波加热的速率更快，并且基于脉冲技术的支持，能够实现对温度的有效控制。其次，微波加热不会存在热滞后反应，材料能够直接吸收微波，不会通过容器传导而导致能量流失；此外，微波加热的热梯度非常小，具有较强的穿透能力，加热的均匀度也相对理想。对于高分子材料而言，通过微波技术的应用，可以使其性能得到改善，达到理想状态。

二、基本原理与影响因素

就本质而言，微波加热的特点就在于介电位移或材料内部不同电荷的极化以及这种极化不具备迅速跟上交变电场的能力。在高频条件下，与电场相比，极化具有滞后性，并且其阐述的电流与电场同相位的分量存在差别，如此一来就会使材料内部功率散耗。

对于电场强度固定的电磁场而言，材料吸收的微博能与电磁辐射的频率，材料的介电损耗与电场强度之间的关系可以通过下式来表示：

其中P代表单位体积材料吸收的微波功率，K为一常数，f为频率，E为电场强度，[ε']表示介电常数，[tanδ]表示电损耗角正切。

根据（1）式，可以发现在电场强度或材料介电性质发生变化的情况下，材料吸收的微波也随之得到改变，然而大部分高分子材料具有非常小的介电损耗因数，一般情况下微波材料能够透过材料而不产生耗散。

如果加热速率受反应热的影响不予考虑，那么可以用下式来表示加热速率与材料吸收微波能量的关系：

其中[dTdt]表示加热速率，[ρ]表示材料密度，[CV]表示材料的定容比热。

从中不难发现，高分子材料的介电行为在很大程度上决定了加热速率。需要注意的是，[ε'']与温度有着密切联系，因此材料介电行为的函数与温度有关。

三、微波设备

在高分子材料加工中，微波的应用效率以及材料性能在很大程度上取决于微波设备。

现阶段，在实验中有着广泛应用的微波设备主要为商品化的多模式微波炉。这种设备属于多波设备，因此其温度控制难度较大，无法获取需要的加热曲线，在这种设备的应用下，产品性能的均匀性要求往往无法得到满足。其次，微波行波加热器则是基于矩形波导或圆波导产生行波，在设备中微波能会被物料吸收，进而实现加热。对于具有较大介电损耗因数的单位长度材料而言，这种设备具有较强的适用性，而其他材料并不适合这一设备。从上述两种设备的缺陷描述不难发现，微波设备的研究与开发势在必行。

在设备开发的过程中，微波发生器设计具有重要意义，这是提高微博能利用率的有效途径。美国研究人员针对一种间歇加工聚合物材料的单模可调谐振腔进行了开发，这种设备材料主要有金属铜或铝的圆波导，两端采用的金属短路相同，具体如下图所示。

根据上述高分子材料加工中应用的微波设备，不难发现谐振腔具有更强的适用性，该设备能够将微波能耦合进材料，并且现阶段在厚件复合材料的加工中也取得了成功。

自单模可调谐振腔诞生之后，又有更加先进的微波加工系统涌现出来，也就是计算机辅助微波加工系统与计算机控制脉冲微波加工系统。其中计算机控制脉冲微波加工系统可以基于功率输出开关的脉冲，在选定值范围内控制样品温度，与此同时，在反应过程中，该设备还可以对介电损耗因数变化进行检测。

四、研究进展及问题

总而言之，相较于传统加热，微波辐射的特点与优势非常突出，对于高分子材料加工领域的发展而言有着十分重要的影响与作用。再加上近年来相关研究人员围绕微波加工材料性能展开深入研究，并构建起聚合物结构与微波吸收特性的关系，显然在理论层面上为微波技术在高分子材料加工领域中的进一步运用提供了强有力的支持。当然不可否认的是，在聚合物材料加工中，微波技术的应用依然面临着一些困难与阻碍，例如目前相关人员并没有全面了解微波加热的影响因素。很多研究人员开始围绕分子结构与微波加工系统展开设计，希望通过此推动微波技术的应用与发展。在基础理论知识不断增长的背景下，相信在未来加工设计中，微波技术的经济效益将会得到全面提升，为工业的发展提供强有力的支持。此外，加工安全性、设备问题以及加工规模等也是微波技术在应用实践中需要考虑的问题。作为研究人员，必须围绕这些因素予以综合考虑，并采取相应的改进方法，促使高分子材料加工领域中微波技术的价值与作用得到充分发挥。

参考文献：

[1]何德林，王锡臣.微波技术在聚合反应中的应用研究进展[J].高分子材料科学与工程，2001，17（1）：20-25.

[2]张忠海，李建波，袁伟忠等.微波技术在生物可降解聚合物合成中的研究进展[J].高分子通报，2010，（6）：47-52.

第9篇：高分子材料的性能特点范文

关键词：脉冲激光技术；高分子材料；材料加工

近年来，脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用，并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注，主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度，并且能够进行材料表面的加工，使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说，脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大，几乎能够与任何材料产生相互的作用，本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究，希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。

1脉冲激光及其折射率改性

所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲，脉冲激光具有其独特的工作必要性，其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下，脉冲激光比较短，其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量，由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言，其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系，并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时，与其他改性技术相比较而言，脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响，并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破，并且能够形成全新的化学键，以此改变高分子材料的特性。

2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用

2.1激光烧烛产生表面多孔结构

激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖，使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成，并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响，高分子材料的黏度会下降，而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核，即自由体积孔洞，该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究，并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变，其能够将原有的氢键网络打破，并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象，在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力，而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善，即细胞黏着与细胞生长会发生改变。

2.2激光烧烛产生表面周期结构

高分子材料一般不会吸收长波长激光，其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构，且存在波长效应，其中，长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器，而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级，并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下，高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现，其形成的机理主要包括两点：①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制；②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下，脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化，继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散，最终形成表面周期结构。

2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用

高分子材料会对不同波长的光进行吸收，紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下，大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体，其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破，此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛，但是并不会产生液相，属于典型的光化学过程，其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面，部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时，紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能，则亦会产生光化学作用。

3结束语

综上所述，脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理，且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求，因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有：短波长激光的光子能量比较大，能够直接打破高分子材料的化学键，并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面，此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此，脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术，并且在不断地研究与探索下，脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用，推动我国社会与经济水平全面提升，并且提高我国在国际方面的影响力。

参考文献

[1]田晗.激光技术在金属材料加工工艺中的应用[J].技术与市场，2016，（11）：103.

[2]直妍.激光技术在材料加工中的应用与发展趋势[J].热加工工艺，2014，（1）：22–23.