高分子材料的优点精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的优点范文

【关键词】智能高分子材料；智能给药系统；应用；发展前景

中图分类号：TB381文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-106-01

智能高分子材料是一种新型的现代高分子材料，又名智能聚合物、环境敏感性化和物等，它随着外界环境等影响因素的变化而发生自身性能的改变，比如在温度、压力、磁场等不同因素影响下，其外在形状、电场、面积大小等随之做出相应改变，来适应不同环境的变化，，是一种新型的现代化的智能应用材料。随着科技的发展，智能高分子材料的应用领域越来越广，不但在建筑工程、化工、高科技领域得到充分发展体现，近年来，智能高分子材料被越来越多地应用到医学领域，特别体现智能给药系统的应用上，预示着良好的发展前景。智能高分子材料具体可分为合成智能高分子材料、半合成智能高分子材料、天然智能高分子材料，下面，我们具体对三种不同类型的高分子材料在智能给药系统中的应用进行分析探究。

一、合成智能高分子材料

合成高分子材料之一是智能高分子凝胶，它是由三维交联网络结构的聚合物和低分子介质组成的多元体系结构的一直合成智能高分子，随着外界环境因素的变化而变化，体现在体积大小上的收缩、持续或间断的变化，具有良好的收缩和溶胀的性能。因此在智能给药系统中，发挥其自我调节和反馈的功能，智能高分子凝胶粒具有感应温度、血糖、磁场等性能，并在身体状态良好的情况下保持收缩状态，当其收到病情信号时，体积膨胀从而扩散到身体病变部位，扩散药物以便达到良好的治疗功效，对智能给药系统具有良好的调节和促进作用；此外，可生物降解的聚酯类是合成智能高分子材料的另一种重要应用，同样在医学等各个领域都得到了广泛应用。同时，在智能给药系统中，由于可生物降解的聚酯类具有可生物降解、化学稳定性高、无毒无害等优点，大量被用于注射给药系统中，并且在肿瘤药物治疗中，可生物降解的聚酯类相对于其它游离药物具有减缓肿瘤生长等功效，有效地解决了医学领域许多棘手的难题，在智能给药系统中更是得到了充分体现和发展。

二、半合成智能高分子材料

半合成智能高分子材料作为智能高分子材料的一个重要组成部分，具有毒性小、粘度大、溶解度高等优点，可以有效地控制药物在人体的释放速度，增加药物吸收程度、降低了药物毒副作用提高药效等，对治疗各种疾病起到良好的促进作用，因而被广泛地应用到缓释药物制剂的研发和利用中，发挥了其在智能给药系统中的重要作用。比如，在智能给药系统中，蛋白质或肽类药物既可以在保持其生物活性的同时，又提高了载药量，是一种适合在肠道定向给药的特殊蛋白质药物递送系统，最大限度的降低了药物降解，起到了提高药效等作用。此外，对于心脏病等疾病，利用半合成智能高分子材料设计一种时控型的药物释放系统，按照药理学和患者病情定量给药，从而发挥其药效和并起到良好的预防作用。

三、天然智能高分子材料

相对于合成和半合成高分子材料，天然智能高分子材料特别具有良好的生物溶解性、天然无毒性等优点，是医学领域特别是智能给药系统中应用广泛和发展前景宽广的一种智能高分子材料。具体表现为壳聚糖、海藻酸盐、明胶三种类别。壳聚糖具有良好的生物降解性和溶解性、生物活性、粘附性等多种优点，被广泛地应用到结肠定位系统、缓控释、蛋白多肽等给药系统中，并且壳聚糖可进行交联。酯化等多种化学改性，从而研究制成具有不同特性的壳聚糖衍生物，并通过各种研发，研制了各种壳聚糖凝胶给药系统，提升了其在智能给药系统中的地位，大大扩展了其在医学领域的应用范围，具有良好的发展前景；其次，海藻酸盐在智能给药系统中的运用主要体现在与蛋白药物领域的结合，通过各种化学反应的作用，提高蛋白物的活性，制成各种蛋白质药物给要系统，提高了蛋白质药物的生物利用度，更加有利于患者治疗；再次，利用明胶和葡聚糖半互穿网络结构研制成的脂质微球，是一种双重刺激响应的半互穿网络系统，这种系统对于治疗多种复杂疾病具有良好的功效，在控制明胶相变温度变化的前提下，研制的半互穿网络结构水凝胶,具有特殊的控制脂质微球降解的功效，此外，脂质微球从凝胶中释放的基础是A-糜蛋白酶和葡聚糖酶同时存在的情况下，因此这种可生物降解的水凝胶构成的半互穿网络系统，在医学领域很有发展潜力, 不但阻止了单一酶存在导致的药物快速降解负面影响， 而且当在两种酶同时存在时, 药物才能从脂质微球中释放出来, 从而起到了药物缓控释释放的效果，从而实现智能给药系统对于疾病的综合治理，在医学领域展现了良好的发展前景。

四、结语

伴随着现代社会高科技的迅猛发展，智能高分子材料作为一种新型的、发展前景巨大的应用材料，已经普及到社会发展的各个领域和发展事业，不仅体现在国外的良好的发展前景，目前，在我国，智能高分子作为一种高科技研发、具有多样性和复杂性的智能材料在医学领域更是得到了长足和充分体现，对于在治疗各种疾病，制备多种给药系统的应用上发挥了重要作用。随着智能高分子材料研究的不断深入，并且通过各个领域的合作交流，智能高分子材料越发朝着信息化、智能化、自动化的方向发展，更加智能化的透析病理生理，制备兼具多种功能的智能释放药物系统，在我国医学领域必将得到充分、长足的发展运用。

参考文献：

[1]张胜兰,杨庆等.智能材料的现状及发展趋势[J].中国纺织大学学报,2000(03).

[2]陶宝祺.智能材料结构[M].北京:国际工业出版社,2009(07).

第2篇：高分子材料的优点范文

关键词：高分子材料； 废旧塑料； 建筑材料； 回收应用；

中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

处理废旧高分子材料是一把双刃剑, 处理的好了不但降低了高分子的危害, 而且还能降低产品成本;处理不好我们的生活就要受到废旧高分子的影响, 甚至毒害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料, 开辟了废旧高分子回收的新途径, 不但可以降低废旧高分子材料的危害, 而且扩大建筑材料的来源。随着科学技术的进一步发展, 会有越来越多的这种新型材料问世, 最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。

二、废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用问题分析研究

1、废旧高分子材料制作墙体材料。随着国家有关禁止使用粘土砖禁令的公布, 开发使用新型墙体材料已经成为一种必然趋势, 同时回收利用废旧高分子材料技术的发展, 为废旧高分子材料复合成新型墙体材料提供了强有力的支持。目前已有许多这类技术发展相当成熟, 并用于实际的生产当中。

一是玻璃与塑料复合而成的样品砖。由塑料, 玻璃复合而成的样品砖已经研制出来,在国外已经得到了较广泛的应用。其中塑料组分包括聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯, 聚氯乙烯以及 ABS, 相同的粒径形态, 较窄的尺寸范围和尺寸分布与近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料复合材料, 其中玻璃的质量百分比根据不同的性能要求可为 15%,30%, 45%。这种材料能在 235℃模压成标准的粘土砖形状。当温度在20～50℃范围变化时, 经过抗压实验, 发现其断裂应力是普通粘土砖的两倍多。制备这种试样时所要求的塑料不需要区分热塑性和热固性, 因此它的原料来源相当广泛。

二是金属橡胶混凝土。这种材料具有良好的性能, 它可以有效解决目前各类混凝土结构及现有墙体砌块工程中常出现的各种裂缝, 隔音差、抗震性能不够, 重量重, 抗冲击性不足等问题, 可广泛应用于桥梁、路面、飞机跑道、大坝及其他建筑。

三是用聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。运用此技术生产的混凝土保温砌块具有表观密度小, 保温、隔声性能好, 抗压强度高, 属于轻质高强的新型墙体材料。生产的砌块完全满足墙体材料的表观密度、抗压强度以及保温性能要求。在工程实际中, 砌块的聚苯乙烯泡沫塑料部分基本不受外力作用, 只有外裹的水泥砂浆层起骨架作用。这种新型混凝土保温砌块是一种前景看好的新型墙体材料。

四是利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦。这种建筑用瓦的研制成功, 不仅可以降低成本, 还是消除“白色污染”的一种积极方法。

五是利用废泡沫生产新型保温砖。研究成功了造价低廉、防火性好、保温性能优良的新型保温砖。经测试, 这种新型保温砖导热系数小于 0.06 W/m.K, 优于 0.09 W/m.K 的国家标准, 含水率小于 8%, 密度小于 225 kg/m3, 抗压强度大于 0.21 MPa, 且耐候性强, 适合国内不同气候的各地区使用, 取代传统珍珠岩或煤渣等保温材料。

2、废旧高分子材料制作建筑装饰材料

一是利用废旧塑料生产的建筑用装饰板材。利用废旧塑料生产建筑用装饰板材的研制已经取得了很大的进展, 其中一种技术已经在实际生产中广泛应用。它是用废旧塑料、色素添加剂、增强剂、增塑剂为原料, 以重量为单位, 每 100 份废旧塑料匹配 5～10公斤色素添加剂, 20～50 份增强剂, 1～5 份增塑剂, 先将废旧塑料洗净、晒干后熔化, 再将熔化后成块状的废旧塑料粉碎为 0.5 cm 左右的细颗粒, 再次熔化同时加入色素添加剂和增强剂, 搅匀后注入模具成型, 冷却后出模, 然后漆上耐温清漆即生产出成品。

二是利用废旧塑料生产阻燃建筑装饰材料。目前有报道研制出一种利用废旧热塑性塑料和锯木粉通过加入添加剂改性生产防火阻燃型窗套、门套、墙裙等建筑装饰材料的方法。运用该工艺生产的产品, 根据国家标准塑料燃烧性能实验方法进行测定, 其结果达到 GB2408—80/1 级、GB4609—84/FV- 0 级;按照国家标准 GB5465—85 建筑材料不燃性试验方法测定, 结果建筑材料不燃性试验方法测定, 结果完全符合不燃性材料的要求。实验证明这种材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑装饰材料, 同时通过造型还可以生产美观耐用的环保型城市垃圾桶。

3、废旧高分子材料制作其他建筑材料

一是粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料。以粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为主要原料, 普通硅酸盐水泥、生石灰为胶凝材料, 添加少量防水荆、憎水剂、激发剂, 可生产屋面保温防水材料.该材料集保温隔热与防水为一体, 表观密度为 588 kg/m3,导热系数为 0.12 W/(m·K), 28 d 的抗压强度为 1.6MPa, 在 0.2 MPa 的水压下可保持 30 min 不透水。该保温防水材料具有密度低、强度高、保温隔热性能好、粉煤灰掺量大等优点, 是一种较为理想的屋面保温防水材料, 该材料可达到《屋面工程质量验收规范》(GB 50207- 2002)标准。

二是利用废聚烃类树脂生产塑料地板。在世界塑料家族中, PVC 的产量居第二位, 制品多, 消费量较大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多种用品废弃较多。由于 PVC 是一中含卤物质,所以它的回收利用受到了限制。这项技术研制的成功,可以大量回收 PVC, 运用这项技术可以生产出多种产品。常见的如: 废农膜 100 份、碳酸钙 120～150 份、剂 1.5 份、稳定剂 4 份、色浆适量, 经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。安徽大学高分子材料研究所通过改性发泡等工序, 用废弃聚烯烃塑料生产泡沫片和硬质板材, 泡沫片用作旅游鞋、皮鞋和布鞋的原料, 硬质板材则用作弹性地板的原料。

三是利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材。该材料除了具有与天然木材一样可锯、刨、钉、粘等性能外, 还具有耐潮、防蛀等优点, 而且制造的灵活性强, 既可挤压成板材、型材,也可一次模压成产品。

第3篇：高分子材料的优点范文

【文章编号】0450-9889（2017）06C-0078-02

高分子材料是化工产品的一个分支，是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品；高分子行业的迅猛发展，急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面，对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群，为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而，广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程，且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业，开设的专业课程很多，所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下，本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时，选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》，学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用，全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中，学生反映这本教材的难度太大，因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程，需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后，对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课，此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课，然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课，高分子材料方面的基础较差，加上这本教材讲述的理论知识较少，所以学起来较吃力。根据学生的反映，学院及时更换了教材，采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材，该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识，对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍，全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺，也兼顾了新技术和新方法，难度适中，得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科，“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程，需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识，学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容，重点掌握三者的关系，强调成型加工对制品性能的重要性，这是本课程的主题思想，也是高分子材料的工程特征；选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态，不断更新及补充教学内容，确保教学内容的先进性；在教学内容安排上，以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点，以宽专业为目标，概况高分子材料理论基础和概念（详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学），从高分子材料的加工原理出发，着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发，对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授，然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别，对于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺，教师建立了QQ群这样的交流平台，并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上，经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台，引导学生关注，激发学生的学习积极性，让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念，对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍，而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容，在有限的学时内，节选核心内容，把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结，而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲，但不同章节会选不同的材料体系来进行，比如讲橡胶的压延，那么注塑可能选塑料，而挤出可能选复合材料，这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点：一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性；二是该课程的理论性和实践性都很强，如何在教学过程中实现理论与实际的结合，用理论来解释生产中的实际问题，或以具体实例来说明理论，促使学生真正掌握知识。针对这些问题，“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

（一）现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性，同时，该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材，利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生，激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力，大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备，教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课，同时广泛收集案例、动画演示及成型录像，不断补充到授课内容中，让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识，对课件内容进行更新和完善，丰富课堂内容，加大课堂信息量，使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识，使教学达到事半功倍的效果。

同时，教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点，将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中，并用眼神、情感、心灵与学生沟通，必要时还要进行板书，让学生彻底把握一些关键问题。

（二）采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同，笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法，从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂，转变为组织和引导；从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时，并没有按照书本来进行，而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”，让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题，并在学生完成后让他们用PPT来展示成果，通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

启发式互动式教学强调先让学生积极思考，再进行适时启发；教师不仅要加强自身专业素养和知识积累，而且更重要的是建立师生互动的教学过程，并营造良好的课堂教学氛围，实现教学相长；教师注意自己角色的转变，良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息，从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣；在教学过程中，对于重要的知识点，通过案例教学，与学生共同分析和讨论，启发学生进行思考，培养学生的创新能力。

第4篇：高分子材料的优点范文

关键词：高分子材料；室内设计；应用；先进技术

室内设计是结合了艺术与技术的综合性的工程，他不仅需要规范标准的设计工艺，也追求着有创造力的设计理念和设计思想。因为材料是一种能将艺术形式与设计融合到一体的介质，室内所用的材料全部都是设计的现实支撑，创新型的不仅仅是材料使用方面的巨大的进步，更是整个设计的理念的推动力。

1高分子材料的概况

材料从大意上来说是对于室内设计中所应用的物质的整体称呼，并且不被形态，颜色以及材料所牵制。不管是宏观下的世界当中的物质的特征，比如：硬度，气味，色彩以及熔点等，还是在微观的角度来看物质的组成，结构等相关因素，室内设计对于材料的考虑都是比较整体而且全面的。与此同时，设计材料的创新和发展也可以推动设计的理念创新，高分子材料是整个材料科学在近代当中取得的较大的进步，对各个相关的领域都有着不可置疑的推动作用，人们对于设计在室内的要求是会越来越高的也是永无止境的，高分子材料也正是因为这样才得以存在。

2材料，艺术以及技术在室内设计当中的统一性

室内设计的中心思想就是创造出实用性与艺术的审美完美结合的居住环境，一并实现。创造力是没有止境的但是室内设计的实用性对于平衡技术与艺术的结合，对于设计师的技能要求比较高，室内设计以建筑物为主要的载体，虽然建筑工程对于理论非常的完善，但是对于技术性与艺术性在室内设计当中并没有形成一套完善的体系。因为技术性和艺术性在室内设计当中都在一些方面依托于材料的应用，所以以材料为整体切入点研究技术与艺术相统一并且应用于室内设计当中。

3高分子材料应用于室内设计当中

对于人类文明史的划分，相对具有代表性的就应该是据物资资料来进行相应的历史划分了，正因为这样，材料也就是物质资料生产水平的直接体现形式。在整个的建筑工程发展历史当中，因为建筑材料的使用有所不同导致东西方的建筑有着很大的差异，室内设计的风格大有不同。在东方文明当中将会以木材作为建筑当中的基本材料来使用，木质材料作为设计的基本依托，由此来渐渐的产生出梁架变换的内部设计的模式，例如：架，格，屏风以及隔扇等。而且因为木质材料具有强大的可加工性，渐渐的引发建筑变成了精于追求自然，技艺等显著的设计风格在室内设计当中。对于西方文明，大多数用石质为基础的材料，渐渐的形成出厚重感独特的加工特性，和融合了雕塑艺术的西方建筑以及室内设计多有的装饰手段，以厚重，宏大以及精美的雕刻艺术为主要的设计风格。正因为这样，在建筑领域当中的室内设计就是通过用材料把建筑设计的艺术性和其建筑艺术的实用性相互捆绑，从某一个角度来看，材料决定着室内实际与建筑工艺的发展方向，以及艺术风格。对于高分子材料而言，基于其本身的材料建筑的特性与室内设计的发展也表现出了鲜明的时代的特征。

4结束语

高分子材料有着质量较轻，容易加工，成本较低等多种优点，同时还有着各种各样的特性及功能。光电来转化高分子的材料可以用于室内的光线或者电力的供应；仿生的高分子材料更加可以应用于满足人们的生活当中的力学，洁净，以及热血方面的需求；环境敏感性的高分子材料也可以充分利用与环境的改变，未来还会有着更多的高分子材料的出现，以及目前已经应用的高分子材料的特性也会更加的完善。以塑料为高分子材料的代表当做现代建筑当中的主要材料，是因为高分子材料在室内设计当中的应用分析以及产生的重要作用。一塑料为载体的材料合成技术可能将是室内设计领域的新的发展方向。在这个新技术不断出现的时代，材料将是室内设计与艺术的审美的一种重要的融合媒介。特别是对于室内设计的领域当中对于设计思想变革产生的巨大影响的材料，高分子材料。高分子材料的影响力，优越性和发展的趋势有着极其重要的意义。

参考文献

[1]李进.室内设计中现成品材料的运用与研究[D].北京：中央美术学院，2008.

[2]马素德，宋国林，樊鹏飞，等.相变储能材料的应用及研究进展[J].高分子材料科学与工程，2010，26（8）：161~164.

[3]王登武，王芳.乙烯树脂、混酸处理碳纳米管复合材料的制备与性能[J].中国塑料，2014，28（9）：57~60.

第5篇：高分子材料的优点范文

关键字：高分子材料；材料应用；生活应用

引 言：

材料是科学与工业技术发展的基础。一种新材料的出现，能为社会文明带来巨大的变化，给新技术的发展带来划时代的突破。材料已当之无愧的成为当代科学技术的三大支柱之一。高分子材料科学已经和金属材料、无机非金属材料并驾齐驱，在国际上被列为一级学科。高分子材料的功能很多，而且应用十分广泛。

一、高分子材料的定义及特性

1. 高分子材料是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。

2.高分子材料的结构特性

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。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。

3.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。

二、生活中的高分子材料的应用

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。其中塑料产量最大，主要用于包装材料、结构材料、建筑材料以及交通运输材料；橡胶的主要用途为制造轮胎；纤维的主要用途为衣着用料。此外结构高分子还包括工程塑料、耐高温高分子以及液晶高分子等。

（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，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，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。它的主要成分是合成树脂。

1. 塑料的优点：

a）易于加工、易于制造、易于成型。b）可根据需要随意着色，或制成透明制品。c）可制做轻质高强度的产品。d）不生锈、不易腐蚀。e）不易传热、保温性能好。f）既能制做导电部件，又能制作绝缘产品。塑料本身是很好的绝缘物质，目前可以说g）减震、消音性能优良，透光性好。h）产品制造成本低。

2.塑料的缺点

a）回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上也不合算。

b）塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。

c）塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

d）耐久性差，易老化。

3.塑料的应用。

塑料制品在生活中的应用十分广泛。塑料应用按使用目的分有通用塑料、工程塑料、加纤塑料、合金塑料、降解塑料、纳米塑料、功能塑料等。例如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。

纤维素的用途：棉麻纤维大量用于纺织；木材、稻草、麦秸、蔗渣等用于造纸；制造硝酸纤维：火棉（含N量较高，制无烟火药）、胶棉（含N量较低，制赛璐珞和油漆）；制造醋酸纤维：不易着火，用于制胶片；制造粘胶纤维（NaOH、CS2处理后所得，长纤维称人造丝，短纤维称人造棉）；膳食纤维：第七种营养成分，有利于消化。

（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。

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。它由异氰酸酯单体和含活泼氢的化合物“逐步聚合”而成。

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。

综上所述，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。

参考文献：

[1].李良，生活中的高分子材料. 科学与技术 2011、10

第6篇：高分子材料的优点范文

关键词：高分子塑料；成型工艺；分析探讨；未来发展

中图分类号：TB32 文献标识码：A

一、高分子塑料的概述

1高分子塑料定义

高分子塑料是指以高分子化合物为主要成分的所有材料。从物理概念来说，高分子化合物的分子量应该在1000以上。目前我们所使用的塑料，它就是一种合成的高分子化合物，一般把它称之为高分子或者巨分子，它是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的，并由合成树脂及填料、稳定剂、色料等添加剂组合而成的。而根据它的特点来说，它可以自由改变形体样式。

2高分子塑料的特性

单就高分子塑料的特性来说，除了它可以自由改变形体样式以外，它还具有一定的粘弹性，它在外力作用下会发生高弹性变形和粘性流动，其变形与时间有关。还具体低强度和高比强度。一般地高分子塑料强度很低，但是由于它的密度很低，所以比强度较高。

除此之外，还有一定的高耐磨性、高绝缘性、膨胀性、高化学稳定性、导热性低、热稳定性差等诸多特点。

3高分子塑料的分类

分析了高分子塑料定义、特性外，我们再来看它的分类。目前在我国现阶段我们把它分为七大类。具体如下：高分子胶粘剂、橡胶、塑料、高分子涂料、纤维、功能高分子材料和高分子基复合材料。下面笔者根据工作经验和体会分别对这七大类做一详细的说明介绍，仅供参考。

第一类是高分子胶粘剂。它是以合成天然高分子化合物为根本的一种胶粘材料。而在实际应用中我们又把它分为天然和合成胶粘剂，不完全统计应用较多的是合成胶粘剂。

第二类是橡胶。从物理概念来说，它的分子链间次价力小，分子链柔性好，一般地在外力作用下可产生较大的形变，不稳定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢复原状。

第三类是塑料。塑料在我们的生活生产中听到的比较多。一般来讲它是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要的成分，加入填料、增塑剂和其他添加剂组合而成。我们通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料。

第四类是高分子涂料。这个类型的主要是以聚合物为主，在生产中再添加溶剂和各种添加剂制得。一般把它分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料三中，在日常生活中很常见。

第五类是纤维。这个也是在平时听到最多的一种塑料，一般分为天然纤维和化学纤维两种。物理学分析我们得出纤维具有次价力大、形变能力小、模量高等特点，一般为结晶聚合物。

第六类是功能高分子材料。现在我们已经采用的是高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料等待。它具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。

最后一种是高分子基复合材料。这种材料综合了原有材料的性能特点，在实际使用中我们根据需要进行材料的任意设计。

4高分子塑料的应用

如果说塑料的应用，我们大家都不陌生，在生活生产中都常见，而提到高分子塑料的应用，大部分人都比较陌生，而实际上，我们在生活中或多或少都听到见到过，只是加以高分子就难以理解了。经过多年的工作体会和实际工作操作，现笔者就高分子塑料的应用做一阐述。具体如下。

从军事尖端大方面来说，高分子塑料的应用已经涉及到军事及尖端技术上，无形中它促使了高分子合成和加工技术的发展，据不完全统计它已经成为一种独立的专门工程技术。

从高分子材料科学研究上来看，它是年轻而新兴的学科。我们的科学家主要集中于结构和组成与材料的性质、探索加工工艺，对各种环境因素对材料性能的影响，其主要目的是为了进一步开发新材料、新工艺等。目前，从一些材料上看高分子材料已经和金属材料等并驾齐驱，在国际上我们把它列为一级学科，这是很高的级别。

二、高分子塑料加工工艺

上文我们分析了高分子塑料的定义，特性，分类及应用，从大的方面我们有了一个感官的认识和了解，下面笔者再结合实际谈谈它的加工工艺。以便在实际中进一步总结应用。首先我们先来了解高分子塑料在加热中出现的物理和化学变化。先来看物理变化。

1高分子塑料的物理变化。一般地，高分子塑料在等温条件下会结晶，我们把它称为静态结晶。但实际在加工过程中，它大多数情况下结晶都不是等温的，笔者认为这些因素都会影响结晶过程。实践中我们得出，熔化温度与在该温度的停留时间会影响聚合物中可能残存的微小有序区域或晶核的数量。

另外，高分子塑料如果在纺丝、薄膜拉伸、挤出等成型加工过程中会受到高应力作用，这个时候它就会有加速结晶作用的倾向；如果在剪切或拉伸应力作用下，熔体中会生成长串的纤维状晶体，随应力或应变速率增大，它的晶体中伸直链含量增多，晶体熔点升高。

经过多年的实践，笔者得出这样一个结论：就是说高分子塑料的分子链结构与结晶过程有很大的关系。具体来说，如果分子量愈高，大分子及链段结晶的重排运动愈困难，高分子的结晶能力一般随分子量的增大而降低，这是成反比的，需要我们加以注意。

2高分子塑料的化学变化是指高分子塑料在高温和应力作用下，受到热和应力的作用它的大分子结构发生的一系列变化。这个变化中会发生轻微的降解物质，这个物质释放出来后会产生大量的有害物质。所以，我们在实际加工的过程中，要严格控制原材料指标，并使用合格的原材料，在配方中我们还要考虑使用抗氧剂、稳定剂等辅材料来增强高分子对降解的抵抗能力，确保生产安全。

3高分子塑料成型加工工艺

在明确了高分子塑料的物理和化学变化后，下面我们进一步阐述它的成型加工工艺。具体如下：

现阶段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等诸多过程。从它的加工工艺定义出发，一般地是通过温度的作用，让高分子塑料受热熔化，经过高分子塑料成型设备加工成具有一定结构形状的产品过程。笔者统计，现阶段有挤出成型工艺、挤出注射技术、压延成型、气体辅助注射技术等。

3.1挤出成型工艺。这个工艺原理采用的是利用螺杆旋转加压，将塑料生产物料用挤出机挤入机头，形成具备口模形态的型坯，完成冷却定型，塑化等基本工艺流程。这个技术对成型工艺发展的研究具有重要的现实意义。但需要加以注意的是，在实际的加工过程中，我们为了确保工艺流程质量，在生产物料制备、模具设计方面我们的工作人员应当严格监督控制，确保质量有所提升。

3.2挤出注射工艺。挤出注射工艺它的突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方，省去了造粒、包装等工序，可以降低设备费用和减少了生产时间。

3.3吹塑成型工艺。在这个工艺中，笔者仅仅拿出其中一个工艺来讨论——多层吹塑成型工艺。这个工艺可以用于要求反渗透性能良好的制备品加工中。在生产中它能够实现原料的不断更换。对于那些大型燃油箱容器的生产时的冷却工艺处理来说，这个时候就急需要减少模腔内压力。我们可以采取将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中，在高速下挤出型坯，以最大限度减少型坯壁厚的变化，确保消除垂缩和挤出膨胀现象。

3.4注射成型工艺。笔者认为，该工艺是塑料加工生产中最为实用且最为普遍的一种工艺。在生产中可以配合设备自动化控制系统的运用情况下，实现高分子塑料生产工艺的价值。经过笔者的实践分析来看，这种工艺具有应用范畴广、生产效率较高以及工艺操作简单等很多的特性。在目前的生产中应用比较广泛，生产效率也很高。

三、高分子塑料成型加工工艺未来发展

随着目前科技的日益发展和实际的需求情况来看，高分子塑料成型加工工艺已取得了一定的成果。这主要体现在向高性能化方向发展。比如说用化学或物理的方法来控制发光倍率的发泡制品，具有分离机能和透析机能的离子膜。

再有就是向精密化发展。比如说，我们使用的超微指令的激光唱盘、计算机光盘等。最后是向优质化发展。我们可以采用与其他成型加工技术组合的加工方法，比如挤出压缩法等。还有就是以磁带为代表的记忆制品，像录像带，以及高绝缘等。

结语

本文对高分子塑料材料的定义、特性、分类及加工工艺，未来发展分别做了阐述，这让我们不难看出，高分子塑料材料在实际应用中不但取得了一定的成绩，而且还向高度集成化、精度控制自动化等特性方面快步发展。换句话说，高分子塑料材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，我们从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。

参考文献

[1]《高分子材料学与工程》征稿简则[J].高分子材料科学与工程，2010（04）.

[2]胡杰，袁新华，曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报，2010（04）.

[3]陈捷.炸药、高分子材料及部件贮存性能与老化机理研究进展[A].中国工程物理研究院科技年报，2010.

第7篇：高分子材料的优点范文

关键词：高分子专业；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0098-02

长期以来，国内高校高分子材料专业教学偏重理论课，专业实验课所受重视程度不够，基本上还是传统的实验。针对现存问题，笔者所在高校进行了高分子材料专业实验教学改革，取得了良好的教学效果。鉴于此，高分子材料本科专业实验教学改革应着力于以下五个方面。

一、正确认识实验教学的作用，提高实验课程在专业培养计划中的比重

正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比，更具有直观性、趣味性和连贯性，对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础，但比理论教学内容更加注重实际，强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节，能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学，对实验教学重视不够，因而高分子材料专业实验教学课时少，在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况，本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学，另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样，高分子材料专业实验教学课时大幅增加，为保证实验教学质量打下了基础。

二、引入开放式实验教学模式

集中实验教学有其本身的优点，能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能，引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而，所有专业实验都集中开课的话，学生实验的积极性和主动性难以提高，主观能动性不能得到很好的调动，不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点，需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练，具备基本实验技能之后，新增了综合性与设计性创新性实验，以激发主观能动性，锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验，学生根据自己的课表选择实验时间，预约实验平台进行实验，可提高学生的实验主动性，也能解决实验场地与时间难以安排的问题，从而弥补了集中实验教学的缺陷。

三、补充更新实验仪器设备，并将科研仪器用于实验教学

由于全校化学实验教学的整合，高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降，并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费，补充更新了实验教学设备，保证学生能及时开展实验。同时，针对开展综合性实验和设计性创新性实验，为缓解实验教学仪器设备的不足，学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成，属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台，具有较大的规模，总面积达900平方米，拥有50余台先进精密的大中型仪器设备，并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外，还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备，面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学，并可免费使用各课题组自有的仪器设备。

四、对实验教学各部分内容进行合理组织，分阶段进行教学

1.加强基础实验，训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主，侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练，以巩固和加深对专业基础理论的理解，培养学生基本实验操作技能，是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练，为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容，可以安排如表1所示的20个基础实验，基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。

2.增加综合性实验，提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合，去解决比较复杂的实验问题，其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性，难度也要适中，最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合，实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上，再通过综合性验的训练，让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程，掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行，在大学第六个学期开课，综合性实验目录如表2所示。

3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作，共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计，训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选，共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料，了解课题研究背景与创新性，明确研究目标，提出具体实验方案。与指导教师讨论，修改、确定实验方案，最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上，可通过学校的PRP（Participation in Research Program）项目，开展创新性实验工作，这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目，有专门经费支持。通过师生互选，共同申报该类项目，学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成，属于开放式实验，包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。

设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出实验项目、实验目的，学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤，在老师指导下完成实验，最后总结，写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练，动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高，逐步了解科学研究的思路和方法，全方位地提升学生的创新能力。

五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式

学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节，也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端，需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型，成绩评价有以下三种方式。对于基础实验，出勤和实验预习报告占20%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占30%。对于综合性实验，实验开题报告占30%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占20%。对于设计性综合性实验，考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成，分别占60%与40%的比重，强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。

综上所述，对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践，并通过这一系列专业实验的科学训练，高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器，达到掌握基本的实验技能和实验方法，综合运用专业知识的能力得到加强，分析与解决问题的能力显著提高，为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。

参考文献：

[1]卞军.高分子材料与工程专业基础实验教学改革探析――借鉴美国大学理工科实验教学及管理经验[J].教育教学论坛，2014，（9）：26C28.

[2]韩哲文高分子科学教程[M].第2版.上海：华东理工大学出版社，2011.

第8篇：高分子材料的优点范文

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。

金属基复合材料(mmc)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为mmc)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。

高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。

参考文献:

[1]谢盛辉.《材料科学发展史》课程构想及教学纲要. 2006,26,(5).

[2]许顺生.金属材料科学概述.中国科学院上海冶金研究所.

第9篇：高分子材料的优点范文

一、芳香稠环化合物

芳香稠环化合物具有较大的共轭体系和平面及刚性结构，一般都具有较高的荧光量子效率，其量子效率与稠环的数目成正比，与取代基的关系比较复杂，人们主要用取代基来调节其溶解性能。近年来，在这方面的研究主要集中在及其衍生物上(见下图)。其荧光发射光谱波长λem=580nm,已被广泛用于激光领域。带有双羧基脂的衍生物2具有强烈的黄绿色荧光，由于它的水溶性好，常用于公安侦测方面的甲酸二酰亚胺衍生物3具有由橘色到红色的强烈荧光，具有鲜艳的色彩和较高的量子产率，对光、热、有机溶剂有良好的稳定性，因而特别适用于热塑性塑料的染色以及液晶显示和太阳能收集领域。当x为氨基或胺基时有兰色的荧光，常用于染料着色及汽车油漆中。晕苯4由于较强共轭程度及分子刚性更大，因此具有更好的荧光性能，荧光发射波长为λem=520nm，是一种非常理想紫外电荷耦合显示(uV-CCD)材料。目前有关晕苯应用、于雷达方面的研究正在进行。化合物5具有强烈的橘红色荧光，λem=584nm,同时还具有0.84的量子效率，所以在染料激光和光能收集系统方面具有相当大的发展潜力。

二、分子内电荷转移化合物

具有共轭结构的分子内电荷转移化合物是目前研究最为广泛和活跃的一类。其中应用较多的主要有以下几类：

(1)芪类化合物

芪类化合物两个苯环之间具有共轭结构，光照时发生的是分子整体的激发，进而引起分子内的电荷转移发出荧光。芪类化合物是用于荧光增白剂中数量最多的荧光材料，同时也被应用于太阳能收集领域及染料着色领域。在两个苯环分别带有供电和吸电取代基时，当化合物吸收光被激发而处于激发态，分子内原有的电荷密度分布发生了变化。硝基和氨基取代衍生物的量子效率达0.7，它在苯中荧光发射波长为λem=590nm。

(2)香豆素衍生物

香豆素衍生物荧光材料在品种和数量上仅次于芪类化合物。可以作激光染料、荧光染料、太阳能收集材料等，荧光量子效率甚高，从其分子结构中可以看出，香豆素衍生物是由肉桂酸内酯化而成，即通过内酯化过程使肉桂酸酯双键被保护起来，从而使原来量子效率较低的肉桂酸酯转变为具有较高量子效率的香豆素衍生物，通过对香豆素母体进行化学修饰可以调整荧光光谱。目前，已有报道将香豆素作为发光材料用于有机电致发光材料，获得了蓝绿一红色发光。但是，香豆素衍生物往往在溶液中才具有高的量子效率，而在固态下容易发生荧光淬灭；因此在用作发光材料时，多采用混合掺杂的方式。

(3)吡唑啉衍生物

吡唑啉衍生物是由苯腙类化合物通过环化反应得到的。因为环化导致苯腙内双键受到保护，从而使这类化合物表现出强的荧光发射。这类化合物由于在溶液中可以吸收300～400nm的紫外光，发出很强的兰色荧光，被广泛的用于荧光增白剂。吡唑啉衍生物还可作为有机电致发光材料。

(4)1，8－萘酰亚胺

衍生物这类荧光材料色泽鲜明，荧光强烈，以被广泛用作荧光染料和荧光增白剂、金属荧光探伤、太阳能收集器、液晶显色、激光以及有机光导材料之中。

若在其中引如磺酸基、羧基、季铵盐，则可以制得水溶性荧光材料。若引入芳基或杂环取代基，则能有效地提高荧光效率，同时使荧光光谱向长波方向偏移。

(5)蒽醌衍生物

蒽醌类荧光分子是以葸醌为中间体制得的，具有良好的耐光、耐溶剂性能，稳定性较好，也具有较高的荧光效率。

(6)罗丹明类衍生物

罗丹明是由荧光素开环得到的，两者都是黄色染料并都具有强烈的绿色荧光，广泛应用欲生命科学当中。罗丹明系列的荧光材料绝大部分是以季铵盐取代原来的羟基位置而得。为了提高荧光效率，将两个氮原子通过成环置于高刚性的环境中，可使荧光效率接近1，同时还具有良好的热稳定性。罗丹明测定物质含量的方法可以说是非常成熟的。

三、金属配合物荧光材料

许多配体分子在自由状态下不发光或发光很弱，形成配体后转变成强发光物质。如8－羟基喹啉是一个常用的配位试剂，几乎可以认为不发荧光。在与A13’配位后形成的8－羟基喹啉铝(Alq)就具有很好的荧光性能。此外8－羟基喹啉还能与Be、Ga、In、Sc、Th、zn、zr等金属离子形成发光配合物。这是因为形成配合物后，配体的结构变得更为刚性，从而大大减小了无辐射跃迁几率。使得辐射跃迁几率显著提高。某些Sehiff碱类配体及杂环衍生物分子所形成的配合物也可以形成很好的发光配合物。

在金属配合物荧光材料中，稀土型配合物具有重要意义。稀土离子既是重要的中心配体离子，也是重要的荧光物质，广泛作为荧光成分在众多领域获得应用，如电视机屏幕和仪器仪表显示等场合。稀土高分子配合物荧光材料的研究早在20世纪60年代就以开始，几年来，由于这种材料兼有稀土离子的发光性能和高分子材料易于加丁的特点，引起广泛关注。稀土配合物的高分子化方法主要有混合掺杂和直接高分子化两种形式。前者是将小分子稀土配合物和聚合物混合得到高分子荧光材料，后者是将化学键合的方式先舍成稀十配合物单体，然后与其他有机单体共聚得到共聚型高分子稀十荧光材料，或者稀土离子直接与带有配位基团的高分子进行配位反应，直接生成高分子配位的荧光材料。

(1)掺杂型高分子稀十荧光材料

由于小分子稀十配合物的研究已经相当透彻，关于配位和荧光机理在此不作讨论。把有机稀十‘小分子配合物通过溶剂溶解或熔融共混的方式掺杂到高分子体系中，一方面可以提高配合物的稳定性，另一方面还可以改善其荧光性能，这是由于高分子共混体系减小了浓度效应的结果。采用这种方法，将稀十Eu荧光配合物掺杂到塑料薄膜中可以得到一种称为转黄膜的农用薄膜，可以吸收太刚光中的有害的紫外线，转换成可见光发光，据说可以提高农作物的产量达到20％。掺杂方法虽然具有简单方便的优点，但是得到的高分子材料透光性差，机械强度降低的问题。当稀十配合物在混合体系中浓度相当高时仍然可以发现浓度猝灭现象。

(2)键合型高分子稀土荧光材料