生活中的高分子材料-材料工程論文

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一、高分子材料的定義

高分子材料：以高分子化合物為基礎的材料，高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特殊大、具有重復結構單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數(shù)目普通在幾萬以上，而且這些原子是利用共價鍵銜接起來的。高分子化合物中的原子銜接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。假如高分子化合物中的原子銜接成網(wǎng)狀時，這種高分子因為普通都不是平面結構而是立體結構，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結構特點

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個結構單元組成，高分子鏈結構和許許多多高分子鏈聚在一起的聚攏態(tài)結構形成了高分子材料的特別結構。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有些結構特點(猶如分異構體、幾何結構、旋轉異構)外，還具有許多特別的結構特點。高分子結構通常分為鏈結構和聚攏態(tài)結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子的結構和形態(tài)，所以鏈結構又可分為近程和遠程結構。近程結構屬于化學結構，也稱一級結構，包括鏈中原子的種類和羅列、取代基和端基的種類、結構單元的羅列挨次、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的尺寸、形態(tài)，鏈的柔順性以及分子在環(huán)境中的構象，也稱二級結構。聚攏態(tài)結構是指高聚物材料整體的內部結構，包括晶體結構、非晶態(tài)結構、取向態(tài)結構、液晶態(tài)結構等有關高聚物材料中分子的積累狀況，統(tǒng)稱為三級結構。wwW.meiword.cOM

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為自然?高分子材料、半合成高分子材料（改性自然?高分子材料）和合成高分子材料。

自然?高分子材料包括纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料無數(shù)，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是普通所俗稱的塑料或樹脂，能夠自由轉變形體樣式。是通過單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數(shù)塑料質輕，化學性穩(wěn)定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透亮?????性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤普通成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩(wěn)定性差，簡單變形；⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨簡單老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優(yōu)點1、大部分塑料的抗腐蝕本事強，不與酸、堿反應。2、塑料創(chuàng)造成本低。3、耐用、防水、質輕。4、簡單被塑制成不同外形。5、是良好的絕緣體。6、塑料能夠用于制備燃料油和燃料氣，這樣能夠降低原油消耗。塑料的缺點1、回收通過廢棄塑料時，分類非常困難，而且經(jīng)濟上不合算。2、塑料簡單燃燒，燃燒時產(chǎn)生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結構基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；其次種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結構（包括支鏈結構）高聚物因為有些分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特征。體型結構高聚物因為沒有些大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

塑料的應用：透亮?????塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂?shù)男赂拍罨谕噶?????靈便的聚碳酸酯或硅樹脂材料，能夠被永遠性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發(fā)的原型總共配備了四個靈便的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關閉。導軌用于銜接薄板部件，形成一個牢固、透亮?????的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透亮?????的管子沿車頂結構縱向放置，在“頂窗”打開后用來調整折疊薄板。這樣能夠形成三維立體結構，組件比平坦的薄板越發(fā)牢固。同時也大大降低了單個組件的數(shù)量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及普通有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐盛的自然?有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細胞的主要成分。在棉花、亞麻和普通的木材中，含量都很高。

纖維素的結構：纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（c6h10o5）；相對分子質量從幾十萬至百萬；屬于自然?有機高分子化合物；纖維素結構與淀粉不同，故性質有差異。

纖維素的性能：纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機溶劑，能溶于銅氨cu(nh3）4（oh）2溶液和銅乙二胺[nh2ch2ch2nh2]cu（oh）2溶液等。水可使纖維素發(fā)生有限溶脹，某些酸、堿和鹽的水溶液可滲入纖維結晶區(qū)，產(chǎn)生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時不發(fā)生顯著變化，超過這溫度會因為脫水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性堿溶液作用生成堿纖維素，與強氧化劑作用生成氧化纖維素。

纖維素的用途：棉麻纖維大量用于紡織工業(yè)；木材、稻草、麥秸、蔗渣等用于造紙；創(chuàng)造硝酸纖維：火棉（含n量較高，制無煙火藥）、膠棉（含n量較低，制賽璐珞和油漆）；創(chuàng)造醋酸纖維：不易著火，用于制膠片；創(chuàng)造粘膠纖維（naoh、cs2處理后所得，長纖維稱人造絲，短纖維