百科名片
有機高分子材料產品
有機高分子材料簡稱高分子化合物或高分子，又稱高聚物。是衣、食、住、行和工農業生產各方面都離不開的材料，其中棉、毛、絲、塑料、橡膠等都是最常用的。物質文明和精神文明都高度發展的今天，近代化學化工科學技術的迅速發展，創造了許多自然界從來沒有過的人工合成高分子化合物，對滿足各種需求做出了重要貢獻。
高分子化合物的基本結構特徵
高分子是由一種或幾種結構單元多次（103～105）重複連線起來的化合物。它們的組成元素不多，主要是碳、氫、氧、氮等，但是相對分子質量很大，一般在10 000以上，可高達幾百萬。因此才叫做高分子化合物。
例如，用量很大的聚氯乙烯（pvc）是由結構單元氯乙烯(ch2=chcl)，是由兩種結構單元—nh—(ch2)6—nh—和—co(ch2)4co—多次重複連線而成。有一些結構複雜或者結構尚未確定的高分子化合物，在名稱上有時加「樹脂」二字。例如酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
高分子化合物的這種很不一般的結構，使它表現出了非同凡響的特性。例如，高分子主鏈有一定內旋自由度，可以彎曲，使高分子鏈具有柔性；高分子結構單元間的作用力及分子鏈間的交聯結構，直接影響它的聚集態結構，從而決定高分子材料的主要效能。
高分子化合物固、液、氣三種存在狀態的變化一般並不很明顯。固體高分子化合物的存在狀態主要有玻璃態、橡膠態和纖維態。固體狀態的高分子化合物多是硬而有剛性的物體。
無定形的透明固體高分子化合物很像玻璃，故稱它為玻璃態。在橡膠態下，高分子鏈處於自然無規則和捲曲狀態，在應力作用下被拉伸，去掉應力又恢復捲曲，表現出彈性。纖維是由高分子化合物構成的長度對直徑比大很多倍的纖細材料。
效能 高分子化合物的基本結構特徵，使它們具有跟低分子化合物不同的許多寶貴效能。例如機械強度大、彈性高、可塑性強、硬度大、耐磨、耐熱、耐腐蝕、耐溶劑、電絕緣性強、氣密性好等，使高分子材料具有非常廣泛的用途。
通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各種新增劑所形成，其基本效能取決於所含高分子化合物的性質，各種不同新增劑的作用在於更好地發揮、保持、改進高分子化合物的效能，滿足不同的要求，用在更多的方面。
分類 隨著化學化工的發展，高分子化合物的品種日益增加。對眾多的高分子化合物可以從不同角度進行分類。通常的分類方法有：
①根據**分為天然高分子化合物、合成高分子化合物和半合成高分子化合物。天然高分子化合物如纖維素、澱粉等；各種人工合成的高分子如聚乙烯、聚丙烯等為合成高分子化合物；醋酸纖維素等為半合成高分子化合物。
②根據合成反應特點分為聚合物、縮合物和開環聚合物等。
③根據性質和用途分為塑料、橡膠、纖維等。
新型有機高分子材料
一、高分子分離膜
高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。採用這樣的半透性薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比，具有省能、高效和潔淨等特點，因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。
用來製備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來製備分離膜的高分子材料有許多種類。現在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機矽等。
膜的形式也有多種，一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如，利用離子交換膜電解食鹽可減少汙染、節約能源：
利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小；利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣**率等。
二、高分子磁性材料高分磁性材料
是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物（合成樹脂、橡膠）的新應用領域的同時，而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源於天然磁石，以後才利用磁鐵礦（鐵氧體）燒結或鑄造成磁性體，現在工業常用的磁性材料有三種，即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆，加工性差。
為了克服這些缺陷，將磁粉混煉於塑料或橡膠中製成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣製成的複合型高分子磁性材料，因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和複雜形狀的製品，還能與其它元件一體成型等特點，而越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為兩大類，即結構型和複合型。
所謂結構型是指並不新增無機類磁粉而高分子中製成的磁性體。目前具有實用價值的主要是複合型。
三、光功能高分子材料
所謂光功能高分子材料，是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料（如塑料透鏡、接觸眼鏡等）、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射，可以製成品種繁多的線性光學材料，像普通的安全玻璃、各種透鏡、稜鏡等；利用高分子材料曲線傳播特性，又可以開發出非線性光學元件，如塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維等；而先進的資訊儲存元件興盤的基本材料就是高效能的有機玻璃和聚碳酸脂。
此外，利用高分子材料的光化學反應，可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化塗料及粘合劑；利用高分子材料的能量轉換特性，可製成光導電材料和光致變色材料；利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性，可開發出光彈材料，用於研究力結構材料內部的應力分布等。
複合材料
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橡塑複合材料
複合材料(***posite materials)，是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在巨集觀上組成具有新效能的材料。各種材料在效能上互相取長補短，產生協同效應，使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。複合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。
金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
歷史 複合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，因航空工業的需要，發展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現了複合材料這一名稱。
50年代以後，陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化矽纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合，構成各具特色的複合材料。
分類 複合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用，代替了很多傳統的材料。複合材料按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。
按其結構特點又分為：①纖維複合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。
如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層複合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。
通常面材強度高、薄；芯材質輕、強度低，但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒複合材料。
將硬質細粒均勻分布於基體中，如瀰散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜複合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。
與普通單增強相複合材料比，其衝擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高，並具有特殊的熱膨脹效能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜複合材料。
60年代，為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要，先後研製和生產了以高效能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維等）為增強材料的複合材料，其比強度大於4×106厘公尺（cm），比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂複合材料相區別，將這種複合材料稱為先進複合材料。按基體材料不同，先進複合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基複合材料。
其使用溫度分別達250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進複合材料除作為結構材料外，還可用作功能材料，如梯度復
第五代戰機複合材料
合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能複合材料)、機敏複合材料（具有感覺、處理和執行功能，能適應環境變化的功能複合材料）、仿生複合材料、隱身複合材料等。
效能 複合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料，其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍，還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等效能。
石墨纖維與樹脂復合可得到膨脹係數幾乎等於零的材料。纖維增強材料的另乙個特點是各向異性，因此可按製件不同部位的強度要求設計纖維的排列。以碳纖維和碳化矽纖維增強的鋁基複合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。
碳化矽纖維與鈦復合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發動機風扇葉片。碳化矽纖維與陶瓷復合，
再生樹脂複合材料
使用溫度可達1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構成耐燒蝕材料，已用於太空飛行器、火箭飛彈和原子能反應堆中。非金屬基複合材料由於密度小，用於汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。
用碳纖維和玻璃纖維混合製成的複合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
成型方法
複合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基複合材料的成型方法較多，有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、rtm成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成
複合材料電纜支架
型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基複合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低於基體熔點溫度下，通過施加壓力實現成型，包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和**焊接等。
後者是將基體熔化後，充填到增強體材料中，包括傳統鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基複合材料的成型方法主要有固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。
奈米複合材料
複合材料由於其優良的綜合性能，特別是其效能的可設計性被廣泛應用於航空航天、國防、交通、體育等領域，奈米複合材料則是其中最具吸引力的部分，近年來發展很快，世界發達國家新材料發展的戰略都把奈米複合材料的發展放到重要的位置。該研究方向主要包括奈米聚合物基複合材料、奈米碳管功能複合材料、奈米鎢銅複合材料。
在奈米聚合物基複合材料方面，主要採用同向雙螺桿擠出方法分散奈米粉體，分散水平達到奈米級，得到了效能符合設計要求的奈米複合材料。我們製備的奈米蒙脫土/pa6複合材料中，奈米蒙脫土的層間距為1.96nm，處於國內同類材料的領先水平（中國科學院為1.
5~1.7nm），蒙脫土復合到尼龍基體中後完全剝離成為厚度1~1.5nm的奈米微粒，其複合材料的耐溫性能、阻隔效能、抗吸水性能均非常優秀，此材料已經實現了產業化；正在開發的奈米tio2/聚丙烯複合材料具有優良的抗菌效果，奈米tio2粉體在聚丙烯中分散達到60nm以下，此項技術正在申報發明專利。
由於奈米聚合物複合材料的成型工藝不同於普通的聚合物，本方向還積極開展新的成型方法研究，以促進奈米複合材料產業化的進行。
有機合成材料教學設計
古城中學唐龍生 教學目標 知識與技能 1.了解有機物的概念，能區分有機物和無機物 2.知道塑料 合成纖維 合成橡膠是重要的有機合成材料及在生產和生活中的重要作用 3.認識 白色汙染 及其危害 解決方法。過程與方法 1.通過塑料性質的 及鑑別天然纖維和合成纖維的實驗，發展學生科學 的能力 2.通過合成...
有機合成材料公開課
學科主備人 化學課型新課課題課題三有機合成材料 授課人時間年級 知識與技能 1.會初步區別有機化合物和無機化合物。知道有機合成材料塑料 合成纖維和合 成橡膠的效能與用途。過程與方法 1.通過查資料 上網等方式了解治理 白色汙染 的有效措施,培養學生收集和整理資料的能力。2.通過 熱塑性塑料和熱固性塑...
高分子材料
高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料。我們接觸的很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠 棉花 人體器官等。人工合成的化學纖維 塑料和橡膠等也是如此。一般稱在生活中大量採用的，已經形成工業化生產規模的高分子為通用高分子材料，稱具有特殊用途與功能的為功能高分子。樹枝，獸皮，稻草等天然...