在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料.它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 将是 21 世纪最活跃的材料支柱. 高分子材料是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧
在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料.它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势, 将是 21 世纪最活跃的材料支柱.
高分子材料是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等.碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构.碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物.有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出来.这样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能.高分子中可以把某些有机物结构(又称为功能团)替换, 以改变高分子的特性.高分子具有巨大的分子量, 达到至少1 万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人们将其称为高分子、大分子或高聚物.高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶(未加工之前称为树脂).
面向21 世纪的高科技迅猛发展, 带动了社会经济和其他产业的飞跃, 高分子已明确地承担起历史的重任, 向高性能化、多功能化、生物化三个方向发展.21 世纪的材料将是一个光辉灿烂的高分子王国.
现有的高分子材料已具有很高的强度和韧性, 足以和金属材料相媲美, 我们日用的家用器械、家具、洗衣机、冰箱、电视机、交通工具、住宅等, 大部分的金属构造已被高分子材料所代替.工业、农业、交通以及高科技的发展, 要求高分子材料具有更高的强度、硬度、韧性、耐温、耐磨、耐油、耐折等特性, 这些都是高分子材料要解决的重大问题.从理论上推算, 高分子材料的强度还有很大的潜力.
在提高高分子的性能方面, 最重要的还是制成复合材料第一代复合材料是玻璃钢, 是以玻璃纤维和合成树脂为粘合剂制成.它具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、导热系数低、易於加工等优良性能, 用於火箭、导弹、船只和汽车躯体及电视天线之中.其后, 人们把玻璃纤维换成碳纤维, 其重量更轻, 强度比钢要高3~5 倍, 这就是第二代的复合材料.如果改用芳纶纤维, 其强度更高, 为钢丝的5 倍.高性能的高分子材料的开拓和创新尚有极大的潜力.科学家预测, 21 世纪初, 每年必须比目前多生产1500~2000 万吨纤维材料才能满足需要, 所以必须生产大量的合成纤维材料, 而且要具有更轻型、耐火、阻燃、防臭、吸水、杀菌等特性.有许多新型纤维, 如轻型空腔纤维、泡沫纤维、各种截面形状的纤维、多组份纤维材料等纷纷被研制出来, 人们可指望会有耐静电、耐脏、耐油, 甚至不会沾灰的纤维材料问世.这些纤维材料将用於宇航天线、宇航反射器、心脏瓣膜和人体大动脉.
高分子功能材料, 在高分子王国里是一片百花争艳的盛景.由於高分子的功能团能够替代, 所以只要采用极为简便的方法, 就可以制造各种各样的高分子功能材料.常用的吸水性材料, 如棉花、海绵, 其吸水能力只有本身重量的20 倍, 在挤压时, 已吸收的大部分水将被挤出来.而用淀粉和丙烯腈制成的高分子吸水材料, 它不仅能吸收自身重量数百倍到上千倍的水, 而且受到挤压也不会挤出水来.人们可以期望, 将高吸水性的高分子材料制成能将化学能转变成机械能的装置, 以及具有类似於肌肉的功能或制造测量仪器.在微电子工业的光刻集成块工艺, 常用的光刻胶(又称光致抗蚀材料), 就是能使高分子相连接一种功能团, 光照射时会起化学反应, 使其溶解度降低或提高.应用这种光刻胶制备集成块, 可以使集成块的线宽达到0.1 到0.01 微米(1p毫米), 只有用其他工艺制成的集成块的线宽的1/10 到1/100, 是适合於21 世纪的电子计算机的主要元件mm微细元件的开关.光刻胶并能用於各种精细加工, 如半导体元件, EP 刷线路板, 金属板膜或表面的精细加工、玻璃、陶瓷的精细刻蚀、精密机械零件加工等.
高分子功能材料应用在信息工程方面, 已经生产了光电导摄影材料、光信息记录材料、光mm能转换材料, 并都已进入实用阶段.
像"当代摩西神树"的离子交换树脂的高分子功能材料也发展很快, 许多高分子离子交换膜、高分子反渗透膜、高分子气体分离膜、高分子透过蒸气膜等都在化学工艺的筛分、沉淀、过滤、蒸馏、结晶、萃取、吸附等过程中获得应 用, 而且分离结果优於其他方法, 可节约大量能量.日本的制盐工业早已用离子交换膜去代替盐田和电解食盐工艺.利用反渗透膜对有机化工、酿造工业的三废进行处理, 可回收胺、酯、醇、醚、酮、酚等重要有机化合物.气体分离膜对不同气体的透过率和选择性不同, 可以利用这一性质从混合气体中选择分离某种气体, 如从空气中富集氧, 从合成氨中回收氢, 从天然气中收集氦, 还可以制备一种水下呼吸器(人工鳃), 它是直接从海水中提取氧的潜水装置, 人类可望能长期生活在海水中, 进入海龙王的宫殿, 分享海龙王海底宁静的幸福生活的梦想可变成现实.还有各种信息转换膜、反应控制膜、能量输送膜等正在研制阶段.一种富有吸引力的生物膜也正在研究之中.生 物膜具有奇特的性能, 不仅能主动起能量、信息、物质的传递作用, 还能参加光合作用及有机物质的生命合成等生命活动.这就是21 世纪的高科技的一颗明珠, 摘取这颗明珠需要有极大的勇气和百折不挠的精神.
高分子功能材料的另一极为重要的发展就是用於催促化学反应, 这类高分子功能材料被称为高分子催化剂.早在本世纪40 年代, 人们已经使用一种叫交联磺化聚苯乙烯的离子交换树脂作催化剂, 用於化学反应的各个过程, 如水解、缩合、聚合等.尔后, 这类高分子功能材料发展很快, 高分子金属络合物催化剂接着问世, 它能够在化学反应中加速捕捉金属离子, 实现金属化合物的迅速分离, 在工业生产和工业分析上是一种十分重要的方法.还有高分子金属催化剂, 是促进化合物中金属离子迅速完成化学反应的材料, 它已获得了成功的应用.自然界存在一种最有效的催化剂, 称为酶.这一类高分子材料像酶一样有很强的催化作用, 称为人工合成酶.酶是由氨基酸组成的蛋白质高分子化合物, 它是生物体内各种生物化学反应的高效催化剂, 是性能最优异的天然的高分子功能材料.现在, 各种人工合成酶已经研制成功并逐步投入应用, 其种类越来越多, 科学家根据酶的作用原理试图模仿应用於化学工业的催化剂, 在化学工业上进行一场革命.它可以制作进行化工生产, 可以充分利用再生的生物资源, 以摆脱传统的以石油系列为主要原料的合成工艺, 而且还可用酶的催化原理, 避开传统的合成工艺中的高温, 高压的条件, 在各种物质混合的状态下, 有选择地使特定物质发生化学反应, 使反应物能够不加分离地连续反应至生产出最终产物.这样, 生物反应器将会改变化工企业高塔林立的传统面貌, 不仅能节约能源, 改善工作环境, 同进还可以广开化工资源, 消灭废水、废气和废料(又称三废), 使建立无污染的理想化学工业成为可能.例如天门冬酰胺酶制成的中性树脂的前景就非常光明.
高分子材料在医学和生命科学上的应用已有很长的历史, 但是依靠着高科技的进步, 近期来这个领域的发展令人惊讶, 人工心脏瓣膜、人工肺、人工肾、人工血管、人造血液、人工皮肤、人工骨骼、人工关节, 从研制迅速成功到不断完善, 并且已付诸使用.高分子材料制作的手术器械、医护用品已不计其数.
高分子材料生物化的最大特色就是控制人的健康和生命, 利用不带药剂性的高分子与其他药剂合成的高分子药剂, 可大大改善治疗效果, 这一类药剂人体易於吸收, 毒性和副作用小.如引起恶心、全身不适等不良反应的抗癌药, 把它们高分子化, 其效果就大大改善, 像抗癌药芳庚酚酮和甲基丙烯酸结合为高分子, 其效果更佳.另一类高分子药物, 本身就有很高的药效, 如合成的聚乙烯吡咯烷酮, 就可以作为血浆的代用品.商品化的聚醚与聚氨酯合成的高分子药物与血浆蛋白质中的白蛋白的亲和力特别高, 相处很融洽, 是一种解决人体血凝的医用高分子材料.
纵观上述, 高分子已经成为21 世纪材料科学中强有力的支柱, 高分子材料的发展在21 世纪将会取得更大的成就
关于高分子材料的论文
黄粉虫可食用有机塑料研究马晓化学与制药工程学院摘要:目前有机塑料污染问题已非常严峻,处理有机塑料带来的污染是各国研究的主要问题,而目前各国大面积的处理废弃有机塑料方法都有其不足之处,如何更科学的治理有机塑料污染问题是科学家们探讨的热点,而本文利用黄粉虫可以食用有机塑料的发现,进一步通过实验对此种方法进行研究,并为人类处理塑料垃圾提供有益参考。
关键词:黄粉虫 有机塑料 白色污染 治理 1、有机塑料的用途及主要处理方法1.1主要用途有机塑料是一种用途广泛的高分子合成材料,在我们的日常生活中处处可见。
塑料制品自从被研制开发以来,由于其集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的防腐性以及绝缘性等等优点而被广泛利用。
小到我们日常生活中随处可见的手提袋子、口杯、牙刷……大到航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。
随着社会的发展,经济的提升,塑料被我们越来越普遍的应用。
但是随着塑料制品数量的大幅度上升,有机塑料随即也带来了一些社会问题?——在城市、旅游景点、甚至乡村随处可见的废旧塑料袋,破坏风景。
还有,大量的塑料袋子被埋在地下,由于其构成分子的稳固性,长期滞留在土壤中(分解要经过100-200年),影响土质结构,更直接影响庄稼收成。
另外,塑料垃圾中含有许多有害成分,随着雨水流入江河,污染水体。
近些年,废旧塑料带来的问题被人们形象地称为“白色污染”。
1.2目前主要处理方法目前,各国在城市塑料固体废弃物处理方面,主要采用填埋、焚烧和回收再利用三种方法。
从处理的效果来看,这三种方法存在许多不合理之处。
首先,填埋会引起土壤结构发生变化,今后难再利用。
废旧塑料中含有许多对人体有害物质,如聚氯乙烯含有氯元素,燃烧后则污染空气,破坏大自然。
并且随着焚烧的进行,气体放出大量的热量,易损坏焚烧设备。
虽然回收利用可以节省资源,减少城市生活垃圾,但是需要很大的人力物力,大部分的回收塑料已经很脏,回收率很低。
从节省资源和环境保护这两方面考虑,能够更加有效更加科学的解决塑料问题已经是各国探讨并研究的热点。
目前已出现三种类型的可降解塑料——生物降解塑料、化学降解塑料和光照降解塑料。
这些新型的塑料的研制和开发是科学家们一直在努力的事情,从生态上讲,这些新型的塑料产品更加科学,从经济上来看,研究这些还要花费大量的经济财力来完成。
那么究竟有没有更加简单方便并且节省能源的方法呢?2、黄粉虫可食用有机塑料的发现2.1黄粉虫食用塑料发现在高中时期我曾被这样一条新闻吸引,西安市第八中学一个叫陈重光的学生发现黄粉虫可食用有机塑料。
据报道,陈重光是无意间发现黄粉虫可取食泡沫塑料,为了证明她的发现,她利用这个发现作为自己的研究目标,利用现有条件检测黄粉虫是否可以消化和吸收泡沫塑料,以及吸收后是否可以增加体重,能否正常生长。
随后,陈重光同学设了不同的实验组和对照组,分别喂取不等量的泡沫塑料和麦麸,定期称量,观察生长现象。
结果发现,黄粉虫食用有机塑料派出的粪便和对照组的一样,已经完全没有泡沫塑料的形状,考虑到黄粉虫体内吸收塑料会有一个渐渐过程。
她在初始饲料中同时添加了麦麸,使虫体内消化塑料的酶能逐渐适应,接受泡沫塑料。
随后给试验组黄粉虫继续喂泡沫塑料,不喂麦麸结果发现,黄粉虫对泡沫塑料的消化转化能力有了很大的提高,说明黄粉虫消化泡沫塑料的能力是可以人为培养的。
最初黄粉虫没有消化泡沫塑料的能力,吃进去的泡沫塑料经过虫体将其变形为极小的消化物再排泄出来,但在经过一段时间的泡沫塑料强行喂养后,虫体逐渐提高了消化泡沫塑料的能力,并且这些现象在试验中是十分明显的。
根据结果她判断这种可消化有机塑料的物质会是一种活性物质,很可能是一种特殊的复合酶,这种酶可打开高分子键和苯环,破坏有机塑料的分子结构,从而使塑料降解。
基于这个实验,她认为将来如能对这种活性物质进一步提纯培养或人工合成,用于工业化生产,将具有十分重要的意义!最后,通过上述实验观察,总结出以下结论:(1)黄粉虫不仅可以食用有机塑料,而且能消化并吸收有机塑料。
(2)1kg的泡沫塑料可以使黄粉虫增重3kg以上。
(3)黄粉虫消化有机塑料后可以正常生长和繁殖。
(4)黄粉虫体内存在某种可以消化有机塑料的活性物质,经人为创造条件可使其发展和强化。
2.2黄粉虫简介黄粉虫又名大黄粉虫、面包虫,通称黄粉甲。
属昆虫纲,鞘翅目,拟步甲科,粉虫属。
黄粉虫具有抗病力强,耐粗饲,生长发育快,繁殖力强等优点,体内含有丰富的蛋白质、脂肪和糖类。
面包虫原是粮食仓库、药材仓库及各种农副产品仓库中的一种害虫,也是世界性的仓库害虫。
自19世纪以来,人们开始养殖黄粉虫,由于其体内含有丰富的营养物质,黄粉虫一直被用于科学实验材料,同时也是各种经济动物养殖的的活体饲料。
近几年来,国内外学者,企业对黄粉虫进行了更多的研究。
其中已经公开的成果有黄粉虫的蛋白质,氨基酸,脂肪,微量元素,维生素等生...
求一篇关于高分子助剂的论文 3000字左右
我国塑料助剂生产现状与发展趋势塑料助剂是塑料工业重要的辅助原料,一般按其使用功能分为增塑剂、阻 燃剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、发泡剂、加工及抗冲击改性剂、偶联剂 等。
我国塑料助剂工业经过40余年的发展,形成了完善的生产、销售和研究开 发体系。
尤其是近年来我国塑料工业的快速发展,刺激和推动了塑料助剂的生 产与发展,促进了其生产技术、产量、质量的提高及产品结构的调整。
目前我国塑料助剂总生产能力为110万吨/年,1999年产量约为67万吨, 预计我国2000年至2005年年均增长率将保持在10%左右,远远高于世界塑料 助剂4%的年均增长率。
增塑剂增塑剂是塑料加工中产能最大和消费量最大的一类塑料助剂,1999 年,我国增塑剂产能已达90万吨/年左右。
主要产品有邻苯二甲酸酯类(其中 以DOP、DBP为主)、对苯二甲酸酯、二元酸酯类、烷基磺酸酯、环氧酯、氯化 石蜡、磷酸酯类等。
1999年产量为37.5万吨。
其中邻苯二甲酸酯类26.3万 吨,约占总消费量的70%;氯化石蜡约4.1万吨,占11%;烷基磺酸酯类0.30 万吨,约占0.8%;二元酸酯..28万吨左右,占0.7%;磷酸酯类0.1万吨,占 0.3%;对苯二甲酸酯及环氧酯各不足千吨,各占0.1%。
我国增塑剂与发达国家相比存在很大差距。
一是规模不经济,布局分散, 缺乏市场竞争力。
二是产品结构不尽合理,尤其是磷酸酯类、环氧酯类、二元 酸酯类、聚酯类增塑剂在国外已大量使用,而我国则刚刚起步。
三是各类产品 内在品质差,原材料消耗高,环境污染严重。
我国增塑剂行业在今后要加快产品结构调整速度,在原材料和靠近市场的 地区建设或扩建经济规模的生产装置(邻苯二甲酸酯装置至少应在5万吨/年 以上),增强市场竞争力。
为了提高塑料制品的特殊性能,磷酸酯类、环氧酯 类、脂肪酸酯类、聚酯类、偏三酸酯类增塑剂的市场份额会快速增加,应加快 发展,建议建设万吨级规模的专用型增塑剂生产装置。
阻燃剂目前阻燃剂已成为塑料加工助剂中仅次于增塑剂的第二大品种,目 前主要使用的阻燃剂类别有氯系、溴系、磷及卤化磷系、无机系等。
1999年国 内阻燃剂产量约5.98万吨,其中氯系产量约5万吨,占总产量的83%;溴系阻 燃剂产量约0.25万吨,占4.2%;磷及卤化磷系阻燃剂产量约0.24万吨,约占 4%;无机类产量为0.5万吨,占8.3%。
目前我国阻燃剂仍以有机卤素类为主,其中氯系所占比例过大,而氯系中 氯蜡70产量太少,与国外相比有很大差距。
我国阻燃剂结构极为不合理,我们应参考国外阻燃剂产品结构,重点发展 含氯量高的氯系、溴系、磷及卤化磷系和无机系阻燃剂。
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