高分子材料的結構特征精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的高分子材料的結構特征主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：高分子材料的結構特征范文

1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。

3．高分子科學的主要內容

既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。

二、高分子材料化學的應用

材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。三、高分子化學與高科技的結合

當今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展，出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。

隨著生產和科學技術的發展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學功能材料：強化功能材料，如超高強材料、高結晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等；反應功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應器等。

第三，生物化學功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。

四、高分子化學的可持續發展

研究高分子合成材料的環境同化，增加循環使用和再生使用，減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染，也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成，在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成，探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態的相互作用，達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。

參考文獻：

[1]馮新德.展望21世紀的高分子化學與工業[J].科學中國人,1997,(11)

第2篇：高分子材料的結構特征范文

[關鍵詞]分形　自相似　分維　高分子

分形理論與耗散結構理論、混沌理論被認為是70年代科學上的三大發現。1967年曼德布羅特(B.B.Mandelbort)在美國權威的《科學》雜志上發表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的，也就是局部形態和整體形態的相似。實際上，具有自相似性的形態廣泛存在于自然界及社會生活中，曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎上，形成了研究分形性質及其應用的科學，也就是現在的分形理論(fractaltheory)，自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。

由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規則圖形的強有力工具。自分形理論發展以來，國內外對分形理論在各方面的應用進行了大量的理論和實踐，材料學中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學的各個領域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學中的應用做一淺議。

一、分形維數的測定方法

根據研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數；根據觀測度關系求維數；根據相關函數求維數；根據分布函數求維數；根據頻譜求維數，分形在材料科學中應用時，一般應用的測定分維方法是：盒維數法、碼尺法和小島法。

二、分形理論在高分子結構中的研究

(一)高分子鏈結構中的分形

由于高分子尺寸隨鏈結構象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統計數學中的“無規飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分數維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構象[4]。

(二)高分子溶液中的分形

由于高分子溶液中的大分子鏈使得其和普通液體在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應力傳輸等。在實際研究中。分形結構主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應中，高分子溶液的凝膠化反應主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現象，是介于晶態與非晶態之間的一種半凝聚態，這個過程中高分子鏈之間會形成的網絡結構，該結構是一類形狀無規、無序且不規整的錯綜復雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應。

(三)固體高分子中的分形

對于高分子材料，當固體高分子材料斷裂時，不同力學性質的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規則形態，是一種近似的或統計意義的分形結構，可用分形理論進行分析表征，從而根據斷面的形狀定量評價材料的力學性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規則的微觀結構，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現出較復雜的形態，無法用傳統的幾何學理論進行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態的復雜程度作量化的表征[5]。

(四)結晶高聚物中的分形

第3篇：高分子材料的結構特征范文

關鍵詞：高分子材料新型材料市場應用農業領域

1.前言

隨著社會的發展，我國的科技有了嶄新的發展機會以及廣闊的發展平臺，高分子材料科學也處速發展的狀態。經過多年的發展，高分子材料已經在我國市場上的多個領域得到了十分廣泛的應用。值得一提的是，合成高分子材料憑借著其獨特的優良性質以及相對良好的使用性能，在市場上已經占據了比較重要的地位。伴隨著時代的持續發展，人們對新型高分子材料也相應的提出了更高的要求，因此，為了適應人類的需要，對新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料簡述

高分子化合物是高分子材料的組成基礎，構成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性質便是其構成基礎聚合物所具有的性質了，其含有的主要材料所具有的特性，便是這種高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和無機非金屬材料以及金屬材料是在當前的市場上應用的材料主體，是應用性材料科學的主要內容。在三者當中，屬高分子材料最受歡迎，由于其優良的性能得以廣泛的應用，在整體的新型材料的市場上都占據著重要的地位。在全球范圍內的材料市場上，高分子材料的發展一直都沒有停止，反而是以高速的發展形態展現在人類的面前。例如，合成樹脂的數量在十年之內幾乎增加了一百倍，高分子材料的飛速發展，給人類的生活帶來了極大的便利以及翻天覆地的變化。塑料便是一種典型的高分子材料，塑料的用途廣泛，傳統的木材和水泥的年產量加起來也遠遠沒有塑料的產量高。合成橡膠的產量也大于天然橡膠的產量，合成纖維一年的產量幾乎達到了羊毛和棉花等人造纖維或者天然纖維總產量的二倍之多。還要合成樹脂的發展等等。但是，即使高分子材料在我國取得了很大的研究進展以及生產應用，但是相比于世界上的發達國家，我國的科技仍然是較為落后，與各大發達國家存在著較大的距離。

高分子材料于一九三零年問世，至今已經發展了將近九十年的時間。但是一直到二十世紀末期，高分子材料才正式收到人類的重視和研究。科技處于不斷的進步當中，人類對新型高分子材料的需求也在不斷增加。例如大家都熟知的納米材料，納米高分子材料是一種聚合物基材以及納米微粒的復合材料，這種材料具有獨特的優良性質，在研究納米材料的時候，要以其潛在的性質為依托，尋找最有效、迅速的開發方式。

2.新型高分子材料的應用概述

高分子材料作為材料市場的后起之秀，發展速度十分迅速。并且在整個材料市場上的應用十分廣泛，在各行各業，在我們生活中的各個角落都能見到高分子材料的身影。例如在功能材料方面隨處可見高分子材料，在結構材料方面高分子材料也表現出其難以比擬的優勢。新型高分子材料的主要分類為：光功能材料和高分子分離膜，高分子復合材料以及該分子磁性材料。所謂光功能材料即是指這種材料能夠對光進行吸收和轉換，或者透射和儲存。所謂高分子分離膜材料，其本身是一種薄膜性質的材料，即是利用高分子材料來制作成的一種具有半透性質的過濾膜，它的典型特征是選擇透過性。這種材料對環保工作等做出了重要貢獻，并且分離效率高，使用條件好。所謂高分子復合材料是指有多種具有不同的性質的物質所復合而成的多相材料。這種材料聚集了多種材料的特征，優勢十分明顯，例如復合材料能夠同時具備耐高溫和高強度等多種優點。所謂高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一種復合形式，也屬于高分子復合材料的一種。這些新興的高分子材料已經滲透進了人類生活的各個領域，在醫療行業以及工業行業都做出了重大的貢獻

3.舉例說明新型材料在農業領域的應用

科技的進步無疑大大促進了農業的發展，我國是一個農業大國，新興材料在農業領域的應用，對促進農業的發展發揮了很大的作用。

在我國農業以及工業的生產領域，木塑復合材料的應用十分常見，木塑復合材料大多應用在農業領域，這種高分子材料具有以下優點：韌性好，較高的強度，可再生性好并且能夠耐腐蝕。因此，木塑復合材料能夠在一定程度上取代傳統的鋼鐵材料，故在我國農業領域具有廣泛的應用前景。在我國大片的莊稼地中，大量存在著秸稈這種新型材料，我國對秸稈加以利用的研究已經投入了很大的精力。秸稈用于沼氣發電，秸稈用于提取纖維素制作高能燃料等，將秸稈作為一種重要的新型材料仍然需要研究。部分農作物的生長需要在溫室中進行，因此溫室大棚便是農業領域當中的必需品。新型溫室大棚保溫材料能夠在白天充分吸收陽光，并自動進行恒溫工作的處理，在夜晚能夠使大棚內維持同樣的溫度和空氣中的濕度。這種采用新型溫室大棚保溫材料的溫室能夠使植物自然生長，提高了農業產量和質量。對于溫室材料的研究，最主要的研究性能便是其保溫性能。新型溫室保溫材料的研究意義重大。

4.新型材料的發展前景

我們現在共同的目標是可持續發展，新型材料的開發能夠滿足人類對可持續發展目標的推進，新型材料能夠憑借其優良的性能以及可重復利用的特點為人類社會的發展做出重要貢獻。但是，我們要時刻銘記，新型高分子材料的發展要堅持以下原則：首先，新型高分子材料的使用不能對環境產生污染，其次，新型高分子材料要盡量追求成本低廉，能夠滿足大部分人的需求。目前我國所研究出的新型高分子材料大多價錢昂貴，因此，尋找廉價的基礎材料作為高分子材料的生產成本至關重要，原材料的選取和加工工藝的選擇都是未來新型高分子材料的研究重點問題之一，人類也從未停止過對新型高分子材料的探究工作。同時，要對新型高分子材料進行宣傳，讓大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次強調，不能以犧牲環境為代價去發展新型高分子材料，才能讓這種高分子材料對我們的社會發展發揮重要的作用。

參考文獻： 

[1]譚志堅，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在農業生產中的應用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89. 

[2]祁春媛，方東輝，任小杰.木塑復合材料在農業機械上的應用 

[J].黑龍江水利科技，2014，42（5）：149-151. 

第4篇：高分子材料的結構特征范文

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質，其主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面傳導為主要途徑。因為表面電導率一般大于體積電導率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此，通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚。抗靜電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法，而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

（一）添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復出現的結構單元組成，當在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導體的性質，凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同，它屬于分子導電物質。根本上講，此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩定性差，無法直接單獨應用，一般作導電填料與其它高分子基體進行共混，制成抗靜電復合型材料，這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結構的有機物質，其結構通式為RYx，其中R為親油基團，x為親水基團，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當的平衡與高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團，此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導電性。（3）介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細的筋狀，即層狀分散結構，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復合物），近年來又開發出ASH系列、ASP系列和AB系列產品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產品則為有機硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成，杭州化工研究所開發的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業研究所開發的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡合物）；上海合成洗滌劑三廠開發生產的SH系列塑料抗靜電劑，已經形成系列產品，在使用效果和性能上處于國內領先地位，部分品種可以替代進口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結構較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復合物）等；

河南大學開發的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結構、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產品也是目前國內常用的，主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產品，尤其是在精密的電子電氣領域，目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結語

我國合成材料抗靜電劑行業發展前景較好，針對目前國內研究、生產、應用與需求現狀，對我國合成材料抗靜電劑工業發展提出以下建議。

（一）加大新品種開發力度

近年來國外開發的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內科研院所應根據我國合成材料制品要求，開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種，并不斷強化應用技術研究，以滿足國內需求。

（二）加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產

今后要加快多種結構抗靜電劑及其他塑料助劑的復配，向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內開發方興未艾，國內要加快抗靜電母粒的開發與研究，促進我國抗靜電劑工業發展。

參考文獻：

[1]高緒珊、童儼，導電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業出版社，1991．148154．

[2]張淑琴，抗靜電劑，化工百科全書，第1版，化學工業出版社，1995（4）：667.

[3]陳湘寧、王天文，用于最佳靜電防護的本征導電聚合物的最新進展[J]．化工新型材料，2002，30（11）：4750.

第5篇：高分子材料的結構特征范文

新型高分子功能材料――磁性塑料

項目簡介：磁性塑料是一種型高分子功能是現代科學技術領域的重要基礎材料之一。磁性塑料按組成可分為結構型和復合型兩種，結構型磁性塑料是指聚合物本身具有強磁與的磁體，這類磁性塑料向處于探索階段，離實用化還有一定的距離；復合型磁性塑料是指以塑料或橡膠為粘合劑接加工而制咸的磁體。

磁性塑料的主要優點是：密度小、耐沖擊強度大，制品可進行切割、切削、鉆孔、焊接、層壓和壓花等加工，且使用進不會發生碎裂，它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模壓、擠出等)進行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、復雜形狀的制品，可成型帶嵌件制品，對電磁設備實現小型化、輕量休、精密休和譏性能化的目標起著關鍵的作用。磁性塑料與燒結磁鐵同樣有各向同性和各向異性之分，在相同材料及配比條件下，各向同性磁性塑料的磁性能僅為各向異性磁性塑料的1／2―1／3。制作各向異性磁性塑料的方法主要有磁場取向法和機械取向法。

磁性塑料做為新型功能材料，以其固有的特性而廣泛應用于電子、電氣、儀器儀表、通訊、文教、醫療衛生及日常生活中的諸多領導中，其產量和需求量正在不斷地增加，生產技術日趨完善，雖然目前磁性養料的研究及應用在我國尚處在發展的初級階段，但在某些新的領域，已經得到應用，具有很大的發展潛力。

光功能高分子材料

項目簡介：光功能高分子材料具有獨立的知識產權，作為先進的防偽材料，將在防偽領域發揮重要的作用。利用它的光選擇反射及選擇透過性能，制備大眾和二級防偽材料。它還可以在信息及顯示領域獲得應用。應用范圍各種文件、證件和票券的防偽。藥品和酒類等包裝容器上的防偽，如化妝品瓶子包裝的防偽；各種酒類的瓶子、農藥瓶子、罐頭及飲料瓶子包裝或瓶蓋的防偽；各種藥品瓶子包裝的防偽。各種商標防偽，如煙類、酒類；食品類、糖、茶類；日用品；光盤等電子產品。電子產品、光學開關、彩色濾光片等。

趨勢意義：已通過鑒定。

多功能新型樹形聚酰胺高分子材料

用于毒性很強的TNT紅水處理，用量2％0時，可使其變為無色透明，COD的值由11萬降為364，達到國家規定的排放標準；用于染料廢水處理，如酸性紅廢水，用量為萬分之一時，脫色率達98．7％，且脫色溶液的pH值為中性；用于石油廢水處理，用量為ppm級，處理后，水中石油的含量達到1ppm；用于乳化炸藥穩定劑，可使其貯存期由1個月增加到6～7個月；用于高分子合金的增韌增強劑，如用于PAll與PA6共混，用量0．25％，其它條件不變的情況下，抗拉強度提高11．7％，斷裂伸長率提高42．4％，缺口沖擊強度提高13．9％，拉伸模量不變。樹形高分子及其衍生物還在催化劑、化學傳感器、納米原子簇制備、緩釋藥物載體、燃料電池、膜材料、信息貯存材料等國民經濟各領域具有巨大的潛在應用價值。獲得3項國家發明專利，在環境治理、工業炸藥、高分子合金添加劑的應用方面取得良好的效果。

新型高填充改性高分子材料技術

項目簡介：該項目通過對雙轉子連續混煉機的混煉轉子進行改進，發明了一種高填充高效連續混煉機轉子，同時對其混合特性和雙轉子連續混煉機在高填充高分子材料的混合過程中的操作工藝特性進行了研究，研究結果為其應用提供了理論基礎；通過實驗研究和理論分析創造性地提出了一種基于雙轉子連續混煉機的高填充改性高分子材料的混煉工藝，即填充濃度逐步遞增混煉新工藝，解決了目前連續混煉機混合高填充物料存在的混煉溫度與混煉剪切速率之間的矛盾，并在實際工業生產中得到了應用。

趨勢意義：鑒定專家一致認為，新型高分子材料混合工藝及設備的研究提高了我國在高填充高分子母料的生產技術和裝備水平，具有明顯的社會、經濟效益和廣闊的應用前景，屬國內首創并達到國際先進水平。建議在設備大型化方面進一步開展研究并拓寬應用范圍。

用于高分子材料的新型高效多功能稀土助劑開發

項目簡介：該項目研究開發以輕稀土化合物為主要原料的高分子改性用新型高效多功能稀土助劑，突破聚丙烯用新型β成核劑、聚烯烴類多功能助劑、無機粒子表面處理劑等新型稀土助劑的應用及產業化關鍵技術。本項目研發成功的一系列稀土功能助劑，不僅有顯著的經濟使用效果，并且具有我國自主的知識產權，因此，本項目工作對于促進我國高分子助劑行業的發展，必將發揮較大作用。

趨勢意義：該項目針對國際國內空白，利用我國獨特的資源優勢，獲得自主創新性成果，對全面提升我國塑料助劑工業水平將起到重要的推動作用，而且對推動助劑行業傳統技術及概念的變革，對我國豐富的稀土資源優勢轉化成產業優勢具深遠影響。

高吸水性樹脂(簡稱SAP)

項目簡介：高吸水性樹脂(簡稱SAP)是微生物法丙烯酰胺的下游產品，是一種新型功能性高分子材料，這種物質含有大量的強吸水基團、結構特異。在樹脂內部可產生高滲透締合作用，并通過其網孔結構吸收自身重量幾十倍乃至上千倍的食鹽水、血液、尿液，且具有較強的保水緩釋功能，無毒、無害、不溶于水。

趨勢意義：廣泛應用于工業(吸水橡膠、電纜阻水帶、脫水劑、鉆井泥漿處理劑、道路瀝青改性及煤礦用滅火材料等)、農林業(抗旱保水、育苗、植樹造林、保肥增效、改良土壤、促進農作物生長等)及日用衛生材料(衛生巾、紙尿片、醫療襯墊、保鮮劑)等許多領域。

電流變液的研究

第6篇：高分子材料的結構特征范文

考點一:幾個基本概念

1.有機物:有機化合物簡稱有機物,其特征是含碳元素,但含碳元素的化合物(像CO、CO2、碳酸、碳酸鹽等)不屬于有機物。

2.烴:就是碳氫化合物。

3.常見各類有機物的結構特征:如醇類具有羥基(-OH),酸類具有羧基(-COOH),酯類具有-COOC-的結構,糖類、蛋白質、氨基酸等。

4.同分異構體和同系物:特別注意,同系物屬于同類物質、符合相同的通式。

5.常見的有機反應類型:(1)從形式上看,取代反應是指有機物分子里的某些原子(或原子團)被其他原子(或原子團)代替的反應;加成反應指的是不飽和有機物與其他原子或原子團直接結合生成新分子的反應;加聚反應指的是小分子間相互反應只生成一種高分子化合物的反應,又叫做加成聚合反應。特別注意:酯化反應、酯類的水解、糖類的水解等均屬于取代反應。(2)從實質上看,有機物分子內碳元素的化合價升高就認為該物質發生了氧化反應,有機物分子內碳元素的化合價降低就認為該物質發生了還原反應。

考點二:幾種典型的結構

甲烷的正四面體結構說明甲烷分子高度對稱,也說明多碳烷烴的碳原子不在一條直線上,也反映了單鍵碳原子所處的空間位置。乙烯分子的平面結構決定了碳碳雙鍵兩端的兩個碳原子及其相連的四個原子(共6個原子)一定共平面,苯分子的平面正六邊形結構決定了苯環上的六個碳原子及其相連的六個原子(共12個原子)一定共平面。特別注意:碳碳單鍵可以旋轉。

考點三:幾種典型結構的主要性質

甲烷(碳碳單鍵)的特征反應是在光照條件下發生取代反應,乙烯(碳碳雙鍵)的特征反應是發生加成反應和被酸性KMnO4氧化;苯環中的化學鍵是介于單鍵、雙鍵之間的獨特的鍵,因而能發生取代反應、加成反應,但不能被酸性KMnO4氧化。

考點四:常見有機物乙醇、乙酸、油脂、淀粉、葡萄糖、蛋白質的基本性質,石油和煤的煉制方法、高分子材料的基本結構和性質

考點五:有關有機物燃燒的計算

第7篇：高分子材料的結構特征范文

1 高中化學新教材在價值定位上做的幾項重要改革

1.1 化學與能源。能源也是現代社會三大支柱產業之一。隨著人類經濟活動的日益增大，人們對能源的需求急劇增加。化學反應所釋放的能量是現代能量的主要來源之一，研究化學反應中能量的變化具有非常現實的意義。高中化學新教材首次在化學教學中滲透了能量觀點，如，在高一化學第一章里提出如何提高燃料的利用率，開發新能源等與社會相關的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”，在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”，在原電池一節介紹了“化學電源和新型電池”等。化學與能量、能源觀點的建立，不僅僅是為了教育學生節約能源，樹立環境保護意識，更側重培養學生創新意識和創新能力，增強社會進步責任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究，有利于培養學生的創新能力、實踐能力、團結協作能力等。

1.2 化學與環境。保護環境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應、光化學煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環境污染問題及其防治。并將“居室中化學污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學教材中。在治理這些環境污染問題中，化學已經并將繼續發揮重大作用，大幅度地增強了學生的社會環保責任感，增強了學習化學的興趣。與化學和能源一樣，化學與環境從可持續發展的角度來看，在化學教育中增強了化學與社會的聯系部分，因為環境科學是一門綜合性的學科，而環境化學是解決環境問題的“鑰匙”，環境教育與能源問題的提出對提高學生的創新意識和實踐能力，培養公民綜合素養有著重要的作用。這正是現代化學教育的藍圖規劃，現代化學教育價值觀的一種重要體現。

1.3 化學與生產、生活。人的衣食住行、醫療保健、生命科學等無一不和化學密切相關。高一化學新教材鹵素一章介紹了“碘與人體健康”，高二化學結合有機化學知識介紹了“食品添加劑與人體健康”，并以大量的彩圖形象地介紹了各類無機物和有機物的用途。高三化學在電解池教學中，常識性介紹了“以氯堿工業為基礎的化工生產”，結合生產實際以及其它相關學科知識探討“硫酸工業的綜合經濟效益”，樹立學生的主人翁意識，這是素質教育、創新教育的一種方式。但新教材中也有一些不足之處，如：與化學問題相關的其他學科的相互滲透介紹得較少，知識體系綜合化不夠，這不利于提高學生解決實際問題的能力和綜合素養。要充分地體現化學素養教育，還可以在有關教學內容后以常識介紹的形式將相關的其他學科知識做適當的講解，譬如，“膠體”內容后可結合空氣溶膠介紹物理學中有關空氣中可見光的波長，使學生明白“晴朗的天空為什么是藍色的”。但瑕不掩瑜，新教材較以往教材，價值定位有了很大進步。這是價值的相對真理性，它隨時空環境的改變而不斷更新。

2 化學教育價值實現的基本策略

2.1 主題型教學策略。“化學――人類進步的關鍵”是高中化學新課程的總主題，在整個高中化學教學過程中應該盡可能體現這一主題。如“糖類、蛋白質、油脂”可以“人類重要的營養物質”為主題；氮族元素結合生物圈中氮的循環以固氮為主題；硅和硅酸鹽工業、金屬和合成材料以材料為主題；化學反應與能量、原電池原理以開發新能源為主題；烴以石油化工為主題。主題型教學策略可以使學生認識到自己所學內容的社會價值及其實用性，有利于學生學習興趣的激發和保持。

2.2 用途聯系型策略。在元素化合物教學中應該將現代最新的有價值的有關元素化合物用途納入教學之中。如在學習NO的性質時，可聯系醫學新成就，介紹NO對人體某些疾病的治療作用，然后提出問題：為什么大量NO吸入人體有害，而少量的NO吸入卻能治療某些疾病？在學習有機高分子材料時，可聯系智能高分子材料、導點高分子材料、醫用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在鹵素學習時，可聯系海水化學資源的開發、利用和飲水與消毒化學；在硅和硅酸鹽學習時，可聯系新型無機高分子材料等。

2.3 情境滲透型策略。對某些與中學基礎知識有密切關系的新的應用型成果可采取情境滲透型策略。例如，進行晶體類型與性質學習時，可以將“晶體缺陷對晶體生長、晶體的力學性能、電學性能、磁學性能和光學性能等有重要影響，如許多過渡金屬氧化物中的價態可以變化并形成非整比化合物，從而使晶體具有特意色彩等光學性質，甚至具有半導性或超導性”作為情境，討論具有NaCl型結構的NiO晶體發生晶體缺陷形成的非整比化合物NiXO的結構特征等。

第8篇：高分子材料的結構特征范文

[關鍵字]PLA骨釘；生物可降解材料；金屬合金材料；內置骨固定材料；二次手術；并發癥

[ABSTRACT]In biomedical polymer material field, biodegradable materials increasingly attracted people’s attention. Biocompatibility, no need to reoperation of biodegradable materials bone-screw was becoming hotspot. This paper reviews the bone-screw materials by metal alloy to biodegradable materials, and the development of the PLA’s performance and modification, currently PLA bone-screw research achievements.

[Key words]PLA bone-screw； biodegradable materials；metal alloy materials；the field of medicine； a second surgery； complications

1綜述

骨釘是一種骨內固定物，具有固定、維持骨折處的穩定的作用。[1]骨折愈合的基本病理過程包括骨折局部血腫機化、骨痂形成和骨塑形成3個階段。根據Wolf定律，生物學骨折固定的要求為：在骨折愈合早期使骨斷端堅強固定；在骨痂形成期（臨床愈合期）使骨折斷端有微動；在骨折臨床愈合后進入骨塑形期，骨折局部應有應力通過等。[2]即骨折內固定物必須具有在骨折處最小移動的幾何對齊、傳遞壓力功能和避免過度拉或剪切應力通過的作用。

隨著現代醫學的發展，對材料的性能提出了復雜而嚴格的多功能要求，這是大多數金屬材料和無機材料難以滿足的；而合成高分子材料與生物體（天然高分子）則有著極其相似的化學結構，具有良好的物理－機械性能，一定的生物相容性及簡便的生產、加工成型特性，使其在生物醫用領域占絕對優勢。其中，生物可降解高分子最引人注目。因為醫用高分子除具有一定的強度、剛度、韌性及生物學相容性外，還必須具備一定的生物降解性，以便被生物體內吸收或排泄，可以免除患者需二次手術的痛苦。[3]骨釘也由原來的金屬合金骨釘向生物可降解材料骨釘發展。

1.1骨釘材料的發展

60年代初，骨折部位的內固定并不是用骨釘，而是用骨水泥粘接。初期的骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），PMMA生物穩定，如果固定失敗，將很難從骨中除去而對人體產生不良影響。于是發展了非骨水泥方法用螺釘代替粘接，以求早期固定，一旦待新生骨向預留孔隙間生長達到一足應力要求后，金屬螺釘將被取出。[4]以金屬螺釘作為骨的內固定物標志著固定的誕生。重點介紹骨釘材料的兩種類型。

1.1.1金屬型

金屬合金材料（不銹鋼、鈷基合金、鈦合金等）骨釘具有良好的力學性能，能實現早期的堅強固定，尤其是承受重力的骨，療效可靠。但其有三個顯著的缺點：①由于金屬合金材料骨釘的力學性能和人體致密骨的不匹配，而且其力學性能不能隨骨折愈合過程而動態變化，出現了醫學上的“應力遮擋效應”，導致骨質疏松或自身骨退化，影響骨愈合后的強度。[5]②這種金屬合金材料材質決定了其長期埋入人體組織體液內，易于電解磨損和腐蝕，導致局部的炎癥反應和組織壞死。③金屬合金材料骨釘需要進行二次去除手術，增加患者經濟、心理及身體上的負擔。

90年代初，生物陶瓷引起了人們的重視。在骨釘領域也得到了應用。在金屬合金材料骨釘表面涂上一層Al2O3或ZrO2陶瓷涂層，其隔絕了金屬與骨組織等直接，避免了上述金屬合金材料骨釘的前兩個缺點。而且含有人體骨組織等形成的化學元素成分的陶瓷涂層直接和骨組織等形成了礦化物的結合，對生物相容性差的金屬合金材料骨釘意義重大。

非晶金剛石涂層具有優良的耐用性，即使一些骨釘被安裝了很多次也沒有明顯的分層。由于涂層的惰性和生物多樣性使得機體產生最低限度的反應，提高骨連接的速率。

無論是生物陶瓷涂層，還是非晶金剛石涂層，這些無機涂層對在一定程度上提高了金屬合金材料骨釘的性能。

1.1.2生物可降解材料骨釘

隨著現代醫學的發展，生物可降解材料現己成為骨內固定材料研究的熱點。

生物可降解性骨釘具有生物可降解吸收性和力學性能的衰減性，免除患者需二次手術的痛苦。生物可降解性骨釘的三個優勢恰好是金屬合金材料骨釘的缺點。在理論上最符合骨折生物學固定的要求。

使用高強度的可降解吸收性材料作骨內固定材料，在骨折早期能實現堅強固定，隨著自身骨的愈合，可降解材料的強度、剛度不斷衰減，其載荷可逐步轉到新生骨上，滿足骨折愈合動力學的要求。克服了應力遮擋，提高了自身骨的修復效果。因此，高強度的可降解吸收性骨內固定材料在骨內固定治療中具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。[2]

在體內能被降解吸收的有機低分子化合物有許多，但具備骨折內固定物所需要的理化特性的卻僅有很少幾種。比較適宜的是聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸和聚對二氧六環。除了這些同聚體外，各種聚乙醇酸和聚乳酸的共聚體也必被廣泛試用。這些化合物在化學結構上屬α－聚酯。[6]特別值得一提的是，聚己內酯（PCL）作為骨釘已應用于臨床。

可吸收固定物的價格昂貴。一付55mm纖維增強棒的價格是同型號金屬表層多孔螺絲的15倍。一根歐洲進口的生物可降解材料骨釘需要一千多元。

1.2目前PLA骨釘的研究成果

1.2.1聚乳酸（PLA）

聚乳酸（PLA），也稱聚丙交酯，是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經由發酵過程制成乳酸，再通過化學合成轉換成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，聚乳酸制品廢棄后在土壤或水中，3O天內[7]會在微生物、水、酸和堿的作用下徹底分解成CO2和H2O，不污染環境，這對保護環境非常有利，是公認的環境友好材料。因此，聚乳酸是一種真正意義上的能完全降解的生物環保材料，被視為繼金屬材料、無機材料、高分子材料之后的“第四類新材料”[8]。

PLA是一種重要的脂肪族聚酯類生物降解材料，無毒、無刺激，具有良好的生物相容性，在生物醫學領域被廣泛用作組織工程、人體器官、藥物控制釋放、仿生智能等材料。然而，PLA存在不少缺陷，比如性脆（純的PLA斷裂伸長率僅為6％[9]）、耐沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復雜造成產品價位高等，不利于PLA的廣泛應用。因此，對PLA進行改性制備PLA基生物降解性高分子材料成為高分子材料研發的熱點。[10]PLA改性方法主要有物理改性：如填充、增塑、共混；化學改性：如嵌段共聚、接枝共聚。

尤其是PLA的脆性大、抗沖擊性差極大的限制了其在骨釘領域的發展，因此，需要對其進行增韌改性。增韌改性可以通過共混和共聚兩大類方法來進行。其中，共混增韌是獲得新型聚合物材料的最有效方法，且投入少，見效快，效益高。PLA與PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸-對苯二甲酸丁二酯）等可生物降解樹脂共混，材料受到沖擊時，內部會形成微裂紋而吸收大量的能量，從而起到很好的增韌效果。[11]共聚增韌是通過與其他單體進行共聚反應，在PLA分子鏈上引入另一種分子鏈，降低分子鏈的規整度，或者削弱高分子鏈間的相互作用力，可提高PLA的抗沖擊性能。

1.2.2 PLA骨釘的研究成果

大多數的PLA骨釘研究結果表明，在一定時間內，PLA骨釘和金屬合金材料骨釘的治療效果無顯著性差別，但PLA骨釘不需要二次取出手術顯示了明顯的優勢。這種優勢使得PLA骨釘、PCL骨釘等生物可降解材料骨釘的研究日益受到重視。

Bostman在五年內治療了881例不同類型的骨折患者。在相同的治療時間內，與ASIF型釘板固定作比較，結果表明無明顯差異。Verkeyen等人用羥基磷灰石充填聚乳酸（PLLA-HA）材料，研究表明，其具有很高的壓縮強度和抗張強度。[12]1984年Tormala等研制出自增強聚羥基乙酸和自增強聚L乳酸等可吸收性骨內固定復合材料，其強度可與ASIF相媲美，已應用于臨床治療腳部骨折。[12]

浙江溫州市第三人民醫院胸心外科鄒宗望[13]等用左旋聚乳酸骨釘對19例多發性肋骨骨折患者治療，結果均治愈且無并發癥。Partio等[14]用左旋聚乳酸螺絲固定51例多處骨折患者無一失敗。

但在眾多研究成果出現的同時，有的研究發現，PLA骨釘植入體內會引發并發癥。Bostman等[15]查閱了一個創傷中心516例用聚乙醇酸或聚乙醇酸和聚乳酸共聚物制作棒治療患者的情況，經過統計得：固定失敗需再次進行手術的概率為1.2%，切口細菌感染率為1.7%，遲發非細菌性炎性組織反應需手術引流率為7.7%。遲發炎癥反應的主要特點是相當持久，手術后近期內患者沒有局部或全身因創口問題的特征。之后，在愈合創口上突然產生疼痛、紅斑及波動性膿腫。骨折固定至臨床反應出現平均時間為12周（7-12周）。據文獻[16]報道，PLLA植入人體3年后，在緩慢降解的后期出現炎癥和腫脹并發癥。

1.3總結

目前，雖然金屬合金骨釘技術已經非常成熟，但是生物可降解材料骨釘不可比擬的優勢――生物可降解吸收性、力學性能的衰減性和免除患者需二次手術痛苦，正在推動其迅速發展。PLA的脆性、抗沖擊性差、在自然條件下降解速率較慢、與軟組織的相容性差、合成過程較為復雜造成產品價位高等限制了其發展，尤其脆性、抗沖擊性差極大阻礙了其作為骨釘的臨床應用，所以對PLA進行增韌改性，使其具有骨釘高強度、高抗沖擊性能的要求。目前，PLA骨釘已成為研究的熱點。眾多研究表明，同一時期內，PLA骨釘固定骨折的效果和金屬合金材料無明顯差別，而且無需進行二次手術。但也有少部分研究表明PLA骨釘將引發并發癥，這將有待進一步的實驗研究。

參考文獻：

[1] Arto Koistinen, Seppo S. Santavirta, Heikki Kro¨ ger, Reijo Lappalainen. Effect of bone mineral density and amorphous diamond coatings on insertion torque of bone screws.Biomaterials 26 (2005) 56875694.

[2]艾永平等.可降解骨內固定材料研究進展.中國組織工程研究與臨床康復，2008，12，49.

[3]傅杰等.生物可降解高分子材料在醫學領域的應用（1）.武漢工業大學學報，1999，21，2.

[4]王遠亮等.生物可降解聚乳酸骨科材料研究進展.功能材料，1995，26，6.

[5]劉東錢等.淺談可吸收骨內固定材料在骨科臨床應用中的利弊.基層醫學論壇，2006，10，6.

[6]季衛平.可吸收骨折固定物的研究進展.國外醫學生物醫學工程冊，1992，15，3.

[7]，楊云翠，張小英.聚乳酸的合成及降解機理的研究.科學之友：下旬，2009，6，115.

[8]雷燕湘.聚乳酸技術與市場現狀及發展前景.當代石油石化，2007，15，1.

[9]曾方，王文廣，夏邦富.可生物降解高分子材料的研究進展及應用.塑料制造，2006，8，33.

[10]楊小玲，王珊，張衛紅.聚乳酸基生物降解性高分子材料在醫用領域的研究進展.中國生化藥物雜志，2010，1，59.

[11]強濤，于德梅.聚乳酸增韌研究進展.高分子材料科學與工程，2010，26，9

[12]王元亮,趙建華.生物可降解聚乳酸骨科材料研究進展.功能材料

[13] Qiu, Hongjin; Yang, Jian; Kodali, Pradeep; Koh, Jason; Ameer, Guillermo A. A citric acid-based hydroxyapatite composite for orthopedic implants.2007,10,27.

[14]鄒宗望,楊美高等.可吸收肋骨釘內固定治療多發性肋骨骨折.新醫學,2008,39,5.

[15]Partio Ek,et al.Acta Orthop Scandinavica Supplementum 1990,237,43.

第9篇：高分子材料的結構特征范文

關鍵詞：高吸水性樹脂；機理；制備方法；應用。

前言：

高吸水性樹脂（簡稱SAR）是一種典型的功能高分子材料。它能吸收其自身重量數百倍、甚至上千倍的水，并具有很強的保水能力的高分子材料，所以它又成為超強吸水劑或高保水劑。從化學結構上來講，高吸水性樹脂是具有許多親水基團的低交聯度或部分結晶的高分子聚合物。［1］

1、高吸水性樹脂的吸水機理

1.1高吸水性樹脂的吸水結構

高吸水性樹脂是一種三維網絡結構，它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹脂的主要性能是具有吸水性和保水性。要具有這種特性，其分子中必須含有強吸水性基團和一定的網絡結構，即具有一定的交聯度。實驗表明：吸水性基團極性越強，含量越多，吸水率越高，保水性也越好。而交聯度需要適中，交聯度過低則保水性差，尤其在外界有壓力時水很容易脫去；交聯度過高，雖然保水性好，但由于吸水空間減少，使吸水率明顯降低。

1.2高吸水性樹脂吸水量的計算

高吸水性樹脂的吸水量可以量化。Flory［4］考慮聚合物中固定離子對吸水能力的貢獻，從聚合物凝膠內外離子濃度差產生的滲透壓出發，導出了高吸水性樹脂溶脹平衡時的最大吸水性公式：

Q3/5=[（i/2VuS﹡1/2）2+(1/2-x1)/V1]/（Ve/Vo）

1.3高吸水性樹脂與水的作用方式

當水與高聚物表面接觸時，有三種相互作用：一是水分子與高分子中的電負性強的氧原子間的氫鍵作用；二是水分子與疏水基團間的相互作用；三是水分子與親水基團間的相互作用。［6］

高吸水性樹脂本身具有的親水基和疏水基與水分子相互作用形成水合狀態。樹脂的疏水基團部分由于疏水基團作用而易于折向內側，形成不溶性的粒狀結構，疏水基團周圍的水分子形成與普通水不同的結構水。［7］

2、高吸水性樹脂的制備方法

2.1淀粉型高吸水性樹脂的制備

2.1.1淀粉接枝共聚

合成淀粉型高吸水性樹脂，所使用的原料為淀粉和單體。此外還利用引發劑（或催化劑）、交聯劑、堿、分散劑、表面活性劑、洗滌劑等助劑。

目前以淀粉為原料制備高吸水性樹脂的合成方法主要通過自由基引發聚合將乙烯基單體接枝到淀粉上。引發的方法以化學引發為主，也采用輻射引發接枝。聚合方法主要有溶液聚合和反相懸浮聚合。

2.1.2淀粉經羧甲基化可制備高吸水性樹脂

該方法制備的高吸水性樹脂大多以纖維素為原料，以淀粉為原料不常用。

2．2纖維素型高吸水性樹脂的制備

天然纖維及其衍生物是制備高吸水性樹脂的重要原料。通過醚化、酯化、交聯、接枝共聚等一種或幾種方法，人們現已制備出一系列高吸水性樹脂。由于纖維素來源廣，易于獲取且價廉，因此以纖維素為原料制備高吸水性樹脂日益受到重視。［11］

2.2.1醚化-交聯法

該方法是制備纖維素基高吸水性樹脂的一類常用方法。一般有以下三種方法：先交聯后醚化、先醚化后交聯、醚化與交聯同時進行。

2.2.2直接酯化法

利用纖維素或其衍生物分子中羥基易通酸酐或氯酐起反應的特征，可制備纖維素基高吸水性樹脂，被開發的材料有兩種。

⑴纖維素黃原酸鹽吸水材料，該材料耐鹽性、耐堿性較好。

⑵羧甲基化纖維素碳酸鹽吸水性材料［10］

2.2.3直接交聯法

直接交聯法雖不是常用方法，但可用于對一些商品纖維素作進一步加工而制備高吸水性樹脂。其中日本學者在這方面進行詳細的研究，制得的產品吸水能力很高。制備方法如下：［12］

取代度0.55的羧甲基纖維素125g，氫氧化鈉36.5g，水1292g混合呈均勻溶液，加入環氧氯丙烷37.5g。在40℃反應20h。用含90％甲醇溶液脫水、脫鹽得白色粒狀羧甲基纖維素交聯的鈉鹽137g。其吸鹽水（0.9％NaCl）達97g/g，吸血液達63g/g。 轉貼于

2.2.4接枝共聚法

是以纖維素為原料制高吸水性樹脂的主要途徑。其原料可以是天然纖維及其衍生物，人造纖維等。天然纖維接枝共聚是發展的重要方向，因為不需要制成衍生物，利于降低成本。

2.3合成聚合物類

在這一類高吸水性樹脂中，聚丙烯酸鹽以其吸水率高，吸水速度快，不易霉變成為高吸水性樹脂中最重要的品種之一，其制備方法如下：［13］

在反應瓶中計量加入丙烯酸，開動攪拌機，逐漸加入20％氫氧化鈉溶液，使其中和度為60％～80％，再加入去離子水稀釋至單體濃度為30％～60％，再加入N，N-二甲基雙丙烯酰胺。將反應瓶置于恒溫水浴中加熱并通氮氣驅氧，再加入過硫酸鉀進行反應。反應物料粘度增大至攪拌困難時停止攪拌，繼續通氮氣到反應物為粘稠凝膠體。將其取出，壓成薄片后進行干燥，再粉碎至10目以上。其吸水鹽（0.9％NaCl）150g/g。吸去離子水1400g/g，吸水速率快，保水性較好。

3、高吸水性樹脂的應用[14-18]

3．1日常生活中的應用

目前高吸水性樹脂主要用于制尿布和婦女衛生巾，其用量約占用量的80％～90％。由于高吸水性能吸收大量的液體，所以每片尿布只需要6～7g，而每片衛生巾只需0.5～1g，其它為紡織材料或塑料。

3.2醫療方面的應用

近年來高吸水性樹脂（凝膠）在醫療方面的應用取得了明顯進展。研究表明，高吸水性凝膠可抑制血漿蛋白質和血小板粘著，使其難以形成血栓，把尿激酶等活性酶固定在凝膠表面，則能溶解初期形成的血栓，為研究抗血栓藥劑提供了新的途徑。

3.3工業方面的應用

在包裝方面，高吸水性樹脂可用于危險品、高中級實驗室用化學品、花卉和植物類的包裝運輸；也可用于食品類的包裝，還可用于油類、樹脂添加劑、填料和溶劑脫水，以及吸收蓄冷劑、空氣過濾、防靜電密封等方面。

3.4農林業方面的應用

為使沙漠地區綠化，可用高吸水性樹脂吸收水分和植物養分后置于土壤中，在長時間里逐漸提供給植物，以滿足其生長需要。此外還可用于維持屋頂花園、陽臺花草、草坡、苗圃、花盆的水分平衡。同時還可起到緩和土壤溫度變化，提高土壤溫度變化，提高土壤通氣性的作用

4、結語

在短短的近三十年來，高吸水性樹脂已經品種繁多，用途極廣，已深入國民生產的各個領域，成為很有價值的重要材料。近年來，我國對高吸水性高分子材料的需求逐年增大，對其質量也日益提高。所以，加快高吸水性高分子材料的研究對我國有著非常重要的意義。

參考文獻：

[1]林紀辰、董華：高吸水性樹脂.中州大學學報（綜合報）.1996[2]:34～41。

[2]許曉秋、劉延棟：高吸水性樹脂的工藝與配方[M].北京：化學工業出版社，2004[1]：1。

[3]李建穎：高吸水與高吸油樹脂[M].北京：化學工業出版社，2005[1]：8～10。

[4]PJPLORY.PrinciplesofPolymerChemistryM.Ithaca:CornellUniversityPress，1953:589～591。

[5]烏蘭：高吸水性樹脂的吸水機理及制備方法J.化學與黏合，2006，28(3):169～171。

[6]趙軍子、翁志學：耐電解質高吸水性樹脂J.高分子通報，2001，56(6):72～75。

[7]龍明策、王鵬、鄭彤：高吸水性樹脂溶脹熱力學及吸水機理J.化學通報，2002(10):705～708。

[8]鄒新禧：超強吸水性[M].北京：化學工業出版社，1991：65～67。

[9]張黎明：高分子材料.1996.3(2):12～15。

[10]崔天放、牛勝軍：高吸水性樹脂的制備及應用.開發與應用.遼寧化工，1999，28(4):226～228。

[11]錢欣等：功能高分子，1997.10(2):184～188。

[12]馬書斌、寧家成：石油化工，1994，23（12）：820～824。

[13]林菁：化工新型材料，1994，(3):19～20。

[14]徐京生：化工新型材料，1994.(10):29～30。