二聚苯乙烯類塑料

1、金屬材料長盛不衰 金屬材料與人類文明 從神秘的形狀記憶合金到未來能源材料之星儲氫合金古老的陶瓷舊貌換新顏 從一個古老的材料王國到現(xiàn)代無機(jī)材料的再度輝煌。 威力無比的先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷到奇妙無窮的功能陶瓷。年輕的高分子材料千姿百態(tài) 20世紀(jì)新興的材料王國現(xiàn)代生活的高分子材料 功能高分子各顯神通先進(jìn)的復(fù)合材料巧奪天工新型功能材料人類文明進(jìn)步的階梯 生物材料、信息材料、環(huán)境材料、納米材料、能源材料和智能材料材料人類社會文明大廈的基石材料人類社會文明大廈的基石材料科學(xué)技術(shù)幾個活躍領(lǐng)域材料科學(xué)技術(shù)幾個活躍領(lǐng)域1生物材料:包括生物醫(yī)用材料和仿生材料。2智能材料:如壓電陶瓷和形狀記憶合金。3環(huán)境材料; 4 納米材

2、料5功能高分子材料: 吸水性高分子、導(dǎo)電高分子、發(fā)光有機(jī)高分子、高分子形狀記憶、高分子電解質(zhì)、高分子壓電、有機(jī)非線性光學(xué)材料、可降解高分子及高分子液晶等。6計(jì)算機(jī)模擬與材料設(shè)計(jì): 通過計(jì)算機(jī)模擬來預(yù)測材料的結(jié)構(gòu)、性能及其間的關(guān)系，從而達(dá)到材料設(shè)計(jì)，形成了一門“計(jì)算材料科學(xué)”。 高分子科學(xué)既是一門應(yīng)用學(xué)科，也是一門基礎(chǔ)學(xué)科，它是建立高分子科學(xué)既是一門應(yīng)用學(xué)科，也是一門基礎(chǔ)學(xué)科，它是建立在有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的基在有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而成的一門新興學(xué)科。礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而成的一門新興學(xué)科。高高 分分 子子 科科 學(xué)學(xué)高高 分分 子

3、子 化化 學(xué)學(xué)研究聚合反應(yīng)和高分子化學(xué)反應(yīng)原理，研究聚合反應(yīng)和高分子化學(xué)反應(yīng)原理，選擇原料、確定路線、尋找催化劑、選擇原料、確定路線、尋找催化劑、制訂合成工藝等。制訂合成工藝等。研究聚合物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，為設(shè)研究聚合物的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，為設(shè)計(jì)合成預(yù)定性能的聚合物提供理論指導(dǎo)，計(jì)合成預(yù)定性能的聚合物提供理論指導(dǎo)，是溝通合成與應(yīng)用的橋梁。是溝通合成與應(yīng)用的橋梁。高高 分分 子子 物物 理理高高 分分 子子 加加 工工研究聚合物加工成型的原理與工藝。研究聚合物加工成型的原理與工藝。 高分子材料高分子材料l 1839年美國人Goodyear發(fā)明了天然橡膠的硫化。l 1855年英國人Parks制得

4、賽璐璐塑料（硝化纖維+樟腦）。l 1883年法國人de Chardonnet發(fā)明了人造絲。l 高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子科學(xué)的出現(xiàn)始于20世紀(jì)20年代。l 1920年德國Staudinger發(fā)表了他的劃時代的文獻(xiàn)發(fā)表了他的劃時代的文獻(xiàn)“論聚合論聚合”，提出高分子長鏈結(jié)構(gòu)的概念。 一、高分子科學(xué)的發(fā)展一、高分子科學(xué)的發(fā)展1909年貝克蘭合成酚醛樹脂年貝克蘭合成酚醛樹脂1911年英國馬修斯合成聚苯乙烯年英國馬修斯合成聚苯乙烯1912年聚氯乙烯被合成年聚氯乙烯被合成1927年合成出聚甲基丙烯酸甲酯年合成出聚甲基丙烯酸甲酯1933年高壓聚乙烯問世年高壓聚乙

5、烯問世1938年四氟乙烯被聚合年四氟乙烯被聚合1953年齊格勒在低壓條件下合成年齊格勒在低壓條件下合成聚乙烯，隨后納塔合成出聚丙烯，聚乙烯，隨后納塔合成出聚丙烯，1963齊格勒、納塔獲得諾貝爾化齊格勒、納塔獲得諾貝爾化學(xué)獎。學(xué)獎。 1869年31歲的印刷工人約翰海阿特發(fā)明賽璐珞1909年貝克蘭發(fā)明酚醛樹脂一、聚氯乙烯一、聚氯乙烯 PVC概述：概述：聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)是以氯乙烯為單體聚合而得的聚合是以氯乙烯為單體聚合而得的聚合物，自上世紀(jì)物，自上世紀(jì)30年代首先在德國開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，由年代首先在德國開始工業(yè)化生產(chǎn)以來，由于它原料來源豐富，用途廣泛，在通用塑料中一直占有重于它原料來源豐

6、富，用途廣泛，在通用塑料中一直占有重要地位，其產(chǎn)量在塑料中僅次于聚乙烯居第二位。我國從要地位，其產(chǎn)量在塑料中僅次于聚乙烯居第二位。我國從1958年開始工業(yè)化生產(chǎn)年開始工業(yè)化生產(chǎn)PVC樹脂，尤其是樹脂，尤其是70年代以后，著年代以后，著重解決了樹脂中氯乙烯單體含量過高和重解決了樹脂中氯乙烯單體含量過高和“粘釜粘釜”兩大技術(shù)兩大技術(shù)難題，對難題，對PVC樹脂顆粒形態(tài)和成型加工之間的關(guān)系也進(jìn)行樹脂顆粒形態(tài)和成型加工之間的關(guān)系也進(jìn)行了深入的研究，促使了深入的研究，促使PVC工業(yè)一直處于高速發(fā)展之中。工業(yè)一直處于高速發(fā)展之中。 PVC樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性好，力學(xué)性能高，電氣絕緣樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性好，力學(xué)性

7、能高，電氣絕緣性優(yōu)良，難燃自熄，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)；但也存在熱穩(wěn)性優(yōu)良，難燃自熄，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)；但也存在熱穩(wěn)定性差，使用溫度不高，硬質(zhì)制品的脆性較大、不耐定性差，使用溫度不高，硬質(zhì)制品的脆性較大、不耐寒，在光和熱的作用下易老化的缺點(diǎn)。寒，在光和熱的作用下易老化的缺點(diǎn)。PVC塑料是以塑料是以PVC樹脂為基體，加入各種塑料助劑制備而成的多組樹脂為基體，加入各種塑料助劑制備而成的多組分塑料。各種組分都直接影響到它的性能，通過改變分塑料。各種組分都直接影響到它的性能，通過改變配方可制得軟、硬程度不同及多種功能的塑料材料和配方可制得軟、硬程度不同及多種功能的塑料材料和制品，在農(nóng)業(yè)、建筑、化工、電氣、機(jī)械和

8、日常生活制品，在農(nóng)業(yè)、建筑、化工、電氣、機(jī)械和日常生活中廣泛用途。中廣泛用途。 二、聚乙烯二、聚乙烯 PE橡橡樹樹之之淚淚丑卻受寵的合成橡膠1855年瑞士人奧蒂瑪斯把纖維素放在硝酸中得到硝化纖維素溶液，制得第一根人造纖維；1884年查唐納脫把硝化纖維素放在酒精和乙醚中得到溶液，得到人造絲；功能高分子材料于20世紀(jì)60年代末開始得到發(fā)展。 功能高分子是指具有化學(xué)反應(yīng)活性、催化性、光敏性、導(dǎo)電性、磁性、生物相容性、藥理性、選擇分離性，或具有轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用等功能的高分子及其復(fù)合材料。目前已達(dá)到實(shí)用化的功能高分子有：離子交換樹脂、分離功能膜、光刻膠、感光樹脂、高分子緩釋藥物、人工臟器等

9、等。高分子敏感元件、高導(dǎo)電高分子、高分辨能力分離膜、高感光性高分子、高分子太陽能電池等功能高分子材料，即將達(dá)到實(shí)用化階段。高吸水性樹脂就是一種功能高分子材料，它具有優(yōu)異的吸水、保水功能，可吸收自身重量幾百倍、上千倍，被冠予“超級吸附劑”的桂冠。主要類型有聚丙烯酸酯類、聚乙烯醇類、醋酸乙烯共聚物類、聚氨酯類、淀粉接校共聚物類等。聚丙烯酸酯類以丙烯酸和燒堿為主要原料，采用逆向聚合法而制得。可以做成婦女衛(wèi)生巾、嬰幼兒紙尿布以及紙餐巾等，此外還可用作室內(nèi)空氣芳香劑，蔬菜、水果的保鮮劑、防霉劑、阻燃劑、防潮劑以及吸水后體積膨脹的兒童玩具等。目前，全世界總生產(chǎn)能力已經(jīng)超過130萬噸/年，其中日本觸媒化學(xué)公

10、司是目前世界上最大的生產(chǎn)公司，生產(chǎn)能力達(dá)到25萬噸/年。 高分子膜是指那些由具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜，能有選擇地分離物質(zhì)。目前應(yīng)用于海水淡化、反滲透、膜萃取、膜蒸餾等技術(shù)領(lǐng)域。 建于沙特阿拉伯的基塔自來水廠，是世界上最大的海水淡化廠，日供應(yīng)淡水12000噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝置。 光敏高分子材料以光敏樹脂為代表，主要用于照相、印刷制版、印刷集成電路等。 印刷工業(yè)應(yīng)用聚乙烯醇酸酯，光照時交聯(lián)而不溶而保留下來，得到凸版。 光解性的光刻膠，重氮醌接到酚醛樹脂上，光作用下重氮醌分解，圖像被保留，分辨率達(dá)10納米。 1950年人們逐漸開始配戴材質(zhì)是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的隱形

11、眼鏡，具有優(yōu)越的光學(xué)特性，又能矯正角膜性散光。1960年捷克學(xué)者利用十年的時間發(fā)明了軟性隱形眼鏡的材料，就是一直延用至今的聚甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）。 在塑料中加入在塑料中加入蓄光型發(fā)光材料蓄光型發(fā)光材料經(jīng)加工就可制成經(jīng)加工就可制成發(fā)光塑料。發(fā)光發(fā)光塑料。發(fā)光塑料是近年來興塑料是近年來興起的一種高附加起的一種高附加值新型功能材料。值新型功能材料。其產(chǎn)品如：其產(chǎn)品如：交通交通領(lǐng)域通道標(biāo)識、領(lǐng)域通道標(biāo)識、樓梯標(biāo)識、標(biāo)志樓梯標(biāo)識、標(biāo)志線；發(fā)光涂料、線；發(fā)光涂料、發(fā)光開光、發(fā)光發(fā)光開光、發(fā)光壁紙、工藝品、壁紙、工藝品、玩具、體育休閑玩具、體育休閑用品。用品。 導(dǎo)電高分子自發(fā)現(xiàn)之日起就成為材料科學(xué)的

12、研究熱點(diǎn)。目前，它已成為一門新型的多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，并在世界范圍內(nèi)吸引了一大批材料設(shè)計(jì)專家。 液晶高分子作為一類新型的高性能材料，極大地引起了科學(xué)界和工業(yè)界的關(guān)注，得到了廣泛的應(yīng)用，并發(fā)展為高分子科學(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一。 竹子地板 地毯則可以選擇耐久的羊毛制品或者PET地毯 主要采用水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等 用于戶外美化環(huán)境的產(chǎn)品：可以回收的塑料做成長椅、桌子和交通標(biāo)志牌。 目前自然界的污染存在“白色”（塑料）和“黑色”（橡膠）垃圾。發(fā)展可生物降解的產(chǎn)品是必要而且急需的，但許多具體問題不能解決。 1、可降解塑料袋承重能力低； 2、可降解塑料袋色澤暗淡發(fā)黃，透明度低；3、是價格偏高

13、，成本難以接受。 一次性醫(yī)療用品如輸液管、藥品瓶、醫(yī)用膠粘劑等。診斷儀器如聽疹器、內(nèi)窺鏡及各種其他診斷儀器。 體外裝置如人工假肢、血液透析或灌注裝置等。 人體器官如心臟導(dǎo)管、心臟補(bǔ)片、人工心臟泵材料、氣管導(dǎo)管、人工膀胱、人工腦膜、動脈補(bǔ)片、人工血管及人工關(guān)節(jié)等。 整形外科手術(shù)材料如面部整形植入物等。 生物降解材料是指那些可由體液、酶或微生物的作用而引起分解的材料，用于縫線、人體植入、控釋藥物等。 人造心臟人造心臟人造關(guān)節(jié)人造關(guān)節(jié)人工腎人工腎碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料玻璃鋼復(fù)合材料玻璃鋼復(fù)合材料至今高分子科學(xué)諾貝爾獎獲得者至今高分子科學(xué)諾貝爾獎獲得者 H. Staudinger （德國）（德國

14、） : 把把“高分子高分子”這個概念引進(jìn)科這個概念引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量之間的關(guān)學(xué)領(lǐng)域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量之間的關(guān)系（系（1953年諾貝爾獎）年諾貝爾獎） K.Ziegler （德國）（德國）, G.Natta （意大利）（意大利） : 乙烯、丙烯配乙烯、丙烯配位聚合位聚合 （1963年諾貝爾獎）年諾貝爾獎） P. J. Flory (美國）美國）: 聚合聚合反應(yīng)反應(yīng)原理、高分子物理性質(zhì)與原理、高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1974年諾貝爾獎）。年諾貝爾獎）。 H. Shirakawa白川英樹白川英樹(日本日本), Alan G. MacDiar

15、mid (美美國國), Alan J. Heeger (美國美國) ：對導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展對導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展（2000年諾貝爾獎）。年諾貝爾獎）。 de Gennes(法國法國)：軟物質(zhì)、普適性、標(biāo)度、魔梯。：軟物質(zhì)、普適性、標(biāo)度、魔梯。l 我國高分子研究起步于50年代初，唐敖慶于1951年，發(fā)表了首篇高分子科學(xué)論文。 l 長春應(yīng)化所1950年開始合成橡膠工作（王佛松，沈之荃）；l 馮新德50年代在北京大學(xué)開設(shè)高分子化學(xué)專業(yè)。l 何炳林50年代中期在南開大學(xué)開展了離子交換樹脂的研究。l 錢人元于1952年在應(yīng)化所建立了高分子物理研究組，開展了高分子溶液性質(zhì)研究。l 錢保功50年代初在

16、應(yīng)化所開始了高聚物粘彈性和輻射化學(xué)的研究。l 徐僖先生50年初成都工學(xué)院（四川大學(xué)）開創(chuàng)了塑料工程專業(yè)。l 王葆仁先生1952年上海有機(jī)所建立了PMMA、PA6研究組。 我國與高分子領(lǐng)域的中科院院士：王葆仁我國與高分子領(lǐng)域的中科院院士：王葆仁 馮新德馮新德 何炳林何炳林 錢錢保功保功 錢人元錢人元 于同隱于同隱 徐徐 僖僖 王佛松王佛松 程镕時程镕時 黃葆同黃葆同 卓仁禧卓仁禧 沈沈家驄家驄 林尚安林尚安 沈之荃沈之荃 白春禮白春禮 周其鳳周其鳳 曹曹 鏞鏞 楊玉良等。楊玉良等。 2. 我國高分子的科學(xué)發(fā)展我國高分子的科學(xué)發(fā)展二十一世紀(jì)的高分子科學(xué)二十一世紀(jì)的高分子科學(xué) 在人類歷史上，幾乎沒有

17、什么科學(xué)技術(shù)象高分子科學(xué)這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻(xiàn)。在二十一世紀(jì)來臨之際，高分子科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。u面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)的一些領(lǐng)域：面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)的一些領(lǐng)域：1.催化過程和新的聚合方法2.非線性結(jié)構(gòu)聚合物3.超分子組裝和高度自組織的大分子4.聚合物結(jié)晶和形態(tài)工程5.刺激-響應(yīng)聚合物6.聚合物的循環(huán)利用和處理u高分子材料的發(fā)展方向高分子材料的發(fā)展方向 1.高性能化高性能化 2.高功能化高功能化 3.復(fù)合化復(fù)合化 4.精細(xì)化精細(xì)化 5.智能化智能化我們應(yīng)注重學(xué)習(xí)，學(xué)科交叉，獨(dú)立思考，獨(dú)立創(chuàng)新，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，解決生產(chǎn)實(shí)踐中存在的學(xué)術(shù)問題，提高高分子科學(xué)的學(xué)術(shù)水平。 從上面所敘述

18、材料的發(fā)展可以看到，科學(xué)發(fā)展從上面所敘述材料的發(fā)展可以看到，科學(xué)發(fā)展是無止境的，一時的滿足和安于現(xiàn)狀就會導(dǎo)致落后，是無止境的，一時的滿足和安于現(xiàn)狀就會導(dǎo)致落后，不斷進(jìn)取、不斷創(chuàng)新才更有所作為。不斷進(jìn)取、不斷創(chuàng)新才更有所作為。 性性 質(zhì)質(zhì) 和和 用用 途途塑塑 料料纖纖 維維橡橡 膠膠涂涂 料料膠粘劑膠粘劑功能高分子功能高分子以聚合物為基礎(chǔ)，加入（或不加）各種助劑以聚合物為基礎(chǔ)，加入（或不加）各種助劑和填料，經(jīng)加工形成的塑性材料或剛性材料。和填料，經(jīng)加工形成的塑性材料或剛性材料。具有可逆形變的高彈性材料。具有可逆形變的高彈性材料。纖細(xì)而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的纖細(xì)而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的100倍。倍。涂布于物體表面能成堅(jiān)韌的薄膜、起裝飾和涂布于物體表面能成堅(jiān)韌的薄膜、起裝飾和保護(hù)作用的聚合物材料保護(hù)作用的聚合物材料能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在一