功能高分子材料

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功能材料主要包括功能高分子材料, 跟能源有关的材料, 具有生理机能和生物活性的材料, 以及具有＂感觉＂和＂记忆＂功能的材料．這些材料不是利用它們的机械强度來作设备或器物, 而是利用它們的物理和化学的特殊性能, 如光电效应、生理机能、催化活性、记忆功能等．高分子材料是功能材料的主要部分．万客化工在线
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　　（１）医用功能高分子材料万客化工在线z#b({ Q!j
　　用人造材料來再造人体的组织和器官, 用以替换已经坏死或不能正常工作的器官, 从而治愈各种疾病, 是几百年來人类梦寐以求的愿望．要实现這个愿望有许多难题: 首先, 這类材料植入人体后, 长期处於酸碱体液中, 再加上体内酶的影响, 材料的物理、化学性质容易发生变化, 這要求材料具有高度的稳定性．其次, 材料要具有一定的生理性能, 在体内不致发生排异作用, 不致引起过敏反应, 如组织变态、发炎、凝血、致癌等副作用．经过多年研究, 這方面已取得重大进展, 人造血、人造皮肤、人造心脏等已经开始用於临床．万客化工在线D,b v$dZ2g
　　氟碳乳液是一种人造血液, 代号FC, 它性能稳定, 加乳化剂后成为乳化液．它的溶解氧的能力比血红蛋白大１ 倍, 同时还能把二氧化碳释放出來, 它吸氧和释放二氧化碳的速度都比血红蛋白快几倍, 并且没有血型, 对任何病人都可直接输入动脉．万客化工在线%p8uR _ Ua2{9p
　　人造心脏主要由动力部分、血泵和监控系统组成, 其中血泵是关键, 制造血泵的材料要求机械强度高、无毒、不致癌、良好的生化稳定性和高度的抗挠曲性．具有這些综合性能的材料目前尚未找到, 但人造心脏用於动物试验已取得部分成功．万客化工在线z"el}:b{ i1|$A3}?
　　人工肾脏是研究最早而又最成熟的人工器官, 关键是研制出高选择性的半透膜, 可采用聚丙烯腈硅橡胶、赛璐玢、聚酰胺等, 美国有个人移植人工肾已活了２０ 多年, 并担任了某学院的副院长．
X-f3m"zK}%V)pOy0　　聚丙烯腈硅橡胶薄膜的选择透过能力很高, 可用於制造人工肝脏；聚丙烯薄膜可透析血液中的二氧化碳, 可用於制造人工肺, 在日本, 這种人工肺已使数十人获得了新生；用金属骨架外包超聚乙烯材料制成的人工关节, 弹性适中, 耐磨性好, 在临床中已取得满意效果．万客化工在线N*g9G7H/qE2B
　　（２）液晶材料万客化工在线[!oO
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　　１８８８ 年, 科学家发现: 有一些有机化合物的晶体, 在加热到一定温度时会变成一种浑浊、粘滞的塑性物质, 再升温至某一温度, 又突然变成完全清澈透明的液体, 這种介於固态和液态之间的物质就是液晶．目前已知有２０００ 种以上的有机化合物具有液晶性质．万客化工在线B*{&pT4kH [:n
　　液晶材料按分子排列的不同可分三类:万客化工在线F3k4Y ]8rH+iI
　　①近晶型液晶．其分子排列整齐, 近似於晶体, 它对电和磁都不发生效应, 尚未得到开发利用．
`J1gkDr0　　②向列型液晶．向列型液晶的分子, 在长轴方向排列一致, 而层状却不整齐, 像一把上下交错的筷子, 当外加电场时, 分子排列变乱, 由透明转向浑浊, 形成光的散射体．可用它制造电控亮度玻璃, 如照相机上的自动光圈和数码显示器．
2n@ c+p-|m0　　③胆甾型液晶．它的分子排列是: 一个个条状的分子层层相叠, 错开一定角度, 扭转成螺旋型结构．它除具有特殊的光学效应外, 还具有显著的温度效应．随温度升高, 其颜色按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫变化；温度降低, 则按反方向变化．它的這种温度效应可用於金属的无损探伤和医疗上检查血栓和肿瘤．万客化工在线9i8ft?+dl?m
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　　在工业上多把三种液晶混合使用, 或者在混合液晶中加入添加剂, 這样效果会更好．液晶材料体积小, 耗能少, 在电子计算机、电视、钟表、微波测量、医疗、宇航上有重要用途．日本１９９１ 年已研制出液晶显示的电影放映机, 图像比普通电影清晰许多倍．１９９１ 年５ 月, 在英国皇家学会庆典上展示了一件令人瞩目的紧身衣, 它是用液晶材料制成的, 它会随温度变化而变幻出五彩缤纷的颜色．在低温下为黑色, 在２８℃时为红色, 在３３℃时为蓝色, 在２８℃～３３℃之间为其他颜色, 這标志着液晶材料的发展已进入一个崭新的阶段．
qR(] F;\| Os0　　（３）其他功能高分子材料
!Se K(S$P{c0　　离子交换树脂和离子交换膜也是一种高分子材料．离子交换树脂是由聚苯乙烯、聚氯乙烯或其他树脂的高分子链为骨架, 在主链或侧链上连上容易与金属离子或酸根离子相作用的基团, 而生成的高聚物．它能把稀溶液中的离子固定在树脂上, 达到淡化溶液的目的；反过來又可把固着在树脂上的离子洗脱下來, 以达到富集或浓缩微量元素的目的．在实验室中它可用於生产超纯水和提炼微量元素．在工业上它可用於淡化海水或富集海水中的镭、铀、钚等原子工业的原料, 也可用於净化废水、废气以回收有用物质, 防止环境污染．
c1sFE {f4X+w0　　另一种对光敏感的感光树脂在印刷工业上有重要的用途．這种高分子在光线作用下发生交链聚合作用生成不溶性树脂, 未曝光的部分可用溶剂冲掉, 由此得到的是具有立体浮雕式的图像, 可直接用於印刷制版, 使制版过程完全自动化．万客化工在线"?XIS#be0l}7B
　　１９６４ 年, 美国人洛普研制成一种有机硅聚合物薄膜, 它能从水中离析氧气, 也能可逆地离析二氧化碳．用這种薄膜制成容器放入水中, 容器中的老鼠活了４ 天４ 夜．這种薄膜有鱼类鳃的功能, 如能制出高效产品, 也许人类就可以在深海里长期停留而不需要潜水设备．這样人就可以住在美丽的海底龙宫中了．万客化工在线1O^qUFRY
　　高分子还可作为储能材料．人們已发现环庚二烯在吸收光能后变成环庚烷, 当它释放出热量后又回复到环庚二烯．如果能提高其储能指标, 將非常有用．
E3aY2_(@%p0　　１９８７ 年, 人們用泡沫塑料加工出一种增大型生长聚合物, 它的奇特之处在於: 与一般材料受拉变细相反, 它受拉后横截面变粗．１９８８ 年研制出的多孔聚四氟乙烯, 泊松比为负１２．這种材料作铆钉抗拉性好, 用它作为密封、减震、吸音材料, 也有优良的效果．
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K}3MY,f0新型高分子功能材料--磁性塑料万客化工在线 h^eTy
陈洵万客化工在线n*_/n0oW2z
　　磁性塑料是七十年代发展起来的一种型高分子功能是现代科学技术领域的重要基础材料之一。磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁性塑料是指聚合物本身具有强磁与的磁体，这类磁性塑料向处于探索阶段，离实用化还有一定的距离；复合型磁性塑料是指以塑料或橡胶为粘合剂接加工而制成的磁体，这类磁性塑料现已实现商品化，目前4用于填充的磁粉主要是铁氧体磁粉和稀土永磁粉。
@+tON[0　　一、磁性塑料的主要优点
*w&}4O.JV&v0　　磁性塑料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花 等加工，且使用进不会发生碎裂，它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量休、精密休和讥性能化的目标起着关键的作用。
LVyO"mtJ@'}0　　二、国外发展概况及发展趋势万客化工在线2a(S Tdq*V
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　　磁性塑料的生产可采用多种 复合技术，如挤出成型、注射成、压延成型和模压成型，因此在高聚物成型加工技术高度发达的今天，磁性塑料得到了迅速的发展。近几年磁性塑料的产量连续以每年10%-14%的速度递增，发展势头强劲。据统计，西方世界1992年铁氧体磁性塑料的产量达85000吨，粘接NdfeB730吨，粘结稀土钻155吨，前两种材料分别占总产量的40%和30%。同年磁性塑料的 产值达8.34亿美元，约占整个永磁市场份额的40%。磁性塑料中产量增长最快的是各向同性NdFeB，从1987年上市以来的6年间大约增长37倍，年均增长68%，到1994年西方世界磁性塑料市场为9.25亿美元，占永磁市场的37%。
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^:@3W0　　此外，值得一提的还有近几年发起来的稀土类磁性塑料。虽然目前国际上这磁性塑料产量还比较小(如美国的稀土类磁性塑料约占其磁性塑料总量的10%，日本则仅占1.4%)，但发速度极快。稀土类磁性塑料与传统的烧结型稀土磁体相比，虽然在磁性耐耐热性方面稍差，但其 具有的成型性及力学性能优异、组装和使用方便、废品率低等优点，都是烧结型稀土磁体所无法比拟的。虽然其磁性能不如烧结稀土磁体，但优于铁氧体烧结磁体。
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M(lT"d(E$T0　　三、国内发展概况万客化工在线2~W9z1mB0F6}\
　　我国的磁性塑料发展较晚，八十年代初从国外引进电冰箱门封条生产线，随后国内进行仿制，年产永磁条约3000吨，除供国内电冰箱使用外，还有部分出口。到"七五"初期，由化工部和电子部联合上磁、天磁、899厂、880厂、906厂及北京市化工研究院等单位成立了磁性塑料攻关小组联 攻关，并?quot;七五"国家重点科技攻关项目中由北京市化工研究院和北京化工学院对磁性塑料颗粒料和压延挤出磁性塑料开始在我国走向实际应用。目前应用较多的是铁氧体磁性塑料和稀土类磁性塑料。万客化工在线"n#Wc
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　　1.铁氧体类磁性塑料：万客化工在线1@"A$_#s"v&D$MtP
　　此类磁性塑料为目前使用较多的磁性塑料，其所用铁氧体磁粉一般为钡铁氧体磁粉和锶铁氧体磁粉，使用的树脂主要有尼龙6、尼龙66、CPE、PE、PP、EVA、EPS等。北京市化工研究院进行了以尼龙6/尼龙66与钡铁氧体和锶铁氧体进行共混体系的研究，并通过树脂共混，研制成功彩色显像管会聚组件用磁性塑料。浙江工学院进行了PVC/CPE/钡铁氧体磁粉共混体系的研究，并在此 加入第三组份LDPE或ACR，以改善其流动性，北京化工学院也进行了CPE为基材的电注箱门封条和微电机磁钢的研制，并在东风微电机厂得到应用。万客化工在线2p0\ |2L(oSd7^E
　　磁性塑料与烧结磁铁同样有各向同性和各向异性之分，在相同材料及配比条件下，各向同性磁性塑料的磁性能仅为各向异性磁性塑料的1/2-1/3。制作各向异性磁性塑料的方法主要有磁场取向法和机械取向法。
(h^kG!K%AW0　　2.稀土类磁性塑料的制作目前主要采用压缩成型的方法。其主要工艺过程是：将稀土磁粉进行表面包覆处理后与热固性树脂混合均匀，用750MPa的压力压缩成型，在约150-170℃下固化，通常使用液态双组份环氧树脂或酚醛树脂作粘接剂。
]'Ld2a,A,nd"}0　　四、发展前景万客化工在线%g}:F*f:aBPy4s]
　　磁性塑料做为新型功能材料，以其固有的特性而广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领导中，其产量和需求量正在不断地增加，生产技术日趋完善，虽然目前磁性养料的研究及应用在我国尚处在发展的初级阶段，但在某些新的领域，已经得到应用，具有很大的发展潜力。万客化工在线bL4|@3]8Tx&s(E#u
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