无机高分子材料的应用(6篇)
无机高分子材料的应用篇1
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％。
所谓功能性高分子材料，一般是指具有某种特别的功能或者是能在某种特殊环境下使用的高分子材料，但这是相对于一般用途的通用高分子材料而言。这一定义只是一个概括，不一定很确切，较多的人认为所谓功能性高分子材料是指具有物质能量和信息的传递、转换和贮存作用的高分子材料及其复合材料。如有光电、热电、压电、声电、化学转换等功能的一些高分子化合物。可以看出，这是一类范围相当大、用途相当广、品种相当多，而又是在生活、生产活动中经常遇见的一类高分子材料。
二．功能高分子材料
功能高分子材料按照功能特性通常可分成：分离材料和化学功能材料；电磁功能高分子材料；光功能高分子材料；生物医用高分子材料。功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。
随着时代的发展，在医学领域中越来越迫切地需要开发出能应用于医疗的各种新型材料，经多年的研究已发现有多种高分子化合物可以符合医用要求，我们也把它归属于功能性高分子材料。
一般归纳起来医用高分子材料应符合下列要求：化学稳定性好，在人体接触部分不能发生影响而变化；组织相容性好，在人体内不发生炎症和排异反应；不会致癌变；耐生物老化，在人体内材料长期性能无变化；耐煮沸，灭菌、药液消毒等处理方法；材料来源广、易于加工成型。
经多年研究，能较好符合上述要求的高分子化合物主要有两大类，一类是有机硅化合物，第二类是有机氟化物，最主要的两种产品是硅橡胶和聚四氟乙烯，例如美国GE公司开发了一批主要是有机硅方面的用于医学领域的功能高分子化合物。
三．生物医用高分子材料
目前，除人脑外的大部分人体器官都可用高分子材料来制作。对生物医用高分子材料，除了要求具有医疗功能外，还要强调安全性，即要对人体健康无害。目前在血液相容性高分子、组织相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬组织材料用高分子和生物复合高分子材料、医用高分子现场固化材料、医用粘合剂、固定化酶、高分子药物释放和送达体系等都有相应的研究。随着环保概念的提出，生态可降解高分子材料的开发和应用也随之日益受到重视。如聚乳酸塑料PLA，在废弃后自然条件下，通过微生物的分解作用，只需六个月至两年时间即可完全降解，降解反应的产物为水、二氧化碳、乳酸等是植物生长良好的促进剂，对环境无任何污染。
离子交换与吸附树脂是一类带有可离子化基团或其他功能性基团如亲油基团的二维网状交联聚合物。常用的离子交换与吸附树脂多为球状珠粒，其粒径为0.3-1.2mm。此外，还要具有高的机械性能、较好的化学稳定性、热稳定性、亲水或亲油性、渗透稳定性和高的交换/吸附容量。在水/油中具有足够大的凝胶孔或大孔结构，由于它具有高效快速分析和分离功能，目前已广泛用于硬水软化、废水净化、高纯水制备、海水淡化特别是在食品工业、制药行业、治理污染和催化剂中应用的更为广泛，而且发展迅速。除一般用的离子交换树脂外，近来还发展了具有特殊吸附功能的离子吸附树脂：如高吸油树脂等，这些高分子吸附剂可以从有机溶剂或有机无机混合相体系中吸附有机溶剂如各种油类。
随着医用科技的蓬勃发展和环境污染的日益严重，当今材料技术的发展趋势一是从均质材料向复合材料发展，二是由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展。这种发展趋势使得医用复合材料和环境处理材料得到了快速发展。
四．医用高分子材料的发展方向
可生物降解医用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视，无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料，都将得到巨大的发展。其中高分子纳米粒子以其特有的优点是近年来国内外一个极为重要的研究热点。
任何一种材料都是通过其表面与环境介质相接触的，因此材料的开发与应用必然涉及其表面问题的研究。一般高分子材料的表面对外界响应性较弱，但有些高分子表面的结构形态会因外界条件(如pH、温度、应力、光及电场等)的改变在极短时间内发生相应的变化，从而造成表面性质的改变，此乃智能高分子表面。因此设计这类智能表面将是生物医用高分子材料发展的一个重要方面。通常，在组织工程的应用中，高分子材料支架要负载上生长因子，以促进组织在生物体内的再生，另一方面，把特殊的粘附因子，如粘连蛋白结合到支架上，可使聚合物表面能够促进对某种细胞的粘附，而排斥其它种类的细胞，即支架对细胞进行有选择的粘附。为了使生长因子和粘附因子能够结合到可降解高分子材料上，就需要对材料进行表面改性，而有时表面改性很困难，因此，可利用与天然聚合物杂化的方法来达到上述目的，同时由于这些材料有良好的机械性能，又可以弥补天然聚合物强度不高、稳定性差的缺点。可见，生物杂化材料在这方面的表现是相当突出的，必将成为医用生物高分子材料发展的一个主要趋势。
参考文献：
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3、陈先红，郑建华.生物降解高分子材料——聚酸酐的研究进展高分子材料科学与工程2003
无机高分子材料的应用篇2
[论文摘要]目前，静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法，阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。
静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在生物工程中有着重要的应用。
一、高分子抗静电的方法概述
高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质，其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射，三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率，所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此，通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂，添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。
（一）添加导电填料
这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。
（二）与结构型导电高分子材料共混
导电高分子材料中的高分子（或聚合物）是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。
（三）添加抗静电剂法
1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质，其结构通式为ryx，其中r为亲油基团，x为亲水基团，y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性，c12以上的烷基是典型的亲油基团，羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团，此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类：阳离子型抗静电剂；阴离子型抗静电剂；非离子型抗静电剂；两性型抗静电剂。
导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种：（1）抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成“海一岛”型水性的导电膜。（2）离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。（3）介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄；二是减少摩擦电荷的产生。
2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。
二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况
我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、abps（烷基苯氧基丙烷磺酸钠）、dpe（烷基二苯醚磺酸钾）；上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂sn（十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐），另外该厂生产的抗静电剂pm（硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物）、抗静电剂p（磷酸酯与乙醇胺的缩合物）；北京化工研究院开发的asa一10（三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物）、asa一150（阳离子与非离子表面活性剂复合物），近年来又开发出ash系列、asp系列和ab系列产品，其中asa系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂；asb系列产品则为有机硼表面活性剂（主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯）与其他非离子表面活性剂复合而成；ash和asp系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成，杭州化工研究所开发的hz一1（羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物）、ch（烷基醇酰胺）；天津合成材料工业研究所开发的ic一消静电剂（咪唑一氯化钙络合物）；上海合成洗涤剂三厂开发生产的sh系列塑料抗静电剂，已经形成系列产品，在使用效果和性能上处于国内领先地位，部分品种可以替代进口，如sh一102（季铵盐型两性表面活性剂）、sh一103、104、105等（均为季铵盐型阳离子表面活性剂），sh抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂；济南化工研究所jh一非离子型抗静电剂。（聚氧乙烯烷基胺复合物）等；
河南大学开发的kf系列等，如kf一100（非离子多羟基长碳链型抗静电剂）、kf-101（醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂），另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等；抗静电剂tm系列产品也是目前国内常用的，主要用于合成纤维领域。
从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。
三、结语
我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好，针对目前国内研究、生产、应用与需求现状，对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。
（一）加大新品种开发力度
近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂；用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯；用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求，开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种，并不断强化应用技术研究，以满足国内需求。
（二）加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产
今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配，向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料，如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾，国内要加快抗静电母粒的开发与研究，促进我国抗静电剂工业发展。
参考文献：
[1]高绪珊、童俨，导电纤维及抗静电纤维[m]．北京：纺织工业出版社，1991．148154．
无机高分子材料的应用篇3
关键词：沥青类防水材料；发展历程；优缺点；应用前景
当前，我国乃至世界的建筑业发展十分迅速，而占据重要位置的防水工程也得到了长足的发展。通过对设备的改进和原料的改性，生产出许多高品质的防水材料应用于屋面、浴室、冷库、桥梁、水池、地下通道等，创新后的产品在防水功能上取得了最有效和最彻底的效果，同时也为防水施工提供了广大的选择空间。文章对常用防水材料的基本分类进行简单介绍，着重探讨了沥青类防水材料的及发展历程及应对当今市场形势所具有的优势和问题。
1常用防水材料的分类
1.1刚性防水材料
常用刚性材料有防水砂浆和防水混凝土。防水砂浆造价低，施工简单，但防水效果差，容易随基体发生开裂。防水混凝土以硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥为原料，砂石为辅料，经搅拌、灌浆和养护程序，在结构设置和防水中起到重要作用。因具有较高的密实度和稳定性，防水混凝土对比防水砂浆具有更多优越性，占据建筑市场的重要地位[1]。
1.2改性沥青防水材料
改性沥青防水卷材是由石油沥青、高分子聚合物、矿物填料、改性剂、加强胎体等多种原材料制成。胎体是沥青涂布层的载体，也是受力承载体，因此胎体的力学性能直接影响到防水卷材的质量。常用的胎体包括聚酯胎和玻纤胎。高分子聚合物分散到沥青中，形成网状连续结构，沥青分布其中，形成了通常所说的"海岛结构"，在一定程度上改变了防水卷材的性能。改性剂种类较多，实践表明，以SBS和APP（APAO和APO）两种改性剂效果最好，能很大程度上提高产品的耐久性能。改性沥青防水卷材因性能稳定，技术成熟而在新型防水材料中占有重要地位[2]。
1.3高分子防水材料
合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或合成高分子卷材二者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充剂等，采用密炼、挤出或压延等橡胶或塑料的加工工艺所制成的可卷曲片状防水材料。目前在我国新型防水材料中使用占10%左右，主要有三元乙丙橡胶（EPDM），聚氯乙烯（PVC），氯化聚乙烯（CPE）等，因其可以冷施工，可做单层防水，施工速度快，性能优良，具有十分广阔的发展前景[3]。
1.4防水涂料
防水涂料为粘稠的高分子液体，涂刷后将水分和有机溶剂挥发并发生固化反应，在基层上形成防水层，起到良好的防水效果。防水涂料十分适合特殊位置，如阴阳角、凸起物、狭窄处的防水及修补工作。聚氨酯防水涂料具有防水性能好，耐久性高，粘接性优良，施工简便等优点，是常用的防水涂料，但其易挥发，刺激眼睛及呼吸道，是非环保产品。此外还有橡胶改性沥青防水涂料、水基（DPS）及水泥基（CCCW）渗透结晶型防水涂料、丙烯酸酯防水涂料及有机硅防水涂料，它们同样具有优良的防水效果，但价格较贵。随着科技发展，纳米材料也逐步被人们应用到防水涂料领域。
1.5堵漏材料
堵漏材料为向刚性材料中添加的外加剂本身通过反应生成无机胶体或大分子，将毛细孔道或裂纹填补，达到密封防水的作用。常用的外加剂有UEA型混凝土膨胀剂、无机铝盐防水剂、有机-无机复合防水剂、有机硅防水剂、M1500水泥水性密封防水剂等。常用的堵漏止水材料有无机粉状防水堵漏材料、水溶性和油溶性聚氨酯、氰凝、丙凝、橡胶止水带和遇水膨胀橡胶等。
1.6密封材料
密封材料为发展较快的一种防水材料。目前我国生产密封材料的厂家约有150家，主要生产硅酮、聚硫、聚氨酯、丁基橡胶、氯丁橡胶密封胶、PVC胶泥等。硅酮密封材料因具有良好的粘接性和耐水性，是国际上发展最快的密封材料之一。聚氨酯密封材料柔软强度极高，特别适合与循环变形较大的结构的密封防水。聚硫密封膏耐候性和耐低温能力强，能较理想的满足高档建筑密封膏的各项要求，同时也是应用最早、使用最成熟的密封膏[2]。
1.7其他新型防水材料
除上述技术较成熟，应用历史较久的防水卷材以外，随着科技的进步和工程质量要求的不断提高，许多新型环保、施工快捷、适应性强的防水材料逐步被制备并应用到实际的生产生活中。如喷涂高分子橡胶沥青防水材料在单机掩蔽库工程中的成功应用，不含有机溶剂、一般可再生利用、基本无毒害作用的EPDM、PVC、TPO等防水材料的成功研发等为我国防水材料的进一步发展提供了明确的前进方向。
2沥青类防水材料
2.1发展历史
中国古代建筑防水主要依赖于茅草和瓦，但经常会出现漏水等现象，为了避免漏水，金属卷材――铅锡背随之产生，这就是早期的柔性防水材料。随着科技发展和社会进步，天然沥青逐渐进入了人类的防水领域。欧洲最早利用沥青防水材料制成了沥青纸胎油毡，于20世纪20年代传入中国，并在我过大面积用于防水工程，但这种防水材料施工工艺要求高，同时对操作人员和环境都产生严重的毒害作用，因此，逐步被沥青添加量少、性能稳定、对环境危害小和施工要求低的改性沥青防水卷材所取代。
2.2优点及应用现状
改性沥青防水卷材是以高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维为胎体而制得的防水材料，它从最初的沥青纸胎油毡发展到现在的多种改性沥青防水卷材，经历了漫长的发展历程。其具有软化点高，低温性能好，良好的不透水性和抗腐蚀性，抗变形性和自愈性良好，断裂延伸率高，采用热熔法或冷粘法施工，使用年限长，因此广泛应用于一般工业和民用建筑工程地下及屋面防水，同时适用于桥梁、停车场、游泳池等重要的防水工程。
目前，我国的防水工程中改性沥青防水卷材占到了80%左右，高分子防水卷材占10%左右，其他种类防水卷材占10%左右。对于改性沥青防水材料，主要有SBS改性沥青、APP改性沥青等。意大利95%采用APP改性沥青防水卷材；法国85%采用SBS改性沥青防水卷材；德国50%采用乙烯共聚物沥青防水卷材。
2.3存在问题及解决方案
由于改性沥青防水卷材主要材料有石油沥青，高分子聚合物等，石油沥青种类繁多，质量参差不齐，导致生产的防水材料质量差距巨大，而目前对防水卷材耐老化性能的检测手段在短时期内又无法完成，因此假冒伪劣产品经常出现在市场上，对消费者的合法利益造成了侵害。造成以上现象的主要原因就是行业普遍水平偏低，中小规模企业占据主导地位，同时，国家的产业政策落实不到位，监管不力，市场秩序混乱。
针对以上问题，首先要从思想上重视防水工程的重要性，建立完善的法律法规，为市场的规范性提供有力的保障。在产品发展与升级上，要加强产业结构调整，加大科研投资力度，培养专业高精尖研究人才，生产出优质高效，低价环保的具有竞争性的新型防水材料。同时更要发挥标准的标杆作用，引领行业的正确发展方向，强化品牌意识和信用建设，争取使防水材料市场发展的更好更快。
参考文献
[1]林柏章.建筑防水材料及PVC防水卷材的现状与应用[J].建材与装饰，2008，1：277-278.
无机高分子材料的应用篇4
【关键词】金属材料；能源状况；相关技术
0引言
人类的发展历史证明，在人类生存和发展中，主要的物质基础就是材料，现代文明基础的重要支柱就是材料工业和能源。材料工业的发展在人类社会发展中占据着比较重要的位置，人们常常将主要的材料体系分为四个：一是金属材料；二是有机高分子材料；三是无机非金属材料；四是复合材料等。无机非金属材料是由比较传统的硅酸盐材料形成的，对于现代来说，无机非金属材料得到了较大规模的扩展，涉及从最早的硅酸盐领域到现在的碳化物、卤化物以及磷酸盐等等多个方面的领域。
1无机非金属材料的结构以及特性
无机非金属材料的相关元素结合力主要分为三种，一是离子键；二是共价键；三是离子共价键的结合。这种化学键具有的高键较强的特点，就会给材料带来一些主要的特性，一是熔点高；二是具有较高硬度；三是较强的耐磨损性能；四是很高的强度；五是较好的抗氧化性能，六是良好的导电性能；七是较好的透光性；八是铁电性能；九是铁磁性能；十是具有一定的压电性能。
2无机非金属材料的发展
无机非金属材料主要分为两大类，一是比较传统的无机非金属材料；二是新型无机非金属材料。传统的无机非金属材料主要有四类：一是水泥和一些相关的制品；二是玻璃和一些相关的制品；三是日常能够遇到的陶瓷；四是电瓷和磨料等等，它们不仅和人们的生活有密切的联系，同时还和生产有着联系，也是工业以及基础建设过程中不能缺少的材料之一。新型无机非金属材料不仅具有一些比较特殊的功能，同时也是具有一定用途的材料，它是现代新技术和产业、生物工程中都不能缺少的物质基础，主要有非晶体材料、人工晶体等等。无机非金属材料都是在高温的情况下才能够制成的，产生高温的主要来源就是能源，由此可以看出，无机非金属材料在一定程度上和能源相关的工业具有一定的联系。
3相关行业技术状况的分析
随着人类文明以及科学技术不断的发展，无机金属材料工业也在不断的发展起来，我们主要介绍一下无机非金属材料在相关能源行业技术状况。
3.1陶瓷工业
随着经济不断的发展，先进技术得到了比较广泛的使用，发展了具有现代技术的窑车式隧道窑，不仅产品的质量得到了比较大的提高，还降低了能源损耗，同时也减少了工人的劳动强度，对生活的环境起到了一定的改善作用，并在窑车的基础上进行不断的改造，最后推出了像步进窑以及气垫窑等等。辊道窑的使用，促进了烧成的速度，辊道窑在进行烧成的过程中，要求也是比较严格的，使其实现了全自动控制的相关操作，在一定程度上对人力资源起到了节省的作用。使用高质量的燃料对其进行烧成，并会烧制成高质量的产品，大多数的厂家都会抛弃传统的燃料，转而使用比较洁净低污染的燃料，减少了对环境的污染。
3.2水泥工业
随着对水泥生产的工艺进行不断的改善和发展，产生了充分利用现代技术的科学管理方法，同时制造出新型的干法回转窑系统，水泥的生产开始朝向高质量、低料消耗和低热消耗以及低电消耗等方面发展。随着水泥窑单机生产的规模不断扩大，产生了一种新的干型法水泥回转窑生产的相关系统，它在水泥生产的整个过程中占有着比较重要的位置，可以进一步对生产的能耗进行降低，促进了生产效率的提高，符合低消耗生产的发展规律。由此可以看出，传统的无机非金属材料已经朝向低污染、高增长的方向发展。
3.3新型无机非金属材料
针对新型无机非金属材料来说，虽然在用量上不是很大，但它所具有的特殊性能会在一定程度上满足各种比较特殊的需求，随着经济和科技不断的发展，人们对其进行了比较深刻的研究，在一定程度上扩宽了其发展的领域。现在的使用范围主要分为：一是纳米材料上的应用；二是梯度材料上的应用；三是超导陶瓷材料上的应用；四是电压陶瓷材料上的应用；五是生物陶瓷材料上的应用以及仿生材料上应用；六是复合新技术材料生的应用等等。
3.4无机非金属能源材料
从无机非金属能源材料和与其相关比较密切的能源工业方面来看，无机非金属材料在工业上用的主要就是燃料以及电能，燃料主要是在工业的生产上进行应用，电能主要在新型的无机非金属材料生产的过程中进行有效的应用。相对来说燃料是一次性能源，而无机非金属行业经常用到的燃料主要是煤、天然气、以及城市煤气等等。煤的燃烧会给环境带来一定的污染，而天然气对环境污染的程度相对来说是比较小的。
4总结
大多数的无机非金属工业在生产的过程中，使用的都是非清洁的燃料，在生产消耗上有较大的浪费，热效率相对来说也是比较低的，由此可以看出，能源是不能够进行持续发展的，在一定程度上也会给环境带来污染。同时生产过程中使用的也是一些不可再生的资源，这样就会导致资源枯竭的可能，所以要找到一种新的能源进行替补，才能保护我们赖以生存的环境，促进国民经济健康发展。
【参考文献】
[1]徐宏，黄伟，程存康，古宏晨.钛乙二醇盐的制备及其在聚酯缩聚催化与原位功能复合中的应用[C]//北京：科技、工程与经济社会协调发展――中国科协第五届青年学术年会论文集，2004，25（12）：130-138.
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无机高分子材料的应用篇5
一、影响高分子材料老化的环境因素
1.太阳光对高分子的影响
目前太阳光是影响高分子材料老化的主要原因,而且是不可避免的,太阳光中含有大量的紫外线,是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收,从而产生复杂的化学反应;另一部分太阳光中的红外线,红外线接触高分子材料后,使得高分子材料吸收温度迅速上升,这就加剧了高分子材料的热老化性,从而降低了使用寿命。
2.空气中氧对高分子的影响
氧无处不在,而且属于极活泼气体,在高分子材料表面受到太阳光照射后极易发生氧化反应,像我们平时看到的铜绿,所谓的铜绿就是铜在光的照射下发生氧化反应而形成表面的一层保护介质。这样的现象还有很多,并且为无法避免不可逆的,然而高分子材料和我们息息相关,在日常的加工、运输、使用过程中都不可避免的接触氧,所以氧也是导致高分子材料老化的主要因素。
3.外部作用——机械力对高分子材料的影响
高分子材料在使用过程中不可避免的接触外部因素作用,外部作用在一定程度下导致了高分子材料的老化进程。例如汽车轮胎,它属于高分子材料橡胶,橡胶的突出特点是分子链柔性好,在外部车轮和车承载力的作用下,易发生较大程度的变形,由于它特殊的分子原理可迅速恢复,如果长时间施加机械力,橡胶内的分子链受到破坏发生变形导致龟裂,加速了高分子材料的老化过程。
4.水和电对高分子材料的影响
由于高分子材料的分子内部结构特殊,含有一种亲和水性很好的物质,在高分子材料遇到水后易破坏分子结构而易被水解;高分子内部的组织键对电的反应更加敏感,一旦接通电源,分子就形成了大量不规则运动而剧烈反应,有效的破坏了分子弱键,导致高分子材料失效电解游离。
二、高分子材料老化的具体表现
高分子材料老化顾名思义就是通过外部作用破坏了高分子内部结构,分子量变小,生成新的物质或发生降解的过程。一般分为物理老化和化学老化,物理老化可逆转比较好恢复,例如,一些高分子材料在外部压力作用下产生变形,但去除外力后即可恢复原状。还有一些高分子材料受潮后绝缘性降低,表现为失效,但干燥后即可利用。化学老化就较复杂了,它是高分子内部键和键之间发生的不可逆现象,较能控制和恢复。老化后的材料强度降低、韧性、稳定性、耐热性及颜色等各方面都出现不同程度的破坏和降低,影响其正常使用功能。高分子材料老化外观主要表现为颜色变淡,出现斑点、龟裂、粉化等现象;内部老化则表现为水解、电解、冲击强度、抗拉强度等减低,从而达到高分子材料的疲劳极限,丧失其使用价值。
三、缓解老化的具体措施
现阶段,研究高分子材料老化和抗老化问题是一个实际关键性问题,由于高分子材料内部结构比较复杂,反应条件成熟,反应机理无法避免,所以对高分子研究领域内还无法真正杜绝其老化现象,只能对老化做辅助性的延缓作用,从而增加高分子材料的使用寿命。
1.物理防护措施
物理防护就是应用外部因素影响高分子的作用,它可以完全控制一般的物理老化,对实质性的化学老化起到一定的延缓作用。例如,常年暴晒和雨淋的大棚塑料薄膜,经日照后分子受热发生氧化,促使透明度降低,薄膜脆化,如何延长塑料薄膜的使用寿命,增大农民的经济效益,人们利用在薄膜上覆盖草栅,降低塑料薄膜和日光接触时间,从而达到了延长塑料寿命的目的。其次,在高分子材料中加一种延缓剂、防老剂来增加抗老化机理。例如,机械设备一般都是用机械材料(铁、铜、钢等)通过键槽连接组成的一个具有规范运动的主体,但因长期暴露在空气中,设备表面经常看到锈迹斑斑,影响了设备的美观,人们就针对此现象发明了油漆,油漆涂在设备表面有效阻止了设备与空气接触的面积,起到了使之无法氧化的目的。像运用物理方法保护高分子材料老化的现象还有很多,它成本低实施简单,现已被人们广泛利用。
2.改变高分子本身易老化的特点
引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱键或不饱和双键,由于分子内部存在弱键、不饱和键使得高分子材料特别不稳定,易于和空气中的氢键氧键发生反应生成新的物质,如改变其不稳定键使之成为饱和键,那它抗老化性就大大增加。例如橡胶中的碳-碳键极易与空气发生臭氧老化和光氧老化。针对这一现象,在橡胶中加入氯原子键,氯原子键有很好的吸附电子基功能,从而提高了橡胶的抗老化性。举一反三,像这种在高分子材料中加入键基减少支链使其稳定,也是我们提高抗老化的有力措施。
无机高分子材料的应用篇6
1．1材料决定成本
机械设计的本质就是要把机械产品(可能是零部件，也可能是一套设备)在最初的设计要求下设计出来，并投入于实际的使用中。我们知道，有时，一种机械设备有很多种材料都能满足设计要求，但材料不同，其生产成本会存在一定的差异。若在具体的设计中，选择使用价格较高的材料，则会由于其成本过高，而使得生产的机械无法在市场中取得价格优势。成本不止是机械产品在市场中保持竞争力的关键，同时也是企业引进设备时的主要考虑因素。所以，为了使机械设备可以让更多的企业认可，机械设计首先就要把成本问题考虑进去。作为成本的重要组成部分———材料是必须优先考虑的因素。
1．2材料决定性能
一般情况下，材料的特性不同，会表现出不同的性能;但不同材料在一定条件下往往也能表现出同样的性能。这就为材料的选择提供了多种思路。拿我们常见的机械设计材料来说，金属材料的特性在于有良好的性能且有较高的强度，但是有不少金属材料会在潮湿环境下改变其使用性能;高分子材料往往有较强的弹性以及耐腐蚀性，但是在高温条件下很容易出现变形，从而导致性能发生变化。所以我们在选择相应的材料时，一定要考虑其未来的工作环境。因此，机械设计要以合理的成本为前提，同时还要把材料的性能考虑进去，以使得材料可以满足机械设计的根本要求。只有满足使用性能要求，才能够从质量上保证产品能经得起市场的检验。
1．3材料决定质量
对于机械行业而言，往往是一个机械产品设计由多种材料来制成的，尤其是一套设备。若机械设计中使用了合理的材料，机械产品中的一切环节，就可以在机械产品的使用性能得以确保的情况下，把其优点全部体现出来，并尽可能地减少其中的缺点，使机械产品的质量真正收到1+1＞2的效果;相反，机械产品任何一个环节出问题，都会导致整体质量下降，机械设备无法达到相应的效果。所以，质量也是企业引入机械产品时考虑的另一重要因素。只有质量过得硬，才能够在企业中获得较好的口碑，才真正地能立足于市场。
2机械设计中材料的应用特质
2．1金属材料
金属材料在机械设计中是一种非常常见的材料。通常来说，金属材料主要有铁、锡、铝、金、银、铜等，材料不同，产品的价格也会有所不同，同时性能也会有较大的区别。但是，总的来看，金属材料的优势就在于:容易得到、耐磨损、耐热性和导热性强，还有一些金属有较强的硬度和柔韧性。
2．2陶瓷材料
陶瓷材料也是机械设计中一种常用的材料。陶瓷材料的优势在于有较高的硬度，其硬度基本上与金属材料差不多;它也可以承受一定的腐蚀，尤其是对于化学材料的侵蚀不敏感，所以不会有太大的影响;重量不是太重，和同体积金属材料相比，其重量远低于金属。然而，陶瓷材料不仅较硬，且抗冲击能力较差，一旦受到冲击，就很有可能再无法使用;同时陶瓷材料的价格也偏高。
2．3复合材料
复合材料主要指的是两种不同性能的材料的组合，从而达到取长补短的效果。这比单一性能的材料的优势更加明显。复合材料主要有铝不锈钢、玻璃钢、碳纤维等，不同的复合材料往往价格差异较大。考虑到复合材料可以把单一材料的性能优点全部综合在一起，所以复合材料在设计时会被经常使用。在不久的将来，随着人们不断地对材料的性能提出越来越多的要求，会有大量的新型复合材料出现在机械产品中，复合材料也会在机械设计中被越来越多地选用。
2．4高分子材料
在机械设计中，高分子材料虽然使用的频率不高，但是其在一些重要的机械产品中也有使用。主要的高分子材料有纤维材料、塑料材料、橡胶材料等。高分子材料最大的优势在于重量不重，且性价比高，所以有不少的企业喜欢使用。在一些较为特殊的情况下，高分子材料可以使机械产品提升性价比。但高分子材料本身也有自己的不足，例如橡胶材料的耐腐蚀性差，如果有化学物品出现侵蚀，就会使其原有性能失去;塑料材料耐高温性差，若是碰到了高温环境，就会进一步降低其使用性能。
3机械设计中材料的选择与应用要关注的因素
3．1性能因素
机械的设计对材料的要求主要体现在对材料性能的要求上。材料的性能符合设计的标准时，设计出来的产品才能保证其质量;当材料无法满足设计诸多方面的要求时，意味着设计就无法达到预期的效果。比如，有些产品在强度和载荷等方面有严格的要求，这就要求选择的材料必须满足产品生产所需的性能，如果在设计的环节忽视了产品的性能要求，设计出来的产品将会受到材料的制约无法生产，或者即便能够生产，也达不到设计要求。所以在产品设计的环节，考虑生产产品的材料性能是非常重要的。
3．2工艺因素
产品从设计到成品还要经历一个重要的环节，就是产品的加工。而产品的加工，不仅会受到设计理念的影响，还会因为加工工艺的差异导致产品质量下降、性能降低等问题。因为产品的加工是复杂的环节，包括了多种工艺流程，每一个流程中的细小疏漏和差异都会对产品的性能产生一定的影响。比如说在焊接产品的过程中，焊接强度的不同，工人焊接技术的差异，都会对产品的加工质量产生一定的影响。所以在考虑材料性能的同时还应该考虑加工工艺对材料的使用产生的影响。
3．3环境因素
产品的加工对环境也有一定的要求。比如说金属材料在一定的温度条件下，受其热胀冷缩的特征影响，会出现变形或者其他难以预测的情况，所以在对原材料进行设计的过程中应该考虑生产场地的温度、湿度等环境因素，当金属原材料在特殊环境中进行加工生产时，会因为环境的不同导致产品的性能降低，从而导致产品的质量出现无法弥补的问题，给企业带来损失。因此在设计机械产品前，应该充分分析生产环境会对产品加工带来哪些影响，适当调整产品加工的时间，确保产品的质量。
3．4价格因素