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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划环保高分子材料新型高分子材料的应用【摘要】自20世纪30年代以来，高分子科学技术的发展极为迅猛。高分子材料特别是合成高分子材料由于其具有的优异功能，已在信息、生命等新技术领域，以及农业、国防、医学和环境保护等方面中发挥着重要作用。通过对高分子化学课程的学习，查阅相关文献，对高分子材料的应用有了更深的了解。【关键字】高分子材料；应用；农业；国防；医学；环境保护0.引言高分子材料是指由相对分子质量较大的化合物分子构成的材料。按其来源，高分子材料可分为天然，合成，半合成材料，包括了塑料，合
2、成纤维，合成橡胶，涂料，粘合剂和高分子基复合材料。从1907年高分子酚醛树脂的出现以来，高分子材料因其普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展。然而，现在大规模生产的还只是在寻常条件下能够使用的高分子物质，即通用高分子。它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点，而现代工程技术的发展对高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的开发与应用尤为重要。耐高温、高强度、高模量、高冲击性、耐极端条件等高性能的新型高分子材料的开发与应用不但能解决现阶段的高分子材料所面临的问题，而且也将积极地推动高分子材料向功能化、智能化、精细化方向的发展。与此同时，我国十二五计划也将高分子材料的开
3、发研究纳入了其中，作为其重要研究方向之一的新型高分子材料的开发研究必将会极大地推动我国材料技术的发展。1.新型高分子材料在农业上的应用新型高分子材料对于土地干旱问题的解决高吸水树脂是一类具有亲水性和特殊吸湿能力的高聚物总称。从化学组成上看，它们是一些电解质单体与亲水单体的微交联聚合物。从结构上看，高吸水树脂是含有大量亲水集团的低交联度的三维空间网络，一方面具有高分子电解质的分子扩张性能，同时由于其微交联三维网络结构阻碍了分子的进一步扩张，二者的矛盾作用使分子可以在水中分散而不溶解，所以可以吸收和保持自身重量几百甚至上千倍的水分，而且在加压和一定温度条件下不容易脱水。高吸水树脂是不溶于水的高分子
4、聚合物，是使水溶性聚合物在一定条件下接枝、共聚、交联。形成不溶于水，能够高度吸水的高吸水树脂，是通过交联在聚合物内部形成的三维空间网状结构，其分子中含有大量的强亲水性官能团。当网络结构聚合物分散于水中时，水分子渗入吸水树脂中使其溶胀，进一步亲水而形成凝胶化，呈高吸水性状态。高分子水凝胶中的水分，不仅在自然条件下蒸发速度明显下降，而且在加压条件下也不易离析，表现出很强的保水能力。高吸水树脂具有多次重复吸水能力，吸水树脂施入土壤后，随着作物的生长发育，土壤会遇到多次干湿交替过程，这就要求吸水树脂应具有良好的再吸水能力。2.新型高分子材料在国防中应用高分子材料在智能隐身技术中的应用随着军用探测技术的
5、迅速发展,军事目标面临着各种雷达探测系统、红外探测系统以及光学观测系统日趋严重的威胁,导弹技术的发展使目标几乎处于“被发现即等于被命中摧毁”的程度,因此,提高军事目标的生存能力,降低被探测和发现的概率,对于现代战争来说,具有十分重要的意义。智能隐身材料是伴随着智能材料的发展和装备隐身需求而发展起来的一种功能材料,它是一种对外界信号具有感知功能、信息处理功能、自动调节自身电磁特性功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料/系统。区别于传统的外加式隐身和内在式雷达波隐身思路设计,为隐身材料的发展和设计提供了崭新的思路,是隐身技术发展的必然趋势,高分子聚合物材料以其可在微观体系即分子水平上对材料进
6、行设计、通过化学键、氢键等组装而成具有多种智能特性而成为智能隐身领域的一个重要发展方向。红外智能隐身材料随着红外探测技术的不断进步以及背景环境的快速变化,传统意义的红外伪装-单一被动抑制目标红外辐射、改变辐射特性已经越来越不能适应现代战场的要求,对红外隐身材料的研究也在不断发展,尤其是在动态红外智能隐身材料研究方面。1995年,P.Chandrasekhar对导电高分子电致变色材料的红外发射性能进行研究,发现在中远红外宽频范围(0.4m45m)具有可控的红外发射率变化(0.30.7)以适应背景的红外发射率,实现动态红外伪装。美国陆军应用导电高分子电致变色材料(PEDT/PPS)制作士兵服装,使
7、士兵能够在夜间不被敌方的探测器发现。对舰船、坦克、车辆等武器装备在不同环境下的伪装要求,采用导电高分子电致变色涂层(聚苯胺/聚二苯胺涂层),利用其红外发射率不同而达到夜间或白天红外伪装的目的,此种材料还可使武器装备表面涂层呈现不同的可见光迷彩伪装效果。为了调节目标表面温度变化范围,可以采用考虑大热惯量材料,其中相变材料是其中一种很有发展前途的材料,相变材料是在某一温度发生相变时,吸收热量,因而达到蓄热调温的作用,使物体表面温度下降,辐射率减小,达到红外隐身的效果,而且此过程是可的,Mckinney等将相变高分子材料(主要是链烷烃和某些塑性晶体如2,2二甲基21,3丙二醇(DMP)、2烃甲基22
8、2甲基21,3丙二醇(HMP)用无机或有机高分子材料进行包覆制成微胶囊,再将这种微胶囊作为填料加入到涂料中,或者加入到树脂中挤压形成纤维,将涂料或织物覆盖于物体表面,当温度升高时,相变高分子材料发生相变吸热,塑性晶体分子结构发生变化吸热,降低表面温度,温度降低时,相变高分子材料发生相变放热,升高表面温度,利用高相变热储材料的可逆过程,达到红外伪装的目的,当然在具体应用时,还应该考虑隐身材料所应用目标的温度和环境因素等来动态调节物体表面温度。虽然这种高分子材料还未见应用于红外智能隐身材料的报道,不过从材料特性看,这种高分子材料具有未来应用于红外智能隐身的潜力。可见光智能隐身材料为了提高目标在可见
9、光背景下的伪装能力,有些国家致力于伪装材料在可见光背景下的环境自适应技术研究,其中电致、光致变色高分子材料成为可见光智能隐身的一个重要研究方向。据报道,美国空军研究了一种导电聚苯胺复合材料,可用于调节飞机蒙皮的亮度和颜色,它是通过安装在飞机各个侧面的可见光传感器控制它的光电等特性,在不加电时,它是透光的,在加电时,可同时改变亮度和颜色,使用这种蒙皮的飞机,在飞行中从上往下看,它的上部颜色与它下面地表的主体颜色相近,从下往上看,它的底部颜色与太空背景一致,而且蒙皮加电时,能够散射雷达波,使跟踪雷达的探测距离缩短一半以上。美国佛罗里达大学研制出一种电致变色聚合物材料,将这种材料制成薄板覆盖在目标表
10、面,板在加电时能发光并改变颜色,在不同电压的控制下会发出蓝、灰、白等不同颜色的光,必要时还可产生淡淡不同的色调,以便与太空的色调相一致,能够消除目标与背景的色差,达到可见光隐身的效果。美国研制出一种电致变色高分子材料可用于可见光伪装智能材料,据称,在聚氨酯分子中嵌入高活性的丁二炔链段,在适当的条件下,丁二炔聚合成聚丁二炔,形成具有自由电子的共轭结构,从而改变了整个材料的颜色和光强度,在此基础上,在材料系统中加入传感器和控制器,使用带有SiC光探测器的窄带通滤波器可以识别环境的波长和光强度,再将输出信号经模拟数字转换器传输给微处理器进行识别和数据处理,并发出控制指令以改变材料的颜色和强度,从而达
11、到智能隐身的效果。目前正在研究的可用于可见光智能隐身的光致变色高分子材料主要还有:含硫卡巴腙配合物的光致变色高分子材料;含偶氮苯的光致变色高分子材料;含螺苯并吡喃的光致变色高分子材料;氧化还原型光致变色高分子材料。3.新型高分子材料在医学上的应用高分子材料具有质轻、耐酸碱等特点,在电子电气、机械等领域己得以广泛应用相对而言,其在医药制剂领域的应用,不论从品种上,还是数量上均较少。不过,近几年来,随着许多新性能高分子材料的涌现及医药制剂工业的迅猛发展,高分子材料越来越广泛地应用于新药的研究与开发中,并在其中发挥了十分重要的作用。高分子材料在治疗哮喘药物上的应用沙丁胺醇属选择性受体激动剂,是目前治
12、疗哮喘的常用药物。但普通药剂口服后很难在凌晨3:004:00时哮喘发作高峰期发挥疗效。郭涛等以硫酸沙丁胺醇为原料,以梭甲基淀粉钠作崩解剂,不溶性淀粉作填充剂,经适当工艺制作成片芯,然后选用PEG6000作致孔剂,再加入调节剂、隔水层等制成包衣片。由可降解高分子材料综述摘要：生物可降解高分子材料是一类清洁环保的材料，具有很广阔的前景。本文主要介绍可降解高分子的降解机理，天然可降解高分子、合成可降解高分子材料、生物降解性能的评价方法及其应用等方面综合概述了可降解高分子材料的基本知识。关键字：生物降解机理、可降解高分子、高分子材料引言：生物可降解高分子材料,是一种环保高分子材料,它是在一定条件下,能
13、在微生物分泌酶的作用下由大分子分解为小分子的材料。在一次性用品、日常生活用品、农业用品,以及纺织和相关科学领域,生物可降解高分子材料都引起极大的关注,这种可降解高分子极大地改善了原来的高分子材料使用后无法自然分解而产生大量废弃物的缺陷,能从根本上解决废弃物所造成的环境问题。另外这类材料可在生物体内分解,参与人体的新陈代谢,并最终排出体外。利用其可降解性,也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。生物降解机理：生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应,以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段:水合作用、
14、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。高分子水合作用是由依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂引发的水合作用,其后高分子主链可能因化学或酶催化水解而破裂,高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低,可由高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致质量损失和相对分子质量降低,最后相对分子质量足够低的分子链小段被酶进一步代谢为水、二氧化碳等物质。生物降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用、相互促进的物理化学过程。天然生物可降解高分子：纤维素、淀粉、甲壳素、蛋白质等天然高分子在自然界资源丰富,这类自然生长、自然分解的产物完全无毒,但大多不具热塑性
15、,成型加工困难,耐水性差,往往不能单独使用。现在一般将其和化学试剂反应,合成生物可降解高分子材料,掺混制成高分子合金,或对其进行改进,使其具有可加工性。以下列举几种主要的天然可降解高分子材料及其应用。纤维素纤维素结构重复单元的B-(1-4)聚葡萄糖酐是非常稳定的联接,也易于形成氢键。因而,天然纤维素材料强度高,难以被大多数有机体所消化。不过,有两类纤维素材料经过结构改性而在工业上得到了广泛应用:一类是再生纤维素,另一类是化学改性纤维素。再生纤维素适合用于纤维与薄膜的制造,日本四国工业试验所开发了以乙酰多糖和纤维素为主要成分的高分子材料,试制的生物降解薄膜、无纺布、发泡塑料等已接近实用化。纤维素
16、酯、纤维素醚、纤维素缩醛化合物等常用的化学改性纤维,其生物降解性与羟基反应的程度有关。因此加大纤维素羟基的反应程度也是纤维素改性使用的一个方向。淀粉淀粉含有A(1-4)联接的聚糖直链淀粉和通过A(1-4)和A(1-6)联接成高度支化的支链淀粉。这两种联接都比B(1-4)联接弱。所以,在活体组织中,淀粉是可吸收的,纤维素是不可吸收的。但是,淀粉的热塑性很差,而亲水性过强,使其加工成型变得非常困难。因此,通常需要合成淀粉的衍生物,或与其它高聚物共混,如与聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等共混,可以形成生物降解性能良好的高分子材料。甲壳质甲壳质是由2-乙酰氨基2-脱氧-B-D-萄萄糖通过B(1,4)苷键连接而成的线性聚合物,普遍存在于虾
