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關(guān)鍵詞:高分子材料;阻燃方法;研究與分析
前言
高分子材料的燃燒要滿足兩個條件,一個是適宜的溫度,一個是分解出的可燃物的濃度,由此可見,要想阻止高分子材料燃燒就要從這兩個方面著手,只要能有效的提高高分子材料的阻燃性,就能夠拉動企業(yè)的經(jīng)濟建設的穩(wěn)定發(fā)展。文章將針對高分子材料的阻燃方法進行詳細的分析。
1 高分子材料的阻燃方法
1.1 通過在高分子材料中加入阻燃劑實現(xiàn)阻燃
通過在高分子材料中嫁娶阻燃劑實現(xiàn)阻燃的方法是目前我國應用最為廣泛的阻燃方式,利用阻燃劑與高分子材料分解出來的可燃物之間的結(jié)合,來實現(xiàn)提高高分子材料阻燃性能的目的,這種方法最大的優(yōu)點就是它的成本比較低,而且在對不同的高分子材料的阻燃劑調(diào)整上面也比較的靈活,是一種經(jīng)濟適用的高分子材料阻燃方法,與此同時,這種方式也存在一定的弊端,技術(shù)添加的阻燃劑中的元素可能會與高分子材料之間發(fā)生化學反應,從而影響高分子材料的性能[1]。因此,在阻燃劑的選擇上面一定要非常的慎重,要在不影響高分子材料或者是影響較小的前提下,加入合適的阻燃劑來阻止高分子材料的燃燒。
1.2 通過與高分子材料進行化學反應進行阻燃
化學反應一直是一個非常復雜的過程,可能你改變了其中的一個分子機構(gòu)就會產(chǎn)生不一樣的效果。高分子材料的化學反應阻燃就是使用了這種方法,將某種元素通過化學反應接入或者替換高分子材料的化學鏈中,在不影響高分子材料的性能的前提下,改變高分子材料的性能,將高分子材料從可燃性極強轉(zhuǎn)變到具有阻燃性能的高分子材料。能夠?qū)崿F(xiàn)高分子材料阻燃性的元素有很多,像是硼、硅、金屬原子等都可以做到。
1.3 通過改變高分子材料表面的阻燃性能來實現(xiàn)阻燃
通過化學反應來實現(xiàn)高分子材料的阻燃主要是通過將某種元素接入或者替換高分子材料的化學鏈上,可能會影響高分子材料的性能,但是改變高分子表面材料的阻燃性能就不一樣了,同樣也是采用專業(yè)的技術(shù)將元素接入或者替換,但是這種方式?jīng)]有將元素接入到高分子材料的主鏈上,而是只對高分子材料的表面進行改進,這樣就不會影響到高分子材料的性能的同時,還實現(xiàn)了對于高分子材料的阻燃,避免了阻燃劑以及化學反應給高分子材料性能上帶來的影響[2]。但是這種方法也存在一定的弊端,就是在它的操作過程非常的復雜,在時間上耗費也比較久,而且在資金成本上面也非常的昂貴,因此在實際生產(chǎn)中并不適用。由此可見,我國的專家學者還需要對于高分子材料的阻燃性能不斷的研究。
1.4 將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起
為了加強高分子材料的阻燃性,我們可以將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起,這種方式不僅有效的阻止了高分子材料的燃燒,在持續(xù)的時間上也是非常的長久的,在實際的應用中可以說是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外,這種將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保護高分子材料的性能上也有也有很大的幫助,避免了阻燃劑等給高分子材料帶來的負面影響。
1.5 采用納米科技的方式來實現(xiàn)高分子材料的阻燃
隨著時代的不斷變化,我國的科學技術(shù)也在不斷的提高,近幾年來,我國在納米科技方面也有著廣泛的應用,高分子材料的阻燃就是其中一項,采用納米技術(shù)實現(xiàn)高分子材料的阻燃可以說是為我國的科學事業(yè)開辟了一條全新的道路。通過納米技術(shù)進入到高分子材料的內(nèi)部,對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行一系列的改造工作,將普通的高分子材料改造成阻燃性能比較強的高分子材料,極大的降低了危險的發(fā)生[4]。使用納米技術(shù)來改變高分子材料的阻燃性能的方法雖然很好,但是在資金成本上的耗費也是非常的巨大的,因此,截止到目前為止,納米技術(shù)的方法還是在研究階段,實際的生產(chǎn)中的應用是非常少的。
1.6 對高分子材料采取兩種或兩種以上的阻燃方式
對高分子材料采取兩種或者使兩種以上的阻燃方式,來進行高分子材料的阻燃主要是為了要滿足各方面的要求,既能夠不改變高分子材料的性能或者是將高分子材料的性能改變降到最低,又能保證高分子材料的阻燃性能,可以說是一個一舉兩得的方法,在我國很多企業(yè)的建設中都有實際的應用,這種方法為高分子材料的阻燃提供了一個多重的保障。
2 結(jié)束語
綜上分析可知,高分子材料的應用已經(jīng)滲透到了我國的各行各業(yè),甚至在人民群眾的日常生活中也有高分子材料的廣泛應用,為了保證企業(yè)經(jīng)濟建設的穩(wěn)定發(fā)展,以及人民生活不受到影響,就要積極的對高分子材料的阻燃性能進行分析,找到最有效解決高分子材料燃燒的問題。
參考文獻
[1]井蒙蒙,劉繼純,劉翠云,等.高分子材料的阻燃方法[J].中國塑料,2012,2:13-19.
[2]徐懌,曹 .高分子材料的阻燃技術(shù)探討[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2011,1:48-50.
[3]程買增,曾幸榮,李偉明,等.阻燃性有機硅高分子材料的研究進展[J].有機硅材料,2003,6:21-25+46.
【文章編號】0450-9889(2017)06C-0078-02
高分子材料是化工產(chǎn)品的一個分支,是目前發(fā)展最快、應用前景最廣且最具生命力的一類化工產(chǎn)品;高分子行業(yè)的迅猛發(fā)展,急需大量復合型人才。而大多數(shù)高校高分子材料專業(yè)的人才培養(yǎng)側(cè)重在材料的合成等偏理論方面,對高分子材料加工成型為終極產(chǎn)品的工藝環(huán)節(jié)關(guān)注的程度不高。廣西大學化學工程與工藝專業(yè)在化工材料加工工藝方面開設了系統(tǒng)的專業(yè)課程群,為“高分子材料成型與工藝”課程的設置打下了堅實的理論基礎(chǔ)。然而,廣西大學化學工程與工藝專業(yè)沒有開設過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等高分子基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程,且該專業(yè)作為一個覆蓋范圍廣泛的交叉的專業(yè),開設的專業(yè)課程很多,所有的專業(yè)課程學時都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學時數(shù)少、無配套實驗的背景下,本文從教學內(nèi)容、教學方法、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學改革進行探索。
一、教材的選用
廣西大學化學化工學院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設時,選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》,學生通過學習可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價及應用,全面系統(tǒng)地了解高分子材料成型技術(shù)的最新知識。教學過程中,學生反映這本教材的難度太大,因為“高分子材料成型與工藝”是一門專業(yè)技術(shù)課程,需在完成化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學、高分子物理和化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課程后,對學生進行綜合訓練。
“高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學期開設的專業(yè)課,此時學生已經(jīng)修完化工熱力學、化工原理、物理化學、有機化學、無機化學、分析化學等基礎(chǔ)理論課,然而基本沒有學過高分子物理、高分子化學、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課,高分子材料方面的基礎(chǔ)較差,加上這本教材講述的理論知識較少,所以學起來較吃力。根據(jù)學生的反映,學院及時更換了教材,采用周達飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點教材,該教材高度概括了高分子材料的最基礎(chǔ)的知識,對加工成型影響很大的高分子流變學基礎(chǔ)知識進行較全面深入的介紹,全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝,也兼顧了新技術(shù)和新方法,難度適中,得到學生好評。
二、教學內(nèi)容的改革
高分子材料成型技術(shù)涉及化學、材料、材料加工、機械等多種學科,“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業(yè)技術(shù)課程,需要廣泛的理論知識基礎(chǔ)?;瘜W工程與工藝專業(yè)的學生基本無高分子材料理論基礎(chǔ)知識,學習起來的確難度很大。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”這條主線展開教學內(nèi)容,重點掌握三者的關(guān)系,強調(diào)成型加工對制品性能的重要性,這是本課程的主題思想,也是高分子材料的工程特征;選用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用國內(nèi)外重要專業(yè)期刊了解行業(yè)最新動態(tài),不斷更新及補充教學內(nèi)容,確保教學內(nèi)容的先進性;在教學內(nèi)容安排上,以高分子材料成型加工的大工程觀點為著眼點,以寬專業(yè)為目標,概況高分子材料理論基礎(chǔ)和概念(詳細的內(nèi)容指定參考范圍讓學生利用課外時間自學),從高分子材料的加工原理出發(fā),著重對成型加工工藝進行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發(fā),對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術(shù)及工藝進行重點講授,然后講授塑料、橡膠及復合材料的成型特點和區(qū)別,對于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文獻中見報道的新的成型方法及工藝,教師建立了QQ群這樣的交流平臺,并將高分子領(lǐng)域權(quán)威的一些微信公眾號分享到平臺上,經(jīng)常轉(zhuǎn)發(fā)高分子材料國際國內(nèi)的重要進展到平臺,引導學生關(guān)注,激發(fā)學生的學習積極性,讓學生以興趣為導向自動組成興趣學習小組的方式進行自學。筆者首先通過課內(nèi)課外結(jié)合強化高分子理論基礎(chǔ)與概念,對成型加工影響最大的流變性在課堂上進行詳細介紹,而其他性能如穩(wěn)定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學習內(nèi)容,在有限的學時內(nèi),節(jié)選核心內(nèi)容,把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規(guī)律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應用體系分成很多小結(jié),而教學過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講,但不同章節(jié)會選不同的材料體系來進行,比如講橡膠的壓延,那么注塑可能選塑料,而擠出可能選復合材料,這樣來兼顧各類高分子材料的成型。
三、教學方法的改革
教學方法是影響教學目標是否能夠?qū)崿F(xiàn)、實現(xiàn)的程度和效率的關(guān)鍵。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程教學存在兩個難點:一是許多內(nèi)容涉及高分子加工機械、設備結(jié)構(gòu)及操作過程,這要求有實際感性認識和直觀性;二是該課程的理論性和實踐性都很強,如何在教學過程中實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合,用理論來解釋生產(chǎn)中的實際問題,或以具體實例來說明理論,促使學生真正掌握知識。針對這些問題,“高分子材料成型與工藝”課程在教學過程中對教學方法、教學手段進行了改革。
(一)現(xiàn)代化教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合。“高分子材料成型與工藝”課程中許多內(nèi)容涉及高分子加工機械、設備結(jié)構(gòu)及操作過程,這要求有實際感性認識和直觀性,同時,該課程的理論性和實踐性都很強。筆者根據(jù)所選用教材,利用PowerPoint加入聲音、圖像、動畫、視頻等各種多媒體信息,并根據(jù)需要設計各種演示效果,將抽象、生澀難懂的知識形象生動地展示給學生,激起學生學習的興趣、吸引他們的注意力,大大加深學生對知識的理解和印象。由于化學化工學院缺乏相應的高分子材料成型教學設備,教學小組聯(lián)系外界資源制作了幾個基本成型工藝的微課,同時廣泛收集案例、動畫演示及成型錄像,不斷補充到授課內(nèi)容中,讓學生對高分子成型工藝及設備等有更直觀的認識,對課件內(nèi)容進行更新和完善,豐富課堂內(nèi)容,加大課堂信息量,使學生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認識,使教學達到事半功倍的效果。
同時,教師也要注意吸取傳統(tǒng)教學中講解的優(yōu)點,將教師的語言、激情和應變能力體現(xiàn)在多媒體教學中,并用眼神、情感、心靈與學生溝通,必要時還要進行板書,讓學生徹底把握一些關(guān)鍵問題。
(二)采用“任務驅(qū)動”教學法和啟發(fā)式互動式教學。與傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學方式不同,筆者在部分知識點的授課中嘗試采用“任務驅(qū)動”教學法,從傳統(tǒng)教學的講授、灌輸和教師主宰課堂,轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織和引導;從單純講解轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學生進行適當?shù)慕涣骱吞接憽9P者在講述“高分子材料配方設計”這一章內(nèi)容時,并沒有按照書本來進行,而是布置了一道思考題“設計食品袋的配方”,讓學生通過自學課本內(nèi)容與上網(wǎng)查找相關(guān)知識等來完成這一思考題,并在學生完成后讓他們用PPT來展示成果,通過討論的形式與學生探討了配方設計中的一些原則與內(nèi)容。
啟發(fā)式互動式教學強調(diào)先讓學生積極思考,再進行適時啟發(fā);教師不僅要加強自身專業(yè)素養(yǎng)和知識積累,而且更重要的是建立師生互動的教學過程,并營造良好的課堂教學氛圍,實現(xiàn)教學相長;教師注意自己角色的轉(zhuǎn)變,良好的學習情境可使學生了解學習任務的必要性和與學習任務相關(guān)的學習信息,從而激發(fā)學習意愿和濃厚的學習興趣;在教學過程中,對于重要的知識點,通過案例教學,與學生共同分析和討論,啟發(fā)學生進行思考,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:高分子材料;發(fā)展;前景
一 高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
高分子材料作為一種重要的材料, 經(jīng)過約半個世紀的發(fā)展巳在各個工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。從高分子材料與國民經(jīng)濟、高技術(shù)和現(xiàn)代生活密切相關(guān)的角度說, 人類已進人了高分子時代。高分子材料工業(yè)不僅要為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的衣食住行用等不斷提供許多量大面廣、日新月異的新產(chǎn)品和新材料又要為發(fā)展高技術(shù)提供更多更有效的高性能結(jié)構(gòu)材料和功能性材料。鑒于此, 我國高分子材料應在進一步開發(fā)通用高分子材料品種、提高技術(shù)水平、擴大生產(chǎn)以滿足市場需要的基礎(chǔ)上重點發(fā)展五個方向:工程塑料,復合材料,液晶高分子材料,高分子分離材料,生物醫(yī)用高分子材料。近年來,隨著電氣、電子、信息、汽車、航空、航天、海洋開發(fā)等尖端技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和為了適應這一發(fā)展的需要并健進其進? 步的發(fā)展, 高分子材料在不斷向高功能化高性能化轉(zhuǎn)變方面日趨活躍,并取得了重大突破。
二 高分子材料各領(lǐng)域的應用
1高分子材料在機械工業(yè)中的應用
高分子材料在機械工業(yè)中的應用越來越廣泛, “ 以塑代鋼” ,“ 塑代鐵” 成為目前材料科學研究的熱門和重點。這類研究拓寬了材料選用范圍,使機械產(chǎn)品從傳統(tǒng)的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經(jīng)濟轉(zhuǎn)變。如聚氨酉旨彈性體,聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出, 在某些有機溶劑 如煤油、砂漿混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機葉輪、蓋板, 廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 對金屬的同比磨耗量比尼龍小, 用聚四氟乙烯、機油、二硫化鑰、化學等改性, 其摩擦系數(shù)和磨耗量更小, 由于其良好的機械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各種齒輪、軸承、凸輪、螺母、各種泵體以及導軌等機械設備的結(jié)構(gòu)零部件。在汽車行業(yè)大量代替鋅、銅、鋁等有色金屬, 還能取代鑄鐵和鋼沖壓件。
2 高分子材料在燃料電池中的應用
高分子電解質(zhì)膜的厚度會對電池性能產(chǎn)生很大的影響, 減薄膜的厚度可大幅度降低電池內(nèi)阻, 獲得大的功率輸出。全氟磺酸質(zhì)子交換 膜的大分子主鏈骨架結(jié)構(gòu)有很好的機械強度和化學耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是電池運轉(zhuǎn)時保水率降低, 又要影響電解質(zhì)膜的導電性, 所以要對反應氣體進行增濕處理。高分子電解質(zhì)膜的加濕技術(shù), 保證了膜的優(yōu)良導電性, 也帶來電池尺寸變大增大左右、系統(tǒng)復雜化以及低溫環(huán)境下水的管理等問題。現(xiàn)在一批新的高分子材料如增強型全氟磺酸型高分子質(zhì)子交換膜耐高溫芳雜環(huán)磺酸基高分子電解質(zhì)膜納米級碳纖維材料新的一導電高分子材料等等, 已經(jīng)得到研究工作者的關(guān)注。
3 高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應用及發(fā)展
高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應用:新一代種子化學處理一般可分為物理包裹利用干型和濕形高分子成膜劑, 包裹種子。種子表面包膜利用高分子成膜劑將農(nóng)用藥物和其他成分涂膜在種子表面。種子物理造粒將種子和其他高分子材料混和造粒, 以改善種子外觀和形狀, 便于機械播種。高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中研究開發(fā)進展:種子處理用高分子材料已經(jīng)從石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向發(fā)展。其中較為常見和重要的高分子材料類型包括多糖類天然高分子材料, 具有在低溫情況下維持較好膜性能的高分子材料, 高吸水性材料, 溫敏材料, 以及綜合利用天然生物資源開發(fā)的天然高分子材料等, 其中利用可持續(xù)生物資源并發(fā)的種衣劑尤為引人關(guān)注。
4 高分子材料在智能隱身技術(shù)中的應用
智能隱身材料是伴隨著智能材料的發(fā)展和裝備隱身需求而發(fā)展起來的一種功能材料,它是一種對外界信號具有感知功能、信息處理功能。自動調(diào)節(jié)自身電磁特、自我指令并對信號作出最佳響應功能的材料/系統(tǒng)。區(qū)別于傳統(tǒng)的外加式隱身和內(nèi)在式雷達波隱身思路設計,為隱身材料的發(fā)展和設計提供了嶄新的思路,是隱身技術(shù)發(fā)展的必然趨勢 ,高分子聚合物材料以其可在微觀體系即分子水平上對材料進行設計、通過化學鍵、氫鍵等組裝而成具有多種智能特性而成為智能隱身領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。
三 高分子材料的發(fā)展前景
1高性能化
進一步提高耐高溫,耐磨性,耐老化,耐腐蝕性及高的機械強度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方向,這對于航空、航天、電子信息技術(shù)、汽車工業(yè)、家用電器領(lǐng)域都有極其重要的作用。高分子材料高性能化的發(fā)展趨勢主要有創(chuàng)造新的高分子聚合物,通過改變催化劑和催化體系,合成工藝及共聚,共混及交聯(lián)等對高分子進行改性,通過新的加工方法改變聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),通過微觀復合方法,對高分子材料進行改性。
2高功能化
功能高分子材料是材料領(lǐng)域最具活力的新領(lǐng)域,目前已研究出了各種各樣新功能的高分子材料,如可以像金屬一樣導熱導電的高聚物,能吸收自重幾千倍的高吸水性樹脂,可以作為人造器官的醫(yī)用高分子材料等。鑒于以上發(fā)展,高分子吸水性材料、光致抗蝕性材料、高分子分離膜、高分子催化劑等都是功能高分子的研究方向。
3復合化
復合材料可克服單一材料的缺點和不足,發(fā)揮不同材料的優(yōu)點,擴大高分子材料的應用范圍,提高經(jīng)濟效益。高性能的結(jié)構(gòu)復合材料是新材料革命的一個重要方向,目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面,今后復合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纖維增強材料的研究與開發(fā),合成具有高強度,優(yōu)良成型加工性能和優(yōu)良耐熱性的基體樹脂,界面性能,粘結(jié)性能的提高及評價技術(shù)的改進等方面。
4智能化
高分子材料的智能化是一項具有挑戰(zhàn)性的重大課題,智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級智能,例如預知預告性,自我診斷,自我修復,自我識別能力等特性,對環(huán)境的變化可以做出合乎要求的解答;根根據(jù)人體的狀態(tài),控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料,根據(jù)生物體生長或愈合的情況或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)用材料。由功能材料到智能材料是材料科學的又一次飛躍,它是新材料,分子原子級工程技術(shù)、生物技術(shù)和人 工智能諸多學科相互融合的一個產(chǎn)物。
5綠色化
雖然高分子材料對我們的日常生活起了很大的促進作用,但是高分子材料帶來的污染我們?nèi)匀徊荒苄∫暋D切纳a(chǎn)到使用能節(jié)約能源與資源,廢棄物排放少,對環(huán)境污染小,又能循環(huán)利用的高分子材料備受關(guān)注,即要求高分子材料生產(chǎn)的綠色化。主要有以下幾個研究方向,開發(fā)原子經(jīng)濟的聚合反應,選用無毒無害的原料,利用可再生資源合成高分子材料,高分子材料的再循環(huán)利用。
四 結(jié)束語
高分子材料為我國的經(jīng)濟建設做出了重要的貢獻,我國已建立了較完善的高分子材料的研究、開發(fā)和生產(chǎn)體系,我國雖然在高分在材料的開發(fā)和綜合利用方面起步較晚,但目前來看也取得了不錯的進步,我們應提高其整體技術(shù)水平,致力于創(chuàng)新的高分在聚合反應和方法,開發(fā)出多種綠色功能材料和智能材料,以提高人類的生活質(zhì)量,并滿足各項工業(yè)和新技術(shù)的需求。
參考文獻:
[1]金關(guān)泰.《高分子化學的理論和應用》,中國石化出版社,1997
關(guān)鍵詞:高分子材料學 表面工程 教學模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2012)04-0055-02
“高分子材料學”是我校材料科學與工程專業(yè)(表面工程方向)的一門專業(yè)課程。表面工程學生的就業(yè)領(lǐng)域主要為材料涂裝、防腐等,學生需要熟悉各種工程材料(金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等)的基本性質(zhì)、制備工藝以及表面處理方面的知識。“高分子材料學”主要介紹高分子材料的制備、性能、成型、改性及應用等方面的知識。
“高分子材料學”這門課共32學時,所選教材為化學工業(yè)出版社出版的《高分子材料基礎(chǔ)》。主要內(nèi)容包括四部分:高分子材料的合成及制備、高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能、常見的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及應用。該教材[1]濃縮了高分子材料與工程專業(yè)的四門專業(yè)主干課共192學時的內(nèi)容,即高分子化學(48學時)、高分子物理(64學時)、高分子材料成型工藝(48學時)、聚合物改性原理及方法(32學時)。
1 “高分子材料學”講授過程中面臨的問題
“高分子材料學”課程的講授具有較大難度,主要表現(xiàn)在以下方面:
該課程涵蓋了高分子材料與工程專業(yè)學生的專業(yè)主干課內(nèi)容,要深入講解這些內(nèi)容,需要近200學時,而針對表面工程學生開設的“高分子材料學”僅僅只有32學時,時間緊,內(nèi)容多,如何合理安排各部分內(nèi)容占的比重是授課教師面臨的首要問題。
“高分子材料學”相關(guān)內(nèi)容的學習,需要學生具備一定的化學基礎(chǔ)及力學基礎(chǔ),而對表面工程的學生而言,因?qū)I(yè)側(cè)重不同,化學課程及機械基礎(chǔ)課開設門類不如高分子材料與工程專業(yè)齊全,導致表面工程的學生在學習“高分子材料學”時,對教材內(nèi)容的理解及掌握有一定難度。這對授課教師備課也提出了更高的要求,如何在有限的學時中適時補充相關(guān)背景知識幫助學生理解,是授課教師需要思考的另一問題。
“高分子材料學”雖為表面工程學生的專業(yè)課之一,但從歷年就業(yè)情況看,表面工程學生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多,而從事高分子材料加工行業(yè)的很少。故必然存在學生對該課程重視程度不夠,學習積極性不高的問題,因此授課教師也需要在教學模式上進行探索創(chuàng)新,充分調(diào)動學生學習的積極性,引導學生主動參與到教學過程中來。
2 “高分子材料學”課程教學模式探索
2.1梳理重點,側(cè)重剖析基本概念
“高分子材料學”學時有限,內(nèi)容繁多,因此需要授課教師在備課時梳理出各章節(jié)的重要知識點和基本概念, 注意各部分內(nèi)容的銜接,并找出線索將各章散落的知識點貫穿起來。
比如,在介紹高分子材料合成及制備時,著重講授加聚反應及縮聚反應的基本步驟,對比這兩種聚合反應的特點及反應產(chǎn)物特性,便于學生掌握常見高分子材料的合成反應類型,了解制備方法對材料性能的影響??紤]到表面工程學生的學科基礎(chǔ)及專業(yè)側(cè)重,對反應速率的計算等知識點不做要求。
再如,課程內(nèi)容第二部分介紹高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能,這部分內(nèi)容為承上啟下的重點章節(jié),高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點在其合成過程中奠定基礎(chǔ),并將在成型過程及改性中得以體現(xiàn)和完善。這部分內(nèi)容體現(xiàn)了高分子材料與其他材料的本質(zhì)區(qū)別,涉及的基本知識點很多,而且多為表面工程學生不熟悉的內(nèi)容。因此,同樣需要通過對比,突出高分子與低分子的結(jié)構(gòu)與性能差異,側(cè)重高分子溫度——形變關(guān)系,結(jié)晶過程及晶體結(jié)構(gòu)等重要知識點的講解。
2.2因材施教,適時補充背景知識
“高分子材料學”中很多知識點的理解離不開有機化學、物理化學等基礎(chǔ)課程的支撐,而表面工程方向的學生并未開設相關(guān)課程。為此,需要教師在講授過程中適時補充背景知識。
例如,在講授高分子合成反應類型對材料性能的影響時,可簡要介紹常見化學基團的特點并聯(lián)想對應的高分子材料的性能特點及成型要點。以聚碳酸酯(PC)為例,這種材料采用縮聚反應制備,分子結(jié)構(gòu)中含有酯基,酯基在一定條件下容易水解,因此可聯(lián)想到PC材料在成型時的高溫條件下應避免水分的存在,防止水解反應發(fā)生導致材料性能劣化。
此外,為彌補學生基礎(chǔ)知識的不足,講授時還可結(jié)合日常生活中的實例進行對照說明。在講授高分子結(jié)晶時,可聯(lián)想泡面模型以及珍珠形成等實例;講授高分子材料降解及添加劑功效時,可結(jié)合塑料制品長期暴曬變色發(fā)脆、塑料拖鞋逐漸由軟變硬等學生熟知的生活常識進行分析。
2.3結(jié)合專業(yè),調(diào)動學生學習積極性
“高分子材料學”為考查科目,且表面工程的學生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多,學生誤認為這門課程與自己的專業(yè)及將來就業(yè)銜接不緊,從而對“高分子材料學”課程重視不夠,故學習積極性也不高。為此,授課教師應有意識的引導學生思考,并采用靈活的考核方式調(diào)動學生的積極性。
筆者在講授此門課程時,并未采用課堂考試的形式進行考核,而是給學生布置了“高分子材料與表面工程”為主題的課程論文撰寫任務,并讓學生制作出相關(guān)的PPT將自己的論文進行口頭陳述,最后根據(jù)其論文撰寫情況、PPT制作情況及陳述情況給出該門課程的成績[2]。課程論文的完成情況直接跟成績掛鉤,能有效調(diào)動學生的積極性及對課程的重視;課程論文的撰寫需要大量專業(yè)文獻為基礎(chǔ),學生在撰寫論文的過程中能自覺關(guān)注及閱讀相關(guān)專業(yè)文獻,有利于拓寬其專業(yè)視野;制作PPT的過程是對課程論文內(nèi)容的凝練,有利于學生理清思路掌握重點;口頭陳述環(huán)節(jié)能有效杜絕學生互相抄襲論文,教師也能通過學生的口頭陳述情況,觀察學生對該門課程基礎(chǔ)知識的掌握程度。
學生通過獨立搜集資料撰寫論文制作PPT并口頭陳述等環(huán)節(jié)的訓練,既能讓他們發(fā)現(xiàn)“高分子材料學”這門課程與所學專業(yè)的緊密聯(lián)系,也鍛煉了他們的資料搜集能力及口頭表達能力,為將來畢業(yè)答辯及就業(yè)面試打下基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
高分子材料是非常重要的工程材料,對于表面工程的學生而言,應該熟悉并掌握這類工程材料的特性?!案叻肿硬牧蠈W”雖然不是表面工程方向的專業(yè)主干課,但涵蓋了高分子材料相關(guān)的大量專業(yè)基礎(chǔ)知識,也是面向表面工程學生開設的唯一一門有關(guān)高分子材料的課程。授課教師應該積極進行教學模式的探索,激發(fā)學生的學習興趣,讓學生在有限的學時中掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。
參考文獻:
[1]張留成,瞿雄偉,丁會利編.高分子材料基礎(chǔ)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:液晶 液晶高分子 應用
中圖分類號:TN15 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)004-031-01
1 引言
液晶高分子材料是在一定條件下可以液晶態(tài)存在的高分子所加工制成的材料,較高分子量和液晶有序的有機結(jié)合使液晶高分子材料具有一些優(yōu)異的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的強度和模量,或具有很小的熱膨脹系數(shù),或具有優(yōu)良的電光性質(zhì)等等。研究和開發(fā)液晶高分子材料,不僅可以提供新的高性能材料從而促使技術(shù)的進步和新技術(shù)的產(chǎn)生,同時可以促進高分子化學、高分子物理學、高分子加工以及高分子應用等領(lǐng)域的發(fā)展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意義。
2 液晶高分子材料的發(fā)展
液晶高分子存在于自然界很多物質(zhì)中,像是生物體中的纖維素、多肽、核酸、蛋白質(zhì)、細胞及細胞膜等都存在液晶態(tài)。液晶的原理首先在1888年由奧地利植物學家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh,Chem,9,421,1888)提出,之后,德國科學家O,Lehamann驗證了液晶的各向異性,他建議將其命名為Fliess,endekrystalle,在英語中也就是液晶(Liquid Crystal或簡化為LC)。19世紀60年代,人們發(fā)現(xiàn)聚對苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中,和聚對苯二甲酰對本二胺溶解在濃硫酸中,都可以形成向列型液晶(根據(jù)分子排列的形式和有序性不同,液晶有三種不同的結(jié)構(gòu)類型:近晶型、向列型和膽甾型。向列型液晶只保留著固體的一維有序性,具有較好的流動性)。剛性分子鏈在溶液中伸展,當其濃度達到臨界濃度時由于部分剛性分子聚集在一起形成有序排列的微區(qū)結(jié)構(gòu),使溶液由各向同性向各向異性轉(zhuǎn)變,由此形成了液晶。隨即,美國杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纖維PPTA(聚對苯二甲酰對苯二胺),標志著液晶高分子研究工業(yè)化發(fā)展的開始。到70~80年代,出現(xiàn)了諸如Xydar(美國Dartin公司,1984年),Vectra(美國Calanese公司,1985年)等一系列商用型熱致液晶,液晶高分子材料逐漸開始推廣。發(fā)展至今,液晶這一形態(tài)已經(jīng)成為一個相當大的物質(zhì)家族,其商業(yè)用途多達幾百種,例如日常生活中所用的液晶顯示手表、計算器、筆記本電腦和高清晰的彩色電視等都已商品化,使得顯示技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生重大的革命性變化。
液晶高分子的一系列不同尋常的性質(zhì)已經(jīng)得到了廣泛的實際應用,其中大家最為熟悉的就是上面說到的液晶顯示技術(shù),它是應用向列型液晶的靈敏的電響應特性和優(yōu)秀的光學特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夾在兩塊導電的玻璃板之間,在施加適當電壓的點上變得不透明,因此當電壓以某種圖形的形式加到液晶薄膜上就產(chǎn)生了圖像。這一原理等同于學生日常學習使用的計算器,在通電時液晶分子排列變得有秩序,使光線容易通過;不通電時分子排列混亂,阻止光線通過,因而顯示出所要計算的數(shù)字。液晶顯示器件最大的優(yōu)點在于耗電低,可以實現(xiàn)微型化和超薄化。與小分子液晶材料相比,液晶高分子在圖形顯示方面的應用前景在于利用其優(yōu)點開發(fā)大面積、平面、超薄型、直接沉積在控制電極表面的顯示器,具有相當大的優(yōu)勢。
液晶高分子還可以利用其熱,光效應來實現(xiàn)光存儲。首先將存儲介質(zhì)制成透光的液晶態(tài)晶體,這時測試的光完全透過,證明沒有信息記錄;當用一束激光照射存儲介質(zhì)時,局部溫度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔體,分子失去有序性:激光消失后,液晶高分子凝結(jié)成不透光的固體,信號被記錄下來。此時如果再照射測試光,將僅有部分光透過,記錄的信息在室溫下永久保存。這同目前常用的存儲介質(zhì)――光盤相比,其對信息的存儲依靠記憶材料內(nèi)部的特性變化使得液晶高分子存儲材料的可靠性更高,而且不用擔心灰塵和表面的劃傷對存儲數(shù)據(jù)的影響,更適合于重要數(shù)據(jù)的長期保存。
此外,將剛性高分子溶液的液晶體系所具有的流變學特性應用于纖維加工過程中,已創(chuàng)造出一種新的紡絲技術(shù)――液晶紡絲,這種新技術(shù)使纖維的力學性能提高了兩倍以上,獲得了高強度、高模量、綜合性能優(yōu)越的纖維。由于剛性高分子溶液形成的液晶體系具有高濃度、低粘度和低切變速率下高度取向的流變學特性,因此采用液晶紡絲便順利地解決了高濃度溶液必然伴隨著高粘度的問題。同時,由于液晶分子的取向,紡絲時可以在較低的牽伸條件下就獲得較高的取向度,避免纖維在高倍拉伸時產(chǎn)生應力和受到損傷。這樣所得的高性能纖維可用于制造防彈衣、纜和特種復合材料等。
3 液晶高分子材料的應用
液晶高分子材料不僅在化學、物理方面得到了廣泛的應用,其在生物醫(yī)學方面的應用也是不可小視的。由于在電、磁、光、熱、力等條件變化時,液晶高分子將發(fā)生顯著的變化,使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透過量和選擇性。因此,利用溶致性液晶(根據(jù)液晶形成條件的不同液晶態(tài)物質(zhì)又可分為“熱致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型過程,如形成層狀結(jié)構(gòu),再進行交聯(lián)固化成膜,可以制備具有部分類似功能的膜材料。脂質(zhì)體是液晶高分子在溶液中形成的一種聚集態(tài),這種微膠囊最重要的應用就是作為定點釋放和緩釋藥物的使用。微膠囊中包裹的藥物隨體液到達病變點后被酶作用破裂釋放出藥物,達到定點釋放藥物的目的。
如前所述,作為新興的功能材料,液晶高分子材料具有很多突出的優(yōu)點。隨著人們對它不斷的研究,液晶高分子材料會逐步代替目前使用的部分金屬和非金屬材料。液晶高分子材料作為一種較新的高分子材料,人們對它的認識還不充分,但在不遠的將來,液晶高分子材料的應用一定會越來越廣泛。對人類的生存和發(fā)展做出新的貢獻。
參考文獻:
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[2]何曼君,張紅東等.高分子物理[M].上海:復旦大學出版社,2007.
關(guān)鍵詞:高分子 材料阻燃技術(shù) 應用 發(fā)展
中圖分類號:TQ31 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)10(b)-0198-02
高分子可燃材料具有優(yōu)良的性能,其應用的范圍也越來越廣,特別是在建筑、交通、家具、電子電器等行業(yè)領(lǐng)域被大量使用,美化和方便了人們的環(huán)境和生活,獲得了顯著的經(jīng)濟效和社會效益,已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。然而大多數(shù)該分子材料都易燃、可燃材料,在燃燒時熱釋放速率快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、發(fā)熱量高、不易熄滅,還產(chǎn)生大量濃煙和有毒氣體。隨著高分子材料的廣泛應用,其潛在的火災危險性大大增加,因而如何提高高分子材料的阻燃性能,成為當前消防工作急需解決的一個問題。
1 高分子阻燃技術(shù)應用
1.1 高分子阻燃材料分類
關(guān)于阻燃高分子材料目前尚無明確分類,通??砂凑斋@取阻燃性能的方式劃分,可將其分為本質(zhì)阻燃高分子材料和非本質(zhì)阻燃材料兩種。一種是材料本身具有阻燃性;另一種是通過加入添加阻燃劑獲得阻燃性能。非本質(zhì)阻燃材料可根據(jù)阻燃劑添加方式分為添加型阻燃高分子材料和反應型高分子材料。所謂添加型阻燃高分子材料,即在高聚物加工過程中,將阻燃劑以物理方式分散于基材中而賦予材料的阻燃性;反應型阻燃高分子材料的阻燃劑是在高聚物的合成中加入的,它作為一種單體參與反應,并結(jié)合到高聚物的主鏈或支鏈上,使高聚物含有阻燃成分[1]。
1.2 高分子阻燃技術(shù)
阻燃劑是用于提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?。在現(xiàn)代化社會中,阻燃劑具有著諸多的類型,旨在能夠為了切實滿足不同環(huán)境下的防火需求,就其所包含的類型來看,主要可以分為以下3種。
第一種,是有機阻燃劑,主要用于針對有機物的燃燒預防,比如包括磷酸酯、鹵系和紡織物等等,具有著耐久性的特點。
第二種為無機鹽類阻燃劑,包括的產(chǎn)品主要有氯化銨、氫氧化鋁等等材料,這種類型的阻燃劑具有著無煙、無毒與無害的優(yōu)勢,因此成為了目前應用領(lǐng)域最為廣泛的一種阻燃劑。
第三種為有機和無機混合類型的阻燃劑,這種類型的阻燃劑通常被科學界認為是無機阻燃劑的升級版,擁有著和無機阻燃劑同等的優(yōu)勢,但相對來說具有著較高的成本,因此并未普及應用。而從不同阻燃劑的阻燃元素上看,又可以劃分為幾種,包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑和硅系阻燃劑等,其各自有著相應的優(yōu)勢和缺點,但依然憑借著不同的特點被廣泛應用于不同的防火領(lǐng)域當中[2]。
受到近些年科學技術(shù)飛速發(fā)展的影響,高分子材料的阻燃技術(shù)水平也獲得了突破性的發(fā)展,包括阻燃劑微膠囊技術(shù)、交聯(lián)與接枝改性等等,無論是何種新技術(shù)的應用,其作用原理都大體相一致,區(qū)別主要在于對人工合成技術(shù)的依賴程度有所不同,最明顯的技術(shù)優(yōu)勢更是在于對傳統(tǒng)材料阻燃之后所產(chǎn)生的有毒有害氣體的轉(zhuǎn)化,最具代表性的便是現(xiàn)代阻燃技術(shù)領(lǐng)域的納米技術(shù)應用,不僅能夠有效降低阻燃過程中各類反應對環(huán)境的污染,同時更憑借較高的技術(shù)水平全面提高了阻燃技術(shù)的安全性。
1.3 高分子材料燃燒及阻燃技術(shù)應用機理
高分子材料在空氣中受熱時,會分解生成揮發(fā)性可燃物,當可燃物濃度和體系溫度足夠高時,即可燃燒。所以高分子材料的燃燒可分為熱氧降解和燃燒兩個過程,涉及傳熱、高分子材料在凝聚相的熱氧降解、分解產(chǎn)物在固相及氣相中的擴散、與空氣混合形成氧化反應場及氣相中的鏈式燃燒反應等一系列環(huán)節(jié)。當高分子材料受熱的熱源熱量能夠使高分子材料分解,且分解產(chǎn)生的可燃物達到一定濃度,同時體系被加熱到點燃溫度后,燃燒才能發(fā)生。而己被點燃的高分子材料在點燃源穩(wěn)定后能否繼續(xù)燃燒則取決于燃燒過程的熱量平衡。當供給燃燒產(chǎn)生的熱量等于或大于燃燒過程各階段所需的總熱量時,高分子材料燃燒才能繼續(xù),否則將中止或熄滅。從高分子材料的燃燒機理可看出,阻燃作用的本質(zhì)是通過減緩或阻止其中一個或幾個要素實現(xiàn)的。其中包括6個方面:提高材料熱穩(wěn)定性、捕捉游離基、形成非可燃性保護膜、吸收熱量、形成重質(zhì)氣體隔離層、稀釋氧氣和可燃性氣體。目前常采用的阻燃劑行為主要是通過冷卻、稀釋、形成隔離膜的物理途徑和終止自由基的化學途徑來實現(xiàn)。燃燒和阻燃都是十分復雜的過程,涉及很多影響和制約因素,將一種阻燃體系的阻燃機理嚴格劃分為某一種是很難的,一種阻燃體系往往是幾種阻燃機理同時起作用[3]。
2 高分子材料阻燃技術(shù)的研發(fā)動向分析
2.1 高分子材料阻燃技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展體現(xiàn)
在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域當中,阻燃材料憑借著自身所具有的阻燃優(yōu)勢,已經(jīng)獲得了越來越廣泛的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的添加阻燃劑,在熱量不斷加升的同時,其有毒氣體也將被釋放出來,產(chǎn)生有毒氣體將會嚴重危害心肺功能,因此,在傳統(tǒng)阻燃劑中,也相應增加了磷酸酯等化學物質(zhì),以便于通過磷酸酯來提升材質(zhì)的氣體吸附能力,相比較來講磷氮化合物擁有更加高等的吸附能力,正是由于添加型阻燃劑中存在以上不同的化學物質(zhì),因此,阻燃劑安全系數(shù)也將被提升。由此也就確定了磷系阻燃劑的地位。伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展各類阻燃產(chǎn)品均獲得了良好的發(fā)展應用空間,各類阻燃產(chǎn)品的優(yōu)勢也開始越來越突出,由于阻燃材質(zhì)中的阻燃性能受到影響,才最終達到阻燃的實際效果。相對來講,阻燃技術(shù)也通過阻燃劑的化學功能,改變其傳統(tǒng)的分子結(jié)構(gòu),以至于實現(xiàn)阻燃價值。因此,阻燃技術(shù)應具備一定的高分子材料脫水碳化功能,并在此基礎(chǔ)上,吸收相關(guān)的有毒氣體,當值在材料燃燒中,產(chǎn)生有毒氣體,威脅相關(guān)人員的生命健康。對此應當進一步加大對現(xiàn)有阻燃劑的研發(fā)力度,并在科學技術(shù)的支撐作用下對現(xiàn)有的阻燃劑進行改善與功能領(lǐng)域的創(chuàng)新,使現(xiàn)有的阻燃劑能夠具備傳統(tǒng)的阻燃性能優(yōu)勢,還同時具有更多的現(xiàn)代化功能比如耐熱、抗輻射等等[4]。
2.2 高分子阻燃材料的綠色發(fā)展趨勢
高分子阻燃材料的綠色發(fā)展方向已經(jīng)開始被充分重視,其是社會的現(xiàn)代化發(fā)展需要,阻燃劑在各個行業(yè)領(lǐng)域當中的應用量有著明顯的增加,所有新材料與新產(chǎn)品的更新?lián)Q代頻率都在不斷加速。而與此同時,人們的環(huán)保意識也在不斷提升,因此,阻燃劑的技術(shù)發(fā)展方向也開始逐漸趨向于綠色化發(fā)展。尤其是近些年社會開始重點關(guān)注對可持續(xù)發(fā)展的建設,由此直接決定了阻燃劑的發(fā)展需要契合生態(tài)的關(guān)系。目前,國際當中已有一部分發(fā)達國家開始致力于從環(huán)保角度出發(fā)來限制對污染環(huán)境阻燃劑的生產(chǎn)與使用,該文認為,這樣的現(xiàn)狀本質(zhì)上也是對人們生命財產(chǎn)安全負責的另一種形式。不可否認,中國作為生產(chǎn)制造大國,高分子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有著顯赫的地位,在國際阻燃材料飛速發(fā)展的大勢所趨之下,消防部門同時出臺了新的規(guī)定,旨在為阻燃材料的科學化更新提供明確的方向指引。在當前市場競爭激烈的形式下,阻燃技術(shù)的開發(fā)在外界的推動下有了技術(shù)上的提高。尤其是低毒低煙、無鹵高效的環(huán)保阻燃劑更是起到了不可估量的作用。綜上,不管是鹵系阻燃劑還是無鹵阻燃劑,其必然趨勢都是向環(huán)保型無鹵阻燃劑發(fā)展,發(fā)展方向都以低毒化、環(huán)?;⒏咝Щ?、多功能化為主[5]。
3 高分子材料阻燃技術(shù)的優(yōu)化改革動向
當前,對于阻燃技術(shù)的研究,我國還有待加強,在相關(guān)技術(shù)研發(fā)力度,以及自主研發(fā)等環(huán)節(jié),相對于國外先機技術(shù)仍然存在較大的進步空間。但根據(jù)我國當前研發(fā)技術(shù)來講,已經(jīng)較傳統(tǒng)技術(shù)提升了許多。近些年國家積極進行科研技術(shù)支持,在研究經(jīng)費中,研究技術(shù)中,積極給予幫助,使得各項技術(shù)研發(fā)工作中逐漸擴大,研發(fā)力度也逐漸加深,在國家技術(shù)支持上,當前各項技術(shù)研發(fā)應用皆取得了良好的成績,阻燃技術(shù)便是其中一項,在國家的扶持幫助下,阻燃技術(shù)應用價值逐漸得到挖掘,阻燃技術(shù)研發(fā)也漸漸深入到人們的視野之中。
由從傳統(tǒng)阻燃技術(shù)當前的阻燃技術(shù)研發(fā),期間經(jīng)歷中眾多變遷,最早阻燃技術(shù)是由物理作用的幫助喜愛,實現(xiàn)對氧氣的阻隔,最終達到阻燃的效果,當前新型阻燃技術(shù)的研發(fā),使得性質(zhì)阻燃上升至化學反應界面中,通過對材質(zhì)化學分子的改變,使得可燃性材質(zhì)逐漸具備阻燃技術(shù),從融合阻燃逐漸轉(zhuǎn)變成為無機阻燃,并在阻燃技術(shù)研發(fā)的過程中,更加注重了對有害有毒物質(zhì)的處理,通過添加可吸附分子,將有毒有害物質(zhì)進行吸附,在實現(xiàn)了阻燃技能的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了無污染的目標。這種科技研發(fā)的成果符合了綠色發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展理念的要求。當前在阻燃技術(shù)研發(fā)中,微膠囊技術(shù)、納米技術(shù)等其他技術(shù)的影響,使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升,阻燃性能也隨著阻燃效果不斷變化。在阻燃技術(shù)應用中,復合型材料的應用也為阻燃技術(shù)提供了發(fā)展方向。
該文認為,在今后的發(fā)展中,隨著阻燃技術(shù)的提升,阻燃性能的變化,必將使阻燃形態(tài)以及其他性能達到提高,并在科研技術(shù)的研發(fā)過程中,隨著可持續(xù)發(fā)展理念的貫徹,堅信可燃材料阻燃技能將會更加環(huán)保。
4 結(jié)論
綜上所述,通過對阻燃技術(shù)的研究可知,阻燃技術(shù)經(jīng)歷了從物理阻燃向化學阻燃技能的轉(zhuǎn)變,在化學阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。隨著阻燃技術(shù)研發(fā)的不斷加深,我們堅信,阻燃材料的發(fā)展也會與之相適應,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也會相應調(diào)整,我們必然會找到解決的辦法,開發(fā)出符合人們需求的高分子阻燃材料。
參考文獻
[1] 郭永吉.高分子材料阻燃技術(shù)的應用及發(fā)展探究[J].江西化工,2014(4):208-209.
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關(guān)鍵詞:熱致型形狀記憶;高分子材料;制備技術(shù);智能材料 文獻標識碼:A
中圖分類號:TB324 文章編號:1009-2374(2015)11-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.005
具備形狀記憶功能的材料是新型感應型材料,是屬于智能材料的范疇,因其能夠感應環(huán)境變化并能對變化作出相應的響應,并且可據(jù)以調(diào)整位置、形狀、應變等力學參數(shù),可在特定條件下恢復到原先設定的狀態(tài)。相當于具備一定的固定原始狀態(tài)的材料經(jīng)過特定形變并固定成為另外一種形狀后,通過處理有條件可以恢復到原始狀態(tài)的材料。熱致型記憶高分子材料制備方法簡便,控制形變的方法較易,應用范圍非常廣泛,因而成為目前研究與開發(fā)領(lǐng)域較活躍的形狀記憶高分子。本文對熱致型形狀記憶高分子材料的形狀記憶原理、制備方法和其中的幾種重要類型進行綜述和評論。
1 熱致型形狀記憶原理
熱致型形狀記憶高分子的形狀記憶與其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有關(guān)。在高分子材料的內(nèi)部存在著不完全相容或完全不相容的兩相或多相,一般稱作固定相(記憶初始狀態(tài))和可逆相(可隨溫度變化發(fā)生固化或軟化)。
當外界溫度在分子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時,分子的可逆相和固定相都處在凍結(jié)的狀態(tài),即其分子鏈被凍結(jié),整個材料分子均處在玻璃態(tài);對應地,當外界溫度在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時,分子鏈段發(fā)生運動,材料分子處于高彈狀態(tài),此時加以外力,材料分子可發(fā)生形變。溫度下降過程中,材料分子會逐漸冷卻,若保持外力一直存在,材料的形狀可維持不變,冷卻完成后,材料分子鏈段凍結(jié),相當于可逆相處在凍結(jié)的狀態(tài),在高溫時被賦予的形狀可保持。
溫度再次達到玻璃化溫度以上時,材料分子的鏈段會解凍并逐漸恢復運動,同時在固定相的作用下,高分子材料的形狀可以恢復到初始形狀。由此可知,組成可逆相的分子結(jié)構(gòu)對記憶溫度有影響,組成固定相的分子結(jié)構(gòu)影響形變的恢復。
2 熱致型形狀記憶高分子材料的制備技術(shù)
2.1 交聯(lián)
聚合物改性的一種常用方法是交聯(lián)。交聯(lián)目的是使聚合物的線形分子之間相互結(jié)合,從而使線形分子聯(lián)結(jié)成為網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),若加熱升溫至Tg及以上時進行伸長處理,其交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將伸展,與此同時結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會產(chǎn)生回復力,溫度降至Tg以下時,分子鏈冷卻成為結(jié)晶態(tài)或玻璃態(tài),從而使變形固定,回復力在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部凍結(jié),當再次升溫,分子可恢復到原始形狀。其基本方法是通過外界的反應條件(如溫度)提供能量,使得分子產(chǎn)生自由基,進而發(fā)生自由基結(jié)合反應,使聚合物交聯(lián)。此種交聯(lián)方法的優(yōu)點是可以使聚合物性能改善,且在分子內(nèi)部不存在其他化學物質(zhì)的污染。但因輻射的能量過高,聚合物雖然會發(fā)生交聯(lián)反應,但也有部分聚合物發(fā)生降解反應,對聚合物有一定損傷,影響聚合物的性能,產(chǎn)量相應的也會降低。除了輻射交聯(lián),也可以使用化學交聯(lián)的方法。例如,丙烯酸與丙烯酸十八醇酯可發(fā)生交聯(lián)反應,以亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,可以合成具備形狀記憶功能的高分子材料。
2.2 共聚
分子結(jié)構(gòu)中存在著兩種或多種不完全相容或完全不相容的部分,使得分子結(jié)構(gòu)中不完全相容的相分離,通常情況下玻璃化溫度低的相叫做軟段,玻璃化溫度高的相叫做硬段。共聚反應可以通過調(diào)節(jié)軟段的結(jié)構(gòu)組成、分子量、軟段的比例來調(diào)節(jié)形狀記憶材料的回復應力、軟化溫度等,進而改變聚合物的形狀記憶功能。具體方法是用兩種玻璃化溫度不同的材料進行聚合反應,生成具有交聯(lián)嵌段結(jié)構(gòu)的共聚物。據(jù)報道,PEO-PET的共聚物包含兩部分,作為硬段部分的PET具有較高的玻璃化溫度,主要是形成物理交聯(lián),從而保證共聚物可以具備較高的硬挺度;PEO是聚合物的軟段部分,其玻璃化溫度較低,是提供彈性的部分;在此種聚合物中,如果增加PET的含量,物理交聯(lián)便會提高;相應地,如果增加PEO的長度,分子鏈更易運動,共聚物能表現(xiàn)出良好的形狀記憶功能。
2.3 分子自組裝
分子自組裝(self-assembly)是指在無外力參與的情況下,分子借助其內(nèi)部能量發(fā)生自發(fā)的聚集、聯(lián)接并形成規(guī)則結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。例如,分子的結(jié)晶現(xiàn)象就是一種典型的自組裝現(xiàn)象。彭宇行等人第一次利用了聚丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯分子與溴化十六烷基二甲基乙銨分子間的靜電引力制得了具備超分子結(jié)構(gòu)的且有形狀記憶功能的高分子材料。這也是首次將超分子自組裝引入到智能記憶材料的領(lǐng)域。其制備不僅可依賴分子間的靜電引力,氫鍵、范德華力等也可作為其反應內(nèi)力。
3 幾種重要的熱致型形狀記憶聚合物
3.1 聚降冰片烯
聚降冰片烯樹脂是世界上第一種具有形狀記憶功能的高聚物,其成品具備形狀記憶功能,即其形狀變化很大,但經(jīng)加熱,可立即恢復至原來形狀。聚降冰片烯通常由乙烯與環(huán)戊二烯發(fā)生縮合反應得到,其分子量一般在300萬以上,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)約為35℃,可逆相是玻璃態(tài),固定相是分子鏈的聯(lián)結(jié)點,具備超分子的結(jié)構(gòu)。在聚降冰片烯分子的內(nèi)部不存在極性結(jié)構(gòu)與分子間相互聯(lián)接的交聯(lián)結(jié)構(gòu),故可以通過真空成型或注射等方法加工成型,但是因為分子量過高,所以在加工時較
困難。
3.2 形狀記憶聚氨酯
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯,是一種含部分結(jié)晶的線型聚合物,其制備是先由二異氰酸酯與低聚物多元醇反應生成聚氨酯預聚體,再用多元醇、氨基酸、羧酸等可進行擴鏈反應或交聯(lián)反應生成具備聯(lián)接嵌段結(jié)構(gòu)的聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物以其柔性鏈段(多元醇部分)作為可逆相,剛性鏈段(二異氰酸酯和擴鏈劑)作為物理的交聯(lián)點,作為其固定相。也可通過合成是選擇的原料及原料的比例來調(diào)節(jié)Tg,即可得到響應溫度不同的具有形狀記憶功能的聚氨酯。
3.3 生物降解形狀記憶材料
具備形狀記憶功能的生物可降解材料可用于術(shù)后處理,其最終分解產(chǎn)物是小分子,能隨新陳代謝排出體外。可生物降解的熱致型形狀記憶材料基本上是兩種或兩種以上的聚合物通過嵌段或交聯(lián)的方式得到的。主要有下面兩類:
3.3.1 聚乳酸類。用紫外光照射使其交聯(lián)的方法可得到生物可降解形狀記憶材料,如聚乳酸和聚乙二、聚乙醇酸、聚氧乙烷等聚合?;炀凼菫榱四苓_到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可調(diào)的目的、降解速度可調(diào)等。
3.3.2 聚亞氨酯類。聚亞氨酯存在硬度比較低的缺點,納米級的纖維素可以作為其增強相與聚亞氨酯復配。在組成的復合物中,聚亞氨酯分子鏈是軟段,其熔點隨著納米纖維素含量的增加而增加。
4 結(jié)語
熱致型形狀記憶高分子材料有許多明顯的優(yōu)點,如形變量較大、加工制成成品的性能良好、能量消耗低等,所以它在許多領(lǐng)域具備很高的應用價值和廣泛的應用前景,經(jīng)濟效益極佳,社會效應顯著,故成為當前形狀記憶高分子材料的研究熱點。
參考文獻
[1] 詹茂盛,方義,王瑛.形狀記憶功能高分子材料的研究形狀[J].合成橡膠工業(yè),2000,23(1).
關(guān)鍵詞:教學改革;高分子材料科學基礎(chǔ);探討
【中國分類法】:G420
隨著我國對科技應用型人才的需求急劇增加,福建工程學院將立足于建設成為優(yōu)秀的科技應用型大學,向社會和企業(yè)培養(yǎng)輸送優(yōu)秀的科技應用型人才。科技應用型本科人才是介于學術(shù)型人才和技術(shù)型人才之間的工程應用型人才[1], 因此,在課程培養(yǎng)模式上應有一定的適應培養(yǎng)科技應用型人才的方法。原有的培養(yǎng)學術(shù)型人才的教學方法不再適應現(xiàn)在對科技應用型人才培養(yǎng)的要求,迫切需要對一系列本科課程教學進行改革。《高分子材料科學基礎(chǔ)》課程是福建工程學院材料成型與控制工程專業(yè)中極其重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,通常在本科三年級上學期開設,此門課程構(gòu)建了公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課程的一個橋梁,其教學成果的優(yōu)劣直接關(guān)系到學生學習其它專業(yè)課程。因此,根據(jù)福建工程學院辦學定位和特色,本文將對《高分子材料科學基礎(chǔ)》課程教學方法的改革進行研究與探討。
一 、運用實例激發(fā)專業(yè)激情
對于剛剛接觸專業(yè)課的大三學生,專業(yè)興趣對他們的培養(yǎng)十分重要,專業(yè)學習的興趣一旦產(chǎn)生,對后續(xù)的專業(yè)課程學習將會起到事半功倍的效果。那么,我們?nèi)绾蝸砑ぐl(fā)學生的這種專業(yè)學習興趣呢?可以應用身邊高分子材料應用的實例來激發(fā)學生的專業(yè)學習激情。例如,食物中的蛋白質(zhì)、淀粉、御寒的棉、麻、絲、毛以及皮革,居住建筑的竹木等都是高分子材料;生活中隨處可見的塑料飲料瓶、一次性塑料杯、各種各樣的塑料玩具、尼龍繩、汽車輪胎等同樣也是高分子材料。目前,形形的高分子材料在各個方面改變著人們的生活方式及生活環(huán)境,在提高人們生活質(zhì)量方面起著極其重要的作用。高分子材料在逐漸替代傳統(tǒng)的金屬、陶瓷等材料,可以說人類正在經(jīng)歷高分子材料時代[2]。那么,如何去合成制備高分子材料呢?如何去表征及測試高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能呢?如何去加工制備高分子材料制品呢?如何去理解探究高分子材料的合成制備、結(jié)構(gòu)和性能三者之間的關(guān)系呢?帶著這些問題的提出,學生求知心切,想知道原因,將會大大激發(fā)學生進一步去學習這門專業(yè)基礎(chǔ)課的興趣。
二 、改革教學方法與手段
目前,基于電視錄像、幻燈片、多媒體課件等多種形式的教學方法的采用,不僅提高了教學過程中的信息傳遞量和教學內(nèi)容的科學性、先進性、趣味性,又加強了學生與老師的實時交流,從而提升了教學效果[3]。但對于應用性學科《高分子材料科學基礎(chǔ)》來說,扎實的理論知識和良好的實踐技能二者缺一不可。因此,僅僅靠多媒體教學還不能夠達到理想的教學效果。例如,在對‘聚合物成型加工’這部分內(nèi)容進行講解時,完全可以把課堂搬進實驗室。學生邊參觀注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、壓延成型以及發(fā)泡成型等成型設備,老師邊對這些設備的原理,加工方法,適合的高分子材料等進行詳細的講解。這種教學方法使抽象的理論基礎(chǔ)知識與形象的實踐應用有機的結(jié)合起來,不僅提高了學生的學習興趣與熱情,而且把課堂所學的理論知識達到學以致用的效果。
三 、改革實踐教學環(huán)節(jié)
實踐教學環(huán)節(jié)不僅是《高分子材料科學基礎(chǔ)》課程建設的重要組成部分,而且是培養(yǎng)學生工程意識、創(chuàng)新能力和動手能力的重要途徑。這對科技應用型本科教育尤為重要。因此,在這門課程的教學過程中,應大力改革實踐教學的形式和內(nèi)容。對于傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié),多數(shù)采取老師邊操作邊講解的教學模式,讓實驗基地變成了僅僅是學生參觀的地方。實踐教學環(huán)節(jié)應該充分發(fā)揮實驗基地的功能,讓其不僅是學生參觀的地方,更是學生把課堂所學的理論知識發(fā)揮的地方,讓學生有更多的時間自己動手操作學習。這樣不僅培養(yǎng)了學生的實際動手能力,而且更激發(fā)了其認真學好理論知識的積極性。另外,可以把教學實踐環(huán)節(jié)與科研項目結(jié)合起來,加大綜合性、創(chuàng)新性實踐環(huán)節(jié)的比值,使學生盡早的進入科研實踐活動。在解決工程中出現(xiàn)的實際問題的同時,學生得到了系統(tǒng)的科研實踐能力的訓練,同時避免了知識陳舊,緊跟科技應用前沿,為學生畢業(yè)后的社會工作做好充分的知識與實踐能力的準備。
四 、考核方式與成績評價標準多元化
傳統(tǒng)的采取開卷或閉卷‘一考定終身’的考核方式已經(jīng)無法滿足科技應用型人才培養(yǎng)模式的需要??己朔绞脚c成績評價標準應以提高學生的綜合素質(zhì)和實踐應用能力為主要目標。因此,《高分子材料科學基礎(chǔ)》課程應采取多元化的評價標準,例如,筆試、課程小論文、實踐創(chuàng)新課題研究、工程應用實訓環(huán)節(jié)等。通過筆試重點考查學生對基礎(chǔ)與理論知識的理解能力和應用能力,檢測學生分析解決問題的能力。通過課程小論文側(cè)重培養(yǎng)和鍛煉學生綜合應用材料知識、自主創(chuàng)新,并快速有效地獲取分析材料信息資源、撰寫科技論文的能力。通過實踐創(chuàng)新課題研究考查學生理論聯(lián)系實際和創(chuàng)新能力,并鍛煉和培養(yǎng)其科學思考問題的思維習慣。通過工程應用實訓環(huán)節(jié)考查學生利用基礎(chǔ)知識解決實際應用問題的能力,為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過以上多元化的考查方式建立起以素質(zhì)教育為本的考核體系,從而形成有利于培養(yǎng)具有良好綜合能力的科技應用型人才的衡量標準。
小結(jié)
為了良好的適應培養(yǎng)科技應用型人才的培養(yǎng)方案,課程教學改革是一項任務艱巨、涉及面廣、影響深遠的系統(tǒng)工程。本文對《高分子材料科學基礎(chǔ)》課程在教學方法與手段、實踐教學環(huán)節(jié)、考核方式與成績評價標準多元化等方面的改革進行了初步的探討。強調(diào)教師應充分在立足于教材的基礎(chǔ)上對教學方法進行改革,結(jié)合科技應用型人才的培養(yǎng)方案,注重實踐教學環(huán)節(jié),建立科學的評判制度評定學生成績,從而形成培養(yǎng)學生綜合能力的人才培養(yǎng)模式。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:高分子材料;阻燃技術(shù);無機阻燃劑;鹵系阻燃劑
1高分子材料的阻燃機理
高分子材料能夠進行阻燃是存在一定機理的,主要是由于破壞了高分子材料的結(jié)構(gòu)和成分,然后形成了新的保護膜,才能夠阻止材料燃燒。一般的阻燃原理可以從兩個方面來考慮,分別是隔離氧氣和降低溫度。隔離氧氣一般采用凝聚相阻燃機理,這種材料在燃燒的過程中會產(chǎn)生阻燃的細小分子,能夠中斷燃燒等鏈式反應,使得材料的熱分解溫度升高,并且在燃燒的過程中會產(chǎn)生水蒸氣,同時阻燃高分子材料中也存在著大量的氫氧元素,與空氣接觸后會產(chǎn)生水霧覆蓋在材料的表面,這樣便能隔離與空氣的接觸,達到阻燃的效果。經(jīng)過吸熱產(chǎn)生的水霧也能夠降低材料表面的溫度,還能夠堵塞材料內(nèi)部的孔隙,使材料形成一個密閉的環(huán)境,再次隔離與空氣的接觸。凝聚相在阻燃的過程中存在4中阻燃的模式,材料在燃燒的過程中會產(chǎn)生惰性氣體,能夠延緩材料的燃燒;在材料燃燒的過程中還會產(chǎn)生一些多碳氣孔,達到阻燃的效果;在反應的過程中還會吸收大量的熱量,通過降低表面溫度的方法來達到阻燃的效果;還有一些無機分子,這類分子的比熱容較大,在燃燒的時候分子之間會發(fā)生氧化還原反應,使分子發(fā)生變化以達到阻燃的效果。這幾種反應在機理中大致相同,但是在阻燃反應中的機理還有很多,所以還是很難給高分子阻燃體系進行一個系統(tǒng)的劃分。
2高分子材料阻燃劑的類別
2.1無機阻燃劑
無機阻燃劑主要是對無機化合物進行加熱,分解得到的水蒸氣或者其他保護膜來隔斷材料與空氣的接觸,降低燃燒溫度來達到降溫的效果。同時無機阻燃劑也能過在燃燒的過程中產(chǎn)生水分,當環(huán)境溫度比較高,水分會吸收熱量變成水蒸氣,降低環(huán)境的溫度達到阻燃的效果。另外一種是通過阻燃材料形成一種保護膜,比如說三氧化鋁材料在燃燒的過程中,會在材料表面形成一層細致的氧化物薄膜,隔斷與空氣的接觸。通常的無機阻燃材料化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,也不會產(chǎn)生對環(huán)境和人體有害的氣體,所以常用來作防火阻燃劑。
2.2鹵系阻燃劑
在元素周期表中,鹵系元素所組成的化合物都具有非常優(yōu)秀的阻燃效果。比如說氟利昂這種鹵系化合物就比較容易揮發(fā),但是會破壞臭氧層,分別在這種物質(zhì)中添加氯元素和氟元素,然后通過一定的方法對其沸點進行對比,可以發(fā)現(xiàn)添加氟元素的材料沸點明顯低于添加氯元素的材料。當化合物中含有3個氯分子時,材料的標準沸點是61.2℃;當化合物中含有3個氟分子時,材料的標準沸點是-128℃。通常含氯化合物所形成的阻燃劑材料都會有很好的阻燃效果,這種阻燃劑化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,并且和許多高分子材料都有很好的相容性,所以不會對反應產(chǎn)生太大的影響。一般的,含溴元素的阻燃化合物的穩(wěn)定性介于氯和碘元素所形成的阻燃化合物之間,也具有很好的阻燃效果。
2.3磷系阻燃劑
磷系阻燃劑一般有紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯的化合物等,這一類化合物在燃燒的過程中都會形成一層碳膜,這個膜除了能夠降低材料的溫度以外,還能與空氣隔絕,達到更好的阻燃效果。然后就是紅磷和白磷的混合也能達到很好的阻燃效果。紅磷在燃燒的過程中會發(fā)出藍色的火焰,放出白煙;白磷的燃燒效果與紅磷很像,不同的是生成的產(chǎn)物是五氧化二磷,這兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中都能夠夠顯著提高與液態(tài)水的混合比例。次磷酸的化學式是H3PO2,分子量為60,次磷酸與強氧化劑反應時,能夠產(chǎn)生磷酸氫和氫氣等非助燃氣體,所以也會達到阻燃的效果。對于磷含量在磷系阻燃劑中的含量,在次磷酸中磷含量比例在35%,在亞磷酸中的比例在27%,這兩種配比才會使阻燃劑達到最好的阻燃效果。
3高分子材料阻燃技術(shù)的發(fā)展
3.1納米技術(shù)
近些年來科學技術(shù)快速發(fā)展,納米技術(shù)也開始應用到高分子材料的阻燃技術(shù)當中,日本就曾經(jīng)研發(fā)出一種具有優(yōu)異阻燃性能的納米硅酸鹽粘土材料。這種材料在燃燒的過程中會產(chǎn)生一種抑制劑,這種物質(zhì)會改變材料的結(jié)構(gòu),讓材料內(nèi)部發(fā)生變化。材料的分子直徑在0.4-0.5mm之間,在燃燒的過程中產(chǎn)生的凝聚產(chǎn)物能夠堵塞氣孔,達到與空氣隔斷的效果。同時這種材料也能夠延緩物質(zhì)燃燒時的熱量釋放,保證在一定的時間內(nèi)所散發(fā)的熱值最小。
3.2接枝和交聯(lián)改性技術(shù)
接枝和交聯(lián)改性也能夠制備一系列的阻燃材料,主要通過光敏技術(shù)或化學接枝的方法將多種無機化合物聚合形成共聚物。共聚物在燃燒的過程中能夠產(chǎn)生一種無機絕緣層,這種絕緣層能夠有效的吸收易燃物質(zhì)的高分子,通過減少易燃物質(zhì)來達到阻燃的效果。
3.3膨脹技術(shù)
膨脹技術(shù)一般都會使用發(fā)泡劑作為阻燃物質(zhì),這種技術(shù)做成的阻燃材料一般有三個優(yōu)點:無排煙量、無毒氣、無滴落等。以往的工藝手段在處理阻燃時,都會產(chǎn)生出大量對人體有害的氣體,比如說四溴苯酚在作阻燃材料時就會放出很多有毒氣體,不但對環(huán)境有害,對人體也有著巨大的傷害。無滴落則主要體現(xiàn)在阻燃劑不會產(chǎn)生腐蝕性液體,防止材料發(fā)生局部腐蝕。
4結(jié)語
通過本篇對于高分子材料阻燃技術(shù)的分析,使得對于該技術(shù)有了更深的了解。這種材料不但能夠?qū)τ谖镔|(zhì)燃燒有著很好的阻燃效果,并且還不會對環(huán)境有害,對人體產(chǎn)生危害。
參考文獻:
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