应用广泛的高分子材料3 本文关键词：高分子材料
应用广泛的高分子材料3 本文简介：航帆教育随堂知识题库沂水四中2010-2011学年度第二学期09级化学◆选修五◆学讲案编写：李晓波校审:江培培2011-4-27第五章第二节应用广泛的高分子材料课标考纲1.高分子化合物的结构与性能之间的关系2.合成纤维的结构和性能3.合成橡胶的结构与性能之间的关系内容目标1.掌握高分子化合物的结构与
应用广泛的高分子材料3 本文内容：
航帆教育随堂知识题库
沂水四中2010-2011学年度第二学期
09级化学
◆选修五◆
学讲案
编写：李晓波
校审:江培培
2011-4-27
第五章
第二节
应用广泛的高分子材料
课标考纲
1.
高分子化合物的结构与性能之间的关系
2.
合成纤维的结构和性能
3.
合成橡胶的结构与性能之间的关系
内容目标
1.
掌握高分子化合物的结构与性能之间的关系
2.了解合成纤维的结构和性能
3.了解合成橡胶的结构与性能之间的关系
重、难点
1.高分子化合物结构与性能之间的关系
2.三大合成材料”的结构与性能之间的关系
知识回顾
1.
聚合反应
2.
单体www.16fw.com
学习新知:
一、塑料
1．塑料的组成：合成树脂、添加剂
【说明】树脂和塑料的关系：
树脂就是指还有跟各种添加剂混合的高聚物，如是聚乙烯树脂，
是聚丙烯树脂。
塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分为是树脂。有时这两个名词也混用，因为有些塑料基本上是由树脂所组成的，不含或少含其他添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.16fw.com
2．塑料的主要性能
热塑性:
树脂为线型结构，有热塑性。
热固性:
树脂为体型结构，有热固性。
3．几种常见塑料的性能和用途
名
称
性
能
用
途
聚
丙
烯
机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质轻，无毒
耐油性差，低温发脆，容易老化
可制薄膜、日常用品、
管道、包装材料等
聚苯乙烯
电绝缘性好，透光性好，耐水、耐化学腐蚀，无毒
室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差
可制高频绝缘材料，电视、雷达部件，医疗卫生用具，合成纤维、涂料，还可制成泡沫塑料用于防震、防湿、隔音、包装垫材等
聚
甲
基
丙烯
酸
甲
酯（有机玻璃）
透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易加工
耐磨性较差，能溶于有机溶剂
可制飞机、汽车用玻璃，光学仪器、医疗器械等
酚
醛
塑
料
（俗称电木）
绝缘性好，耐热，抗酸
可作电工器材、汽车部件、涂料、日常用品等，用玻璃纤维增强的酚醛塑料可用于宇航领域
聚四氟乙烯
耐低温、高温，耐化学腐蚀，耐溶剂性好，电绝缘性好
可制电器、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、耐低温的制品
4．简介几种具有特殊用途的塑料
工程塑料、增强塑料、改性塑料等。
二、合成纤维
1．纤维的分类
2．“六大纶”的性能和重要用途
“六大纶”都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，而且每一种还具有各自独特的性能。它们除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，锦纶可制衣料织品、降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。
3．几种具有某些特殊性能的合成纤维
芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。
三、合成橡胶w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.16fw.com
1．橡胶的分类
2．合成橡胶的性能和主要用途
合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
3．使用合成材料的负面作用及对策
合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。目前，治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。
四．高分子化合物的结构与性质
线型高分子
体型(网状)高分子
结构
分子中的原子以共价键相互连结，构成一条很长的卷曲状态的“链”
分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构
溶解性
能缓慢溶解于适当溶剂
很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能
具有热塑性，无固定熔点
具有热固性，受热不熔化
特性
强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好
强度大、绝缘性好，有可塑性
常见物质
聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶
酚醛树脂、硫化橡胶
例1
(白色污染与环境保护)
科技文献中经常出现下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是(
)
A．赤色海潮
B．绿色食品
C．白色污染
D．棕色烟气
例2
(有机高分子的结构与性质)
橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为
。试回答下列问题：
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是
天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由__________变成____________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，________(填“能”或“不能”)使溴水褪色。
答案
(1)天然橡胶是线型结构
线型结构
网状结构
不能
(2)能
达标检测:
第五章
第二节
应用广泛的高分子材料
1．下列各种高聚物中，具有热固性的是(
)
A．有机玻璃
B．聚氯乙烯
C．聚丙烯
D．酚醛塑料
2．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是(
)
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料
C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用
3．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理(即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应)；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是(
)
A．橡皮筋
B．汽车外胎
C．普通气球
D．医用乳胶手套
4．下列说法不正确的是(
)
A．从实验中测得的某种高分子的相对分子质量只能是平均值
B．聚乙烯是高分子化合物，加热至某一温度，即可全部熔化
C．线型结构的高分子也可以带支链
D．同质量的乙烯和聚乙烯燃烧后生成的CO2的质量相等
5．目前用于制造环保餐具的一种生物塑料是PHB，它的最大特点是废弃物易于处理其结构式为
，下列关于PHB的叙述中不正确的是(
)
A．它能发生水解反应
B．它在微生物作用下可降解成CO2和水
C．它可能是由一种含羟基的羧酸经缩聚反应而得
D．制备它的单体为HCOOH和CH3CH2CH2OH
6．下列说法正确的是(
)
A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维
B．天然纤维是不能再被加工处理的
C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维
D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
7．下列说法中正确的是(
)
A．合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维
B．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料
C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末
D．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，其综合性能超过了单一材料
8．奥运吉祥物福娃外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维,下列说法正确的是
A．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同
B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解
C．纯羊毛为纯净物
D．羊毛与聚酯纤维不能用燃烧的方法区别
9．中央电视台《科技博览》报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料——聚二氧化碳。下列相关说法合理的是(
)
A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应得到的
B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C．聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物
D．使用聚二氧化碳塑料会产生白色污染一、高分子化合物的分类
10
．焚烧下列物质，严重污染大气的是(
)
A．聚氯乙烯
B．聚乙烯
C．聚丙烯
D．有机玻璃
11．在下列塑料制品中，可选择作为食品包装的是(
)
A．聚氯乙烯
B．聚乙烯、聚丙烯
C．聚苯乙烯
D．聚四氟乙烯
5
篇2：ok高分子材料成型加工原理复习课提纲
ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文关键词：提纲，成型，高分子材料，复习，原理
ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文简介：高分子材料成型加工原理复习课提纲1在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求？有一定的力学性能兼或同时具有一定的功能特性具有一定的可加工性市场价值经济价值环保、节能、安全特征社会价值。要求：可满足生产或生活中的某种需要，并能够参与社会经济发展的循环过程3如何理解“流动”？
ok高分子材料成型加工原理复习课提纲 本文内容：
高分子材料成型加工原理复习课提纲
1
在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求？
有一定的力学性能
兼或同时具有一定的功能特性
具有一定的可加工性
市场价值
经济价值
环保、节能、安全特征
社会价值。
要求：可满足生产或生活中的某种需要，并能够参与社会经济发展的循环过程
3
如何理解“流动”？
流动：运动单元在外力场作用下运动并损耗能量
聚合物流体的流动现象：聚合物流体某尺寸水平上的运动单元在外力场作用下产生相对运动而损失能量的现象。
5为满足成型和加工的需要，通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性？
调整温度压力等外部工艺条件，影响包括范氏力，氢键，分子间配合键等等
对分子结构进行改性，如纤维素，或将化学结构与工艺条件相结合，如针对一些天然高分子材料
优选，引入低分子增塑剂和超临界流体等介质，如对淀粉，PVC改性等
6
聚合物材料的可加工性通常包含哪些方面？
可挤压性，可模塑性，可延展性，可纺性
7
熔融指数？熔融指数在实际的成型加工过程中有什么样的应用？其局限性？
熔融指数定义为：在一定的温度和压力下，10min内从特定毛细管中流出的聚合物熔体的克数，单位为g/10min。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。
但该方法也有局限性，不同品种的高聚物之间不能用其熔融指数值比较其测定结果，不能直接用于实际加工过程中的高切变速率下的计算，只能作为参考数据。此种仪器测得的流动性能指标，是在低剪切速率下测得的，不存在广泛的应力应变速率关系，因而不能用来研究熔体粘度和温度、粘度与剪切速率的依赖关系，仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。
11什么是静态流变学？什么是动态流变学？各侧重于哪些应用？
.静态流变学：又称稳态流变学，研究单一方向稳态剪切作用下聚合物流体的流动和形变
动态流变学：研究周期动态作用下聚合物流体的流动和形变。
12
什么是剪切速率？
剪切速率:单位时间内，流体在剪切作用下产生的剪切应变
剪切速率的含义：1.流体流动速度的梯度，
2.距离dy的液层在dt时间内相对移动的距离
13
什么是牛顿流体？其在结构上有什么特点？
牛顿流体：满足牛顿流动定律的流体
特点：黏度不随剪切的改变而改变，剪切应力和剪切速率始终呈正比关系，流体内部结构不随剪切条件改变而改变。
14
什么是牛顿粘度？
从流体力学的角度来说，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体牛顿流体的粘度即是牛顿粘度
28聚合物熔体的剪切流动特征可以用流动曲线进行表征，请画出其在一般情况下的典型关系曲线，并解释说明曲线上各个流动区域对应的分子机制？135页和147页
29什么是零剪切粘度？极限粘度？
零剪切黏度:高分子溶液中的分子或熔融态的高分子宛如乱成一团柔软而纠缠的线球，虽然每一条分子链都在努力蠕动着，但是由于分子链与链之间的纠缠点却有效的维系着彼此结构的稳定。此所以初期很小的剪力(shear
force)并无法超越结构强度，结构依然保持着，是以黏度居高不下，类似牛顿流体(黏度恒定不随剪率而变化)，所以称为“零剪切黏度(zero-shear
viscosity)”
高聚物溶液的浓度较稀时,其相对粘度的对数值与高聚物溶液质量浓度的比值，即为该高聚物的特征粘度，也叫极限粘度。
36
什么是端末效应？其产生的流体结构基础是什么？牛顿流体流经毛细管流道时是否会产生端末效应？
当聚合物流体由较粗的流道进入毛细管时或在毛细管中流动时，沿着流动方向都会产生压力降，一方面消耗于粘性流体的摩擦损耗，同时储存于流动过程中沿毛细管轴向分子链产生一定程度的取向；若毛细管比较短，流体在出口处会表现为回弹现象（弹性效应），即端口处流体比毛细管中显著膨胀的现象。这种在毛细管入口端产生压力降和出口端离模膨胀的现象，与聚合物流体的粘弹性有关，称为端末效应，或分别称为入口效应和模口膨化效应
结构基础是熔体是具有黏弹性的塑性流体
牛顿流体不会产生端末效应，因为挤出后直径比模口细
37
聚合物流体的端末效应在成型加工过程中，尤其在挤出过程中，往往是影响产品尺寸控制的重要方面，如需要进一步减弱这种不需要的端末效应，可以考虑用哪些具体的措施或方法？
降低熔体粘度
增大流道的直径和流道的长径比，以及减少流道入口处的收敛角，减少熔体流动过程中的弹性变形，从而减轻离模膨胀效应。
减小切应力和剪切速率。
在中等剪切速率范围内升高温度。
38
什么是聚合物流体的熔体破裂现象？挤出过程中若出现这种现象通常是什么原因？如何消除？
在聚合物的成型加工过程中，对相关产品的表面状态一般有比较高的要求，但实际生产中经常会出现表面不良的情况，尤其在挤出成型过程中，操作不当时很容易出现表面粗糙的现象，类似鲨鱼皮，该现象即熔体破裂现象。
原因是由于熔体流动时在口模壁上滑移和口模对挤出物产生周期性的拉伸作用。还有一种说法是由于熔体中的弹性恢复引起的，在口模内由于熔体各处受应力作痛不尽相同，因而在离开口模后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复力不能为熔体强度所容忍，就会引起熔体破裂。
消除方法是升高温度。因为临界挤出速率随挤出温度的增加而变大，但与口模粗糙度无关。所以升高温度是避免出现鲨鱼皮现象的有效办法。
40
在实际生产或科研活动中，流体的流变性能及其测试常受到很多人的关注，通过流体流变性能的测试常可以得到哪两个方面的信息？需要在什么样的对应条件下进行测试才是正确的？
41了解聚合物材料的流变性能，不仅可以籍此了解材料在某些条件下的加工性能，还可以了解到材料的结构特征，请列出你所知道可用于测定聚合物流体流变性质的仪器或设备，并简要说明其各有什么特点？适用的范围？
1
毛细管流变仪/粘度计??是一种常用的实验方法??可得到接近加工条件下
的流体流变性能??适合高剪切条件下的测定??剪切速率10-106s-1??可观察到
挤出物的形状??能直接用于材料成型工艺的借鉴和指导。
2
旋转流变仪/粘度计??假设??稳态、等温、切向速度分量唯一、无末端效
应、流体复合指数定律。可以测法向应力??末端效应在L/d>100
时可忽略??
不适于粘弹性特性很强的流体测定。
3
落球黏度计??主要用于测定流体的零切粘度??所得到的结果与分子结构及
测定温度有关??得不到通常所言的流动曲线关系。
4
转矩流变仪??研究材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备??该流
变仪提供了更接近于实际加工的动态测量方法??可以在类似实际加工的情况
下??连续、准确可靠地对材料的流动性能进行测定。其两个转速不同??转向
相反形成复杂的转子??在物料混合过程中能进行转矩大小的测定??反映物料
混合情况及其能耗。
46
在高分子材料成型与加工过程中，通常涉及的物理和化学变化有哪些？b
加热、冷却、结晶、取向、降解、交联
加热为了让聚合物产生流动性，冷却为了使产品定型。在加热和冷却的过程中必须注意：加热介质和聚合物流体间的温度差不能太大。
结晶聚合物的形态结构不仅与聚合物本身的分子结构有关，还与其结晶形成的过程密切相关。
热固性和热塑性塑料中各自顾存在的细找的纤维状填料（如木粉、短玻璃纤维等）和聚合物分子，在很大程度上，都会顺着流动的方向作平行的排列。
通常称聚合物分子链断裂导致相对分子质量降低的现象或过程，称为降解
在聚合物材料的成型加工过程中，由于力学或化学等作用，使线型或轻度支化型的高分子之间通过化学键合的形式，形成体型结构高分子材料或制品的现象。
49
环氧脂常作为电子器件的封装材料，使用过程中的相应电子产品的寿命通常取决于封装材料的应力开裂，分析原因，并提出解决措施？
主要原因：
1.环氧树脂固化物内部的缺陷
2.应力在材料内部缺陷和裂纹处集中
3.浇筑成型过程中产生并累积应力
4.外部作用如碰撞，挤压，震动等使材料内应力加大。
解决方法：
1.降低反应体系中官能团的浓度
2.加入高分子增韧剂
3.加入无机粉状填料
4.改进固化工艺
5.利用易膨胀单体共聚
65
材料设计体系的基本组成包括有哪些组分？各自功能？
聚合物基体：热塑性材料、热固性材料
增塑剂：改善流动性
稳定剂：光稳定剂、热氧稳定剂、抗老剂
填充剂：填充材料、补强材料、增韧增强
润滑剂：改善流动性，增塑剂的补充
着色剂：色母料，各种颜色调配
防静电剂：导电组分或小分子表面活性剂
阻燃剂：阻燃防火
抗菌剂：抗菌功能
脱模剂：利于制品从模具中脱出，提高生产效率
原料组成
重量分数
PVC(XS-2型)
100
DOP
40
DBP
5
轻质碳酸钙
105
三盐基硫酸铅
1.5
二盐基亚磷酸铅
1.0
硬脂酸铅
1.0
硬脂酸钡
0.5
下面为PVC粒料原料制造电缆线的配方：
原料组成
重量分数
PVC(XS-2型)
100
DOP
40
三盐基硫酸铅
1.5
二盐基亚磷酸铅
1.0
硬脂酸铅
1.0
硬脂酸钡
0.5
下面为聚丙烯粒料原料制造洗衣机外壳的配方：
原料组成
重量分数
PP
100
聚丙烯蜡
5
抗氧剂1010
0.6
抗氧剂168
0.2
硬脂酸钙
1.0
锌白母料
1
DOP：通用型增塑剂
DBP:用做增塑剂
轻质碳酸钙：碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用
三盐基硫酸铅：热稳定剂
二盐基亚磷酸铅：热稳定剂
硬脂酸铅：稳定剂，润滑剂
硬脂酸钡:用作热稳定剂
76在学术上有些词汇具有特定的含义，如什么是高分子共混物或聚合物共混物？什么是高分子合金？两者有何不同？
聚合物共混物：将两种或者两种以上的聚合物加以混合，使之形成表观均一的混合物，即形成聚合物共混物，这一混合的过程即聚合物共混。
高分子合金：
相结构更加精细、性能优异
81
什么是螺杆的压缩比？a什么是塑料的压缩比？
螺杆的压缩比A是指螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。A越大，塑料受到挤压的作用越大，排除物料中所含空气的能力越大，但A过大，螺杆本身机械强度下降。
塑料的压缩比是指其表观相对密度和制品相对密度的比值。
84
有哪些措施可以提高挤出机的固体输送能力？c
在螺杆直径不变时，增大螺槽深度H
减小物料与螺杆的静摩擦因数fa
增大物料与料筒的静摩擦因数fb
选择合适的螺旋角θ
使得（tanθ*tanΦ）/（tanθ+
tanΦ）最大。
85
在挤出机的均化段实现熔体输送时涉及到哪几种流动形式？对生产能力的影响？c
有正流，逆流，横流和漏流四种形式。
正流是指物料沿螺槽方向向机头流动，是均化段熔体的主流，是由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用引起的。
逆流是指沿螺槽与正流方向相反的流动，它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍引起的反压流动，也称为压力流动，可以引起挤出生产能力的损失
横流是指物料沿着x轴和y轴两方向在螺槽内往复流动，是由于螺杆旋转时螺楞的推挤和阻挡作用造成的，仅限于在每个螺槽内流动。对生产能力影响不大
漏流是指物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆和轴的方向往料斗方向流动，它也是由于机头和口模等对物料的阻力产生的反压流动
影响挤出机生产能力的是正流（提高）、逆流（降低）和漏流（降低），横流对寄出量没有以影响。
86
为什么有些挤出机在使用一定时间后，其生产能力会明显降低？
使用时间过长后漏流量正比于φ的三次方，当φ增加后漏流量明显增加，所以生产能力降低
89
什么是注射量？什么是塑化量（也称塑化能力）？
注射量是指注射机在注射螺杆（或者柱塞）作最大一次注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。其两种表示方法：一种是以PS原料为标准，用注射PS熔料的质量以g为单位表示；另一种是用注射出的容积以cm3为单位表示。用容积表示和原料的密度无关，使用起来比较方便，目前使用较多。
塑化量：注塑机的生产能力取决于加热料筒的塑化能力和注射成型周期，塑化能力以单位时间内单位料筒融化塑料的质量（塑化量）qm来表示，在一个成型周期内，塑化量必须与注射量平行。
90
注射机生产能力的衡量主要考虑哪两个指标？
主要指标是注射量和锁模力。注射量是指注射机在注射螺杆（或者柱塞）作最大一次注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。其两种表示方法：一种是以PS原料为标准，用注射PS熔料的质量以g为单位表示；另一种是用注射出的容积以cm3为单位表示。用容积表示和原料的密度无关，使用起来比较方便，目前使用较多。锁模力是由合模机构所能产生的最大模具紧闭力决定的，他反应了注射机成型制品面积的大小。锁模力是注射机生产能力的另一个标志，国内外许多厂家是以锁模力作为注射机的系列规格。
97什么是压延成型?什么是压延效应?
压延成型是生产高分子材料薄膜和片材的主要方法，它是将接近黏流温度的物料通过一系列的相同旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品
由于物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，因此高聚物大分子会沿着压延方向做定向排列，以致制品在物理性能上出现各向异性，这种现象在压延成型过程中称为压延效应。
9
篇3：高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用
高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用 本文关键词：相变，高分子，建筑节能，材料，储能
高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用 本文简介：高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用[摘要]高分子相变储能材料在建筑节能中发挥了很大作用。本文对建筑节能的发展现状进行了叙述，对高分子相变材料的种类、制备方法进行了阐述，通过研究国内外研究成果，论述了高分子材料在建筑节能中的应用方式，并对今后高分子相变材料的发展做了展望。[关键词]高分子材料相
高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用 本文内容：
高分子相变储能材料在建筑节能中的研究与应用
[摘要]高分子相变储能材料在建筑节能中发挥了很大作用。本文对建筑节能的发展现状进行了叙述，对高分子相变材料的种类、制备方法进行了阐述，通过研究国内外研究成果，论述了高分子材料在建筑节能中的应用方式，并对今后高分子相变材料的发展做了展望。
[关键词]高分子材料
相变储能
建筑节能
“十一五”期间我国启动的重点节能工程中，建筑节能约占总量的45%，这说明建筑能耗的节约已经成为最大的节能项目。因此，建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑材料领域的热点问题之一。在建筑物各部位的能耗损失中，建筑的外围护结构占了很大份额，其中主要节能部位是墙体，此外屋面、地面以及门窗也被列出节能的重要部位，所以对外围护结构采取的节能措施是最积极有效的节能方法之一。
一、高分子相变材料的研究进展
（一）相变储能材料的分类
相变储能材料的分类方式有很多种。按照相变方式可将相变储能材料（PCM）分为固-液相变材料、固-固相变材料、固-气相变材料及液-气相变材料。后两种类型的相变材料在相变过程中虽然有很大的相变潜热存在，但是相变过程中会出现大量气体，在实际的应用中使材料的体积变大，不利于使用。而前两种类型的相变材料在实际的工程中应用比较广泛，其中固
固相变材料的发展非常迅速，这种相变材料是通过晶型的转变来进行能量的储存和释放，在高分子固-固相变材料领域更是有很多优点。固-液相变材料与固-固相变材料相比较则是一种较为成熟的相变材料，这种材料是通过物质在熔融态和凝固态的互相转变来释放和储存能量，因此，固液相变材料在发生相变时会产生液体的流动，如果不采取封装措施，会产生渗漏和流失的现象，材料的形状也会发生变化，不利于实际应用。
（二）相变储能材料制备技术
（1）物理吸附法。相变材料与基体材料的相容性存在一定问题，使用中可能出现相变材料的渗出，从而导致表面结霜等现象。通过添加多孔材料对液态的物质进行吸附，从而达到相变材料的工作稳定性，使之在实际应用过程中不发生体积变化，液体的渗漏等不良状况。
（2）熔融共混法。有些相变材料与载体基质的相容性良好，熔融后混合在一起制成成分均匀的相变储能材料，主要体现在高分子材料基体与有机物相变材料的制备上。该法一般制备定形相变材料。
（3）微胶囊化。微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。得到的微小粒子称微胶囊，一般粒子大小在1～300llm范围内。包在微胶囊内部的物质称为囊心（也称为芯材、内核），囊心物质为PCM的称为微胶囊相变材料（MPCM）。目前可作为微胶囊内核物质的固液相变材料有结晶水合盐、共晶水合盐、直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类和聚乙二醇等。微胶囊外部为成膜材料形成的包覆膜，称为壁材（也称为外膜、囊壁）。壁材通常为合成高分子材料，可选用的壁材有聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等。此外，有些微胶囊相变材料中还含有成核剂等其它助剂，用来改善相变材料的性能。
（4）压制烧结法。该法主要用于制备高温定形相变材料，张仁元等成功制备了Na2C03
BaC03/MgO、Na2S04/Si02两种无机盐/陶瓷基复合储热材料。这种材料应用于高温工业炉，既能起到节能降耗的作用，又可减小蓄热室的体积，有利于设备的微型化。
二、高分子相变材料在建筑节能中的应用
（一）相变储能材料的节能理论
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。
（二）高分子相变材料在建筑围护结构上的应用
为了提高建筑物的利用率，把相变储能材料应用于建筑物的围护结构，是提高建筑物节能性的一个重要途径。Khudhair等人给出了建筑储能常用的无机和有机相变材料，由于固液相变材料使用时封装较困难，不少研究者对材料进行了研究与改进.Hawes和Feldman等人综述了有机相变材料在各种建筑水泥中的吸收特性和吸收机理，Hawes等人研究了有机相变材料在各?N建筑水泥中的稳定性，德国BASF公司将石蜡封装在微胶囊中，研制出石蜡砂浆，并已将这种砂浆用于房屋的内墙表面上，近几年出现的一种定形相变材料（shape
stabilizedPCM），是由相变材料（芯材）和高密度聚乙烯作为支撑材料（囊材）构成。
（三）高分子相变材料在建筑板材上的应用
把相变材料掺入到石膏板中制备的相变板材主要用作外墙的内壁材料。胡小芳等采用石蜡作为相变储能介质，以多孔陶粒作为吸附基质，将该储能材料加入到石膏板中，可明显提高石膏板的储能密度，延长储热时间.但由于在长期的使用过程中会出现石蜡不同程度的泄露，使其热性能衰退，还需要不断改进.在地板中应用定形相变材料使得相变材料与地板采暖系统相结合成为可能.现今，在地板领域的实际应用中不光是传统的木质地板，新兴起的聚合物板材，如PVC板、木塑复合地板都可以作为地板，其耐磨性、耐化学腐蚀性、美观性有了较大提高。相变材料只要温度低于支撑载体的熔点，即使定形相变材料中的相变材料从固体变为液体，就可以直接与传热介质或加热器接触，这样可以减小热阻，降低热损。林坤平、张寅平等建立了分析定性相变材料蓄热地板电采暖系统热性能的理论模型，分析了系统各因素对热性能的影响。
三、高分子相变储能材料在建筑节能中的展望
大量的国内外知名学者在近年来通过对高分子相变储能材料在建筑节能中研究中表明，这种材料无论是自身的性能还是经济性因素仍存在诸多问题，主要表现在：①相变材料与高分子基体的相容性不好，需对现编材料进行改性；②相变材料的导热系数不够大，无法提高材料的换热效率和稳定性以及单位体积的蓄热量。③相变材料的封装工艺需要改进，使之达到渗漏的稳定性要求。④成本较高。
因此如何选取经济、环保且与建材基体相容性好的相变材料制备各种符合要求的相变储能材料成了日后研究的主题。随着新型PCM的发展，尤其是高分子PCM以及复合PCM，其本身出现的问题能够得以解决，使之在建筑节能领域大有用武之地，其前景也会越来越广阔。