天然高分子材料的应用范文

天然高分子材料的应用篇1

关键词：环境；材料；可持续

为了保护环境，各国都在努力，然而，珍稀物种的灭绝、淡水资源的匮乏、全球气温的升高等环境污染问题依然存在，而且愈演愈烈，如何保证经济发展与环境的合理利用依然是世界性难题。为经济与环境协调发展，国际材料界出现了一个新的领域——生态环境材料。

1环境材料的分类

生态环境的发展是从上世纪初才得到发展的，由于人们工业化的发展，造成了人们对环境的巨大破坏，因此人们逐渐认识到环境保护的重要性，开始兴起了生态环境材料的发展，逐渐的成为现在的重要课题。(1)金属材料金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造，船舶及海洋工程制造等。金属材料作为使用最为广泛的一种材料，人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。目前最有效的方法是开发其特殊功能，优化使用，即低合金化，较宽的使用范围，促进金属材料的环境协调性。(2)无机非金属材料无机非金属材料也简称无机材料，无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。无机非金属材料是20世纪40年代后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的，已与高分子材料和金属材料并列为经济建设中的三大材料。包括先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。(3)高分子材料高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。新型高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。(4)天然资源环境材料在自然界中存在许多天然材料与自然环境具有极好的环境协调性，主要包括无机类的天然矿物环境材料和有机类的天然生物资源高分子环境材料。天然矿物环境材料对环境功能作用主要体现在矿物表面吸附性作用与矿物吸附剂、矿物孔道过滤性作用与矿物过滤剂和分子筛、矿物层间离子交换作用与矿物交换剂、矿物热效脱硫除尘作用与矿物添加剂等方面。天然金属矿物具有在水介质中的微溶性化学活性作用与矿物反应剂，也能在污染治理领域发挥独特的作用。(5)环境治理功能材料随着人类生产活动和社会活动的增加，环境质量日趋恶化，自工业革命以来，由于大量燃料的燃烧、工业废弃物和汽车尾气的排放等原因，曾发生多起与环境污染有关的公害事件，已经引起了世界各国的重视。积极开发治理环境污染，恢复生态平衡是环境材料发展的重要方向之一。当前材料领域普遍采用天然材料改性的新型环境功能材料和以废治废及资源化技术来解决日益严峻的资源短缺及环境污染等难题。

2环境协调性评价(LCA)

(1)环境负荷评估方法是LCA(LifeCycleAssessment)。LCA主要包括三个方面：①通过确定和量化与评估对象相关的能源、物质消耗，废弃物排放，评估其造成的环境负担，具有良好的环境协调性。②评估能源、物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响，零排放是不可能的，要在环境的允许范围内，可开发可不可发的尽量不开发。③辨别和评估改善环境的机会，用最小的投入保证最大的收获。(2)材料的环境协调性评价(MLAC)材料的环境协调性评价是将LCA的基本概念、原则和方法应用到材料的环境负荷评价中，与材料或产品的设计相结合。由于与材料相关的环境污染占的比重大，对材料进行环境协调性评价就显得非常重要。典型材料的评价，是众多产品评价的基础，对典型材料进行MLAC可以减少评价的重复。评价材料的优劣要根据这一背景，建立新的评价体系，补充新的评价内容。其研究范围不断扩大，从传统的包装材料，容器等产品领域转向各种金属、高分子、无机非金属和生物材料，从传统侧重于结构材料的评价转向对功能材料的评价。

3结语

21世纪是经济与环境协调发展的世界，世界经济的可持续发展必须以自然资源和环境协调性为基础。人类社会面临能源、资源危机和环境污染，这些问题严重威胁着人类及生物的生存环境，甚至关系到生物世界的生存。所以，我们必须充分考虑其环境协调性，加强材料的协调性设计，广泛应用环境材料。

参考文献：

[1]王天民.生态环境材料[M].天津大学出版社,2000.

[2]翁端.环境材料学[M].清华大学出版社,2011.

天然高分子材料的应用篇2

关键词：高分子材料新型材料市场应用农业领域

1.前言

随着社会的发展，我国的科技有了崭新的发展机会以及广阔的发展平台，高分子材料科学也处于飞速发展的状态。经过多年的发展，高分子材料已经在我国市场上的多个领域得到了十分广泛的应用。值得一提的是，合成高分子材料凭借着其独特的优良性质以及相对良好的使用性能，在市场上已经占据了比较重要的地位。伴随着时代的持续发展，人们对新型高分子材料也相应的提出了更高的要求，因此，为了适应人类的需要，对新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料简述

高分子化合物是高分子材料的组成基础，构成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性质便是其构成基础聚合物所具有的性质了，其含有的主要材料所具有的特性，便是这种高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和无机非金属材料以及金属材料是在当前的市场上应用的材料主体，是应用性材料科学的主要内容。在三者当中，属高分子材料最受欢迎，由于其优良的性能得以广泛的应用，在整体的新型材料的市场上都占据着重要的地位。在全球范围内的材料市场上，高分子材料的发展一直都没有停止，反而是以高速的发展形态展现在人类的面前。例如，合成树脂的数量在十年之内几乎增加了一百倍，高分子材料的飞速发展，给人类的生活带来了极大的便利以及翻天覆地的变化。塑料便是一种典型的高分子材料，塑料的用途广泛，传统的木材和水泥的年产量加起来也远远没有塑料的产量高。合成橡胶的产量也大于天然橡胶的产量，合成纤维一年的产量几乎达到了羊毛和棉花等人造纤维或者天然纤维总产量的二倍之多。还要合成树脂的发展等等。但是，即使高分子材料在我国取得了很大的研究进展以及生产应用，但是相比于世界上的发达国家，我国的科技仍然是较为落后，与各大发达国家存在着较大的距离。

高分子材料于一九三零年问世，至今已经发展了将近九十年的时间。但是一直到二十世纪末期，高分子材料才正式收到人类的重视和研究。科技处于不断的进步当中，人类对新型高分子材料的需求也在不断增加。例如大家都熟知的纳米材料，纳米高分子材料是一种聚合物基材以及纳米微粒的复合材料，这种材料具有独特的优良性质，在研究纳米材料的时候，要以其潜在的性质为依托，寻找最有效、迅速的开发方式。

2.新型高分子材料的应用概述

高分子材料作为材料市场的后起之秀，发展速度十分迅速。并且在整个材料市场上的应用十分广泛，在各行各业，在我们生活中的各个角落都能见到高分子材料的身影。例如在功能材料方面随处可见高分子材料，在结构材料方面高分子材料也表现出其难以比拟的优势。新型高分子材料的主要分类为：光功能材料和高分子分离膜，高分子复合材料以及该分子磁性材料。所谓光功能材料即是指这种材料能够对光进行吸收和转换，或者透射和储存。所谓高分子分离膜材料，其本身是一种薄膜性质的材料，即是利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜，它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献，并且分离效率高，使用条件好。所谓高分子复合材料是指有多种具有不同的性质的物质所复合而成的多相材料。这种材料聚集了多种材料的特征，优势十分明显，例如复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。所谓高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一种复合形式，也属于高分子复合材料的一种。这些新兴的高分子材料已经渗透进了人类生活的各个领域，在医疗行业以及工业行业都做出了重大的贡献

3.举例说明新型材料在农业领域的应用

科技的进步无疑大大促进了农业的发展，我国是一个农业大国，新兴材料在农业领域的应用，对促进农业的发展发挥了很大的作用。

在我国农业以及工业的生产领域，木塑复合材料的应用十分常见，木塑复合材料大多应用在农业领域，这种高分子材料具有以下优点：韧性好，较高的强度，可再生性好并且能够耐腐蚀。因此，木塑复合材料能够在一定程度上取代传统的钢铁材料，故在我国农业领域具有广泛的应用前景。在我国大片的庄稼地中，大量存在着秸秆这种新型材料，我国对秸秆加以利用的研究已经投入了很大的精力。秸秆用于沼气发电，秸秆用于提取纤维素制作高能燃料等，将秸秆作为一种重要的新型材料仍然需要研究。部分农作物的生长需要在温室中进行，因此温室大棚便是农业领域当中的必需品。新型温室大棚保温材料能够在白天充分吸收阳光，并自动进行恒温工作的处理，在夜晚能够使大棚内维持同样的温度和空气中的湿度。这种采用新型温室大棚保温材料的温室能够使植物自然生长，提高了农业产量和质量。对于温室材料的研究，最主要的研究性能便是其保温性能。新型温室保温材料的研究意义重大。

4.新型材料的发展前景

我们现在共同的目标是可持续发展，新型材料的开发能够满足人类对可持续发展目标的推进，新型材料能够凭借其优良的性能以及可重复利用的特点为人类社会的发展做出重要贡献。但是，我们要时刻铭记，新型高分子材料的发展要坚持以下原则：首先，新型高分子材料的使用不能对环境产生污染，其次，新型高分子材料要尽量追求成本低廉，能够满足大部分人的需求。目前我国所研究出的新型高分子材料大多价钱昂贵，因此，寻找廉价的基础材料作为高分子材料的生产成本至关重要，原材料的选取和加工工艺的选择都是未来新型高分子材料的研究重点问题之一，人类也从未停止过对新型高分子材料的探究工作。同时，要对新型高分子材料进行宣传，让大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次强调，不能以牺牲环境为代价去发展新型高分子材料，才能让这种高分子材料对我们的社会发展发挥重要的作用。

参考文献： 

[1]谭志坚，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89. 

[2]祁春媛，方东辉，任小杰.木塑复合材料在农业机械上的应用 

[J].黑龙江水利科技，2014，42（5）：149-151. 

[3]俞镇慌.现代农业与非织造材料[J].产业用纺织品，2000（7）：7-9. 

天然高分子材料的应用篇3

关键词 高技术纤维材料；纳米纤维；航天航空

中图分类号V25 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0190-02

复合材料在飞机的应用范围和水平已经成为对评价飞机先进性的重要指标。与产业用材或其他民用材料相比，对航空用复合材料的要求更加苛刻，主要表现有以下几点：1）在要求最轻质量的前提下要保证其具备高模量、高强度；2）能够稳定使用于各种苛刻的环境条件下，比如耐热性、耐水性、耐溶剂性等；3）能够在苛刻的成型条件要求下进行复合加工；4）品种繁多，但同一品种产量少，成本高。不管是哪一种高技术纤维，都属于技术密集且投资巨大的原料产品，虽然无法和一般纺织用纤维的销售量相比，但是在航空业中却起着其他材料不可代替的作用。

1 使用纳米纤维过滤介质的航天器再循环水处理系统

作为地球上最宝贵的资源之一，水在航天器上显得尤为珍贵，据测算飞行器运行于低地球轨道水的成本大约为2.19万美元/L。在上述前提下，应运而生了Disruptor纳米纤维过滤介质的净化技术，其可以把航天员的汗液和尿液经过经过成为饮用水，以供给航天员在飞行过程中的用水。

Disruptor的过滤介质采用了纳米纤维，其构成主要是在金属网或细旦玻璃纤维网上下位附着氧化铝纳米，Disruptor拥有非常良好的过滤性能，如果采用单层结构进行水过滤功能，可去除99.99%的直径0.025μm的粒子；如果采用三层结构进行水过滤功能，对相同直径粒子，其去除率甚至可高达99.9999%。采用了纳米纤维的过滤介质不仅可以去除存在于水中的病毒，还可以对DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）进行稳定吸收。

2 使用碳纳米纤维符合材料的锂离子电池电极

锂电池电极经过NASA航天电池研究团队多年研究后制造得出，所采用的就是硅晶须与CNF的复合材料。其中CNF是采用单丝直径在100到200nm之间，纤维长度在30到100μm之间。其所选用的是Pyrograf型碳纳米纤维。硅晶须使用VLS方法包覆在CNF上。VLS要经过一定的处理过程，在500摄氏度、30Torr的压力环境下，将四氢化硅混合气体的流速严格控制为每分钟80mL，反应时间大约可设定为十分钟。锂离子电池的最高容量可达到1000mAh/g。除此之外，美国斯坦福大学历经了多年研究开发出了中空CNF符合材料的锂离子电池阴极材料，即在中空的CNF内壁灌封硫化物，让电池能够尽可能多地搜集多硫化物。这种电池的容量经实验显示会更加高，可达1673mAh/g，其电化学循环特性也是比较良好的。

3 高强力/重量比纤维材料在航天领域的应用

经测算可知，目前在地球轨道送入一颗卫星大约需要2万美元/磅的成本，在美国航天飞机升空大约需1万美元/磅的成本。在此巨额成本消耗前提下，就需要研究新材料和技术以完成保证航天器性能下功耗成本的降低，近年来高强力/重量比的工程纤维成为高技术纤维开发的热点，这与其可以有效减轻航天器的重量有很大的关系。这些高强力/重量比纤维材料也具备相关的技术特点：1）聚合物材料的玻璃化转变温度为90摄氏度；2）克重≥100g/㎡；3）若纤维材料使用时间超过5年，其保持率>85%；4）就纤维来讲，其强力与重量比≤1000；

目前研究的高强力/重量比的纤维主要设计有液晶纤维、聚对苯撑并双恶唑、超高分子量聚乙烯和芳香族聚酰胺等。其产品可以分为轻质挠性复合材料、中厚型挠性复合材料和重型挠性复合材料三个系列。超高分子量聚乙烯和聚对苯撑柄双恶唑纤维的强力/密度比是相当良好的，就强力/密度比而言，超高分子量聚乙烯为3.4，聚对苯撑并双恶唑为3.8；就模量/密度而言，超高分子量聚乙烯为53.2，聚对苯撑并双恶唑为114.4。虽然其他复合材料的强力/密度比没有前两类高，但是也举杯高性能纤维的基本特征。就重型挠性复合材料来讲，其具有强力高、伸长低、抗撕裂能力良好和高抗破坏性冲击等优良性能，多用于可充气压力构筑物、大型汽艇和挠性压力舱中。

4 碳纤维增强的复合材料材料在航天领域的应用

碳纤维是把有机纤维进行碳化和石墨化处理后而获得的微晶石墨型材料。其中在航空上主要应用到的是由碳纤维与环氧树脂结合形成的复合材料，它具有比重小、强度高、刚性好、密度低、非氧化的条件下能耐超高温以及X射线的透过性很好等优势。在航天器构建的制作中得到广泛的应用，在应用中可以减轻航天器的重量，这样每减轻1公斤，运载火箭就可以减轻500公斤。因此，这种材料的应用大大减轻了航天器的负担。譬如美国航天飞机的3只火箭推进器关键部件以及先进的MX导弹发射管等构件，都是利用碳纤维的复合材料制作的。

5 纺织材料在航空领域的应用

纺织材料在航空领域主要应用于降落伞、以及航天员的个体防护装备等方面。主要的纤维材料有天然的纤维如棉、蚕丝以及麻等；涤纶、芳纶、锦纶和高强度聚乙烯等材料。其中这些材料都具有密度小、抗老化、防辐射、耐高温、拉伸率高、防水、保温等优势，这样的材料用来制作降落伞、航天员个体装备可以帮助航天员有效的适应太空高辐射等环境，同时能够起到很好的保护作用。其中在降落伞、航天员的个体装备主要应用的就是锦纶、芳纶以及高强度的聚乙烯材料。

6 结论

航空航天工业对技术要求非常高，虽然其风险和投入都较高，但是也具备巨大的经济效益，也体现了其重大的军事价值。我国作为航天工业大国，有必要承担起提供高性能纤维及其复合材料的重任。加大对高技术纤维材料的开发与利用，制造出更多品种、性能更好的材料，并广泛的应用于航天、军事领域，并通过突破技术障碍、提高材料的应用性来实行大规模生产与应用，形成材料的市场化。这样不仅能够促进我国航天领域和军事领域的发展，同时能够解决原材料短缺的问题，在一定程度上能够带来很大的经济效益，促进经济的发展。因此，今后要加大对高技术纤维材料的研发并广泛应用于航天等领域，为航天事业做贡献。

参考文献

[1]芦长椿.从战略性新兴产业看纤维产业的发展（三）高性能纤维材料在航空航天领域的应用[J].纺织导报，2012，7.

[2]黎小平，张小平，王宏伟.碳纤维的发展及应用现状[J].高科技纤维与应用，2006，2.

天然高分子材料的应用篇4

关键词：高分子材料；纳米技术；功能高分子；航天；可降解生物

中图分类号：K477 文献标识码： A

一、高分子材料改性中纳米技术的应用

一般，纳米技术被认为是对纳米材料的性质和纳米结构的设计的一项研究技术。当任何材料用高科技手段被细化到纳米量级时，该材料的物化性能就会发生巨大的变化，产生出一些奇异的物化现象，呈现出与常规材料完全不同的新的性质。而且如果将拥有特殊性能的纳米粒子与高分子材料复合时，纳米粒子可以显著改变或者增强该高分子材料的某些性能。因此，在高分子材料改性中应用的纳米技术主要是包括两大类：第一，纳米粒子与高分子材料的复合；第二，对高分子材料进行纳米结构的设计和制作。其中第一类占主要地位。

例如，于苯乙烯一丙烯酸醋IPN/MMT纳米复合阻尼材料的研究，就是利用纳米粒子与高分子材料复合，提高原材料由于粘弹性而具有的抗震消声性能。并且研究表明，纳米粒子特别是二维纳米片均匀分散于聚合物基体中之后，将能大大改进和提高材料原有的应用性能，同时还能赋予基体材料其他新的性能：增强增韧性能、耐磨性能、阻透性能、抗菌性能、抗老化性能及防紫外线性能。再如，将纳米无机粘土粒子通过咪唑类有机改性剂有机化后得到的纳米粒子片层，跟尼龙6材料复合后，所得复合材料的阻燃性能显著提高。

利用纳米材料和纳米结构的种种特有性能，可以帮助我们合成制造出更多更适用的新材料。因此，开发纳米高分子复合材料，是改造传统聚合物工业技术的最有效途径，具有巨大研究价值和市场潜力。

二、功能高分子材料发展

功能高分子材料是指与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能（如电学、光学等方面的特殊功能）的聚合物大分子（主要指全人工和半人工合成的聚合物）。功能高分子是高分子材料的一个特殊领域，泛指性能特殊、有某些特殊功能、用量少但能产生重要新技术的一类特殊高分子材料。随着经济和科学技术的发展，新能源开发、交通和宇航技术、微电子技术、生物医药等各个领域的发展和进步都迫切需要相应的功能高分子材料作为基础。高分子材料的功能设计的主要途径是：1）通过分子设计合成新功能，如非晶质光盘（APO）的研制；2）通过特殊加工赋予材料功能特性，如功能高分子膜和塑料光纤；3）通过两种或两种以上具有不同功能或性能的材料复合获得新功能，如层积复合填料复合的EMI/RFI屏蔽导电塑料和高分子磁性体；4）通过对材料进行各种表而处理以获得新功能，如表面处理法，EMI/RFI屏蔽导电塑料进行功能设计的思想，贯穿了功能高分子材料发展的各领域，代表着当今功能高分子材料的发展方向。在生物医药材料领域，就有人模仿自然骨成分和形成过程，利用电化学反应为胶原分子自组装和矿化提供反应动力和微环境，获得了成分和结构与骨组织相似的生物活性涂层，并且可以可控的释放生物活性因子调控促进骨生长，是增强医用移植体材料生物活性，加快早起治愈速度的理想方法。特种与功能高分子材料之所以能成为国内外材料学科的重要研究热点之一，最主要的原因在于它们具有独特的“性能”和“功能”，可用于替代其他功能材料，并提高或改进其性能，使其成为具有全新性质的功能材料。因此，功能高分子的发展是没有固定学科边界的。而我国更应该加大对功能高分子材料研究的重视，加强国际交流，努力提高自主研发水平，跻身世界高精尖技术行列。

三、生物可降解高分子材料的发展

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。生物可降解的机理大致有以下三种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。因此，生物可降解并非单一机理，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。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

四、先进高分子材料在航天工业领域的应用

新中国成立以来，以两弹一星为代表的航天产品的研制带动了我国许多关键新材料项目的启动和开展。改革开放以来，我国载人航天、探月工程等重点工程的开展需要众多新材料的支撑，也促使我国在许多关键新材料领域的研制工作取得了突破。其中，先进高分子材料是我国航天工业赖以支撑的重要配套材料，主要包括橡胶、工程塑料、胶黏剂及密封剂、涂料等。

作为理想的密封及阻尼材料，橡胶的应用非常广泛。我国航天工业建立伊始，为了满足当时的迫切需求，我国开展了大量特种橡胶材料的研制攻关工作；随着我国工业的发展，高性能橡胶材料及应用技术也取得了长足进步。工程塑料是指可作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较苛刻的化学物理环境中使用的高性能高分子材料。其结构特点是主链由苯环、萘环、氮杂环等通过醚基、砜基、酮基等连接而成，具有重量轻、强度高、耐热性好和耐辐射性好等优良特性，已经逐步取代金属材料，用于装备中大量次结构件的制造。目前，在国防装备上获得应用的工程塑料主要有聚酰胺（PA）、聚氨酯（PU）、聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）等。航天产品广泛采用轻合金、蜂窝结构和复合材料，因此，胶黏剂及胶接技术应用普遍，但航天产品使用环境苛刻，要承受高温、烧蚀、温度交变、高真空、超低温、热循环、紫外线、带电粒子、微陨石、原子氧等环境考验。航天材料及工艺研究所研制了百余种特种胶黏剂及密封剂，主要包括聚氨酯类、酚醛树脂类、环氧树脂类、有机硅类、丙烯酸酯类、有机硼类胶黏剂等，其中绝大多数已应用于我国运载火箭、卫星及飞船等航天产品。

结语

高分子材料也叫做聚合物材料，通常是指由千万个小分子化合物以化学键联结而成的大分子化合物。我们生活中应用的高分子材料主要就是指合成塑料、合成橡胶、合成纤维等合成高分子材料。然而至20世纪60年代，高分子材料工业已基本完善，解决了人们的衣着、日用品和工业材料等需求。因此，在未来的高分子材料研究领域，高分子材料的三个钟头发展方向将会是高分子材料功能化、纳米高分子材料复合应用以及可生物降解高分子材料研发。

参考文献

[1]王周玉,岳松,蒋珍菊,芮光伟,任川宏.可生物降解高分子材料的分类及应用[J].四川工业学院学报,2003,S1:145-147.

[2]陈志祥,张政委,田华,高林.生物降解高分子材料在医药领域中的应用[J].化学推进剂与高分子材料,2005,01:31-34.

天然高分子材料的应用篇5

1放射性的危害

1.1外照射的危害

地球上到处都存在着天然放射性核素，它们可发生α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变。即可放射出α射线（α粒子）、β射线（β粒子）、γ射线（γ光子）。α射线是带电粒子，α粒子带有两个质子和两个中子，并带有两个单位的正电荷。α粒子的能量损耗很快，射程很短，在空气或其他物质中会造成电离密集。也就是说α射线放出后，被吸收，很快消失。因射程很短，1张纸就可以把α射线阻挡。α粒子难以从体外对人体构成伤害。β射线是带电粒子，它实际上就是电子。β粒子造成的电离比α粒子弱，能量损耗较慢，射程较长，但考虑到天然放射性物质在自然界中的含量毕竟很少，因而，β射线不至于从人体外部对人体构成伤害。γ射线是γ光子，它在空气中的电离小，射程长，可以从建筑材料中放射出来，能穿透人体，对人体有明显伤害。这种放射线从外部照射人体的现象，叫做外照射。

1.2内照射的危害

氡是一种天然放射性元素，并且是一种惰性气体。如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，氡气会随着人们的呼吸沉积在肺部、支气管及上皮组织内，并随着血液的流动走向全身。它在人体内大量放出射线，从而危害人体健康。氡原子核放射的是α粒子，虽然α粒子难以从体外对人体构成伤害，但进入人体的氡所放射的α粒子，由于它的射程短，在它所经过的路径上，破坏细胞结构分子，在人体内对细胞的伤害也就十分集中，细胞受伤害的程度就大，修复的可能性也较小。像这种放射性物质进入人体并从人体内部照射人体的现象，叫做内照射。氡及其子体是造成内照射危害的主要原因，氡已被世界卫生组织列为主要环境致癌物之一，是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素。

2建筑装修材料放射性危害的来源

自然界中我们应注意四种元素，即氡-222、钍-232、钾-40、镭-226。氡-222带来的是内照射问题。钍-232、钾-40放射的γ射线能量高，会对人体带来外照射危害。镭-226一方面放射的γ射线能量高，构成外照射危害，另一方面，它的衰变产物（子体）是氡-222，氡-222在空气中的多少与镭-226直接相关，因此，也关系到内照射危害。天然材料本身就具有放射性，因为自然界中任何天然的岩石、砂子、土壤中都含有铀、镭、钍、钾等天然放射性同位素，绝对不含天然放射性核素的物质是没有的。只是在一般情况下，它们在天然物质材料中的含量极低。但比较而言，有一些无机材料如花岗岩、炭质岩、浮石、明矾石和含磷的一些岩石中铀、镭的含量较高。另外，在环境保护的压力下，建筑工业越来越多的使用工业废料。目前已发现放射性含量高的建筑材料很多是掺入工业废料而引起的。由于建材中掺入放射性含量较高的矿渣或使用高放射性的石材，不仅使室内氡浓度增高，也明显地增加了外照射剂量。

3放射性污染的监测

放射线是无色、无味的，人们的感觉器官感受不到，它需要用专门的仪器才能检测到。利用低本底γ能谱仪可以测得无机非金属建筑材料和装修材料中天然放射性核素镭-226（Ra-226）、钍-232（Th-232）、钾-40（K-40）的放射性比活度CRa、CTh、CK。而对于材料表面氡析出率的检测方法有多种，在《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2010）中进行了规定。通过检测可以确定建材产品是否符合标准规定的要求。在国家强制执行标准《建筑材料放射性核素限量》（GB6566-2010）和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2010）中规定了建筑材料和装修材料放射性核素限量。建筑材料和装修材料的放射性要控制两个指标，即内照射指数IRa=CRa/200；外照射指数Iγ＝CRa/370+CTh/260+CK/4200。而对于像加气混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的空心砖、空心砌块等建筑主体材料，则增加了氡的析出率限量要求[不大于0.015Bq（/m2•s）]，这是因为氡的析出率比外形相同的实心材料要大许多倍。

对于建筑主体材料的要求：建筑主体材料中天然放射性核素镭-226（Ra-226）、钍-232（Th-232）、钾-40（K-40）的放射性比活度应同时满足：IRa≤1.0，Iγ≤1.0；加气混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的空心砖、空心砌块等建筑主体材料，其天然放射性核素镭-226（Ra-226）、钍-232（Th-232）、钾-40（K-40）的放射性比活度应同时满足：IRa≤1.0、Iγ≤1.3，表面氡析出率≤0.015Bq（/m2•s）。对于装修材料要满足：A类装饰装修材料：IRa≤1.0，Iγ≤1.3；B类装修材料：IRa≤1.3，Iγ≤1.9；C类装修材料：Iγ≤2.8。满足IRa≤1.0，Iγ≤1.0的建筑主体材料和满足IRa≤1.0、Iγ≤1.3、表面氡析出率≤0.015Bq（/m2•s）的加气混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的空心砖、空心砌块等建筑主体材料以及A类装饰装修材料其产销与使用范围不受限制。B类装饰装修材料不可用于Ⅰ类民用建筑的内饰面，但可用于Ⅱ类民用建筑物、工业建筑内饰面及其他一切建筑的外饰面。C类装饰装修材料只可用于建筑物的外饰面及室外其他用途。5结语自然界的物质都存在放射性，建筑装修材料存在放射现象是很正常的，绝大部分的建材产品存在的放射性属于低剂量，是安全可靠的，不会对人体健康产生影响。但也有少部分的建材产品，尤其是掺入工业废料的建材产品其放射性超标。因此要加大对建材产品的监测力度，杜绝不合格产品流入市场，使真正的绿色环保建材产品进入人们的生活。

天然高分子材料的应用篇6

前言

随着社会发展水平的逐渐提升，使得现代当中的绿色环保的理念逐渐的出现在人们的生产生活当中，使得对于环保的要求逐渐的提升。新型装饰材料就是符合环保以及绿色理念的新型材料，对于生活空间的装饰有着重要的意义。

新材料的定义

新材料是现代科技发展的产物，是能够适应现代的发展的重要的重要装饰材料。新材料的定义就是将装饰材料的实用性、经济型以及艺术性和环保性等特性进行了有机的结合，使得装饰材料逐渐的适应现代的发展标准。

在现代的装饰发展中，传统的装饰已经不能够满足社会的发展需求。科技化现代化的装饰环境是现代居民追求的装饰标准。新型材料的发展结合现代的发展形式，满足人们日益增长的物质文化需求，对我国的装饰行业的发展有着重要的意义。

新材料在现代装饰中的具体应用

1.天然橡胶地板

天然橡胶是一种环保材料，是以聚异戊二烯为主要成分的高分子化合物材料，同时也是应用最广的通用橡胶。橡胶地板是以天然橡胶以及合成橡胶组成的一种天然的高分子材料地板，合成橡胶采用的是分子的组合成分，是石油的重要组成品。天然橡胶是人工培育的橡胶树生产，用这两种形式的橡胶组合成的橡胶地板是一种无污染的材料。

橡胶地板是一种无污染的环保地板，并且具有多重的颜色可以选择，这对其在实际的装饰当中的应用有着重要的好处。在设计过程中能够应用在各个场合，使得其发展收到了广泛的推崇。并且橡胶地板在实际的发展当中具有净化空气的作用，可以吸收空气当中的二氧化碳含量。橡胶地板的发展，对于现代社会的发展有着重要的意义，在实际的发展进程中，由于其美观、温暖、弹性好以及柔软度高和可回收的相应特点，被广泛的应用于社会的发展进程中。同时在进行装饰设计的过程中，具有防火防水、防滑实用等性能被广泛的关注。具体的使用地点可以是家庭、医院以及公共场所的使用。

2.人造水晶材料

水晶材料在现代的装饰当中具有重要的意义，并且能成为装饰当中不可或缺的材料。水晶材料的使用具体的体现在水晶灯方面，人们的生活水平逐渐的提升，追求着家里的豪华，使得水晶灯逐渐的出现在装饰材料当中。现代的装饰行业，主要的体现着“轻装潢，重装饰”的思想观念，使得人造水晶受到人们的青睐。并且在社会进程逐渐加快的今天，新型水晶产品层出不穷。

随着物质需求的上升，使得人们的审美眼光逐渐的提升，导致审美标准逐渐的提升。对于装饰，其是一种艺术与材料的有机结合的产物，承载者设计者的心血以及人们的审美眼观，是满足社会精神文化的重要手段。

3.人造石

人造石顾名思义就是合成石，通过是石材的废渣以及荒废的材料进行再次的回收利用，使得成为新型石材，并且具有相应的形状。合成石与天然的石材相比较而言具有性价比高等特点，并且具有无辐射以及美观环保等特点。由于其具有相应的形状以及可塑性，被广泛的应用于社会发展的各个行业的装饰当中，也成为了装饰行业当中的重要组成部分，受到了用户以及设计师的一致好评。

随着近年来的城市化水平的不断推进，使得我国的建筑行业不断的发展。天然石材由于其自身的成本较高、打磨塑形的成本以及刻制图案的要求都相对较高，使得天然石材的具体应用面临困难。合成石材料能够很好的满足社会的发展需求以及装饰需求，符合实际的发展状况，为我国装饰行业的发展带来重要的推动力。

4.晶体瓷砖

在实际的装饰行业的发展中，晶体瓷砖出现在装饰当中，成为了现代的新型装饰材料。在实际的发展进程中，晶体瓷砖作为装饰的一种被广泛的应用于社会的公共行业以及家庭装饰当中。其是一种小型的正方形晶体块，并且拥有多种颜色，可以随意的搭配图案。这对装饰行业是一个重要的革新，推动了装饰行业的发展。装饰材料采用的是合成晶体，是一种无污染材料，符合装饰环保的需求。同时其具有成本低，使用效率高等特点。通过良好的氛围的营造，体现装饰的重要作用。

结论

综上所述，在新型材料的发展进程中，对于装饰的发展有着重要的促进作用。随着绿色建筑理念以及绿色装饰的发展，对于装饰材料的环保性有着严格的要求。因此，我国需要大力的发展新型装饰材料，并结合社会的发展水平，促进新型装饰材料的可持续发展。

天然高分子材料的应用篇7

纤维素复合材料有很多种，按照组成成分区分，可分为纤维素/合成高分子复合材料、纤维素/导电聚合物复合材料等；按照功能区分，可分为力学材料、光学材料、电学材料。现简要介绍有特点的功能性纤维素复合材料。

1.1具有光电活性的纤维素复合材料通过相关学者的研究发现，如果将氢氧化钠/尿素水溶液作为溶剂制备纤维素或染料复合膜，那么，这种材料会显示出较强的发光性能或荧光性能。其中，复合膜还有较强的透明性，透光率能够达到90%.试验发现，复合膜的力学性能很高，拉伸强度能够达到138MPa。如果将天然纤维素浸泡在发光溶剂中进行离心干燥，经过一段时间后，能够得到光致发光纸。这种材料不仅展现了发光剂的吸附能力，还提供了复合纸的发光性能。因此，这些纤维素发光材料可以用于发光二极管和包装等领域。

1.2纤维素/碳纳米管复合材料从纤维素先进功能材料的研究、分析中发现，碳纳米管具有非常优秀的力学性能和电性能，受到人们的高度重视，并被广泛应用于电子器件中。随着科技的不断发展，这种材料在生物传感和复合材料中占有重要位置。

2化学法制备纤维素功能材料

因为天然纤维素很难溶解，所以，不适用于工业生产中。它作为一种天然高分子，在性能上也有一定的不足，例如，这种纤维素耐化学腐蚀性很差、强度较低、稳定性不高。所以，相关人员可以通过化学方法改善天然纤维素的缺陷，强化其溶解性和强度，并赋予它新的性能，不断拓展纤维素的应用领域。因为纤维素分子链上有很多羟基，所以，可以利用这种方法制备出各种各样的纤维素衍生物。近几年，纤维素衍生物材料被广泛应用于日用化工、涂料和食品等领域。其中，纤维素的制备方法主要有均相法和非均相法。因为纤维素很难溶解，所以，在工业生产中，都是利用非均相法制备纤维素衍生物。但是，在这个过程中，纤维素衍生物存在结构不统一和不可控的缺点，同时，还会产生大量的副产物，所以，纤维素衍生物的种类较少。相关人员尝试利用纤维素在不同溶液中的反应生产纤维素衍生物。

2.1纤维素酯纤维素酯是纤维素与强酸或羧酸衍生物，通过酯化反应得到的一种纤维素衍生物。这种衍生物的种类较多，并有较高的附加值，能够在生物、材料、食品中广泛应用。利用这种方式，相关人员可以合成一些具有新功能性的纤维素酯。相关人员通过酯化反应将卟啉分子连接在纤维素上，得到了光电转换材料，卟啉分子还给予了纤维素材料全新的抗菌性能。所以，通过酯化反应，能够在乙基纤维素上连接三苯基胺，然后得到溶致变色的纤维素衍生物，并显现出蓝-绿荧光。这种衍生物在溶液中的量子效率为65%，所以，它还被应用在光电器件领域。

2.2纤维素醚从传统意义上讲，纤维素醚类的种类很多，并有很多性能。这种物质被广泛应用于石油开采中，还有食品、纺织和日用化学品等方面，所以，相关人员可以引进新的基因功能，以得到新型的功能性纤维素醚。一些学者合成了纤维素咔唑醚，它能够用于存储信息，并在OLED的空穴中传输材料；还有一些学者利用醚化反应，在纤维素上连接联苯液晶分子，从而得到对紫外光吸收能力较强的纤维素材料。近年来，相关人员发现了一些新型、高效的纤维素溶剂，为纤维素的再生产提供了新介质。在纤维素溶液中进行衍生化反应，能够得到结构统一、可调控的功能性纤维素衍生物，例如纤维素酯、纤维素醚等。这些分子或衍生物的反应快速、高效、容易分离，为相关行业的研究奠定了良好的基础。

3结束语

通过对纤维素先进功能材料的分析可知，纤维素先进功能材料能够有效利用纤维素的价廉、量大、易获得、可再生等特点，拓展纤维素材料的使用领域。相信纤维素先进功能材料的应用范围将会越来越广。新技术和新溶剂的开发和使用，会极大地推动纤维素功能材料的开发。

天然高分子材料的应用篇8

论文摘要：高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么，高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的 发展 关系如何呢？以下作简单介绍。

人类从一开始即与高分子有密切关系， 自然 界的动植物包括人体本身，就是以高分子为主要成分而构成的，这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等，也都是高分子。只是到了 工业 上大量合成高分子并得到重要应用以后，这些人工合成的化合物，才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料（聚合物）的应用与发展，人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时，很多人会想到“白色污染”，甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子，这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在，而人们认识高分子时，往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益，不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。

一、高分子化学的内涵

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的 科学 ，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定 规律 重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识 经济 社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息 发展 的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足 计算 机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械 工业 等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和 科学 技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的 历史 时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考 文献 ：