高分子復合材料
高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相固體材料,并且擁有界面的材料。高分子復合材料最大優點是博各種材料之長,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質,根據應用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質的材料,制成滿足需要的復合材料。
基本概念
高分子復合材料,從狹義上來說是指高分子與另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合而成的多相材料,大致可分為結構復合材料和功能復合材料兩種。廣義上的高分子復合材料則還包含了高分子共混體系,統稱為"高分子合金"。
當分散相為金屬/無機物時,則稱為有機/無機高分子復合材料;而當分散相為異種高分子材料時,則稱為高分子共混物。自然界中有大量的高分子復合材料的例子,如樹木、蜂巢、燕窩等。
發展史
從十九世紀開始,人類開始使用改造過的天然高分子材料。火化橡膠和硝化纖維塑料(賽璐珞)是兩個典型的例子。
進入二十世紀之后,高分子材料進入了大發展階段。首先是在1907年,Leo Bakeland發明了酚醛塑料。1920年Hermann Staudinger提出了高分子的概念并且創造了Makromolekule這個詞。二十世紀二十年代末,聚氯乙烯開始大規模使用。二十世紀三十年代初,聚苯乙烯開始大規模生產。二十世紀三十年代末,尼龍開始生產。
隨著工業企業現代化的發展,設備的集群規模和自動化程度越來越高,同時針對設備的安全連續生產的要求也越來越高,傳統的以金屬修復方法為主的設備維護工藝技術已經遠遠不能滿足針對更多高新設備的維護需求,對此需要研發更多針對設備預防和現場解決的新技術和材料,為此誕生了包括高分子復合材料在內的更多新的維護技術和材料,以便解決更多問題,滿足新設備運行環境的維護需求。
在經歷了二十世紀的大發展之后高分子材料對整個世界的面貌產生了重要的影響。《時代雜志》認為塑料是二十世紀人類最重要的發明。高分子材料在文化領域和人類的生活方式方面也產生了重要的影響。
分類
高分子復合材料分為兩大類:高分子結構復合材料和高分子功能復合材料。以前者為主。高分子結構復合材料包括兩個組分:①增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。高分子功能復合材料也是由樹脂類基體材料和具有某種特殊功能的材料構成,如某些電導、半導、磁性、發光、壓電等性質的材料,與粘合劑復合而成,使之具有新的功能。如冰箱的磁性密封條即是這類復合材料。
優異特性
優異的附著力:高分子滲透形成分子之間的作用力,使其與修復部件形成范德華力和氫鍵鏈接。
優異的機械性能:分析了機械設備在運行過程中所產生的各種復合力的要求,在材料的合成過程中實現了各種數據的均衡性,并具有良好的機械加工性能和延展性能。
抗化學腐蝕性能:解決了大多數高溫下的有機酸、無機酸及混合酸的腐蝕。
材料的安全性:100%固體,材料沒有揮發性;無毒無害,可以和皮膚直接接觸。
應用
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