什麽是功能高分子材料?
什麽是功能高分子材料?介紹如下:
在了解功能高分子以前,先把材料的“性能”與材料的“功能”兩者的定義區別壹下。材料的性能是指材料受外界影響時,材料本身能承受的能力,如通常所謂的耐水性、耐熱性、透光性、耐化學品性等;材料的功能是指當對材料輸入某個“信號”時,材料本身會發生質和量的變化而具有某種優異的物理性能,如能導電、導磁等。
所謂功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它們之所以具有特定的功能,是由於在其大分子鏈中結合了特定的功能基團,或大分子與具有特定功能的其他材料進行了復合,或者二者兼而有之。例如吸水樹脂,它是由水溶性高分子通過適度交聯而制得,遇水時將水封閉在高分子的網絡內,吸水後呈透明凝膠,因而產生吸水和保水的功能。
功能高分子材料從20世紀50年代才初露端倪,到70年代方成為高分子學科的壹個分支,目前正處於成長時期。功能高分子材料從功能上大致可分為四類:第壹類是化學功能,包括離子交換、催化、光聚合、光分解、光降解等;第二類是物理功能,包括導電、熱電、壓電、超導、磁化、光彈性等;
第三類是介於化學、物理之間的功能,包括吸附、膜分離、高吸水、表面活性等;第四類是生理功能,包括生理組織適應性,血液適應性等。下面列舉幾種日常生活中可能遇到的功能高分子材料制品。
例壹,離子交換樹脂。壹般家庭用水壺燒水,隔不久,水壺底上覆蓋了壹層水垢,那是因為在自來水中的鈣、鎂離子,在高溫下會生成碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂和矽酸鎂等難溶化合物,並沈積在壺底而形成水垢。
同樣,在工業鍋爐中也存在這種結垢現象。所以進入鍋爐的原水必須除去鈣、鎂離子,這個過程稱為水的軟化。原水軟化是采用鈉型離子交換樹脂,它是在聚苯乙烯樹脂的苯環上引入磺酸基團制成的,此種樹脂具有交換鈣、鎂離子的功能,也就是壹種功能高分子材料。
當原水經過離子交換樹脂層時,水中的鈣、鎂離子和樹脂上的鈉離子進行交換,這樣水中的鈣、鎂離子就被除去了,使水質得到軟化。被鈣、鎂離子飽和的樹脂再經氯化鈉溶液再生,鈉離子把樹脂上的鈣、鎂離子交換下去,樹脂就可以反復使用了。
例二,感光性高分子材料。感光性高分子材料是指吸收光能後可導致體系內或分子間產生化學或物理變化並由此帶來可利用的特定功能的塑料,如在光線照射下液態變成不溶性的固態,稱為光固化或光交聯;如在光線照射下,其導電性會起變化的,稱為光導性;光線照射會使高分子結構中的鏈段降解的,稱為光降解等。感光塑料廣泛用於照相、印刷、靜電復印、電子工業等。
在印刷行業中,采用光聚合型感光性樹脂,經光固化、顯影後可制成凸版印刷的材料。它們的成像原理均是光聚板在紫外線的照射下,受光部分的高分子基材成為不溶或難溶部分,而未受光部分仍保持其原有的溶解度,然後用壹定的溶劑或堿水沖洗去,留下受光部分即成為浮雕型印刷版。