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高分子化工的详细介绍
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高分子化学工业的简称，为高分子化合物（简称高分子）及以其为基础的复合或共混材料的制备和成品制造工业。按材料和产品的用途分类，高分子化工包括的行业有塑料工业、合成橡胶工业、橡胶工业、化学纤维工业，也包括涂料工业和胶粘剂工业。由于原料来源丰富、制造方便、加工简易、品种多并具有为天然产物所无或较天然产物更为卓越的性能，高分子化工已成为发展速度最快的化学工业部门之一。 沿革 高分子化工经历了对天然高分子的利用和加工；对天然高分子的改性；以煤化工为基础生产基本有机原料（通过煤焦油和电石乙炔）和以大规模的石油化工为基础生产烯烃和双烯烃为原料来合成高分子等四个阶段。远在公元前已经开始应用木材、棉麻、羊毛、蚕丝、淀粉等天然高分子化合物。天然橡胶的硫化、赛璐珞（改性的天然纤维素，增塑的硝酸纤维素）的生产迄今已有 100余年之久，但有关高分子的涵义、链式结构、分子量和形成高分子化合物的缩合聚合和加成聚合反应等方面的基本概念,则迟至20世纪30年代才被明确。1907年，美国人L.H.贝克兰研制成功最早的合成树脂──酚醛树脂；20世纪初期，出现了甲基橡胶（聚2，3－二甲基丁二烯）、聚异戊二烯和丁钠橡胶；30年代末，实现了第一个合成纤维──尼龙66的工业化。从此，高分子合成和工业蓬勃发展，为工农业生产、尖端技术以及人们的衣食住行等，不断地提供许多不可缺少的、日新月异的新产品和材料。 成型加工 多数聚合物（或称树脂）需要经过成型加工的过程才能成为制品，有些在加工时尚需加入各种助剂或填料。根据材料的性质和制品的要求，选择适宜的加工方法和助剂或填料。热塑性树脂的加工成型方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等；热固性树脂加工的方法一般采用模压或传递模塑，也用注射成型。将橡胶制成橡胶制品需要经过塑炼、混炼、压延或挤出成型和硫化等基本工序。化学纤维的纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。与高分子合成工业相比，高分子加工工业的生产比较分散，但制品种类繁多，花色品种不胜枚举。目前，高分子加工已逐渐形成为一个独立的工业体系。 产品分类 按主链元素结构分类，产品可分为碳链（主链全由碳原子构成）、杂链（主链除碳原子外尚有氧、氮、硫等）和元素高分子（主链主要由硅、氮、氧、硼、铝、硫、磷等元素构成）。按形成高分子的反应历程分类，由加成聚合反应（低分子化合物通过连锁加成作用生成高分子的过程）制得的高分子称为加聚物，由缩合聚合（由具有两个或两个以上反应官能团的低分子化合物相互作用生成高分子的过程）制得的高分子称为缩聚物。按功能分类，高分子可分为通用高分子和特种高分子。通用高分子是产量大、应用面广的高分子，主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯、涤纶、锦纶、腈纶、维纶和丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶和乙丙橡胶。特种高分子包括工程塑料（能耐高温和能在较为苛刻的环境中作为结构材料使用的塑料,例如:聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、聚芳醚、聚芳酰胺，聚酰亚胺、有机硅树脂和氟树脂等）、功能高分子（具有光、电、磁等物理功能的高分子材料）、高分子试剂、高分子催化剂、仿生高分子、医用高分子和高分子药物等。 工业现状 高分子化工是一种新兴的合成材料工业。1984年世界合成塑料、纤维和橡胶的年产量已达96Mt，塑料的体积产量已大于钢铁，化学纤维的年产量已接近于天然纤维，合成橡胶的年产量已是天然橡胶的两倍。按地区产量是西欧第一，北美次之，亚洲第三。 中国1984年合成树脂、合成橡胶、合成纤维等三大合成材料的年产量已达1.6Mt左右,其中合成树脂和塑料约占总产量74％,合成纤维约占15％,合成橡胶约占11％，橡胶工业、涂料和胶粘剂生产亦取得了很大进展。 趋势 高分子合成工业的原料，在今后相当长时期内，仍将以石油为主。过去对高分子的研究，着重于全新品种的发掘、单体的新合成路线和新的聚合技术的探索；目前，则以节能为目标，采用高效催化剂开发新工艺，同时从生产过程中工程因素考虑，围绕强化生产工艺（装置的大型化，工序的高速化、连续化）、产品的薄型化和轻型化以及对成型加工技术的革新等方面进行工作。值得注意的是,利用现有原料单体或聚合物,通过复合或共混，可以制取一系列具有不同特点的高性能产品(见高分子共混物、高分子复合材料)。近年来，从事这一方面的开发研究日益增多，新的复合或共混产品不断涌现。军事技术、电子信息技术、医疗卫生以及国民经济各个领域迫切需要具有高功能、新功能的材料。在功能高分子材料方面，特别是在高分子分离膜、感光高分子材料、光导纤维、变色高分子材料（光致变色、电致变色、热致变色等）、高分子液晶、超电导高分子材料、光电导高分子材料、压电高分子材料、热电高分子材料、高分子磁体、医用高分子材料、高分子医药以及仿生高分子材料等方面的应用和研究工作十分活跃。 [ Last edited by mengbaiyang on 2008-5-1 at 09:09 ] |
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