❶ 高分子材料智能化应用前景有哪些
智能高分子材料
1.概述
材料的智能性是指材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识地调节、修饰和修复[i]。智能高分子材料的品种多,范围广,智能凝胶、智能膜、智能纤维和智能粘合剂等均属于智能高分子材料的范畴。由于高分子材料与具有传感、处理和执行功能的生物体有着极其相似的化学结构,较适合制造智能材料并组成系统, 向生物体功能逼近, 因此其研究和开发尤其受到关注。其主要分类及应用如下所示:[ii]
2.应用举例
对其中两类智能高分子材料的基本原理和应用进行说明。
2.1具有形状记忆功能的高分子材料
形状记忆高分子就是在一定条件下被赋予一定智能高分子材料的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可相应地改变形状,并将其固定(变形态) 。如果外部环境发生变化, 智能高分子材料能够对环境刺激产生应答,其中环境刺激因素有温度、p H 值、离子、电场、溶剂、反以待定的方式和规律再一次发生变化,它便可逆地应物、光或紫外线、应力、识别和磁场等,对这些刺激恢复至起始态。至此,完成记忆起始态固定变形态恢复起始态的循环。
产生有效响应的智能高分子材料和自身性质如相、高分子材料的形态记忆功能由其特殊的内部结构所决定。在其内部存在着互相结合成网状的架桥,架桥的存在使高分子链间不发生滑动。把它加热到高于Tg 温度使之变形后,再冷却至室温,由于高分子链运动变形使之保持一定状态。再重新加热到Tg 以上温度,残留的翘棱被释放出来,恢复到原来架桥出现时的状态。
此外,由于高分子材料的这种形状记忆智能,可制成热收缩管、容器外包及衬里等,也可用于医用器材和航空设备上。将形状记忆高分子材料加热软化成管状,趁热向其内部插入直径比该管内径大的棒状物,得到的制品为热收缩管,使用时将此管套在需要包覆或连接的物体上。用加热器将膨胀的管加热到初始状态,紧紧包覆在被包物体上。热收缩管主要用于仪器内线路集合、线路终端的绝缘保护,通讯电缆的接头防水以及钢管线路接合处的防腐工程。在医用器材上,应用形状记忆树脂来固定创伤部位可以代替传统的石膏绷扎。还可使用具有生物降解性的形状记忆高分子材料作医用组合缝合器材、血管阻塞防止器、止血钳等。在航空上,被用作机翼的振动控制。
2.2刺激应答性高分子凝胶
水溶性高分子经交联或与疏水单体共聚可形成水凝胶.刺激响应性高分子凝胶是结构、物理性质、化学性质可随外界环境而变化的凝胶,当这种凝胶受到环境刺激时就会随之响应,即当溶液的组成、pH值、离子强度、温度、光强、电场等刺激信号发生变化时,或受到特异的化学物质刺激时,凝胶就会发生突变,呈现相转变行为,这种响应体现了凝胶的智能性。
高分子凝胶由三维高分子网络与溶剂组成,其网络的交联结构使之不溶解而保持一定的形状,而凝胶结构中的亲溶剂性基团使它可被溶剂溶胀而达到一平衡体积。当外部环境的pH值、离子强度、温度、光照、电场和化学物质变化时,凝胶的体积也会相应地变化,有时出现相转变; 网孔增大、网络失去弹性、凝胶相区不复存在、体积急剧膨胀(数百倍变化) 等,并且这种变化是可逆的、不连续的。高分子凝胶能随环境刺激因子变化而发生相转变的内因是体系内存在的几种相互作用力,即范德华力、氢键、疏水相互作用力及静电作用力。由于这些力的相互组合和竞争使凝胶溶胀或收缩,因而产生体积相转变[iii]。高分子凝胶的膨胀-收缩循环可用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料;循环提供的动力可以用来设计“化学发动机”; 网孔的可控性适用于智能药物释放体系。由于凝胶的体积变化是不连续的和可以预测的,凝胶可作为记忆元件和开发的新型材料。
Heller 等以聚( 甲基乙烯醚-共-马来酸酐) (PMVEMA) 为载体材料设计了如图1 所示装置[iv]:
图1 载体材料设计图
外层为包埋有脲酶的水凝胶,内层为包埋有药物的PMVEMA 。外界脲浓度增大时, 系统p H 值升高,PMVEMA 逐渐溶解而使药物释放。
2.3智能织物[v]
将聚乙二醇与各种纤维(如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯)共混物结合,使其具有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性,温度升高时纤维吸热,温度降低时纤维放
热,此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。温度升高时,氢键解离,系统趋于无序状态,线团弛豫过程吸热。当环境温度降低时,氢键使系统变为有序状态,线团被压缩而放热。这种热适应织物可用于服装和保温系统,包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域。
此类织物的另一功能是可逆收缩,即湿时收缩,干时恢复至原始尺寸,湿态收缩率达到可用于传感执行系统、微型发动机及生物医用压力与压缩装置,如压力绷带,它在血液中收缩
在伤口上所产生的压力有止血作用,绷带干燥时压力消除。
当前,分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合,又使织物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注。
3.结语
目前,我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足,与世界先进水平相比尚有相当大的差距,影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展,有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。国外智能高分子材料正处于研究开发阶段,各发达国家都对其相当重视。我们可以看到,世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用,从而引导材料学的发展方向。
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雨虹牌SPUA-351喷涂聚脲弹性防水涂料,是由A、B组份构成的现场喷涂成型双组份弹性涂料。A组分是由异氰酸酯与低聚物二元醇或三元醇反应制得的半预聚体;B组分由端氨基树脂或端羟基树脂、液态胺扩链剂、颜料、填料以及助剂组成。A、B组分通过专用喷涂设备的计量泵输送至喷枪,经快速混合,喷至基层表面,快速反应固结成富有弹性、坚韧的防水、防腐和耐磨涂层。
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❸ 自修复高分子,能够像生命体新陈代谢似的自修复吗
在人的一生当中,人体存在着各种新陈代谢,比如说有细胞死亡,就会有新的细胞产生,然而现在人的身体,时常的出现问题,导致新陈代谢也难以修复人体的损伤,所以科学家们研究出了修复高分子来修复人体,但自修复高分子,能够向生命体新陈代谢似的自修复吗?答案当然是不能,因为高分子和人体细胞存在有很大的区别。
而且生物体的自我修复,可以是多方面的,比如说对人体内的癌细胞以及死细胞进行修复,而高分子索要修复的只是自身的结构,所以两者所针对的对象是不一样的,所以无论是从两者的修复方法来说,还是从两者所修复的对象来说,高分子的自我修复和人体新陈代谢的自我修复是两个不同的概念,所以高分子修复不能够像人体新陈代谢那样进行自我修复。
❹ 请问一下应用于工业领域,哪家金属自修复材料更好一些谢谢!
福世蓝的高分子复合材料,具有强大的粘着力、抗高温、抗腐蚀性能、机加工和耐磨性能,可应用于各种金属、橡胶、混凝土、塑料等材料的替代和修复。
主要应用点主要在:可修复和保护各种搪瓷罐体、金属罐体、管道、阀门,避免腐蚀;可修复磨损的轴、轴衬、轴承座、键槽等的磨损等诸多功能
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❺ 高分子材料未来的发展 求教创业高手
我的师兄师哥基本上都是自己代理行业知名的品牌,然后攻制造业。
❻ 高分子材料未来的发展
有机/高分子材料是现代工业和高新技术的重要基石,已成为国民经济基础产业以及
国家安全不可或缺的重要材料。一方面量大面广的通用高分子材料需要不断地升级改造
以降低成本、提高材料的使用性能;另一方面各类新型的高分子材料将应运而生,尤其是有机及聚合物分子或少数分子组合体的光、电和磁特性将成为高分子向功能化以及
微型器件化发展的重要方向。
(1)分子材料与分子电子器件研究:该领域的主要研究方向是:新型功能分子的设计、合成与组装;分子纳米结构的构筑;分子的组装、自组装以及自组装技术在分子电子器件上的应用研究。这些分子电子器件主要包括分子电开关、分子光开关和分子电光开关的设计、分子导线、分子整流器、分子开关、分子晶体管、分子马达及分子逻辑器等。
(2)光电信息功能高分子材料研究重点主要在:
●有机/高分子光子晶体材料:探索有机/高分子形成光子材料的途径;: ●超高密度高分子存储材料:开发存储密度高的高分子材料;
●高分子传输材料:研究和开发应用于通讯传输的具有较高光学透过性,光学均匀! ,且高折射率、低光损耗的高分子塑料光纤●高分子显示材料:有机/高分子电致发光材料、高分子液晶材料等,其发展方向
为开发出具有高的电致发光效率、低驱动电压,具有不同发光波长(彩色)和长寿命的各种发光器件。
生物医用高分子材料包括:
●药物载体与控释材料:研究适于各类药物的新型生物降解高分子载体和控释材料的设计与合成,药物与载体的相互作用以及药物载体体系的生物医学性能(注射、口服 、吸收、分布、排泄等)评价;
●诱导组织自修复与再生材料:研究能够诱导组织自修复与再生新型生物降解材料
的设计与制备,材料的形态、孔度、降解速度等与组织自修复和再生过程的相互作用关
●生物医用材料的表面修饰以及生物相容性研究:研究不同结构的生物医用材料表面修饰新方法以解决材料的生物相容性问题等.
与能源、环境相关的高分子功能材料
●燃料电池、太阳能电池的关键高分子材料:研究高能、长寿命固态电池及相关电+ 极材料;研究不同有机光敏染料和纳米半导体结构体系的太阳能电池,柔性、薄膜太阳
能电池的研究将是未来发展的重要方向;
●吸收/分离高分子材料:重点研究用于废气与废水处理的功能材料;具有高选择
性吸附、分离功能的膜及纳米介孔材料等;●环境敏感材料与材料智能化:研究对微量有害物质等环境因素高灵敏度感应和传感材料及危害防护材料等;
绿色、环保高分子材料研究:重点研究天然高分子材料(如淀粉、纤维素等)的
改性等。
❼ 拜途自修复轮胎贵吗
不贵,个人觉得性价比超高!其他品牌的自修复轮胎要两千多的,拜途的才几百块,个人觉得是良心企业了,为国产轮胎加油!
❽ 有谁知道中国防水材料前十名品牌
中国防水十大名牌排名是:1.东方雨虹、2.卓宝、3.青龙防水、4.科顺、5.德高、6.禹王、7.大禹、8.龙马、9.德安密、10.宏源。
其中科顺防水实力非常不错。科顺防水科技股份有限公司,其成立于1996年,历经二十余年的稳健经营和高效发展,现已成长为以提供防水综合解决方案为主业,集工程建材、民用建材、建筑修缮业务板块于一体,业务范围涵盖海内外的综合建材公司。
科顺防水已形成以防水材料研发、制造、销售为主体,包括技术服务和工程服务的多业态组合,公司现为中国建筑防水协会副会长单位,已连续10年当选“房地产500强首选防水材料品牌”,先后与碧桂园、万科、融创中国、绿地控股、中海、世茂、龙湖集团、招商蛇口等超过100家知名房企签订战略合作协议,行业综合实力排名前三。
❾ 化工硕士,高分子自修复材料方向,这个方向以后可以进入壳牌等能源外企吗高分子能在新能源领域应用吗
如果你对自己很有自信 觉得自己的理论基础很扎实 并对高分子的前沿科学有一定的了解 平时成绩很好 可以选择浙大(高分子的发源地)北大(高分子理论方面最牛)中科院长春所、北化所、上海有机所(这个多牛我就不解释了 但你本科不是211不建议考)这三个地方搞什么都牛 不用特意选方向 选个牛导就行了
2如果你觉得自己有一定的能力 并且有专精方向 可以考虑西工(材料学)川大(合成)、天大(化工类高分子)、华南(橡胶&加工)、华东(合成)、武大(分析和药物传递)、 北航(学校名气大 本专业不怎么样)、 复旦(理论很牛逼 高分子物理课本就是他们编的 但是很难考)
3 如果你觉得自己水平有限 基础不是很好 你可以考虑北化(合成方面还是比较牛的 收的人多 好考)青岛科技大学(橡胶加工方面目前全国最牛)中国纺织大学(就是东华大学 纤维最牛)北京服装学院(纤维也很牛)这些都比较好考
拜托采纳 打字很累的 如果有疑问可以私下联系
另外补充一点 如果你英语很好 家里有一定经济基础 建议出国比较好 比如美国的阿克隆大学(常春藤之类的就不说了 不现实)容易考的韩国川北大学、庆尚大学等 德国 日本的大学在这方面也很牛
建议查下资料
感觉问题主意不是很清晰
❿ 求高分子材料创业项目,最好是橡胶这一块。资金都没问题,只差项目,求高人指点,在线等!
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