首页 > 范文大全 > 计划安排

高分子材料种类及用途(6篇)

发布人:网络 发布时间:2024-02-28

高分子材料种类及用途篇1

关键词:高分子材料;导电机理;导电塑料;用途

文章编号:1005–6629(2012)5–0071–04中图分类号:G633.8文献标识码:B

20世纪70年代,白川英树、Heeger和MacDiarmid等人首次合成了聚乙炔薄膜,后来又经掺杂发现了可导电的高聚物,这就是导电高分子材料。导电高分子材料的发现,改变了人们对传统塑料、橡胶等高分子材料是电、热的不良导体的观念,经过40多年的发展,导电高分子材料也从最初的聚乙炔发展到聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等数十种高分子材料,成为金属材料和无机导电材料的优良替代品。而今这种导电高分子材料已广泛应用于电子工业、航空航天工业之中,并对新型生物材料和新能源材料的开发产生巨大的影响。

1高分子材料的分类及导电机理

导电高分子材料通常是指一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10-6S/cm以上的聚合物材料。这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜,以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态(10-9到105S/cm)的范围里变化。这种特性是目前其他材料所无法比拟的。按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型(或本征型)导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。

1.1结构型导电高分子材料

结构型导电高分子材料是指高分子本身或少量掺杂后具有导电性质的高分子材料,一般是由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供体进行掺杂后制得的。结构型导电高分子材料具有易成型、质量轻、结构易变和半导体特性。最早发现的结构型高分子聚合物是用碘掺杂后形成的聚乙炔。这种掺杂后的聚乙炔的电导率高达105S/cm。后来人们又相继开发出了聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等导电高分子材料。这些材料掺杂后电导率可达到半导体甚至金属导体的导电水平。

1.1.1聚乙炔

纯净聚乙炔掺进施主杂质(碱金属(Li、Na、K)等)或受主杂质(卤素、AsF5、PF5等)后才能导电。与半导体不同的是,掺杂聚乙炔导电载流子是孤子。

聚乙炔中孤子是怎样形成的呢?反式聚乙炔结构有两种形式,互为镜像,如图1所示:

A相和B相能量相等,都是基态。如果原来整个反式聚乙炔处于A相,通过激发可以变为B相,中间出现的过渡区域,称为正畴壁,反之称为反畴壁。正畴壁称为孤子,反畴壁称为反孤子[1]。激发过程中所提供的能量只分布在正、反畴壁中,畴壁以外的部分能量不变。孤子态是由导带和价带各提供1/2个能级构成的,因此电荷Q=0,当用施主或受主杂质进行掺杂形成荷电孤子后,Q=±e。反式聚乙炔掺杂后,施主杂质向碳链提供电子,被激发形成的孤子带有负电,如果是受主杂质,将从碳链中吸取电子,使孤子带有正电。这样孤子就成为反式聚乙炔中的导电载流子。

聚乙炔是目前世界上室温下电导率最高的一种非金属材料,它比金属质量轻、延展性好,可用作太阳能电池、电磁开关、抗静电油漆、轻质电线、纽扣电池和高级电子器件等。

1.1.2聚对苯撑

聚对苯撑(PPP)有如图2所示两种结构形式:

其中(a)式稳定,而(b)不稳定,很难单独存在,当FeCl3与PPP掺杂时发生电荷转移使PPP分子链成为正离子,而FeCl3以FeCl4-负离子的形式加到分子链上,同时FeCl3被还原成FeCl2[2],即:

2FeCl3+eFeCl4-+FeCl2

因此,掺杂过程实际上是一个氧化还原过程或电荷转移过程。如果掺杂剂为受体分子,电荷转移使高分子链成为正离子,掺杂剂为负离子,如果掺杂剂为给体时,则相反。聚对苯撑(PPP)的导电性和热稳定性优良,有多种合成方法,常温下为粉末,难以加工成型。电化学聚合可得到薄膜状产品,但电化学聚合的产物聚合度小、电气特性和机械性能低,可采用可溶性预聚体转换工艺提高其聚合度。

1.1.3聚噻吩

噻吩的分子结构如图3所示,环上有两类C原子,因此在发生聚合反应时会有3种连接结构,其中α-α连接时,噻吩环之间的扭转角度最低,当其与一些复合材料发生掺杂时会通过π-π键共轭作用结合在一起,形成一个个相对独立的导电单元,这些导电单元相对纯的聚噻吩而言,具有更高的电导率[3]。

1.1.4聚吡咯

聚吡咯(PPy)是少数稳定的导电高聚物之一,但纯PPy只有经过合适掺杂剂掺杂后才能表现出较好的导电性。聚吡咯常用的掺杂剂有金属盐类如FeCl3,卤素I2、Br2,质子酸如H2SO4等。不同种类的掺杂剂对PPy掺杂及形成高导电性的机理不同,但大部分具有氧化性的掺杂剂,其掺杂过程可以用电荷转移机理来解释。按此机理掺杂时,聚合物链给出电子,掺杂剂被还原成掺杂剂离子,然后此离子与聚合物链形成复合物以保持电中性。以FeCl3为氧化剂制备聚吡咯,通过电荷转移形成复合物,反应按下式进行[4]:

1.1.5聚苯胺

与其他导电高聚物一样,聚苯胺(PAN)是共轭高分子,在高分子主链上交替重复单双链结构,具有的价电子云分布在分子内,相互作用形成能带等。其化学结构如图4所示。

聚苯胺可以看作是苯二胺与醌二亚胺的共聚物,x的值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,不同的x值对应于不同的结构、组分及电导率。完全还原型(x=1)和完全氧化型(x=0)都为绝缘体,在0<x<1的任一状态都能通过质子酸掺杂进行交换,当x=0.5时,电导率最大,且可通过聚合时氧化剂种类、浓度等条件控制x的大小。对其进行电化学或化学掺杂,使离子嵌入聚合物,以中和主链上的电荷,从而可使聚苯胺迅速并可逆地从绝缘态变成导电状态,当质子酸进行掺杂时,质子化优先发生在分子链的亚胺氮原子上。质子酸发生离解后,生成的(H+)转移至聚苯胺分子链上,使分子链中的亚胺上的氮原子发生质子化反应,生成元激发态极化子[5]。

聚苯胺(PAN)的研究后来居上,它与热塑性塑料掺混具有良好的导电性,与其他导电高聚物相比,具有良好的环境稳定性,易制成柔软、坚韧的膜,且价廉易得等优点。在日用商品及高科技方面有着广泛的应用前景。

1.2复合型导电高分子材料

复合型导电高分子材料是以高分子聚合物作基体,加入相当数量的导电物质组合而成的,兼有高分子材料的加工性和金属导电性。既具有导电填料的导电性、导热性以及电磁屏蔽性,又具有基体高聚物的热塑性、柔韧性以及成型性,因而具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等很多优良的特点,已被广泛应用于电子工业、信息产业以及其他各种工程应用中。复合型导电塑料是经物理改性后具有导电性的塑料,一般是将导电性物质如碳黑、金属粉末、金属粒子、金属丝和碳纤维等掺混于树脂中制成。在技术上比结构型导电塑料成熟,不少品种已商业化生产。

目前,关于复合型导电高分子材料的导电机理有宏观渗流理论,即导电通路学说、微观量子力学隧道效应理论和微观量子力学场致发射效应等三种理论[6]。

(1)渗流理论:这一理论认为,当复合体系中导电填料用量增加到某一临界用量时,体系电阻率急剧下降,体系电阻率-导电填料用量曲线出现一个狭小的突变区域,在此区域内导电填料的任何微小变化都会导致电阻率显著变化,这种现象称为渗滤现象,导电填料的临界用量通常称为渗滤阈值。

(2)隧道效应理论:该理论认为复合体系在导电填料用量较低时,导电粒子间距较大,混合物微观结构中尚未形成导电网络通道,此时仍不具有导电现象。这是因为此时高分子材料的导电性是由热振动电子在导电粒子之间的迁移造成的。隧道效应现象几乎仅仅发生在距离很接近的导电粒子之间,间隙过大的导电粒子之间没有电流传导行为。

(3)场致发射效应理论:该理论认为,当复合体系中导电填料用量较低,导电粒子间距较大、导电粒子内部电场很强时,电子将有很大几率飞跃树脂界面势垒跃迁到相邻电子离子上,产生场致发射电流,形成导电网络。

1.2.1炭黑添加型导电高分子材料

炭黑不仅价格低廉、导电性能持久稳定,而且可以大幅度调整复合材料的体积电阻率。因此,由炭黑填充制成的复合导电高分子材料是目前用途最广、用量最大的一种导电材料。复合材料导电性与填充炭黑的填充量、种类、粒度、结构及空隙率有关,一般来说粒度越小,孔隙越多,结构度越高,导电性就越强。

1.2.2金属添加型导电聚合物

这类导电塑料具有优良的导电性,比传统的金属材料重量轻、易成型、生产效率高、成本低,进入20世纪80年代后,在电子计算机外壳、罩、承插件、传输带等方面得到应用,成为最年轻、最有发展前途的新型导电和电磁屏蔽材料。常见的金属类导电填充剂有金、银、铜、镍等细粉末。

2导电高分子材料的广泛应用

2.1在电子元器件开发中的应用

2.1.1用于防静电和电磁屏蔽方面

导电高聚物最先应用是从防静电开始的。将特定比例的十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸混合酸掺杂的PANI与聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂(ABS)共混挤出,制备了杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料,通过现场聚合的方法在透明聚酯表面聚合了一层导电PANI,表面电阻可控制在106~109Ω[7]。通过对复合材料EMI屏蔽的研究,发现在101GHz下,复合材料的屏蔽效能随其中PANI含量的增大而增大。掺杂能提高PANI的屏蔽效能。

2.1.2导电高分子材料在芯片开发上的运用

在各种带有微芯片的卡片以及条码读取设备上,高分子聚合物逐渐取代硅材料。塑料芯片的价格仅为硅芯片的1%~10%,并且由于其具有可溶性的特性而更易于加工处理[8]。目前国际上已经研制出集成了几百个电子元器件的塑料芯片,采用这种导电塑料制造的新款芯片可以大大缩小计算机的体积,提高计算机的运算速度。

2.1.3显示材料中的导电高分子材料

有机发光二极管是由一层或多层半导体有机膜,加上两头电极封装而成。在发光二极管的两端加上3伏~5伏电压,负极上的电子向有机膜移动,相反,与有机膜相连的正极上的电子向负极移动,这样产生了相反运动方向的正负电荷载体,两对电荷载体相遇,形成了“电子-空穴对”,并以发光的形式将能量释放[9]。由于它发光强度高、色彩亮丽,光线角几乎达到180度,可用于制造新一代的薄壁显示器,应用在手机、掌上电脑等低压电器上,也应用于金融信息显示上,使图像生动形象,并可图文通显。利用电致变色机理,还可用于制造电致变色显示器、自动调光窗玻璃等。

2.2在塑料薄膜太阳能电池开发中的应用

传统的硅太阳能电池不仅价格昂贵,而且生产过程中消耗大量能源,因此成本昂贵,无法成为替代矿物燃料的能源,而塑料薄膜电池最大的特点就是生产成本低、耗能少。一旦技术成熟,可以在流水线上批量生产,使用范围也很广。制造塑料薄膜太阳能电池需要具有半导体性能的塑料。奥地利科学家用聚苯乙烯和碳掺杂形成富勒式结构的材料,再将它们加工成极薄的膜,然后在膜层上下两面蒸发涂上铟锡氧化物或铝作为电极。由于聚苯乙烯受到光照时会释放出电子,而富勒式结构则会吸收电子,如果将灯泡接在这两个电极上,电子开始流动就会使灯泡发光[10]。

2.3在生物材料开发中的应用

在生命科学领域,导电高分子材料可制成智能材料,用于医疗和机器人制造方面。由于导电有机聚合物在微电流刺激下可以收缩或扩张,因而具备将电能转化为机械能的潜力,这类导电聚合物组成的装置在较小电流刺激下同样表现出明显的弯曲或伸张/收缩能力。为了把聚合物变成伸屈的手指活动,加上了含PPY的三层复合膜[PPY/缘塑料膜/PPY],其中一层PPY供给正电荷,另一层PPY供给负电荷。机器人手指工作:提供正电荷的一侧凹陷进去,即体积收缩;提供负电荷的一侧就鼓胀起来,体积膨胀,引起手指弯曲[11]。用改进的PAN和碳纤维合并起来作为纤维束驱动器,用它制造手指关节链(见图5)其中关节的动作是借助于激光发动和纤维反抗成对的推拉控制,是由改变pH来激发动作的,并有激发纤维和反抗纤维的数量来控制位置[12]。

最新研究表明,DNA也可以具有导电性,因此,把导电塑料与生命科学结合起来,可以制造出人造肌肉和人造神经,以促进DNA的生长或修饰DNA,这将是导电塑料在应用上最重要的一个趋势。

2.4在新型航空材料开发中的应用

航空制造所用复合材料是一种聚合体树脂制成的矩阵结构,由耐热性能良好的增强型碳素纤维层或者玻璃纤维层胶合而成,再利用熔炉打造成所需要的形状,以适应不同零件所承受的压力。另外,像聚苯胺、聚吡咯可用于电磁屏蔽,涂有其聚合纤维的飞机,能吸收雷达信号,使飞机隐身,还可排除雷击的危险。在导弹外面裹上一层这类聚合物,不仅可防止产生静电,还可减轻导弹的重量[13]。

3导电高分子材料的研究进展

20世纪70年代以来,电子、电气、通讯产业的迅速崛起,推动了导电材料的快速发展。随着导电材料使用环境的变化,对导电材料的发展也提出了新的要求。总体来说,导电高分子材料的发展主要围绕以下几个方面:

(1)开展分子水平上的研究和应用,开发新品种导电材料,尤其是高导电性导电聚合物、高强度导电高分子材料、可溶性导电高分子材料和分子导电材料,以便能够制成“分子导线”、“分子电路”和“分子器件”。

(2)研究设计和合成结构高度稳定的、具有高荧光量子效率和高电荷载流子迁移率的共轭聚合物,制备出结构有序的导电聚合物薄膜材料[14]。

(3)导电材料多功能化。除具有导电性能外,还应具有优良的阻燃性、阻隔性、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等性能,并在加大导电填料用量以提高导电性能的前提下,如何保持或增强复合材料的成型加工性能、力学性能和其他性能。

导电高分子材料的这些发展趋向预示着一个新的塑料电子学时代即将到来。

参考文献:

[1]包咏.聚乙炔导电性介绍[J].大学化学,2003,18(5).

[2]韦玮,张晓辉.聚对苯撑掺杂和导电性能研究[J].功能高分子学报,1998,(6).

[3]王红敏,梁旦.聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料结构与导电理论的研究[J].化学学报,2008,(20).

[4]周媛媛,李松等.导电高分子材料聚吡咯的研究进展[J].化学推进剂与高分子材料,2008,6(1).

[5]聂玉静,程正载.聚苯胺的合成及改性研究现状[J].化工新型材料,2010,38(3):19.

[6]孙业斌,张新民.填充型导电高分子材料的研究进展[J].特种橡胶制品,2009,30(3):73~75.

[7]张柏宇,苏小明等.聚苯胺导电复合材料研究进展及其应用[J].石化技术与应用,2004,22(6).

[9]李俊玲.神通广大的导电塑料[J].百科知识,2005,(6):14~15.

[10]应仕杰.应用潜力极大的导电塑料[J].广东塑料,2005,(12):9.

[11]李新贵,张瑞锐等.导电聚合物人工肌肉[J].材料科学与工程学报,2004,22(1):130~131.

[12]王锦成,李龙等.高分子材料的智能性及其应用合成技术及应用[J].合成技术及应用,2004,16(4).

高分子材料种类及用途篇2

关键词:化工工艺;超滤技术;特点;原理;结构

前言

所谓超滤技术,即一门新型的实用科学技术,随着其不断发展和完善,已在诸多领域得到较为广泛的应用。由于超滤技术有其自身的特点,在化工工艺过程中得到广泛的应用。随着其技术的不断完善,其所具有的高效、节能、环保等优势将日益显露,超滤技术的应用领域必将进一步扩展。

1、超滤技的特点

超滤技术具有操作简单、流程短、分离效果好、处理效率高、能耗低等特点

2、化工工业生产现状

长期以来,化工生产过程中突出的难题是气体中夹带的微小液滴和油雾难以分离,在合成氨、尿素、硝酸、硝铵等生产过程中,油污能使各种触媒中毒失效、换热设备换热效率下降、阻力增加。如今又有了新技术的开发应用。这项新技术采用超滤技术及高效、低阻、长寿命的过滤材料,能够高效的使气液。超滤技术成功解决了传统惯性分离存在的缺陷,利用新技术、新材料在传统惯性分离技术基础上实现设备的结构、过滤分离材料的精度和材料极性有机结合,其效率可达99%-99.99%。

3.超滤技术基本原理和结构

3.1粒子的形成及其分布

速度变化(重力沉降)形成的雾滴粒径多在100μm以上,压力变化形成的雾化粒子粒径在10μm-100μm,温度变化形成的冷凝粒子粒径在0.01-10μm,且形成的1μm粒子的重量百分比高达40%。其中极性粒子约为1-10μm以上,非极性粒子约为0.01-1μm。传统分离设备依靠惯性折转、旋流,重力沉降,丝网除沫方式,仅对10μm~100μm范围的液体粒子效果较好,而对于10μm以下的粒子分离效果较差,为有效分离10μm以下的小粒子,须采用超滤技术进行高效气液分离。

3.2分离机理

首先确定了设备的结构、过滤分离材料的精度与过滤分离材料的极性三位一体的思路,即根据不同的介质和工艺条件,确定采用过滤材料

滤芯种类及其组合。比如烧结不锈钢纤维毡滤芯(以下简称sF滤芯),可用于水、液氨等极性分子,而超细玻璃纤维滤芯(以下简称MF滤芯)则适用于油、凝析油等非极性分子。SF滤芯采用外进里出的气体流动方式,利用了该材料的极性和巨大的表面积,而MF滤芯采用里进外出方式,利用过滤层的亲油疏水性能及扩散、碰撞和拦截等综合过滤机理(凝聚式过滤),在通过组合滤层时凝聚长大,最终在背风面依靠重力降落实现气液分离。

3.3极.眭选择与结构

介质的极性可以用偶极矩衡量,偶极矩等于分子正电中心或负电中心上的电量乘以两个中心之间的距离所得的积。偶极矩为零的分子都是非极性分子,他们的正负电中心都重合在一起。偶极矩不等于零的分子称为极性分子如H20,NH3。极性分子之间存在取向、诱导和色散作用,这三种作用都是吸引作用。不同介质的极性大小不一样其凝聚力也不相同。因此针对需分离粒子极性不同选择不同的分离材料也是影响分离效果的关键因素,比如分离极性粒子可采用单级高效分离元件,而分离油气溶胶粒子或乳化油粒子则必须采用两级高效分离元件。

4.超滤技术提高过滤材料的连续使用寿命采取的方法。

超滤技术采用高效率低阻力纤维过滤材料,为了提高过滤材料的连续使用寿命,我们采用了如下方法。

4.1增大孔隙率,采用更先进的材料,纤维更细,精度更高,孔隙率增大一倍,容尘量增大一倍,过滤材料连续使用寿命增加两倍。

4.2增大过滤面积,采用折叠式滤芯,在阻力相同情况下,流通面积增加一倍,纳污量增加三倍,寿命增加三倍。此外,结构设计上应保留传统惯性分离技术的优点,最大限度发挥各种分离作用以达到最佳效果。

5、化工工艺过程中超滤技术的具体应用

5.1合成氨

高压机后新鲜气油分离

用途:除去新鲜气中的油水尘等杂质,保护合成触煤、降低能耗。

实例,例:四川广宇化工股份有限公司在新鲜气管路上采用了两级高效过滤器,每年排放油水16.2吨为理论水量的92.36%,分离效率比原来的45~47%大大提高,自98年投产以来,一直运行良好。由于采用了超滤技术,大大改善了冷交换器的油污和积碳堵塞现象,进一步优化了操作条件,有效保护了合成塔触媒。该公司是合成氨原料气中最早使用超滤技术的用户,使用过程中,充分显示了超滤技术特点和强大生命力,使多年来长期得不到解决的合成氨新鲜气带油问题得到了解决。

5.2氨分离改造

用途:高效氨分离,从气体分离出雾状液氨,能降低入塔氨含量,降低能耗。直接经济效益明显。应用举例:湖南湘氮实业有限公司利用其原高压氨分外筒,用超滤技术对内件进行改造,自2000年10月开始投入运行,取得很好的效果,透平循环机能正常运转,合成塔进口氨含量降低1.4%,年产量氨增加18768吨,增收3500多万元。

5.3循环机后油分离器

用途:除去气体中夹带的油水杂质,保护合成触煤,降低能耗。

应用举例:湖南湘氮实业,用于往复式循环机油分改造,自2001年1月投运以来,排放油水量明显比以前增加,合成触煤的寿命已由改造前的3个月左右,延长到现在的7-8个月,目前仍在高效低阻状态下运行。

5.4变换气后过滤器

用途:除去变换气中的油水杂质,保护变换触煤。应用举例:陕西化肥厂在新鲜气压缩机三段出口采用了二级超滤过滤器,自2000年4月投产以来,每小时平均排油水100余公斤,有效保护低变触煤。

5.5尿素

用途:除去CO2气体中的油污,降低能耗,提高产品质量。

5.6硝酸

用途:除去氨气中的油污,保护昂贵的触煤铂网,延长其工作寿命。

应用举例:山东海化潍坊硝铵厂在销酸氧化炉前气氨过滤器采用了超滤过滤器,使用后,氧化炉铂金属丝网寿命延长,现已连续运转2年多,同时过滤清洗周期比原布袋过滤器长,减少了不少工作量。

5.7硝铵

用途:除去氨气中夹带的油污,防治氨气带油进入硝铵中和工段,提高系统安全性能,防止意外。

应用举例:兰州化学工业公司化肥厂硝铵车间,在氨压缩机气氨档板过滤器之后加装了超滤过滤器,根据2000年8月份投产以来的情况看,气氨中的油含量,由进口状态的50-60ppm降至6-10ppm,完全满足硝铵中和工段的要求,对系统的安全运行起到了重要的作用。

5.8炼油厂尾气回收

用途:从气体中分离出杂质,保护中空纤维膜,延长膜的使用寿命。

安庆石化总厂柴油加氢尾气回收膜分离器前原旋风分离器后采用了SF+MF+SMF三级超滤技术,过滤精度达到了0.01μ“m,效率达到了99.99%,现已连续使用2年多,分离出大量含硫化氢、柴油和水混合液体,有效保护中空纤维膜,延长了膜的使用寿命。

5.9天然气净化及凝析油回收

用途:从气体中分离出杂质,保护中空纤维膜,延长膜的使用寿命。长庆油田在天然气中空纤维膜干燥器前设置三级超效过滤器,用于净化气体保护中空纤维膜,使用中意外发现分离出大量凝析油,现已推广至工业大规模应用。

高分子材料种类及用途篇3

关键词:经编;间隔织物;产品开发;应用拓展

中图分类号:TS186.1

文献标志码:A

Warp-knittedSpacerFabricEmbracingtheEraofSystematicDevelopment

Abstract:Warp-knittedspacerfabricisakindoftraditionalwarp-knittedproduct,onwhichthewarpknittingindustryhasbuiltupcertaintechnologyreserve.Withtheimprovementandfull-scalepopularizationofkeyproductiontechnologiesaswellasthecollaborationamongR&Dorganizations,producersandendusers,theuniquestructureandoutstandingpropertiesofthefabricwillbebroughtintofullplay,andwarpknittedspacerfabricswillhavebroadapplicationfieldsandgoodfutureprospectsinthefieldsofapparel,decorativetextilesandtechnicaltextiles.

Keywords:warp-knitting;spacerfabric;productdevelopment;extendingapplicationfields

经编间隔织物是利用纱线将两个相对独立的织物连接在一起,并保持一定间距、具有立体结构的织物。织物包括两个织物层和间隔层,既是三维结构,又是三层结构。间隔织物的开发与应用历时较长,产品总量保持稳定增长,但是应用有待进一步拓展。随着织物特殊结构以及环保、卫生、舒适等诸多优点受到广泛认可,经编间隔织物已经进入全面的系统开发与应用时期。

1坚实的创新道路

国内开展间隔织物的研究较早,行业具有一定的技术储备,不少生产工艺成熟,持续研发已经形成一定的实力。

1.1研发经历3个10年

上世纪80年中后期以来,国内外对经编间隔织物的研究经历了鲜明的3个阶段。

1.1.1生产工艺研究

一些企业开发双针床经编产品,以涤纶、锦纶为主要原料,以薄型或小间隔产品为主。双针床间隔织物很快成为一个大类产品,各种细分产品有所开发,在服装和装饰领域得到应用,很快大量应用于鞋材。部分企业将工艺研究集中在中厚型间隔织物的生产上,从机器研制到织造技术和后整理工艺的改进,都进行了相应的尝试。

1.1.2产品应用研究

随着中厚型间隔织物的生产与应用,新的应用领域被开发出来,其中最值得一提的是在床垫、坐垫等衬垫领域。作为一种能够取代聚氨酯泡沫等高功能软质型材和衬垫材料,经编间隔织物引起了人们的兴趣和关注。国际上在床垫、汽车座椅等一些领域,织物生产企业和床垫生产企业、汽车制造厂商等推出优质产品。经编间隔织物也应用于材料领域、医用领域,并探讨在复合材料、建筑新材等应用的可能性。

1.1.3综合性能研究

常规产品一直在持续生产,而充分体现各种性能特点的研发也在加速。从间隔层具有空间结构、间隔纱基本直立等研究入手,与机器改造、机械制造相结合,赋予间隔织物优越的力学性能和物理性能。行业积累了一定的研发经验,不少新产品处于开发试用阶段,有待规模化生产,关键在于市场需求。

1.2关键技术研究取得进展

一些关键技术的进展或普及推动了高端产品的开发,主要有高性能间隔纱、大间距间隔织物以及多种原料、多种结构织物生产关键技术得到突破。

1.2.1间隔纱等关键原料的开发

由龙头企业与相关院校,联合化纤、经编及产品应用领域专家共同开展的功能性涤纶单丝研发成果显著。其中一项研究方案是在结合现有涤纶单丝纺丝成形及加工技术的基础上,采用茶炭涤纶母粒对涤纶进行改性。将微纳米级茶炭粉与低粘度聚合物载体共混造粒,通过茶炭聚酯母粒与切片熔融纺丝工艺等特殊工艺,获得含茶炭成分的涤纶未取向丝,再经拉伸获得茶炭涤纶单丝。这种单丝具有优异的力学性能,尺寸稳定性、耐磨性好;具有抑菌特点,还具有负离子、远红外功能。

1.2.2重点产品生产技术的提升

重点的间隔织物产品(如厚垫类)和主要的间隔织物复合材料(如大型坪类、场地类)的生产技术在与使用部门的交流中逐步改进,并深入引导产品应用。例如:针对垫类压缩回弹变形与透气、排湿、热湿等诸多性能的研究,还有功能性纤维和天然纤维编织工艺适应性的研究,都使间隔产品用途增加。这种研究涉及相关产业,化纤、经编、染整相互协作,在开发与应用过程中完善使用标准,优化工艺流程,已经有一些产品达到国际领先水平。

2优越的产品性能

上世纪90年代中期,研发人员提出“3D”结构概论和设计理念,阐述这种纺织品具有多种结构设计可能性和设计方案,对这类产品开发发挥承上启下作用。

2.1结构

2.1.1织物的厚度

经编间隔织物的厚度主要由前后针床脱圈板间的距离以及所用原料和编织工艺所决定。织物的厚度影响其压缩性,织物越厚抗压性变异较大。织物的抗压性与纱的弯曲状态和抗弯曲性能有关。

2.1.2间隔层的结构

间隔层的结构设计需考虑织物稳定性、弹性因素。主要内容包括:间隔纱是否与两个表面层精确垂直,以抵抗垂直于织物方向上的压力;间隔层组织、满穿与空穿的选择,及与表面网孔结构形成配合;间隔层受到横向载荷时,间隔纱是否容易弯曲倒伏;根据不同结构的表层组织,间隔纱在前后针床轮流垫纱设计等。

2.1.3外表层的形式

织物表面层分为:两面均为平素密实,一面网眼一面密实,两面均为网眼,还有一面为花色、一面为起绒效果,及其它多种组合形式。表面层为网眼结构,织物较为稀松,密度较小,对气流的阻隔作用较弱。一面为提花色结构,含有弹性纱,采用起绒组织进行起绒整理,就可以产生提花外观,具有一定弹性及绒面效果。还可以与其他材料复合,满足特殊使用要求。

2.2性能

织物的结构决定织物具有透气、导湿、防震、吸音、隔热等诸多的特点。

2.2.1透气

间隔层由一根间隔纱支撑,留有比其它织物更多的空间,构成一个便于空气流动的通风微环境,使织物具有良好的透气性。空气在层内部贯通,循环流动时将湿气传导散发出去,使织物的导湿、导热性高于相同厚度的一般织物。透气性与结构有关,如果织物的两个外表面层都采用透气结构(如网孔),可使织物的整体透气性明显提高。即使织物受到强大外力作用,只要三维结构存在,这个通风的微环境就存在。

2.2.2抗压

间隔层的存在为织物带来可压缩的空间。空间结构结合纱的抗弯曲性构成了织物的整体抗压性能。织物有很好的缓解压力的功能,其效果优于其它弹性材料,特别是一些不环保材料。还有其它因素,例如织物表面组织会影响间隔纱的排列方式,排列方式影响间隔纱加权平均倾斜角,从而影响抗压性能。纱线的影响十分明显,如纱直径越大,弯曲刚度越大。

2.2.3隔音

织物的两外表面层可以有效地反射声波,并且中间间隔纱及外表层的内表面还可将透入的声波能量进行多重振荡衰减,从而达到吸音、隔音效果。声波的衰减程度与原料种类、表层和间隔层的结构、织物的密度、厚度以及分界状态等因素有关。为此,可以通过织物的组织设计和后整理加工制作隔音材料,还可与其它材料复合达到最佳吸音和隔音效果。例如常用车用内饰材料,采用平实结构或者配以半网孔结构的织物,在一定的厚度状态下就有隔音效果。建筑、家居使用间隔织物时可以粗略估算隔音效果。

2.2.4其它性能

织物可以达到较高的物理机械性能。经编间隔织物的顶破强力较高,并且随着干燥克重及厚度的增加,顶破强力有明显增大趋势。总体来看这类织物的抗起毛起球、耐磨性、保暖性有一定优势。而且可循环使用,产品应用范围广。间隔织物与其他材料,如聚氨酯泡沫、橡胶或者其它织物或非织造布相比,具有相对质量轻、柔软、弹性高等优点,可用于开发同类性能更优的产品。

3宽广的应用领域

间隔织物的应用是由其结构所决定的。从产品开发的起始到拓展的历程来看,经编间隔织物用于鞋材、箱包材料、床垫(厚型和薄型)、内衣与文胸、运动休闲服装、时尚女装、婴幼用品、床上用品、浴室用品、座椅、沙发用材料、特种座椅材料、大型垫类、人造草坪等,在许多领域都有一定的发展空间。应用的分类方法有多种,以下大体分为3个系列。

3.1第一系列

以鞋材类、服装类为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。

3.1.1鞋材类

经编间隔织物最大应用始于鞋材,广泛用于运动鞋、休闲鞋、童鞋、拖鞋、凉鞋、洗浴鞋及许多时尚鞋类的鞋身、衬垫。织物的导湿透气性确保空气流通,有助于汗气迅速转移,给鞋内部创造一个空气清新的微环境,适应不同天气穿着。鞋底、鞋面部位能根据脚的形状制作成形,提高穿着舒适性,减少疲劳和损伤。织物坚牢、不分层,避免了采用聚氨酯泡沫材料容易出现开裂变形的现象。

3.1.2服装类

用于服装,包括外衣和内衣两类。外套分类较广,如休闲装、家具服、运动服、夹克衫、套装、裙装等;内衣包括背心、文胸及其他贴身穿着的服装。间隔织物作为服装流行元素之一,具有丰富的外观形态与一定的时尚特征,可以满足多类服装设计对面料的要求,换言之,几大类间隔织物可供服装设计选用。织物的选用可从平素、网眼、提花和厚薄、稀疏、镂空以及织物不同的表面形态、悬垂飘逸风格多方面入手,丰富服装设计创意,特别是寻找时装设计创意灵感(图1)。在制作胸衣和垫肩方面,优点明显:由间隔纱线支起的织物具有充足间隙,实现导湿透气、调节温度,热湿服用性好;可一次模压成形,尺寸稳定性好。

3.1.3拓展类

从服装用产品开发中得到启发,经编间隔织物的应用拓展到许多相关产品,如婴童用品。这类产品从服饰辅料和防护用品开始,并向床垫、枕头、浴室用品、儿童推车、学步带、儿童专用安全椅等拓展,较好地满足安全、健康、舒适、美观等要求。

鞋材、服装等类型面料开发,使用原料应从传统的涤纶、锦纶、氨纶向天然纤维和功能型纤维拓展,同时加强各类终端产品穿着、服用性能研究,不断推出高端产品,优化产品结构。

3.2第二系列

以装饰类、家具类为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。

3.2.1室内纺织品

经编间隔织物用于室内装饰,包括帘类、罩类、毯类、垫类等。通常要求织物具有透气、悬垂、柔软、弹性较高等性能,并且要求使用舒适、便捷,有的还要求进行防火、抗菌整理。帘类、罩类、台布桌布等用品通常选用薄型密实织物、单面网眼织物为主,面料色彩、花纹丰富。浴室用品包括防滑垫、浴室用鞋、毛巾、浴巾、浴衣。防滑垫采用涤纶或其它化学纤维,在粗针距机台上编织,适当增加厚度。织物一面网眼或两网眼结构,必要时一面经过薄膜涂层,使其更加防滑。

3.2.2床垫及床上用品

包括床垫(厚型和薄型)、褥垫、床罩、枕头、床单等。不同用途产品,其织物厚度差异较大。薄型和中厚型织物要求达到柔软、飘逸风格,具有良好的覆盖性、亲和性。厚型织物(如枕头)应具有能产生缓冲的作用。共同特点是具有十分优越的透气性,成品比重不大,产生轻柔的触感,还有易洗涤、不易变形、环保卫生的性能。采用经编间隔织物制作床垫,包括普通家居床垫、休闲垫和特种用途床垫(医用、保健、理疗)。选定间隔纱、织物组织、织物厚度,确定单层、多层结构形式,都要做到成品弹性、软硬适中。关键是床和枕头符合人体工学原理,整体支撑骨骼,还要贴身舒适,有效释放颈椎压力,预防脊椎变形、腰肌劳损疾病,营造通风、干爽的环境,使睡眠符合健康。

3.2.3室内装修及家居

主要用作装饰材料(图2)或结构材料。结构材料要求具有一定成形效果,包括编织成形和模压成形。一直以来用量较多的有椅子和沙发材料。办公场地、会议室及家居客厅、卧室的部分墙面、室内隔离板、天花板覆盖层可以考虑使用间隔织物材料。这种材料与建筑的外廓对接固定,改善空间感观。织物的立体结构使其便于安装和粘贴,而且织物相对比重不高,能够达到轻量化,而且牢度高、耐磨性好。对于场地或设施,如果有通风、隔音、防潮以及环保、防火等综合要求,间隔材料就是一种选择。

此外,经编间隔织物在箱包制作上的用量较大,优点是织物结构稳固,柔软而不易损坏,使箱包更具时尚感。经编间隔织物制作的袋子可以多种多样,无论是面料还是里料,装饰性达到意想不到的效果。

3.3第三系列

以产业用品为主,并在使用过程中产品开发得到拓展。

3.3.1车船内饰材料

经编间隔织物也很适合做车船等交通工具的内饰材料,可改善装饰,提高舒适性,尤其在保持车船通风、干燥、防热(隔热)以及缓冲方面优势明显。车内装饰包括内衬布、包覆层,座椅、座垫的罩和填充物用量较多,还有车篷、遮光帘、行李箱衬、方向盘包覆材料等。用于游艇装饰、防护,主要有船座上的衬垫、甲板上的厚垫等。车船内成形的垫子、枕头、腰靠,能起到缓压、缓解疲劳的作用,还可制作交通工具座椅隔热垫。除常规间隔织物外,贾卡间隔织物、厚型间隔织物、特种形状的间隔织物及混合型织物给车船装饰带来新的气息。

3.3.2医疗卫生用品

医疗卫生用经编间隔织物与其他医用材料一样,分为护理类、服饰类、手术类。目前,间隔织物应用于医用床垫、手术台布、轮椅座垫、护膝、护肘、包扎固定用品、康复功能用品以及医用服饰、鞋子等。主要特点有质轻、柔软、吸湿、导湿、弹性好、可成形,方便循环使用。通常根据最终用途,选用或决定间隔层的厚度、单或双网眼类型及规格尺寸,编织采用化学纤维长丝为主,还可以使用其它纤维和特种材料。多种垫类、管状类等织物都有广阔的应用前景。

3.3.3增强材料

使用经编间隔织物作为增强材料是一种选择。这类织物作为增强复合材料,厚度和结构可选择范围很大,而且都能够达到一定的强度。两个表面和中间的间隔纱采用化学纤维复丝、单丝编织,形成通透的网孔、半透网孔或者密度较低的结构,可作为增强材料的骨架。织物的两个表面和间隔层采用高性能纤维编织,两个表面可均为网孔或一面网孔、一面致密,经树脂处理和模压后可制成多种增强材料,特别是轻质构件。

3.3.4防护用品

经编间隔织物有的用于制作防护用品、防护服装,有的作为防护材料的一部分,要求织物具有一定厚度,弹性优良。用做安全防护头盔分为支撑骨架和内衬,用于多种头盔衬垫,能更好吸收和分散受到的攻击。用于消防服的制作,需选用阻燃纤维等原料(纱线或混纺纱),使织物提供隔热效果,确保服装穿着舒适。针对防护用品最终用途,间隔织物可以调整其原料、结构和后整理工艺,以获得合适成品的防护功能。

此外,经编间隔织物用于制作人造草垫具有一定特色,具有多种功能;作为建筑和土工材料,具有增强、加固、过滤、排水、隔离、防渗作用,防止水土流失,具有重量轻、抗拉强度高、抗老化、防腐蚀等特性;农用材料包括各种规格的具有通透性的密实类、网孔类,具有防护、覆盖、隔离、过滤等作用,例如覆盖在土壤上与填料共同稳定植物,支撑和固定苗木,保持土壤温度和水分。用于过滤材料、篷盖材料等需进一步开发。经编间隔织物使用的效果有待全面考核检验。

高分子材料种类及用途篇4

关键词:高分子聚合物;燃烧;概念

1.高分子材料分类

(1)按照高分子材料的来源分类

按照高分子材料的来源可以分为天然高分子材料、半合成(改性天然高分子材料)高分子材料和合成高分子材料。

天然高分子材料。天然高分子材料是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。比如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。

改性的天然高分子材料。许多天然高分子材料经过人工改性,主要是用化学方法改性,获得新的高分子材料,如把纤维素用化学反应的方法,改性获得硝基纤维素、醋酸纤维素、羟甲基纤维素、再生纤维素,还有改性淀粉等。

合成高分子材料。合成高分子材料是指从结构和分子量都已知的小分子原量出发,通过一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物。如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。

改性合成高分子材料。这一种本质上是从小分子单体合成的聚合物,只是得到的聚合物再经化学反应方法加以改性。如把聚醋酸乙烯醇解,获得了聚乙烯醇,用化学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料,如氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS树脂也属于这一类。

(2)按照高分子材料的用途分类

按照高分子材料的用途可以分为塑料、橡胶、纤维、聚合物基复合材料、粘合剂、涂料、功能高分子等。

塑料是以合成树脂或化学改性的高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。

橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。它的特点是在很宽的温度范围内具有优异的弹性,所以又称为弹性体。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶,天然橡胶是从自然界含胶植物中制取的一种高弹性物质;合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性体。

纤维是指长度比直径大很多倍,并具有一定韧性的纤细物质。纤维可分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维比如:棉花、羊毛、麻、蚕丝等;化学纤维指用天然的或合成的高分子化合物经过加工制得的纤维,前者称人造纤维,后者称合成纤维。

2.高分子材料燃烧特点

大多数聚合物都是可燃的,燃烧过程包括加热、热解、氧化、着火等步骤。燃烧过程是一种复杂的自由基连锁反应过程,首先热解产生碳氢物片段,再与氧反应产生自由基,然后开始链式反应,最终生成有毒的挥发物质。聚合物燃烧的性能指标有燃烧速度和氧指数。

(1)只含氢和碳的高聚物燃烧特点

像聚乙烯、聚丙烯高聚物中只含有氢和碳元素,这类高聚物易燃但

不猛烈,离开火焰后能继续燃烧,燃烧时产生熔滴,火焰黄蓝色,有害气体是CO2、CO。

(2)含有氧的高聚物燃烧的主要特点

有机玻璃,赛璐珞等高聚物中含有氧元素,这类高聚物燃烧时易燃

而且猛烈,火焰呈黄色,燃烧时变软,无熔滴,有害气体是CO2、CO。

(3)含氮高聚物燃烧特点

脲甲醛丙酯、三聚氰胺甲醛树脂,聚酰胺(尼龙)、聚氨脂、丁腈橡胶、聚丙烯腈等高聚物中都含有氮元素。燃烧时可以是难燃自熄,缓燃缓熄、易燃、燃烧时有熔滴,其有害气体为NH3、NO2、HCN等。

(4)含卤素的高聚物燃烧特点

像聚氯乙烯、聚氟乙烯等高聚物中都含有卤素元素。这类高聚物燃烧时火焰呈黄色,无熔滴、有碳瘤,其突出特点是难燃、释放的卤化氢具有捕捉H、OH自由基的功能;燃烧产物中含有Cl2、HCl、HF、COCl2等有害气体。

(5)酚醛树脂的燃烧热点

无燃料的为难燃自熄;有木粉填料的为缓燃缓熄,呈黄色火焰,冒黑烟、放出有毒的酚蒸气。

3.高聚物燃烧产物的毒性

(1)高温和缺氧对人的危害

火灾中的空气无疑温度会急剧上升,氧气浓度会急剧减少。70℃以上的热空气就会使呼吸道发生热损伤而引起肺不张、肺水肿和肺炎等症,在短时间内将导致死亡。人平常生活环境的氧浓度约为21%,在火灾发生时大量氧被燃烧夺走,环境中氧浓度下降,当大气中的氧浓度低到小于16%时人体就会出现呼吸急促脉搏加快,头晕头痛等症状,如果氧浓度小于10%,人3分钟就会痉挛而死亡。

(2)一氧化碳、二氧化碳对人的危害

一氧化碳是燃烧的最普遍、最重要的产物。二氧化碳的毒性比较小,主要是刺激呼吸中枢神经,但二氧化碳浓度高达7―10%时,人会出现意识不清、紫斑、数分钟后死亡。当火灾现场氧气供应不足时,可燃物中的碳在燃烧时会产生较多的一氧化碳。一氧化碳是燃烧产物中最具有代表性的毒性气体。一氧化碳吸入人体后,与血液中的血红素(Hb)牢固结合,使血液的输氧能力降低,从而导致脑细胞缺氧而出现头痛、呕吐、晕眩、严重时出现死亡。

高分子材料种类及用途篇5

关键词:塑料塑料制品分类鉴别毒性

塑料的诞生至今不到一百年,塑料制品价廉物美,人们的衣、食、住、行对它的依赖程度越来越大。但是,当人们在享受塑料制品给人类生活带来极大便利的同时,又会对塑料制品中的有毒物质越来越感到担扰。

一、塑料制品材料的分类

塑料主要可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。热塑性塑料是以热塑性树脂为主要成分并添加各种助剂配制而成的塑料;热固性塑料是指在一定条件下(如加热),能通过化学反应固化成不溶或不熔的塑料。我国在1996年制定了塑料制品种类的标志代码,它是在三个按顺时针旋转的箭头组成的三角形中间加上数字的标志。三角形的箭头代表循环利用,三角形下的英文缩写代表塑料材料,数字从1到7代表所使用的塑料种类,如下图所示。这样一来,人们在购买和使用塑料制品时,对塑料品种的识别就变得既简单又容易。

上述标志代码,将常见的塑料制品材料分为七大类。各类塑料制品材料的化学名称、用途、特性如下:

1.PET或PETE

PET或PETE即聚对苯二甲酸乙二酯,白色或透明。用途:胶带、可乐瓶、矿泉水瓶、饮料瓶、食用油瓶等。特性:耐热60~85℃,并耐酸碱,过热及长期使用可能会释出致癌物邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)。

2.HDPE或PEHD

HDPE或PEHD即高密度聚乙烯,白色半透明。用途:购物袋、绳索、渔网、编织袋、鲜奶瓶、农业用管等。特性:耐热90~110℃,耐腐蚀、耐酸碱,不易彻底清洗残留物,非食品用途容器不应通过清洗后重复利用。

3.PVC或V

PVC或V即聚氯乙烯,无色透明。用途:管子、非食物用瓶、鸡蛋盒等。特性及安全:耐热60~80℃,过热易释放各种有毒添加剂和氯气。

4.LDPE或PEBD

LDPE或PEBD即低密度聚乙烯,白色半透明。用途:塑胶袋、各种容器、投药瓶、洗瓶、配管与各种模塑的实验室设备。特性及安全:耐热70~90℃,耐腐蚀、耐酸碱,过热易产生致癌物质。

5.PP

PP即聚丙烯,白色半透明。用途:食物容器、食品餐器具、水杯、微波炉器皿、医疗用品包装等。特性:耐热100~140℃,耐酸碱、耐化学物质、耐碰撞、耐高温,在一般食品处理温度下较为安全。

6.PS

PS即聚苯乙烯,无色透明。用途:书桌佩饰、自助餐托盘、玩具、录像带盒、冰激凌盒、方便面碗等。特性:耐热70~90℃,在高温下容易释出致癌物质。

7.OTHER

OTHER即除上述六种塑料制品材料以外的其他材料,如:聚碳酸酯、ABS树脂、美耐皿等等。用途:食品餐器具等。特性:聚碳酸酯耐热120~130℃,不适用碱;ABS树脂耐热70~100℃,不适用酒精;美耐皿树脂耐热110~130℃,但有可能会溶出三聚氰胺,故不建议装盛热食。聚碳酸酯为无色透明,ABS树脂为黄色,美耐皿透明偏白。

二、鉴别塑料制品是否有毒的方法

第一,从化学名称中看,凡含有苯、酚、氯等元素的塑料制品一般都含有有害物质,如聚对苯二甲酸乙二酯制品(PET)、聚氯乙烯制品(PVC)、聚苯乙烯制品(PS)等,尽管这些制品在常温下不会产生有害物质,但一旦遇到高温,就可能释放出有害物质。

第二,从不同种类塑料特性及可能产生的安全问题来看,不同的材料其耐热性、耐酸、耐碱性各有不同,人们在购买塑料制品时要根据不同的用途选购。例如:在购买微波炉用器皿时,就要选择聚丙烯(PP)材料制成的用具,因为它耐热温度为100℃~140℃,且耐酸碱。因此,在购买塑料制品时,可以从塑料制品中的标志初步判断其是否有毒性。当然,有些塑料制品的毒性是要在一定的条件下(如遇高温、遇酸、碱等)才可能释放出来。

第三,我们日常使用的塑料袋,主要是由无毒的聚乙烯或有毒的聚氯乙烯制成,检验它们最简单的方法就是火烧检测法:无毒的聚乙烯塑料袋易燃,火焰呈蓝色,上端黄,燃烧时像蜡烛泪一样滴落,有石蜡味,烟少;有毒的聚氯乙烯塑料袋不易燃,离火即熄,火焰呈黄色,底部呈绿色,软化能拉丝,有盐酸的刺激性气味。

高分子材料种类及用途篇6

关键词毛竹;新用途;竹炭;竹子饮品

中图分类号S795文献标识码A文章编号1007-5739(2013)04-0187-01

毛竹是我国古老的植物品种,广泛分布于北纬25°~30°之间海拔400~800m的丘陵、低山山麓地带,这些地区年平均气温为15~20℃,1月平均气温4~8℃,年降水量1200~2000mm,最适宜毛竹生长。传统保守的操作方式、管理方式、采伐制度影响竹林的深度开发和综合作用,陈旧的意识和守旧观念使毛竹的开发利用维持着原始状态。只有改变旧观念,大胆开拓创新毛竹用途,建立笋用林等多用途丰产竹林,才能迅速改变竹林结构,提高竹林质量和产量,使产竹区真正走上致富之路。

1竹炭的利用价值和烧制技术

1.1利用价值

竹子具有微孔结构,经热解后生成竹炭。竹炭的含水率6%~10%,气干密度0.7~1.2g/cm3,灰分含量2%~5%,挥发水分含量6%~14%,固定碳含量为81%~92%,比表面积为400~800m2/g,热值为2800~3400J/g,pH值8~10,耐碱。

竹炭加工可用于工业、医药、建筑、纺织、环保等行业。由于其具有很强的吸附能力,可用于净化自来水、污水、河道、渔场,吸附身体湿气、口水等。利用竹炭释放的天然香气和远红紫外线功能制成的枕头床垫,有利于睡眠。也可用在电子仪器、汽车、宇航上作为新型高级建筑材料。此外,竹炭还可用于烧烤、野炊、取暖等,是最佳的环保燃料,目前大力开发烧制竹炭产业效益可观。

1.2竹炭的烧制工艺步骤

(1)因为竹材从基部到梢部的密度、腔壁结构、成分均存在差异,同时材性受竹龄、立地条件和气候环境的影响较大,所以宜选用5年以上的高地老龄竹和竹材加工剩余物作为竹炭用材。为免竹炭的质量受到影响,在高温干燥的夏季砍伐的竹材,应尽可能在伐后15d内装窑[1-3]。

(2)竹炭品质的好坏主要取决于工艺条件,窑温(尤其是精炼温度)是决定竹炭品质的重要指标,可在窑体内部增添温度检测设备。竹材热解一般经过干燥、预炭化、炭化和锻炼4个阶段,可根据不同的用途采用不同的烧制工艺[1-3]。

(3)因为竹炭具有很好的吸水性,如果贮藏环境潮湿,空气混浊,会导致竹炭大量吸水、吸味,影响产品功效,所以经冷却出窑的竹炭,应选择干燥清洁的仓库进行贮藏,并根据出窑的日期、精炼度分类堆放[1-3]。

(4)根据质量要求进行分批加工。加工前,先检查其精炼度,然后严格按照客户要求的规格分类加工成片炭、筒炭。竹炭制品不应有裂缝、缺角、粉尘等,颗粒活性炭和粉末活性炭除按客户要求的规格加工外,应特别注意杂质(泥沙等)问题,如有些颗粒需经水洗,必须保证水源达到国家一级饮用水标准[1-3]。

2竹叶黄酮加工的产品

(1)竹叶黄酮。黄色粉末或晶体,总黄酮含量在24%~30%。主要用作药物中间材料,可供开发成各种抗老年病(心、脑血管疾病和癌症)的新药。也可开发成类似VE、VC的膳食补充剂及高档护肤化妆品。

(2)竹叶多糖。淡黄色或灰白色粉末,多糖含量在20%~60%。可用作免疫增强剂、癌症防护剂、老年功能性食品添加剂和特种饮料添加剂等。

(3)竹叶黄酮浸膏。深褐色液体,其总黄酮含量2%~7%。可广泛应用于食品、饮品和其他生物保健品开发。

(4)竹叶芳香水。无色或淡黄色液体,具有浓郁的芳香,清新、自然、持久,可用于化妆品、香水、空气清新剂、除臭剂和食用香精。

(5)竹康宁胶囊。竹康宁胶囊是以竹叶黄酮为主要原料,采用科学方法精制而成的一种纯天然调节血脂和促进免疫的保健食品,经上海、南京多家大医院临床观察试验证实,对多种脂质代谢异常所引起的高血脂症、动脉硬化、冠心病、脑缺血、脑血栓等心脑血管疾病患者,以及头晕、失眠、疲劳、体虚人群有很好的保健作用。

3鲜竹酒

鲜竹酒选用高山野生毛竹,将优质原浆酒灌入活竹内,自然生长,天然密封,吸收竹子精华,营养丰富,气味鲜香,是酒中奇珍。原生态养生鲜竹酒,具有滋补壮肾、养肝、清肺利窍、润肤美颜等功能,对流行性感冒、肝硬化、痔疮、便秘、原发性高血压有很好的治疗作用。目前,鲜竹酒已受到世界贵族名流的强烈追崇,成为欧美高档宴会上的美食。

此外,毛竹竹材是优良的篾用、建筑、人造板和制作竹品的原料;竹笋是鲜食和制作笋汁、笋干等的优质原料;竹枝可加工成毛料;竹蔸、竹段可制作、雕刻工艺品;竹碎料可以培养竹荪,还能作糖化饲料,经济效益非常显著。

4参考文献

[1]王伟龙,陈文照.浙江省竹炭的加工利用现状和对策[J].竹子研究汇刊,2002(2):60-65.