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高分子化学的应用(合集7篇)

时间:2023-09-19 16:13:42
高分子化学的应用

高分子化学的应用第1篇

[关键词]有机化学高分子材料合成应用

中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1009-914X(2018)21-0367-01

在现代生活中,人们的日常生活与生产已经离不开高分子材料。通过分析高分子材料合成,高分子材料合成反应比较繁琐,高分子材料的合成的前提条件是有机化学,对于高分子材料合成的研究,相关人员必须熟悉并可以运用有机化学内容;同时,将有机化学应用到高分子材料合成中,有利于人们更加全面的了解其特点,促进相关知识的掌握这样才能够让高分子材料为人们提供更加优质的生活。

1.简述有机化学合成材料

1.1自由基

在高分子材料合成与反应中自由基的性质与结构特性起到十分关键的作用。自由基的稳定性从小到大依次为伯碳自由基、仲碳自由基、叔碳自由基,其中出现自由基稳定性差别的主要因素为共扼效应,这是由于共扼效应能够对自由基所出现的聚合作用起到相应的导向险作用。相较于叔碳自由基,仲碳自由基的稳定性比较差,,这就使得仲碳自由基反应弧的竞争力比较差,在其反应过程中,往往会依据相应的规则,优先夺走叔碳自由基中的氢元素;相应人员在对自由基加以探究的过程中,可以通过以上内容评估反应趋势。但是,部分自由基由于受自身稳定因素的影响,其存在相应的自阻聚作用,一旦自由基中碳原子中含有取代基,这就使得比较特殊的共扼效应出现,并使得自由基的稳定性进一步增强。通常,自由基的稳定性变强,那么其反应的活性将会更低,进而极易出现自阻聚作用,从而可以认识到自由基稳定性越强,那么其链长受到的阻碍将更大;当其稳定性处于一定程度下,那么将造成链终止,从而发生自阻聚作用,阻碍下一步的化学反应[1]。

1.2聚合反应

在高分子材料合成过程中,聚合反应属于一种比较普遍的反应,在本质上,聚合反应的产生主要是小分子有机物借助相应的聚合作用,其主要包括縮聚反应与加剧反应,其中缩聚反应指选择逐步聚合方式,把所有单体通过反应后,再逐一去除小分子,从而产出的一种聚合形式,该类聚合反应在聚合时会出现一些副反应,但一般只有基团反应程度大于98%时,才能够取得高分子化合物;加剧反应指先让小分子间键断裂,断裂的小分子键往往会出现一定的加成反应,这就使加剧反应,我们应认识到在整个加剧反应时,其他的小分子不会产生,只有借助特殊反应条件与引发剂才能够进行加剧反应,从而快速获得高分子化合物,然而,我们需要通过必要的手段将转化率提高,从而确保反应的质量。在高分子材料合成的前提中,有机化学具有至关重要的引导性作用,在反应过程中,可借助部分基础键生成与断裂,从而比较清晰的反应出聚合反应的具体过程,如:在高分子材料合成时,先加成甲基丙烯酸轻乙醋,让其形成环氧乙烷,然后将聚乙二醇单丙烯酸醋进行合成,其在反应式,通常存在环氧乙烷与活泼氢的化合物,不属于剧烈的反应。相关研究表明,当产物所对应的分子质量分布更宽时,那么产品将没有更好的利用状态[2]。

1.3高分子材料改性

我们全面分析高分子材料改性,能够更好的更新处理目前的研究材料,从而取得各方面更好的材料。如果高分子材料属于纤维素,则葡萄糖就是纤维素中的小分子构件,在单位分子中葡萄糖存在三个轻基,这就使得其能够较好的参与各种化学反应,有利于改性;如果若高分子材料属于消化纤维,则其进行制备时,需使用碱性溶液处理消化纤维,从而促进纤维素产生比较好的溶涨效果,在进行反应以后,获得的建纤维能够与氯甲烷等产生取代反应,进而获得烷基纤维素,在一般情况下,反应后的产物可以当做分散剂,由于该反应的进行主要依靠无机酸与醇轻基,这两者之间能够借助卤代烷,从而加以亲核取代反应,再加以醋化反应,这就在极大程度上确保了高分子材料的改性。所以,我们在研究高分子材料的改性时,首先应对研究方向加以明确,在合理的、科学的分析高分子材料,全面探究高分子材料中的主要构成元素,从而选择恰当的材料处理高分子材料,使其改性提高。

2.高分子材料合成中有机化学的应用

当前,高分子材料合成新技术进一步发展,基因转移聚合作为一种最新型的高分子合成方式,通过引发、增长、终止,从而实现高分子聚合。基团转移指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯发生聚合,烯酮硅缩醛作为供体,能够促进引发聚合和增长聚合,加成反应不饱和脂肪酯。实际反应方面主要内容为:(1)通过单体羰基和亲核催化剂,配位硅原子,当配位数中共价键的总数为4时,则表明结果稳定;(2)通过亲核试剂和单体,可以实现共同配位,让硅原子的周边产生不稳定结构,其中数量是六配位、结构进程是八面状,这就让引发剂和单体分析中的电子发生转移,形成C-C键;(3)当硅基转移到单体的羰基氧上时,就会促使烯酮硅缩醛形成;(4)其中的才能够真正,为能够达到基因的转移聚合,必须满足这一条件羰基位上含有不饱和的单体[3]。

结束语

总而言之,在高分子材料合成中,有机化学作为重要的理论基础,其理论支撑包括自由基、聚合反应及高分子改性。所以,我们在分析高分子材料合成中有机化学的应用时,有利于我们熟练与运用有机化学知识,促使我们更好的了解高分子材料合成特性,进而大大提高我们的工作效率,促进科技更快发展与社会发展。

参考文献 

[1] 刘忠.有机化学在高分子材料合成中的应用探析[J].化工管理,2017(01):133. 

[2] 吴仕海.浅析有机化学在高分子材料合成中的应用[J].科技经济导刊,2016(08):157,132. 

高分子化学的应用第2篇

关键词:教学;有机化学;高分子教学

中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)34-001-01

高分子化学即研讨聚合反应原理以及聚合方式的学科体系,是有关高分子材料的专业性课程,其与有机化学紧密联系,形成统一的高分子教学课程,帮助学生在学习过程中积极探讨,增强其学科原理的讨论,在有效完善授课质量的同时,促进我国化学教学更好的发展前景。本文将就有机化学在高分子化学教学中的实践应用,进行深入分析,实现我国科学领域的不断创新发展。

一、自由基组合方式

在高分子化学课程中有提到关于自由基聚合的链接成长反应堆的内容,其自由基分子结构组合中会存在着两种情况,即头-尾相接和头-头相接,但其主要是以头-尾相接为主。教学中采用电子效应或者是位阻效应对此类组合进行解析其是不太容易被人接受的。虽然通过长期的学习,学生基本全面了解了详尽的有机化学知识,但就实践教学情况分析而言,经过一段时间的停滞学习,学生会对之前所接受的知识感觉困惑、迷糊,甚至有可能完全忘记之前所涉及到的化学内容,所以定期带领学生回顾理论知识的学习是很有必要的。对于这种教学方法其实质就是唤醒学生过往的学科知识,调动学生学习兴趣,将其从自己所了解的、熟悉的知识体系中过渡到新知识内容的学习中来,使新旧知识体系更好的联系起来,在学习中实现师生的互动交流,帮助学生加深学科记忆,从而更好的实现课堂教学效果。

立体效应即位阻效应,是单体中的双键两个端点中的一个连接两个相同类型的氢原子,对于另外一个端点则应有效连接一个氢原子和一个取代基,这样可以明显看出由两个氢原子构造而成的那一端口位阻较小,所以自由基会优先选择侵入这一端口,帮助其建立头-尾相连的自由基形式。同时对于电子效应而言,在有机化学课程汇总中所涉及的关于自由基稳定性的探讨顺序具体是叔碳自由基较仲碳自由基稳定性较强,而仲碳自由基较伯碳自由基稳定性较强。这一系列稳定性反应都是受超共轭效应所控制的。在特殊情况下,教学人员会发现当自由基上的有苯基上有π键的取代基时,会在一定程度上发生p-π共轭效应,帮助自由基实现更强的稳定性能。只有有效的加强自由基的稳定性,才能更好的促成自由基的形成,实现其从头到尾的连接方式。通过此类易于让学生接受的方式教学,可以有效提高学生学习效率,提高其科研质量。

二、缩聚的副反应

在化学教程中有关于缩聚和逐步聚合中有提到关于缩聚的副反应,其副反应的作用大体上涵盖了消除、环化、链交换反应以及化学降解等。详细论述可以得出:第一,消除反应。在消除反应试验中,聚合反应的有效开展是受官能团化学作用影响的,其分解头里作用能在一定程度上阻碍聚合效应,在这之间最具代表性的要属脱羧反应了。针对于这一部分化学知识的讲解可以采用开放式提问法进行课堂教学,帮助学生回忆有关有机羧酸脱羧的课程,运用灵活的提问方式,如何种情况,何种结构会产生自由基脱羧效应。第二,环化反应。环化反应阻碍聚合反应的产生,环化与开环是两个不同层面的逆反应,相对而言,五、六元环化合物质是比较而言是相对稳定的,容易形成自由基。化学教学中成环原因是有机化学学习中的重点内容,是高分子化学学习中学生应重点把握的。第三,链交换反应。在缩聚反应副反应中,链交换反应的发生会在一定程度上缩小聚合物质的分散程度,其一般作用与两个大体分子链间的副反应。比如PET和尼龙共同加热,可以帮助其实现链的交换过程,从而形成了衔接式的聚酯一聚酰胺物质。第四,化学降解。在高分子链接中,其化学降解效应可以降低聚合物质聚合程度。比如,在PET和尼龙化化合反应过程中,其具体化合物质成分中的PET即酯基或者是尼龙成分即酰胺基相对而言容易与水、羧酸等化合物质发生反应,其实质性的理解即在有机化学学习中所遇到的羧酸类进行化合反应后所产生的衍生物质,具体而言即水的分解反应、醇的分解反应、酸的分解反应以及胺的分解反应等。

在有机化学根本性理论知识体系中,其相关化学知识内容有效的反映在高分子化学体制中的各个方面。如果能在高分子化学日常教学过程中,循序善诱,帮助学生更好的回顾有机化学知识要点,通过就的所学知识体系的牢固掌握将其运用到新的化学知识的学习中,实现学生思维的开拓与创新,从而指导学生更好的学习科学知识。

参考文献:

[1] 陈 静.侯文华.高分子化学教学中有机化学知识的融通实践[J].大学化学,2013(3).

高分子化学的应用第3篇

关键词:高分子化学注浆材料;马丽散;罗克休;巷道垮冒;加固填充

中图分类号:TD265 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)34-0063-02

一、概述

碱沟煤矿+590B1+2工作面进风巷于2007年12月21日开始冒落,垮冒不但使工作面通风系统遭到破坏、而且造成工作面安装工期滞后,严重影响了采煤工作面的正常生产接续;同时由于巷道垮冒较高、范围较大,给维修恢复该段巷道造成了一定的困难。应用传统的处理较高的、大范围冒顶事故的方法具有一定的局限性,而新型高分子化学注浆技术在处理较高的、大范围冒顶事故时则可以很好地解决围岩易风化、施工工序复杂、材料消耗大、木垛变质腐烂导致的空顶等技术难题。新型高分子化学注浆技术是把化学浆液注入到具有孔隙、裂隙等软弱结构的煤岩体中,浆液以充填、渗透和压实等形式,将煤岩体胶结固化成一个整体,改善煤岩体的物性参数,提高其整体性和强度。因此,新型高分子化学注浆材料特别适合于处理大范围冒顶事故。

二、冒顶区概况

碱沟煤矿+590B1+2工作面进风巷自2007年12月21日开始从+590石门以东680m处向西垮冒,至12月24日,巷道665~681m段完全垮冒严实,从现场连续观察情况看,巷道垮冒最高处达8m,平均在6m左右。发生冒顶事故的主要原因是由于+590水平B1煤层中含有一板岩层、遇水后软化膨胀,使其自身的力学性质弱化和强度衰减,改变了原有的应力平衡状态;其次是由于+590B1巷道垮冒段的支护工程质量有问题。巷道665~681m段完全垮冒严实,从现场连续观察情况看,巷道垮冒最高处达8m,平均在6m左右,宽4m,长度16m且有可能和上部+603水平老巷跨通的可能。

三、新型高分子化学注浆材料

马丽散N具有高度粘合力和很好的机械性能,可与地层产生高度粘合。注射入煤岩体后,能够在一定时间内保持液体状态,渗透进细小的裂缝,使松散破碎的围岩粘结成一体。其良好的柔韧性能承受随后的地层运动,提高地层支撑力和机械阻力,单向抗压强度最大能达到65.8MPa,单向抗拉强度能达到41.5MPa,延展率为3.82%,凝聚力为10.2MPa,因该材料具有抗压强度高、抗拉强度大并具有一定的延伸率等特性,因而有效地增加巷道围岩的自身强度,从而提高其稳定性,减少巷道的变形。

罗克休是一种由两种成分组成的注射产品,用于充填空洞,密闭空气和瓦斯以及加固断裂程度高的地层。罗克休以4比1混合树脂和催化剂,发生快速反应生成泡沫,膨胀到原体积的30倍。膨胀后,罗克休泡沫在几分钟内硬化。罗克休点着温度为450℃,燃烧氧指数为36%,燃烧等级为高难燃材料,其在硬化后每平方厘米可以承受2.5公斤压力。快速、高膨胀率、良好的抗压能力以及突出的抗静电性能是其最大特点,适用于密闭、中空填充和顶部支撑、在一定范围内构筑防火墙、在巷道或工作面终止岩石塌落、快速堵截等。

四、冒顶区处理方案及施工方法

(一)总体思路

摸清垮冒区情况对垮冒巷道顶部进行固化处理金属架棚加锚网支护已清理的巷道安全快速

通过。

(二)设计方案

在每个循环注浆前在巷道轮廓线处以间距200~300mm打排管,钻入长度6m的2寸钢管(或者使用更长的钢管,保证两循环钻入的钢管至少有2m的接茬)。然后采用罗克休泡沫将冒顶空洞处充填,在浮煤上方形成一个3m左右厚的假顶,再把巷道轮廓线以上2m厚的碎煤用马丽散N将其加固成一个整体。

(三)施工方法

1.用自攻钻杆在巷道顶部打孔至冒空区,深度6m,倾角60°,间距3m,布置两孔,然后在前两孔处再打两个8m深孔,倾角40°。孔打好后注射罗克休,先注下排孔,然后再注上排孔,一直注射到有压力

为止。

2.注完顶部冒空区后,在巷道顶部轮廓线,用风钻接自攻钻杆打4m、倾角30°的注射孔和6m深、倾角20°的注射孔,第一个孔离壁0.5m,然后按间隔0.5m的间距布置,共布置7孔。注射时注浆管里面接两跟1m长带眼的自攻钻杆,外面是无眼钻杆(经过对一个注浆循环效果的分析,不能达到预想效果时,需及时对注浆孔的布置和深度作适当的调整)。

3.每个循环注浆时在左帮靠顶板处往帮里面以偏角40°、孔深4m钻孔注浆。单循环注浆完毕后往前掘进,掘进到4m时需进行下一个循环的钻孔注浆。掘进过程中需使用金属支架支护,棚间距为800mm。

4.注浆情况统计。

第一循环:施工注浆孔6个,注罗克休1.16t,注马丽散N 0.825t,支护巷道2.4m;

第二循环:施工注浆孔6个,注罗克休2.58t,注马丽散N 0.58t,支护巷道1.6m;该循环由于上部空间较大,煤体松散,所以用料大、推进短;

第三循环:施工注浆孔6个,注罗克休2.48t,注马丽散N 1.4t,支护巷道5.6m;

第四循环:施工注浆孔6个,注罗克休1.55t,注马丽散N 0.55t,支护巷道5.6m;

第五循环:施工注浆孔4个,注罗克休1.03t,注马丽散N 0.72t,支护巷道1.6m;

第六循环:施工注浆孔2个,注马丽散N 0.33t,支护巷道2.4m。

共施工注浆孔30个,注罗克休8.8t,注马丽散N 4.405t,架设金属支架21付,支护巷道16.8m。

五、结语

对+590B1巷道采用高分子化学注浆材料马丽散和罗克休进行安全快速加固、恢复后,冒顶段巷道非常稳定,没有出现变形增大及二次冒落失稳现象。实现了在安全的条件下平稳生产,取得了良好的经济效益。为神华集团新疆公司在煤岩体破碎条件下安全快速掘进积累了处理大范围冒顶的先进经验。

参考文献

高分子化学的应用第4篇

高分子材料:以高分子化合物为基础的材料,高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万,所含原子数目一般在几万以上,而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时,这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。

生活中的高分子材料很多,如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。

一、生活中常见的高分子材料——塑料

塑料是一种合成高分子材料,又可称为高分子或巨分子,也是一般所俗称的塑料或树脂,可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、剂、色料等添加剂组成的,它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性:①大多数塑料质轻,化学性稳定,不会锈蚀;②耐冲击性好;③具有较好的透明性和耐磨耗性;④绝缘性好,导热性低;⑤一般成型性、着色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;⑦尺寸稳定性差,容易变形;⑧多数塑料耐低温性差,低温下变脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。

塑料的结构基本有两种类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有,由线型高分子制成的是热塑性塑料,由体型高分子制成的是热固性塑料。塑料的应用:透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料,可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板,也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件,形成了四扇“顶窗”,每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件,形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置,在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构,组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。

二、生活中常见的高分子材料——纤维素

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中,含量都很高。

纤维素的结构:纤维素是一种复杂的多糖,分子中含有约几千个单糖单元,即几千个(C6H10O5);相对分子质量从几十万至百万;属于天然有机高分子化合物;纤维素结构与淀粉不同,故性质有差异。

纤维素的性能:纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂,能溶于铜氨Cu(NH3)4(OH)2溶液和铜乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀,某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区,产生无限溶胀,使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化 ,超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等,与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素,与强氧化剂作用生成氧化纤维素。

高分子化学的应用第5篇

【关键词】高分子化学灌浆材料;混凝土;防渗堵漏;

高分子化学灌浆材料作为新的工程技术,可将浆液注入需要工程需要修补的位置,浆液发生化学反应后,转变为高度聚合物,从而起到加固作用,使整个工程融为一体,避免发生渗水、漏水等不良现象。灌浆材料自身具有显著特点,能够起到很好的堵漏效果,因此应用领域十分广泛,比如隧道开凿、大坝加固以及混凝土缺陷修复等工程。高分子灌浆材料的应用,提高了各种工程的建筑质量,可有效避免质量事故的发生。本文通过高分子化学灌浆材料具有的特征,对防渗堵漏工程采用的化学灌浆材料和工艺进行了简单介绍,并举例说明此技术的防渗堵漏效果。

一、简述高分子化学灌浆材料的特点

化学灌浆材料按照用途、目的,主要有两种,类型,一种是补强固结灌浆材料,比如甲基丙烯酸酯类和环氧树脂类都属于补强固结型的灌浆材料;另一种是防渗堵漏灌浆材料,比如木质素类和丙烯酰胺类都属于防渗堵漏类型的灌浆材料。化学灌浆材料具有比较明显的特点,如较好的可灌性、粘度地,防水性能显著,充填严密,渗透能力较强,灌浆材料固结之后具有很强的硬度,能自由调节固化时间,确保灌浆能够顺利完成。

二、混凝土防渗堵漏工程常用的化学灌浆材料及工艺流程

1、混凝土防渗堵漏工程的常用化学灌浆材料

1.1中化-798灌浆材料

目前,环氧-糠醛-丙酮体系在混凝土建筑中得到了广泛应用,主要目的便是加固、补强。稀释剂用量的不断增加,在一定程度上降低了灌浆材料的固结性能,从而对灌浆质量带来较大影响。在中化-798灌浆材料的组成基础上,辅的加上YDS复合增强剂以及改性剂D,可以使羧基化合物被活化,从而和环氧树脂发生固化反应。

1.2聚氨酯类灌浆材料

聚氨酯灌浆材料具有防渗堵漏、加固的作用,其突出特点是能够与水在任何条件下进行反应、固化,其固结体有多种形态,如延伸性强的橡胶体、硬性好的塑胶体等。聚氨酯灌浆材料的优势很明显,比如材料活性比较大,固结体强度大以及弹性好等,因此被广泛应用在各个领域。按照溶剂不同,可将其分为两类:一类是油溶性聚氨酯,由于其固结体抗压强度科达到10MPa,渗透系数十分高,因此常被用在防渗堵漏或者地基加固工程中。另一类是水溶性聚氨酯,其渗透力强,包水量大,可用于堵涌水、地表防护等。

1.3丙烯酰胺灌浆材料

即丙凝,此灌浆材料浆液粘度不大,在凝胶前粘度处于恒值;具有很强的渗透性,能融入0.1mm以内的裂缝中;具有很好的可变性及弹性;凝胶体的抗渗能力很强,渗透系数达到10-10cm/s,抗压强度比较低,对材料配方的要求比较小;可以按照工程需求,对其凝结时间进行自由控制,适用于含水工程当中,发挥防渗堵漏的作用。

1.4单宁类灌浆材料

单宁类灌浆材料的主剂是凝缩烤剂,溶剂为水。单宁类灌浆材料的舌渗透性较高,可根据实际情况调整固化时间,凝胶体制作方便、无毒,且性质较稳定。固结强度最高可达18.5MPa,不仅可以起到防渗堵漏的效果,还能够补强、加固。

2、混凝土防渗堵漏工程的工艺流程

防渗堵漏工程采用高分子化学灌浆材料的工艺流程较多,比如现场缺陷调查、凿缝、清理缝隙、布孔埋管、封缝、灌浆以及封闭浆孔。

①调查现场情况。化学灌浆开始之前,工作人员要对现场情况进行仔细调查,对地质条件、裂缝原因、渗漏情况等要有足够的了解,在获得足够资料的情况下,再开始施工。将裂缝附近的渗漏水清理干净,干燥之后对裂缝的具体资料进行测量,便于施工等尺或。采用钢尺或者其他工具对裂缝宽度进行仔细测量,用钢丝或者放大镜对裂缝深度进行精确测量。当裂缝处于混凝土结构的重要位置时,要钻孔取样,在室内试验之后确定裂缝的走向、深度。如果地质条件比较复杂,则需要钻孔电视、超声波以及钻孔摄像等技术获取所需资料。②开凿裂缝。清理裂缝周边的砂浆,然后将裂缝处理为U型槽,深度值要根据实际情况而定,一般在4~9cm之间;根据漏水混凝土数量的实际情况确定宽度,通常情况下在4cm左右。③清理缝隙。清除干净槽内的残留物,使槽内环境保持干燥,尽量避免残留杂物或者有水。④布孔、埋管。布置注浆孔于裂缝的两边,将长度适中的注浆管预埋在布置注浆孔的位置,布置注浆孔时,其数量多少要符合裂缝越宽、间距越大的原则,每条缝至少有2个注浆孔。⑤封闭裂缝。注浆管填埋好以后,再用水泥水玻璃混合浆液浸入缝隙,保证其没有空隙,最后用混凝土砂浆把裂缝顶部抹平,确保其不会漏水。⑥浇灌浆液。正式操作之前,要将灌浆材料的性能调整到最佳状态,然后用注浆泵将其灌到裂缝内部。⑦封闭注浆孔。灌浆完成后,切除多余的注浆管,修正其表面。

等防渗堵漏工程结束之后,要对施工质量进行全面检查。比如表观检查法,在工程完成后,对灌浆位置进行查看,确定其补灌混凝土结构符合要求,从而确定补灌质量。也可采用盖帽灌溉法,注浆管埋好18h后,在注浆管头上盖上胶管套并固定住,观察两边是否存在漏水现象,就可以准确判断封缝的质量。

三、高分子化学灌浆材料在混凝土防渗堵漏工程的应用

1、高分子化学灌浆材料在某地铁防渗堵漏工程中的应用

2012年,某地铁管理处对7.4km的洞体渗漏情况进行了仔细调查,其中42处存在渗漏情况,漏水严重的位置达到15处。受到地铁隧道严重渗漏水情况的影响,地铁运行环境不断恶化,钢轨锈蚀严重,轨道和地面的绝缘值降低,导致信号传送逐渐失效,对行车安全带来很大的威胁。因此,某地铁管理处和有关专家对此情况进行了分析研究,选择氰凝和丙凝作为主要灌浆材料,对裂缝位置进行了有效处理,从而保证了地铁列车的安全运行。具体施工工艺为:用真空泵吸除渗漏水,以降低裂缝部位的水压值,然后将裂缝开凿为U型槽,按照操作流程预埋注浆管,最后用水泥砂浆抹平U型槽。由于地铁是地下工程,灌浆时要注意通风。

2、高分子化学灌浆材料在某大坝坝基中应用

低渗透介质灌浆理论在实践中取得了很大进展,中化-798灌浆材料可以充分渗透泥化夹层。某大坝坝基进行灌浆操作时,选择了中化-798,它可以渗透K值在10-6~10-8cm/s之间的软弱夹层,固结之后,软弱夹层的硬度有很大提高,十分坚硬,压缩强度最大为33.4MPa,而变形模量最高可以达到120GPa,在保证灌浆质量的同时还能够节省工程投资。

四、结束语

高分子化学灌浆材料不仅方便、简单,还能够起到很好的防渗堵漏、补强、加固的作用。在防渗堵漏工程中采用的防渗堵漏材料虽然有很好的水溶性,但其强度较差;补强固结材料虽然有很大的强度,但水溶性又难以满足要求,因此根据工程需要,采用多种材料,可发挥其各自的优势,为工程质量服务。

参考文献:

[1]程鉴基,程鉴添,程文汉.化学灌浆在混凝土防渗堵漏工程中的综合应用[J].探矿工程-岩土钻掘工程.2011(02).

高分子化学的应用第6篇

论文摘要:高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么,高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的发展关系如何呢?以下作简单介绍。 

 

人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。 

 

一、高分子化学的内涵 

 

1.何为高分子化学 

顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 

2.高相对分子质量与高强度 

相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 

3.高分子科学的主要内容 

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 

接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 

 

二、高分子材料化学的应用 

 

材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 

第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 

第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 

第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 三、高分子化学与高科技的结合 

 

当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 

随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 

第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 

第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 

第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 

可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 

 

四、高分子化学的可持续发展 

 

研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 

 

参考文献: 

高分子化学的应用第7篇

论文摘要:高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么,高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的 发展 关系如何呢?以下作简单介绍。

人类从一开始即与高分子有密切关系, 自然 界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了 工业 上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。

一、高分子化学的内涵

1.何为高分子化学

顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的 科学 ,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定 规律 重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。

2.高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。

3.高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连

接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识 经济 社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。

第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息 发展 的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足 计算 机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械 工业 等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和 科学 技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。

第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹材料,如热塑性弹性体等。

第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。

第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。

可以预计,在今后很长的 历史 时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。