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合成材料及其发展——课外阅读(2)

2013-05-30 字号:[ ] 编辑:56hx 来源:未知 浏览:

    聚氨酯泡沫塑料可以做成软质、半硬质和硬质的,这主要由反应后生成的聚氨酯大分子的结构来决定的。例如,反应后生成线状结构的大分子,大分子之间无交联,没有或很少有支链,这就是一种弹性的聚氨酯软泡沫塑料。如果原料中有含三个或三个以上活性基团的单位,反应后就得到网状结构的聚氨酯,大分子间交联点较密,就成了聚氨酯硬泡沫塑料。如果交联程度在硬泡沫塑料和软泡沫塑料之间,就是半硬质聚氨酯泡沫塑料。
  聚氨酯硬质泡沫塑料的特点是强度好、刚性高、抗压、抗湿、绝热、电绝缘性能优良,并能透过雷达射线,适宜做雷达罩,以及船舶、车辆、冷藏库的隔热材料。它也可用做各种包装材料,具有抗震、耐压、耐碰撞的作用。
   聚苯乙烯泡沫塑料的产量仅次于聚氨酯泡沫塑料。聚苯乙烯本身是一种性质脆的塑料,在室温下很硬,但是经过发泡以后,聚苯乙烯泡沫塑料改变了原来的性质,变得既轻又柔软,还具有良好的刚性和抗压性,是造船、建筑和冷藏工业中理想的隔热材料。又因为它防水、防潮,抗震性能好,又可按各种被包装的物品的外形制成才各种形状的泡沫块。因此,聚苯乙烯泡沫塑料大量用做家用电器(电视机、录像机、电冰箱、收录机、洗衣机)、仪器仪表、各种易碎物品的包装材料。
    聚苯乙烯泡沫塑料还可用于金属铸造,以代替木模法。木模法是将木模埋在砂中造型,为了造型以后将木模取出,砂箱必须做成上下两只,为了从砂中将木模拔出,砂型中还必须留有拔模斜度,因此工艺较复杂。如果使用聚苯乙烯泡沫塑料代替木模,则可以不从砂箱中取出,将与铸件形状一样的聚苯乙烯泡沫塑料埋入砂箱中,再把铁水浇铸到砂箱中,铁水的高温可将聚苯乙烯泡沫塑料分解得无影无踪,于是,铁水就会充满聚苯乙烯泡沫塑料留下的空位,冷却后就成为铸件,使铸造工艺简化。
    如果将可发性的聚苯乙烯珠粒放入挤出机进行挤出吹塑,可以制造各种色彩鲜艳的聚苯乙烯泡沫纸,适合于做工艺品,以及橱窗或展览会用的装饰图案纸。
    泡沫塑料的比重小,又是疏水的,闭孔型的泡沫塑料有很大的浮力,可做浮标、浮筒、游泳圈、救生圈、救生筏。如果在作战时,还可以用泡沫塑料搭建浮桥,让军队迅速通过。有一种可以在水下发泡的聚氨酯泡沫塑料,它在被打捞的海底沉船内部发泡后,产生的泡沫和泡沫塑料足以将沉船托起,浮出水面。
    飞机制造业中需要用泡沫塑料做座椅和保温隔层。如果用尼龙-泡沫塑料的复合材料做飞机油箱的衬里,即使飞机的油箱被子弹击穿,这种复合材料也会自动闭孔而不使航空汽油漏出来。
中空微球塑料的微球是一种空心的玻璃珠,直径为20~250微米,壁厚2~3微米,比重0.26~0.5,这种塑料具有耐腐蚀、绝热、隔音、不会燃烧等特点,可用做潜水艇的外壳,承受海底的高压。
    在地下工程和矿井中,泡沫塑料还被用来消除水灾和火灾。有一种可供现场喷射的聚氨酯泡沫塑料,它发泡后产生的泡沫可以迅速地将坑坑道封闭、隔绝空气、堵塞水流,用于灭火和消除水患。
    泡沫塑料的一大特性是隔热性能良好。过去,军用水壶都是用金属铝制造的,铝的导热性能良好,如果在温度很低的地区,铝质军用水壶中的水就会结冰。现在,有一种塑料水壶,是一种两层塑料中间夹一层泡沫塑料的保暖水壶,塑料的传热性能本来就很差,泡沫塑料尤其能隔热,所以在这种水壶中灌进热水,即使气温低到-30℃,经过几小时后,水壶中的水非但不会结冰,而且还可能是一壶温水呢。
    在尖端技术中,经常需要能耐低温和超低温的材料。例如气体的液化、贮存、输送技术,火箭中用液氧和液氢做燃料,以及超导技术、超低温医学和生物学都需要泡沫塑料做耐超低温的隔热材料。
    泡沫塑料在建筑材料工业上的应用也是很引人注目的。木材是一种重要的建筑材料,几千年来,盖房子都离不开木材,但是这种自然资源毕竟有限,而且森林还起着调节气候、净化空气、防风固沙、保持水土的作用,不应该过度采伐。化学家开始想到用塑料代替木材。这种产品是低发泡泡沫塑料。
    聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、低压聚乙烯、聚酯都可制成低发泡塑料,它的外观可与木材相似,比重也相近,也可以和木材一样,进行锯、刨、钉等加工工艺,或用胶粘剂粘接,做成制品以后也可以涂漆。
    弹性模量是结构材料的主要性能指标之一,木材具有较高的弹性模量,因此可做结构材料。低发泡塑料的比重虽然接近木材,但弹性模量不如木材高,为此,可以用玻璃纤维或石墨纤维对低发泡塑料进行增强,制成纤维增强低发泡塑料,使它的弹性模量提高,成为强度高的材料。
    低发泡塑料除了可以代替木材用做建筑材料外,还可以制造家具,做各种车辆和船舶的内装修材料、隔热材料,以及钟表外壳、仪表外壳等等。采用大型注射成型机有可能一次注射成各种家具、厨房用具,不需要像木制家具在加工时经过锯、刨、粘接等多道工序。
    合成木材与天然木材相比,还有许多其他优点,如表面光洁、吸水率低、不易变形、不怕虫蛀、容易成型,纤维增强的低发泡塑料的强度甚至可以超过天然木材。
    泡沫塑料在建筑物的保暖和防寒方面可以发挥很大作用。由于泡沫塑料里面有很多气体和微孔,使它具有优良的隔热、隔间性能。除了广泛用于建造冷库之外,在一般建筑物中,也可以将聚苯乙烯泡沫塑料或其他泡沫塑料的砌块用胶粘剂一块一块地粘接起来作为墙体,这样不但保暖性好,而且施工速度快。另外,建筑物中的泡沫塑料复合墙板、泡沫塑料复合墙纸也起到防寒保暖作用。
 
三、玻璃工业中的异乡人――有机玻璃
 
话说玻璃
    说起玻璃,它具有相当悠久的历史。古埃及人很早就掌握了制造玻璃的技术,人们曾经从公元前1000多年的埃及墓葬中发现过玻璃器皿。罗马人则制造出比埃及人更好的玻璃。到了炼金术时期,炼金术士开始用玻璃制作仪器来做化学实验。玻璃仪器透明、耐高温、耐酸和耐大多数化学药品的腐蚀,容易加工成各种形状,用起来得心应手,比使用其他材料好得多,直到今天,它仍是重要的不可缺少的化学仪器。
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