材料化学与社会发展的关系_化学与社会发展

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论文题目：材料化学与社会发展的关系

院 系：化学与化工学院

班 级：化工

学 号：

姓 名：

09-3班

材料化学与社会发展的关系

摘 要 随着社会的不断进步，材料化学科学在各个领域的地位正在逐步上升，新材料的研发以及各种材料的不断改进一直推动着社会科学的发展，而各个学科的不断进步又要求材料科学不断进取，可以说，社会的发展离不开新材料的研发，而新材料的诞生也不断推进社会的发展。

关键字 材料化学；社会；汽车；航天；环保

1汽车材料

化学材料与汽车行业的发展息息相关，汽车是“改变世界的机器”、推动社会进步的车轮。汽车是经济持续增长的发动机、产业结构升级的推进器。汽车的发动机是钢材料，轮胎是橡胶，车窗是玻璃，车身是铝合金等等，各种化学材料的和谐拼接与使用造就了汽车的高性能。我们坐汽车，最关心的就是汽车的质量安全，其次是汽车的性能，加速度、转弯的扭力、刹车等，而今天我们也关心汽车的环保，耐用程度等。而这种种的一切均离不开材料的研发，如车身变得更轻，汽车就会跑得更快，材料的强度更高，安全性能就会更高，材料的耐磨性越高，汽车的保养维护就越少。从某种意义上说，材料的品质决定了汽车的性能。以前，说到汽车，总是给人的印象是笨重的，而新型材料的诞生改变了这个想法，更轻，强度更大的材料的诞生使得汽车的速度与安全得到了两全。目前，国际上用塑料替代汽车工业中金属的应用不断扩大，用高流动性尼龙（PA）和高玻纤或无机填充料增强的尼龙，已成为十分重要的产业用纺织品材料。世界各地的科学家通过各种试验，积极寻找新的高性能热塑性塑料。

1.1高流动性尼龙

这个材料了降低尼龙的粘度，且对材料性能无负面影响。随着增强尼龙中玻纤含量增大，材料拉伸强度和弯曲模量提高，加工制品和部件收缩率和翘曲变小，但其熔体流动性差，会增加加工成型时间和成本。而高流动性尼龙适用于成型大型和复杂部件，而且由于高流动性树脂充模快，部件壁厚可设计得更薄，节省材料，降低成本，采用高流动性尼龙能提高注塑机生产速度，因而提高产量。高流动性玻纤增强尼龙部件表面外观好，因为玻纤在模具中分散比一般玻纤增强尼龙平滑和均匀，因此最终制品表面可见的砂粒或螺旋纹状缺陷少，而且由于最终表面光泽好，甚至可以免除有些产品的表面涂染工艺过程。例如德国朗盛公司新推出的含量60％玻纤的增强尼龙，采用降低材料粘度的新技术，该系列材料熔体粘度低于一般尼龙。该系列材料是替代汽车发动机金属的理想材料，也可作为结构材料，特别是用于塑料／金属复合材料制备的部件。该材料的室温弯曲模量（表示材料刚性）为20GPa，比30％玻纤增强尼龙高一倍，其170℃下的拉伸模量为6700MPa，优于长玻纤增强聚丙烯，后者在80℃下的拉伸模量为6600MPa，但超过80℃后很快软化。

1.2高玻纤增强尼龙

该尼龙的刚性大幅度的得到了提高。荷兰DSM工程塑料公司推出60％玻纤增强尼龙46（Stany1TW241F12），应用目标为汽车机罩下部件。该新牌号主要用于汽车齿轮，替代尼龙

66。据介绍，尼龙46（Stany1）已在齿轮应用中取得一定程度的进展，Stany1加工的齿轮应变小，因此设计更为方便，而且还能降低材料加工和齿轮罩成本，因此Stany1齿轮成本低于尼龙66齿轮。而且由于加工的齿轮应变小，能适用于不同发动机，发动机效率高，也能降低成本。其次，Stany1的耐用性也优于尼龙6和尼龙66，用Stany1退火效果极佳，退火提高Stany1齿轮的耐用性1倍或1倍以上。Stany1目前已用于制备电动转向和航行控制齿轮。Stany1TW241F12能耐连续使用温度上限为200℃，短期能耐峰温250℃，120℃以上仍保持高刚性，实际上比新一代Stany1产品的刚性还高30％以上。将该材料应用在汽车工业上更为有效。1.3纺织材料

汽车材料不仅仅在关键性能上有所改进，其内饰也进行了许多材料的改革。汽车制造使用材料多种多样，除金属、橡胶等主要材料外，纺织材料在汽车上的应用也日益增加。现在，车辆内饰面料中纺织品己占50%以上。一些中低档车辆虽然仍是以人造革面料为主，但也在逐步使用纺织面料，而且有增加之势。中高档车辆尤其是轿车和客车，纺织面料已经作为基本内饰面料取代了人造革，不仅用作座椅面料，而且用作车顶棚、内护板、遮阳板、门护板等的包覆面料。汽车内饰纺织品属于高技术产品，不仅在原料上有较高的要求，而且其加工工艺及后整理也十分复杂。这些纺织品不仅要满足织物的常规要求，而且还要在阻燃、拒水、防污、抗静电等特殊方面有专门的要求，现代先进材料的发展使得舒适与安全可以兼得。

2.航空航天化学材料

不仅是日常的生活中，材料不断地改善人们的生活质量，而且在高科技领域也不断发挥作用，如大型航母、核动力潜水艇等所需要的高强度的特种钢，在航天航空领域，化学材料也大展拳脚，进行不断改进。2.1机体材料

主要包括铝合金、钛合金和树脂基复合材料等，目前的研究发展重点集中在低成本、高性能的树脂基复合材料技术。如欧洲空中客车飞机，它使用的最先进的材料包括铝合金-玻璃纤维混杂复合材料GLARE，碳纤维复合材料GFRP，芳纶纤维复合材料AFRP，玻璃纤维复合材料GFRP以及韧性环氧树脂、双马来醚亚胺树脂和聚酚亚胺树脂基复合材料等。

国际上对航空先进树脂基复合材料的主要性能要求是，较高的耐温度使用性、尽可能高的抗损伤容限和尽可能低的湿热环境效应。对更高的温度要求，双马来酚亚胺、特别是可以液态成型的聚酚亚胺树脂基复合材料（如PETI系列）是重点突破的方向。为了进一步迎接先进复合材料更高性价比的挑战，欧洲空中客车公司提出的目标是更多地应用碳纤维复合材料CFRP以减重至30％，从而降低整个飞行成本40％。但是，CFRP技术在减重的同时，制造成本比金属焊接结构高。应用目前空中客车公司已储备的技术水平，可以达到减重15％、降低成本15％的目标；而采用新型金属焊接结构制作机身，减重10％却降低成本20％，可见在发展低成本、高性能复合材料方面还大有潜力。2.2发动机材料

目前最先进的军用航空发动机主要材料有钛合金、高温合金以及各类高温和超高温复合材料等。国外现役发动机叶片材料主要采用

铼易产生脆性相，近年来研究加入钌或铱，以减少脆性倾向，开发出

国家知识产权局的发明专利授权，被列为江苏省建设科技成果推广项目。该材料受古代民居在空斗墙内注入泥土与草料等方法，终于成功研制了墙体节能保温砌块等节能环保墙体复合新材料。

墙体节能复合保温砌块、专用砌筑砂浆和外墙节能保温板所采用的原料，是工农业生产领域和生活中产生的十几种固体废弃物加上少量的水泥复合配制而成，无须使用黏土，由此三种节能材料构成的墙体保温系统可使室内外温差达16.7℃，其保温系数、墙体强度、抗冻抗渗、放射性等各项指标全部合格，并且能够与相应建筑物同寿命。经反复试验测算，若按3000万平方米的建筑面积为单位与传统黏土砖对比计算，推广使用这种节能环保墙体复合新材料能节约耕地8150亩；回收废弃稻、麦秸秆38.5万亩，每亩增加农民收入300元；资源化利用多种固体废弃物5000吨，节约煤炭110.2万吨；每平方米建筑成本比黏土砖便宜29元，节约建筑成本可达8.7亿元。墙体节能复合保温砌块推广使用后，完全能取代千百年来大面积毁损耕地的黏土砖，既能够有效地保障珍贵的土地资源，又能够大量地减少固体废弃物的排放，保护资源，节能减排，体现了可持续发展的新要求。3.4 共聚型光降解塑料

目前，合成的光降解聚合物，主要是烯烃和一氧化碳或烯酮类单体的共聚物。这样，就能够得到含有羰基结构并可以发生光降解的PE、PP、PVC、PET、PA等。最近，美国和加拿大合作开发的Ecolyte是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物，据称不仅可以使PP、PVC、PS等塑料具有光降解性，并且可以通过调节乙烯基酮的含量来控制光降解的时间。羰基化聚合物的主要缺点是一旦在光的作用下就发生降解，没有诱导期，使用时必须加入适当的稳定剂，以控制光降解过程。结束语

综上所述，化学材料渗透在我们生活的各个方面，为我们的生活提供了很大的便利，材料对于化学与社会的的发展和人类的进步起着非常重要的作用，在学习化学时，不仅要学好课本上的知识，还要关注新科学、新材料的发展，获得更多的综合知识。参考文献

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