高分子材料燃燒合成技術(shù)探析

劉云鶴 劉曉東

Reigel（2007）研究了積極反饋在成人英語課堂教學(xué)中的作用。具體來說，研究探討了教師話語反饋的頻率與學(xué)生語言水平提高的

高分子材料在社會(huì)各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)中均有廣泛而深入的應(yīng)用。采用燃燒合成技術(shù)合成高分子材料，能夠節(jié)約能源，簡(jiǎn)化工藝流程，提高產(chǎn)品純度，反應(yīng)過程以燃燒波形式進(jìn)行傳播，能夠合成梯度材料，因而該技術(shù)近些年來在高分子材料合成領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

1.燃燒合成技術(shù)與理論原理分析

自1825年，Berzelius室溫下發(fā)現(xiàn)了非晶鋯燃燒所生成氧化物之后，燃燒合成技術(shù)開始發(fā)展，并為材料合成提供了新方法，該技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：1）反應(yīng)速度極快；2）無能耗，合成所需熱量來源于自身放熱過程，極少數(shù)需要外部能源以啟動(dòng)合成反應(yīng)；3）所得產(chǎn)物純度很高，合成過程原料所含的雜質(zhì)能夠揮發(fā)逸出；4）適用于各種無機(jī)或復(fù)合材料中；5）所需設(shè)備與工藝技術(shù)較為簡(jiǎn)單；6）燃燒中具有高溫梯度與較快的冷卻速度，可以迅速形成新的非平衡相、亞穩(wěn)相；7）借助于反應(yīng)物自身化學(xué)能，結(jié)合其他方式，能夠使材料合成過程與致密化實(shí)現(xiàn)同步。當(dāng)前，借助于燃燒合成技術(shù)所制備的材料有很多，包括功能性、難溶性、復(fù)合型材料等。

燃燒合成反應(yīng)過程即燃燒體系熱力學(xué)過程，利用熱力學(xué)計(jì)算，能夠?qū)^熱燃燒溫度等加以計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度與產(chǎn)物的有效控制，如熵變計(jì)算、自由能、熱熔計(jì)算等，燃燒絕熱溫度為反應(yīng)所能推動(dòng)封閉體系達(dá)到的最高溫度，可用以判斷反應(yīng)過程能夠維持，以便對(duì)產(chǎn)物狀態(tài)等進(jìn)行判斷。燃燒合成反應(yīng)中高放熱同反應(yīng)物、生成物間存在的焓變息息相關(guān)。表達(dá)式如下：

2.高分子材料中燃燒合成技術(shù)的應(yīng)用

高分子材料燃燒合成技術(shù)反應(yīng)過程中所需溫度低，燃燒速度較緩慢、通常而言均低于200℃，燃燒速度低于1cm/min，故也被稱為自蔓延低溫合成技術(shù)。反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的粒度對(duì)于整個(gè)過程并無太大影響。單體聚合中只有一個(gè)引發(fā)劑分子分解，將會(huì)引發(fā)整個(gè)聚合反應(yīng)，此時(shí)粒度大小并無影響。在反應(yīng)體系中加入適當(dāng)?shù)南♂寗?，可以顯著提高燃燒的速度。高分子材料在燃燒合成過程中，將反映產(chǎn)物加入之后，雖然溫度降低，但燃燒速度有所提高。而且多數(shù)高分子材料燃燒合成反應(yīng)均需要進(jìn)行加壓，以避免由于反應(yīng)物出現(xiàn)氣化，出現(xiàn)熱損致使燃燒傳播失穩(wěn)，對(duì)反應(yīng)過程造成影響。

由于燃燒合成技術(shù)在合成高分子材料中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因而在高分子材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在如下方面：1）復(fù)合材料線材合成，將反應(yīng)物單體密封于容器中，采用纖維材料由一端穿入，由另一端穿出，在出口端點(diǎn)燃，此時(shí)反應(yīng)開始，對(duì)纖維拉拔速度進(jìn)行有效控制，使其同該反應(yīng)的燃燒波速度相同，拉出纖維時(shí)可得固化的復(fù)合材料線材；2）高聚物涂層合成。在密閉容器中，將反應(yīng)單體混合物放置于物料表面，通過施加一定的壓力，點(diǎn)燃并引發(fā)反應(yīng)，燃燒波將會(huì)沿著物料的表面展開，反應(yīng)結(jié)束后物料表面即制備了聚合物涂層。該方法制備涂層不僅工藝簡(jiǎn)單，而且效率較高，成本低，無需使用溶劑即可，不會(huì)對(duì)人和環(huán)境帶來危害；3）梯度功能材料合成。借助于該技術(shù)可制備高分子材料相互間，及其同金屬、陶瓷間的梯度功能型材料，在多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如制作激光標(biāo)尺、光盤等。

3.結(jié)語

近些年來，高分子材料燃燒合成技術(shù)應(yīng)用前景越來越廣闊，但是，燃燒合成技術(shù)在高分子材料合成領(lǐng)域的應(yīng)用與研究只是近些年才開始，仍有很多待提高和改善的地方，不少研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室或理論階段，因此，有必要進(jìn)一步對(duì)燃燒合成技術(shù)對(duì)高分子材料合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)行研究，以便更好地完善燃燒合成技術(shù)的應(yīng)用，同各種已成熟技術(shù)有機(jī)結(jié)合，拓寬該技術(shù)在高分子材料生產(chǎn)領(lǐng)域的范圍。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高俊剛等.高分子材料[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008

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