高分子材料，也稱為聚合物材料，是由高分子化合物為主要成分構(gòu)成的一類材料。高分子材料具有獨特的性能和廣泛的用途，是現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)研究中不可或缺的一部分。定義高分子材料是由大量的重復(fù)單元通過共價鍵連接而成的大分子化合物構(gòu)成的材料。這些大分子化合物通常具有較高的分子量能夠形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。高分子材料也稱為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑(助劑)所構(gòu)成的材料。
高分子材料按來源分類
高分子材料按來源分為天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子是存在于動物、植物及生物體內(nèi)的髙分子物質(zhì)，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優(yōu)越的性能--較小的密度、較高的力學(xué)、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等，高分子材料按應(yīng)用分類高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。
高分子材料按應(yīng)用功能分類：按照材料應(yīng)用功能分類，高分子材料分為通用高分子材料，特種高分子材料和功能高分子材料三大類。通里高分子材料指能夠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，已普遍應(yīng)用于建筑、交通運輸、農(nóng)業(yè)、電氣電子工業(yè)等國民經(jīng)濟主要領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ畹母叻肿硬牧稀＿@其中又分為塑料、橡膠、纖維、粘合劑、涂料等不同類型。特種高分子材料主要是一類具有優(yōu)良機械強度和耐熱性能的高分子材料，如聚碳酸酯、聚酰亞胺等材料，已廣泛應(yīng)用于工程材料上。功能高分子材料是指具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物，包括功能性分離膜、導(dǎo)電材料、醫(yī)用高分子材料、液晶高分子材料等。
PGA
聚乙醇酸(PGA)，又稱聚羥基乙酸，是一種單元碳數(shù)最少、具有可完全分解的酯結(jié)構(gòu)、降解速度最快的脂肪族聚酯類高分子材料。PGA也是一種熱塑性脂肪族聚酯，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度溫度為40℃，熔融溫度約為225℃。PGA對比與目前市場主流推廣的PBAT、PLA等降解塑料而言，PGA目前價格相對比較高昂，其市場供應(yīng)量較小。
PBS
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一種重要的生物可降解聚合物，是由脂肪族二元醇1,4-丁二醇(BDO)和脂肪族二元酸1,4-丁二酸(SA)經(jīng)過縮聚反應(yīng)制得，可完全生物降解，具有良好的加工性能和力學(xué)性能以及良好的生物相容性，并且可以通過分子設(shè)計調(diào)控其功能，是一類具有很大開發(fā)潛力的生物可降解高分子材料。
PLA
聚乳酸(PLA)又稱聚丙交酯，其原料乳酸是一種天然有機酸，由可再生生物質(zhì)資源中獲得的糖通過發(fā)酵產(chǎn)生。PLA降解產(chǎn)物為二氧化碳和水，能夠通過植物光合作用在自然界中實現(xiàn)綠色循環(huán)。因此，PLA是一種具有完全可降解性、高生物相容性和優(yōu)異機械性能的熱塑性材料，可作為石油基塑料的替代品，應(yīng)用于包裝、農(nóng)業(yè)、纖維紡織、醫(yī)用和工程塑料等領(lǐng)域。
化妝品的塑料瓶子的材質(zhì)一般有PET塑料、PP塑料、PETG塑料。普通的化妝品、洗滌用品包裝容器，絕大部分取材于高密度聚乙烯。
1、PP、PE
PP是聚丙烯，PE是聚乙烯，都是屬于聚烯烴類的塑料，同時也屬于環(huán)保材料，都可以用于食品和餐具，對人體危害非常小。可以直接與化妝品，食品接觸，是包裝有機護膚品的主要材質(zhì)，材質(zhì)本色發(fā)白，半透明狀。根據(jù)不同的分子結(jié)構(gòu)，能達到三種不同的軟硬程度。
由于透明塑料瓶容器能讓消費者清楚看到內(nèi)容物，因此消費者對透明PP塑料瓶容器的要求越來越廣，而透明聚丙烯是滿足這一要求的主要材料。pp透明包裝瓶的開發(fā)是近幾年國內(nèi)外塑料瓶包裝的一個熱點。高透明的聚丙烯容器(PP塑料)，具有很好的透明度和光澤度，欣賞性強，頗受歡迎。
2、PET
PET材質(zhì)較軟，中文名稱聚乙烯對苯二甲酸酯，在國際材質(zhì)標(biāo)示編號上是一號材質(zhì)。它的主要特性就是氣密性高、耐壓強度好，阻水性高，呈透明狀，它的透明度高達95%，比其它常用的塑料包裝容器的透明性都要高，但不耐熱。PET屬于環(huán)保材料，可以直接與化妝品、食品接觸，是灌裝有機護膚品的主要材質(zhì)，常用作食品類、飲料瓶、化妝瓶身的包裝材料，也因為氣密性高，包裝容器無毛細孔，常用作酒精的包裝容器。但是，當(dāng)PET耐熱至70℃，易變形，就會有對人體有害的物質(zhì)溶出。因此，不能放在汽車內(nèi)暴曬。一篇名為《從塑料瓶底的數(shù)字知其毒性，無知害死人》的帖子詳解了各種塑料的諸多使用禁忌，還稱阿聯(lián)酋一個12歲的女童，因為連續(xù)16個月使用同一個塑料礦泉水瓶，得了癌癥，這種PET塑料瓶反復(fù)多次使用10個月后，有可能釋放出一種叫DEHP的致癌物。“DEHP”是工業(yè)中的通用型增塑劑，主要用于造漆、染料、包裝材料的加工。北京化工大學(xué)材料工程系教授苑會林告訴記者，我們?nèi)粘Ｊ褂玫牡V泉水瓶等塑料制品，只要是由正規(guī)廠家制造并經(jīng)檢測合格，都不會含有這種物質(zhì)。 “消費者應(yīng)盡量避免反復(fù)使用已經(jīng)老化、容易變質(zhì)的塑料器具，飲料瓶最好不要多次重復(fù)使用，否則容易滋生細菌，存在衛(wèi)生隱患。”
3、HDPE
中文名稱高密度聚乙烯，也就是俗稱的高密度PE，它在國際材質(zhì)標(biāo)示編號上是二號材質(zhì)。一般的HDPE熔點為142℃，分解溫度為300℃;注塑溫度的可調(diào)區(qū)間較大。注塑時，一般使用溫度為180℃-230℃;因是烯烴類塑料，它不吸水，生產(chǎn)時，不需烘干，但為了產(chǎn)品質(zhì)量，可用60℃溫度烘干1hr，以排出浮水;聚乙烯的熔體粘度大，流長比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對較大;制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為16‰，溢邊值為0.05mm。
高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。硬度、拉伸強度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯;耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些;化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕;薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低;耐老化性能差，耐環(huán)境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。用它加工制成的產(chǎn)品呈半透明狀，做包裝容器會有毛細孔，常用于醫(yī)藥瓶、化妝瓶外殼包裝和其它塑料制品。
4、LDPE
中文名稱低密度聚乙烯，也就是人稱的低密度PE，它在國際材質(zhì)標(biāo)示編號上是四號材質(zhì)，因為它分子密度低，所以比HDPE柔軟。LDPE無毒、無味、無臭，密度為0.910～0.940g/cm3，它是在100～300MPa的高壓下，用氧或者有機過氧化物為催化劑聚合而成，也叫高壓聚乙烯。低密度聚乙烯在聚乙烯樹脂中是質(zhì)量最輕的品種。與高密度聚乙烯相比，其結(jié)晶度(55%～65%)和軟化點(90～100℃)較低;有良好的柔軟性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性;其化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐酸、堿和鹽類水溶液;有良好的電絕緣性和透氣性;吸水性低;易燃燒。性質(zhì)較柔軟，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70℃)。
不足之處是其機械強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度(55%-65%)低，結(jié)晶熔點(108-126℃)也較低。其力學(xué)強度低于高密度聚乙烯，防滲系數(shù)、耐熱性和抗日光老化性差，在日光或高溫下易老化分解而變色，導(dǎo)致性能下降，所以低密度聚乙烯在制成塑料卷材時添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來改善其不足之處。用它加工成的產(chǎn)品呈半透明狀、不耐熱，有毛細孔，但它耐酸堿性佳，用此種材質(zhì)加工的容器常用于化工類如洗面乳、膠水瓶、化妝瓶軟管等。
5、PCTA
PCTA是一種共聚聚酯塑料原料。具有高透明度，優(yōu)異的低溫韌性，高抗撕性及良好的加工性能，優(yōu)異的耐化學(xué)性能，可電鍍，噴油，抗刮花，密度比PC低16%，加工成本比PC低40%，印刷、著色、電鍍性能佳，韌性比透明ABS高3倍，廣泛應(yīng)用于干板片材、高性能收縮膜、瓶用及異型材市場，可以用來生產(chǎn)玩具、家用器品及醫(yī)療用品等，通過了美國FDA關(guān)于食品接觸標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品包裝等領(lǐng)域。符合歐洲RoHS環(huán)保指令，適用于高檔次的化妝品包裝。
6、PCTG
PCTG全稱為聚對苯二甲酸乙二醇-1，4-環(huán)己烷二甲醇酯，是一種透明塑料，是由1,4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM)單體共聚生成。PCTG是一種透明塑料，具有玻璃一樣的透明度和接近玻璃的密度，光澤度高，耐化學(xué)腐蝕，耐沖擊，容易加工，能注射成型、注拉吹成型和擠吹成型。通過多年的發(fā)展，當(dāng)前PCTG已經(jīng)在家電和食品器具中得到應(yīng)用，市場需求較高。還能夠產(chǎn)生獨特的形狀、外觀和特殊效果，比如鮮亮的顏色、磨砂、大理石紋理、金屬光澤等。可用作香水瓶和瓶蓋、化妝品瓶和瓶蓋、口紅管、化妝盒等包裝材料來源。由于PCTG具有環(huán)保和易加工性能，當(dāng)前歐美市場在嬰 兒奶瓶、戶外運動水壺、攪拌機等產(chǎn)品中也得到廣泛應(yīng)用。
7、ABS
ABS是上世紀(jì)40年代 發(fā)展起來的通用熱塑性工程塑料，是一個綜合力學(xué)性能十分優(yōu)秀的塑料品種，不僅具有良好的剛性、硬度和加工流動性，而且具有高韌性特點，可以注塑、擠出或熱成型。大部分汽車部件都是用注塑成型方法加工的，ABS樹脂的優(yōu)點是抗沖性、隔音性、耐劃痕性，耐熱性更好，比PP更美觀，特別在橫向抗沖性和使用溫度較為嚴(yán)格的部件。ABS樹脂是汽車中使用僅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大樹脂。ABS樹脂可用于車內(nèi)和車外部外殼，方向盤、導(dǎo)油 管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護柵和燈罩等。ABS不環(huán)保，顏色呈發(fā)黃或奶白色，硬度較高，不能直接與化妝品，食品接觸，在化妝品包材中一般都是用來制作內(nèi)蓋、肩套的材料。
聚乙醇酸又稱聚羥基乙酸，是一種單元碳數(shù)最少、具有可完全分解的酯結(jié)構(gòu)、降解速度最快的脂肪族聚酯類高分子材料。聚乙醇酸是一種熱塑性脂肪族聚酯，具有優(yōu)良的生物可降解性、耐熱性、生物相容性、阻氣性和機械強度等，在醫(yī)療器材、包裝、瓶材、農(nóng)用薄膜等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
聚羥基乙酸的經(jīng)典制備方法主要有兩種:直接縮合聚合法和乙交酯開環(huán)聚合法。直接縮合聚合法在一般情況下是將羥基乙酸直接脫水縮聚,工序短,操作簡單,儀器設(shè)備少,原材料試劑消耗少,但一般只能得到相對分子量在幾十至幾千的低聚物,產(chǎn)物性能差,易分解,其力學(xué)強度遠不能滿足外科手術(shù)縫合線、外科植入材料的使用要求。乙交酯開環(huán)聚合法是采用乙交酯的開環(huán)聚合來制備聚羥基乙酸,通過這種方法能夠合成高分子量的聚羥基乙酸,但要求乙交酯有很高的純度,其合成工藝路線長,產(chǎn)品收率低,合成成本較高。PGA為全生物降解材料，其降解條件溫和，在水和微生物作用下，在自然環(huán)境中能實現(xiàn)快速降解，最終降解產(chǎn)物為二氧化碳和水。除此之外，PGA還能在海水中進行降解，其降解產(chǎn)物對人體和環(huán)境皆是無害的。PGA具有極高的機械強度，它的機械性能優(yōu)于常見的通用塑料和其他的降解塑料，與工程塑料相當(dāng)。PGA具有較高的結(jié)晶度（45%~55%），其力學(xué)性能接近ABS等工程塑料，優(yōu)于一些其他的可降解塑料。PGA材料具有很好的汽/氧阻隔性能，是綜合阻隔性最好的材料之一，其對水汽的阻隔性能較PLA高100倍，這與PE材料類似。盡管 PGA 具備優(yōu)異的生物降解性、力學(xué)性能和阻隔性等，但其親水性差、硬度高而脆性大、熔體硬度低等缺點限制了該材料的應(yīng)用與發(fā)展，未來將主要通過對其進行改性而擴大應(yīng)用范圍。
高分子材料聚合物反應(yīng)釜及反應(yīng)裝置，聚合高壓反應(yīng)釜，聚合反應(yīng)裝置，聚合新材料制備反應(yīng)裝置，聚合新材料合成反應(yīng)器。
