有關高分子化工材料的發展現狀與研究

陶曉峰等

摘 要：本文主要闡述新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響，并從以下幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義，發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用，人類已經進入了高分子時代。

關鍵詞：高分子材料；化工材料；發展現狀

我國自上世紀80年代以來，開始致力于高分子化工材料的研發，并且將高分子化工材料用于多種領域，滿足了節能減排、高性能高科技等現代社會發展的要求。除了本文主要介紹三種材料以外，我國在烯類單體聚合、a—烯烴的聚合、乙烯基單體的光聚合與光刻膠等方面也取得很大的研究成果，隨著現代科技的發展以及社會發展的進一步需求，高分子化工材料將得到進一步的開發研究，并廣泛的應用于農業、工業、醫學、生物、能源等領域。高分子智能材料已經成為材料科學發展的一個重要研究領域，全世界各個國家科學家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發展來看，任何一種重要材料的發明和利用，都能夠把人類改造自然，創造社會的能力提高到一個新的高度，并給社會生產力和人類生產生活帶來巨大的影響，使人類的物質文明建設和精神文明建設共同向前推進一大步。所以可以肯定的說，未來將會有更多更好更實用的智能材料出現在我們的面前。

一、高分子材料概念描述

所謂高分子材料是指由許多重復單元共價連接而成的，分子量很大的一類分子所組成的相關聚合物，并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發展：高功能化，高性能化，復合化，精細化和智能化。鑒于此，我國的高分子材料在進一步開發通用的基礎上，應該重點發展高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以進一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，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越的性能，較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。

二、高分子材料的應用分析

（一）聚烯烴材料

聚烯烴是高分子化工材料中用量最大的，也是應用范圍最廣的一種，主要在汽車、建筑、家電等領域得到廣泛的應用。聚烯烴是烯烴的聚合物，是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱，主要通過高壓聚合或者低壓聚合如溶液法、漿液法等方法生產合成，主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富，價格低廉等優點。目前，各研究機構正在研究使用過渡金屬做催化劑，進行各類烯烴的聚合。近年來，隨著節能減排、低碳經濟以及可持續發展思想的深入，聚烯烴的合金化、高性能化和多樣化成為研究的方向和重點。

（二）高分子智能材料

高分子智能材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得具有生物功能的一種材料。其功能可隨外界條件的變化而有意識地調節、修飾和修復。形狀記憶高分子材料是指在一定條件下賦予高分子材料的起始裝態，當外部條件發生改變時，它可以改變成相應地形狀，并能固定其形態。當外部條件再次發生改變時，智能高分子材料以特定的規律和方式再一次發生變化并恢復至起始態。從而完成從起始記憶態到固定變形態再到恢復起始態的循環過程。自行調溫調光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物構成的。在低溫時聚合物是成串排列的，為透明狀，能夠透過90%的光線。加熱時，這種聚合物就以纖維的形式聚合在一起，成乳白色，能夠阻擋90%的光線。并且這種可逆過程是在兩三度溫差范圍內完成的。具有傳感功能的高分子材料，這種與傳感器結合起來的高分子材料，已成為智能材料的一個新特點。例如，裝有壓電陶瓷傳感器的機器人，可以靈敏地感覺到軸承脫離時摩擦力突然變化的情況，并迅速作出握緊反應。

（三）稀土催化材料

稀土元素具有獨特的化學性能和物理組成，以稀土元素為基礎的稀土功能材料在信息、生物、新技術、新能源以及環境保護等現代科學技術和現代工業發展中起著十分重要的作用，稀土催化材料比傳統的貴金屬催化材料相比，具有資源豐度高、成本低、生產工藝水平高以及性能優越等方面的優勢。稀土催化材料不僅能夠提高生產效率，最重要的是能夠節約資源和能源，進而減少環境污染。上世紀60年代，中科院長春應用化學研究所運用稀土化合物組成新型催化劑用于二烯烴的聚合以及橡膠的制備，打破了傳統的Z-N催化劑，取得重大研究進展。目前稀土催化材料大量運用在能源環境領域中，如汽車尾氣凈化、工業廢氣以及人居環境凈化等方面。

（四）生物醫用材料

生物醫學材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。高分子合成的生物醫用材料通過分子設計和聚合，能夠獲得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料，其中高分子軟材料常用做為人體軟組織如血管、食道和指關節等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等；液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。

三、結束語

新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響，本文從幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義，發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用，人類已經進入了高分子時代。

參考文獻：

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