高分子材料的發展及應用

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，經濟的發展越來越快，高分子材料成為了發展的關鍵，同時也是發展高新科技的基礎。文章主要描述高分子材料的發展前景以及介紹高分子材料在生活中的應用。

關鍵詞：高分子材料；發展；應用

隨著科學技術與經濟市場的關系越來越密切，高分子材料通過商品制造廣泛地應用于市場。就現階段而言，高分子材料在市場中具有很多優勢。

1 高分子材料概述

高分子材料是以高分子化合物作為原材料的一種新型材料，它由分子質量相對較高的化合物組成，由很多個原子以共價鍵的方式組合而成，具有重復結構單元。

2 高分子材料在生活中的應用

2.1 聚乙烯（PE）

由乙烯聚合而成的高分子化合物，在工業上也包括少量烯烴的共聚物。由于生產工藝的不同，它們的密度，用途和性能也有不同，乙烯材料來源很廣闊，目前成為了世界上產量最大的塑料品種。

聚乙烯無味，無毒，是具有優良耐低溫性能的熱塑性塑料。在日常生活中使用的塑料杯，塑料包裝袋等等，都是用聚乙烯塑料所制作的。聚乙烯化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕，常溫下不溶于一般的溶劑，電絕緣性好而吸水率極低，可以用來制作電纜的保護層。

聚乙烯塑料的缺點就是耐熱性比較差，機械強度較低。在大氣、陽光和氧的作用下，會發生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學性能。在加工溫度下，因氧化作用，也會使其熔體戮度下降，發生變色、出現條紋。

2.2 聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯是由苯乙烯單體經過自由基加聚反應合成的聚合物。它是一種無色透明的熱塑性塑料，有僅次于玻璃的透光率，它密度小，并且耐酸堿的腐蝕。

普通的聚苯乙烯塑料剛度大，玻璃化溫度高，但是性質較脆，加工過程受熱發泡，用于制作泡沫產品。高抗沖聚苯乙烯是和丁二烯的共聚物，提高了材料的沖擊強度，但透明度下降。聚苯乙烯的電絕緣性能好，因此多用于電器中的絕緣材料。

2.3 聚氯乙烯（PVC）

聚氯乙烯是氯乙烯單體聚合成的高分子材料。它是無定形結構的白色粉末，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77～90℃，對光和熱的穩定性差，在100℃以上溫度下，就會分解產生氯化氫，引起變色，性能迅速下降，在實際使用中必須加入穩定劑來提高對光和熱的穩定性。

在聚氯乙烯中加入發泡劑，就能制成泡沫塑料。質量輕，絕熱性和隔音性能優良，廣泛用于建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面。

3 高分子材料的發展前景

隨著生產和科技的發展，以及人們對知識的追求，對高分子材料的性能提出了各種各樣新的要求。總的來說，今后高分子材料的發展趨勢是高性能化、高功能化、復合化、智能化以及綠色化。

3.1 高性能化

提高耐高溫，耐磨性，耐腐蝕性，耐老化及高的機械強度等方面是高分子材料發展的重要方向，這對于航空、汽車工業、航天、電子信息技術、家用電器領域都有非常重要的作用。高分子材料高性能化的發展趨勢主要有：（1）創造新的高分子聚合物；（2）通過改變催化劑和催化體系，合成工藝及共聚，共混及交聯等對高分子性能進行改進；（3）通過新的加工方法改變聚合物的聚集態結構；（4）通過微觀復合方法，對高分子材料進行性能改變。

3.2 高功能化

高分子材料的高功能化是材料領域最具活力的新領域，目前已研究出了各種各樣新功能的高分子材料，可以作為人造器官的醫用高分子材料等。鑒于以上發展，高分子分離膜、高分子吸水性材料、光致抗蝕性材料、高分子催化劑等都是功能高分子的研究方向。

3.3 復合化

為了發揮不同材料的優點，克服單一材料的缺點和不足，提高經濟效益，使高分子材料的應用更為廣泛而有了高分子材料的復合化。高性能的結構復合材料是新材料革命的一個重要方向，目前主要用于航空造船、航天、海洋工程等方面，今后復合材料的研究方向主要有：（1）研究并開發高性能、高模量的纖維增強材料；（2）合成具有高強度，優良耐熱性和優良成型加工性能的基體樹脂；（3）界面性能，粘結性能的提高及評價技術的改進等方面。

3.4 智能化

智能化的高分子材料是使材料本身帶有生物所具有的高級智能，例如預知預告性，自我修復，自我診斷，自我識別能力等特性，對環境的變化可以做出相應的解答；根據人體的狀態，控制和調節藥劑釋放的微膠囊材料，根據生物體生長或愈合的情況或繼續生長或發生分解的人造血管人工骨等醫用材料。

3.5 綠色化

我們的日常生活中雖然高分子材料對起了很大的作用，但是高分子材料也給我們帶來了不小的污染。現在很受關注的從生產到使用能節約能源與資源，排放廢棄物少，對環境污染小，又能循環利用的高分子材料，要求高分子材料生產的綠色化。研究高分子材料的綠色化主要有以下幾個方向：（1）開發原子經濟的聚合反應；（2）選用無毒無害的原料；（3）利用可再生資源合成高分子材料；（4）高分子材料的再循環利用。

4 結束語

總的來說，高分子材料對我們的未來影響是不可預測的。我國雖然在高分子材料的開發和利用方面起步比較晚，然而目前看來進步的速度也是越來越快，高分子材料已經為我國的經濟建設做了重要的貢獻，我們應該更加提高技術水平，加強對新材料的開發，以提高生活的質量，讓高分子材料成長得更加全面，更好地為人類服務。

參考文獻

[1]周冀.高分子材料基礎[M].北京：國防工業出版社，2007.

[2]高軍剛，李源勛.高分子材料[M].北京：化工出版社，2002.

作者簡介：周鵬（1993-），男，漢族，湖北十堰人，本科，武昌工學院材料成型及控制工程。