高分子材料的發(fā)展及應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，經(jīng)濟的發(fā)展越來越快，高分子材料成為了發(fā)展的關(guān)鍵，同時也是發(fā)展高新科技的基礎(chǔ)。文章主要描述高分子材料的發(fā)展前景以及介紹高分子材料在生活中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高分子材料；發(fā)展；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟市場的關(guān)系越來越密切，高分子材料通過商品制造廣泛地應(yīng)用于市場。就現(xiàn)階段而言，高分子材料在市場中具有很多優(yōu)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(zhì)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(fù)結(jié)構(gòu)單元。

2 高分子材料在生活中的應(yīng)用

2.1 聚乙烯（PE）

由乙烯聚合而成的高分子化合物，在工業(yè)上也包括少量烯烴的共聚物。由于生產(chǎn)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(chǎn)量最大的塑料品種。

聚乙烯無味，無毒，是具有優(yōu)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(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)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(fā)生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學(xué)性能。在加工溫度下，因氧化作用，也會使其熔體戮度下降，發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋。

2.2 聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯是由苯乙烯單體經(jīng)過自由基加聚反應(yīng)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(zhì)較脆，加工過程受熱發(fā)泡，用于制作泡沫產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(wěn)定性差，在100℃以上溫度下，就會分解產(chǎn)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(wěn)定劑來提高對光和熱的穩(wěn)定性。

在聚氯乙烯中加入發(fā)泡劑，就能制成泡沫塑料。質(zhì)量輕，絕熱性和隔音性能優(yōu)良，廣泛用于建筑材料、工業(yè)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(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面。

3 高分子材料的發(fā)展前景

隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)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(fā)展趨勢是高性能化、高功能化、復(fù)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(fā)展的重要方向，這對于航空、汽車工業(yè)、航天、電子信息技術(shù)、家用電器領(lǐng)域都有非常重要的作用。高分子材料高性能化的發(fā)展趨勢主要有：（1）創(chuàng)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(lián)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(tài)結(jié)構(gòu)；（4）通過微觀復(fù)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(lǐng)域最具活力的新領(lǐng)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(yī)用高分子材料等。鑒于以上發(fā)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(fù)合化

為了發(fā)揮不同材料的優(yōu)點，克服單一材料的缺點和不足，提高經(jīng)濟效益，使高分子材料的應(yīng)用更為廣泛而有了高分子材料的復(fù)合化。高性能的結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)合材料的研究方向主要有：（1）研究并開發(fā)高性能、高模量的纖維增強材料；（2）合成具有高強度，優(yōu)良耐熱性和優(yōu)良成型加工性能的基體樹脂；（3）界面性能，粘結(jié)性能的提高及評價技術(shù)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(yù)知預(yù)告性，自我修復(fù)，自我診斷，自我識別能力等特性，對環(huán)境的變化可以做出相應(yīng)的解答；根據(jù)人體的狀態(tài)，控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料，根據(jù)生物體生長或愈合的情況或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)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(xiàn)在很受關(guān)注的從生產(chǎn)到使用能節(jié)約能源與資源，排放廢棄物少，對環(huán)境污染小，又能循環(huán)利用的高分子材料，要求高分子材料生產(chǎn)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(fā)原子經(jīng)濟的聚合反應(yīng)；（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(huán)利用。

4 結(jié)束語

總的來說，高分子材料對我們的未來影響是不可預(yù)測的。我國雖然在高分子材料的開發(fā)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(jīng)為我國的經(jīng)濟建設(shè)做了重要的貢獻，我們應(yīng)該更加提高技術(shù)水平，加強對新材料的開發(fā)，以提高生活的質(zhì)量，讓高分子材料成長得更加全面，更好地為人類服務(wù)。

參考文獻

[1]周冀.高分子材料基礎(chǔ)[M].北京：國防工業(yè)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(xué)院材料成型及控制工程。