我國功能高分子材料發展現狀和前景展望

李炳坤

（鄭州市第一中學 鄭州 河南 450000）

1 引言

2010年，國務院確定對包括新材料、新能源等在內的7大新興產業作為戰略性產業加快進行培育和發展，并以此作為我國經濟發展的戰略性規劃，充分表明了新材料行業在我國未來發展中所占的重要地位。2017年1月，經國務院批準，工信部、發展改革委、科技部、財政部研究編制的《新材料產業發展指南》（工信部聯規〔2016〕454號，以下簡稱《指南》）正式印發，作為“十三五”時期指導新材料產業發展的專項指南，將引導新材料產業健康有序發展。

新材料覆蓋范圍廣、所屬門類多而且品種復雜，因此“十二五”時期，國家已經初步對新材料進行了分類。依據不同材料的化學和功能結構特征、物理和化學屬性、和以及未來的發展趨勢分為了六大門類，分別是高端金屬結構材料、特種金屬功能材料、新型無機非金屬材料、先進高分子材料、高性能復合材料和前沿新材料，本文將重點聚焦其中的先進高分子材料，尤其是功能高分子材料進行論述。

2 功能高分子材料應用現狀

2.1 功能高分子材料特點

功能高分子是帶有特殊功能基團的高分子材料，指那些具備可以傳遞、轉換或存儲物質、能量和信息等功能和作用的高分子及其復合材料，由于高分子結構的不同，不同的材料分別具有優良的特殊性能比如力學性能，隔熱性能和絕緣性能，不同的功能高分子材料特點不盡相同。功能高分子材料自上世紀60年代開始發展，是傳統高分子材料應用到諸如能源、生物、電子等領域后形成的新材料。隨著進入21世紀后科技不斷創新，又有了新型有機功能高分子材料，在科技發展的帶動下，被應用到了人們日常生活中的各個方面，對人們的生活產生了越來越大的影響。

2.2 功能高分子材料的發展現狀

如前所述，現階段在各領域應用的傳統功能高分子材料盡管需要進一步的拓展其應用范圍，但客觀來說己經達到了相對成熟的程度，我們從以下幾個方面可以做一些了解。

（1）電功能高分子材料

除了具有基本的導電功能外，在不同的應用情況下，電功能高分子材料的電導率在絕緣體、半導體和金屬態的范圍內會產生合理變化，并且這些材料普遍具有密度小、耐腐蝕、易加工且價格低的特點，廣泛地應用于工業領域的各個方面。

（2）光功能高分子材料

光功能高分子材料是指在光的作用下能夠發生物理或化學的變化，從而能夠對光的能量進行吸收、儲存、投射、轉換的那一類高分子材料。已有很多這種材料在現實中投入了應用。例如，目前手機己經可以通過光功能高分子材料的運用進行太用能充電以延長電池的續航能力，或者有的高分子材料可以運用光傳導來實現植物所特有的光合作用等。

（3）生物功能

在生物領域也廣泛的應用功能高分子材料。比如，一些人體植入物例如人工晶體、腦積水引流裝置等越來越多的使用功能高分子材料進行制作；還有，在環境保護方面，有使用功能高分子材料進行沙漠中植樹的緩釋供水，也有采用可降解高分子材料應用于農業的溫室大棚和可降解購物袋等，這些應用可以幫助改善土壤的土質和減少白色污染。

在上世紀60年代隨著部分有機硅聚合物的高分子材料的面世和工業化生產的成熟，被投入到了臨床醫學進行使用，比如應用于整形和器官替代，也就是人工器官的使用，由此大幅度促進了生物醫學高分子材料的快速發展。

而在我國，整體上對生物醫用高分子材料的研究、探索和應用都還屬于較為粗淺和基礎的水平，與國際上的縣級水平相比還存在著較大的差距。其中的原因首先是我國在生物醫用高分子材料的研究方面起步較晚水平較低，成果也比較少，其次是因為在我國，高分子材料的生產本身具有周期較長，研發費用較高的特點，而且我國相關材料的生產能力和質量都比較低，加上國家對于新材料應用的審批手續較為復雜。因此，需要我國科技界積極加強生物醫學高分子材料研究和應用探索工作，這樣才能夠有效高分子材料在為生物醫學的良好應用和發展提供有利條件。

3 我國功能高分子材料的未來發展

盡管我國在功能高分子材料的研究和生產上存在著不足，在研究方面落后于世界先進水平。而且由于應用的不足，功能高分子材料的產業化步伐也比較遲滯。但也正因為如此，高分子功能材料在我國的發展才具有非常廣闊的前景和潛力。

在國家產業政策的指引下，在未來，隨著技術革命的發展，國家對新材料產業的重視，作為新材料中的先進高分子材料的發展，必將進入發展的快車道。

3.1 功能高分子材料研究發展方向

前面說過我們國家功能高分子材料產業的底子薄，基礎差，所以需要首先借鑒的就是國際上相關產業的發展，通過翻閱相關的文章，筆者認為功能高分子材料的發展會有以下幾個特點。

第一是高性能化。從研發方向上，我國未來功能高分子材料的發展方向要在增強高分子材料的物理性質方面，如提高耐高溫性、耐腐蝕性、抗氧化和老化性作為未來發展的重點。例如可以通過新的加工技術改變相關材料的的結構，或者通過微觀復合方法對高分子材料進行改性等提高材料的性能，這對于功能高分子材料應用到汽車、航天、電子信息技術和家用電器等行業來說有著重大的意義。

第二，高功能化。高功能化就是增強和改善高分子材料的原有功能，增加其使用的范圍。比如具備更好功能的導熱導電高聚物、更高吸水性能的樹脂、更尖端的醫用人造器官等高分子材料。并將應用擴展到其他更多方向。

第三，智能化。所謂的智能化，是利用高分子材料對信息的存儲、傳遞甚至是處理功能，使高分子材料能自主進行思考，如進行自我診斷、自我修復，或者自我識別和提出自我升級等能力。這將是對我國的功能高分子材料研究的一次重大挑戰，如果能取得突破，將會為我國的高分子智能材料領域和人工智能的發展帶來質的飛躍；

最后是綠色化，高分子材料進入了我們的生活的方方面面，并且有難以替代的作用，但是由于某些功能基團具有一定的毒性和污染，因此由此而來的環境問題同樣不容忽視，同樣我們也寄希望于通過研究開發新型聚合反應、選用無毒無害的原料、高分子材料的再循環利用這幾個方面入手，不僅能改善現有材料的毒副作用，更可以研發出消除大氣污染、水污染等環境污染的高分子材料，改善我們的行業環境和生態生活環境，發展綠色環保理念，促進社會和諧發展。

3.2 功能高分子材料的應用前景

未來的功能高分子材料應用，將會有更多的領域會廣泛運用。尤其是隨著現代材料技術的高速發展迅速，將會催生更多先進復合高分子材料，依仗其性能優勢的結構特征，賦予了功能高分子材料更為廣闊的應用空間，促使其將向航空航天、醫療衛生、家居生活等眾多領域發展，為科技生活帶來更多的便利。

以生物醫學領域為例，我國生物醫學用功能高分子材料的發展非常迅速，隨著我國老齡人口的增加，醫學功能高分子材料將在植入性醫療器械領域得到更為廣泛的應用。隨著再生技術和干細胞技術的應用，對新材料的要求是能夠模擬生物的結構，恢復和改進人體組織與器官的功能，最終實現組織和器官的再生，這將是生物醫學高分子材料的發展方向。在醫療器械領域，尤其會在下面三個方面求得突破：

首先是可以應用到3D打印技術的人工器官所使用的高分子材料，和能促使其保持生物活性并可能促使器官再生。

其次是包括人工晶體在內的高性能的醫用塑料，也會有很大的發展空間，這必將為醫學和高分子材料的發展奠定堅實的基礎。

最后是高分子藥物，尤其是一些具有特殊功能基團的高分子聚合物，在改善藥品質量和研發新型藥物傳輸系統中發揮了重要作用。功能高分子材料在藥物的研發上，極有可能有助于新的藥品劑型的研發以及緩釋和靶向作用，另一方面可以研發出新的藥物。相信未來隨著我國經濟實力的變強，我們在相關的領域和發展必將取得重大突破，有效研究出更多的功能高分子材料，為生物醫學的良好發展提供前提條件。

4 結語

高分子材料是現代應用最為廣泛的材料之一，本身有著各種優勢。而隨著對傳統功能高分子材料研究技術和手段不斷進步和研發成果的不斷增多，我國在這個產業必將投入更多的人力、財力進行新型功能高分子材料的研發，在促進行業發展的同時，為我國在新型高技術工業和軍事領域的發展，提高我國人民的生活水平，增強我國的政治地位方面扮演更為重要的作用，其發展前景也會更加廣闊。

[1]金澤康.淺談功能高分子材料的研究現狀及其發展前景[J].科技創新與應用，2017(2)：83.

[2]岳忠孝.我國高分子化工材料發展研究[J].化工管理，2016，(3).