高分子化學(xué)的發(fā)展情況與方向

趙印

引言：隨著我們國家新型技術(shù)的不斷發(fā)展，使用高分子材料的頻率增加，高分子化學(xué)逐漸進入人們視野，在許多行業(yè)都廣泛使用。本文對高分子化學(xué)的發(fā)展情況做了簡單分析，對高分子化學(xué)的發(fā)展方向做了詳細的闡述。

從19世紀(jì)中期開始到現(xiàn)在，經(jīng)過了這么長時間的不斷發(fā)展，高分子體系已經(jīng)從高分子改性逐漸向高分子合成、構(gòu)筑、光電功能高分子等方向轉(zhuǎn)變。人們的生活也從高分子化學(xué)中受益匪淺，小到日?？梢姷牟牧?、油漆以及涂料等，大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分離膜、酶、樹脂等?，F(xiàn)在對高分子化學(xué)的研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)向了新功能材料，在目前快速發(fā)展的情況下看，高分子化學(xué)會和其它學(xué)科相互之間相繼結(jié)合穿插，一定會在納米材料、智能等一系列研究領(lǐng)域中廣泛使用，適應(yīng)現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，使所有研究項目都向綠色科學(xué)方向發(fā)展。

一、現(xiàn)如今高分子化學(xué)的發(fā)展情況

自從20世紀(jì)到現(xiàn)在，隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，天然資源已經(jīng)露出了疲態(tài)，科學(xué)家們已經(jīng)開始使用高分子化學(xué)進行材料的合成。有數(shù)字表明，在之前的40年中，使用材料的速度正在以每10年五倍增長，人類三大合成材料，其中包括塑料、橡膠、纖維，在使用過程中表現(xiàn)出了令人驚訝的增長速度。新型的材料，特別表現(xiàn)在合成材料，在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、電子技術(shù)方面都被廣泛使用，極大的支撐著人類的日常生活，是使國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必要動力源泉。

二、高分子化學(xué)不同領(lǐng)域的使用分析

使用高分子化學(xué)的研究都處于高端技術(shù)領(lǐng)域，它的發(fā)展方向一定會和社會發(fā)展的方向和各種行業(yè)發(fā)展要求相適應(yīng)。以后的高分子化學(xué)一定會其它領(lǐng)域相互融合，高分子材料的使用注定會減少人類對自然資源的依賴程度，逐漸向納米、綠色和智能等方向轉(zhuǎn)變，在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)中占據(jù)了非常重要的位置。

2.1 使地球更加綠色化

在現(xiàn)在很多工業(yè)發(fā)達的城市，天空中都會飄著非常濃郁的黑煙，對人們的日常生活有非常嚴(yán)重的污染。綠色，在現(xiàn)在被認為是沒有污染、再生性或者可以循環(huán)使用。在沒有污染方面，我們需要做的就是減少工業(yè)廢棄物的排放、相對的減少污染源?，F(xiàn)在的情況表明，化學(xué)行業(yè)中具有污染和治理兩個方面的性質(zhì)，可以對綠色使用材料進行研究，也可以繼續(xù)對環(huán)境造成惡化。例如：在研制的過程中使用的催化劑、溶解劑、中間物品等，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢棄液體等都是對環(huán)境造成影響的主要元兇，若長期的進行排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)?dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的事情發(fā)生。

2.2 減少的自然資源的使用依賴

目前研究的高分子合成材料對石油具有很強的依賴性，眾所周知，石油是經(jīng)過地球非常漫長孕育才出現(xiàn)的，另外，石油也是現(xiàn)如今人類社會非常重要的能源，石油資源現(xiàn)在正在快速的減少，而且不能快速的進行補充，所以人們現(xiàn)在非常急切的找到可以代替石油使用的資源，這已經(jīng)成為現(xiàn)在高分子化學(xué)研究中非常重要的課題。在對物質(zhì)中原子和分子的比率進行調(diào)節(jié)，對物質(zhì)的微觀特性、宏觀特性以及表面性質(zhì)進行加強控制，也許這種物質(zhì)就會滿足一些行業(yè)的使用要求，當(dāng)這種情況出現(xiàn)的時候就可以把這種物質(zhì)作為材料使用。所以，在對材料進行配置的時候就會減少對不可再生資源的依賴程度，并對使用材料和環(huán)境進行相互協(xié)調(diào)，這是現(xiàn)如今化學(xué)研究當(dāng)中非常重要的領(lǐng)域?，F(xiàn)在很多高分子合成材料都非常依賴石油資源。想要解決目前的情況，可以對天然高分子進行利用，這其中也應(yīng)該包含對無機高分子的不斷探索和研究。

現(xiàn)在由石油合成的高分子材料，主要因為原子中以碳為主要元素，其中還含有少量的氮、氧等原子，所以被稱為有機高分子。無機高分子是因為主鏈上的組成原子中不含碳。根據(jù)元素的性質(zhì)進行判斷，大約有40～50種元素可以成為長鏈分子。現(xiàn)在引起科學(xué)家高度重視的一種無機高分子，它的主鏈上都是硅原子，并且含有有機側(cè)鏈的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不斷納米化

現(xiàn)在很多高分子化學(xué)反應(yīng)中的原子經(jīng)過重新排列組合之后的反應(yīng)空間要比原子的大小大出很多，所以，化學(xué)反應(yīng)的研究要在一個受限空間之中進行。若在有限的空間中，像納米量級的片層當(dāng)中，小型分子由于和片層分子相互作用而且還在一個比較受限的空間內(nèi)進行排列，之后產(chǎn)生單體聚合，聚合之后的產(chǎn)物的拓撲結(jié)構(gòu)不會再受限的空間內(nèi)進行全部的復(fù)制，這種情況和自由空間的結(jié)果完全不同。我們也許會在受限制空間內(nèi)進行聚合反應(yīng)的分子中提煉出高分子納米化學(xué)的定義?；瘜W(xué)的研究對象基本都是納米量級的分子和原子，但是因為沒有精細的方式，沒有達到可以在納米尺度上精確控制分子或者原子的程度，所以現(xiàn)如今很難做到對分子的精準(zhǔn)設(shè)計，使化學(xué)的合成讓人感覺非常的粗放。高分子化學(xué)在納米程度上精要精確的按照分子設(shè)計，在此基礎(chǔ)上確定分子鏈中的原子配比位置以及相互結(jié)合的方式，通過納米技術(shù)對分子、原子和分子鏈進行非常精確的控制，達到對高分子各級結(jié)構(gòu)的位置確定。這樣就可以精確的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化學(xué)研究路線

20世紀(jì)的人類社會是以合成材料為標(biāo)志的，在21世紀(jì)人類社會的標(biāo)志將會是智能材料。高分子化學(xué)仍然是進入智能材料時期非常重要的組成部分。材料自身具有的功能可以根據(jù)外部條件的變化，有意識的進行調(diào)節(jié)和修復(fù)等一系列措施，這就是智能材料的基本定義?，F(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)了解高分子有軟物質(zhì)這一特征，簡單說就是可以對外場具有反應(yīng)。

三、結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，人類把能源、信息以及材料稱為支撐科技革命的重要力量，而且材料也是能源以及信息不斷發(fā)展的基礎(chǔ)所在。從出現(xiàn)合成有機高分子材料開始，人類就在不斷的進行研究和探索，希望可以找到使用廣泛的新型材料，可以廣泛的使用在計算機、生物、海洋等一系列領(lǐng)域當(dāng)中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不斷前進，正在不斷適應(yīng)快速發(fā)展的今天，出現(xiàn)了很多功能非常強健并且廣泛使用的高分子材料。

參考文獻

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