有關(guān)高分子化工材料的發(fā)展現(xiàn)狀與研究

陶曉峰等

摘 要：本文主要闡述新型高分子材料對(duì)人們的日常生活和工作產(chǎn)生越來越大的影響，并從以下幾個(gè)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(fā)展現(xiàn)狀和高分子材料的應(yīng)用等幾方面內(nèi)容。作為一種與國民經(jīng)濟(jì)、高科技技術(shù)和現(xiàn)代化生活密切相關(guān)重要的材料已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用，人類已經(jīng)進(jìn)入了高分子時(shí)代。

關(guān)鍵詞：高分子材料；化工材料；發(fā)展現(xiàn)狀

我國自上世紀(jì)80年代以來，開始致力于高分子化工材料的研發(fā)，并且將高分子化工材料用于多種領(lǐng)域，滿足了節(jié)能減排、高性能高科技等現(xiàn)代社會(huì)發(fā)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(xiàn)代科技的發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展的進(jìn)一步需求，高分子化工材料將得到進(jìn)一步的開發(fā)研究，并廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物、能源等領(lǐng)域。高分子智能材料已經(jīng)成為材料科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，全世界各個(gè)國家科學(xué)家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發(fā)展來看，任何一種重要材料的發(fā)明和利用，都能夠把人類改造自然，創(chuàng)造社會(huì)的能力提高到一個(gè)新的高度，并給社會(huì)生產(chǎn)力和人類生產(chǎn)生活帶來巨大的影響，使人類的物質(zhì)文明建設(shè)和精神文明建設(shè)共同向前推進(jìn)一大步。所以可以肯定的說，未來將會(huì)有更多更好更實(shí)用的智能材料出現(xiàn)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(fù)單元共價(jià)連接而成的，分子量很大的一類分子所組成的相關(guān)聚合物，并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發(fā)展：高功能化，高性能化，復(fù)合化，精細(xì)化和智能化。鑒于此，我國的高分子材料在進(jìn)一步開發(fā)通用的基礎(chǔ)上，應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展高分子材料品種、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)以進(jìn)一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動(dòng)物、植物及生物體內(nèi)的高分子物質(zhì)，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動(dòng)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(yōu)越的性能，較小的密度、較高的力學(xué)、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。

二、高分子材料的應(yīng)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(yīng)用范圍最廣的一種，主要在汽車、建筑、家電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)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(huán)烯烴單獨(dú)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(chǎn)合成，主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎(chǔ)的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎(chǔ)的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。目前，各研究機(jī)構(gòu)正在研究使用過渡金屬做催化劑，進(jìn)行各類烯烴的聚合。近年來，隨著節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)以及可持續(xù)發(fā)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(diǎn)。

（二）高分子智能材料

高分子智能材料是通過有機(jī)和合成的方法，使無生命的有機(jī)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(shí)地調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)。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(tài)，當(dāng)外部條件發(fā)生改變時(shí)，它可以改變成相應(yīng)地形狀，并能固定其形態(tài)。當(dāng)外部條件再次發(fā)生改變時(shí)，智能高分子材料以特定的規(guī)律和方式再一次發(fā)生變化并恢復(fù)至起始態(tài)。從而完成從起始記憶態(tài)到固定變形態(tài)再到恢復(fù)起始態(tài)的循環(huán)過程。自行調(diào)溫調(diào)光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物構(gòu)成的。在低溫時(shí)聚合物是成串排列的，為透明狀，能夠透過90%的光線。加熱時(shí)，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(nèi)完成的。具有傳感功能的高分子材料，這種與傳感器結(jié)合起來的高分子材料，已成為智能材料的一個(gè)新特點(diǎn)。例如，裝有壓電陶瓷傳感器的機(jī)器人，可以靈敏地感覺到軸承脫離時(shí)摩擦力突然變化的情況，并迅速作出握緊反應(yīng)。

（三）稀土催化材料

稀土元素具有獨(dú)特的化學(xué)性能和物理組成，以稀土元素為基礎(chǔ)的稀土功能材料在信息、生物、新技術(shù)、新能源以及環(huán)境保護(hù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中起著十分重要的作用，稀土催化材料比傳統(tǒng)的貴金屬催化材料相比，具有資源豐度高、成本低、生產(chǎn)工藝水平高以及性能優(yōu)越等方面的優(yōu)勢(shì)。稀土催化材料不僅能夠提高生產(chǎn)效率，最重要的是能夠節(jié)約資源和能源，進(jìn)而減少環(huán)境污染。上世紀(jì)60年代，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所運(yùn)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(tǒng)的Z-N催化劑，取得重大研究進(jìn)展。目前稀土催化材料大量運(yùn)用在能源環(huán)境領(lǐng)域中，如汽車尾氣凈化、工業(yè)廢氣以及人居環(huán)境凈化等方面。

（四）生物醫(yī)用材料

生物醫(yī)學(xué)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(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對(duì)人體組織不會(huì)產(chǎn)生不良影響的材料。高分子合成的生物醫(yī)用材料通過分子設(shè)計(jì)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(guān)節(jié)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(tài)的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補(bǔ)材料。

三、結(jié)束語

新型高分子材料對(duì)人們的日常生活和工作產(chǎn)生越來越大的影響，本文從幾個(gè)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(fā)展現(xiàn)狀和高分子材料的應(yīng)用等幾方面內(nèi)容。作為一種與國民經(jīng)濟(jì)、高科技技術(shù)和現(xiàn)代化生活密切相關(guān)重要的材料已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用，人類已經(jīng)進(jìn)入了高分子時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳偉.聚醚酮過濾裝置中溫度和壓力控制的改進(jìn)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2014.

[2]張洪剛.聚醚酮熔體過濾裝置的建立與改進(jìn)研究[J].現(xiàn)代化工，2014.