高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

1、. .高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與開展趨勢分析高分子材料也稱聚合物材料，它是以高分子化合物樹脂為基體，再配以其他添加劑助劑所構(gòu)成的材料。高分子材料包括天然高分子材料，如棉、麻、絲、毛等；由天然高分子原料經(jīng)過化學(xué)加工而成的改性高分子材料，如粘膠纖維、醋酸纖維、改性淀粉等；由小分子化合物通過聚合反響合成的合成高分子材料，如聚丙烯樹脂、順丁橡膠、丙烯酸涂料等。高分子材料是材料領(lǐng)域中的新秀，它的出現(xiàn)帶來了材料領(lǐng)域中的重大變革。高分子材料與其他的各種材料如木材、陶瓷、金屬、水泥、棉、毛、絲、皮革、紙X等并駕齊驅(qū)，在各種工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，這主要是高分子材料本身具有許多的優(yōu)良特性，例如塑料質(zhì)地輕盈、加工成

2、型方便，可以制成各種生活用品；工程材料具有較高強(qiáng)度，可以代替金屬,由于高分子材料的相對密度為1.01.4，是鋼鐵相對密度的1/8、鋁的1/2，這對于要求減輕自重的應(yīng)用，有特殊的意義。從我們以前學(xué)過的化學(xué)知識中可以知道，高分子材料其實(shí)是有機(jī)化合物, 有機(jī)化合物是碳元素的化合物除碳原子外, 其他元素主要是氫、氧、氮等碳原子與碳原子之間, 碳原子與其他元素的原子之間, 能形成穩(wěn)定的構(gòu)造碳原子是四價(jià), 每個(gè)一價(jià)的價(jià)鍵可以和一個(gè)氫原子鍵連接, 所以可形成為數(shù)眾多的、具有不同構(gòu)造的有機(jī)化合物有機(jī)化合物的總數(shù)已接近千萬種, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他元素的化合物的總和, 而且新的有機(jī)化合物還不斷地被合成出來這樣, 由於不

3、同的特殊構(gòu)造的形成, 使有機(jī)化合物具有很獨(dú)特的功能高分子中可以把某些有機(jī)物構(gòu)造又稱為功能團(tuán)替換, 以改變高分子的特性高分子具有巨大的分子量, 到達(dá)至少 萬以上, 或幾百萬至千萬以上, 所以, 人們將其稱為高分子、大分子或高聚物高分子的種類繁多，隨著化學(xué)合成工業(yè)的開展和新聚合反響和方法的出現(xiàn)，種類不斷增加，就要進(jìn)展分類?？梢愿鶕?jù)來源、性質(zhì)、用途、構(gòu)造等不同的角度進(jìn)展多種分類。依據(jù)材料的性能和用途，可以將聚合物分為塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑、功能高分子、離子交換樹脂等；按應(yīng)用功能分類可以分為通用高分子如塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等，功能高分子如具有光電磁等物理功能的高分子、高分子藥物等，特

4、殊功能高分子如耐熱、高強(qiáng)度的聚碳酸酯等，仿生高分子如高分子催化劑、模擬酶等。高分子材料可以人為合成，那是不是代表著人們可以隨心所欲的合成自己需要的材料呢？答案當(dāng)然是否認(rèn)的。就目前人類的科學(xué)開展水平來看，想隨心所欲的合成高分子材料是不可能的。先來看看目前高分子材料的開展現(xiàn)狀以及開展前景吧。由于高分子概括性太大，下面讓我給大家分別介紹幾種不同高分子材料的開展現(xiàn)狀及開展趨勢。首先介紹一下高分子功能材料助劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)X趨勢。隨著高分子材料合成與加工的技術(shù)進(jìn)步,塑料在各行業(yè)得到廣泛、深入的應(yīng)用。各行業(yè)所采用的塑料制品大不一樣,對制品的材質(zhì)、性能等方面的要求各有其特殊性。塑料助劑、樹脂原料和塑料加工機(jī)

5、械一起組成了塑料加工的三大根本要素。此外,加工工藝水平、配方技術(shù)以及相關(guān)配套效勞設(shè)施也成為完美展現(xiàn)塑料制品性能的不可或缺的因素。據(jù)統(tǒng)計(jì),2001年全球塑料助劑的消費(fèi)量到達(dá)了7900kt,銷售額146億美元,其中,功能助劑占據(jù)了80%左右。一些新型功能助劑開展時(shí)間不長,消費(fèi)量較低,卻帶來了助劑產(chǎn)業(yè)新的突破點(diǎn)和增長點(diǎn),豐富完善了整個(gè)助劑體系,其高技術(shù)含量和巨大的增幅顯示了強(qiáng)大的生命力。同時(shí),傳統(tǒng)的助劑也正努力尋找新的替代品。單一構(gòu)造對應(yīng)單一性能,仍是助劑分子構(gòu)造研究和設(shè)計(jì)的理論根底,但復(fù)合化、高分子量化、環(huán)?；刃滤悸分饾u占據(jù)了新型研發(fā)的主線。一劑多功能化和單劑單功能高效能化成為現(xiàn)代助劑研發(fā)的趨勢

6、。在注重功能表達(dá)的同時(shí),人們將更多的目光投在了前期的加工適用性、配方設(shè)計(jì)和后期的回收、無害化處理等問題上,這使得助劑研究的構(gòu)造更為合理,開展更為平衡。此外,科研院所、高校的根底理論性研究如何與現(xiàn)代企業(yè)結(jié)合,更快更好地投入到工業(yè)化生產(chǎn),加大應(yīng)用研究的投入力度也是助劑專家和企業(yè)家需要考慮和面對的問題。我國助劑工業(yè)起步較晚,開展緩慢,難以適應(yīng)目前的開展趨勢,必須借助行業(yè)開展,探索一條具有中國特色的助劑工業(yè)之路。在消化、吸收、仿制國外先進(jìn)品種和技術(shù)的根底上,針對不同行業(yè)要求和特點(diǎn),開發(fā)出高效、多功能、復(fù)合化、低(無)毒、低(無)污染、專用化的助劑品種,提高規(guī)?；a(chǎn)和管理能力,改變目前助劑行業(yè)規(guī)模小、

7、品種少、性能老化且雷同、針對性(專用性)差、性能價(jià)格比明顯低于國外同類產(chǎn)品、創(chuàng)新能力低下、污染嚴(yán)重、無序競爭的局面,創(chuàng)造一個(gè)投入產(chǎn)出比明顯高于其他化工產(chǎn)品的新產(chǎn)業(yè)。 雖然功能高分子材料的開展可以追述到很久以前，如光敏高分子材料和離子交換樹脂都有很長的歷史。但是作為一門獨(dú)立的完整的學(xué)科，功能高分子是從20世紀(jì)80年代中后期開場開展的。最早的功能高分子可追述到1935年離子交換樹脂的創(chuàng)造。20世紀(jì)50年代，美國人開發(fā)了感光高分子用于印刷工業(yè)，后來又開展到電子工業(yè)和微電子1957年發(fā)現(xiàn)了聚乙烯基咔唑的光電導(dǎo)性，打破了多年來認(rèn)為高分子材料只能是絕緣體的觀念。1966年little提出了超導(dǎo)高分子模型，

8、預(yù)計(jì)了高分子材料超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)的可能性，隨后在1975年發(fā)現(xiàn)了聚氮化硫的超導(dǎo)性。1993年，俄羅斯科學(xué)家報(bào)道了在經(jīng)過長期氧化的聚丙烯體系中發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體，這是迄今為止唯一報(bào)道的超導(dǎo)性有機(jī)高分子。20世紀(jì)80年代，高分子傳感器、人工臟器、高分子別離膜等技術(shù)得到快速開展。1991年發(fā)現(xiàn)了尼龍11的鐵電性，1994年塑料柔性太陽能電池在美國阿爾貢實(shí)驗(yàn)室研制成功，1997年發(fā)現(xiàn)聚乙炔經(jīng)過摻雜具有金屬導(dǎo)電性，導(dǎo)致了聚苯胺、聚吡咯等一系列導(dǎo)電高分子的問世。這一切多反映了功能高分子日新月異的開展。其中從20世紀(jì)50年代開展起來的光敏高分子化學(xué)，在光聚合、光交聯(lián)、光降解、熒光以及光導(dǎo)機(jī)理的研究方面都取得了重

9、大突破，特別在過去20多年中有了飛快開展，并在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。比方光敏涂料、光致抗蝕劑、光穩(wěn)定劑、光可降解材料、光刻膠、感光性樹脂、以及光致發(fā)光和光致變色高分子材料都已經(jīng)工業(yè)化。近年來高分子非線性光學(xué)材料也取得了突破性的進(jìn)展。反響型高分子是在有機(jī)合成和生物化學(xué)領(lǐng)域的重要成果，已經(jīng)開發(fā)出眾多新型高分子試劑和高分子催化劑應(yīng)用到科研和生產(chǎn)過程中，在提高合成反響的選擇性、簡化工藝過程以及化工過程的綠色化方面做出了奉獻(xiàn)。更重要的是由此開展而來的固相合成方法和固定化酶技術(shù)開創(chuàng)了有機(jī)合成機(jī)械化、自動化、有機(jī)反響定向化的新時(shí)代，在分子生物學(xué)研究方面起到了關(guān)鍵性作用。電活性高分子材料的開展導(dǎo)致了導(dǎo)電聚合物，

10、聚合物電解質(zhì)，聚合物電極的出現(xiàn)。此外超導(dǎo)、電致發(fā)光、電致變色聚合物也是近年來的重要研究成果，其中以電致發(fā)光材料制作的彩色顯示器已經(jīng)被日本和美國公司研制成功，有望成為新一代顯示器件。此外眾多化學(xué)傳感器和分子電子器件的創(chuàng)造也得益于電活性聚合物和修飾電極技術(shù)的開展。高分子別離膜材料與別離技術(shù)的開展在復(fù)雜體系的別離技術(shù)方面獨(dú)辟蹊徑，開辟了氣體別離、苦咸水脫鹽、液體消毒等快速、簡便、低耗的新型別離替代技術(shù)，也為電化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)提供了新型選擇性透過和緩釋材料。目前高分子別離膜在海水淡化方面已經(jīng)成為主角，已經(jīng)擁有制備18萬噸/日純水設(shè)備的能力。醫(yī)藥用功能高分子是目前開展非常迅速的一個(gè)領(lǐng)域，高分子藥物、高分子人工組織器官、高分子醫(yī)用材料在定向給藥、器官替代、整形外科和拓展治療范圍方面做出了相當(dāng)大的奉獻(xiàn)。 功能高分子材料是一門涉及范圍廣泛，與眾多學(xué)科相關(guān)的新興邊緣學(xué)科，涉及內(nèi)容包括有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、構(gòu)造化學(xué)、-生物化學(xué)、電子學(xué)、甚至醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科，是目前國內(nèi)外異常活潑的一個(gè)研究領(lǐng)域?？梢哉f，功能高分子材料在高分子科學(xué)中的地位，相當(dāng)于精細(xì)化工在化工領(lǐng)域內(nèi)的地位。因此也有人稱功能高分子為精細(xì)高分子Fine Polymers，其內(nèi)涵指其產(chǎn)品