高分子化工材料在我國的發(fā)展

馮貴武

（中科美菱低溫科技股份有限公司，安徽合肥 230601）

1 高分子化工材料的定義與特點

1.1 高分子化工材料的定義

何謂高分子化工材料，第一明白其概念。它還有一個名字是高分子或大分子，通常而言，它的相對分子質(zhì)量有幾千到幾百萬。盡管看起來質(zhì)量很大，可是里面有的元素種類卻很有限，C、H、O、N 這些非金屬元素較多，此外還有S、Cl、Si、F 等元素。生物大分子的構(gòu)成微量元素還有Fe、Mg、Ca、Na 等。

1.2 高分子化工材料的特點

首先，其相對分子質(zhì)量大，但是卻不集中。和小分子與中分子化合物比較來說，有的高分子化合物相對分子質(zhì)量大于1×104，其分子較大，所以構(gòu)成了豐富多類的分子形態(tài)。其次，化學(xué)組成簡單，分子結(jié)構(gòu)十分有序[1]。而合成高分子化合物的化學(xué)組成則較簡單，一般就是常見的一些非金屬元素，同時都是滿足一定的環(huán)境條件，是低分子有機或無機化合物在聚合反應(yīng)下根據(jù)對應(yīng)的規(guī)律連接形成。

2 目前高分子化學(xué)材料的整體發(fā)展情況

2.1 高分子化學(xué)的發(fā)展情況

現(xiàn)階段，天然資源由于工業(yè)的飛速進步已經(jīng)跟不上發(fā)展步伐，無法滿足使用需求，所以需要找到適當?shù)娜斯ず铣刹牧?。那么，高分子化學(xué)材料的出現(xiàn)正是很好地解決了這一問題[2]。研究顯示，最近各個國家在使用材料上都很迅速，所以塑料、橡膠、纖維等材料在應(yīng)用時的優(yōu)勢十分明顯，新型材料也在工業(yè)生產(chǎn)、建筑與農(nóng)業(yè)上都有很大的發(fā)展空間，如此一來，給工作與生活帶來了諸多便利，也相應(yīng)地促進了我國經(jīng)濟發(fā)展。

2.2 高分子材料成型加工技術(shù)

由于國內(nèi)需求與生產(chǎn)力加強，合金材料的生產(chǎn)效率急需提升?？墒乾F(xiàn)有的加工設(shè)施與技術(shù)無論是傳熱技術(shù)或者混煉都難免出現(xiàn)不可控現(xiàn)象。理論層面來說，能夠控制塑料聚合物或混煉時的時長，這樣能夠處理好振動磁場下塑料聚合物化學(xué)反應(yīng)技術(shù)問題，有利于維持產(chǎn)品質(zhì)量的平衡，技術(shù)上也能夠處理好設(shè)備結(jié)構(gòu)的過度集成化問題，并盡可能減少設(shè)備噪音、能耗與體積重量等。

3 高分子化學(xué)材料的種類與發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 稀土催化材料概述

稀土元素的電子結(jié)構(gòu)十分特殊，化學(xué)反應(yīng)時可以展示出其十分優(yōu)秀的催化性能，對于石油、化工、環(huán)保等催化應(yīng)用而言有著廣闊的發(fā)展空間[3]。所以，應(yīng)用輕稀土的催化材料不但能夠切實提升生產(chǎn)效率，還可以節(jié)省大量能源，起到了保護環(huán)境的目的。

3.2 稀土催化材料的實際應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在，普遍的稀土催化材料具體分三類：分子篩稀土催化、稀土鈣鈦礦催化與鈰鋯固溶體催化材料。第一種通常是被當成煉油催化劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；第二種用于分解水制氫、石油化工行業(yè)等，作用優(yōu)勢明顯；最后一種是應(yīng)用于凈化汽車尾氣，可以優(yōu)化其中的氧化還原反應(yīng)。

3.3 聚烯烴材料概述

聚烯烴是烯烴的聚合物，具體包含多種類型的烯烴還有一些環(huán)烯烴在單獨或共聚合后形成的一種熱塑性樹脂總稱。聚烯烴作為高分子化工材料有著十分廣泛的應(yīng)用，它的優(yōu)點也很明顯，包括有著豐富的原料、物美價廉、加工性能好等。

3.4 聚烯烴材料的實際應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)對此的研究從二十世紀七十年代開始的，后來的幾十年時間中，我國對不同聚烯烴材料的研究與合成都有著矚目的成就，十分有利于推動聚烯烴材料在生產(chǎn)生活上的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在，研究聚烯烴的主流趨勢是使用金屬催化劑聚合等不同烯烴，目前取得的成就矚目。

3.5 生物醫(yī)用高分子材料概述

生物醫(yī)用高分子化工材料是功能性的，其主要應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，在診斷、檢查、治療、修復(fù)人工器官與保健上有著很大的應(yīng)用空間，能夠延長生命，提升生活質(zhì)量，所以其十分安全，不需要擔心對人體的不良影響。

3.6 生物醫(yī)用高分子材料的實際應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀

對此材料的研究從美國開始。一開始是提出的該想法，后來美國NIH 表示開始研究人工心臟[4]。后來研發(fā)出了生物材料，涌現(xiàn)出大量學(xué)會與雜志。對于我國現(xiàn)在研究生物醫(yī)用高分子化工材料的現(xiàn)狀而言，還是剛剛起步，生產(chǎn)周期很長，投入有關(guān)課題也不是很充分，所以產(chǎn)品質(zhì)量和國際水準之間的差距還是很大的，也無法符合現(xiàn)實需求。所以還應(yīng)積極調(diào)整有關(guān)政策，并正面對待困難問題。

高分子化工材料應(yīng)用中，生物應(yīng)用材料具有很多優(yōu)勢，因此被廣泛地應(yīng)用于生物器官、組織診斷、修復(fù)和替換、治療等方面。這樣不僅能夠更好地確保整體組織器官的各個功能，同時也能夠有效地防止副作用的發(fā)生，更好地促進醫(yī)學(xué)行業(yè)的發(fā)展。同時生物醫(yī)學(xué)材料具有很強的實用性，并且使用范圍非常廣，可以通過人工合成、天然合成等方式進行，目前生物醫(yī)務(wù)材料劃分主要有2種，即生物降解型、非降解型，同時在現(xiàn)代醫(yī)療中取得了很好的應(yīng)用效果。

4 高分子化工材料在我國的發(fā)展應(yīng)用

4.1 稀土催化材料的應(yīng)用

稀土催化材料屬于稀土功能，基礎(chǔ)為稀土元素，現(xiàn)在而言，我國稀土礦大部分是輕稀土成分，由于我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會越發(fā)需要重稀土，那么稀土開采與現(xiàn)實應(yīng)用必然就會加大之間的不平衡。那么，應(yīng)重點加強控制稀土材料，還要注重開采，從而提升對其的使用效果。

4.2 生物醫(yī)用行業(yè)高分子化工材料的應(yīng)用

高分子化工材料應(yīng)用生物應(yīng)用材料的優(yōu)勢明顯，所以應(yīng)用于組織診斷、生物器官、治療上十分廣泛。如此，不但可以很好地保障整體組織的器官功能，還可以切實避免出現(xiàn)副作用，真正推動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進步[5]。此外，生物醫(yī)學(xué)材料的實用性較強，且使用廣泛，能夠利用一些合成方式實施，現(xiàn)在生物醫(yī)務(wù)材料具體包括兩大類：生物降解型與非降解型，且對于現(xiàn)代醫(yī)療也有很大的幫助。

4.3 膜技術(shù)行業(yè)內(nèi)高分子化工材料的使用

膜科技在高分子化工材料技術(shù)上有著很大進步，其基礎(chǔ)為高分子化工材料，而且一直在創(chuàng)新發(fā)展。同時，其在生產(chǎn)技術(shù)上的性能也有進步。膜材料的發(fā)展推動了我國經(jīng)濟發(fā)展，所以需要重視對該技術(shù)的改進與優(yōu)化。

4.4 太陽能行業(yè)高分子化工材料的使用

現(xiàn)在，高分子化工材料應(yīng)用于新能源也有很大的突破，特別是對太陽能的影響。作為清潔能源，太陽能優(yōu)勢突出，且無污染，有著諸多品種[6]。高分子化工材料應(yīng)用在汽車與家具領(lǐng)域具體包括晶體硅片與薄膜兩種形式，只是尚未得到廣泛應(yīng)用，所以將來還需要進一步的創(chuàng)新發(fā)展。

4.5 高分子材料納米化的應(yīng)用

現(xiàn)在，化學(xué)反應(yīng)需保證分子間能夠相應(yīng)的排列組合，形成單體聚合，那么拓撲結(jié)構(gòu)就突破了空間限制，可以復(fù)制原子，不過組合形式與自由組合還是有所不同，需要再提煉成高分子納米材料，才可確保有效控制整體分子與原子，保障良好的納米效果。

5 結(jié)語

總的而言，由于經(jīng)濟發(fā)展，材料需求持續(xù)增加。有機高分子材料一直受到業(yè)界的認可，不但因為其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括生物、醫(yī)學(xué)等，性能也十分優(yōu)秀，比如多功能、穩(wěn)定強等，這些都能夠保障有機高分子材料更進一步的發(fā)展。