高分子材料的應用分析

摘要：隨著現(xiàn)代科學技術和信息技術的不斷進步以及國民經濟的快速發(fā)展，新型高分子復合材料穩(wěn)步發(fā)展，成為高新技術發(fā)展的重要基礎，在人們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的主導作用。隨著科學技術的飛速發(fā)展，種類繁多的新型聚合物復合材料應運而生，其結構、功能和應用性能的各項指標的應用范圍非常廣泛。全面論述了直接復合節(jié)能聚合物復合材料、間接復合節(jié)能聚合物復合材料、功能材料節(jié)能或儲能功能聚合物復合材料在現(xiàn)代建筑工程技術中的主要應用，并展望了其在該應用領域的發(fā)展前景。

關鍵詞：高分子材料;應用;發(fā)展趨勢

一、引言

中國經濟創(chuàng)新發(fā)展取得更大進步，為中國自主創(chuàng)新和科技信息發(fā)展提供了新的基礎和條件，促進了中國社會主義建設創(chuàng)新發(fā)展取得更大進步。特別是這種高分子復合材料具有廣泛的技術應用，其技術屬于現(xiàn)代材料科學技術研究的關鍵領域，可以為我國社會經濟發(fā)展提供材料技術創(chuàng)新支持，提高現(xiàn)代人類文明的發(fā)展水平。本文對未來高分子復合材料的基本概念和技術發(fā)展應用現(xiàn)狀進行了深入分析，并進一步探討了未來高分子復合材料技術應用的發(fā)展趨勢。

二、我國高分子材料的種類

許多國家現(xiàn)在正進入新世紀的后期，其整體經濟和綜合國力顯著提高，這不僅符合當代中國推動電子科學和信息技術不斷發(fā)展的需要，也為聚合物復合材料在中國的不斷發(fā)展和應用創(chuàng)造了良好的市場條件。目前，我國有大量的各種高分子復合材料，在我國發(fā)展的各個領域都有廣泛的應用。根據(jù)分子來源的分類，高分子金屬材料的來源大致可以分為人工合成的天然高分子金屬材料和天然合成高分子金屬材料。與天然合成高分子金屬材料相比，合成天然高分子金屬材料具有低分子密度、良好的性能和耐化學腐蝕等兩大特點，而天然聚合物在實際使用中可以通過化學作用直接改變其物理功能，應用范圍更廣。聚合物復合材料根據(jù)其在實際應用中的不同功能可分為功能性聚合物復合材料和通用功能性聚合物復合材料。功能高分子應用材料主要是指一種具有物理能量快速轉換或直接儲存等化學功能的高分子應用材料，具有化學催化、光和電等特殊的化學性質。因此，作為一種功能高分子應用材料，它不僅應用領域廣泛，而且具有巨大的市場開發(fā)潛力，極大地提高了企業(yè)的實際工作效率和企業(yè)的生產管理效率，越來越受到企業(yè)的重視。通用材料高分子復合材料通過各種大規(guī)模的生產，已經成為現(xiàn)代農業(yè)、工業(yè)、建筑等國民經濟和社會發(fā)展中可以廣泛應用的主要應用領域。它們是現(xiàn)代人日常生活中最常見的高分子復合材料，極大地改變了現(xiàn)代人的日常生活。

三、高分子保溫材料的應用狀況

3.1直接節(jié)能型高分子材料

這種保溫材料不僅可廣泛用作裝飾建筑物內外墻體的保溫裝飾涂料或墻體結構保溫材料，而且具有良好的保溫、防火、防水和保溫性能，優(yōu)異的流體化學性能穩(wěn)定性，低膨脹率和長使用壽命。酚醛樹脂也是一種復合材料，具有與聚氨酯和隔熱聚合物涂層材料相關的相對應變。它們需要能夠有效地滿足各種建筑工程的安全、防水性能和保溫效果，并便于后期施工等。此外，剛性三氟聚氨酯泡沫的閉孔率幾乎超過90%，并且孔中幾乎充滿單氟二氯乙烷、單氟二氧化碳和其它發(fā)泡劑，它們的總熱導率和效率相對較低。在我們完成現(xiàn)場噴涂多層聚氨酯后，在這種情況下，整體導熱率可保持在0.020瓦/（米克）。即使涂層老化后，其整體導熱系數(shù)仍相對穩(wěn)定，一般在0.023瓦/（米克）的絕緣水平，其隔熱效果也在較小程度上超過了其他隔熱材料。聚氨酯防水材料具有優(yōu)異的隔熱、散濕和防水膨脹性能，可具有較高的閉孔率，水分很難直接進入其材料中。它具有優(yōu)異的防水膨脹性能，能有效防止雨水在材料中快速膨脹的安全問題，并能有效保證其具有穩(wěn)定的材料尺寸。這種復合材料的整體粘合反應性能優(yōu)異，與泡沫纖維板、膠合板、木板、混凝土、金屬板等的整體粘合反應強度。在很大程度上，已經超過了其他聚氨酯板和泡沫纖維材料的總體實際撕裂粘合強度。在整個建筑工程的日常施工管理過程中，便于人工操作，不適合在非常嚴格的施工作業(yè)環(huán)境中使用。

3.2在軍工業(yè)領域中的應用

鑒于這種聚合物防彈材料具有高耐熱、耐磨、耐腐蝕和高強度的主要特點，在我國軍事和工業(yè)應用中廣泛應用于航空防彈背心、耐壓和耐高溫防彈防護罩等方面，是交通、海洋工程等重大工業(yè)領域不可缺少的基礎應用材料。隨著對特殊低性能新型高分子金屬材料的深入研究，高分子金屬材料已經逐漸開始在工業(yè)應用中部分替代其他金屬材料，充分發(fā)揮其更好的“輕而強”的應用優(yōu)勢。在軍事工業(yè)應用領域，材料的生產和使用環(huán)境往往十分惡劣，包括極高的耐高溫性、極高的承載能力等。這對各種材料的性能控制提出了非常嚴格的技術要求。這種聚合物復合材料的優(yōu)越性能、高可靠性和設計為其在國防和軍事領域的廣泛應用和發(fā)展提供了重要的技術基礎。因此，聚合物復合材料在中國軍事工業(yè)應用中發(fā)揮了非常重要的主導作用。

3.3民用領域中的應用

這種儲能高分子建筑材料廣泛應用于大型建筑工程中，主要用于熱密集型和變色儲能高分子建筑材料以及新型儲能高分子太陽能燃料電池。前者對室內溫度非常敏感，是一種非常重要且具有國際代表性的功能性建筑節(jié)能裝飾材料，主要致力于大型建筑室內外墻體和建筑屋頂節(jié)能涂料的設計與制造。后者不僅直接將室內光能轉化為室外電能，而且將這些家用電腦儲存起來，為室內建筑提供充足的室外電源，可用于裝飾玻璃、外墻和屋頂?shù)仍S多應用領域。近年來，聚合物太陽能光伏電池技術不斷提高陽伏光電的實際功率轉換和利用效率。澳大利亞光伏相關項目的設計者和2014年前的設計者已經推出了綠色聚合物太陽能光伏電池。它的實際光電轉換和利用效率已經遠遠超過11.00%，將來人們同時使用這種新型太陽能光伏電池更加方便。只要緊緊貼在我們房間的玻璃窗上，就能同時儲存一定量的太陽能，為室內建筑電氣工程提供動力支持，并在很大程度上直接推動這種廣泛應用于室內建筑電氣工程的太陽能電池的技術進步。作為一種熱力學致密的變色聚合物復合材料，聚丙烯酰胺的相電子轉移催化溫度可達31.5度左右。在溫度低于相變相對溫度的正常情況下，聚合物中兩個氫鍵的躍遷密度超過了范德華反應力的內部關聯(lián)躍遷密度，聚合物顏色呈現(xiàn)一層黑色;當轉變溫度超過相變的相對溫度后，內部的兩個氫鍵逐漸轉化為范德華力，聚合物內部的顏色為一層白色。這種黑色聚合物保溫材料直接用作建筑外墻涂料或建筑屋頂裝飾材料時，在冬季氣溫較低的正常情況下，保溫展示會變成一層黑色，有利于促進建筑內部更多自然熱量的吸收，起到很好的保溫和裝飾作用。夏季天氣溫度較高時，指示液呈白色，有利于高層建筑的隔熱，加強其涂層表面，將熱量向外反射，從而達到隔熱降溫的主要目的。與其他尚未開始使用這種地暖涂料的相關地暖建筑相比，使用這種涂料的節(jié)能地暖建筑的室內采暖溫度冬季上升兩度，夏季下降一度，大大降低了冬季室內采暖和夏季室內制冷之間的氣體能量集中損失。

四、高分子材料的發(fā)展趨勢

4.1生物降解高分子材料的發(fā)展

隨著現(xiàn)代科學和信息技術的不斷發(fā)展，微信中的生物或與其生物相關的各種分泌物會發(fā)生各種化學反應，進而成為新的有機高分子材料，可以通過轉化獲得并進行生物降解。目前，聚合物保溫材料已經在人們的日常生活中得到廣泛的研究和應用。然而，由于其優(yōu)良的特性，如在國內不能完全回收再利用，不容易被熱分解等，給工業(yè)環(huán)境污染帶來了巨大的物理壓力。因此，近年來，人們對熱降解技術在聚合物復合材料中的應用進行了深入的研究。這種螯合材料的主要特點是利用電子輻射法對現(xiàn)有的殼層殼聚糖材料進行快速降解和乳化處理，然后在殼層殼聚糖材料中加入偶聯(lián)鏈螯合劑，從而達到催化熔融的螯合效果，然后對殼層殼聚糖材料進行快速攪拌、干燥和乳化。上述兩個步驟全部完成后，與其他可降解塑料高分子包裝材料如聚乙烯酯混合，進行反應和混合，生成新的可降解塑料包裝材料。因此，深入研究新型可降解包裝材料，可以研究的主要內容應該是可生物降解的有機高分子材料。

4.2功能化高分子材料發(fā)展

功能化聚合物復合材料主要指人造高分子大分子聚合物（主要指全天然的人造和半天然的合成功能聚合物），與其他常規(guī)人造高分子材料相比，具有明顯不同的物理化學功能性質和一些特殊的化學功能（如有機電學、光學等）。具有特殊功能的高分子材料是高分子應用材料的一個特殊應用領域，一般指一類具有特殊功能、某些特殊化學功能、用量小但有可能迅速產生重要新分子技術的高分子應用材料。隨著國民經濟和社會科學信息技術的不斷發(fā)展，新能源汽車開發(fā)、交通運輸和航天技術、微電子工程技術、生物醫(yī)學等領域的經濟發(fā)展和科技進步都迫切需要開發(fā)各種功能性和高分子復合材料產品作為技術基礎。特種和特種功能復合高分子建筑材料可能很快成為國內外建筑材料工程學科重要的學術研究和發(fā)展熱點之一的主要技術原因是，它們分別具有獨特的“性能”和“功能”，可廣泛用作涂料替代其他特種功能特種材料。通過改善或不斷提高它們的應用性能，它們將發(fā)展成為具有全新應用性能的特殊功能特種材料。因此，功能和聚合物學科的發(fā)展沒有固定的界限。當前，中國應更加重視各種功能高分子復合材料技術的研究，加強國際技術交流，努力提高國家自主創(chuàng)新水平和能力，成為世界高科技材料領先國家之一。

人們對工作和生活環(huán)境分別提出了越來越高的要求。因此，應積極結合相應的國際技術要求，不斷改進和創(chuàng)新醫(yī)用高分子復合技術，制造出復合性能更高的醫(yī)用高分子復合材料。有必要研究、設計和開發(fā)一種新型高分子建筑材料，這種材料有利于不斷優(yōu)化建筑設計，提高現(xiàn)代建筑施工的技術效果。繼續(xù)探索和完善新型高分子建筑材料綜合應用的具體研究方法，結合產學研和現(xiàn)代建筑材料實踐，構建新型高分子建筑材料綜合應用的科研服務體系。要努力培養(yǎng)和造就一批高素質的建筑高分子涂料專業(yè)人才，設計和生產這種裝飾材料，不僅僅限于室內裝飾設計和建筑涂料涂裝，而且可以廣泛應用于現(xiàn)代建筑工程的許多應用領域。也有必要及時結合國內外電子建筑行業(yè)的最新發(fā)展趨勢，有利于高分子建筑材料的針對性創(chuàng)新和應用。要及時結合我國建設項目的實際情況，匹配高分子建筑材料的個性化和針對性應用，充分合理利用室內外建筑空間。

結束語：從以上材料分析結果的分析中可以清楚地看出，作為一種廣泛應用于建筑工程和建筑裝飾領域的結構裝飾材料，它們具有比強度高、密度輕、可加工性好、耐化學腐蝕、易加工和熱成型等特點，可以加工成型成各種形狀復雜的結構件，并具有很高的抗摩擦應力性能，能夠方便準確地滿足各種摩擦應力條件下的使用需求;并且具有穩(wěn)定可靠的染色性、減震性、密封性、耐熱性和絕緣性等性能特點。它在現(xiàn)代建筑工程技術領域的廣泛應用和前景將越來越廣闊。綜上所述，中國企業(yè)應不斷增加中國高分子應用材料的生產和應用，提高中國相應的產業(yè)技術水平，實現(xiàn)中國高分子應用材料的產業(yè)智能化、高分子功能化、高性能化和復合化應用發(fā)展，滿足現(xiàn)代人對中國高分子應用材料多元化應用的需求，促進中國高分子應用材料及其他相關領域的共同創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻：

[1]王若新.我國功能高分子材料發(fā)展現(xiàn)狀及應用分析[J].化工設計通訊，2020，46（03）：93+102.

作者簡介：

張小溪（1987—），女，漢語，遼寧省沈陽市人，本科學歷。