高分子化工材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

蔡敬堯(鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450000)

0 引言

高分子化工材料在化學(xué)材料中占據(jù)非常重要的地位，它更是化學(xué)材料中一個(gè)非常重要的研究方向，在諸多行業(yè)內(nèi)部發(fā)揮著不可替代的作用。隨著各類技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分子化工材料已經(jīng)獲得了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，專業(yè)人員更對高分子化工材料的性能提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，這從根本上滿足了多元化發(fā)展的實(shí)際需求。

1 高分子化工材料概述

高分子化工材料是以高分子為基礎(chǔ)的復(fù)合型材料，也是一種新型的合成材料。目前，高分子化工材料主要是由塑料工業(yè)材料、橡膠工業(yè)材料、化學(xué)纖維材料、涂料工業(yè)材料和其他類別的高分子化工材料共同組成，不僅制備工藝顯得非常簡單，材料的種類也顯得非常多樣化，所以高分子化學(xué)材料擁有著其他材料不可媲美的優(yōu)勢[1]。

2 高分子材料的優(yōu)越性和局限性

2.1 高分子材料的優(yōu)越性

相比其他材料，高分子材料表現(xiàn)出了很強(qiáng)的優(yōu)越性，包括：第一，高分子材料的強(qiáng)度比其他材料強(qiáng)度要大，實(shí)際也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的耐磨損性；第二，高分子材料自身的耐腐蝕性能顯得較強(qiáng)，更可以在使用中發(fā)揮更多的功能；第三，高分子材料比傳統(tǒng)化學(xué)材料要顯得更加輕巧，種類也更加豐富，可以被廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)。

2.2 高分子材料的局限性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，市場對于高分子材料有著更強(qiáng)的需求，各類不同的高分子材料會(huì)在軍事技術(shù)、電子信息技術(shù)和其他不同的領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。但是我國目前高分子化學(xué)材料的生產(chǎn)工藝多數(shù)還顯得非常落后，所以多數(shù)會(huì)存在供不應(yīng)求的現(xiàn)象。我國甚至還長期進(jìn)口一些對技術(shù)要求較高的高分子材料，長此以往將不利于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 常見的高分子化工材料

3.1 高分子智能材料

目前，高分子智能材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國各個(gè)行業(yè)內(nèi)部，這種材料實(shí)際也可以根據(jù)環(huán)境的變化而不斷地變化。多數(shù)高分子智能材料的修復(fù)能力極強(qiáng)，可以被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。多數(shù)高分子智能材料在天氣寒冷時(shí)呈現(xiàn)固體的形狀，而在天氣炎熱時(shí)可以透過90%的光和熱[2]。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子材料也會(huì)更好地造福于人類。

3.2 稀土催化材料

稀土催化材料作為一種常見的高分子化學(xué)材料也在環(huán)保方面作出了更大的貢獻(xiàn)。多數(shù)稀土催化材料是以稀土元素為重要的基礎(chǔ)，從而提升整體材料的性能。從20世紀(jì)開始廣大科研人員就開始鉆研催化材料，并取得了一定的進(jìn)步，更多的科研人員通過將不同類型的稀土化合物有效地結(jié)合在一起從而構(gòu)成高分子材料。之后，更多的研究人員發(fā)現(xiàn)包括稀土配位催化劑、正丁酯和其他不同類型的物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)都顯得非常規(guī)整。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，稀土催化材料正被有效地運(yùn)用于環(huán)保領(lǐng)域，將來其應(yīng)用的范圍勢必會(huì)更加廣泛。

3.3 生物醫(yī)用材料

高分子化學(xué)材料也正被不斷地應(yīng)用于多數(shù)醫(yī)用材料內(nèi)部，但是這種材料對人體沒有直接的輻射作用，更不會(huì)對人體造成直接的傷害。眾多不同類型的高分子材料可以被用來直接填充包括牙齒、食道和其他不同的部位。液體高分子醫(yī)用材料又可以被制作成直接填充血液的藥物。但是液體高分子材料需要配合各類不同的實(shí)驗(yàn)才能夠研發(fā)成功，中間會(huì)耗費(fèi)很長時(shí)間，以上多種原因使得我國現(xiàn)階段生物醫(yī)用材料的產(chǎn)量不高，質(zhì)量較為低下。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子生物醫(yī)用材料使用的現(xiàn)狀一定會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)被改善，最終更好地推動(dòng)我國醫(yī)療事業(yè)向前發(fā)展。

3.4 高分子膜

高分子化學(xué)材料的發(fā)展會(huì)直接帶動(dòng)膜科技的發(fā)展，更會(huì)使得膜科技發(fā)揮屬于自己的價(jià)值。膜科技的應(yīng)用也促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)不斷地向前發(fā)展，更在社會(huì)生活中被廣泛應(yīng)用。目前，膜科技技術(shù)正被廣泛地應(yīng)用于包括純凈水凈化、牛奶保鮮和其他不同類型的技術(shù)中，最終自然會(huì)表現(xiàn)出很理想的應(yīng)用價(jià)值[3]。

3.5 聚乙烯材料

目前更多種類的高分子材料也多在化工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，這種高分子材料也正發(fā)揮著不可替代的重要作用。而隨著聚乙烯這種材料被廣泛應(yīng)用，越來越多的人都不再忽視這種材料發(fā)揮的作用。聚乙烯材料也在化工領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

3.6 塑料

塑料是一種常見的高分子材料，主要成分為樹脂，是通過利用單體原料來聚合成新的材料，主要是由合成樹脂、增艷劑、潤滑劑和其他不同類型的材料組成。在日常生活中，塑料都會(huì)被運(yùn)用于各個(gè)不同的行業(yè)。

塑料在使用的過程中，可以表現(xiàn)出如下特性：第一，多數(shù)塑料的質(zhì)量較輕，在使用的過程中也表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)；第二，多數(shù)塑料可以在使用的過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的絕緣性；第三，多數(shù)塑料可以在使用的過程中更好地耐受低溫。實(shí)踐中，多數(shù)塑料不僅表現(xiàn)出了很強(qiáng)的耐水性能，更可以在較短的時(shí)間內(nèi)被制造成不同類型的形狀[4]。但是塑料在使用的過程中很容易被燃燒，更會(huì)在燃燒時(shí)直接產(chǎn)生有毒氣體。

3.7 纖維素

纖維素是由多種葡萄糖組織組成的材料。作為世界上一種非常豐富的天然有機(jī)物，纖維素在棉花、木材和亞麻內(nèi)部的含量都顯得很高。

纖維素不直接溶于水和乙醇。水不僅可以使得纖維素在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)溶脹的反應(yīng)，更可以在較短的時(shí)間內(nèi)使得纖維素得意溶解。所有的纖維素在加熱到150 ℃時(shí)都不會(huì)出現(xiàn)較為明顯的變化，但是超過這個(gè)數(shù)值之后就會(huì)出現(xiàn)脫水的現(xiàn)象。纖維素和不同類型的化學(xué)物質(zhì)相互反應(yīng)自然會(huì)形成不同的物質(zhì)。

4 高分子化學(xué)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 在軍工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用

相比于其他材料，高分子材料不僅擁有很強(qiáng)的耐熱性和耐腐蝕的性能，更可以被廣泛應(yīng)用于軍工領(lǐng)域。目前，高分子材料多數(shù)顯得非常特殊，自然可以在較短的時(shí)間內(nèi)直接代替金屬材料，進(jìn)而將輕型的特點(diǎn)發(fā)揮的淋漓盡致。軍工領(lǐng)域也對高分子化學(xué)材料提出了更加嚴(yán)格的要求，此種材料未來發(fā)展的潛力也很大。

4.2 在建筑行業(yè)被廣泛應(yīng)用

當(dāng)高分子化學(xué)材料被運(yùn)用于建筑行業(yè)內(nèi)部時(shí)，自然可以推動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)更加高效地向前發(fā)展。實(shí)踐中高分子材料多被運(yùn)用于室內(nèi)，由于材料具有很強(qiáng)的耐磨性，可以在延長材料使用周期的基礎(chǔ)上更好地降低材料的成本。此外，高分子材料對于提升裝修檔次和居住質(zhì)量上發(fā)揮更加重要的價(jià)值。

4.3 在民用領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用

各種不同類型的高分子正在不同的行業(yè)被廣泛運(yùn)用。包括輪胎、絕緣保護(hù)套和其他不同類型的材料都和高分子材料有著直接的關(guān)系。高分子材料能夠在民間被廣泛應(yīng)用最根本的原因就是其應(yīng)用的成本相對較低。

5 高分子材料未來發(fā)展的重要趨勢

5.1 高分子材料可以降低對環(huán)境的污染性

高分子材料雖然表現(xiàn)出了較多的優(yōu)勢，但是其在使用時(shí)不可被降解，所以勢必會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成傷害。因此，未來的高分子材料需要被改造成綠色環(huán)保材料，并讓材料不可以直接破壞環(huán)境。傳統(tǒng)的高分子材料對于礦石有著很強(qiáng)的依賴性，因此，只有研發(fā)出綠色的高分子材料才能夠推動(dòng)材料朝著可持續(xù)的方向不斷地發(fā)展。

5.2 高分子材料具有很強(qiáng)的復(fù)合化功能

原始高分子材料的性能較為一般，只有不斷地優(yōu)化各個(gè)加工環(huán)節(jié)才能夠讓材料自身的性能更好地得以提升。此外，也只有充分分析與高分子材料相關(guān)的技術(shù)才能夠讓高分子材料展現(xiàn)出更強(qiáng)的復(fù)合性功能[5]。具備很強(qiáng)復(fù)合性功能的高分子材料勢必會(huì)更好地被運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)內(nèi)部。

5.3 高分子材料向智能化方向發(fā)展

未來，高分子材料也會(huì)更好地朝著智能化的方向發(fā)展。未來多數(shù)高分子材料會(huì)根據(jù)環(huán)境的變化而不斷地變化。例如，未來的高分子材料具備很強(qiáng)的記憶功能，本身可以直接感知周邊環(huán)境的溫度和濕度，并根據(jù)具體情況有效地進(jìn)行調(diào)整。此外，水溶性的高分子材料可以以水溶液為重要的介質(zhì)來更好地實(shí)現(xiàn)自我溶解，最終也可以表現(xiàn)出更強(qiáng)的潤滑性。

6 結(jié)語

高分子化工材料正被越來越多的人所重視，并在眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。本文在具體分析高分子化工材料優(yōu)勢和局限的基礎(chǔ)上開始分析高分子材料應(yīng)用的現(xiàn)狀，并從多個(gè)方面分析高分子材料未來發(fā)展的趨勢。在未來，高分子化工材料一定會(huì)表現(xiàn)出更好的發(fā)展前景。