高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

李亞情，趙 勛，王煥霞

（平頂山神馬工程塑料有限責(zé)任公司，河南平頂山 467000）

在現(xiàn)階段我國經(jīng)濟、生產(chǎn)力快速發(fā)展的時期，高分子材料的應(yīng)用對各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)都起到重要的作用，是化學(xué)材料未來發(fā)展和研究的重要方向之一。隨著各類技術(shù)的不斷進步，高分子材料的應(yīng)用發(fā)展已經(jīng)不僅僅局限于某種領(lǐng)域，而是被廣泛運用到各行各業(yè)中，為其提供原料支持。目前，高分子材料的性能已經(jīng)遠不能滿足于多元化的產(chǎn)業(yè)需求，所以，本文通過了解高分子材料的優(yōu)勢和局限性，分析當(dāng)下高分子材料應(yīng)用現(xiàn)狀，并對其發(fā)展趨勢進行深入探索研究。

1 高分子材料概述

高分子化工是高分子化學(xué)工業(yè)的簡稱，而高分子材料是以高分子為基礎(chǔ)的復(fù)合或共混材料。高分子材料的原料來源豐富、制作方便、品種多樣，這些特性使得高分子材料在其他工業(yè)材料中脫穎而出，被廣泛運用于塑料工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)行業(yè)、橡膠工業(yè)等，并且高分子化工材料在各種領(lǐng)域中的地位都至關(guān)重要，為人們的生活以及工業(yè)的生產(chǎn)都帶來有利的影響。所以，高分子材料在這些特性的加持下，獲得了其他材料不可替代的地位。

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

與其他材料相比，高分子材料顯現(xiàn)出了其他材料無法比擬的優(yōu)勢。①高分子材料的強度較其他材料尤為凸顯，高分子材料具有強大的抗斷裂能力，在承受外力破壞時，其內(nèi)部高分子主鏈以及分子之間能夠承載巨大壓力，其內(nèi)部構(gòu)造的特殊性塑造了高分子材料的優(yōu)勢，在實際運用中具體體現(xiàn)在強大抗磨損能力。②高分子材料的耐腐蝕性也是其優(yōu)勢之一。很多材料在高溫、高應(yīng)力、氧、酸等的作用下，其腐蝕程度就會加劇，影響加工品的使用感受。而高分子材料其最高使用溫度高達86℃，基本能夠滿足現(xiàn)實中大部分的環(huán)境需求，其針對于氧、酸、光照等的抗腐蝕能力較強，與其他材料的性質(zhì)相比，在現(xiàn)實生活使用中，更能夠發(fā)揮其功能優(yōu)勢。③高分子材料的應(yīng)用種類多種多樣，質(zhì)地輕便，而其他傳統(tǒng)化學(xué)材料與之相比顯得更加單一、笨重，所以，高分子材料更能夠跟上時代的腳步滿足各行各業(yè)多元化的發(fā)展需求，結(jié)合技術(shù)與實驗，為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支持。

2.2 高分子材料的局限性

隨著我國經(jīng)濟文化不斷發(fā)展進步，國內(nèi)各行各業(yè)對于高分子材料的需求量越來越大，功能標準要求也越來越高。但是，我國高分子材料的制作工藝依舊處于落后狀態(tài)，不能夠滿足現(xiàn)代行業(yè)對于高分子材料的需求，造成了供不應(yīng)求的局面。另外，高分子材料被廣泛運用在軍事行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)中，這些行業(yè)要求其采用高分子材料制作更加嚴謹精密。由于我國的制作技術(shù)達不到行業(yè)要求標準，為了解決問題，我國采用對外進口一些對技術(shù)要求較高的高分子材料，這對于我國的經(jīng)濟也會帶來不小的沖擊，影響我國經(jīng)濟快速發(fā)展。

3 常見的高分子材料

3.1 高分子智能材料

現(xiàn)階段，高分子智能材料已經(jīng)廣泛運用于各行各業(yè)中，為其發(fā)展提供有力保障。雖然我國的高分子智能材料發(fā)展已相對成熟并且得到普及，但是專業(yè)人員從未停止對其的研究，根據(jù)其超強的修復(fù)能力，能隨周圍環(huán)境變化而變化的特點，高分子智能材料得到建筑行業(yè)的重視。例如，天津大學(xué)成功研發(fā)“智能變色液晶高分子薄膜”，其厚度僅有200μm，兼具力致變色、形狀可編程和優(yōu)異的室溫自修復(fù)能力，為建筑行業(yè)技術(shù)提供新思路。另外，高分子智能材料也能根據(jù)溫度的變化而改變其性質(zhì)，在低溫時能夠凝固，而在溫度高時可以透過90%的光和熱，使建筑領(lǐng)域發(fā)展更加快速。高分子智能材料的研發(fā)對于我國現(xiàn)有技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、居民生活、軍事產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域具有重大意義。

3.2 稀土催化材料

稀土催化材料在我國的作用是至關(guān)重要的，其對于環(huán)境保護來說功不可沒。稀土催化材料以稀土元素為主要成分，與其他材料相比有著超強的催化性，多用于汽車尾氣凈化、工業(yè)廢氣、廢水凈化等。我國在19世紀就開始對催化材料進行研究，并取得一定的成就。現(xiàn)階段，稀土催化材料正在有效地運用在環(huán)境保護領(lǐng)域，隨著我國技術(shù)愈加成熟，相信在不久的將來，稀土催化材料也能夠被廣泛運用到其他領(lǐng)域，為我國人文環(huán)境做出巨大貢獻。

3.3 生物醫(yī)用材料

高分子材料在生物醫(yī)學(xué)中也十分常見。高分子材料之所以被生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重視并大范圍運用，就是其較強的安全性。高分子材料對人體不會產(chǎn)生輻射，更不會對人體造成傷害，在生物醫(yī)學(xué)中多用于牙齒的補充、血液的補充、骨骼的補充等。但由于需要將高分子材料運用在人體中，針對高分子材料不同的實驗就必須嚴謹、精細。在實驗的過程中，需要將高分子材料運用在不同種類的實驗，經(jīng)過反復(fù)多次試驗才能研發(fā)成功，所需時間是漫長的，并且，由于高要求、高標準、高質(zhì)量使得我國醫(yī)用高分子材料的生產(chǎn)力低下，質(zhì)量也不符合標準，導(dǎo)致我國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域相對于落后。但是，隨著時代的發(fā)展和大批量的人才出現(xiàn)，攻克高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運用也只是時間問題，相信在不久的將來，高分子材料能夠以高質(zhì)量、高標準、高要求的姿態(tài)廣泛地出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，推動我國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域快速發(fā)展。

3.4 高分子膜

高分子材料的應(yīng)用發(fā)展能夠促進膜技術(shù)快速進步，為人們生活帶來便利。高分子膜在人們生活中的運用十分廣泛，比如礦泉水的凈化、雜質(zhì)過濾、牛奶保鮮等，都能運用高分子膜進行操作。所以，高分子材料的運用不僅能夠帶動我國經(jīng)濟發(fā)展，還能夠使膜技術(shù)發(fā)揮其最大的價值。

3.5 聚乙烯

聚乙烯是由乙烯進行加聚而成的高分子化合物，在化工領(lǐng)域被廣泛運用。工農(nóng)業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中的作用不容忽視，為了促進工農(nóng)業(yè)在我國快速發(fā)展，為我國經(jīng)濟提供強大的支持，高分子材料被科研人員重視并在研制成功之后大范圍運用。就目前情況來看聚乙烯材料在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的地位是無法被替代的，并且，隨著時代的發(fā)展，聚乙烯材料打破應(yīng)用的局限性，逐漸運用在環(huán)保領(lǐng)域、化工領(lǐng)域等其他領(lǐng)域中。

3.6 塑料

塑料是在實際生活中最常見的一種高分子材料，而組成塑料并不是一種單一的成分，它是由許多材料配制而成。其中，高分子材料是塑料的重要組成成分。為了使塑料性能更加優(yōu)質(zhì)，在以高分子為主的條件下增加一些輔助材料，比如潤滑劑、穩(wěn)定劑等，由于塑料的特性，在各行各業(yè)都能看到塑料的身影。

塑料的特性主要包括：①重量輕，在使用過程中，也不會因為溫度上下浮動而導(dǎo)致其內(nèi)部就夠產(chǎn)生變化，具有較強的穩(wěn)定性。②塑料在日常使用中其絕緣性質(zhì)表現(xiàn)突出。③塑料具有很強的防水性質(zhì)，為人們的生活帶來便利。但是塑料是不可降解的物質(zhì)，其對于環(huán)境危害較大。另外，塑料在燃燒時會釋放大量有毒氣體，人們在吸入時會危及身體健康。

4 高分子材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 在軍工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用

高分子材料的耐高溫、耐腐蝕的特性，使得其與其他材料相比更占有優(yōu)勢。在軍工領(lǐng)域高分子材料憑借其特性占據(jù)一席之地。高分子材料的性質(zhì)十分特殊，能夠代替一些金屬材料，在使用過程中，高分子材料的輕便特性為我國軍事領(lǐng)域做出巨大貢獻。軍工領(lǐng)域由于其特殊性質(zhì)在高分子運用方面具有超高的標準，所以，高分子材料在軍工領(lǐng)域未來的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

4.2 在建筑行業(yè)被廣泛應(yīng)用

由于時代的不斷進步發(fā)展，居民對于居住環(huán)境的要求也隨之增高。為了滿足人們的居住需求，高分子材料的廣泛應(yīng)用為建筑領(lǐng)域帶來新的生機。高分子材料由于其耐磨損性質(zhì)比其他材料表現(xiàn)力度強，所以，在建筑領(lǐng)域中多用于室內(nèi)建設(shè)，能夠延長材料的使用周期，降低材料成本，提高居住環(huán)境檔次以及舒適性，滿足人們多元化的需求，推動建筑行業(yè)穩(wěn)定快速地發(fā)展。

4.3 在民用領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用

高分子原材料來源豐富，所以其成本較低，人們根據(jù)高分子材料成本低且質(zhì)量高的特性，在實際生活中廣泛運用。比如塑料、輪胎、絕緣套等，其組成的主要成分都離不開高分子材料，可以說，高分子材料在人們生活中占據(jù)重要的地位，且能夠為人們生活提供便利。

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

環(huán)境污染一直是我國重點需要解決的問題。在未來時代，高分子材料的普及已經(jīng)是大勢所趨，但是，高分子材料有一個很嚴重的問題，就是其不可降解。高分子材料的不可降解性為我國環(huán)境保護帶來嚴重的困擾，一方面高分子材料的應(yīng)用普及是必然趨勢，有利于我國經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，另一方面高分子材料嚴重污染環(huán)境，危害身體健康。基于此，高分子材料要想可持續(xù)地發(fā)展，就要改變其特性，研發(fā)綠色無污染的高分子材料，使材料對于生態(tài)環(huán)境不會產(chǎn)生破壞。所以，研發(fā)綠色無污染的高分子材料已經(jīng)迫在眉睫，只有保證生態(tài)環(huán)境的健康，才能夠使高分子材料可持續(xù)發(fā)展并運用在實際生活中。

5.2 高分子材料具有很強的復(fù)合化功能

高分子不是以單一的技術(shù)進行發(fā)展普及的，現(xiàn)階段，我國對于高分子材料的技術(shù)還處于落后階段，其特性展現(xiàn)一般，所以，為了使高分子材料在未來能夠快速發(fā)展，首先需要優(yōu)化其特性。充分分析高分子材料性質(zhì)，將高分子材料與不同的技術(shù)相結(jié)合才能顯現(xiàn)出其更強的復(fù)合功能，而具備更強的復(fù)合功能的高分子材料將會運用在各領(lǐng)域中，促進各領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。

5.3 高分子材料向智能化方向發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的不斷進步發(fā)展，高分子材料的運用也將朝著智能化的方向發(fā)展。高分子材料根據(jù)其可以隨著環(huán)境變化而變化的特點，結(jié)合智能化能夠為實際生活帶來很大的提升。例如，根據(jù)高分子材料強大的愈合功能，使得在運用中不懼怕出現(xiàn)破損，即使出現(xiàn)破損，在破損處滴幾滴水，一段時間后就能夠自行愈合，延長物品使用壽命。再比如，材料還具有記憶編程特性，能夠被拉伸成任意二維三維的形狀，當(dāng)材料遇到適應(yīng)溫度時，又能夠恢復(fù)到最初的形狀。高分子材料的智能化能夠提高人們生活質(zhì)量，在其他領(lǐng)域中的運用能夠加快領(lǐng)域智能化發(fā)展。所以，高分子智能化材料是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是其能夠普及的必要過程。

6 結(jié)語

高分子材料在現(xiàn)實生活中越來越被人們所重視，在軍工領(lǐng)域、民用領(lǐng)域、環(huán)境保護領(lǐng)域等都有著至關(guān)重要的作用。所以，為了保證高分子材料的可持續(xù)發(fā)展，首先要對于高分子材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改善，改變其不可降解的性質(zhì)，研發(fā)綠色無污染的高分子材料，保證生態(tài)環(huán)境的健康，促進高分子材料可持續(xù)發(fā)展。在進行高分子材料研發(fā)實驗時，要運用多種技術(shù)對高分子材料進行實驗，激發(fā)起更強的復(fù)合性能，使其在各領(lǐng)域中能夠被更好地應(yīng)用。高分子材料要跟隨時代的步伐向智能化發(fā)展，提高人們生活環(huán)境，提升實際運用質(zhì)量，將高分子材料的特性優(yōu)勢發(fā)揮到最大。高分子材料發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮模鋬?yōu)異的特性指明了未來發(fā)展方向以及趨勢，相信在不久的將來，高分子材料的應(yīng)用能夠滿足現(xiàn)代社會的需求，為各領(lǐng)域提供強有力的支持，促進各行各業(yè)穩(wěn)定快速的發(fā)展。