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新型高分子材料的類型與運用
添加時間:2019-08-08

  對新型高分子材料的應用探究

  摘要:隨著時代的不斷發展, 高分子產業發展越來越趨于成熟。因為其得天獨厚的優良性能, 高分子材料在各行各業中都起著著重要作用。本文對高分子材料的研發、應用與發展前景進行了論述。

  關鍵詞:新型高分子材料; 航空航天; 應用;

  Research on the Application of New Polymer Materials

  Huang Nan

  Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

  Abstract:With the continuous development of the times, the development of polymer industry is becoming more and more mature. Because of its unique excellent performance, polymer materials play an important role in various industries. In this paper, the research and development, application and development prospect of polymer materials are discussed.

  Keyword:New Polymer material; Aerospace; Application;

  1引言

  高分子就是指相對分子質量大的, 由大量重復單元所共同構成的化合物。按其來源, 高分子材料可分為天然高分子與合成高分子, 歷經八十余年的篳路藍縷, 如今早已成了我們日常中不可或缺的組成部分, 使人們的生活水平得以提高。究其原因, 正是高分子具有千變萬化, 適用于各種領域的結構, 有著多種多樣的性質, 而這正是傳統材料所望塵莫及的。盡管如此, 強度硬度不足, 耐熱性能低等依然是現今的高分子材料仍然有著亟待解決的問題。而當今的時代背景又賦予了高分子材料更加艱巨的任務:生物, 醫療, 國防, 民生, 工業, 農業, 生態……為此, 國家在十三五規劃中也將高分子材料領域發展作為重點之一, 積極培養相關領域人才。

  2高分子材料

  高分子材料是由一種或多種高分子化合物構成的材料。傳統高分子材料有纖維, 橡膠, 塑料, 高分子復合材料等。而合成纖維, 合成橡膠, 塑料這些現代高分子三大合成材料貫穿著我們的生活與經濟發展。但正如引言中所說, 傳統高分子材料存在強度硬度低, 耐熱能力低等問題, 無法應對當今科研與生活的雙重要求。為了解決這些問題, 前人不斷探索創新, 各種各樣的新型合成高分子材料被創造出來, 例如高分子磁性材料, 高分子復合材料, 光功能高分子材料和高分子分離膜, 成本也不斷減小, 應用于各行各業之中。

  3高分子材料發展歷程

  從銅器時代, 到鐵器時代, 再到如今的高分子時代, 在人類歷史上高分子材料具有最為多樣的性能。產量的增長尤其以高分子領域顯著, 全世界塑料產量的增長率遠高于鋼產量, 而合成纖維年產量更是早已超過人造纖維。我國也不例外, 從1949年的年產量不到200噸, 資源短缺人民忍饑挨餓, 再到現在年生產能力已超過4000萬噸, 自給自足也可對外銷售, 高分子材料這個備受矚目的新興產業正興興向榮。

  4新型高分子材料

  傳統高分子存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。但也正因為如此, 追求更高的性能、更加多樣的功能和愈發適應生物體, 降低排異反應的目標在不斷發展的科學技術背景下被人們提出。科學家們不斷努力制造出了許多優良的新型高分子材料。從上個世紀九十年代起, 科學家們就已經著手于高性能新型復合材料研發。比如納米高分子材料即是利用納米材料具有的小尺寸效應與界面效應, 這兩種效應共同作用于納米高分子材料上, 從而使材料表面積大大增加, 比表面積增大, 能更好地吸附目標粒子, 這正是傳統材料難以做到的, 因而新型高分子材料有著可觀的發展前景。

  (1) 高分子分離膜

  我們通常將由高分子復合材料制得的, 具備分離流體混合物功用的薄膜稱為高分子分離膜。上世紀三十年代, 纖維素酯類材料首先被用于制備高分子分離膜。隨著技術的進步, 又逐步采用了具備各種性質的聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等。而為了獲得高分子均聚物所沒有的特性, 共聚物也被逐漸引入生產活動中。新型高分子分離膜主要有復合分離膜, 智能型分離膜, 分子識別功能高分子膜, 新型耐高溫高分子分離膜等, 廣泛運用于水質凈化, 食品安全, 醫療護理等方面。

  (2) 高分子磁性材料

  對高分子聚合物的研究無疑要既精且專, 但科學家們在研究這一方面時沒有拘泥于一個小小的領域, 而是觸類旁通, 探求高分子與其它類型的材料有機結合, 從而有了高分子磁性材料。在人類社會早期, 由于生產生活可用的技術手段有限, 使用的磁石多為天然形成的, 隨著工業革命的進行才有了制造磁鐵的成熟工藝, 但生產出的磁鐵仍然有缺陷。為了克服既硬且脆, 加工性差這些缺陷, 人們發明了高分子磁性材料。它是通過將磁粉混煉于塑料或橡膠中所生產出的。以該種方式可以制備出具有比重輕, 易加工, 一體成型等特點的復合型高分子磁性材料, 對工作與生活具有普遍意義。

  (3) 光功能高分子材料

  光功能高分子材料是指能對光進行透射, 吸收, 儲存, 轉換的一類高分子材料, 主要有光致變色高分子材料, 光降解高分子材料, 光導電高分子材料, 光敏涂料等, 在功能材料方面地位很重要。比如光致變色高分子材料具有對強光敏感的性質, 強光探測劑的制造中也廣泛使用這種材料, 其也適用于國防, 防偽技術, 等等方面。

  (4) 高分子復合材料

  高分子復合材料是通過與其它的具有不同性質的材料復合而得到的材料, 可根據需要獲得各種各樣的性質。它擁有優秀的機械性能, 抗腐蝕性能, 耐高溫性能, 質量輕的同時安全性也有足夠的保障。我國是稀土資源大國, 稀土因其具有特殊的光, 電, 磁特性而在化工, 冶金, 陶瓷, 永磁材料等方面的戰略意義越發寶貴。目前我國正加緊對稀土/高分子復合材料的研發,

  5總結

  材料是重要的生產資料, 材料科學技術水平是衡量一個國家工業化水平高低的重要標志。新型高分子材料作為我國戰略新興產業之一, 對中華民族的復興無疑有著不可或缺的意義。由古至今, 高分子材料已經完全融入了我們的生活之中, 與國家, 民族乃至個人的命運休戚相關。廣大的新型高分子材料領域亟待開拓, 新一輪的工業革命可能正是由高分子材料領域開始。

  參考文獻

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