浅析我国功能高分子材料的研究进展

浅析我国功能高分子材料的研究进展

郑中元

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摘要：现如今，我国工业发展迅速，功能高分子材料应运而生。功能高分子材料被广泛应用于日常生活中，棉花、羊毛以及橡胶等高分子材料都具有一定的经济价值，而塑料和涤纶等属于高分子合成材料，能够应用于各个领域。在日常生产生活中，人们用到的高分子材料越来越多，与金属材料相比，此类材料携带更方便，因此在现代生产生活中更为适用。作为一种十分重要的生活材料，功能高分子材料能够极大地促进我国经济的良好发展。因此，从研究现状出发，对功能高分子材料进行了相应的研究，以供参考。

关键词：功能高分子材料；研究进展

引言

功能高分子材料源于20世纪60年代末期，通过在高分子上修饰反应基团，使其具有化学反应活性、催化活性、导电性及生物相容性等特殊功能。相较于传统高分子材料，功能高分子材料不仅具备理化特性，还因经修饰的特殊基团而具有其他特殊性能，备受瞩目。当今研究的热点主要是功能高分子的性能与其结构的联系，通过不断研究开发功能高分子的新型结构及合成方法，筛选出具有更多功能的新兴功能高分子，拓宽功能高分子材料的应用领域。随着科技的进步，功能高分子材料领域正进行创新和发展以服务社会。

1国内外高分子材料的研究进展

每一个学科在研究上取得一定进展都需要一定的时间，高分子作为一门较为新兴的学科，亦是如此。在２０世纪２０年代高分子科学随Ｈ．Ｓｔａｕｄｉｎｇｅｒ首次提出高分子概念而诞生，随后在国际上逐步发展，如可控自由基聚合、嵌段共聚物相分离等，无不体现出近几十年高分子材料的快速发展。中国相比于国外，由于自身的社会问题，于２０世纪５０年代高分子科学才开始在中国起步。高分子材料虽起步较晚，但高分子材料科学的飞速发展可以说赶上了世界历史发展步伐，但是与一些发达国家仍有一定的差距，仍存在诸多问题有待解决。总的来说，在我国高分子队伍中，从事生物医用相关聚合物研究和光电转换功能聚合物的人数占比较多，在国际上处于领先地位，然而在其他领域稍显不足。在我国公认的“卡脖子”技术中，有很多都与高分子材料相关。目前我国尼龙６６单体前体己二腈大部分依赖进口，直至２０２２年７月３１日，山东天辰齐翔２０万ｔ／ａ己二腈才开车成功。与此同时，医用防护服装与医疗用品所需的聚中空膜材料在国内处于空白，光刻胶生产也处于比较薄弱的环节，甚至常用的聚乙烯对国外的依赖也十分严重。

2功能高分子材料的性能和种类

功能高分子材料的性能主要有两种：（1）以往的高分子材料所具有的性能；（2）某些功能较为特殊的基团所具有的性能。通常来说，功能高分子材料中的高分子材料及其复合材料，能够实现信息的传递以及物质的储存，甚至能够实现能量的转换，并用于催化以及化学反应阶段，同时还具有一定的力学性能。

功能高分子材料主要是以高分子材料所具有的不同功能进行种类的划分。例如，一些高分子材料有导电、导热等特定功能，因此功能高分子材料的主要分类包括导热高分子材料、导电高分子材料、磁性高分子材料等。不同的高分子材料具有独特的机械性能以及理化性能。

3功能高分子材料在工程中的应用

3.1高分子功能膜材料

高分子功能由于具有选择性的透过能力，可以用作膜型材料。通常它还是具有可以将物质进行分离的特殊性功能的分离膜或者是功能膜。与其他材料相比，高分子功能膜材料由于在膜两侧的产物为透过产物和原产物两种，有利于将选取的产物进行收集。另外，在分离的过程中不会出现异常或者相变能消耗的情况。高分子功能膜具有识别物质的和对物质进行分离两大功能，它还具有对物质和能量进行转化的功能。在工程应用过程中，其随着条件不同显现出特性。

3.2高吸水性树脂

高吸水性树脂不仅可以有效地锁住水分，还具有超强的吸水能力。因此，这种高分子材料主要运用于化妆品的添加剂、水溶性胶黏剂、建筑胶黏剂等领域。目前，以高吸水性树脂为基础，借助其他材料制成的各种功能的密封胶，已经被广泛应用于建筑嵌缝以及钢板桩等其他嵌缝密封工作中。此外，我国某大学高分子研究所研制的密封胶主要运用的是聚丙烯酸酯类树脂材料，不仅能够锁住水分，还能够与橡胶很好地融合。除此之外，该胶条能够保持超高的强度，并且维持稳定的光热性能。

3.3在机械工业中的应用

高分子材料在机械工业中的广泛应用拓宽了材料选用范围，使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济方向转变。如聚氨酯弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出，在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中，其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板，广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。

目前，高分子材料在过程设备中，应用得较为广泛的是PTFE（聚四氟乙烯）。美国Plunkett于1938年发现了聚四氟乙烯（PTFE），1950年PTFE由美国杜邦公司进行生产并逐渐投放市场，开启了世界各国对有机氟聚合物(氟塑料或氟树脂)的研究，并逐渐进入应用开发及快速发展的阶段。PTFE由于突出的防腐性能最好，具有最为广泛的应用范围，其产量在所有有机氟聚合物中最高，被称为“塑料王”。PTFE是乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后生成的聚合物。在PTFE分子中，碳氟键的存在导致大量的高键能(477kJ/mol)，而碳链外的氟原子存在屏蔽效应，因而使得有机氟聚合物表现出一系列优异的性能，如低摩擦性能、自润滑性能、憎油憎水性能、不粘性能、耐热性能、耐化学品性能、高介电性能和耐候性能等。同时PTFE具有宽广的温度适用范围。目前，世界各国对氟聚合物的需求量仍以较高的速度逐年递增。美国、日本和欧洲在消费量方面分列前三，中国消费量约占世界的4%。

4功能高分子材料的发展前景

科学技术的发展和互联网的普及，推动了功能高分子材料的发展。国内和国外都开始对新型有机功能高分子材料展开了深入的开发和研究。根据目前发展的情况来看，高分子材料逐渐在向智能化、功能性强的方向发展。例如：电、光、磁等方面，在此基础上，还有学者研究出了更具特殊功能的高分子材料，例如：隐身高分子材料、生物高分子材料等，而且功能高分子材料的发展将会推动我国科学技术的发展，在激烈的竞争中，为中国科技发展带来新的机遇。

结语

功能高分子材料由于具有独特的机械性能以及理化性能，被广泛应用于各种领域。利用功能高分子材料的导电性、导热性、光敏性、导向性以及吸水性等特性，有效提高了各类产品的性能，从而有效推动了各个领域的发展。虽然我国对于功能高分子材料的研究起步比较晚，但是也取得了一系列重大成果。应通过对各类高分子材料的改进和完善，加大对功能高分子材料的研究投入，促进我国各领域的稳定持续发展。

参考文献

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