对新型高分子材料的应用探究
摘要：随着时代的不断发展, 高分子产业发展越来越趋于成熟。因为其得天独厚的优良性能, 高分子材料在各行各业中都起着着重要作用。本文对高分子材料的研发、应用与发展前景进行了论述。
关键词：新型高分子材料; 航空航天; 应用;
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
高分子就是指相对分子质量大的, 由大量重复单元所共同构成的化合物。按其来源, 高分子材料可分为天然高分子与合成高分子, 历经八十余年的筚路蓝缕, 如今早已成了我们日常中不可或缺的组成部分, 使人们的生活水平得以提高。究其原因, 正是高分子具有千变万化, 适用于各种领域的结构, 有着多种多样的性质, 而这正是传统材料所望尘莫及的。尽管如此, 强度硬度不足, 耐热性能低等依然是现今的高分子材料仍然有着亟待解决的问题。而当今的时代背景又赋予了高分子材料更加艰巨的任务:生物, 医疗, 国防, 民生, 工业, 农业, 生态……为此, 国家在十三五规划中也将高分子材料领域发展作为重点之一, 积极培养相关领域人才。
2高分子材料
高分子材料是由一种或多种高分子化合物构成的材料。传统高分子材料有纤维, 橡胶, 塑料, 高分子复合材料等。而合成纤维, 合成橡胶, 塑料这些现代高分子三大合成材料贯穿着我们的生活与经济发展。但正如引言中所说, 传统高分子材料存在强度硬度低, 耐热能力低等问题, 无法应对当今科研与生活的双重要求。为了解决这些问题, 前人不断探索创新, 各种各样的新型合成高分子材料被创造出来, 例如高分子磁性材料, 高分子复合材料, 光功能高分子材料和高分子分离膜, 成本也不断减小, 应用于各行各业之中。
3高分子材料发展历程
从铜器时代, 到铁器时代, 再到如今的高分子时代, 在人类历史上高分子材料具有最为多样的性能。产量的增长尤其以高分子领域显着, 全世界塑料产量的增长率远高于钢产量, 而合成纤维年产量更是早已超过人造纤维。我国也不例外, 从1949年的年产量不到200吨, 资源短缺人民忍饥挨饿, 再到现在年生产能力已超过4000万吨, 自给自足也可对外销售, 高分子材料这个备受瞩目的新兴产业正兴兴向荣。
4新型高分子材料
传统高分子存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。但也正因为如此, 追求更高的性能、更加多样的功能和愈发适应生物体, 降低排异反应的目标在不断发展的科学技术背景下被人们提出。科学家们不断努力制造出了许多优良的新型高分子材料。从上个世纪九十年代起, 科学家们就已经着手于高性能新型复合材料研发。比如纳米高分子材料即是利用纳米材料具有的小尺寸效应与界面效应, 这两种效应共同作用于纳米高分子材料上, 从而使材料表面积大大增加, 比表面积增大, 能更好地吸附目标粒子, 这正是传统材料难以做到的, 因而新型高分子材料有着可观的发展前景。
(1) 高分子分离膜
我们通常将由高分子复合材料制得的, 具备分离流体混合物功用的薄膜称为高分子分离膜。上世纪三十年代, 纤维素酯类材料首先被用于制备高分子分离膜。随着技术的进步, 又逐步采用了具备各种性质的聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等。而为了获得高分子均聚物所没有的特性, 共聚物也被逐渐引入生产活动中。新型高分子分离膜主要有复合分离膜, 智能型分离膜, 分子识别功能高分子膜, 新型耐高温高分子分离膜等, 广泛运用于水质净化, 食品安全, 医疗护理等方面。
(2) 高分子磁性材料
对高分子聚合物的研究无疑要既精且专, 但科学家们在研究这一方面时没有拘泥于一个小小的领域, 而是触类旁通, 探求高分子与其它类型的材料有机结合, 从而有了高分子磁性材料。在人类社会早期, 由于生产生活可用的技术手段有限, 使用的磁石多为天然形成的, 随着工业革命的进行才有了制造磁铁的成熟工艺, 但生产出的磁铁仍然有缺陷。为了克服既硬且脆, 加工性差这些缺陷, 人们发明了高分子磁性材料。它是通过将磁粉混炼于塑料或橡胶中所生产出的。以该种方式可以制备出具有比重轻, 易加工, 一体成型等特点的复合型高分子磁性材料, 对工作与生活具有普遍意义。
(3) 光功能高分子材料
光功能高分子材料是指能对光进行透射, 吸收, 储存, 转换的一类高分子材料, 主要有光致变色高分子材料, 光降解高分子材料, 光导电高分子材料, 光敏涂料等, 在功能材料方面地位很重要。比如光致变色高分子材料具有对强光敏感的性质, 强光探测剂的制造中也广泛使用这种材料, 其也适用于国防, 防伪技术, 等等方面。
(4) 高分子复合材料
高分子复合材料是通过与其它的具有不同性质的材料复合而得到的材料, 可根据需要获得各种各样的性质。它拥有优秀的机械性能, 抗腐蚀性能, 耐高温性能, 质量轻的同时安全性也有足够的保障。我国是稀土资源大国, 稀土因其具有特殊的光, 电, 磁特性而在化工, 冶金, 陶瓷, 永磁材料等方面的战略意义越发宝贵。目前我国正加紧对稀土/高分子复合材料的研发,
5总结
材料是重要的生产资料, 材料科学技术水平是衡量一个国家工业化水平高低的重要标志。新型高分子材料作为我国战略新兴产业之一, 对中华民族的复兴无疑有着不可或缺的意义。由古至今, 高分子材料已经完全融入了我们的生活之中, 与国家, 民族乃至个人的命运休戚相关。广大的新型高分子材料领域亟待开拓, 新一轮的工业革命可能正是由高分子材料领域开始。
参考文献
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