有機(jī)高分子材料的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)展

高分子材料作為四大類材料研究方向之一, 一直在工業(yè)領(lǐng)域以及日常生活方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。

材料科學(xué)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)學(xué)科之一, 其中, 高分子材料作為材料科學(xué)中一個(gè)重要的研究方向, 已經(jīng)滲入到生活以及工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的方方面面, 發(fā)揮著不可替代的重要作用?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 對(duì)高分子材料的需求也日益增長(zhǎng), 同時(shí), 也對(duì)高分子材料的性能提出了更高的要求, 高性能化以及復(fù)合化成為了高分子材料發(fā)展的重要方向。

高分子材料, 也被稱為聚合物材料, 主要是由小單元作為基本單元, 大量重復(fù)連接而組成的。根據(jù)定義, 基本單元即重復(fù)單元是高分子材料組成的最小單元分子, 由于組成的基本單元數(shù)量龐大, 因而高分子材料往往具有較大的分子量?；締卧话阃ㄟ^(guò)聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)彼此之間的相互連接。根據(jù)高分子材料的來(lái)源不同, 可以將高分子材料劃分為兩大類:天然高分子材料、半天然高分子材料和合成高分子材料, 其中合成高分子材料是應(yīng)用最為廣泛的。

高分子材料具有諸多優(yōu)異性能:在物理性能方面, 高分子材料具有比重輕、強(qiáng)度高、優(yōu)異耐磨性能等特點(diǎn);在化學(xué)性能方面, 高分子材料具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕性能優(yōu)異等特點(diǎn), “多功能、輕而強(qiáng)”的高分子材料重要性日益突出, 因而得到了迅速發(fā)展。目前, 應(yīng)用較為廣泛的高分子材料包括塑料、纖維以及橡膠等。

高分子材料在發(fā)展與應(yīng)用中不可避免的出現(xiàn)各種問(wèn)題。其中, 最為突出的問(wèn)題是高分子材料的不可降解性, 高分子材料使用后如果不及時(shí)回收, 會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染, 包括水污染、大氣污染等, 對(duì)人類以及其他生物的生存環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此, 不可降解問(wèn)題一直是扼制高分子材料技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

面對(duì)更高的性能需求, 高分子材料在未來(lái)的發(fā)展中必須要積極迎接挑戰(zhàn), 根據(jù)目前高分子材料的發(fā)展情況, 可預(yù)測(cè)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方向:

1、綠色化。高分子材料的不可降解性會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞, 發(fā)展綠色環(huán)保的高分子材料刻不容緩。技術(shù)的發(fā)展必須要以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為重要前提。一方面需要提高高分子材料的可重復(fù)利用性, 提高可降解性, 從源頭上杜絕環(huán)境污染問(wèn)題;另一方面, 要降低高分子材料對(duì)礦石燃料的依賴性, 礦石燃料屬于不可再生資源, 高分子材料對(duì)于礦石燃料的依賴性會(huì)使得地球的自然資源不斷減少, 不能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2、高性能化與高功能化。高性能化是指通過(guò)改善材料制備以及材料加工等來(lái)進(jìn)一步提高高分子材料的高性能, 例如高力學(xué)強(qiáng)度、高耐腐蝕性以及高耐磨性等, 實(shí)現(xiàn)高分子材料在更高性能要求的環(huán)境中的應(yīng)用。高功能化是指不斷發(fā)展具有多種復(fù)合功能的高分子材料, 實(shí)現(xiàn)功能的多樣化與復(fù)合化, 做到“一材多用”。

3、智能化。智能化高分子材料是目前材料領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)比較新穎的發(fā)展方向。智能化是指實(shí)現(xiàn)高分子材料的生命功能, 即具有可隨環(huán)境變化的功能, 例如具有記憶功能的高分子材料, 形狀可以根據(jù)外界條件的變化而變化, 甚至可以感知周圍環(huán)境溫度和亮度的變化, 并隨之進(jìn)行調(diào)整;水溶性高分子材料, 可以實(shí)現(xiàn)在水溶液中的自我溶解, 其具有較好的粘合性和潤(rùn)滑性。

目前，世界上有機(jī)高分子材料的研究正在不斷地加強(qiáng)和深入。一方面，對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣，使它們的性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。另一方面，與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng)，并且取得了一定的進(jìn)展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。這類高分子材料在宇航、建筑、機(jī)器人，仿生和醫(yī)藥領(lǐng)域已顯示出潛在的應(yīng)用前景?？傊?，有機(jī)高分子材料的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)展，高分子材料必將對(duì)人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。