高分子材料应用前景
啊书 晓玉 智新
广东轻工职业技术学院 佛山南海 528000
摘要：高分子材料在当今世界乃至未来的世纪都充当着举足重轻的角色，尤其是在在开发新型替代能源方面, 在节约资源、能源和保护生态环境方面更是发挥着不可替代的作用。新时代的高分子材料更是与各行各业紧密不可分，科学家将在更多方面探究高分子材料，与时代低碳节能的生活呼应，高分子材料与产品也会越来越适应这时代的主题。
关键字：高分子材料、加工行业、发展前景、电气工业、生物降解性能、新进展方向、智能高分子
天然高分子是生命起源和进化的基础。过去一开始使用天然高分子材料，再后来高分子材料也只是用在很低劣的加工技术合成产品，使用率不高，虽然在各个行业，生活各处应用广泛，当今社会日新月异，无论是对高分子材料还是加工技术都要求很高，高分子材料更像多功能方向发展，技术也要越来越成熟与节能。而且也在回收利用的方面也有很高要求。
一 高分子加工行业的现状分析
自19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。之后高分子产品就风靡全球，得到各个地区，男男女女，老老少少的喜爱，它给我们的生活带来了不可或缺的方便与作用。或者也可以说，因为高分子材料，世界有往前迈进了一大步。正因为如此，与高分子材料有关的行业迅猛发展了起来，尤其是高分子材料加工行业更如雨后春笋，在世界各地，欣欣向荣。未来高分子的发展，更是势不可挡。
1999年3月29日的美国《时代》周刊评出了20名在20世纪里最具影响力的科学家和思想家，其中唯一一名化学家就是贝克兰（Ｌ．Ｂａｅｋｅｌａｎｄ），显然这是因为在20世纪的化学领域里，对人类影响最大的莫过于出现了塑料及其他合成高分子材料。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。近几十年来，中国塑料工业发展迅猛，随着石油化工迅速发展，高分子材料将越来越广泛应用于工业.农业.电子.国防.建筑以及日常生活等各个领域。目前世界合成树脂产量已远远超过1.4亿吨，1999年，中国合成树脂产量为803万（其中PVC190吨，PE281万吨，PP264万吨，PS55万吨，ABS12万吨）。中国已成为一个合成树脂大国。中国塑料制品随着国外市场需求的变化，不断地进行调整与优化，全国塑料加工能力在2000年为2000万吨，塑料制品总产量已超1500多万吨。中国塑料制品近几年出口也迅速增长。
塑料加工行业也越来越机械化，越来越自动化。目前高分子加工行业无论是原材料的生产.塑料制品的加工.塑料机械的制造已至塑料的应用都形成了一套较完成体系，并具备了一批国际先进水平的现代化企业。中国是一个具有12亿人口的大国，建筑业的市场非常大。另外高分子材料也应用在农业中，各种农业科学技术含量超高的农用产品。而且在居民的日常生活中，高分子产品也是密不可分的。可见未来，高分子材料的产品将在人们生活中充当着越来越重要的角色。
二、高分子材料加工行业发展前景
在现在高分子材料在国民经济中与钢铁、木材、水泥一起并称为四大基础材料，被认为是推动社会生产力房展的新型材料，现在已被用在各行各业的生产。
高分子材料在电气工业的发展，随着时代的发展，高分子材料在电子、家电和通信领域。高分子在电气电子工业主要用作绝缘、屏蔽、导电、导磁等材料；在通信领域，高分子材料的需求量随着社会的发展，高分子材料不仅广泛用于各类终端设备，而且作为生产光纤、光盘等高性能材料使用。我国电气生产大国，全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点这正是生产各种家用电器的最佳材料,而家用电器是人们的必须生活用品，高分子材料电气工业的发展是不会停止。
高分子材料在农业的发展，近年来我大地区实施的地膜覆盖、温室大棚以及节水灌溉等新技术，使农业对高分子材料的需求越来越大。使用地膜覆盖可保温、保湿、保肥、保墒，并可以除草防虫，促进植物生长，提前收割，从而提高农作物的产量；应为使用温室大棚和遮阳网才使得蔬菜和鲜花四季生长；高分子材料质轻、耐蚀、不结垢、易于运输、安装和使用，在现代农业灌溉中被广泛运用；此外，绳索、洗衣具、渔网、鱼筐等也用高分子材料，经久耐用又容易清洗。
高分子材料在建筑工程上的应用，在现在的建筑工程没有不见高分子材料的，可见高分子材料制品有排水管道、导线管、塑料门窗、家具、洁具和装潢材料和防水材料。在20世纪70年代以后低发泡塑料等结构材料的发展大量取代木材，使得高分子材料在建筑材料中用作结构件增长很快；目前，塑料管道在我国建设领域累计使用量高达近2000万吨。2008年，建设行业塑料管道工程使用量达到200多万吨，其中：市政工程约用量130万吨，建筑工程约70万吨，2008年市场占有率达到45%左右。有关专家根据住房和城乡建设行业的发展速度做了分析：未来几年后随着住房和城乡建设领域
对塑料管道的不断需求，预计年需求量大约在300万吨左右。
高分子材料在包装行业的应用，高分子材料塑料薄膜用以包装早就融入日常生活之中，食品、针织品、服装、医药、杂品等轻包装绝大多数都用高分子材料包装；化肥、水泥、粮食、食盐、合成树脂等重包装由高分子材料编织袋取代过去的麻袋和牛皮纸包装；高分子材料容器作为包装制品既耐腐蚀，有比玻璃容器轻、不易碎，在运输带来了很多方便。及统计包装已经成为塑料应用最大的市场。2004年，中国包装用塑料消耗量达540万吨，预计2005年这一数字将达到625万吨。对包装工业而言，塑料是包装用材料增长最快的品种。专家预测，2008年塑料将在多个应用领域超过纸包装成为用量最大的包装材料。塑料包装应用的快速发展，一方面得益于塑料良好的适应性与易加工性，另一方面，各种功能产品不断推出，成为市场迅速扩张的最大推动力；全球塑料年消耗量已达1.76亿吨。其中，包装塑料制品雄踞首位。根据不同国家或地区特点，塑料包装占塑料总用量的25%-70%不等。从包装用材料而言，塑料包装已远远超过玻璃、金属、木材等传统的包装材料，仅次于纸制品而居第二位，但其发展速度则远高于纸包装及其他包装材料。
高分子材料在汽车行业的运用。相比传统的金属件(Metallic Parts)，高性能的塑料件(Nonmetallic Parts)具有成本低、重量轻、可塑性强、原材料渠道多样化、可替换性强等诸多优点。目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克 / 辆，个别车型还要高，德国高级轿车用量已经达到300 千克 / 辆 。 国内一些轿车的塑料用量已经达到200 千克 / 辆 。可以预见，随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛。
高分子材料在国防、航天、航天科技领域和医学领域也有重要地位。
三 高分子的发展趋势
1 改善高分子材料对资源的依赖
当代合成高分子材料主要来自于石油这种化工资源，二石油的生长又是一个漫长的地质过程，石油资源正日益减少而无法及时再生。因此，有必要寻找可以代替石油的其他资源来作为合成高分子材料的原料来源。最有效的就是使用天然高分子，也可以探究无机高分子材料的合成。可结合基因工程的方法，促使植物产出更多的可以直接利用的天然高分子。或者通过地球上富有的资源合成高分子。
2 成为低碳资源，易回收再利用
合成高分子材料的生产要尽可能实现零排放，零污染。使其实现绿色化学过程，成为一种绿色材料。研究高分子材料的环境同化，实现高分子材料的生物降解.无害焚烧乃至高分子材料治理
环境污染。提高高分子材料的循环和再生使用的价值和效率。使高分子材料与环境和谐，发展前景广阔。
3开辟新型功能材料产业
新产业的兴起于兴旺，需要新型材料给予支撑。而高分子材料早就充当了多次这种角色。先进高分子结构材料.光电高分子材料.高分子光通讯材料.生物高分子材料和高分子材料智能系统等新型材料的研发，需要不同行业支持和不同的技术支撑。钢铁.陶瓷.高分子这些传统的材料之间的界限越来越模糊而融合也越来越明显，通用材料也功能材料之间的相互渗透也越来越明显等。性能越来越好的高分子材料在生活中，生产上应用的越来越广。
4 高分子导电材料的新进展方向
电高分子材料掺杂导电剂复合导电材料随着信息化和高科技的进步, 对特殊功能高分子材料的需求与日俱增。高分子导电材料是其中之佼佼者, 它 是投入力量较多, 实用化成就最大的一种重要功能材料。迄今学术界、产业界都在踊跃地对它进行研究、开发。高分子导电材料包括导电高分子材料和复合导电材料。导电高分子材料分为结构型和热分解型两类。
5 高分子材料生物降解性能的进展方向
高分子材料以其优越的机械性能、良好的持久性以及较低的成本,自20世纪以来得到了非常广泛的应用。但正是由于其在环境中的持久性,废弃的高分子材料对环境的污染也日益扩大,成为一个令全世界关注的环境问题。
6 智能高分子材料是材料研究的新领域
智能高分子材料又称机敏材料,也被称为刺激- 响应型聚合物或环境感聚合物,是智能材料的一个重要的组成部分。它是通过分子设计和有机合成的方法使有机料本身具有生物所赋予的高级功能:如自修与自增殖能力,认识与鉴别能力,刺激响应与环境应变能等。环境刺激因素很多,如温度、 pH 值、 离子、 电场、 磁场、 溶剂、 反应物、 光(或紫光)、 应力和识别等,对这些刺激产生有效响应的智能聚合物自身性质会随之发生变化。它与普通功能材料的区别在它具有反馈功能, 与仿生和信息密切相关,其先进的设计思想被誉为材料科学史上的一大飞跃,已引起世界各国政府和多种学科科学家的高度重视。
结束语：
总而言之高分子材料不仅丰富了材料家族的品种，使人们的生活更加方便、多彩、给众多的工业产品带来新面貌，而且还在科技尖端领域占有一席之地。可见高分子材料对未来发展的潜力是远远大过其他材料。
参考文献
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（9）《高分分子
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。
①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。
②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。
③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。
④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。
⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。
高分子材料按用途分类
高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。
高分子材料的性能
高分子材料的结构决定其性能，对结构的
控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。
很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。
高分子材料的合成与加工
高分子材料在加工之前，要先进行合成，把单体合成为聚合物进行造粒，然后才进行熔融加工。高分子材料的合成方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。这其中引发剂起了很重要的作用，偶氮引发剂和过氧类引发剂都是常用的引发剂，高分子材料助剂暂无内容
往往对高分子材料性能的改进和成本的降低也有很明显的作用。
加工工艺 高分子材料的加工成型不是单纯的物理过程，而是决定高分子材料最终结构和性能的重要环节。除胶粘剂、涂料一般无需加工成形而可直接使用外、橡胶、纤维、塑料等通常须用相应的成形方法加工成制品。一般塑料制品常用的成形方法有挤出、注射、压延、吹塑、模压或传递模塑等。橡胶制品有塑炼、混炼、压延或挤出等成形工序。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。
在成型过程中，聚合物有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响，导致高分子降解、交联以及其他化学反应，使聚合物的聚集态结构和化学结构发生变化。因此加工过程不仅决定高分子材料制品的外观形状和质量，而且对材料超分子结构和织态结构甚至链结构有重要影响。