高分子材料科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程

高分子材料科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程高分子材料科學(xué)作為一種前沿學(xué)科，在當(dāng)前保持了一種持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。高分子材料科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程【1】摘要高分子材料科學(xué)作為一種前沿學(xué)科，在當(dāng)前保持了一種持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。本文從基本概念以及發(fā)展的過程向大家介紹這一門科學(xué)。關(guān)鍵詞高分子材料現(xiàn)狀可持續(xù)發(fā)展1高分子材料的相關(guān)概念1.1高分子材料的基本概念及高分子材料(macromolecularmaterial)，以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料。按可分為分為天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。人類社會(huì)一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料，并掌握了其加工技術(shù)。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等1.2高分子材料的分類高分子材料按照特性分為橡膠、纖維、塑料、膠粘劑、涂料和高分子基復(fù)合材料等，其中前三種被稱為高分子的三大材料。橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈柔性好，在外力作用下可產(chǎn)生較大形變，除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料，經(jīng)過紡絲和后處理制得。纖維的次價(jià)力大、形變能力小、模量高，一般為結(jié)晶聚合物。塑料是以合成樹脂或化學(xué)改性的天然高分子為主要成分，再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價(jià)力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。2高分子材料科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程2.1高分子材料科學(xué)的發(fā)展歷史高分子學(xué)科的建立，至今不到80年。從遠(yuǎn)古時(shí)期開始，人類就已經(jīng)學(xué)會(huì)使用天然高分子材料，比如天然的樹脂、橡膠、棉花、木材等。20世紀(jì)20年代，才出現(xiàn)高分子科學(xué)的概念。到了20世紀(jì)30年代，高分子材料工業(yè)才步入發(fā)展階段，而到了20世紀(jì)50年代配位聚合的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了高分子材料的發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)下半葉，高分子取得了一系列突破性的進(jìn)展，比如聚烯烴的多元聚合，設(shè)計(jì)合成嵌段，超支化等聚合物等。2.2高分子材料科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)入21世紀(jì)，單單從一個(gè)大方向來描述高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀是不可取的也是不全面的，所以將簡(jiǎn)單分為幾個(gè)領(lǐng)域分別介紹目前的發(fā)展現(xiàn)狀。在電氣工業(yè)領(lǐng)域，高分子材料也有杰出的表現(xiàn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，高分子材料在電子、家電和通信領(lǐng)域。我國(guó)電氣生產(chǎn)大國(guó)，全行業(yè)對(duì)高分子材料需求量較大用量。高分子材料輕質(zhì)、絕緣、耐腐蝕、表面質(zhì)量高和易于成型加工的特點(diǎn)正是生產(chǎn)各種家用電器的最佳材料，而家用電器是人們的必須生活用品，所以高分子材料在電氣工業(yè)的發(fā)展是會(huì)一直進(jìn)行下去的。在機(jī)械制造領(lǐng)域更加少不了高分子材料。比如，目前世界不少轎車的塑料用量已經(jīng)超過120千克/輛，德國(guó)高級(jí)轎車用量已經(jīng)達(dá)到300千克/輛?？梢娫谄囍圃旆矫妫叻肿拥陌l(fā)展還是比較成熟，系統(tǒng)的。并且可以預(yù)見，隨著汽車輕量化進(jìn)程的加速，塑料在汽車中的應(yīng)用將更加廣泛高分子材料還在航空航天，建筑工程，醫(yī)療，包裝行業(yè)等眾多領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)比較成熟，并且正在朝著一個(gè)更加規(guī)范，更加科學(xué)，更加和諧的方向穩(wěn)定發(fā)展2.3高分子材料科學(xué)的發(fā)展前景高分子材料科學(xué)代表的是一種前沿技術(shù)，其發(fā)展趨勢(shì)也必然要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的潮流和最先進(jìn)工業(yè)發(fā)展的需求。2.3.1精細(xì)化隨著時(shí)代的發(fā)展，精細(xì)化必然成為材料的主流趨勢(shì)，未來將納米技術(shù)融入其中也是勢(shì)在必行的。高分子材料的納米化可以依賴于高分子的納米合成，這既包括分子層次上的化學(xué)方法，也包括分子以上層次的物理方法。利用外場(chǎng)包括電場(chǎng)、磁場(chǎng)、力場(chǎng)等的作用，采用自組裝或自合成等方法，靠分子間的相互作用，構(gòu)建具有特殊結(jié)構(gòu)形態(tài)的分子聚集體。2.3.2綠色友好化在強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的21世紀(jì)，任何事物都在漸漸轉(zhuǎn)型，高分子材料也不例外。實(shí)現(xiàn)綠色友好化，需要在材料的合成，生產(chǎn)，運(yùn)用三方面全方位實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在的高分子合成材料對(duì)石油的依賴性特別強(qiáng)，尋找可以替代石油的其它資源，則成為21世紀(jì)的高分子化學(xué)研究中的一個(gè)迫切需要解決的問題。調(diào)節(jié)原子和分子在物質(zhì)中的組合配置，控制物質(zhì)的微觀性質(zhì)、宏觀性質(zhì)和表面性質(zhì)，就可能使某種物質(zhì)滿足某種使用要求，這種物質(zhì)就能作為材料來使用。2.3.3智能化在這個(gè)智能材料的時(shí)代，高分子化學(xué)同樣承擔(dān)著不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可隨外界條件的變化而有意識(shí)的調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)，如若實(shí)現(xiàn)，也必然會(huì)對(duì)人類發(fā)展發(fā)揮巨大的作用。3結(jié)語本文通過比較淺層次的語言向大家介紹了高分子這門前沿科學(xué)，相信在今后的生活中，隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的人會(huì)認(rèn)識(shí)高分子材料，并投入到這門與人類生活息息相關(guān)的科學(xué)研究中去。參考文獻(xiàn)[1]富彥珍，王雅珍，李青山，馬立群，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化的研究與實(shí)踐[J].高等工程教育研究，xx(03).[2]楊利庭，趙敏，高俊剛.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用性理科高分子人才[J].高等理科教育，xx(02).[3]何平笙，楊小震.“分子的性質(zhì)“軟件用于高分子科學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)[J].高分子通報(bào)，2000(01).[4]王亞男，李婷婷，徐聰.淺析目前我國(guó)高分子化工材料的發(fā)展現(xiàn)狀[J].人力資源管理，xx(5).[5]汪煥心.我國(guó)高分子材料未來發(fā)展的方向[J].廣州化工，xx(2).[6]喬金??.高分子材料發(fā)展熱點(diǎn)展望[J].新材料產(chǎn)業(yè)，xx(2).高分子材料的發(fā)展前景【2】摘要：隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，以及人們對(duì)知識(shí)的追求，對(duì)高分子材料的性能提出了各種各樣新的要求?，F(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無機(jī)非金屬材料相同，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料。本文主要分析了高分子材料的發(fā)展前景和發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：高分子材料;發(fā)展;前景一高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)高分子材料作為一種重要的材料，經(jīng)過約半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展巳在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。從高分子材料與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、高技術(shù)和現(xiàn)代生活密切相關(guān)的角度說，人類已進(jìn)人了高分子時(shí)代。高分子材料工業(yè)不僅要為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的衣食住行用等不斷提供許多量大面廣、日新月異的新產(chǎn)品和新材料又要為發(fā)展高技術(shù)提供更多更有效的高性能結(jié)構(gòu)材料和功能性材料。鑒于此，我國(guó)高分子材料應(yīng)在進(jìn)一步開發(fā)通用高分子材料品種、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)以滿足市場(chǎng)需要的基礎(chǔ)上重點(diǎn)發(fā)展五個(gè)方向：工程塑料，復(fù)合材料，液晶高分子材料，高分子分離材料，生物醫(yī)用高分子材料。近年來，隨著電氣、電子、信息、汽車、航空、航天、海洋開發(fā)等尖端技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和為了適應(yīng)這一發(fā)展的需要并健進(jìn)其進(jìn)?步的發(fā)展，高分子材料在不斷向高功能化高性能化轉(zhuǎn)變方面日趨活躍，并取得了重大突破。二高分子材料各領(lǐng)域的應(yīng)用1高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，“以塑代鋼”，“塑代鐵”成為目前材料科學(xué)研究的熱門和重點(diǎn)。這類研究拓寬了材料選用范圍，使機(jī)械產(chǎn)品從傳統(tǒng)的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。如聚氨酉旨彈性體，聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出，在某些有機(jī)溶劑如煤油、砂漿混合液中，其磨耗低于其它材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機(jī)葉輪、蓋板，廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機(jī)械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性，對(duì)金屬的同比磨耗量比尼龍小，用聚四氟乙烯、機(jī)油、二硫化鑰、化學(xué)潤(rùn)滑等改性，其摩擦系數(shù)和磨耗量更小，由于其良好的機(jī)械性能和耐磨性，聚甲醛大量用于制造各種齒輪、軸承、凸輪、螺母、各種泵體以及導(dǎo)軌等機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。在汽車行業(yè)大量代替鋅、銅、鋁等有色金屬，還能取代鑄鐵和鋼沖壓件。2高分子材料在燃料電池中的應(yīng)用高分子電解質(zhì)膜的厚度會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生很大的影響，減薄膜的厚度可大幅度降低電池內(nèi)阻，獲得大的功率輸出。全氟磺酸質(zhì)子交換膜的大分子主鏈骨架結(jié)構(gòu)有很好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性，氟素化合物具有僧水特性，水容易排出，但是電池運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保水率降低，又要影響電解質(zhì)膜的導(dǎo)電性，所以要對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行增濕處理。高分子電解質(zhì)膜的加濕技術(shù)，保證了膜的優(yōu)良導(dǎo)電性，也帶來電池尺寸變大增大左右、系統(tǒng)復(fù)雜化以及低溫環(huán)境下水的管理等問題。現(xiàn)在一批新的高分子材料如增強(qiáng)型全氟磺酸型高分子質(zhì)子交換膜耐高溫芳雜環(huán)磺酸基高分子電解質(zhì)膜納米級(jí)碳纖維材料新的一導(dǎo)電高分子材料等等，已經(jīng)得到研究工作者的關(guān)注。3高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用及發(fā)展高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用：新一代種子化學(xué)處理一般可分為物理包裹利用干型和濕形高分子成膜劑，包裹種子。種子表面包膜利用高分子成膜劑將農(nóng)用藥物和其他成分涂膜在種子表面。種子物理造粒將種子和其他高分子材料混和造粒，以改善種子外觀和形狀，便于機(jī)械播種。高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中研究開發(fā)進(jìn)展：種子處理用高分子材料已經(jīng)從石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向發(fā)展。其中較為常見和重要的高分子材料類型包括多糖類天然高分子材料，具有在低溫情況下維持較好膜性能的高分子材料，高吸水性材料，溫敏材料，以及綜合利用天然生物資源開發(fā)的天然高分子材料等，其中利用可持續(xù)生物資源并發(fā)的種衣劑尤為引人關(guān)注。4高分子材料在智能隱身技術(shù)中的應(yīng)用智能隱身材料是伴隨著智能材料的發(fā)展和裝備隱身需求而發(fā)展起來的一種功能材料，它是一種對(duì)外界信號(hào)具有感知功能、信息處理功能。自動(dòng)調(diào)節(jié)自身電磁特性功能、自我指令并對(duì)信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料/系統(tǒng)。區(qū)別于傳統(tǒng)的外加式隱身和內(nèi)在式雷達(dá)波隱身思路設(shè)計(jì)，為隱身材料的發(fā)展和設(shè)計(jì)提供了嶄新的思路，是隱身技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，高分子聚合物材料以其可在微觀體系即分子水平上對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、通過化學(xué)鍵、氫鍵等組裝而成具有多種智能特性而成為智能隱身領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。三高分子材料的發(fā)展前景1高性能化進(jìn)一步提高耐高溫，耐磨性，耐老化，耐腐蝕性及高的機(jī)械強(qiáng)度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方向，這對(duì)于航空、航天、電子信息技術(shù)、汽車工業(yè)、家用電器領(lǐng)域都有極其重要的作用。高分子材料高性能化的發(fā)展趨勢(shì)主要有創(chuàng)造新的高分子聚合物，通過改變催化劑和催化體系，合成工藝及共聚，共混及交聯(lián)等對(duì)高分子進(jìn)行改性，通過新的加工方法改變聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，通過微觀復(fù)合方法，