浅析高分子材料发展现状和应用趋势

浅析高分子材料发展现状和应用趋势

【篇1】浅析高分子材料发展现状和应用趋势一、有机高分子材料概述

有机高分子材料是指区别于通用的、具有高性能或特殊功能等特点的有机高分子材料，表现为性能优异，价格高，产量低。其特点覆盖面广、产品种类多；投资与技术高度密集，技术含量高；高风险、高收益。按使用性质划分，有塑料、橡胶、合成纤维、专用及精细化学品等；按用途划分有结构型和功能型；按功能型细分则有光、电、磁功能和生物相容功能；以生物质为原料生产的高分子材料也被划入了新型有机高分子材料。新型有机高分子材料应用广泛，工程塑料、复合材料、功能高分子材料、有机硅及氟系材料、液晶材料、特种橡胶、高性能密封材料等新型高分子材料被广泛应用于电子电器、交通运输、机械、建筑、生物、医疗及农业生产资料等领域。

二、有机高分子材料国内现状

国内有机高分子材料的研究不断取得新的进展：国家重点科技攻关项目聚醚砜、聚醚醚酮、双马型聚酰亚胺等类树脂专用材料及其加工技术，通过了国家有关部门的验收；一种用于家电产品的新型紫外光固化涂料 JD－1紫外光固化树脂已开发成功；超高分子量聚丙烯酰胺合成技术在大庆油田化工总厂研制成功； PTC智能恒温电缆、多功能超强吸水保水剂、粉煤灰高效活化剂

等等，都是我国在高分子材料领域取得的不俗成果。我国在高分子单链单晶的研究也取得国际领先的成绩：成功地制备出顺丁橡胶的单链单晶，独创性地开展了单分子链玻璃体的研究，首次观察到高分子液晶态的新的纹影结构。

塑料行业单纯从实验室阶段的研究来讲，我国与国际上的差距并不是很大。但从实验室研究走向产业化这一阶段，与国外相比，我们的差距就被大幅度拉开了，因此塑料产业的发展趋势主要是尽快对主要新型品种的产业化。橡胶工业的发展重点是进一步完善橡胶装置技术工艺，进行产品结构调整，提高氯丁胶、乙丙橡胶、丁腈胶和丁基胶的产业化生产能力；充分利用原料、市场条件现已成熟的有利时机，加快推进异戊橡胶工业化进程，尽快实现工业化生产；大力发展改性丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶等市场急需的产品品种。

十一五期间，国家把精细化工列为优先发展的六大领域之一，并将功能涂料及水性涂料，染料新品种及其产业化技术，重要化工中间体绿色合成技术及新品种，电子化学品，高性能水处理化学品，造纸化学品，油田化学品，功能型食品添加剂，高性能环保型阻燃剂，表面活性剂，高性能橡塑助剂等列为精细化工技术开发和产业化的重点。近几年，许多省市都把建设精细化工园区，作为调整地方化工产业布局、提升产业、发展新材料产业、推进产业集聚的重要举措。

生物催化合成已成为化学品合成的发展重点，生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的优势；具有原料来源广、制备简单、质量好及环境污染少等优点，特别是利用生物技术可生产一些用化学方法无法生产或生产成本高以及对环境产生不良影响的新型材料；传统的发酵工业正逐步由基因重组菌种取代或改良。2023年国家又针对生物能源和生物化工出台了财税扶持政策，明确今后将通过实施财税扶持政策，支持地方大力发展生物能源与生物化工产业。

我国已确定将工程塑料、重大通用塑料改性新品种、重大橡胶及橡胶复合材料的工业化技术、生物化工材料及精细功能材料作为优先发展的重点领域，建立若干个材料原料生产基地和配套助剂的研究和产业化基地，对已有的国家级化工材料工程中心给予更大的投入，建立若干个化工设备、工程放大研究中

有机高分子材料由于具有许多其他材料不可比拟的性能，已成为尖端技术各个领域不可缺少的材料，其发展状况直接关系到国家的经济实力、技术水平和国防安全。目前世界三大合成高分子材料(合成树脂、合成纤维、合成橡胶)的产量已高达1．8亿吨，其中80％以上为合成树脂及塑料，发展十分迅速。近几年世界各国在高分子新材料、新技术、新原理的研究上都取得了新的进展，使产品的性能不断提高，新的品种不断出现。以占合成树脂和塑料产量35％以上的聚烯烃为例，继高效负载型催化剂之后的茂金属催化剂因其催化活性高，单一活性中心、聚合物结构可精确调控等特点，已逐步取代传统催化剂，茂金属聚合物如茂金属线形低密度聚乙烯等已进入市场，对合成树脂工业将产生巨大影响。

三、有机高分子材料未来发展趋势

目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。例如，塑料一般作为绝缘材料被广泛使用，但是近年来，为满足电子工业需求又研制出具有优良导电性能的导电塑料。导电塑料已用于制造电池等，并可望在工业上获得更广泛的应用。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景。

【篇2】浅析高分子材料发展现状和应用趋势 1高分子材料概述

高分子材料是以高分子化合物作为原材料的一种新型材料，它由分子质量相对较高的化合物组成，由很多个原子以共价键的方式组合而成，具有重复结构

2高分子材料在生活中的应用

2.1聚乙烯(PE)由乙烯聚合而成的高分子化合物，在工业上也包括少量烯烃的共聚物。由于生产工艺的不同，它们的密度，用途

和性能也有不同，乙烯材料来源很广阔，目前成为了世界上产量最大的塑料品种。聚乙烯无味，无毒，是具有优良耐低温性能的热塑性塑料。在日常生活中使用的塑料杯，塑料包装袋等等，都是用聚乙烯塑料所制作的。聚乙烯化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般的溶剂，电绝缘性好而吸水率极低，可以用来制作电缆的保护层。聚乙烯塑料的缺点就是耐热性比较差，机械强度较低。在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在加工温度下，因氧化作用，也会使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹。

2.2聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯是由苯乙烯单体经过自由基加聚反应合成的聚合物。它是一种无色透明的热塑性塑料，有仅次于玻璃的透光率，它密度小，并且耐酸碱的腐蚀。普通的聚苯乙烯塑料刚度大，玻璃化温度高，但是性质较脆，加工过程受热发泡，用于制作泡沫产品。高抗冲聚苯乙烯是和丁二烯的共聚物，提高了材料的冲击强度，但透明度下降。聚苯乙烯的电绝缘性能好，因此多用于电器中的绝缘材料。

2.3聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯是氯乙烯单体聚合成的高分子材料。它是无定形结构的白色粉末，

相对密度1.4左右，玻璃化温度77~90℃，对光和热的稳定性差，在100℃以上温度下，就会分解产生氯化氢，引起变色，性能迅速下降，在实际使用中必须加入稳定剂来提高对光和热的稳定性。

在聚氯乙烯中加入发泡剂，就能制成泡沫塑料。质量轻，绝热性和隔音性能优良，广泛用于建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面。

3高分子材料的发展前景

随着生产和科技的发展，以及人们对知识的追求，对高分子材料的性能提出了各种各样新的要求。总的来说，今后高分子材料的发展趋势是高性能化、高功能化、复合化、智能化以及绿色化。

3.1高性能化

提高耐高温，耐磨性，耐腐蚀性，耐老化及高的机械强度等方面是高分子材料发展的重要方向，这对于航空、汽车工业、航天、电子信息技术、家用电器领域都有非常重要的作用。高分子材料高性能化的发展趋势主要有：(1)创造新的高分子聚合物;(2)通过改变催化剂和催化体系，合成工艺及共聚，共混及交联等对高分子性能进行改进;(3)通过新的加工方法改变聚合物的聚集态结

构;(4)通过微观复合方法，对高分子材料进行性能改变。

3.2高功能化

高分子材料的高功能化是材料领域最具活力的新领域，目前已研究出了各种各样新功能的高分子材料，可以作为人造器官的医用高分子材料等。鉴于以上发展，高分子分离膜、高分子吸水性材料、光致抗蚀性材料、高分子催化剂等

都是功能高分子的研究方向。

3.3复合化

为了发挥不同材料的优点，克服单一材料的缺点和不足，提高经济效益，使高分子材料的应用更为广泛而有了高分子材料的复合化。高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向，目前主要用于航空造船、航天、海洋工程等方面，今后复合材料的研究方向主要有：(1)研究并开发高性能、高模量的纤维增强材料;(2)合成具有高强度，优良耐热性和优良成型加工性能的基体树

脂;(3)界面性能，粘结性能的提高及评价技术的改进等方面。

3.4智能化

智能化的高分子材料是使材料本身带有生物所具有的高级智能，例如预知预告性，自我修复，自我诊断，自我识别能力等特性，对环境的变化可以做出相应的解答;根据人体的状态，控制和调节药剂释放的微胶囊材料，根据生物体生长或愈合的情况或继续生长或发生分解的人造血管人工骨等医用材料。

3.5绿色化

我们的日常生活中虽然高分子材料对起了很大的作用，但是高分子材料也给我们带来了不小的污染。现在很受关注的从生产到使用能节约能源与资源，排放废弃物少，对环境污染小，又能循环利用的高分子材料，要求高分子材料生产的绿色化。研究高分子材料的绿色化主要有以下几个方向：(1)开发原子经济的聚合反应;(2)选用无毒无害的原料;(3)利用可再生资源合成高分子材料;(4)高分子材料的再循环利用。

4结束语

总的来说，高分子材料对我们的未来影响是不可预测的。我国虽然在高分子材料的开发和利用方面起步比较晚，然而目前看来进步的速度也是越来越快，高分子材料已经为我国的经济建设做了重要的贡献，我们应该更加提高技术水平，加强对新材料的开发，以提高生活的质量，让高分子材料成长得更加全面，更好地为人类服务。

【篇3】浅析高分子材料发展现状和应用趋势 1高分子材料在工程建筑中的运用状况

1.1直接节能型高分子材料

这种材料可以用作建筑外墙的结构保温涂料或者材料，具有较强的保温效果，而且还具备了良好的防火、防水性能，具有优良的化学稳定性，较低的膨胀率与较长的使用寿命等多种性能。经常被用作建筑外墙的若干保温高分子材料如下所示：酚醛树脂聚氨酯与高分子包覆的有关相变复合材料。它们既能够有效地满足建筑工程的安全性能与保温效果，又便于施工等。

再者，硬质聚氨酯泡沫塑料的闭孔率超过了90%，孔洞中充满了一氟二氯乙烷与二氧化碳等，发泡剂，它们的导热率都比较低。在完成了现场喷涂聚氨酯后，通常情况下导热率维持在0.020W/（m K），即便老化以后，它的导热率仍然比较稳定，大致处于0.023W/（m K）的水平，它的保温效果在很大程度上超过了其他材料。聚氨酯材料的疏水性能非常出色，它具有较高的闭孔率，水分不容易进入到材料内部中，防水性能非常優异，能够预防材料遇水膨胀的问题，可以确保它拥有稳定的尺寸。这种材料的黏附性能十分优越，它和纤维板、胶合板、木板、混凝土、金属板等材料的黏附强度，在很大程度上超过了聚氨酯泡沫材料的实际撕裂强度。在在建筑工程的施工过程中，便于操作，不要求非常严格的施工环境。

1.2间接节能型高分子材料

此类材料能够减少高分子材料所需要的生产成本，切实增加材料本身的使用寿命等，以节约能源资源，提升以往的高分子材料的化学稳定性、耐水性、加工性、抗菌性、耐老化性等，以实现节能木板。以纳米氧化锌、纳米二氧化钛与纳米银复合而成的高分子杂化材料，和末端为吡啶盐烷烃长支链、季磷盐、季铵盐的高分子材料，具有较强的抗菌性能。此类材料会被用做外墙、管道、内墙所需要达到涂料，在濕度较大的条件下，能够显著地改进材料易于霉变的状况，切实增加它的使用寿命。压缩材料的实际成型时间，或削减材料成型所需要的条件，这些都输间接性地减少能耗的手段之一，紫外光固化的相关涂料具有较快的固化速度，而且具有优良的稳定性、光学、力学性能，因此这种高分子材料具有非常广泛的应用前景。

2功能性节能或储能高分子材料

此类高分子材料运用在建筑工程中，主要是热致变色型高分子材料与聚合物太阳能电池。前者对温度非常敏感，是非常具有代表性的功能性节能材料，重点用来制作建筑物的外墙与屋顶的涂料。后者是把光能转换为电能，而且将这些电脑储存起来，能够为室内提供充足的电力支持，能够用在玻璃、外墙、屋顶等多个领域。

最近若干年来，聚合物太阳能电池持续地提升了光电的实际转换效率，澳大利亚的相关设计师与2023年设计出了绿叶型聚合物太阳能电池，它的光电转换效率业已超过了11.00%，而且便于人们使用此类太阳能电池，只要它被贴在房间的玻璃窗，就能够储存一定数量的电能，为室内用电提供支持，在很大程度上促进了这类电池运用在建筑工程方面的进展。

作为热致变色高分子材料，聚N-异丙基丙烯酰胺的相转变温度大致达到了31.5℃。在低于相转变温度的情况下，其内部氢键的密度超过了范德华力的相关密度，聚合物呈现出黑色;在温度超过相转变温度后，其内部氢键循序渐进地变成了范德华力，其聚合物呈现为白色。把这种高分子材料用作外墙涂料或者屋顶材料时，冬天温度较低的情况下显示为黑色，有利于建筑物吸收更多的热量，发挥良好的保温作用。夏天温度较高时，显示为白色，有利于建筑物强化自身的表面热量反射，实现了降温的目的。和没有采用此类涂料的相关建筑物比较，冬天时此类节能型建筑的室内温度大致提高了2℃，夏天室内温度大致降低了1℃，在很大程度上削减了冬天室内供暖与夏天制冷需要的能量损耗。

3高分子材料在工程建筑中的发展趋势

人们对工作环境与居住环境提出了越来越高的要求，因此应该结合上述要求，持续地改进和研发高分子技术，制造出更高性能的高分子材料。要设计出有利于优化设计，提升建筑施工效果的高分子材料。持续地完善高分子材料的具体运用方法，打造产学研与建筑实务一体化的高分子材料运用研究体系。努力地培养高质量的高分子材料专业人才，设计出能够运用到建筑工程诸多领域的此类材料，而不能只局限于室内设计与粉刷涂漆方面。还要结合国内外建筑行业的最新发展趋势，有针对性地创新高分子材料，要结合建筑工程的具体情况，搭配个性化、针对性的高分子材料，充分地利用室内外空间。

4结束语

从上文分析可以看出，各种类型的高分子材料性能和功能日益增强，它们具有良好的化学稳定性、易加工、质量轻，而且还具备了环境敏感、光电转化、隔热保温等多种功能，在建筑工程领域中的应用前景必将越来越广泛。

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