高分子材料的性能及其典型应用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 148 高分子材料的性能及其典型应用研究 王子阳 西北工业大学伦敦玛丽女王大学工程学院，陕西 西安 710000 摘要摘要：随着现代化程度的不断加深，各个领域和行业都有了进一步的提高。现代材料和资源得到了进一步的升级，如高分子材料就是现代人类科学技术进步的体现，也是目前人类生活中最常见的材料之一，最重要的是对未来人类生活的发展具有重要意义，有助于为我国高技术的发展提供物质支持。高分子材料的功能和特性是高技术产业发展的基础和关键。由于它的优点，它将在未来被广泛应用于我国的各个领域和行业。在这个对环境提出要求的新时代，高分子材料已成为世界工程的重要条件，他将成为人类文明进步和社会发展的重要关键。关键词关键词：高分子材料；性能及应用；高新技术发展 中图分类号：中图分类号：TB324 功能高分子材料，有时称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)，是由具有传输、转换或存储功能的能量和信息及其复合材料制成的高分子材料。它是 20 世纪 60 年代末迅速发展起来的一种新型高分子材料，含量丰富，品种繁多，发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料。功能高分子材料分为两大类：一类是在原有高分子材料的基础上，使其具有更高性能和功能的高分子材料，另一类是具有新功能的高分子材料。而功能高分子材料又分为化学功能高分子材料、光学功能高分子材料、电学功能高分子材料、高分子液晶等。1 高分子材料的定义 高分子材料的基础材料是高分子化合物，在此基础上，应添加其他材料、化学剂或高分子复合材料。高分子材料作为一种形态较为复杂的其他材料，会有各种各样的分类标准，如按性能、用途、材料组成都都可以进入分类。例如，塑料、橡胶、涂料按材料来源分类，这些是合成高分子材料还是天然高分子材料。这类高分子材料是根据内部结构的不同而分类的半合成高分子材料也是其中的一种，他具有较高的弹性强度和粘度，在机械状态方面具有多种结构特点。结构的变化使高分子材料具有千变万化的性能和广泛的应用。2 高分子材料的发展现状 在这个科学飞速发展的新时代，人们对知识和知识的不断探索正促使人们开发出更多创新的高分子材料，再加上对材料生活的不断需求，高分子材料在这方面的发展更加迅速。高分子材料在生产和制备过程中，需要更先进的技术和经济支持，他的应用将向各种新的领域扩展。越来越多的高分子材料被应用到人们的日常生活中，无论是在生产还是生活中，都为人类的发展提供了很多便利和优势。尤其是在日常生活中更是离不开它，人们生活中方便的小塑料袋、纤维材料等等，到航天科技零部件都需要大量使用高分子材料。同时，高科技产业的技术也离不开尖端的高科技产品。此外，高分子材料也将朝着绿色、智能化、高性能的方向发展，因此高分子材料的未来应用在中国受到了更多的关注。此外，如耐高温、耐腐蚀、高强度的特种高分子材料，也将成为热点。3 新型高分子材料的类型 3.1 聚合物分离膜 我们通常采用高分子复合材料分离流体混合物功能的膜称为高分子分离膜。20 世纪 30 年代，纤维素酯材料首次被用于制备聚合物分离膜。随着技术的进步，逐渐采用了各种性能的聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等。为了获得均聚物所不具备的性能，共聚物逐渐被引入到生产活动中。新型高分子分离膜主要包括复合分离膜、智能分离膜、分子识别功能高分子膜、新型耐高温高分子分离膜等，广泛应用于水净化、食品安全、医疗保健等方面。3.2 注塑工艺 注射成型技术在工艺过程中使用新型高分子材料是最常见和最常用的技术之一，在这种技术的发展下，通过新型高分子材料的技术，制造出更加复杂和高质中国科技期刊数据库 工业 A 149 量的定量产品。注塑加工技术是在中国制造业和机械工业的不断发展下，随着新型高分子材料的生产和扩展而发展起来的一种新型技术。经过这一技术发展，中国制造业和机械工业的水平提高了一个台阶，并在不断的发展中，随着新型高分子材料的更新和质量的提高，不断的技术进步和强大的制造工艺。3.3 利用高分子材料，合成更稳定的高分子材料 高分子材料组合是指一种新型高分子材料的抗老化方式，主要是指利用各种性质的高分子材料一起加工的方法，形成一种特性相对稳定的高分子材料。当这些新型高分子材料受到内部环境污染或外部环境影响时，很难进行抗氧化反应，从而与一般高分子材料相比，抗氧化速度减慢，老化速度也会相对降低。当然，这些抗老化措施也有一定的局限性，主要是因为并不是所有的高分子材料都可以结合在一起形成新材料，防止老化。当多种高分子材料进行联合加工时，人们还应注意掌握这种高分子材料的特性，因为大分子材料不能共存就不能组成新的大分子材料，而且各种材料的加工工艺是不同的，所以这些因素也应包括在内。3.4 加强充填材料的预处理 在导热聚合物的制造中，填料的表面预处理技术可以提高材料的细化技术水平，如采用偶联剂、表面处理剂等方法作为填料预处理，使聚合物基体与导电传热填充质量完全融为一体，从而提高导热聚合物的导热性。因此，在制造过程中，采用铝粉作为填料，环氧树脂作为基体材料，并用聚乙醛完成填充材料的表面预处理。试验表明，经过预处理后，填料材料与环氧树脂基体已经完全融合在一起，如果进一步用偶联剂完成表面处理，那么最终制造出的高分子建筑材料的导热性能将显著提高。3.5 高分子磁性材料 毫无疑问，对大分子或聚合物的科学研究应该既复杂又专业，但物理学家在这方面的深入研究并不局限于一个小的范畴，并以此类推，探索聚合物的合成与其他各类材料的有机结合，从而有了聚合物磁性材料。在人类社会早期，由于当时生产生活中所使用的科学技术方法的限制，人们使用的磁铁大多是自然生产的。后来，由于工业革命的发展，制造磁铁的熟练技术得到了发展。然而，生产出来的磁铁仍有一些缺点。为了解决材料硬度大、易碎、和易加工性差的问题，人类首先提出了高分子磁性材料。它是利用机械磁粉检测和混合在塑料制品或橡胶中而生产出来的。该方法可生产出比重相对轻、易加热、整体成型等优点的复合高分子铁磁材料，对工作环境和日常生活具有普遍意义。4 高分子材料的典型应用 4.1 高分子材料在建筑中的应用 众所周知，高分子材料在现代工程中起着极其重要的作用，特别是在建筑工程中是一种非常有效的材料。常见的建筑材料有塑料、涂料、钢筋混凝土结构、陶瓷、玻璃等。目前高分子材料也作为第四大建筑材料应用于工程建设中。在建筑工程的各个方面应用更加广泛，重要性更加突出。它极大地改善和便利了人类的日常生活，已成为不可替代的重要建筑材料。高分子材料具有耐腐蚀、韧性更强、体积更小、组合效率高等优点。在传统意义上，墙面上的彩绘是对墙面起到保护和装饰的作用，有效地提高物品的使用效果。聚合物涂层也体现在这方面。它不仅具有较好的护墙效果，而且绿色无污染的特点将成为人们越来越喜爱的原因之一。除了这些基本功能外，高分子材料还具有其他特殊功能，如有效防护腐蚀、燃烧等特性。4.2 高分子材料在农业中的应用 高分子材料在农业上的应用，多作为农产品的包装，更具有绿色环保的特点，也更方便农民运输。在农业上取代传统材料后，不仅可以做到绿色、环保、节能，还可以为农民提供更多的便利。高分子材料由于保鲜和密封效果好，可以用来做鱼、水果、蔬菜这种保鲜差的农产品的储存、运输等，再加上高分子材料的成本不高，从而有效地提高了农产品的附加值。高分子材料在农产品包装中的应用发展，有一定的前进道路，需要对包装材料的研究有更深入的了解。解决农业环境问题需要高分子材料。高分子材料对农产品的质量和数量有一定的帮助，在土壤肥力方面可以提高农产品的生产质量，减少化肥带来的土壤污染。由于聚合物的分子模型具有一定的作用，有效地阻断了其他病菌或病毒的入侵。这样，肥料可以在植物生长过程中有效地提供养分，降低农产品的生产和运输成本。它还允许植物最大限度地利用肥料，减少对地下水和大气的氮污染。4.3 高分子材料在航空航天领域的应用 聚合物的航空航天应用也在发展，对塑料的要求中国科技期刊数据库 工业 A 150 比过去的玻璃增强塑料更高。本身在航空航天工程中也需要使用更多的优点聚合物，如耐高温、耐腐蚀等。它适用于制造发热、受力、绝缘、通过磨削传递、耐化学介质等零件，如航空航天的精密零件需要采用高分子材料，主要是因为高分子材料具有最高的特性和优势。聚合物作为一种良好的密封材料，在航空航天领域有其独特的地位。具有良好的化学稳定性，可在高低温下稳定使用，可用于各种有机、无机溶液及氧化剂体系的密封。航空航天工业对耐腐蚀和抗入侵有非常高的要求，这样才能保证航天器的使用寿命有更长的保障。此外，高分子材料具有密度低、强度高的优点，在能源消耗方面对飞机有很大的帮助，有效地减少了对环境的污染和破坏。4.4 功能高分子材料在沙漠化治理中的应用 在中国南北地区，气候条件差异较大，水资源分布不均，西北地区普遍存在土层水溶性差、植物群落成活率低的问题。许多城市已经表现出荒漠化的特点，不仅降低了土地资源生产的经济效益，而且还面临着沙尘危害。针对这一情况，将功能高分子材料灵活应用于荒漠化防治和植物群落恢复，有利于土地荒漠化的改善。它不仅能与营养元素和化学农药混合，还能改善土壤污染控制，适合植物群落生长。另外，在园林、绿化植物群落的土壤表面喷洒一定浓度的水泥土，形成一层塑料薄膜，在合理防止土壤水分流失的前提下，不会影响土壤中气体的交换。4.5 高分子材料在生物医学中的应用 在生物医学工程中，功能高分子材料的性能主要包括三种情况，即医用塑料、内脏器官和具有药用价值的高分子材料。一些功能性高分子材料因其排异反应低、相容性好而适合于人体器官移植。这种纤维材料将嵌入人体，替代受损的人体器官，在人体细胞代谢中达到一定的价值。截至目前，所研制的纤维材料髋关节临床应用合理，排斥反应疗效相对较小，组织相容性好。靶向药物用于各种癌症的诊断和治疗，而功能高分子原料本身具有一定的选择性，可以与药物融合，适合生产具有靶向作用的新型高分子药物，从而更明确地消除疾病。医用塑料现在非常普遍，超过 15%的医疗机械是由医用塑料制成的。5 高分子材料成形处理技术的应用前景 在未来的技术发展中，聚合物动态反应过程将是首选。目前对聚合物动态反应过程的研究尚处于起步阶段，但我国研究人员仍在进行广泛的理论和实践研究。但由于国内使用的反应工艺设备在实际应用中存在一些技术问题，投资也较大，污染问题相当严重。它也无法控制反应物质中的分子，因此这项技术有很多困难需要克服。同时，由于该技术对研究人员的现场操作有严格的规定，聚合工艺材料必须在技术人员的电磁场和电磁波的引导下，调节反应条件和加工过程，才能很好地完成整个加工过程。其次，信息存储盘座的成型技术也是未来社会发展的主流，现在使用 PC 树脂来完成该技术可以起到节能环保的目的。6 结语 分子量较高的化合物被称为聚合物，它们是生命的最初形式。现实生活中的复合材料包括橡胶、纤维、涂料和塑料，可称为高分子材料。另一方面，可以把所有的生物都想象成聚合物的集合。近年来，国防工业和航空技术对高分子材料的需求越来越明显。这必然会导致我们生产出更高质量的聚合物，所以应该努力开展聚合物的研究。此外，新型高分子材料在很多方面都有一定的作用，就目前的新型高分子材料而言，它主要出现在导热填料、阻燃剂的生产过程中，这也起到了非常重要的作用，在使用新型高分子材料在产品或材料的生产过程中，都能起到新型高分子材料的作用，尤其是在导热方面有比较明显的影响。参考文献 1李娟丽.基于高分子材料在美术绘画用具中的性能分析与应用研究J.粘接,2020,43(08):68-71.2贾园,张鹏,刘振,韩敏.阻燃高分子材料的开发及其应用研究进展J.中国塑料,2019,33(10):120-127.3廖成.高分子材料的性能及其典型应用J.中国新技术新产品,2017(23):117-118.4霍小平.复合导电高分子材料的改性及应用研究进展J.中国胶粘剂,2016,25(06):57-61.5宋俊宏.耐寒 耐冲击高分子材料性能研究D.重庆:西南交通大学,2016.