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高分子材料應用前景范文1
關鍵詞：功能高分子材料；研究現狀；發展前景
一、功能高分子材料的概念及開發意義
功能高分子材料，是指具有一定傳遞或存儲物質、信息及能量作用的高分子和高分子復合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學性能，同時還兼具如光敏性、導電性、化學反應活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分，功能高分子材料主要可分為4類：①物理功能：具體包括超導、導電、磁化等功能；②化學功能：具體包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具體來說包括生理組織及血液的適應性等；④介于化學、物理之間的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具備特殊的功能，受到了各個領域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領域的技術進步提供了基礎和前提，甚至已經因此而誕生出了一批先進的、符合社會發展潮流的新產品。因此，當前各國都加大了對功能高分子材料的人力物力財力投入，面對時間各國的競爭，我國也需要盡快加大對功能高分子材料的研發力度，從而擺脫我國國防、電子、醫藥和其他尖端領域嚴重依賴國外功能高分子材料市場的困境。
二、功能高分子材料的研究現狀分析
目前針對功能高分子材料的研究和應用現狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應型功能應用這幾個方面：
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和應用主要體現在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽能光板這幾個方面，這些具體的應用能通過對光的吸收、儲存、傳輸、以及轉換功能，實現對光能的有效利用。例如，目前已經能夠通過光功能高分子材料的運用實現光傳導來幫助植物的光合作用。此外，運用光功能高分子材料實現手機的太陽能充電也已經成為現實。
2.電功能高分子材料
電功能高分子材料，除了具備良好的導電性能外，其電導率還能根據應用狀況的不同，在半導體、金屬態和絕緣體的范圍進行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時具備良好的耐腐蝕性，在當前的工業領域中也被廣泛的應用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物領域被廣泛的應用。如常見的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。
4.反應型功能高分子材料
這種高分子材料是一種具備很強化學活性的高分子材料，能夠有效的促進化學反應。它是通過對構建高分子骨架，并將小分子反應活性物質通過離子鍵、共價鍵、配位鍵或物理吸附作用進行骨架填充，以實現高分子功能才能的強化化學合成與化學反應的效果。
三、功能高分子材料的發展前景及趨勢分析
功能高分子材料具備很多優勢特征，這些都使得其更加符合經濟發展和社會發展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國的競爭中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學及日常生產生活中扮演越來越重要的角色。功能高分子材料的幾種發展趨勢。
1.復合高分子材料
目前，功能高分子材料正逐步由均質材料向著復合高分子材料的方向發展，同時其材料的功能也向著多功能材料的方面發展。復合高分子材料往往是在一種基體材料（如金屬、陶瓷、樹脂等）上，加入增強或增韌作用的高聚物，再通過將多相物復合成一體，就形成了新的復合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發揮各相的性能優勢，因此具有廣泛的發展應用前景。在今后的發展中，航天科技、醫療衛生、生活家居、甚至汽車制造等領域，都需要各種高性能的復合高分子材料。
2.環境友好型高分子材料
經濟的粗放發展，給整個地球h境都帶來了深重的災難，而隨著人們對環保問題的日益重視，各國對各種材料的生態可降解性要求也日益突出。因此，環境友好型高分子材料的開發和深入研究工作，也引起了各國的重視。當前，生物降解技術和環境友好型高分子材料技術大多掌握在發到國家，我國目前還處于追趕階段。隨著世貿組織對環保觀念的更加重視，環境友好型高分子材料在產品中的應用優勢也將日益顯著，為了把握這一趨勢，我國要積極開發研究出有自主知識產權的生物降解技術和環境友好高分子材料。
環境友好型高分子材料，通過易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下，能夠加速材料的水解反應，幫助材料進行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。
3.隱身性能高分子材料
隱身性能高分子材料的研究應用主要在軍事領域，其也是當前各國的尖端軍事技術的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細微粉，實踐證實，通過吸收衰減層、激發變換層以及反射層等多層材料的微波吸收，能夠取得一定的吸波效果，達到隱身的目的。但是，由于材料制備復雜，且雷達技術的日益發展，給隱身技術提出了更高的挑戰。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發展。
高分子材料應用前景范文2
關鍵詞：生物可降解高分子材料；分類；應用
隨著社會經濟的發展，環境問題越來越得到人們的重視，而高分子材料――塑料，作為上個世紀最偉大的發明之一對人類社會的推動作用是毋庸置疑的。但同樣它給環境帶來的污染問題也日益顯著，很重要的一點就是塑料進入自然界后難以被自然環境分解，通常完全分解一類塑料需要數十年甚至要上百年的時間。而隨著生物可降解高分子材料的出現及發展，對于塑料難被自然界分解這個問題帶來了希望。本文主要介紹下這種材料的分類以及可能給在一些領域帶來的改變。
生物可降解高分子材料定義：生物可降解高分子材料是指在一定時間和一定條件下，能夠被微生物(細菌、真菌、霉菌、藻類等)或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。
2、生物可降解高分子材料的類型
按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產型
許多微生物能合成高分子，這類高分子主要有微生物聚醋和微生物多糖，具有生物降解性。研究表明，若給予合適的有機化合物作食物碳源，許多微生物都具有合成聚醋的能力。此外，許多微生物能合成各種多糖類高分子，其中有一些多糖類高分子具有良好的物理性能和生物降解性，可望用于制造不污染環境的生物降解性塑料。
2. 2合成高分子型
將脂肪族聚酷和芳香族聚酷(或聚酞胺)制成一定結構的共聚物，這種共聚物既有良好的性能，又有一定的生物降解性。聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)作為新型生物降解的醫用高分子材料正日益受到廣泛重視。
2. 3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬降解性天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解。但因纖維素存在物理性能上的不足，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質制得的脫乙酞基多糖等共混制得。如日本以纖維素和脫乙酞基殼多糖進行復合，制得了生物降解塑料，采用流涎法制得的薄膜與普通的PE膜的強度相似，并可在2個月后完全分解，盒狀制品75天可完全分解，但目前尚未工業化生產。
2. 4摻合型
在沒有生物降解性的高分子材料中，摻混一定量有生物降解性的高分子物，使所得產品具有相當程度的生物降解性，這就制成了摻合型生物降解高分子材料，但這種材料不能完全生物降解。目前主要開發改性淀粉與可生物降解或可水溶性塑料的降解塑料合金母料，或以淀粉為主要原料的可完全生物降解塑料，可以100%地分解，其分解速度可按要求控制在數分鐘到一年的時間。
3、生物可降解高分子材料的應用
生物可降解高分子材料因其獨特的性能,使得它的發展前景極為廣闊,將為減少環境污染、保護地球與大自然,為人類創造一個無污染的環境發揮巨大作用。生物可降解高分子材料的分類應用主要有以下幾個方面:醫療領域、農業、包裝材料，其他領域。
3.1生物可降解高分子材料的醫學應用
由于可降解高分子材料不擊一次手術移出，因此其特別適合于一些擊暫時性存在的植入場合根據其臨床中的應用，可分為以下幾類:
（1）藥物控制釋放。在過去20年，合成生物可降解高分子被廣泛用于最貢要的藥物釋放領域。用生物可降解高分子制成的藥物控制釋放系統來控制藥物的釋放速率，而理想的情況應是，藥物能在合適的時間、合適的地方加以釋放，以滿足生理擊要。以生物可降解高分子材料作為載體的避孕制劑是屬于控釋、緩釋制劑，不但要求制劑中的藥物能夠恒定釋放，并且要求生物可降解高分子材料在釋藥過程中要保持一定的形狀以保證有效釋藥面積。
（2）外科固定。PGA和PL、作為可吸收的合成縫合線被用于外科固定植入體。隨后又增加了其在上肢和下肢的應用和整形外科領域獲得了新的應用。日前經過改性的PLGA植入體的性質己能更好地適應肌健、韌帶和骨骼復原的需要。
（3）組織支架PLLA的物理化學性能能讓它作為象肝這樣的軟組織，象軟骨和骨骼這樣的硬組織的支架材料;PC、被用作細胞移植和器官再生的人造支架;PLGA被運用于腸和肝再生，以及骨組織工程上。
3.2在包裝領域，人們致力于研制可完全生物降解的高分了以取代現在使用的非生物降解高分了。己商品化的有聚己內醋、聚乙烯醇、聚乙一醇、聚乳酸等。這些高分性能優良，可用吹模、注塑等方法加工，但它們的應用并不廣泛，因為價格較高，比常用包裝材料聚乙烯、聚內烯價格高4― 6倍。
3.3在農業領域光生物降解聚乙烯農膜可使作物成熟期提前，減少雜草生長。通過提高田間溫度增加收成，并使收獲期提前?？山到廪r用地膜可節省灌溉水和肥料的用量，避免殘留物對下一季作物生長的危害。這種薄膜還可通過在種植前兒周升高土地溫度來殺死病原性細菌，可避免使用某些破壞大氣臭氧層的農藥如一澳甲烷。在日本已用氧俗生物降解塑料包封的農藥，可達到長期緩釋高效，減少對河、湖的富營養化。近來日本開發出的殼聚糖塑料降解地膜，強度大，尤污染，成本低，可生物降解，而目降解后的產物對土壤有改良作用。纖維蔚微品殼聚糖制備的功能性雜化纖維有一定的機械強度，可生物降解，降解產物對人體尤毒副作用。
除上述應用外，生物可降解高分了在其他領域也得到了運用。例如，用合成生物可降解聚醋作包裝材料，在洗滌劑粉中用PA、及其共聚物處理廢水，在農業土壤中用特種PH BV片來釋放殺蟲劑，以及在獸醫中用PH BV大藥丸來釋放藥物。用可再生資源如玉米、小麥等淀粉生產的聚乳酸，經紡妊成型制得性能良好的紡織纖維，在服裝、農業、漁業、衛生、建筑等領域的應用，己實現半商品化。隨著技術的進一步發展和產品的逐步商業化，生物可降解高分了的應用前景定會更加光明。（鄭州大學材料科學與工程學院；河南；鄭州；450001）
參考文獻：
［1］ 趙博，對生物可降解高分子材料的研究【J】,科技經濟市場，2006年4月，28
高分子材料應用前景范文3
一、功能高分子材料的介紹以及其研究現狀
1.功能高分子材料的簡介
功能高分子材料是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料，或具體地指在原有力學性能的基礎上，還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料，通常也可簡稱為功能高分子，也可稱為精細高分子或特種高分子。
2.功能高分子材料的研究現狀
在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料。
2.1高功能高分子材料
2.1.1光功能高分子材料
光功能高分子材料是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料，可制成各種透鏡、棱鏡、塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維、感光樹脂、光固化涂料及黏合劑等。這類材料主要包括光記錄材料、光導材料、光加工材料、光轉換系統材料、光學用塑料、光導電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。在光的作用下，實現對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料
2.1.2生物醫用高分子材料
生物醫用高分子材料需要滿足的基本條件：除具有醫療功能外，還要強調安全性，即要對人體健康無害。不會因與體液或血液接觸而發生變化；對周圍組織不會引起炎癥反應；不會產生遺傳毒性和致癌；不會產生免疫毒性；長期植入體內也應保持所需的拉伸強度和彈性等物理機械性能；具有良好的血液相容性；能經受必要的滅菌過程而不變形；易于加工成所需要的、復雜的形態。
2.1.3電功能高分子材料
導電高分子材料通常是指一類具有導電功能、電導率在10-6S/cm以上的聚合物材料。這類高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜，以及電導率可在絕緣體-半導體-金屬態（10-9到105S/cm）的范圍里變化。按照材料結構和制備方法的不同可把導電高分子材料分為結構型（或本征型）導電高分子材料和復合型導電高分子材料兩大類。
2.2新型功能高分子材料
2.2.1高吸水性高分子材料
高吸水性樹脂是一種三維網絡結構的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量數百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯度。，此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。
2.2.2形狀記憶功能高分子材料
形狀記憶功能高分子材料自19世紀80年現熱致形狀記憶高分子材料，人們開始廣泛關注作為功能材料的一個分支——形狀記憶功能高分子材料。形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發生變形并被保持下來；一旦給予適當的條件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態。
2.2.3生物可降解高分子材料
生物降解高分子材料具有無毒、可生物降解及良好的生物相容性等優點，所以其應用領域非常廣，市場潛力非常大。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發應用于生命科學新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包裝、餐飲業、農業、醫藥領域的應用外，在一次性日用品、漁網具、尿布、衛生巾、化妝品、手套、鞋套、頭套、桌布、園藝等多方面都存在著潛在的市場，有很好的發展前景。
二、新型高分子材料的應用
現代高分子材料是相對于傳統材料如玻璃而言是后起的材料，但其發展的速度應用的廣泛性卻大大超越了傳統材料。高分子材料不僅可以用于結構材料，也可以用于功能材料。
這些新型的高分子材料在人類的社會生活、醫藥衛生、工業生產和尖端技術等方方面面都有廣泛的應用。在生物的醫用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料；在工業污水的處理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；開發的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂及聚酰亞胺等熱固性樹脂復合材料，這些材料比模量和比強度比金屬還高，是國防、尖端技術等方面不可缺少的材料；同樣，在藥物的傳遞系統中應用新型的高分子材料，在包轉材料中的應用，在藥劑學中應用等等。
三、開發新型高分子材料的重要意義
從上世紀30年代高分子材料的出現開始到現代，世界工業科學不再只是滿足與對基礎高分子材料的開發研究，從90代開始，科學家們就將注意力轉到了高智能的高分子材料的開發上。新型高分子材料的開發主要是集中在制造工藝的改進上，以提高產品的性能，減少環境的污染，節約資源。目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發仍然是高分子材料技術開發的熱點之一。在開發新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團轉移聚合和微乳液聚合的丁業化。同時，也更加重視在降低和防止高分子材料生產和使用過程中造成的環境污染。新型高分子材料的開發，不但能夠滿足現代工業發展對于材料工業的高要求，更重要的是能夠促進能源與資源的節約，減少環境的污染，提高生產的能力，體現現代科技的高速發展。加快高分子材料回收、再生技術的開發和推廣應用，大力開展有利于保護環境的可降解高分子材料的研究開發。
四、結束語
材料是人類用來制造各種產品的物質，是人類生活和生產的物質基礎，是一個國家工業發展的重要基礎和標志。我國國民經濟和高技術已進入高速發展時期，需要日益增多的高性能、廉價的高分子材料，環境保護則要求發展環境協調、高效益的高分子材料制備和改性新技術，實施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發展，技術的進步，越來越能影響人類的生活，工業的進步。
參考文獻
[1]嚴瑞芳.高分子形狀記憶材料.材料科學技術百科全書[M].北京：中國大百科全書出版社，2008：382～383.
[2]陳莉主編.智能高分子材料[M].北京：化學工業出版社，2006.
[3]何天白，胡漢杰主編，功能高分子與新技術，北京：化學工業出版社，2009.
高分子材料應用前景范文4
【關鍵詞】高分子材料；廢舊塑料；建筑材料；回收應用
以塑料、纖維、橡膠為主體的高分子材料在我們的生活當中隨處可見，高分子材料與我們的生活息息相關，我們的生活與高分子聯系也越來越緊密。隨著社會和科學技術的飛速發展及人們消費習慣的改變，人們使用的高分子材料數量也迅速增加，由于通常高分子材料的使用壽命比較短，所以廢舊高分子材料的數量也大量增加。由于大量的廢舊高分子材料不能在大自然中自然降解，已經成為環境污染的一個重要來源。
日常生活中用量最大的熱塑性高聚物聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等樹脂制品的消費量達1135萬t/年。據調查，每年產生廢棄物數量巨大，美國1800萬t，日本488萬t，西歐1140萬t，我國也有90萬t。
目前，廢舊高分子材料的處理方式主要是焚燒、填埋以及回收再利用?；厥昭h利用高分子材料主要有兩種，一是物理循環技術，物理回收循環利用技術主要是指簡單再生利用和復合再生利用，回收廢舊塑料制品經過分類、清洗、破碎、造粒進行成型加工。這類再生利用的工藝路線比較簡單，生產量巨大，但再生制品的性能欠佳，一般制作檔次較低的塑料制品。二是化學循環利用，通過對回收的高分子廢舊材料的化學改性，生產達到同類或異類使用要求的產品?；瘜W循環再生材料生產工藝復雜，投資高，產品改性徹底，但產量低，對回收高分子材料要求也高。
我國處理廢棄的高分子材料的技術還是比較落后，大部分只是較簡單地單純再生及復合再生。大批量的廢棄高分子材料都變成為垃圾，大量的廢舊高分子材料已經嚴重影響了我們的日常生活如：分散在土壤中塑料地膜，易使土質板結，影響農作物對氧、空氣、水分、光的吸收；地面上飛散的薄膜碎片易引起火災、污染環境；部分廢舊高分子材料在降解中釋放對人體有害的氣體及毒素。如何處理這些廢舊的塑料、纖維、橡膠等已經成為一個日益迫切的環境和經濟問題。
在我國，高分子材料使用量大，生產量也大，當然廢舊高分子材料數量也巨大。建筑材料在我國的使用量巨大，如果這方面技術開發與應用得當，那么將是改善我國在高分子材料處理問題上的一條重要途徑。
據統計，美國在20世紀末廢舊塑料回收率達35%以上，廢舊塑料品種的比例約為：包裝制品占50%，建筑材料占18%，消費品占11%，汽車配件占5%，電子電氣制品占3%。我國廢舊塑料的回收率在20%左右，建筑材料占的比例更小。我國廢舊塑料在建筑材料中的開發利用技術水平還比較低，還有廣闊前景。
隨著國家有關禁止使用粘土磚禁令的公布，開發使用新型墻體材料已經成為一種必然趨勢，同時回收利用廢舊高分子材料技術的發展，為廢舊高分子材料復合成新型墻體材料提供了強有力的支持。目前已有許多這類技術發展相當成熟，并用于實際的生產當中。
英國威爾士Affresol公司開發出一種建造低碳住房（如下圖）工藝，采用包裝物廢棄料和加工廢料等再生廢舊塑料及礦產品作為原材料，而且價格合理。每一座房屋約消耗18噸本應進行填埋的材料。
第一座這樣的積木式房屋已被英國一家室內供暖和熱水系統生產商伍斯特博世公司訂購，房屋座落于英國伍斯特郡Warndon的工廠內。伍斯特博世公司向Affresol公司提供利用再生加熱器回收的廢舊塑料，將保證伍斯特博世公司實現零廢料排放的計劃。
（1）玻璃與塑料復合而成的樣品磚
由塑料，玻璃復合而成的樣品磚已經研制出來，在國外已經得到了較廣泛的應用。其中塑料組分包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯以及ABS，相同的粒徑形態，較窄的尺寸范圍和尺寸分布與近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料復合材料，其中玻璃的質量百分比根據不同的性能要求可為15%、，30%、45%。這種材料能在235℃模壓成標準的粘土磚形狀。當溫度在20～50℃范圍變化時，經過抗壓實驗，發現其斷裂應力是普通粘土磚的兩倍多。制備這種試樣時所要求的塑料不需要區分熱塑性和熱固性，因此它的原料來源相當廣泛。
（2）廢舊塑料PVC做建筑線槽
在建筑施工中常使用玻璃條、有機玻璃條、橡膠、塑料條作為房屋施工用的分割線條和避水線條。這些材料的共同缺點是價格高，合肥華風改性塑料公司，使用塑料改性新配方，新技術開發出一系列用于建筑建材行業的改性廢塑PVC線槽。不僅質量好，工人使用方便，產品有不同規格型號，更重要的是這種材料價格大幅度下降。
其工藝流程：
（3）利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦
哈爾濱工業大學的張志梅等研究了利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦的工藝方法和條件，用廢舊塑料粉煤灰制成的建筑用瓦在性能上，完全可以滿足普通建筑的要求。這種建筑用瓦的研制成功，不僅可以降低成本，還是消除“白色污染”的一種積極方法。
其工藝流程：
（4）利用廢泡沫生產新型保溫磚
青島裕泰化工科技有限公司利用廢泡沫具有優良的保溫性能的特點，廢物利用，再采用價格低來源廣的化工原料，將廢泡沫二次成形，研究成功了造價低廉、防火性好、保溫性能優良的新型保溫磚。
經測試，這種新型保溫磚導熱系數小于0.06W/m.K，優于0.09W/m.K的國家標準，含水率小于8%，密度小于225kg/m3，抗壓強度大于0.21MPa，且耐候性強，適合國內不同氣候的各地區使用，取代傳統珍珠巖或煤渣等保溫材料。
（5）廢棄聚酯做改性水泥砂漿
聚合物改性水泥砂漿（以下簡稱PMC）在耐腐蝕性能、固化時間及某些力學性能方面大大優于傳統硅酸鹽水泥砂漿。在許多情況下，聚合物的獨特性質使其在混凝土結構修補與保護中起到傳統材料無法替代的作用，既可節省大量建筑物修補資金，又加快了施工速度。但是PMC的價格昂貴，尚未被廣泛使用。
同濟大學程為莊等用廢棄的聚酯飲料瓶為原料，通過醇解、縮聚來獲得再生型不飽和聚酯，繼而開發出一種低成本、新型的“綠色”合物改性水泥砂漿，其價格適中，性能優良，既達到環境保護的目的，又可為擴大PMC的應用范圍開辟新路。
【參考文獻】
高分子材料應用前景范文5
關鍵詞：熱致型形狀記憶；高分子材料；制備技術；智能材料 文獻標識碼：A
中圖分類號：TB324 文章編號：1009-2374（2015）11-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.005
具備形狀記憶功能的材料是新型感應型材料，是屬于智能材料的范疇，因其能夠感應環境變化并能對變化作出相應的響應，并且可據以調整位置、形狀、應變等力學參數，可在特定條件下恢復到原先設定的狀態。相當于具備一定的固定原始狀態的材料經過特定形變并固定成為另外一種形狀后，通過處理有條件可以恢復到原始狀態的材料。熱致型記憶高分子材料制備方法簡便，控制形變的方法較易，應用范圍非常廣泛，因而成為目前研究與開發領域較活躍的形狀記憶高分子。本文對熱致型形狀記憶高分子材料的形狀記憶原理、制備方法和其中的幾種重要類型進行綜述和評論。
1 熱致型形狀記憶原理
熱致型形狀記憶高分子的形狀記憶與其玻璃化轉變溫度有關。在高分子材料的內部存在著不完全相容或完全不相容的兩相或多相，一般稱作固定相（記憶初始狀態）和可逆相（可隨溫度變化發生固化或軟化）。
當外界溫度在分子的玻璃化轉變溫度以下時，分子的可逆相和固定相都處在凍結的狀態，即其分子鏈被凍結，整個材料分子均處在玻璃態；對應地，當外界溫度在玻璃化轉變溫度以上時，分子鏈段發生運動，材料分子處于高彈狀態，此時加以外力，材料分子可發生形變。溫度下降過程中，材料分子會逐漸冷卻，若保持外力一直存在，材料的形狀可維持不變，冷卻完成后，材料分子鏈段凍結，相當于可逆相處在凍結的狀態，在高溫時被賦予的形狀可保持。
溫度再次達到玻璃化溫度以上時，材料分子的鏈段會解凍并逐漸恢復運動，同時在固定相的作用下，高分子材料的形狀可以恢復到初始形狀。由此可知，組成可逆相的分子結構對記憶溫度有影響，組成固定相的分子結構影響形變的恢復。
2 熱致型形狀記憶高分子材料的制備技術
2.1 交聯
聚合物改性的一種常用方法是交聯。交聯目的是使聚合物的線形分子之間相互結合，從而使線形分子聯結成為網狀的結構，若加熱升溫至Tg及以上時進行伸長處理，其交聯網狀結構將伸展，與此同時結構的內部會產生回復力，溫度降至Tg以下時，分子鏈冷卻成為結晶態或玻璃態，從而使變形固定，回復力在分子結構內部凍結，當再次升溫，分子可恢復到原始形狀。其基本方法是通過外界的反應條件（如溫度）提供能量，使得分子產生自由基，進而發生自由基結合反應，使聚合物交聯。此種交聯方法的優點是可以使聚合物性能改善，且在分子內部不存在其他化學物質的污染。但因輻射的能量過高，聚合物雖然會發生交聯反應，但也有部分聚合物發生降解反應，對聚合物有一定損傷，影響聚合物的性能，產量相應的也會降低。除了輻射交聯，也可以使用化學交聯的方法。例如，丙烯酸與丙烯酸十八醇酯可發生交聯反應，以亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，可以合成具備形狀記憶功能的高分子材料。
2.2 共聚
分子結構中存在著兩種或多種不完全相容或完全不相容的部分，使得分子結構中不完全相容的相分離，通常情況下玻璃化溫度低的相叫做軟段，玻璃化溫度高的相叫做硬段。共聚反應可以通過調節軟段的結構組成、分子量、軟段的比例來調節形狀記憶材料的回復應力、軟化溫度等，進而改變聚合物的形狀記憶功能。具體方法是用兩種玻璃化溫度不同的材料進行聚合反應，生成具有交聯嵌段結構的共聚物。據報道，PEO-PET的共聚物包含兩部分，作為硬段部分的PET具有較高的玻璃化溫度，主要是形成物理交聯，從而保證共聚物可以具備較高的硬挺度；PEO是聚合物的軟段部分，其玻璃化溫度較低，是提供彈性的部分；在此種聚合物中，如果增加PET的含量，物理交聯便會提高；相應地，如果增加PEO的長度，分子鏈更易運動，共聚物能表現出良好的形狀記憶功能。
2.3 分子自組裝
分子自組裝（self-assembly）是指在無外力參與的情況下，分子借助其內部能量發生自發的聚集、聯接并形成規則結構的現象。例如，分子的結晶現象就是一種典型的自組裝現象。彭宇行等人第一次利用了聚丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯分子與溴化十六烷基二甲基乙銨分子間的靜電引力制得了具備超分子結構的且有形狀記憶功能的高分子材料。這也是首次將超分子自組裝引入到智能記憶材料的領域。其制備不僅可依賴分子間的靜電引力，氫鍵、范德華力等也可作為其反應內力。
3 幾種重要的熱致型形狀記憶聚合物
3.1 聚降冰片烯
聚降冰片烯樹脂是世界上第一種具有形狀記憶功能的高聚物，其成品具備形狀記憶功能，即其形狀變化很大，但經加熱，可立即恢復至原來形狀。聚降冰片烯通常由乙烯與環戊二烯發生縮合反應得到，其分子量一般在300萬以上，玻璃化轉變溫度（Tg）約為35℃，可逆相是玻璃態，固定相是分子鏈的聯結點，具備超分子的結構。在聚降冰片烯分子的內部不存在極性結構與分子間相互聯接的交聯結構，故可以通過真空成型或注射等方法加工成型，但是因為分子量過高，所以在加工時較
困難。
3.2 形狀記憶聚氨酯
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯，是一種含部分結晶的線型聚合物，其制備是先由二異氰酸酯與低聚物多元醇反應生成聚氨酯預聚體，再用多元醇、氨基酸、羧酸等可進行擴鏈反應或交聯反應生成具備聯接嵌段結構的聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物以其柔性鏈段（多元醇部分）作為可逆相，剛性鏈段（二異氰酸酯和擴鏈劑）作為物理的交聯點，作為其固定相。也可通過合成是選擇的原料及原料的比例來調節Tg，即可得到響應溫度不同的具有形狀記憶功能的聚氨酯。
3.3 生物降解形狀記憶材料
具備形狀記憶功能的生物可降解材料可用于術后處理，其最終分解產物是小分子，能隨新陳代謝排出體外?？缮锝到獾臒嶂滦托螤钣洃洸牧匣旧鲜莾煞N或兩種以上的聚合物通過嵌段或交聯的方式得到的。主要有下面兩類：
3.3.1 聚乳酸類。用紫外光照射使其交聯的方法可得到生物可降解形狀記憶材料，如聚乳酸和聚乙二、聚乙醇酸、聚氧乙烷等聚合。混聚是為了能達到材料的玻璃化轉變溫度可調的目的、降解速度可調等。
3.3.2 聚亞氨酯類。聚亞氨酯存在硬度比較低的缺點，納米級的纖維素可以作為其增強相與聚亞氨酯復配。在組成的復合物中，聚亞氨酯分子鏈是軟段，其熔點隨著納米纖維素含量的增加而增加。
4 結語
熱致型形狀記憶高分子材料有許多明顯的優點，如形變量較大、加工制成成品的性能良好、能量消耗低等，所以它在許多領域具備很高的應用價值和廣泛的應用前景，經濟效益極佳，社會效應顯著，故成為當前形狀記憶高分子材料的研究熱點。
參考文獻
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高分子材料應用前景范文6
關鍵詞：高分子材料；教學；探索和實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0219-02
《高分子材料》是材料科學與工程學科的重要組成部分，是材料專業類學生的一門重要課程。但對于非高分子專業的學生，一般只有這一門高分子專業課，且學時有限。為使學生掌握廣泛的基礎知識、扎實的專業知識，該課程要將《高分子物理》、《高分子化學》、《高分子材料加工》等課程內容融為一體，并加強與其他材料科學的相互貫通。筆者在幾年的教學實踐中不斷探索，對這門課的教學內容、教學方法和教學效果評價體系等方面進行了總結。
一、明晰教學目標、突出教學重點、合理安排教學內容
通過《高分子材料》的教學，需要學生掌握“高分子材料科學基礎”、“高分子化學”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理論知識。在有限的學時條件下，要使對于高分子完全陌生的學生理解并掌握這些基本概念與原理，授課內容的選擇是非常重要的。在內容選取上，我們的原則是既要讓學生掌握相關的理論知識，又要有所側重，并注重課程與先修課程的聯系和課程前后內容的銜接等。高分子材料的制備、結構、加工及性能之間存在著一系列的有機聯系，我們講述的內容既要有獨立性又應注意前后的關聯性。首先，結合以前所學知識，讓學生掌握高分子材料科學的基礎知識。其次，高分子化學部分，我們著重講解聚合反應機理。高分子的合成按機理主要分為逐步聚合與連鎖聚合。連鎖聚合中，以自由基聚合研究得最為透徹，我們分別結合反應過程的熱力學和動力學，分析自由基聚合各個階段的特點。至于離子聚合和定向聚合等內容，給定思考題安排學生課后學習。對于學生自學有疑問的地方，教師可以在答疑時給予指導。逐步聚合中，又可分為線形縮聚和體型縮聚，我們一般只講述線形縮聚部分，體型縮聚安排為課后學習內容。高分子物理部分，我們集中講述高聚物的結構與性能間的關系。通過掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料結構與性能之間的關系，從而逐步形成較為完整的高分子材料科學知識體系。為了培養實用性、創新型人才，我們在教學中還及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的教學內容。
二、積極探索教學方法，提高課堂教學效果
在《高分子材料》的幾年教授過程中，為提高課堂教學效果，筆者一直不斷探索，總結了一系列教學方法。
1.表格教學法。《高分子材料》的課程中，有很多教學內容可以通過對比進行講解，比如聚合物的聚合機理中的連鎖聚合和逐步聚合、自由基聚合的各種實施方法等。筆者在實踐中，發現表格教學法是個很有效的教學方法。該方法運用比較，比傳統直述法更清晰，利于學生掌握相關知識的區別和聯系，從而更好地接受知識，并對各知識點有更深刻的理解。比如在講述高分子材料的合成方法時，可以先用表格列出本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四種實施方法，再在第一列列出配方、聚合場所、聚合機理、生產特征、產品特性、生產實例等與各實施方法對應的屬性，然后一邊講解，一邊將各屬性填充，讓學生接受知識點的同時也學習各屬性的異同，從而加強對相關內容的理解和接受，也更利于學生記住相關內容。
2.示例教學法。示例教學法可以引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求知欲望。學生剛開始學習高分子材料，對有關知識和內容了解不多，專業術語比較陌生，但是日常生活中都接觸過多種性能各異的高分子材料制品，對高分子材料性能的差異性有一定的感性認識。在講課時可以引入這些實際的材料，既能提高學生的學習興趣，也有利于更好地理解所學知識。比如在講述高聚物粘彈性這部分內容時，高聚物區別于其他材料的最大特點是其粘彈性，由于高聚物分子運動的松弛時間正好我們能用肉眼觀察到，所以才表現出這些現象。
3.啟發教學法。《高分子材料》的教學中有不少抽象的概念、邏輯推理的演繹過程。老師在課堂上一味講授專業知識和術語，學生學習熱情不高。通過一邊講解，一邊結合學科知識適當提出問題的啟發式教學方式，能提高學生的學習興趣和積極性，并能把一部分走神的學生拉回來。如講到高分子結構時，先提出一個問題：“為什么橡膠和塑料的力學性能有這么大的差異？”給予學生適當時間思考后，再具體講解高分子材料的結構，讓學生帶著問題聽課，不但啟迪了學生的思維，也使他們對所學內容有了更深刻的理解。
4.互動教學法。為了培養能解決實際問題的高素質人才，《高分子材料》的教學中，不應讓學生死記硬背和生搬硬套，而應結合實際問題讓學生思考，激發學生的發散思維。如講到橡膠性能時，請同學們思考“如何提高橡膠的耐熱溫度”，再提示學生利用所學的高分子物理部分知識，從優化橡膠的結構入手，發動學生積極討論，啟迪思維，培養運用基礎理論知識分析實際問題的能力。這種討論式的教學方法，既活躍了學習氣氛，啟發學生思考問題，又可使學生對知識更好理解和掌握。在講述高分子材料的合成時，經常通過合成反應式來表示合成過程和機理。我們一方面在課件編寫中注意到讓所有的反應方程式都不是一下顯示出來，而是模仿板書一步一步顯示，讓學生有充分思考、接受的時間；另一方面，部分反應方程式讓學生自己來寫，旁邊同學互相檢查。通過這種方式，使學生更加熟悉并能深刻理解反應過程，其他同學的檢查也能讓同學發現自己意識不到的細節上容易出錯的地方，了解出錯的原因，補充沒有掌握的知識點。
三、改革考核方式，提高學生綜合素質
《高分子材料》的教學評價不但要考查學生基本理論知識的掌握情況，也要考查學生的再學習和獨立思考解決問題的能力。為此，我們改變單一的一份試卷定成績這種缺乏準確性和全面性的考試制度，將成績的考核納入每個教學環節中，為每個學生制訂具體考核表，跟蹤學生學習進展，使學生在學習中能隨時了解自己的學習情況，督促自己不斷學習、不斷提高。其中考試方面根據課程的要求建立了《高分子材料試題庫》，逐年對試題庫的內容進行改進和更新，每年從試題庫中抽取試題組成A、B兩份試卷，嚴格考試要求和評分標準；另一方面，讓學生選擇一種新型高分子材料，查閱相關文獻資料，描述它的合成、制備、結構、性能及應用前景，并撰寫小論文；同時，增加學生課堂討論、實驗、作業等平時成績的評分標準和比例。通過改革考核和評價體系，激勵了學生的學習熱情，鍛煉了學生的實際能力，有利于培養高素質人才。
通過《高分子材料學》教學的探索和實踐，初步探索了課程的教學思路和方法。在今后的教學中，我們還將不斷總結經驗，進一步完善教學過程中的各個環節，培養出既掌握專業知識，又具備分析問題、解決問題能力的能適應以后工作和科研需要的高素質人才。
參考文獻：
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