淺析高分子材料與工程的結構特征和發展前景

吳維豐 張建新 田立新

（沈陽理工大學）

淺析高分子材料與工程的結構特征和發展前景

吳維豐 張建新 田立新

（沈陽理工大學）

隨著時代的進步，材料的種類也趨于多樣化。目前，又出現了一代新的材料，它就是高分子材料。為了滿足現代社會的追求和發展，高分子材料在不斷的推廣中走進了千家萬戶。人們在日常生活中對高分子材料的需求越來越大，甚至超過了對于金屬的需求。高分子材料作為一個重要的角色，將帶動我國經濟的飛速發展。

高分子材料；結構特征；發展前景

引言：在社會的不斷發展中，新的材料不斷的涌現使得我們生活的質量越來越高。從一開始的天然材料到現在的高分子材料，明顯的體現了我們人類文明的進步與發展。如今，高分子材料與工程成為了一個新興的專業，是我國未來發展的走向。

一、什么是高分子材料？

1、高分子材料的定義

高分子材料是一種新的材料，它是利用高分子化合物作為基礎的材料。高分子化合物顧名思義也就是相對分子質量較高的化合物。

2、高分子化合物的來源

高分子化合物的來源可分為兩種，一種是天然高分子材料，一種是合成高分子材料。天然高分子材料是可以在動物、植物等一些天然的有生命的物體內發現的高分子物質，就像天然纖維、天然樹脂、天然橡膠等。而合成材料是一種較天然材料功能更為健全的材料，例如塑料、合成橡膠和合成纖維，它們耐磨性、耐壓性、耐腐蝕性都普遍較強。

二、高分子材料的分類及用途

高分子材料根據不同的依據可包含不同的材料，如果按照材料的特性分類，則包括橡膠、纖維、塑料和高分子膠粘劑等。如果按照用途分類，則分為通用高分子材料、特種高分子材料和功能高分子材料。按照分子結構可分為，碳鏈高分子材料、雜鏈高聚物材料和元素有機高分子材料。

不同的高分子材料其用途也不相同。舉兩個例子，塑料是一種由合成樹脂、填料、增塑劑、穩定劑等成分組成的高分子材料，在我們生活中隨處可見，涉及的領域也十分廣泛，在工業、農業和生活中扮演著重要的角色。天然纖維在與一些其他材料結合時就是一種高分子材料，它可用于紡織、軍事、建筑、甚至是生物科技中。

三、高分子材料的結構特征

高分子材料的結構是由很多的高分子鏈聚集在一起形成的，主要分為兩部分，一個是鏈結構，另一個是聚集態結構。

1、鏈結構

鏈結構又可以繼續劃分，分為近程結構和遠程結構。近程結構也叫作一級結構，展現形式是鏈中的原子種類、排列及其長度。遠程機構也叫作二級結構，是分子的形態尺寸以及在環境中的構象。

2、聚集態結構

有了一級結構和二級結構的對比，我們根據高聚物材料整體的內部的晶體結構、非晶體結構和取向結構等分子的堆積情況，將其稱為聚集態結構，也就是三級結構。

四、高分子材料的發展

高分子材料從出現到現在，已經經歷很大程度的改變與升級。更多形式的高分子材料的出現加快了高分子材料的發展，隨著它不斷的滲透進人們的生活，人們對其的關注度也逐漸增高。

1、高分子材料的發展歷程

在十九世紀中期，天然材料再無法徹底的滿足人們對材料的要求，這時候美國人開始利用科學技術研究一種叫做賽璐珞塑料的人造高分子材料，這是最早出現的高分子材料。接下來，高分子材料就開始飛速的發展，出現了高分子酚醛樹脂，為世界的高分子材料的發展打響了第一場戰役。隨著科技的進步，聚乙烯和聚丙烯這些高分子材料開始在人們生活中擴散，這時合成高分子化合物宣布正式的走進了千家萬戶。1955年，世界上出現了第一種合成天然橡膠。在此之后，高分子材料開始進行迅猛的發展，越來越多的高分子材料走進人們的生活，開始為人們的生產生活提供根本上的幫助。

2、高分子材料未來的發展趨勢

在時代的進步中，人們對于材料的種類和功能的要求越來越多，根據人們不同的需求，高分子材料的發展趨勢也會有所不同。但歸根結底，未來高分子材料的發展將會是結合高性能化、高功能化、復合化、智能化合綠色化于一體的。

高性能化，為了可以應用到更多的領域上去，高分子材料的耐熱性和耐磨性等性質還需要進一步的提升，這將有利于航空航天事業、電子信息技術等一系列高科技領域更好的應用高分子材料。所以我們應該在其性能方面進行更大膽的創新和改進，爭取使現在高分子材料的缺點更微弱。

高功能化，目前的高分子材料是無法達到人們生活的一切需求，所以在提高它本身性質的同時，也應積極創新出新的功能。比如可以擁有導電導熱功能，在一定程度上替代金屬的應用；也可以擁有良好的吸水性，使其很好的應用到醫學領域。總之，確定更多功能性的研究方向，用其替代一些其他材料，甚至是一些稀缺材料，這將是未來世界上的一種豐富的資源。

復合化，高分子材料作為一種很有發展力的材料，應該努力去克服其自身存在的缺點，要集聚一些材料的共同優點于一身，這樣才能使其在競爭激勵的材料市場更勝一籌。應用的范圍越廣泛，它能取得的經濟效益就越大。

智能性，智能化也是未來時代進步的一種趨勢，所以結合智能于一體的高分子材料，是高分子材料與工程發展的一個難題。智能的高分子材料可能具有預知性、診斷性和修復性等等充滿智能化特色的功能。

綠色化，綠色環保始終是世界維護的主題，所有的材料我們最希望的都是對環境和人體是無害的。高分子材料時刻圍繞在我們的生產生活中，所以對它安全性的要求，是相當高。在未來，污染小、應用廣的材料將會受到大家強烈的追捧。所以綠色環保，這也是高分子材料想要達到的目標。

結語

高分子材料與工程已成為我國重點發展的專業，我們開始培養越來越多的專業性人才，爭取為高分子材料的發展增添一份力量。隨著更多的有利用價值的高分子材料的出現，人們的生活質量將會更高。

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[2]趙凱華，羅蔚茵.新概念物理教程：力學[M].北京：高等教育船板社，1995.

K928

B

1007-6344（2017）01-0116-01

吳維豐，1994.07.12，男，海南省澄邁縣，高分子材料與工程，沈陽理工大學

張建新，1995.09.27，男，遼寧省調兵山市，高分子材料與工程

田立新，1993.01.12，男，河南省駐馬店市，材料成型及控制工程，沈陽理工大學