對高分子未來研究方向的思考

歐陽鵬飛+袁勤+陳穎

摘 要：目前對于高分子材料的研究已經越來越成熟，根據其研究現狀，本文闡述了高分子材料具有深遠應用前景和巨大研究潛力的方向。主要包括功能高分子材料、納米高分子復合材料、生物可降解高分子以及航天工業領域材料四大方向。

關鍵詞：功能高分子材料；納米技術；可生物降解；

高分子材料早已經滲透到。我們人類生活的方方面面，在日常生活處處。都有著重要的應用。所以我們每個人都。對于高分子材料不陌生。它又叫聚合物材料，通常指的是無數個小分子化合物再通過化學鍵，形成的大分子化合物。生活里可見的聚合物材料主要有合成橡膠、合成塑料、合成纖維這三種。到上世紀六十年代左右，這些聚合物材料已經可以用來制造衣服、日常用品及各種工業材料，滿足相關行業的需求。在未來，高分子材料主要運用領域分別是：納米高分子材料復合應用、高分子材料功能化、生物可降解高分子材料開發。以及航天工業領域應用。

一、高分子材料功能化發展

功能高分子材料是一種聚合物大分子，它大多來自于半人工及人工合成的高分子材料。它與一般的聚合物有很大的不同，在化學性質及物理性能上都發生了很大的變化，主要是增加了一些光學、電學等方面的特殊功能。在高分子研究中，有一個特殊領域，就是功能高分子，也就是那些數量甚微、作用特別、性能獨特卻是運用新技術時必不可少的高分子材料。

隨著科技的進步，以及社會經濟的發展，新能源開發、交通和航天技術、微電子技術、生物醫藥等多個領域都如雨后春筍般蓬勃發展，這些領域的發展離不開功能高分子材料這個重要的基礎。

在功能設計方面，高分子材料的主要作用是：

1）用分子設計來合成新的功能。如研制非晶質光盤（APO）；

2）以特別加工來增添材料功能特性。如功能高分子膜和塑料光纖；

3）用兩種或兩種以上性能不同或者功能各異的材料，加以復合之后形成新材料所具有的功能，如EMI/RFI屏蔽導電、塑料、高分子磁性體和復合層積復合填料；

4）對材料的表面進行處理，從而讓材料具備新功能，如EMI/RFI屏蔽導電塑料、表面處理法。

功能設計，這一理論在所有功能高分子材料領域內都得到了運用，這自然也同其材料的研究方向緊密相關。在生物醫藥上，有研究者利用電化學反應，模仿自然骨的成分及其產生過程，讓膠原通過微環境及反應動力，實現分子自組裝和礦化，最終獲得有關成份、骨組織及其結構。利用相似度極高的生物活性涂層以及調控生物活性因子促進骨的生長。這種技術可以提高醫用移植體相關材料的生物活性，從而可以加速治好患病的骨骼。

由于功能高分子材質具備與眾不同的出色作用，它可以替換許多功能材料，并可以通過功能高分子材質來改善其他材料的性能，讓其變成一種全新的功能材料。有鑒于此，功能高分子材料及特種高分子材料在國內外相關領域內受到越來越高的重視，科學家開展的相關研究也非常多。因此，發展功能高分子，其涉及面極廣，關系到許多學科的研究。我國也非常關注這一領域的研究，在自主研發的基礎上，加強國際交流，目前相關水平已處在世界的前列。

二、運用納米技術，改性高分子材料

納米技術一般是來鉆研納米材料的特性和對其結構進行制造的工藝。當一種東西在現代化手段下以納米來描述時，那么它本身的作用便會產生一些變化，從而出現一些奇特的現象，表現出和普通物質不一樣的性質。并且，若是把具有特殊性質的粒子和其他高分子物質混合時，這種特殊的粒子會使高分子物質發生性能的改變。所以，在改變高分子物質的過程中，運用的納米技術有兩種：一是對這兩種物質加以合成，二是用納米粒子影響高分子材料的性能。第一種占得比例最多。

舉個例子，在探究苯乙烯一丙烯酸醋IPN/MMT納米復合阻尼材料時，可將這兩種物質時行復合，據此提高其抗震、降噪的效果。結合眾多實驗結果，我們可以知道，聚合物基體中平均分布了二維納米片之后，該材料原本的能量將會有很大的升高，與此同時，基體材料的增韌性更好，耐磨性更強，阻透性也大大提高，也發送了其抗菌性以及抗老化性能，同時防紫外線的能力也有所提高。

又比如，把納米無機粘土粒子利用其他的改性劑，在化學反應后得到的納米粒子片層，與尼龍等其他材料混合，得到的新材料的阻止燃燒的功能更加好。將納米材料和它的結構的多種特性組合使用，能夠產生其他的多種新的材料。

三、生物可降解高分子材料的發展

在特定時間及一定條件下，微生物或其分泌物利用化學分解的形式，可以獲得降解的新材料。

高分子材料已在日常生產及生活中得到了廣泛的應用。可是，由于它無法循環使用，不易分解，加上用量很大，久而久之，就給環境帶來了比較厲害的化學污染。一般情況下，在降解這些廢棄的塑料制品時，最廣泛使用的辦法是挖坑埋掉或者燒掉，然而，這些方法都會對環境造成不可彌補的傷害。

譬如，我們的日常生活中，超市購物，買菜，包裝，全都用塑料制品，面對這一現象，四川有一家生物科技公司研制了一種抑菌的可降解的包裝食物的材質，先把殼聚糖通過輻射法作出輻照降解，再混入偶聯劑助劑溶液，攪拌均勻，而后通過干燥使溶劑脫離后，再和聚己內酯類可降解高分子材料混合在一起得出。聚己內酯可以全部的溶解掉，而殼聚糖則可以抑制某些微生物的生存繁衍。

所以，在研究這一新材料時，重點是研究出可降解的聚合物，如何對已經存在的可降解聚合物加以利用，經濟意義是十分明顯的，值得研究。

四、先進高分子材料在航天工業領域的應用

自中華人民共和國建立以后，航天工業獲得了長足進步，其代表是兩彈一星，這也促進了相關新材料的科研及發展。進入新時代，我國又陸續開展了載人航天及探月工程等一系列重大科研項目，這自然也離不開更多新材料的支持，在這個領域，一些關鍵的材料研制獲得突破性進展。這里面就包括高分子材料。它是發展航天工業必備的配套產品，一般包含橡膠、膠黏劑、工程塑料、密封劑和涂料等。

五、結語

本人從思考人類生存的環境問題出發，在建設環境友好型社會的基礎上，形成了上述四個基本觀點。當下，人們研究高分子材料，在目的及目標等方面，改變都十分明顯：以往研究的目的是給人們的生活帶來方便，如今則開始注意環境安全，不浪費能源與物質，循環使用，同時研發出能耗低、效率高的新材料。毫無疑問，環境因素已成為今后任何研發工作所需要重點考慮的問題。對于從事新材料研發工作的人們來說，只有研發出無毒、綠色、功能化、可降解的材料，與環境有利，才能解決白色、黑色等方面的污染問題。

參考文獻：

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