高分子化工材料在我國的發展

馮貴武

（中科美菱低溫科技股份有限公司，安徽合肥 230601）

1 高分子化工材料的定義與特點

1.1 高分子化工材料的定義

何謂高分子化工材料，第一明白其概念。它還有一個名字是高分子或大分子，通常而言，它的相對分子質量有幾千到幾百萬。盡管看起來質量很大，可是里面有的元素種類卻很有限，C、H、O、N 這些非金屬元素較多，此外還有S、Cl、Si、F 等元素。生物大分子的構成微量元素還有Fe、Mg、Ca、Na 等。

1.2 高分子化工材料的特點

首先，其相對分子質量大，但是卻不集中。和小分子與中分子化合物比較來說，有的高分子化合物相對分子質量大于1×104，其分子較大，所以構成了豐富多類的分子形態。其次，化學組成簡單，分子結構十分有序[1]。而合成高分子化合物的化學組成則較簡單，一般就是常見的一些非金屬元素，同時都是滿足一定的環境條件，是低分子有機或無機化合物在聚合反應下根據對應的規律連接形成。

2 目前高分子化學材料的整體發展情況

2.1 高分子化學的發展情況

現階段，天然資源由于工業的飛速進步已經跟不上發展步伐，無法滿足使用需求，所以需要找到適當的人工合成材料。那么，高分子化學材料的出現正是很好地解決了這一問題[2]。研究顯示，最近各個國家在使用材料上都很迅速，所以塑料、橡膠、纖維等材料在應用時的優勢十分明顯，新型材料也在工業生產、建筑與農業上都有很大的發展空間，如此一來，給工作與生活帶來了諸多便利，也相應地促進了我國經濟發展。

2.2 高分子材料成型加工技術

由于國內需求與生產力加強，合金材料的生產效率急需提升。可是現有的加工設施與技術無論是傳熱技術或者混煉都難免出現不可控現象。理論層面來說，能夠控制塑料聚合物或混煉時的時長，這樣能夠處理好振動磁場下塑料聚合物化學反應技術問題，有利于維持產品質量的平衡，技術上也能夠處理好設備結構的過度集成化問題，并盡可能減少設備噪音、能耗與體積重量等。

3 高分子化學材料的種類與發展現狀

3.1 稀土催化材料概述

稀土元素的電子結構十分特殊，化學反應時可以展示出其十分優秀的催化性能，對于石油、化工、環保等催化應用而言有著廣闊的發展空間[3]。所以，應用輕稀土的催化材料不但能夠切實提升生產效率，還可以節省大量能源，起到了保護環境的目的。

3.2 稀土催化材料的實際應用和發展現狀

現在，普遍的稀土催化材料具體分三類：分子篩稀土催化、稀土鈣鈦礦催化與鈰鋯固溶體催化材料。第一種通常是被當成煉油催化劑應用于工業生產；第二種用于分解水制氫、石油化工行業等，作用優勢明顯；最后一種是應用于凈化汽車尾氣，可以優化其中的氧化還原反應。

3.3 聚烯烴材料概述

聚烯烴是烯烴的聚合物，具體包含多種類型的烯烴還有一些環烯烴在單獨或共聚合后形成的一種熱塑性樹脂總稱。聚烯烴作為高分子化工材料有著十分廣泛的應用，它的優點也很明顯，包括有著豐富的原料、物美價廉、加工性能好等。

3.4 聚烯烴材料的實際應用和發展現狀

國內對此的研究從二十世紀七十年代開始的，后來的幾十年時間中，我國對不同聚烯烴材料的研究與合成都有著矚目的成就，十分有利于推動聚烯烴材料在生產生活上的廣泛應用。現在，研究聚烯烴的主流趨勢是使用金屬催化劑聚合等不同烯烴，目前取得的成就矚目。

3.5 生物醫用高分子材料概述

生物醫用高分子化工材料是功能性的，其主要應用于生物、醫學等領域，在診斷、檢查、治療、修復人工器官與保健上有著很大的應用空間，能夠延長生命，提升生活質量，所以其十分安全，不需要擔心對人體的不良影響。

3.6 生物醫用高分子材料的實際應用和發展現狀

對此材料的研究從美國開始。一開始是提出的該想法，后來美國NIH 表示開始研究人工心臟[4]。后來研發出了生物材料，涌現出大量學會與雜志。對于我國現在研究生物醫用高分子化工材料的現狀而言，還是剛剛起步，生產周期很長，投入有關課題也不是很充分，所以產品質量和國際水準之間的差距還是很大的，也無法符合現實需求。所以還應積極調整有關政策，并正面對待困難問題。

高分子化工材料應用中，生物應用材料具有很多優勢，因此被廣泛地應用于生物器官、組織診斷、修復和替換、治療等方面。這樣不僅能夠更好地確保整體組織器官的各個功能，同時也能夠有效地防止副作用的發生，更好地促進醫學行業的發展。同時生物醫學材料具有很強的實用性，并且使用范圍非常廣，可以通過人工合成、天然合成等方式進行，目前生物醫務材料劃分主要有2種，即生物降解型、非降解型，同時在現代醫療中取得了很好的應用效果。

4 高分子化工材料在我國的發展應用

4.1 稀土催化材料的應用

稀土催化材料屬于稀土功能，基礎為稀土元素，現在而言，我國稀土礦大部分是輕稀土成分，由于我國經濟的發展，社會越發需要重稀土，那么稀土開采與現實應用必然就會加大之間的不平衡。那么，應重點加強控制稀土材料，還要注重開采，從而提升對其的使用效果。

4.2 生物醫用行業高分子化工材料的應用

高分子化工材料應用生物應用材料的優勢明顯，所以應用于組織診斷、生物器官、治療上十分廣泛。如此，不但可以很好地保障整體組織的器官功能，還可以切實避免出現副作用，真正推動醫學領域的進步[5]。此外，生物醫學材料的實用性較強，且使用廣泛，能夠利用一些合成方式實施，現在生物醫務材料具體包括兩大類：生物降解型與非降解型，且對于現代醫療也有很大的幫助。

4.3 膜技術行業內高分子化工材料的使用

膜科技在高分子化工材料技術上有著很大進步，其基礎為高分子化工材料，而且一直在創新發展。同時，其在生產技術上的性能也有進步。膜材料的發展推動了我國經濟發展，所以需要重視對該技術的改進與優化。

4.4 太陽能行業高分子化工材料的使用

現在，高分子化工材料應用于新能源也有很大的突破，特別是對太陽能的影響。作為清潔能源，太陽能優勢突出，且無污染，有著諸多品種[6]。高分子化工材料應用在汽車與家具領域具體包括晶體硅片與薄膜兩種形式，只是尚未得到廣泛應用，所以將來還需要進一步的創新發展。

4.5 高分子材料納米化的應用

現在，化學反應需保證分子間能夠相應的排列組合，形成單體聚合，那么拓撲結構就突破了空間限制，可以復制原子，不過組合形式與自由組合還是有所不同，需要再提煉成高分子納米材料，才可確保有效控制整體分子與原子，保障良好的納米效果。

5 結語

總的而言，由于經濟發展，材料需求持續增加。有機高分子材料一直受到業界的認可，不但因為其應用領域廣泛，包括生物、醫學等，性能也十分優秀，比如多功能、穩定強等，這些都能夠保障有機高分子材料更進一步的發展。