高分子化工材料的應用現狀探討

李再芳

（北京心凌醫療科技有限公司，北京 100000）

一、高分子材料以及高分子材料成型概述

（一）高分子材料特性

以結構的角度觀察高分子材料，是指以共價鍵的方式將諸多原子彼此之間進行連接，形成的有機化合物具有相對分子量較大，結構單元較為重復的特性。例如，我們常見的纖維、塑料和橡膠等。高分子材料擁有的眾多優質性能，得力于其擁有特殊的重復單元結構，例如高分子材料的質量較輕、絕緣性能優秀、物理強度優秀，耐磨、較低的熱變形溫度等。值得一提的是，高分子材料具備如此眾多優秀的性能，只要有一種優勢較為突出，就可以促進高分子材料發展的前景變得非常光明。高分子材料奇異的加工性能就是其較為突出的優勢，其加工成本較低，較為復雜的制品往往是通過比較簡單的方法生產的，而且材料成本大多數是超出加工成本。

（二）高分子材料基本原理

一般來說，通過聚合反應將每個結構單元組合到一起，形成高分子化合物。當材料發生反應時，形態結構的變化往往是關注的重點，這也就是高分子材料合成和制作的準備。加熱物料是較為常見的一個過程，當溫度加熱到一定的范圍內，在物料的內部會發生降解反應和碳化反應，會嚴重地影響和破壞高分子材料的形態結構。因此，需要以流變學為基礎，對高分子材料的應變和應力、溫度以及濕度等條件中與時間的改變相關的變形和流動規律進行分析和探索，從而降低聚合反應整個流程中較為不利的影響，進而進一步提高高分子材料的反應效果，有效地解決熱和傳質方面的問題，保證聚合反應能夠得以充分地進行。

（三）高分子材料成型加工現狀

現階段，我國的高分子材料加工成型技術取得了很大的進步，其擁有優秀的性能，而且加工技術較為便捷，在我國的航空航天和國防等領域也得到了較為廣泛的應用。作為人們日常出行必不可少的交通工具，汽車領域近些年發展非常迅速，但這也給環境保護工作帶來了極大的壓力。因此，汽車中金屬零部件被高分子材料代替已然成為一種趨勢，從而使汽車更為輕量化。高分子材料近些年也在逐步向更高強度、更高韌性和高優秀的耐高溫等方向發展。目前，高效率和低成本是我國高分子材料加工成型技術追求的主要目標。

二、常見的高分子化工材料

（一）高分子智能材料

目前高分子智能材料的應用范圍已經有一定的進步，并在其他領域也在緊鑼密鼓的研究。目前高分子智能材料是所有化工材料里修復能力最強的，同時也能夠根據環境和實際需要情況的變化而不斷變化，因此高分子智能化工材料在建筑行業里應用最為廣泛。最為典型的是高分子智能化工材料在溫度較低時可以以固體的形式存在，而在溫度過高時也能夠有效感知光和熱。因此，在未來的發展中，相信高分子智能材料也能夠更好的更廣泛地應用于建筑行業中，造福人類。

（二）稀土催化材料

稀土催化材料是目前最為常見的環保材料之一，是高分子化學材料的重要組成部分。稀土催化材料是在稀土元素的基礎上衍生而來的，同時也是提高稀土元素整體性能的重要方式之一。我國對于稀土催化材料的研究早在二十世紀就已經提上日程，并取得了一定的進步。在研究稀土催化劑時，主要是將不同的稀土化合物通過一定的方式進行反應構成新的高分子材料，并對物質結構的規整度有一定影響。除此之外，稀土催化材料作為重要的環保材料之一，也是我們在未來的發展中亟待整合的高分子資源之一。

（三）生物醫用材料

高分子化學材料在生物醫用領域的應用也在不斷擴大，高分子化學材料相較于其他材料而言，對于人體沒有直接的輻射作用，也不會對人體造成直接的傷害，因此高分子化學材料在醫學領域的應用是比較廣泛的。例如部分高分子材料能夠直接被用來填充牙齒、食道以及其他部位，在幫助解決疾病的同時也不會有任何副作用。除此之外，液體高分子醫用材料又能夠被直接制作成為填充血液的藥物，從而極大地降低了手術風險，提高了人們的生存能力。但液體高分子材料需要和各類不同的實驗相適配，需要很長的研究時間才能夠成功。這也是目前我國高分子化學材料產量不高，質量不高的主要原因之一。在未來的發展中，對于高分子化學材料在醫學領域的應用仍然需要不斷的研發，從而更好地推動我國醫療事業的發展。

（四）高分子膜

高分子化學材料對膜科技的發展起著至關重要的影響作用，不僅能夠更好的幫助膜科技發揮自身的價值，同時還能夠使膜科技更好的應用在我們的日常生活之中。目前我國膜科技的應用主要體現在純凈水凈化、牛奶保鮮以及其他技術之中。因此在未來的發展中，要更多的關注高分子化學材料在膜科技中的發展，從而能夠更廣泛的應用于社會生活之中。

（五）聚乙烯材料

聚乙烯材料是高分子化學材料應用更廣泛的又一領域之一。目前聚乙烯材料主要應用在化工領域、環保領域以及農業領域上，在這些領域聚乙烯材料都發揮了不可替代的重要作用。

（六）塑料

塑料作為應用范圍最廣泛的高分子材料之一，主要成分為樹脂、增艷劑、潤滑劑和其他原材料，是利用單體原料來聚合成新的材料。塑料在我們日常生活中較為常見，也會被應用于各個不同的行業，這主要是由于塑料的不同特性所決定的。塑料的特性主要表現在以下幾個方面：一是塑料的質量比較輕，在使用過程中也表現出比較穩定的化學性質，并且不容易變形。二是塑料在使用的過程中具有比較強的絕緣性，不會產生導電的問題。三是塑料的最大特點就是耐低溫和耐水性，并且能夠在短時間內形成不同的形狀。但同時塑料在使用過程中最大的缺陷和問題在于極易燃燒，并且在燃燒過程中不斷釋放一氧化碳等有毒氣體，極易使人體產生一氧化碳中毒的情況。

（七）纖維素

纖維素作為少有的天然有機物之一，主要是有多種葡萄糖共同組成的。目前主要應用在棉花、木材以及亞麻等領域。纖維素的最大特點在于纖維素不會直接和水或者乙醇相融合，但同樣纖維素的缺陷也比較明顯，一是纖維素在接觸水以后會在短時間出現溶脹反應，也就是會使纖維素被泡發；二是纖維素對溫度是有著比較一定的要求，在溫度達到150℃時，纖維素都會出現一定的熱脹情況，而在150℃之后，則會開始冷縮。因此目前纖維素的應用并不十分廣泛，在對其性能上還需要進行一定的優化。

三、高分子化學材料的應用現狀

（一）在軍工領域的應用

相較于其他材料高分子材料具有很強的耐熱性和耐腐蝕性，因此在軍工領域的應用比較廣泛。高分子材料大多數是比較特殊的，能夠在短時間內代替金屬材料來使用，同時高分子材料還具有金屬材料所沒有的輕便的特點。高分子材料在軍工領域的發展也是頗具前景的。

（二）在建筑領域的應用

高分子化學材料在建筑領域主要是應用于室內。由于高分子化學材料具有很強的耐磨性和抗壓性，能夠很好地延長使用期限。除此之外，高分子材料還能夠有效降低材料成本，在提高裝修質量和檔次方面具有重要作用，對于我國建筑裝修行業的發展也有較大的推力。

（三）在民用領域的應用

高分子化學材料在民用領域的應用主要體現在輪胎、絕緣保護套等方面。這些高分子材料都能夠以較低的成本發揮最大的效用，從而受到民用領域的歡迎。

四、高分子材料的發展趨勢

在高分子材料的設備和技術領域，西方發達國家相比于我們國家也較為先進。根據目前的情況來看，我們國家的高分子材料發展時間較為落后，技術水平也有很大的提升空間，而我國對化工材料的應用是比較廣泛的，這主要是由高分子化工材料的性質和優點所決定的。一方面現有的化工材料大多是由塑料工業材料、橡膠工業材料以及化學纖維等工業材料共同組成的，其突出特點是在制備工藝上更加簡潔，目前僅僅是處在初級階段。因此，我國高分子材料的相關從業人員需要持之以恒，勇于創新，努力提升我國的設備和技術，爭取趕超西方國家。

（一）高分子發展材料能夠降低對環境的污染

高分子材料涉及到我們日常生產生活各行各業，不僅便利了我們的日常生產生活，也為我國工業的快速發展做出了不可忽視的貢獻。同時，相較于其他材料而言，高分子材料在現有的應用領域中具有比較明顯的缺陷，就是不能夠被降解，在一定程度上會對環境造成一定的危害。因此在未來的發展中，高分子材料勢必會被改造成為綠色可持續發展的環保材料，減少高分子化學材料對環境的破壞，從而為高分子化學材料提供更廣闊的發展空間。

（二）高分子化學材料具有很強的復合性能

在應用時也可以通過其他材料來代替，但在未來的發展中，高分子材料的應用和研究勢必會成為科技發展中的重要一環，這就需要我們不斷優化和加工各個高分子材料環節，從而使高分子材料的性能得到進一步的提升。除此之外，只有讓高分子復合材料具有更強的復合性能，才能夠更好地應用于各個行業。

（三）高分子材料的智能化發展

智能化發展不僅僅是高分子材料的發展趨勢，同時也是未來整個社會的發展趨勢。未來的高分子化學材料需要根據環境的變化而不斷變化，提高高分子化學材料的記憶功能，感知周圍的溫度和濕度從而進行有效調節。除此之外，水溶性也是高分子化學材料需要進一步發展的重要內容。

結束語

綜上所述，高分子化學材料正在被更多的領域行業所關注和重視，同時在已經應用的領域也發揮著重要的作用。本文主要針對當前高分子化學材料的種類和應用領域展開分析，并著重探討了高分子化學材料在未來的發展趨勢，從而使高分子材料能夠更好地適應當前社會的需要。