探究功能高分子材料的研究現狀及其發展前景論文

前言

在我們的日常生活中，材料隨處可見，材料的發展水平直接影響我們的生活質量。高分子材料在我們日常生活的應用中擁有很多的優勢，與現代化生產非常吻合，同時它也產生了很高的經濟效益等，因此它在工業上發展的十分迅速。在過去， 20 世紀60 年代發展起來的功能高分子材料是屬於那時的一個新興領域，這個新興領域同時滲透到能源和電子以及生物三大領等。而如今，21 世紀的科技不斷創新，也有了新型有機功能高分子材料，它們在人們的生產和生活中扮演着一個越來越重要的角色。

1 功能高分子材料的定義

功能高分子材料是指同時兼顧有兩種性能的複合高分子材料，性能一：傳統高分子材料的所體現出來的性能，性能二：某些特殊功能的基團所體現出來的性能。一般説來，具有傳遞信息、轉化能量和貯存物質作用的高分子及其複合材料為功能高分子材料，或者還可以理解為具有能量轉換的特性、催化特性、化學反應活性、磁性、光敏特性、藥理性、導電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其複合材料，同時還具有原有力學性能的基礎。

2 功能高分子材料的工程實際應用

目前，在工程上應用較廣泛而且具有重要應用價值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種：光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應型功能高分子、醫用功能高分子、環境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述：

(1)光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產生物理變化，如光導電、光致變色或者化學變化，如光交聯、光分解的高分子材料，或者在物理或化學作用下表現出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應用在電子工業和太陽能的開發利用等方面。

(2)液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料，它是分子水平的微觀複合，由纖維與樹脂基體在宏觀上的複合衍生而來，也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強劑(剛性高分子鏈或微纖維)的複合材料。強度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點，它在複合材料、纖維和液晶顯示技術等方面的應用非常廣泛。

(3)電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現為在特定條件下表現出各種電學性質，如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導電等性質。根據其功能劃分，主要包括導電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導材料、高分子電活性材料等。同時根據其組成情況可以分成結構型電功能材料和複合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電覆印和特殊用途電池生產方面有廣泛應用。

(4)吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機理分為化學吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑，按樹脂形態分為無定形、球形、纖維狀，按孔結構分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。

(5)反應型功能高分子材料。反應功能高分子是有化學活性、能夠參與或促進化學反應進行的一種高分子材料。它是將小分子反應活性物質通過共價鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結合於高分子骨架，主要用於化學合成和化學反應。

(6)醫用功能高分子材料。在生物體產生生理系統疾病時，一些特殊的功能高分子材料有對疾病的診斷、治療、修復或替換生物體組織或器官，增進或恢復其功能的作用，此類特殊的功能高分子材料稱為醫用功能高分子材料。一般來説，醫用功能高分子材料多用於對生物體進行疾病的診斷和疾病的治療以及修復或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官，具有延長病人生命、提高病人生存質量等作用，在醫療方面被廣泛應用。

(7)環境降解高分子材料。高分子材料在發生降解反應的條件有許多，如機械力的作用下發生的降解稱為機械降解，此外在化學試劑的作用下可發生化學降解，在氧的作用下可發生氧化降解，在熱的作用下可發生熱降解，在光的作用下可發生光降解，在生物的作用下可發生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環境降解高分子材料。

(8)高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料，同時也是具有特殊功能的高分子材料，一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質具有以下突出的優點：具有較好的選擇性透過性，透過產物和原產物位於膜的兩側，便於產物的收集;分離時不發生相變，同時也不耗費相變能。從功能的角度，高分子分離膜具有識別物質和分離物質的功能，此外，它還有轉化物質和轉化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質，已經在許多領域獲得應用。

3 功能高分子材料的發展前景

人類賴以生存和發展的物質基礎離不開材料，材料的發展關係到社會發展和國民經濟以及國家的安全，同時也是體現國家綜合實力的重要標誌。高新技術和現代工業發展的基石離不開高分子材料，國民經濟基礎產業以及國家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由於其優越性，使得其在材料行業中發展迅速。

未來材料科學與工程技術領域研究的重要發展方向離不開功能高分子材料，材料、信息和能源理所當然的被評為新科技革命時代的'三大根基，信息和能源發展離不開材料領域中功能高分子材料作為它們物質基礎所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究與發展主要取決於現代學科交叉程度高這一特點。在傳統的三大合成材料以外，陸陸續續又出現了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同時也出現了生物高分子材料，隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料，與此同時功能高分子材料的發展速度依然保持着加快的狀態，顯然它們對新技術革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學技術領域和工農業生產以及日常生活中扮演着越來越重要的角色，21 世紀人類社會生活必將與功能高分子材料密切相關。

4 結束語

功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規律以及實際應用技術的一門學科，在高分子材料科學領域中的發展速度是最快的，同時也是與其它科學領域交叉最為密切的一個研究領域。它是以高分子物理、高分子化學等相關學科為基礎，同時與物理學和生物學以及醫學密切聯繫的一門學科。因此學習這門學科能讓我們很好的將高分子學科的知識綜合運用起來，進而使我們對高分子學科有更深刻的認識，讓我們受益匪淺。