摘要:高分子材料指的是由分子质量相对较大的化合物分子构成的材料。自从在高分子领域中酚醛树脂出现以后,高分子材料就凭借其他材料所无法比拟的优势而战胜了许多金属和无机材料,成为材料世界的新霸主。本文主要探究了高分子材料工程的应用以及发展,以供参考。
关键词:高分子材料;应用;发展
引言:改革开放以来,中国的科学技术取得了飞速的发展和进步,材料科学得到了明显的改善,在人类社会生产和生活中发挥了重要作用。由于高分子材料的诸多优越性能,各种类型的高分子材料性能和功能日益增强,它们具有良好的化学稳定性、易加工、质量轻,而且还具备了环境敏感、光电转化、隔热保温等多种功能,使它在工程建设领域得到了越来越多的推广和使用。为了更好地节省能源资源,打造绿色环保生产,高分子材料在工程中得到了进一步应用和发展。
一、高分子材料的概述
1、高分子材料的含义
高分子材料(macromolecular material),以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
2、发展历程
高分子材料的发展主要有以下几个重要阶段:第一,十九世纪,人们开始逐步使用各种天然的高分子制品,诸如羊毛、报纸、蚕丝等基础材料在社会中普及开来。第二,二十世纪,基础的材料经过不断的研发和创新,逐步形成人造制品,人工纤维、人工树脂等材料都是当时科研的成果。第三,二十世纪中期,科研人员逐步加大了对该项技术的研究,利用高分子原理,将材料进行有机组合,从而形成合成分子材料,如聚苯乙烯、有机硅、聚氯乙烯等多种化和产物。第四,自二十世纪末至今,高分子材料更加多样化,其种类也数不胜数,分子复合材料的出现,涉及纺织、金属、电子、化工等多个领域,成为生产生活中必不可少的第三大材料。
3、种类划分
我国进入新世纪后整体综合国力都得到了显著提高,在促进我国科学技术的发展的同时,也为高分子材料的发展创造了良好的条件,目前我国具有种类繁多的高分子材料,且广泛应用在我国各个领域。高分子材料按照来源可以分为合成高分子材料和天然高分子材料,合成高分子材料与天然高分子材料相比具有密度低、性能好和耐腐蚀等特点,而天然高分子则可以通过化学作用改变其使用功能,应用范围更加广泛。高分子材料按照应用功能可以分为功能高分子材料和通用高分子材料。功能高分子材料指的是具有转换或储存能量等作用的高分子材料,其具有特殊的催化、光、电等性能,因而功能高分子材料不仅应用范围广,还具有巨大的发展潜力,它提高了人们的工作效率与生产效率,获得了越来越多的关注。通用高分子材料则能够通过大规模生产应用于农业、工业、建筑业等国民经济发展的主要领域,是人们日常生活中最常见的高分子材料,极大地改变了人们的生活。
二、高分子材料工程的应用
1、高分子材料在机械工业的应用
高分子材料在机械工业中的运用越来越广泛。“以塑代钢”,“以塑代铁”使机械材料从传统的大体积型和高耗能型向着安全简便、经济实用、低能环保方向发展。高分子以及新型高分子材料的力学性能良好,耐磨性和耐腐蚀性能优异,在机械工业当中具有非常明显的优越性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如聚甲醛和聚氨醋弹性体,此类材料拥有良好的耐磨性能,在某些有机溶剂的混合液中,其磨耗要远低于其它物质材料,可以满足耐磨性的要求。聚甲醛材质的齿轮、轴承、螺母等构造零部件经常被应用于在汽车制造工业,替代了传统的锌、铜、铝等有色金属、铸铁和钢冲压件。
2、高分子材料在农业的应用
高分子材料可以应用于现代农业领域中,尤其适宜应用在种子的处理中。运用干型和湿型高分子成膜剂对种子进行物理包裹,可以把农用药物涂抹在种子外表以防止病虫害的产生,提高种子的发芽率。种子和高分子材料混和造粒可以改善种子的外观和形状,以提高生产质量。多糖类天然高分子材料在低温情况下具有较好膜功能和良好的吸水、保温性能,可以用来制作新型的液体地膜,应用在温室大棚和节水灌溉中,这种新型地膜降解率高,不仅具有普通地膜的保温、保湿、除草防虫,促进植物成长生长,且节能环保,对土壤没有任何毒副作用。
3、高分子材料在建筑行业的应用
我国国民经济建设的速度越来越快,对建筑行业的发展有着一定的推动作用,在建筑行业飞速发展的过程中,高分子材料在其中起到的作用不可小觑。以往我国建筑行业普遍使用的装修材料多为传统的石灰水,虽然起到了一定的防潮以及防水效果,但是其缺乏一定的艺术美感,在社会群众经济收入不断上升的过程中,对房屋装修艺术美感的需求更高,因此,对建筑装修材料的要求也不断攀升。然而在通过应用高分子材料的过程中,建筑行业墙体装修遇到了全新的机遇,无论是防水涂料,还是墙体涂料,甚至于墙壁纸的粘合剂,都与高分子材料密切相关。高分子材料可以制成各种型号的排水管道、导线管、塑料门窗以及防水材料。代表性的有聚氯乙烯、氨基树脂、酚醛树脂、聚乙烯等,这些高分子聚合塑料具有较强的防水、防腐、耐磨和抗震性能,并且质量轻,隔音和绝热保温性能优异,在建筑领域表现出了良好的发展前景。
三、新型高分子材料的发展
新型高分子材料是在以后的材料科学与工程技术领域中发展的重点,并且随着现代社会中科学技术的飞速进步以及学科的交叉发展,为新型高分子材料的研究与发展提了一个非常有利的外在环境,促进了新一代高分子材料的诞生。高分子材料本身在结构上非常复杂多变,并且这些结构上的变化直接导致的就是高分子性质的变化。因此可以通过对分子结构、分子中支链的结构、分子的聚集状态、甚至于外观结构等进行多方面的综合利用,进而满足实际生产或者研究项目中对于材料功能的要求。随着近年来科学技术的发展,纳米技术也逐渐成熟,利用纳米技术实现在分子或者原子水平上对高分子材料的结构进行控制,进一步扩大材料的功能。因此不难预言,高分子材料已经迎来了全新的发展时机,纳米材料必将会引领新世纪中材料发展的主流,也势必会影响新世纪中电子技术、生物技术以及生命科学的研究。
四、结束语
综上所述,高分子材料是20世纪化学领域所研究出的一项重要贡献,其对人类社会的影响极大,将人类对材料的使用,从单一的天然材料向着合成高分子材料方向转变,推动着人类社会的进步。因此,我国应加大对高分子材料的研发及应用,提高相应的技术水平,实现高分子材料的智能化、高功能化、高性能化及复合化发展,满足人们对高分子材料的多样化需求,推动高分子材料和其他领域的共同发展。
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论文作者:陈健华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
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