趙亞紅
摘要:現(xiàn)階段,對(duì)高分子材料的研究和應(yīng)用不僅是材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,而且還是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保的一項(xiàng)重要舉措,有助于社會(huì)生產(chǎn)和生活的持續(xù)發(fā)展,應(yīng)該引起我們充分的重視。
關(guān)鍵詞:高分子材料;發(fā)展現(xiàn)狀;應(yīng)用趨勢(shì)
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的科學(xué)技術(shù)取得了快速的發(fā)展和進(jìn)步,其中材料科學(xué)更是進(jìn)步明顯,在人類(lèi)的社會(huì)生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了重要的作用。現(xiàn)階段,材料科學(xué)中的高分子材料已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn),通過(guò)對(duì)高分子材料進(jìn)行科學(xué)的開(kāi)發(fā)和利用,可以將人類(lèi)改造自然、創(chuàng)造社會(huì)的能力達(dá)到一個(gè)新的高度??梢赃@樣說(shuō),高分子材料尤其是高分子智能材料的出現(xiàn)給社會(huì)生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式帶來(lái)了巨大的影響,直接推動(dòng)人類(lèi)的物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)向前邁進(jìn)了一大步。誠(chéng)然,當(dāng)前高分子材料在發(fā)展和應(yīng)用的過(guò)程中還存在一些問(wèn)題,但筆者堅(jiān)信,隨著高分子材料的不斷發(fā)展,這些問(wèn)題必將會(huì)逐漸得到克服,未來(lái)將會(huì)有更多、更好、更實(shí)用的高分子材料出現(xiàn)在我們面前。
1.高分子材料的含義
高分子材料是指由許多重復(fù)單元共價(jià)連接而成的材料(如圖1所示),其分子量往往都必將大,而且材料本身也具有不錯(cuò)的黏彈性。目前高分子材料已經(jīng)發(fā)展出了不少種類(lèi),而且正在向著高功能化、高性能化、復(fù)合化和智能化的方向發(fā)展。我國(guó)在高分子材料的研究中起步較晚,目前對(duì)高分子材料的研究和應(yīng)用還主要集中在發(fā)展材料品種、提高技術(shù)水平和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的層面上。
2.高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)實(shí)中,高分子材料在社會(huì)生產(chǎn)和生活中已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用,如電子信息、汽車(chē)工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域,而為了促進(jìn)高分子材料的應(yīng)用廣度和深度進(jìn)一步提升,高分子材料還需要向著以下幾個(gè)方向發(fā)展:第一,高性能化。根據(jù)高分子材料的應(yīng)用場(chǎng)合不同,它應(yīng)該向著特定的高性能的方向發(fā)展,如高機(jī)械化、耐久性、耐熱性和耐腐蝕性等。第二,高功能化??紤]到未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)高分子材料的功能要求會(huì)越來(lái)越多,所以它還應(yīng)該向著具有光學(xué)、生物學(xué)以及力學(xué)等多功能的方向發(fā)展。第三,復(fù)合化。復(fù)合材料的用途廣泛,而復(fù)合材料一般是以高性能結(jié)構(gòu)的高分子材料作為主要基體。第四,智能化。當(dāng)前對(duì)高分子材料研究和發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)就是讓材料實(shí)現(xiàn)智能化,如具有診斷性、修復(fù)性、識(shí)別能力和反應(yīng)能力等。
3.高分子材料應(yīng)用中存在的問(wèn)題
3.1高分子材料使用中存在的問(wèn)題
高分子材料因?yàn)榫哂懈咝阅堋⒏吖δ芑椭悄芑确矫娴奶攸c(diǎn),所以在家用電器、電子信息、汽車(chē)工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域中占據(jù)著重要的地位,但這并不是說(shuō)高分子材料在使用中就不存在任何問(wèn)題。事實(shí)上,一些高分子材料在使用中還是會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,有些甚至對(duì)人類(lèi)的健康都會(huì)造成危害。這對(duì)這一問(wèn)題,雖然國(guó)內(nèi)外的廠商和技術(shù)人員都加強(qiáng)了在實(shí)驗(yàn)方面的驗(yàn)證工作,但仍有一部分材料的危害影響卻難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)這些材料在實(shí)際領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用之后,其危害才會(huì)逐步暴露出來(lái)。
3.2高分子材料遺棄中形成的污染
就目前所使用的高分子材料來(lái)說(shuō),絕大多數(shù)材料都是以礦物燃料作為制造基礎(chǔ),而這就會(huì)帶來(lái)一定的問(wèn)題。例如當(dāng)高分子材料使用后的回收處理問(wèn)題,如果不能對(duì)這些材料進(jìn)行回收利用,則不僅會(huì)造成對(duì)自然資源造成嚴(yán)重浪費(fèi),而且還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。因此,高分子材料遺棄后的處理已經(jīng)成為當(dāng)前全球各國(guó)所共同關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
4.高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)探討
4.1綠色化
當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平雖然在不斷提升,但這同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,而這已經(jīng)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展形成了阻礙。為了改善這一問(wèn)題,很多領(lǐng)域都開(kāi)展了節(jié)能環(huán)保的研究,材料科學(xué)領(lǐng)域自然也不例外。事實(shí)上,通過(guò)對(duì)高分子材料中的綠色材料進(jìn)行更加深入的研究和應(yīng)用,就能夠?qū)芏喹h(huán)境污染進(jìn)行控制,同時(shí)綠色材料技術(shù)也利于實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的重復(fù)循環(huán)利用,而這些對(duì)降低資源開(kāi)采和環(huán)境污染意義重大。總而言之,高分子材料的綠色化發(fā)展是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)材料科學(xué)研究提出的必然要求。
4.2對(duì)自然資源的依賴(lài)減少化
如上文所述,當(dāng)前所使用的絕大多數(shù)高分子材料都是以礦石燃料作為生產(chǎn)基礎(chǔ),而我們都知道,地球上現(xiàn)有的礦石燃料都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展和演變才形成的,具有不可再生性。這就說(shuō)明了,如果要大量應(yīng)用高分子材料,則必然會(huì)造成對(duì)礦石燃料的大量消耗,但這種消耗在短期內(nèi)又不能得到有效補(bǔ)充,所以就會(huì)導(dǎo)致資源緊缺的問(wèn)題出現(xiàn)。同時(shí),礦石燃料是維持人類(lèi)生產(chǎn)和生活發(fā)展的一種非常重要的能源,如果出現(xiàn)嚴(yán)重短期,那么就會(huì)給人們的生活和工作造成巨大的沖擊影響。因此,必須對(duì)高分子材料的研發(fā)工作加強(qiáng)研究,尤其是要找出使高分子材料發(fā)展能夠擺脫對(duì)石油等礦山燃料依賴(lài)的途徑,而這就需要對(duì)材料本身在微觀和宏觀上的特性進(jìn)行全面的分析和研究。
4.3納米化
因?yàn)榧{米技術(shù)對(duì)原子和分子的控制精度更高,所以納米化必將成為高分子材料未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。事實(shí)上,借助納米技術(shù)可以使對(duì)高分子化學(xué)精度的控制達(dá)到一個(gè)前所未有的高度,這樣就可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求對(duì)材料的微觀組成進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,進(jìn)而使得材料的功能得以充分的發(fā)揮。
結(jié)束語(yǔ)
總之,對(duì)高分子材料的研究和應(yīng)用不僅是材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,而且還是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保的一項(xiàng)重要舉措,這有助于社會(huì)生產(chǎn)和生活的持續(xù)發(fā)展,應(yīng)該引起我們充分的重視。
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