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高分子材料未來研究方向的思考

2018-06-17 10:48朱聞宇
科學與技術(shù) 2018年21期
關(guān)鍵詞:科技發(fā)展高分子材料

朱聞宇

摘要:近些年來,我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度迅猛,科技進步日新月異,高分子材料已融入人們?nèi)粘I钪械母鱾€角落,發(fā)揮著巨大的作用。就目前看來,高分子材料已從便捷人們?nèi)粘I?,逐漸向著促進材料循環(huán)使用、減少環(huán)境污染的方向發(fā)展,在航天領(lǐng)域,高分子材料更是有著無法替代的作用價值。對高分子材料的未來發(fā)展方向進行深入分析研究,就成為當前相關(guān)科技工作人員所要做的一件意義非凡的事情。本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗,就功能高分子的發(fā)展狀況、主要用途、以及生物醫(yī)學材料開展闡述,并深入分析研究了高分子材料的納米技術(shù)的應(yīng)用荷載航天領(lǐng)域的應(yīng)用,最后進行總結(jié),希望能對相關(guān)科技工作人員的工作起到一定的幫助。

關(guān)鍵詞:科技發(fā)展;未來方向;高分子材料

1.功能高分子

1.1發(fā)展

所謂功能高分子材料,就是說和常規(guī)聚合物進行比較,有著顯著區(qū)別的物理化學性質(zhì)、具有光學、電學等方面功能特殊的聚合物大分子,也是高分子材料中一個比較特殊的領(lǐng)域。通常情況下,泛指用量較少、性能特殊、可以產(chǎn)生重要新技術(shù)、并擁有一些特殊功能的高分子材料。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展,無論是生物醫(yī)藥、航天技術(shù)、交通技術(shù)、新能源開發(fā)、還是微電子技術(shù)等領(lǐng)域的進步都離不開功能高分子材料。

1.2主要用途

1.2.1科技人員通過開展分子設(shè)計工作,實現(xiàn)新功能合成的目的,比如研制晶質(zhì)光盤。

1.2.2科技人員通過開展特殊加工,給材料賦予功能特性,比如塑料光纖和高分子膜。

1.2.3科技人員通過開展復(fù)合工作,讓兩種(包括兩種以上)擁有不同性能和功能的材料獲得新的功能。比如高分子磁性體和EMI/RFI屏蔽導電塑料。

1.3生物醫(yī)學材料

相關(guān)科技工作人員通過對自然骨成分和形成過程開展模擬工作,使用電化學反應(yīng),給膠原分子的礦化和自組裝氣功微環(huán)境與反應(yīng)動力,獲得了那些在結(jié)構(gòu)與成分上相似與骨組織的生物活性涂層。并在可控范圍內(nèi),釋放生物活性因子,促進骨生長。也推動治愈速度、加強移植體材料生物活性的最有效方法之一,國內(nèi)外之所以把功能高分子材料作為重要的研究對象,就是因為功能高分子材料擁有非常獨特的“功能”和“性能”,在起到替換其他材料的同時,還可以幫助起增強性能,成為擁有全新性質(zhì)的功能性材料。可以說,在功能高分子的發(fā)展領(lǐng)域,并沒有傳統(tǒng)意義上的學科邊界。相關(guān)科技工作人員必須加大力度,重視對功能高分子材料的研究,在實踐中不斷提高自身研發(fā)能力,邁入世界先進技術(shù)行列之中。

2.應(yīng)用納米技術(shù)

通常情況下科技工作人員認為,納米技術(shù)是對納米結(jié)構(gòu)設(shè)計和納米材料性質(zhì)的一種研究技術(shù),無論是什么性質(zhì)的材料,只要被高科技方法細化至納米量級,這一材料的物化性能將發(fā)生重大變化,在產(chǎn)生出物化現(xiàn)象的同時,將呈現(xiàn)出完全區(qū)別于常規(guī)材料的全新性質(zhì)。如果高分子材料和具備特殊性能的納米粒子相復(fù)合,那么高分子材料會在納米粒子的作用下改變或是增強自身的某些性能。所以,將納米技術(shù)應(yīng)用在高分子材料上,主要有兩個大類:第一,在高分子材料上開展納米結(jié)構(gòu)的制作和設(shè)計;第二,高分子材料和納米粒子的符合。

相關(guān)科技工作人員使用納米結(jié)構(gòu)與納米材料的各種特有性能,能夠?qū)⒏鄵碛鞋F(xiàn)實作用的新材料制作出來,所以,相關(guān)科技工作人員開展對納米高分子復(fù)合材料的開發(fā)工作,能夠使傳統(tǒng)聚合物工業(yè)技術(shù)得到有效改造,這一研究領(lǐng)域擁有非常大的市場潛力與研究價值。

3.航天領(lǐng)域應(yīng)用

上個世紀以來,以“兩彈一星”(核彈、導彈、人造衛(wèi)星)為代表的航天產(chǎn)品,直接帶動我國多想重要新材料的研制工作。進入新世紀以來,無論是探月工程、還是載人航天,這些重點工程都需要各種新材料來支撐,推動我國多種新材料的研制工作獲得重大進展。而高分子材料更是支撐我國航天工業(yè)快速發(fā)展的重要配套材料之一,其中包括工程塑料、密封劑、橡膠、涂料、以及膠黏劑。

作為一種有效的阻尼和密封材料,橡膠有著十分廣泛的應(yīng)用范圍。在航天工業(yè)中,為滿足實際需求,相關(guān)科技工作人員進行了各種橡膠材料的攻關(guān)研制,并隨著工業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展,我國高性能橡膠材料技術(shù)有了很大的進步。所謂工程塑料,就是指一種可以作為結(jié)構(gòu)材料,在相對苛刻的物理化學環(huán)境中、在比較寬的溫度范圍里承受較大的機械應(yīng)力的有著較高性能的高分子材料。主要由氮雜環(huán)、萘環(huán)、以及苯環(huán)等通過酮基、砜基和醚基相連接組成。有著耐熱好、強度大、重量輕等優(yōu)秀特性,并逐漸把金屬材料取代,在裝備里大量次結(jié)構(gòu)件的制造。當前,工程塑料應(yīng)用在國防裝備上的主要有聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亞胺(PI)、聚氨酯(PU)等。而航天產(chǎn)品大多使用復(fù)合材料、以及輕合金。

所以,膠接技術(shù)和膠黏劑的應(yīng)用很普遍。但是,航天產(chǎn)品的使用環(huán)境相對苛刻,必須要擁有足夠的對微隕石、紫外線、高真空、熱循環(huán)等因素的承受能力。當前航天材料和工藝研究所已經(jīng)研制出上百種密封劑和特種膠黏劑,包括有機硅類、酚醛樹脂類、丙烯酸酯類、聚氨酯類、有機硼類膠黏劑、以及環(huán)氧樹脂類等,其中很多膠黏劑已投入到航天飛船、衛(wèi)星、以及運載火箭的實際使用中,并發(fā)揮了很大的作用價值。為航天事業(yè)的正常開展和進步、航天領(lǐng)域的科研任務(wù)、甚至是航天員的生命安全提供堅強保障,為我國航天事業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻。

4.結(jié)束語

高分子材料也可以叫作聚合物材料,是由數(shù)以千萬計的化學鍵和分子化合物連接而成的,可以稱作“大分子化合物”。在日常生活中,居民使用的高分子材料主要是合成纖維、合成塑料、以及合作橡膠等高分子材料。早在上個世紀六十年代,我國就已經(jīng)擁有完善的高分子材料工業(yè),滿足人們?nèi)粘I钚栌闷?、衣著要求。在未來,高分子材料回想著材料功能化、以及納米高分子材料復(fù)合作用方向發(fā)展,并對人們的生活起到越來越重要的作用。相關(guān)技術(shù)工作人員想要真正做好高分子材料的研究工作,就必須學習相關(guān)理論知識,研究發(fā)達國家的案例,學習先進技術(shù)方法,結(jié)合實際發(fā)展情況,不斷完善創(chuàng)新工作思維,加強國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的交流合作,不斷提高自身專業(yè)能力,為我國高分子材料的發(fā)展做出貢獻??梢赃@么說,在可以預(yù)期的未來,人類將進入“高分子材料大發(fā)展”時代。

參考文獻

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(作者身份證號碼:320202199004100519)

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