宋明浩

（遼東學(xué)院，遼寧 丹東118000）

功能高分子材料是20 世紀(jì)60年代開發(fā)的新興材料,是高分子材料滲透到電子生物、能源等領(lǐng)域后涌現(xiàn)出的新材料。該類材料一般指的是在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有化學(xué)反應(yīng)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性等功能的高分子及其復(fù)合材料。由于其具有質(zhì)量輕、強(qiáng)力好、耐腐蝕、原料豐富、種類繁多、制備簡(jiǎn)便、易于分子設(shè)計(jì)等特點(diǎn),其研究和發(fā)展十分迅速。目前的研究主要集中在以下方面:光功能材料、電功能材料、反應(yīng)型功能材料、吸附分離功能材料、生物醫(yī)用功能材料、液晶材料、功能膜材料、環(huán)境敏感材料、智能材料等。

一、功能高分子材料分類

1.按照功能分類

（1）化學(xué)功能

離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子、電子交換樹脂。

（2）物理功能

導(dǎo)電性高分子（包括電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體）、高介電性高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等。

（3）復(fù)合功能

高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等。

（4）生物、醫(yī)用功能

抗血栓、控制藥物釋放和生物活性材料等。

2.按照功能特性分類：

分離材料和化學(xué)功能材料，電磁功能高分子材料，光功能高分子材料，生物醫(yī)用高分子材料。

二、功能高分子材料的應(yīng)用

1.高吸水性樹脂，是一種新型的功能高分子材料，它本身不溶于水或有機(jī)溶劑，與水接觸時(shí)能在短時(shí)間內(nèi)吸收質(zhì)量幾百倍、上千倍、最高可達(dá)5300 倍于自身質(zhì)量的水，即使擠壓也很難脫水，被冠于“超級(jí)吸附劑”的桂冠，因此可用作農(nóng)業(yè)、園林、苗木移植用保水劑。

2.玻璃鋼是一種以高分子樹脂為基體,以玻璃纖維為增強(qiáng)體, 經(jīng)過復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料。通常具有耐腐蝕,抗老化,絕緣性好等特點(diǎn),在管道、造船、汽車制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。玻璃鋼堅(jiān)韌,比鋼材輕得多,噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道,可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們身上背著的微型氧氣瓶也是用玻璃鋼制成的。

3.陰離子聚丙烯酰胺，外觀為白色粉粒，分子量從600 萬到2500 萬，水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑。有效的pH 值范圍為7 到14，在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性，對(duì)鹽類電解質(zhì)敏感，與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。其對(duì)工業(yè)廢水的處理包括：對(duì)于懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽電荷、pH 值為中性或堿性的污水，鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。飲用水處理：我國(guó)很多自來水廠的水源來自江河，泥沙及礦物質(zhì)含量高，比較渾濁，雖經(jīng)過沉淀過濾，仍不能達(dá)到要求，需要投加絮凝劑，用它則投加量是無機(jī)絮凝劑的1/50，但效果是無機(jī)絮凝劑的幾倍，對(duì)于有機(jī)物污染嚴(yán)重的江河水可采用無機(jī)絮凝劑和陽離子聚丙烯酰胺配合使用效果最好。陰離子聚丙烯酰胺使淀粉微粒絮凝沉淀，然后將沉淀物經(jīng)壓濾機(jī)壓濾變成餅狀，可作飼料。酒精廠的酒精也可采用陰離子聚丙烯酰胺脫水，壓濾進(jìn)行回收。還可用于河水泥漿沉降、造紙助劑等。

三、功能高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀

功能高分子材料給人們的生活帶來了很多的好處，在生活中應(yīng)用的最為廣泛的有如下幾種:①具有光功能的高分子材料。在光的作用下材料內(nèi)部發(fā)生物理變化，產(chǎn)生變色或電流，如光致變色、光導(dǎo)電等。甚至還會(huì)發(fā)生一些化學(xué)變化，如光交聯(lián)、光分解等，這種材料常用于太陽能與電子工程的開發(fā)。②液晶高分子材料。液晶高分子材料屬于-種新型的功能高分子材料，且被廣泛地應(yīng)用。主要是由纖維與樹脂合成的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微觀上的分子組合。液晶高分子最大的特點(diǎn)在于強(qiáng)度高、數(shù)量大，且質(zhì)地好，所以被廣泛地應(yīng)用到了生活中。③具有電功能的高分子材料。電功能高分子材料在一些特定的條件下電學(xué)性質(zhì)就會(huì)相當(dāng)?shù)脧?qiáng)，如導(dǎo)電、介電、鐵電、壓電、光電、熱電等按照功能劃分又能夠分為:電絕緣性高分子材料、導(dǎo)電高子材料、高分子電活性材料、高分子光導(dǎo)材料、高分子駐極體高分子介電材料等。而按照組成情況又能分為：復(fù)合電功能材料以及結(jié)構(gòu)型電功能材料。而電功能高分子材料應(yīng)用在電子器件、靜電復(fù)印上比較常見。

四、功能高分子材料的發(fā)展前景

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，推動(dòng)了功能高分子材料的發(fā)展。國(guó)內(nèi)和國(guó)外都開始對(duì)新型有機(jī)功能高分子材料展開了深入的開發(fā)和研究。根據(jù)目前發(fā)展的情況來看，高分子材料逐漸在向智能化、功能性強(qiáng)的方向發(fā)展。例如：電、光、磁等方面，在此基礎(chǔ)上，還有學(xué)者研究出了更具特殊功能的高分子材料，例如：隱身高分子材料、生物高分子材料等，而且功能高分子材料的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，為中國(guó)科技發(fā)展帶來新的機(jī)遇。