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高分子材料的应用现状和发展趋势

时间：2022-06-22 09:44 所属分类：科技论文 点击次数：

　　摘要：随着现代科学技术和信息技术的不断进步以及国民经济的快速发展，新型高分子复合材料稳步发展，成为高新技术发展的重要基础，在人们的日常生活中发挥着越来越重要的主导作用。随着科学技术的飞速发展，种类繁多的新型聚合物复合材料应运而生，其结构、功能和应用性能的各项指标的应用范围非常广泛。全面论述了直接复合节能聚合物复合材料、间接复合节能聚合物复合材料、功能材料节能或储能功能聚合物复合材料在现代建筑工程技术中的主要应用，并展望了其在该应用领域的发展前景。

　　关键词：高分子材料;应用;发展趋势

　　一、引言

　　中国经济创新发展取得更大进步，为中国自主创新和科技信息发展提供了新的基础和条件，促进了中国社会主义建设创新发展取得更大进步。特别是这种高分子复合材料具有广泛的技术应用，其技术属于现代材料科学技术研究的关键领域，可以为我国社会经济发展提供材料技术创新支持，提高现代人类文明的发展水平。本文对未来高分子复合材料的基本概念和技术发展应用现状进行了深入分析，并进一步探讨了未来高分子复合材料技术应用的发展趋势。

　　二、我国高分子材料的种类

　　许多国家现在正进入新世纪的后期，其整体经济和综合国力显著提高，这不仅符合当代中国推动电子科学和信息技术不断发展的需要，也为聚合物复合材料在中国的不断发展和应用创造了良好的市场条件。目前，我国有大量的各种高分子复合材料，在我国发展的各个领域都有广泛的应用。根据分子来源的分类，高分子金属材料的来源大致可以分为人工合成的天然高分子金属材料和天然合成高分子金属材料。与天然合成高分子金属材料相比，合成天然高分子金属材料具有低分子密度、良好的性能和耐化学腐蚀等两大特点，而天然聚合物在实际使用中可以通过化学作用直接改变其物理功能，应用范围更广。聚合物复合材料根据其在实际应用中的不同功能可分为功能性聚合物复合材料和通用功能性聚合物复合材料。功能高分子应用材料主要是指一种具有物理能量快速转换或直接储存等化学功能的高分子应用材料，具有化学催化、光和电等特殊的化学性质。因此，作为一种功能高分子应用材料，它不仅应用领域广泛，而且具有巨大的市场开发潜力，极大地提高了企业的实际工作效率和企业的生产管理效率，越来越受到企业的重视。通用材料高分子复合材料通过各种大规模的生产，已经成为现代农业、工业、建筑等國民经济和社会发展中可以广泛应用的主要应用领域。它们是现代人日常生活中最常见的高分子复合材料，极大地改变了现代人的日常生活。

　　三、高分子保温材料的应用状况

　　3.1直接节能型高分子材料

　　这种保温材料不仅可广泛用作装饰建筑物内外墙体的保温装饰涂料或墙体结构保温材料，而且具有良好的保温、防火、防水和保温性能，优异的流体化学性能稳定性，低膨胀率和长使用寿命。酚醛树脂也是一种复合材料，具有与聚氨酯和隔热聚合物涂层材料相关的相对应变。它们需要能够有效地满足各种建筑工程的安全、防水性能和保温效果，并便于后期施工等。此外，刚性三氟聚氨酯泡沫的闭孔率几乎超过90%，并且孔中几乎充满单氟二氯乙烷、单氟二氧化碳和其它发泡剂，它们的总热导率和效率相对较低。在我们完成现场喷涂多层聚氨酯后，在这种情况下，整体导热率可保持在0.020瓦/(米克)。即使涂层老化后，其整体导热系数仍相对稳定，一般在0.023瓦/(米克)的绝缘水平，其隔热效果也在较小程度上超过了其他隔热材料。聚氨酯防水材料具有优异的隔热、散湿和防水膨胀性能，可具有较高的闭孔率，水分很难直接进入其材料中。它具有优异的防水膨胀性能，能有效防止雨水在材料中快速膨胀的安全问题，并能有效保证其具有稳定的材料尺寸。这种复合材料的整体粘合反应性能优异，与泡沫纤维板、胶合板、木板、混凝土、金属板等的整体粘合反应强度。在很大程度上，已经超过了其他聚氨酯板和泡沫纤维材料的总体实际撕裂粘合强度。在整个建筑工程的日常施工管理过程中，便于人工操作，不适合在非常严格的施工作业环境中使用。

　　3.2在军工业领域中的应用

　　鉴于这种聚合物防弹材料具有高耐热、耐磨、耐腐蚀和高强度的主要特点，在我国军事和工业应用中广泛应用于航空防弹背心、耐压和耐高温防弹防护罩等方面，是交通、海洋工程等重大工业领域不可缺少的基础应用材料。随着对特殊低性能新型高分子金属材料的深入研究，高分子金属材料已经逐渐开始在工业应用中部分替代其他金属材料，充分发挥其更好的“轻而强”的应用优势。在军事工业应用领域，材料的生产和使用环境往往十分恶劣，包括极高的耐高温性、极高的承载能力等。这对各种材料的性能控制提出了非常严格的技术要求。这种聚合物复合材料的优越性能、高可靠性和设计为其在国防和军事领域的广泛应用和发展提供了重要的技术基础。因此，聚合物复合材料在中国军事工业应用中发挥了非常重要的主导作用。

　　3.3民用领域中的应用

　　这种储能高分子建筑材料广泛应用于大型建筑工程中，主要用于热密集型和变色储能高分子建筑材料以及新型储能高分子太阳能燃料电池。前者对室内温度非常敏感，是一种非常重要且具有国际代表性的功能性建筑节能装饰材料，主要致力于大型建筑室内外墙体和建筑屋顶节能涂料的设计与制造。后者不仅直接将室内光能转化为室外电能，而且将这些家用电脑储存起来，为室内建筑提供充足的室外电源，可用于装饰玻璃、外墙和屋顶等许多应用领域。近年来，聚合物太阳能光伏电池技术不断提高阳伏光电的实际功率转换和利用效率。澳大利亚光伏相关项目的设计者和2014年前的设计者已经推出了绿色聚合物太阳能光伏电池。它的实际光电转换和利用效率已经远远超过11.00%，将来人们同时使用这种新型太阳能光伏电池更加方便。只要紧紧贴在我们房间的玻璃窗上，就能同时储存一定量的太阳能，为室内建筑电气工程提供动力支持，并在很大程度上直接推动这种广泛应用于室内建筑电气工程的太阳能电池的技术进步。作为一种热力学致密的变色聚合物复合材料，聚丙烯酰胺的相电子转移催化温度可达31.5度左右。在温度低于相变相对温度的正常情况下，聚合物中两个氢键的跃迁密度超过了范德华反应力的内部关联跃迁密度，聚合物颜色呈现一层黑色;当转变温度超过相变的相对温度后，内部的两个氢键逐渐转化为范德华力，聚合物内部的颜色为一层白色。这种黑色聚合物保温材料直接用作建筑外墙涂料或建筑屋顶装饰材料时，在冬季气温较低的正常情况下，保温展示会变成一层黑色，有利于促进建筑内部更多自然热量的吸收，起到很好的保温和装饰作用。夏季天气温度较高时，指示液呈白色，有利于高层建筑的隔热，加强其涂层表面，将热量向外反射，从而达到隔热降温的主要目的。与其他尚未开始使用这种地暖涂料的相关地暖建筑相比，使用这种涂料的节能地暖建筑的室内采暖温度冬季上升两度，夏季下降一度，大大降低了冬季室内采暖和夏季室内制冷之间的气体能量集中损失。

　　四、高分子材料的发展趋势

　　4.1生物降解高分子材料的发展

　　随着现代科学和信息技术的不断发展，微信中的生物或与其生物相关的各种分泌物会发生各种化学反应，进而成为新的有机高分子材料，可以通过转化获得并进行生物降解。目前，聚合物保温材料已经在人们的日常生活中得到广泛的研究和应用。然而，由于其优良的特性，如在国内不能完全回收再利用，不容易被热分解等，给工业环境污染带来了巨大的物理压力。因此，近年来，人们对热降解技术在聚合物复合材料中的应用进行了深入的研究。这种螯合材料的主要特点是利用电子辐射法对现有的壳层壳聚糖材料进行快速降解和乳化处理，然后在壳层壳聚糖材料中加入偶联链螯合剂，从而达到催化熔融的螯合效果，然后对壳层壳聚糖材料进行快速搅拌、干燥和乳化。上述两个步骤全部完成后，与其他可降解塑料高分子包装材料如聚乙烯酯混合，进行反应和混合，生成新的可降解塑料包装材料。因此，深入研究新型可降解包装材料，可以研究的主要内容应该是可生物降解的有机高分子材料。

　　4.2功能化高分子材料发展

　　功能化聚合物复合材料主要指人造高分子大分子聚合物(主要指全天然的人造和半天然的合成功能聚合物)，与其他常规人造高分子材料相比，具有明显不同的物理化学功能性质和一些特殊的化学功能(如有机电学、光学等)。具有特殊功能的高分子材料是高分子应用材料的一个特殊应用领域，一般指一类具有特殊功能、某些特殊化学功能、用量小但有可能迅速产生重要新分子技術的高分子应用材料。随着国民经济和社会科学信息技术的不断发展，新能源汽车开发、交通运输和航天技术、微电子工程技术、生物医学等领域的经济发展和科技进步都迫切需要开发各种功能性和高分子复合材料产品作为技术基础。特种和特种功能复合高分子建筑材料可能很快成为国内外建筑材料工程学科重要的学术研究和发展热点之一的主要技术原因是，它们分别具有独特的“性能”和“功能”，可广泛用作涂料替代其他特种功能特种材料。通过改善或不断提高它们的应用性能，它们将发展成为具有全新应用性能的特殊功能特种材料。因此，功能和聚合物学科的发展没有固定的界限。当前，中国应更加重视各种功能高分子复合材料技术的研究，加强国际技术交流，努力提高国家自主创新水平和能力，成为世界高科技材料领先国家之一。

　　人们对工作和生活环境分别提出了越来越高的要求。因此，应积极结合相应的国际技术要求，不断改进和创新医用高分子复合技术，制造出复合性能更高的医用高分子复合材料。有必要研究、设计和开发一种新型高分子建筑材料，这种材料有利于不断优化建筑设计，提高现代建筑施工的技术效果。继续探索和完善新型高分子建筑材料综合应用的具体研究方法，结合产学研和现代建筑材料实践，构建新型高分子建筑材料综合应用的科研服务体系。要努力培养和造就一批高素质的建筑高分子涂料专业人才，设计和生产这种装饰材料，不仅仅限于室内装饰设计和建筑涂料涂装，而且可以广泛应用于现代建筑工程的许多应用领域。也有必要及时结合国内外电子建筑行业的最新发展趋势，有利于高分子建筑材料的针对性创新和应用。要及时结合我国建设项目的实际情况，匹配高分子建筑材料的个性化和针对性应用，充分合理利用室内外建筑空间。

　　结束语：从以上材料分析结果的分析中可以清楚地看出，作为一种广泛应用于建筑工程和建筑装饰领域的结构装饰材料，它们具有比强度高、密度轻、可加工性好、耐化学腐蚀、易加工和热成型等特点，可以加工成型成各种形状复杂的结构件，并具有很高的抗摩擦应力性能，能够方便准确地满足各种摩擦应力条件下的使用需求;并且具有稳定可靠的染色性、减震性、密封性、耐热性和绝缘性等性能特点。它在现代建筑工程技术领域的广泛应用和前景将越来越广阔。综上所述，中国企业应不断增加中国高分子应用材料的生产和应用，提高中国相应的产业技术水平，实现中国高分子应用材料的产业智能化、高分子功能化、高性能化和复合化应用发展，满足现代人对中国高分子应用材料多元化应用的需求，促进中国高分子应用材料及其他相关领域的共同创新和发展。