高分子材料发展现状及展望

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1、高分子材料的研究现状赵龙辉材料化学2010111129(西北大学化学与材料科学学院)摘要：介绍了几种新型的功能高分子材料的发展及应用领域等.包括：光功能高分子材料、电功能高分子材料、反应型功能高分子材料、吸附分离功能高分子材料、牛物医用功能高分子材料、液晶高分子材料等。并展望了功能高分子材料未来发展方向的热点，包括：先进复合高分子材料生物降解及环境友好高分子材料，隐身材料，智能高分子材料；以及探讨了开发功能高分子材料的意义。关键词：功能高分子；材料；发展功能高分子材料是加世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、牛物、能源等

2、领域后涌现出的的新材料。该类材料一般指在原有力学性能基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料⑴。由于其具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点，其研究和发展十分迅速。目前的研究主要集中以下方面：光功能材料、电功能材料、反应型功能材料、吸附分离功能材料、牛物医用功能材料、液晶材料、功能膜材料、环境敏感材料、智能材料等。1•功能高分子材料发展现状1.1光功能高分子材料光功能高分子材料是指能够对光吸收、储存、转化的一类高分子材料。其

3、在材料领域中占有十分重要的地位，目前，这一类材料主要包括各种光稳定剂、感光材料、非线性光学材料、光学用塑料、光转换系统材料、光导材料和光致变色材料等⑵。光功能高分子材料今后的发展方向主要集中在以下三个方而：(1)现代社会是信息社会，光导纤维是目前主要的通信器材，并且发展迅速。因此，今后应重点开发低光损耗，长距离光传输的高分子光纤制品；(2)光导高分子在光照时能够导致其电阻率明显下降，可以利用其该特性来制备复印机、激光打印机中的天键部件，节约硒材料；(1)功能高分子材料在太阳能转换中的研究，其研究方向包括：光电转换、光热转化及光化学转化等方

4、而。目前在大而积可控高分子太阳能电池已取得突破，其在未来将取代现在的硅太阳能电池。1.2电功能高分子材料导电功能高分子材料可分为结构璋!导电高分子和复合型导电高分子类。其主要应用在发光二极管、抗静电、导电性应用、电磁屏蔽与隐身等领域中⑶。聚乙烘、聚对苯硫醛、聚毗咯、聚嚎吩、聚苯胺、聚苯基乙烘等是目前研究较多的导电高分子材料。采用该类材料制作电功能器件较无机材料制作具有分子结构可以设计、可以加工成任意形状等优势⑷。1.3反应型功能高分子生物酶催化生物体内多种化学反应，在常温、常压下该类高分子催化剂具有超强般的催化性且活性极高，几乎不产生副产

5、物。因此，人们试图将具有反应活性或催化活性的功能基通过适当方法引入高分子骨架上，开发高活性和选择性的高分子模拟酶催化剂。目前，活性功能基的引入有三种基木方法：①含功能基单体的聚合；②对聚合物载体进行功能化改性；③通过含功能基单体的聚合引入某种功能基，再通过化学改性将之转化为另一种功能基⑸。已有研究表明：高分子金属催化剂对加氢反应、氧化反应、硅氢加成反应、拨基化反应、异构化反应、聚合反应等都具有很好的催化性。高分子催化剂具有很高的催化活性和选择性、稳定性和安全性、易与反应物分离、可回收重复使用、后处理较简单等优越性。目前强酸型阳离子交换树脂

6、催化剂、高分子负载Lewis酸催化剂、强碱型阴离子交换树脂催化剂、高分子相转移催化剂及高分子超强酸催化剂等是研究比较多的高分子催化剂。1.4吸附分离功能高分子吸附分离功能高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。其吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，述与使用环境关系密切：如温度因素和周围介质等。主要利用该类材料对液体或气体中的某些分子具有选择性的吸附，从而实现复杂物质体系的分离与各种成分的富集与纯化及检测。按照机理分，可分为：化学吸附和物理吸附高分子。化学吸附功能高分子包括离子交换树脂，其主要应用在：①

7、清除离子；②离子交换；③酸，碱催化反应等方面；螯合树脂，其可通过选择性螫合作用而实现对各种金属离子的浓缩和富集,因此，其广泛地应用于分析检测，污染治理，环境保护和工业生产等领域⑹。物理吸附功能高分子根据其极性大小可分为菲极性、中极性和强极性三类。该类功能高分子的吸附性主要靠范德华力、氢键、和偶极作用进行。主要应用于：水的脱盐精制、药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。1.5生物医用功能高分子生物医用功能高分子材料主要以更疗为目的，用于与组织接触以形成功能的无生命材料。其被广泛地用来取代和/或恢复那些受创伤或退化的

8、组织或器官的功能，从而提高病人的生活质量⑺。主要包括医用高分子材料（以修复、替代为主）、药用高分子材料（以药理疗效为主）。由于其与人体的组织和器官接触，因此，医用高分子材料必须满足如下的基木要