高分子材料的性能及其典型应用

摘 要：高分子材料是人类生活中最常见的材料，对人类的生存和发展有着重要意义，也是发展高新科技的基础与先导。因其优异的性能，被广泛应用于各个领域。在这个新的世纪，高分子材料已成为世界上工程材料的主要支柱，与其他科技一起，推动着人类文明和社会的进步。本文通过浅谈高分子材料在3个方面的典型应用，对高分子材料的性能与应用进行分析，并进一步阐述了高分子材料的发展趋势。

关键词：高分子材料；性能；应用；发展

中图分类号：O657 文献标识码：A

1.高分子材料定义，分类及发展现状

1.1高分子材料的定義及分类

高分子材料，是指相对分子质量较大的化合物组成的材料。它是以高分子化合物为基体，再配以其他添加剂所构成的一类材料的总称，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。高分子是生命存在的形式。

高分子材料有很多不同的分类标准，比如按照性能和用途来分，可以分为塑料、橡胶、纤维胶黏剂、涂料。按照来源分类，又可以分为有合成高分子、天然高分子材料、半合成高分子材料（又称改性天然高分子材料）3种。

高分子材料由于具有长链结构，所以一般具有高强度、高弹性、高粘度、力学状态的多重性、结构的多样性等高分子特性。结构的变化，给予高分子材料千变万化的特性和广泛的应用。

1.2高分子材料的发展现状

在这个科学技术迅猛发展的21世纪，人们对知识的不断探索以及对物质生活的不断要求，使得高分子材料的发展飞速。而高分子新材料的制备以及新应用领域的拓展，已成为社会进步和发展的重要技术之一。高分子材料已经普遍应用于生产，生活，科技等各个领域。特别是我们日常生活所用所穿都离不开它，尤其是塑料、纤维、橡胶这三大高分子材料，已广泛存在我们周围。同样尖端高科技产品也离不开它，如航空航天领域，也在于大量使用高分子材料。但有些高分子材料在性能和使用期限以及环保方面还有待提高。所以开发出新的绿色化的、高功能、高性能的高分子材料，都是未来的迫切需求。与此同时，功能高分子材料，如耐高温、耐腐蚀、高强度的特种高分子材料，也将是一大热点。

2.高分子材料的典型应用

2.1高分子材料在建筑上的应用

作为一种高新技术材料，高分子材料是现代工程中不可缺少的一类材料，尤其是在建筑上。常用在建筑上的高分子材料主要有塑料、涂层、建筑黏胶剂等。除了水泥、玻璃、陶瓷外，高分子材料已成为第四大建筑材料。它的应用越来越多，其重要性越来越凸显，也使得生产、生活、国防、交通等基础设置建设步伐大大加快，极大的改善了人类的生存环境。甚至已经成为不可替代的现代重要的建筑材料。因为经由高分子合成的材料，具有来源广泛、化学结合效率高、质轻、强韧、耐腐蚀等优点。

玻璃钢（GRP）是在建筑上使用较多的高分子塑料之一，它是以合成树脂为基体，以玻璃钢为增强体，经成型后，固化而成的固体材料，经常应用在建筑、卫生材料上。玻璃钢具有如下优点：玻璃钢制品具有良好的透光性和装饰效果，而且强度高，重量轻，具有良好耐化学腐蚀性和电绝缘性，加工成型工艺简单灵活。

高分子涂料在建筑上也有着广泛的应用。传统意义的涂料是指具有保护和装饰物体的材料，能提高被涂物体的使用寿命。

高分子涂料除了这些基本功能外，具有很多其他特殊功能，比如耐高温、防辐射、耐烧蚀等。而且高分子涂料涂敷在物体的表面后，能与基体材料牢固粘结，并形成连续完整的保护膜。高分子涂料在建筑材料商的应用，凭借其丰富的色彩和质感，

使建筑材料更加美丽，还可以延寿。目前建筑涂料已成为使用十分丰富的材料。而且涂料的施工比较简单，效率非常高，重量也很轻，维护起来也很方便。

随着科技的发展，高分子材料的出现，使人类进入一个新材料时代。在建筑上使用的高分子材料也与日俱增，大大提高了建筑速度、舒适度。高分子建筑材料有它自身的一些特性，如密度低，比强度高，可加工性，电绝缘性，装饰效果等等。虽然它也有一些缺点，但通过对其基材和添加剂的改性，高分子材料性能将不断得到改善，其在建筑领域上的发展，也有广阔的前景。

2.2高分子材料在农业上的应用

农业是高分子材料大展手脚的领域，凭借着它一些独特的性能，在农业上代替传统材料后，不但能节能减排、还能增收创收，真正为农民带来了很多福利。

高分子材料在农业上应用最常见最广的是在农产品的包装上。高分子材料因隔阻性好，保鲜性好，故可以用来做蔬菜水果的保鲜、储存、运输、粮食的储运、防霉变等，提高农产品的附加值。我国是产粮大国，而且地域区别非常明显，所以蔬菜粮食的储存运输是一个大问题，每年我国因粮食的贮存不当造成的损失高达400～600亿斤，而这些问题，都迫切的需要高分子材料来解决。高分子材料在农产品包装上的发展，也是有很广阔的前景，而且可降解包装材料的研究，也将会进一步解决由此引发的环境污染问题。

高分子材料也可以用于粮食的增产中，通过给无机化肥表面涂上一层高分子膜，可以做成缓释化肥。缓释化肥在土壤中的营养成分的释放速率远小于普通化肥，因为高分子膜具有一定的难溶性和抗冲刷性，这样可以使化肥在植物的整个成长期间不断供应营养成分，减少施肥次数，降低生产成本。还能使植物最大限度的利用肥料，减少了氮对地下水和大气的污染。

环境的恶化，使人们更加认识到，发展生态农业，走可持续发展的重要性。随着“绿色”农业的发展和带动， 高分子材料在农业上的发展也必将出现一些新的更好的景象。

2.3高分子材料在航空航天上的应用

“一代材料，一代装备”，一代新型的航空航天产品往往建立在一大批先进新型材料研制成功的基础上。我国航空航天工业赖以支撑的重要配套材料之一就是高分子材料。如今在航空航天领域使用的高分子材料也是与日俱增。在航空航天上使用的高分子材料主要包括橡胶、工程塑料、胶黏剂及密封剂等。

而其中塑料用量最大，增强塑料中价格比较低而使用量较大的，首推玻璃纤维（布）增强塑料。从树脂看，多数为工程塑料品种。由于工程塑料本身各具优越性能，以及耐高温、耐辐射等，很适于制造受热、受力、绝缘、传动受磨、耐化学介质等零部件，如经玻璃或其他更新型的高强度纤维增强，则更成为高强、轻质的航空工业材料。

橡胶作为一种理想的密封材料，在航空航天领域有着其独特的地位。它具有很好的化学稳定性，能在高低温下稳定使用，可以用于各种有机、无机溶液以及氧化剂系统的密封。在我国航空航天领域，使用的橡胶主要有天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶等。

胶黏剂在航空航天领域应用十分普遍，主要是因为航空航天产品广泛采用复合材料、蜂窝结构以及轻合金，需要通过胶黏剂来实现整体结构的成型。航空航天产品需要经受十分复杂苛刻的环境考验，比如高温烧蚀、超低温、高真空紫外线、带电粒子、微陨石等。在航空航天产品上使用的胶黏剂也必须经受住上述的这些考验，这对胶黏剂具有很高的要求。

腐蚀与防护是航空航天工业中必不可少的一个问题。常见的金属材料，耐腐蚀性能差，即使有涂层保护，使用寿命也很有限。高分子材料在腐蚀与防护领域，有着其独特的优势。高分子材料的耐酸、碱、盐介质的腐蚀性能优于其他金属或合金材料，故被广泛应用在飞机制造上。另外，高分子材料具有密度小，强度大的优点，这对减轻飞机本身的质量和减少能源的消耗都有重要意义。

结语

高分子材料是材料领域中的新秀。在日常生活中的各个方面都离不开它。它的出现带来了材料领域中的重大变革，它的应用领域也正在不断扩展，对人类生产、生活也正在发生深刻的影响。这主要是因为高分子材料具有很多优异的性能，例如工程材料具有较高强度，可以代替金属。塑料质地轻盈、加工成型方便，可以制成各种生活用品。而且高分子材料的相对密度较小，仅为钢铁的1/8、铝的1/2，在航空航天领域，应用广泛，减重效果明显，可以在非关键结构部分，替代传统金属材料。

随着生产和科技的发展，以及人们对知识的追求，对高分子材料的性能提出了各种各样的要求。而且对高分子材料的研究也越来越深入，高性能化、高功能化、复合化、智能化和绿色化将是未来高分子材料发展的主要趋势。首先，改善重要高分子材料的性能，并对其应用进行推广。使它们应用范围更广，性能不断提高，与此同时，要加强对一些特殊材料的研究，尤其是与人类密切相关的高分子材料，例如智能高分子材料，仿生高分子材料等。这类材料正在其所在领域展现出独特魅力和优势，具有很广泛的应用前景。

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