高分子材料在各领域的应用与前景

200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文)

高分子材料在各领域的应用及前景

1高分子材料的发展现状与趋势

高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进−步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。

2 高分子材料各领域的应用

（1）高分子材料在机械工业中的应用

高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、

“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。

2 高分子材料在燃料电池中的应用

高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换

膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为

新的产业增长点。现在一批新的高分子材料如增强型全氟磺酸型高分子质子交换膜耐高温芳杂环磺酸基高分子电解质膜纳米级碳纤维材料新的一导电高分子材料等等, 已经得到研究工作者的关注。

3 高分子材料在现代农业种子处理中的应用及发展

高分子材料在现代农业种子处理中的应用：新一代种子化学处理一般可分为①物理包裹利用干型和湿形高分子成膜剂, 包裹种子。②种子表面包膜利用高分子成膜剂将农用药物和其他成分涂膜在种子表面。③种子物理造粒将种子和其他高分子材料混和造粒, 以改善种子外观和形状, 便于机械播种。

高分子材料在现代农业种子处理中研究开发进展：种子处理用高分子材料已经从石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向发展。其中较为常见和重要的高分子材料类型包括多糖类天然高分子材料, 具有在低温情况下维持较好膜性能的高分子材料, 高吸水性材料, 温敏材料, 以及综合利用天然生物资源开发的天然高分子材料等, 其中利用可持续生物资源并发的种衣剂尤为引人关注。

4 高分子材料在智能隐身技术中的应用

智能隐身材料是伴随着智能材料的发展和装备隐身需求而发展起来的一种功能材料,它是一种对外界信号具有感知功能、信息处理功能、（1）自动调节自身电磁特性功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料/系统。区别于传统的外加式隐身和内在式雷达波隐身思路设计,为隐身材料的发展和设计提供了崭新的思路,是隐身技术发

展的必然趋势 ,高分子聚合物材料以其可在微观体系即分子水平上对材料进行设计、通过化学键、氢键等组装而成具有多种智能特性而成为智能隐身领域的一个重要发展方向，在这里只对雷达波智能隐身材料作说明：

雷达是迄今为止最为主要和有效的远程电子探测设备,随着雷达技术的改进和发展,现代雷达对各种军用目标构成了致命的威胁,雷达波隐身仍然是目前隐身技术发展的重点,雷达波智能隐身是雷达波隐身发展的一个重要方向,据报道，用智能纤维增强的一种导电聚合物作为隐身的结构材料在雷达波智能隐身中得到了应用,不仅降低了雷达散射的截面,同时还把飞机的质量减轻了50% ,雷达波智能隐身的一大热点是动态适应雷达吸波材料，该种材料能够感应入射的电磁波,实时调节材料的电磁参数,使材料吸收峰处在入射波电磁频谱,以对特定频率电磁波的强吸收。银和AgBF4对声波也具有良好的隐身效果(12% ,质量分数)和AgBF4 的导电聚合物 ,对于含40% PANi. HBF4 的导电聚合物,该导电聚合物能够作为动态自适应雷达吸波材料,其本质在于对其施加电压后其电磁参数可以调节,其原理是一旦对导电聚合物施加电压后会发生如下反应: PANi. HBF4 +Ag—PANi.H0 +AgBF4其中左边易导电,右边不易导电,施加电场后向易导电的方向发展。通过施加电压不同,调节了导电聚合物的电磁参数,从而能够使电磁波在聚合物内的波长发生改变,用两层导电聚合物配置成Jaumann雷达吸收体 ,上层厚度为d1 ,下层厚度为d2 ,每层导电聚合物的电磁参数都可以调节,这样可使该吸收体具备了宽频下强吸收的能力。