功能高分子材料聚合方法的研究进展

功能高分子材料聚合方法的研究进展摘要：本文简述了对功能高分子材料的认识，功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类。

并展望了功能高分子材料未来发展方向及其意义。

关键字：高分子；材料；应用；发展材料是人类赖以生存和发展的物质基础。

是人类文明的重要里程碑，如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。

进入本世纪80年代以来。

一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。

功能材料是新材料发展的方向．而功能高分子材料占有举足轻重的地位。

由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。

1功能高分子材料功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，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。

功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。

近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％[2]。

2功能高分子材料的发展现状2.1反应性高分子反应性高分子是带有反应性官能团的高分子。

可分为高分子试剂、高分子催化剂和离子交换树脂，具有广泛的应用前景，1984年诺贝尔化学奖得主就是由于多肽的固相合成法获得成功而被授与的。

高分子催化剂与常规催化剂相比，优势明显，如可随时终止反应、稳定性高、可连续操作和反复使用等。

尤其是高分子固定化酶催化剂，催化速度为常规催化剂的千百倍。

离子交换树脂具有离子交换功能，目前发展方向主要是特种离子交换树脂，如螯合树脂、蛇笼树脂和耐热性离子交换树脂等[3]。

2.2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，还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。

按照吸附机理可以分为：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，其可通过选择性螯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。

物理吸附功能高分子根据其极性大小可分为非极性、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[4]。

2.3高分子分离功能膜膜分离技术作为化工新技术之一，用于分离那些难以分离、浓度低的物质, 是一种低能耗、低成本的单元操作，可用于加工高纯产品，在化工、医药、食品加工、气体分离和生物工程等方面获得了广泛的应用。

主要有微滤膜、超滤膜、反渗透膜、气体分离膜、电渗透膜、渗透汽化膜和透析膜等[5]。

2.4生物医用高分子医用高分子是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透，高分子材料广泛应用于医学领域的过程中逐渐发展起来的一大类功能高分子材料。

生物医用高分子主要分医用高分子、药用高分子和仿生高分子三大类。

到21 世纪，医用高分子将进入一个全新的时代，除了大脑之外，人体的所有部位和脏器都可用高分子材料来取代。

目前，医用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系统的矫正等方面获得了较大成果。

新型高分子药物，具有缓释、长效、低毒的特点，分为两类：一类药物即为高分子本身。

可以直接用作药物，也可以通过合成获得某些疗效。

另一类高分子药物高分子本身没有药用价值，而是作为药物的载体，以离子键或共价键的形式连接具有药理活性的低分子化合物，制成高分子药物控制释放制剂。

一方面达到将最小的剂量在作用于特定部位产生治效的目的；另一方面使药物的释放速率可控，在提高疗效的同时降低了毒副作用[1]。

2.5光敏高分子光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。

这类高分子材料主要包括感光性树脂、光致变色材料、光降解材料及光导纤维。

感光性树脂是在光的作用下能迅速发生光化学反应，引起物理和化学变化的高分子。

这类树脂在吸收光能量后使分子内或分子间产生化学的或结构的变化。

吸收光的过程可由具有感光基团的高分子本身来完成，也可由加入感光材料中的感光性化合物( 光敏剂) 吸收光能后引发光化学反应来完成。

感光性树脂在印刷布线、孔板制造、集成电路和电子器件加工、精密机械加工及复印、照相等方面的应用愈来愈广泛。

含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色，这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色。

光致变色材料在全息记录介质、计算机记忆元件、信号显示系统、感光材料等方面有广泛的应用。

为了解决高分子废弃物所造成的公害，研究了用时稳定，不用时在阳光暴晒下能发生降解的光降解高分子。

要实现这种光降解，一是直接合成能被光降解的高分子；另一种方法是加入能促进降解的试剂。

光降解材料主要可应用于两个方面：一是包装材料，二是农业应用薄膜[6]。

2.6液晶高分子1950年，发现胆甾型液晶后，液晶的概念才被引入高分子领域。

20世纪70年代，美国Du Pont公司研究开发出芳香族聚酰胺，用液晶纺丝的方法制成了高强度，高模量的芳香族聚酰胺纤维。

从此高分子液晶的研究进入了一个新阶段。

液晶高分子有广泛的用途，除了制造高强度、高模量的纤维材料外，还可用于制备自增强的分子复合材料，用于飞机、汽车、航天等工业部门。

3新型功能高分子材料3.1先进复合高分子材料先进复合高分子材料是指以一种材料为基体（如树脂、陶瓷、金属等），加入另一种称之为增强（或增韧）材料的高聚物（如纤维等）复合成的高功能整体结构物这种将多相物复合在一起，充分发挥各相性能优势的结构特征赋予了高分子复合材料广阔的应用空间。

目前高分子复合材料的发展和应用已进入世界科技和工业经济的各个领域，重点集中在航空航天、基础设施、沿海油气田和汽车的应用，与此同时，医用复合材料日益增长，成为近年来不可忽视的快速发展领域。

3.2隐身材料隐身技术是当今世界三大尖端军事技术之一。

细微粉和超微粒子一般作为吸波材料的主要成分。

用于制备包括吸收衰减层、激发变换层、反射层等多层细微粉或超微粉在内的微波吸收材料，已获得良好的吸波效果。

隐身纳米复合材料的研究已取得进展，这种复合材料的特点是频带宽、功能多、质量轻、厚度小。

另外，铁氧体树脂复合材料、铁氧体基橡胶、碳纤维复合材料等都有良好的吸波作用[5]。

3.3生物降解及环境友好高分子材料随着人们对环境问题认识日益加深，生态可降解已不再陌生，与此同时世界各国对材料的生态可降解性的要求也提上日程。

在这种背景下，生态可降解的高分子材料的开发和应用也越来越受到各国政府、科研机构和企业的重视。

目前，具有生态可降解性的高分子材料主要是发达国家产品，国内处于对国外产品的复制及仿制阶段。

因此，开发具有自主知识产权的生物降解及环境友好高分子材料对于国内的相应企业和科研机构是当务之急。

研究表明高分子的生物降解过程主要是其在各种生物酶作用下的水解反应、有时是先水解再进一步氧化或先氧化再水解，即易水解的高分子往往具有生物降解性。

即今后可降解高分子材料研究几种在在生物相容性、理化性能、降解速率的控制及缓释性等方面[4]。

3.4智能高分子材料智能材料系统和结构是近年国际上最具活跃的研究热点之一，一经出现便引起各领域专家学者的极大兴趣。

智能材料是能够感知环境变化，通过自我判断和自我结论，实现自我指令和自我执行的新型材料。

该类材料集感知、驱动和信息处理于一体，形成类似生物材料那样具有智能属性。

可以利用该类材料容易感知判断环境并实现环境响应的特性来制造传感器、制动器及仿生器等。

因此，其将在医疗、环境监测、航空航天及制造业等方面得到广泛应用。

4开发功能高分子材料的重要意义功能高分子材料是未来材料科学与工程技术领域的重要发展方向，其独特的功能和不可替代的特性已带来各个领域技术进步，甚至质的飞跃，且在各行业已产生相当高的经济和社会效益，并导致许多新产品的出现。

因此，在各发达国家投入大量的人力财力对功能高分子材料进行研究开发，且进展迅速时，我国也应加大对功能高分子材料的研究开发支持力度，加入到这场激烈的竞争中去。

其原因是我国电子、国防、医药和许多尖端技术部门所需的不少功能高分子材料仍依赖于国外市场，这使得我们的一些产品和核心技术在国际市场上竞争力不足，制约我国综合国力的进一步提高。

参考文献[1]齐菲.功能高分子材料的应用现状及研究进展[J].科技向导，2012,14:119[2]陈佳佳.功能高分子材料的制备及研究进展[J].商品与质量，2012,5（9）:288[3]江波,梁子材,王跃川,李炯.功能高分子材料的发展现状与展望[J].石油化工动态，1998,6(2):24～27[4]杨北平,陈利强,朱明霞.功能高分子材料发展现状及展望[J].广州化工,2011,39(6):17～18[5]徐喜民,王冀敏.21世纪的功能高分子材料[J].内蒙古石油化工,2004,30:25～27[6]张东华,石玉,李宝铭.功能高分子材料及其应用[J].化工新型材料,2004,32(12):5～8。