高分子科学前沿

功能高分子畅谈

摘要：对功能高分子材料做了粗略的概括和分类,并对其主要品种反应型高分子、导电高分子材料、高分子染料、高分子功能膜材料、生物医用高分子材料、液晶高分子材料等分别做了论述。介绍了功能高分子材料的发展状况,展望了未来的功能高分子材料的发展趋势。

关键词：功能高分子；材料；化学发展现状；展望功能高分子

引言：功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性，同时又表现出特殊物理化学性质的高分子材料，是重要的现代功能材料之一。功能高分子材料分为两类:一类是在原来高分子材料的基础上,使其成为更高性能和功能的高分子材料,另一类是具有新型功能的高分子。而功能高分子材料又分为:化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、高分子液晶等。新型功能高分子材料因为其特殊的功能而受到人们广泛关注。

1、主要的功能高分子材料

1.1导电高分子材料

导电高分子材料科学是近年来发展较快的领域,自1977年第一个导电高分子聚乙炔(PAC)发现以来,对导电聚合物的合成、结构、导电机理、性能、应用等方面有许多新认识,现已发展成为一门相对独立的学科。从导电机理的角度看,导电高分子大致可分为2大类:一类是复合型导电高分子材料。另一类是结构型导电高分子材料。

1.2 生物医用高分子材料

生物医用高分子包括医用高分子和药用高分子两大类。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。高分子材料虽然不是万能的,不可能指望它解决一切问题,但通过分子设计的途径,合成出具有生物医学功能的理想

医用高分子材料的前景是十分广阔的。有人预计,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。

1.3液晶高分子材料

液晶高分子通过熔融或溶解可以形成液晶态,分为3种类型: 经成型加工而实现优良的分子排列结构的主链型；将液晶基团规则地配置在侧链或末端,通过电场或磁场作用而控制分子排列的侧链型；还有通过引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不对称识别功能和强感光性的光学活性液晶。

2 功能高分子材料发展趋势

2.1 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、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。

2.2 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。

2.3 生态可降解高分子材料

随着环保概念的提出,环保意识的增强,人们对生态可降解一词已不再陌生, 材料的生态可降解性能要求逐渐被提上日程,生态可降解高分子材料的开发和应用也随之日益受到政府、企业和科研机构的重视。就目前来看,开发的具有生态可降解性的高分子材料主要以国外产品为主,国内这方面还远远不能满足需要, 尚处于国外产品的复制和仿制阶段。另外,应用的生物可降解材料在生物相容性、

理化性能、降解速率的控制及缓释性等方面仍存在诸多未解决的问题,有待进一步研究。

2.4 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和关润。智能材料系统的核心组成部分是智能材料，智能材料是对外界变化具有稳定的、可设计的响应功能的材料,可定义为“能够感知环境变化，通过自我判断和自我结论(思考或处理的功能)，实现自我指令和自我执行(执行的功能) 的新型材料”[16]。智能材料可选用热固性树脂或热塑性树脂,传感器、制动器必须选用那些具有某些奇特性能, 又能随外界条件的改变而变化的功能材料,主要有非金属材料和一些电磁、光学塑料,如压电纤维、压电陶瓷、光导纤维等,它将在航天、航空等方面得到广泛应用。

3对本课程的学习感想和建议

高分子科学前沿这门课程对我们高分子专业的同学来说是非常重要的。各位本专业的资深老师通过他们精彩的ppt展示及演讲，让我们对高分子专业有了更进一步的了解。这不管是对我们选择专业，还是对我们学习专业课都是大有裨益的。我对这门课的建议是，希望老师们能在教学过程中多增加与同学们的互动，例如提问、课堂讨论等等，以我们为主体，真正的让我们每个人对高分子材料的发展有所了解。

参考文献：

[1] 王绵成等.高分子材料的智能性及其应用合成技术及应用, 2001, 16 (4) : 17- 21.