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浅谈高分子材料

2018-05-14张弛

中国房地产业·下旬 2018年1期
关键词:高分子材料日常生活应用

张弛

【摘要】高分子材料的历史可追溯到生命的起源,生命中的细胞、器官等都是以高分子的形式存在。高分子材料支撑着生命的延续,随着社会、科技的发展,科学家从天然高分子的研究中,找到了高分子的结构规律,并设计合成出了人工高分子。由于高分子材料一系列的优点,其在各行各业中都得到了大量的应用,人们在日常生活中已经离不开高分子材料。

【关键词】高分子材料;日常生活;应用

1、高分子材料简述

高分子材料的组成单元是高分子物质,其分子质量相对于常见的无机材料要大数百乃至数千倍。高分子材料的迅速发展离不开科学技术的进步,在古代由于材料的制备与提纯技术尚不成熟,当时主流的材料是从矿物中冶炼出来的,可以在自然界稳定存在的铜与铁及天然的高分子材料如棉花等;但自工业革命以来,随着工业上对化工原料的需求不断扩大,各种化合物的制备与提纯技术趋于完善,化合物开始向复杂性发展,代表之一就是高分子量越来越高,于是便产生了高分子材料。

由于人们的生活需要,在日常生活中,我们可以观察到身边存在大量的高分子材料,如衣服、被子、脸盆、体育场跑道、快餐盒等等。高分子材料几乎与我们的衣食住行紧密相连,可以说高分子材料的发展对人们的生活方式起着举足轻重的影响。

2、基本类型和特点

2.1基本分类

高分子材料的分类方式多种多样,根据使用者与制造者的目的不同,可以分为许许多多的类型。比较常见的分类方式有以下几种。

根据存在形式,可以将其分为天然和人工的两种。而按照使用用途可以将高分子材料分成三大家族:塑料、橡胶、纤维。细分则有四大塑料包括PE、PP、PS、PVC,四大橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶,四大纤维包括锦纶、涤纶、腈纶、丙纶[1]。

2.2主要特点

高分子材料不同于其他金属材料如铁、钴、镍、铜等,也不同于无机非金属材料如碳酸钙、钙钛矿、硫酸钙等,高分子材料的主要组成元素为C、H、O、N等,这些元素的相对分子质量都非常轻,所以这种材料的一大特点也是优势就是密度小、质量轻,这也是高分子材料在日常生活中得到大量应用的根本保证。其次是高分子材料种类繁多,性质各异,来源广泛,制备成本低,所以这些材料被各大行业乐于接受。

3、在日常生活中的具体应用

高分子材料在日常生活中的有着大量的运用,最直观的就是体现在人们的衣、食、住、行上。在平常生活中,人们几乎每天都与高分子接触,不夸张的说,人们几乎每时每刻都在与这种该材料打交道,以下是其在人们生活工作中的一些具体应用。

3.1在饮食起居方面的应用

材料界对材料的定义为“凡予我有用者,皆为之材料。”在人们的日常饮食中,就接触到了形形色色的高分子材料。首先是给予人温饱的食物,食物不管是肉类还是果蔬类都是由高分子构成,所以也可以算是“高分子材料”。其次就是餐盒,大多是一次性餐盒都是由塑料制作而成(主要是PP和PS),由于其轻便、无毒的性质,为人们的饮食提供便利,还为人们的健康保驾护航。

而在起居方面,人们洗脸用的脸盆基本也都是由塑料制作,由于传统的铁质脸盆质量大、易生锈、价格高等劣势,现已全面被塑料脸盆替代。除此之外,矿泉水瓶、牙刷、各类食品的包装袋等都是由塑料等高分子材料构成。

3.2在服裝方面的应用

高分子材料在服装上的生产实践可以说是该材料最早的应用。早在数千年前,人们就想到了采用动物的毛发以及棉花制作棉袄。动物的毛发以及棉花主要是纤维,化纤类材料具有优良的保暖效果,所以纤维被广泛运用于服装的主要材质,如涤纶、锦纶、氯纶等等。现在人们穿的每一件衣服都是由高分子材料构成。而鞋子、腰带等工具也都是由人造皮革或者塑料—纤维复合物构成。皮革或者腰带的最主要成分就是由PVC和PU组成的复合高分子。

3.3在交通出行方面的应用

在交通出行方面,随着汽车的制造越来越往轻质量、高强度、低价格方向发展,汽车上使用的高分子材料占比越来越高。如汽车轮胎是由橡胶构成,汽车的涂料则是由各种高分子树脂组成,汽车的仪表盘是由PC、PMMA或PP材质制作,汽车的方向盘是由PVC塑料材质制作[2]。

在其它一些日常生活中,高分子材料的利用也是到处皆是。如在打篮球过程中,篮球是由PU、PVC和橡胶材质制作而成的;运动场的地面是由橡胶铺设而成的;人们日常使用的手机壳、电脑后盖等也都是由塑料构成;电线的包覆层、电器的外壳也多是由绝缘性能良好的酚醛树脂(PR)或聚苯乙烯(PS)制造而成等等。

可见,在人们的平常的生活、娱乐及工作中,人们与高分子材料已经形影不离。高分子材料的快速发展,带给了人们极大的便利。如果没有高分子材料,人们的生活不会如此的便利快捷。

4、高分子材料应用展望

高分子材料除了在日常生活、娱乐及工作中的应用十分丰富,在其它方面也有着极大地应用市场。如高分子材料在医药、农业领域上的应用,在建筑行业中(隔音板、绝热板等)、管道运输行业(上、下水管道)的重要应用等。

因为高分子材料的玻璃化温度较低,在一些对温度要求较高的领域,其无法正常工作,因此,目前高分子的前沿研究方向主要有复合高分子材料的研究,通过将高分子与金属或无机非金属材料结合,以取长补短得到既轻又高强度的材料;光电高分子材料的研究,自从发现高分子的导电性,光电高分子材料吸引了广大科学家注意,有望代替传统的无机半导体;环保高分子的研究,该研究立足于其难以降解的问题,以实现高分子材料的绿色化。

总结:

综上所述,高分子材料对我们的生活、娱乐及工作有着难舍难分的关系。随着我国科学技术的不断成熟,高分子材料的环保问题必定能得到解决,届时高分子材料与人们的生活将会更加密切。

参考文献:

[1]韩爽.高分子材料发展现状和应用趋势[J].化工管理,2015(05):215.

[2]韩鹏,李海英.浅谈功能高分子材料的研究现状及其发展前景[J].当代化工研究,2017(04):106-107.

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