高分子材料工程的应用与展望

杜中伟

绵阳职业技术学院 四川省绵阳市 621000

摘要

高分子材料是以高度发展的科学技术为基础而衍生出来的物质，逐渐成为高新技术的重要基础，为人们的生产生活提供了极大的方便。高分子材料拥有诸多优越性能，不同高分子材料的使用范围也有所不同。在社会经济和信息技术飞速发展的时代背景下，高分子材料的种类会越来越多、功能会越来越强大，应用价值也会越来越明显。因此对高分子材料的实践应用进行深入细致地分析探讨，并对高分子材料的未来发展趋势做出合理地预测分析，为高分子材料的未来发展指明了方向。

关键词：高分子材料；应用；展望

一、高分子材料的应用现状分析

（一）在机械工业中的应用

高分子材料在机械产业中的应用范围十分广泛，传统的、笨重的、高能耗的机械产品正在退出历史舞台，向着轻便、耐磨、经济的方向发展。例如聚氨酯弹性体的耐磨性非常好，经常应用于煤油、砂浆混合液中，聚氨醋弹性体可以加工成叶轮、盖板等零件，在工作条件复杂的机械生产当中发挥着重要的职能作用。

如今，机械产业中使用最为广泛的高分子材料是聚四氟乙烯（PTFE），这种材料是上世纪30年代末期由美国Plunkett创新发明的，四氟乙烯的防腐性能非常出色，无论是产量，还是消耗量，在同类物质中始终占据第一位，被称之为“塑料王”。从化学分子结果角度分析，四氟乙烯是在乙烯分子中的氢原子被氟原子取代而形成的物质，在碳氟键的作用下，四氟乙烯拥有大量的高能键（477KJ/mol），在氟原子屏蔽功能的作用下，四氟乙烯呈现出诸多优势特点，例如耐磨性强、不粘性等等。截止到目前为止，世界很多国家对氟聚合物的需求量呈现出逐年递增趋势，美国、日本、欧洲的消费量呈现出高速增长态势，未来还有更大的消费需求。

（二）高分子材料在燃料电池中的应用

随着国家政府对新型清洁能源的重视力度越来越高，燃料电池得到了充足有效的发展，这为高分子材料的应用提供了新的使用场景，具体内容如下所示：高分子电解质膜的厚度与燃料电池的整体性能有着密切的影响关系，当电解质膜厚度减小时，燃料电池的内部电阻会明显减小，输出功率会大大提升。虽然氟类高分子化合物具有诱导水顺利排出的优势，但是会造成燃料电池保水率下降，电解质膜的导电性也会大打折扣。所以需要对反应气体进行必要的加湿处理。高分子电解质膜拥有加湿功能，有效抑制电解质膜导电性下降的问题，但是也具有一定的缺陷，那就是增加燃料电池的尺寸、提升燃料电池的复杂度，不符合节能环保的理念。因此在燃料电池的发展过程中，应该对高分子材料的研发与应用给予高度重视，为燃料电池技术的进一步提升提供强大的材料支持。如今，全氟硫酸型高分子质子交换膜等新型高分子材料已经进入实验研究阶段，技术突破也只是时间问题。

（三）高分子材料在智能隐身技术中的应用

智能隐身材料是随着智能材料的快速发展以及装备隐身需求大幅增加而产生的新型技术，这种材料能够有效感知外界功能、屏蔽雷达信号、自动调节电磁特性等优良特性，在军事领域中得到了广泛的普及与应用。通过对高分子材料进行优化改良，人们发明出了多种具备智能隐身特性的新材料，大大提升了高分子材料的隐身性能，有望应用于军事领域中。就目前来看，雷达系统是常用的远程侦查设施，研究出能够躲避雷达检测的高分子隐身材料，是当下的重要任务。据有关资料显示：使用智能高分子材料制作出的导电聚合物，能够有效吸收、屏蔽雷达波，是一种较为理想的隐身材料。这种材料不仅能够减小雷达波散射面积，还能大大减轻设备自身的重量，受到了科研中心以及研究学者的高度重视。目前有机构已经根据雷达波特性，创新研究出了动态适应雷达吸波材料，该材料能够探测到雷达波照射动作，自动调整设备的电磁频率，从而减小对雷达波的反射，达到智能隐身的效果。

（四）高分子材料在农业领域中的应用

截止到目前为止，高分子材料在农业生产当中的应用非常普遍，具体表现如下所示：（1）物理包裹，使用干型、湿型高分子材料制作出生物膜剂，对农作物种子进行科学合理的包裹；（2）种子表面包膜，使用高分子成膜剂，将农药、抗生素、生长激素涂抹在种子表面，确保农作物得到健康成长；（3）种子物理造粒，将种子和高分子材料进行混合，调整种子的外观和形态，使得种子更好地适应种植环境。高分子材料在农业产业中的应用，不仅能够推动农业设施的进步发展，还拥有保温防寒、避风挡雨的作用。值得注意的是，应用到农业领域中的高分子材料应该具有良好的降解功能，避免对农业、土壤造成严重的污染和破坏。

二、高分子材料的未来发展形势

虽然高分子材料在诸多行业中得到了广泛的普及与应用，但是高分子材料的研发还处于摸索阶段，其功能特性还存在一定的缺陷与不足，在一定程度上制约了高分子材料的实践应用。因此高分子材料的发展不能止步于此，应该向着绿色化、智能化、多功能化的方向发展，具体内容如下所示：

（一）高分子材料的绿色化

就目前来看，大部分高分子材料都不具备可降解功能，造成了较为严重的环境污染，这是影响高分子材料实践应用的巨大障碍。因此在以后的发展过程中，人们应该尽可能创新发明出可降解的高分子材料，进一步扩大高分子材料的应用范围，推动社会经济的健康良性发展，保护绿水青山，打造环境友好型社会。

（二）高分子材料的智能化

如今，人们已经进入了信息化时代，不管是生产还是生活，都带有明显的智能化特征，这已经成为高分子材料的核心发展方向。因此人们应该加大高分子材料创新力度，充分发挥高分子材料在存储、传递、处理信息方面的职能作用，推动智能材料产业、人工智能领域的跨越式发展。

（三）高分子材料的多功能化

如今人们对高分子材料的功能作用提出了越来越高的要求，而每一种高分子材料都有一定弊端，这是影响高分子材料发展的关键因素，因此人们应该不断优化完善高分子材料的功能，拓宽高分子材料的应用空间，突出高分子材料在机械领域、农业领域、智能隐身技术、燃料电池中的职能作用。

总结

高分子材料是人们生产生活中非常常见的物质，在机械产业、燃料电池、智能隐身技术、农业领域中得到了广泛的普及与应用，为社会经济发展、人们日常生活提供了极大的方便。在以后的发展过程中，人们应该积极研发新型的高分子材料，突出高分子材料的环保优势、功能优势，使得高分子材料在生产生活中得到更好地推广与应用。

参考文献

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[2]张博宇, 张志晓. 高分子材料制备及应用研究进展[J]. 山东化工, 2022 (08): 08.

[3]方超, 孙金生. 智能高分子材料在汽车上的应用展望[J]. 汽车文摘, 2020 (09): 29.