高分子材料

功能高分子材料能體現出傳統高分子材料所具備 的性能；另一方面，功能高分子材料也能體現出一 些具有特殊功能的基團的性能。所以，功能高分子 材料既具有高分子材料的優異性能，也具有信息 存儲、傳遞、較強的力學性能。因此，功能高分子材 料在工業領域具有較高應用價值及發展前景。

高分子材料應用領域

1.在機械工業中的應用

高分子材料在機械工業中的廣泛應用拓寬了材料選用範圍，使機械産品從傳統的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經濟方向轉變。如聚氨酯彈性體，聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出，在某些有機溶劑如煤油、砂漿混合液中，其磨耗低于其它 材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機葉輪、蓋闆，廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機械上。

目前，高分子材料在過程設備中，應用得較為廣泛的是 PTFE （聚四氟乙烯）。美國 Plunkett 于 1938 年發現了聚四氟乙烯 （PTFE），1950 年 PTFE 由美國杜邦公司進行生産并逐漸投放市場，開啟了世界各國對有機氟聚合物(氟塑料或氟樹脂) 的研究，并逐漸進入應用開發及快速發展的階段。PTFE由于突出的防腐性能最好，具有最為廣泛的應用範圍，其産量在所有有機氟聚合物中最高，被 稱為“塑料王”。PTFE是乙烯分子中的氫原子被氟原子取代後生成的聚合物。在 PTFE 分子中，碳氟鍵的存在導緻大量的高鍵能(477kJ/mol)，而碳鍊外的氟原子存在屏蔽效應，因而使得有機氟聚合物表現出一系列優異的性能，如低摩擦性能、自潤滑性能、憎油憎水性能、不粘性能、耐熱性能、耐化學品性能、高介電性能和耐候性能等。同時 PTFE 具有寬廣的溫度适用範圍。目前，世界各國對氟聚合物的需求量仍以較高的速度逐年遞增。美國、日本和歐洲在消費量方面分列前三，中國消費量約占世界的4%。

2.在汽車上的應用

高分子材料的自修複功能在汽車車身材料和自修複玻璃上也有着廣闊的應用前景。一些功能高分子材料具有較高的自修複效率和較強的自愈合能力。自清潔材料具有廣闊的應用前景，将其應用于汽車自清潔上，既能保持汽車的表面清潔，減少傳統洗車方式的高成本、浪費水資源、繁瑣的程序以及對汽車的損傷。

經過研究獲得性能良好的自清潔材料，水狀和油狀液體均可在其表面滑落 5000 次以上，該結構組合仍能夠完好存在，并保持自清潔功能。國外研究團隊制備了微米級四腳狀聚(二甲基矽氧烷) 和氧化鋅(ZnO)的複合材料。該複合材料也具有穩 定的疏水性能。

3.在3D打印上的應用

高分子材料在 3D 打印上也有廣泛的應用。3D 打印高分子材料的研究與傳統聚合物基納米複合材料的研究不同，存在一些新的特征。需要注意的是，我們需要着重考慮 3D 打印成型技術對高分子材料屬性的特殊要求，如外形尺寸、流變性質、固化觸發條件等，在滿足這些特殊要求的基礎上再考慮性能提升與優化。

4.在設施農業上的應用

高分子材料在設施農業上也具有廣闊的應用前景。高分子材料應用帶來的設施農業的發展，同時也要關注高分子材料的可降解性。在農用光緻變色薄膜的材料為聚乙烯、聚氯乙烯等，高分子材料應用于農業設施還具有保溫防寒、避風擋雨作用等。高分子材料應用最關鍵的問題是其降解性能。可降解高分子材料應用于農業設備，即利用了高分子材料優異的性能，又解決了高分子可降解性的問題，在農業設備上應用前景廣泛。

應用前景及存在問題

本文介紹了高分子材料在機械工業、汽車業、 3D 打印和設施農業上的應用。高分子材料性能的不斷研究及可降解性能的研發，使得高分子材料具有非常廣闊的應用前景。高分子材料在不斷向高功能化和高性能化方面轉變，并取得了重大突 破。高分子材料的高性能及快速發展推動了工業領域的進步。近年來，對高分子材料的研究和對高分子材料的加工工藝研究也受到了廣泛的重視。材料的不斷發展，加工制造工藝不斷進步均會推動高分子材料應用于工業領域，通過對高分子材料基礎研究的産業化，對提高高分子材料的應用與工業領域具有十分重要的意義。

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