科技帝国从高分子材料开始（高分子材料为什么得以迅速发展原因是什么）

本文目录

• 高分子材料为什么得以迅速发展原因是什么
• 高分子科学历史
• 高分子材料(以高分子化合物为基础的材料)详细资料大全
• 什么是高分子材料

高分子材料为什么得以迅速发展原因是什么

高分子材料的发展历程树枝.兽皮，稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。在历史的长河中，纸，树胶，丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。2.1从天然树脂到合成树脂一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石。虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随著电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进人20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随著石油化工的发展。聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随著众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种。世界年产量在1.2亿吨左右.我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。2.2从天然纤维到合成纤维人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年。但由於全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由於粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。尽管上述几种称为「纤维素纤维」或「人造纤维」的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味著人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法。制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯经过6年后的研究。终於在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺_166(即尼龙Nylon)。1938年德国研制出聚酰胺一6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名I)acron、「的确凉」、或涤纶；。1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维。但到1949年才在美国投产，商品名() rlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主。其产量约占总量的90％。 941200752.3从天然橡胶到合成橡胶自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳。经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用於制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易((300dyear)经过反覆摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进了橡胶工业迅速发展。尤其是1920年以后。由於汽车工业兴起，进一步扩大需求，以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制，这就迫使美、德等汽车大国，但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究，这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的，因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。1914年爆发第一次世界大战，德国由於受到海上封锁，开展了强制性的合成橡胶研制和生产，终於实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作，到终战的1918年，共生产出2350吨。第二次世界大战期间，尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后，美国开始扩大合成橡胶生产。并纳入国防计划，1942年产量达84.5万吨，其中丁苯橡胶为70.5万吨。1950年以后，由於出现了齐格勒纳塔催化剂，在这种催化剂的作用下，生产出三种新型的定向聚合橡胶，其中的顺丁橡胶，由於它的优异性能，到20世纪80年代产量已上升到仅次於丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世，进一步满足了尖端科技发展的需要。3高分子材料的应用和未来展望高分子材料的发展历史不足百年，按体积计，其世界年产量目前已经超过金属类，成为最重要的材料品种之一。高分子材料和复合材料在海、陆、空运输工具、商务和工业装置、医用材料、科学研究用特种装置、航天设备和仪器、体育运动和休闲娱乐用品方面都有出色表现。尤其需要指出的是，高分子材料在开发新型替代能源方面，在节约资源、能源和保护生态环境方面发挥著不可替代的作用。「材料是技术进步的核心内容」。历史经验一再证明.只有新材料的出现，才能使一些有价值的想法变成现实。人类社会的发展史，材料之间的竞争和替代是其中的重要组成部分。不同材料对於现存市场和新市场的竞争还必然持续下去。展望未来。在新世纪里新技术将更加迅猛发展，与此同时，作为技术革命物质基础的，以合成高分子为代表的新材料的研制和开发，也将越来越起著重要作用。
参考资料
《大众科学》2007年第9期摘录:高分子材料的发展历程

高分子科学历史

1. 高分子学说创立以前高分子的发展

1.1 天然橡胶及其硫化工艺

英国人把原产于巴西的橡胶树引种到了东南亚，使橡胶树得以推广。

当时的橡胶主要用于制造防雨布、防雨鞋等，但是无法克服夏天发粘、冬天变脆的问题，难于真正推广应用。

1839年美国人Goodyear受当时钢铁工业发展的启示，开始尝试用各种化学品对橡胶进行改性，但是始终不太成功，包括用硫磺。

后来一次偶然性的事故给他带来了成功，他在研究保存橡胶的方法时，不小心把橡胶和硫磺的混合物洒在了热火炉上，他把它刮起来、冷却后发现这东西再没有了粘性、而且还具有弹性、不再溶解，他沿着这条路线走下去，终于发明了橡胶的硫化技术。

但是他本人并没有获得好处，为了获得专利权他打了好几年的官司，身背20多万美元的债务，穷困交加，死于1860年。

他死后，官司胜诉，1898年美国建立了第一家汽车轮胎公司，为了纪念Goodyear该公司就以其名字作为商标，至今仍然是世界上最大的轮胎生产企业，中文一般翻译为“固特异”轮胎。

也正是由于他的贡献，所有橡胶的交联技术统称为“硫化”不管用不用硫磺。

1.2 赛璐珞和赛璐玢

瑞士科学家舍拜恩是一个实验迷，他除了在实验室进行实验以外，*还把实验室搬到了自己的厨房。

一次实验时，他不小心将盛有浓硝酸和浓硫酸混酸的烧瓶打破，酸液流到了地上，他顺手拿起夫人的围裙擦掉了酸液，并用水冲洗后，开始在火炉上烘烤，结果围裙在没有很干的情况下突然着了火，这令舍拜恩非常震惊。

他开始设计实验让纤维素和硝酸/硫酸反应，发现是硝酸与纤维素发生了反应，而硫酸只是催化剂，因此他发明了硝酸纤维素。

它极易燃烧，剧烈燃烧可以发生爆炸，而且基本没有烟，逐渐代替了黑火药成为炸药，当时的欧洲很多国家建立了被称为火棉炸药的生产企业，但是硝酸纤维素太容易燃烧了，造成了很多爆炸事故，损失惨重，诺贝尔发明了TNT炸药后,它作为炸药方面的应用被遗弃。

当时美国的贵族们流行打台球，台球最初由象牙制造，价格昂贵，同时来源受到极大限制，有一家公司出资1万美元悬赏寻找制造台球的原料。

Hyatt将樟脑等掺入硝酸纤维素发明了赛璐珞，樟脑作为增塑剂加入硝酸纤维素用于代替象牙制造台球，获得1万美元的奖金，电影胶片、玩具等很多制品都开始由赛璐珞制造。

但是极容易燃烧，慢慢被淘汰，后来醋酸纤维素赛璐玢代替赛璐珞，其燃烧性和脆性大大下降，可以制造薄膜和纤维。

1.3 酚醛树脂的发明

20世纪初，随着电器工业的发展，需要大量的绝缘材料，当时的绝缘材料是虫胶，一种产于东南亚的紫胶虫的树脂分泌物，但是其产量远远不能满足，仅美国年需虫胶量就需要150亿只紫胶虫，因此寻找虫胶的替代物成为科学家的研究热点。

1907年德国科学家贝克兰德为了寻找虫胶的替代物，在查阅科技文献时注意到，诺贝尔奖获得者“染料化学”之父Bayer曾经报道，苯酚和甲醛反应容易生成一种粘稠的液体，可以固化，牢牢粘于瓶底，其原意是提醒人们如何避免这种现象的出现，以免造成反应瓶报废，但是贝克兰德反其道而行之，开始设计实验来进行苯酚和甲醛的反应，最终发明了酚醛树脂，并通过木粉等增强后，既可以完全代替虫胶作绝缘材料，也可以做成各种各样的电木等材料，至今仍在广泛使用，这是真正的第一个人工合成高分子。

2. 高分子学说的建立

1920年39岁的Staudinger开始致力于当时称为“大分子”的化合物的研究，发表了其划时代的文献“论聚合”标志着高分子科学的建立，当时他在苏黎世联邦工学院工作，许多著名的化学家和科学家对他的学说嗤之以鼻，当时盛行的学说是“胶体说”也就是说当时认为所谓的高分子实际上是一些难于用化学方法和物理方法分离的一些结构非常相似的化合物的混合物。

在1925年的胶体会议上Staudinger与其他科学家展开了大论战，站在他对面的有好几位诺贝尔化学奖得主，最后他不得不引用了马丁路德金的演说名言：我站在这里，我别无选择。

经过多年的不懈努力，在1930年法兰克福的胶体化学年会上，长链分子概念获得了决定性的胜利，被绝大多数的科学家所接受，标志着高分子科学被科学家所承认，但是直到30年代末期才被大众所接受。

由于Staudinger卓越的贡献，他获得了1953年的诺贝尔化学奖。

Goodyear最终解决了高分子的结构、构型等问题，才最终创立了高分子学说，而这也是高分子物理的研究内容之一。

3. 高分子科学诞生后的发展史上的重要事件

3.1 缩聚反应和Carothers

合成纤维的发明是有其历史背景的，当时的美国对蚕丝的需求量很大，蚕丝的主要供应商是日本和中国，但是当时的中国受列强的侵略、百业萧条，因此日本成为最主要的蚕丝供应商，当时美日关系紧张，虽然当时的粘胶纤维很象蚕丝，但是仅光泽与蚕丝相像，其弹性、纤细等都不如蚕丝，因此美国致力于蚕丝代替物的开发研究。

32岁的才华横溢的Carothers，1928年被任命为杜邦公司研发的总负责人。

他们不注重眼前的利益，而是开始进行新的长时期的研究，人们将他们的实验室称为纯科学楼。

他们首先在二醇和二酸的缩聚反应中进行，由于原料的原因放弃，1934年合成出了尼龙66，但是工业化实验并不太成功，极度痛苦的Carothers承受了巨大的精神负担和心理压力，又由于其姐姐的去世的双重打击，Carothers于1937年春天自杀，未能享受到成功的快乐，很多人认为这是一次代价高昂的赌注，因为杜邦公司在先后接近十年的时间里投入了300多人的研究队伍、2700多万美元的经费，也有一些人断言，合成纤维如果不与天然纤维混合不可能有什么用途。

但是1937年底杜邦公司就成功开发出了工业化的尼龙66,1940年5月上市，被抢购一空。

每年可以为该公司带来近5亿美元的销售收入，尤其是在二战期间，其产品全部被美国军方收购用于制造降落伞。

若Carothers再坚持半年，他就会看到他的成果为世人带来巨大的利益，他也必将是诺贝尔奖金的获得者。

Carothers一开始是用脂肪族二酸和脂肪族二醇研究脂肪族聚酯的，虽然合成了聚酯，但是没法做成纤维，后来改为研究聚酰胺就获得了成功，而英国人后来改脂肪族二酸为对苯二甲酸就成功开发出了涤纶纤维。

3.2 高分子溶液理论和分子量的测定

Flory是Carothers的助手和学生，他在老师自杀身亡后，离开了杜邦公司到大学去工作，继续其老师未竟的事业，他继承和发展了Carothers的理论，将物理、数学和量子化学的方法引入到高分子科学的研究，尤其是高分子溶液理论方面的研究工作，取得了巨大的成功，并于1974年获得了诺贝尔化学奖。

Flory的贡献在于高分子溶液理论。

3.3 配位聚合和Ziegler-Natta

Ziegler和Natta是完全不同性格的两个人，Ziegler是德国人，最先开始配位聚合研究，并成功合成出了高密度聚乙烯，但是他喜欢纯基础研究，不想与工厂合作，害怕被迫改变自己的研究方向，而Natta则不同，他与蒙特卡蒂尼公司合作，获得了充足的研究资金，他听了Ziegler的相关报告后开始致力于这方面的研究，并派人到其研究机构学习过很难进行操作的易燃易爆的烷基铝的操作工艺，并促成了Ziegler与其所在公司的合作。

他利用Ziegler发明的催化剂从事聚丙烯的研究，本意是合成橡胶，而Ziegler也在进行这方面的研究，当Ziegler研究出来以后打算转让给蒙特卡蒂尼公司，才被告知Natta早已经成功申请了专利，为此二人产生了矛盾，直到二人共同获得了诺贝尔化学奖，做到同一张桌子旁，他们才化干戈为玉帛，重新言归于好。

在诺贝尔奖获得者中，他们二人应该是典型代表，因为他们既从理论上发展了配位聚合理论，又通过工业化产生了巨额的经济效益，他们开发了的聚乙烯和聚丙烯。

这是基础研究与工业化生产完美结合的典范。

高密度聚乙烯和全同立构聚丙烯之所以成为广泛应用的高分子材料，而不同于自由基聚合得到的低密度聚乙烯和无规立构聚丙烯，是由于其构型的特点导致它们易于结晶。

3.4 液晶高分子和Pierre-Gilles de Gennes

Pierre-Gilles de Gennes是从事高分子化学研究的化学家,由于其在液晶高分子方面做出的贡献获得了1991年的诺贝尔物理奖，并提出了“软物质”的概念，成为近年来科学研究的热点问题，目前液晶显示技术和液晶纺丝技术已经广泛应用。

3.5 导电高分子的发展

大家知道，第一个人工合成的高分子材料就是为了绝缘，而且人们一般认为高分子材料就是绝缘材料，但是Heeger、Macdiarmid和Shirakawa却致力于导电高分子的研究。

20世纪70年代Shirakawa在日本筑波大学开始从事聚乙炔的合成研究，可是一直不太成功，后来他的一个研究生在做实验时加错了料，结果合成出了聚乙炔，而且其导电性很好。

后来他到了美国继续从事导电高分子研究，并与Heeger和Macdiarmid进行精诚合作，获得了巨大的成功，合成了聚乙炔、聚苯胺、聚苯等，于2000年获得了诺贝尔化学奖。

4. 我国的高分子科学研究开始于1952年，经过70余年的积累．已形成—支规模较大的研究队伍。

分类学科领域比较齐全，在高分子科学的各个领域开展了广泛的研究工作。

1987年以来，每两年召开一次的全国高分子学术论文报告年会上收到的论文近千篇，年会之外每年还召开数目不等的全国性各种专题会议和国际高分子论文报告会（在国内召开），每年平均也有干篇论文参加交流，反映出我国高分子科学研究的蓬勃发展。

我国从事高分子科学研究的确切人数很难统计，粗略估计约为5000人（不包括在读学生和产业界的高分子工程技术人员），其中从事基础研究的约占20%，从事不同程度的应用研究和技术开发研究的约占80%。

在高分子科学学科内部，从事高分子化学研究的约占高分子学科研究人员总数的60%-65%，从事高分子物理研究的约占25%-30%，从事高分子工程研究的约占10%。

此外，近年来随着学科交叉的发展，还有相当数量的数学、物理、生物等学科的科研人员和有机化学、分析化学、物理化学、化学工程、无机化学等学科的研究人员，分别从本学科角度涉入了高分子科学的研究工作。

中国高分子科学的进展不断见诸报端。

新华社曾报道：国家“八五”重点科技攻关项目“聚醚砜、聚醚醚酮、双马型聚酰亚胺等类树脂专用材料及其加工技术”，在成都通过由国家有关部门组成的验收委员会的验收。

聚醚砜、聚醚醚酮、双马型聚酰亚胺等特种工程塑料，是60年代发展起来的新型高分子材料。

由于这类材料具有优良的综合性能，现已成为各种空间飞行器和新型运输工具实现高速、轻量、增加航程的可靠保证，也是电子电气产品实现大容量、高集成和小型化不可缺少的新材料。

由四川联合大学、北京市化工研究院、东方绝缘材料厂等10个单位共同承担的这项重点课题，经过120多名科技人员五年合作攻关，不但全面完成了任务，取得27项鉴定成果。

其中吉林大学吴忠文教授等研制的“聚醚醚酮树脂”，性能达到目前国际先进水平，成本大大低于国外同类产品；大连理工大学等研制完成的“杂环取代联苯聚醚砜的合成”，主要经济技术指标达到国际先进水平；四川联合大学、成都飞机工业公司、东方绝缘材料厂江璐霞教授等研制的“双马型聚酰亚胺航空工装模具材料”，在国内处领先地位，达到80年代末国际水平。

目前有多种产品形成了规模生产能力。

另外，新华社还曾以“我国高分子化学研究取得重大突破”为题报道一种用于家电产品的新型紫外光固化涂料——JD-1紫外光固化树脂，在湖南长沙市研制开发成功，并通过鉴定。

专家们认为，它填补了国内一项空白，达到国外同类产品的先进水平。

位于长沙市东岸的湖南亚大高分子化工厂有限公司，多年来始终追踪高科技发展潮流，不断研制开发高起点、高水平、高效益的新技术，并使这些技术成果迅速转化为生产力。

这个公司的科技人员在资金少、条件差的情况下，经过数千次试验，终于研制开发出JD-1紫外光固化树脂。

只需在各种家电外部涂上一层紫外光固化树脂，经过一番处理，家电犹如穿上一件硬如玻璃钢、光洁似镜面的“外衣”。

专家介绍，家电外表的装饰是衡量其档次的一个重要指标，这是国内外化工界多年研究的一大课题。

新型紫外光固化树脂的研制成功，将使我国家电装饰跨上一个新台阶；同时结束长期进口的历史，可节约大量外汇。

专家鉴定认为，这是一种污染少、节能效益好的高科技产品，具有耐冲击、耐老化、固化速度快等优点，可广泛应用于电冰箱、洗衣机、电气仪表、电讯设备和汽车、摩托车等。

一项处于国际领先水平的聚合物技术——超高分子量聚丙烯酰胺合成技术在大庆油田化工总厂研制成功。

专家称，这项技术推广应用后，可使聚合物用量在减少百分之二十的情况下，大幅度提高原油采收率，每年可为油田化工企业增效5000多万元。

1995年，随着三次采油技术在大庆油田的推广应用，油田化工总厂引进法国技术生产聚丙烯酰胺，分子量达1000－1500万，使我国生产聚合物技术跨入世界先进行列。

但根据聚合物驱油试验研究，分子量大于1700万的超高分子量聚合物的驱油效果更好。

为了加快超高分子量聚丙烯酰胺产品的工业开发步伐，大庆油田化工总厂通过多渠道横向联合的办法，开展科技攻关。

仅用三个月时间，攻关小组的14名科技人员就在工业化试验中，成功地合成了分子量达到1700万的聚丙烯酰胺，并在试生产中取得了满意效果。

目前，这个

厂已开始投入批量生产超高分子量聚丙烯酰胺产品。

另外，“PTC智能恒温电缆”、“多功能超强吸水保水剂”、“粉煤灰高效活化剂”等等，都是我国在高分子材料领域取得的不俗成果。

还有就是我国的高分子单链单晶的研究取得国际领先的成绩：成功地制备出顺丁橡胶的单链单晶，独创性地开展了单分子链玻璃体的研究，首次观察到高分子液晶态的新的纹影结构。

高分子材料(以高分子化合物为基础的材料)详细资料大全

高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。

基本介绍

• 中文名 ：高分子材料
• 外文名 ：macromolecular material

分类,高分子材料按来源分类,高分子材料按套用分类,高分子材料按套用功能分类,按高分子主链结构分类,其它分类,特征,名称和用途,塑胶,橡胶,纤维,涂料,黏合剂,新型高分子材料,高分子分离膜,高分子磁性材料,光功能高分子材料,高分子复合材料,合成加工,

分类

高分子材料按来源分类

高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。 天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑胶、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。

高分子材料按套用分类

高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑胶、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑胶是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变数等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑胶和热塑性塑胶；按用途又分为通用塑胶和工程塑胶。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。套用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。 ⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑胶，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑胶。

高分子材料按套用功能分类

按照材料套用功能分类，高分子材料分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。通用高分子材料指能够大规模工业化生产，已普遍套用于建筑、交通运输、农业、电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料。这其中又分为塑胶、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等不同类型。特种高分子材料主要是一类具有优良机械强度和耐热性能的高分子材料，如聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料，已广泛套用于工程材料上。功能高分子材料是指具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物，包括功能性分离膜、导电材料、医用高分子材料、液晶高分子材料等。

按高分子主链结构分类

①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如： PP、PE、PVC ②杂链高聚物：分子主链由C、O、N、P等原子构成。如：聚酰胺、聚酯、矽油 ③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：矽橡胶

其它分类

按高分子主链几何形状分类：线型高聚物，支链型高聚物，体型高聚物。 按高分子微观排列情况分类：结晶高聚物，半晶高聚物，非晶高聚物。

特征

一是分子量大（一般在10000以上），二是分子量分布具有多分散性。即高分子化合物与小分子不同，它在聚合过程后变成了不同分子量大小的许多高聚物的混合物。我们所说的某一高分子的分子量其实都是它的一种平均的分子量，当然计算平均分子量也以不同的权重方式分为了数均分子量、粘均分子量、重均分子量等。而小分子的分子量固定，都由确定分子量大小的分子组成。这是高聚物与小分子一个特征区别。

名称和用途

塑胶

塑胶是指以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。 塑胶根据加热后的情况又可分为热塑性塑胶和热固性塑胶。 加热后软化，形成高分子熔体的塑胶成为热塑性塑胶。主要的热塑性塑胶有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。加热后固化，形成交联的不熔结构的塑胶称为热固性塑胶。常见的有环氧树脂, 酚醛塑胶， 聚酰亚胺，三聚氰氨甲醛树脂等。塑胶的加工方法包括注射，挤出，膜压，热压，吹塑等等。

橡胶

橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、矽橡胶、氟橡胶等等。

纤维

纤维是高分子材料的另外一个重要套用。常见的合成纤维包括尼龙、涤纶、腈纶聚酯纤维、芳纶、丙纶纤维等。

涂料

涂料是涂附在工业或日用产品表面起美观或这保护作用的一层高分子材料、常用的工业涂料有环氧树脂，聚氨酯等。 高分子材料

黏合剂

黏和剂是另外一类重要的高分子材料。人类在很久以前就开始使用淀粉，树胶等天然高分子材料做黏合剂。现代黏合剂通过其使用方式可以分为聚合型，如环氧树脂；热融型，如尼龙，聚乙烯；加压型，如天然橡胶；水溶型，如淀粉。

新型高分子材料

高分子材料包括塑胶、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑胶、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前已大规模生产的还是只能在寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

高分子分离膜

高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机矽等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广套用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。

高分子磁性材料

高分子磁性材料，是人类在不断开拓磁与高分子聚合物(合成树脂、橡胶)的新套用领域的同时，而赋予磁与高分子的传统套用以新的涵义和内容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体，现在工业常用的磁性材料有三种，即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆，加工性差。为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑胶或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。这样制成的复合型高分子磁性材料，因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等特点，而越来越受到人们的关注。 高分子材料 高分子磁性材料主要可分为两大类，即结构型和复合型。所谓结构型是指并不添加无机类磁粉而高分子中制成的磁性体。目前具有实用价值的主要是复合型。

光功能高分子材料

所谓光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前，这一类材料已有很多，主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑胶(如塑胶透镜、接触眼镜等)、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射，可以制成品种繁多的线性光学材料，像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等;利用高分子材料曲线传播特性，又可以开发出非线性光学元件，如塑胶光导纤维、塑胶石英复合光导纤维等；而先进的信息储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂。此外，利用高分子材料的光化学反应，可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性，可制成光导电材料和光致变色材料；利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性，可开发出光弹材料，用于研究力结构材料内部的应力分布等。

高分子复合材料

高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质，根据套用目的，选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料，制成满足需要的复合材料。高分子复合材料分为两大类：高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分：①增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物，如玻璃纤维、氮化矽晶须、硼纤维及以上纤维的织物。②基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂，如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂，这种复合材料的比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。

合成加工

高分子材料在加工之前，要先进行合成，把单体合成为聚合物进行造粒，然后才进行熔融加工。高分子材料的合成方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合和气相聚合等。这其中引发剂起了很重要的作用，偶氮引发剂和过氧类引发剂都是常用的引发剂，高分子材料助剂往往对高分子材料性能的改进和成本的降低也有很明显的作用。 加工工艺高分子材料的加工成型不是单纯的物理过程，而是决定高分子材料最终结构和性能的重要环节。除胶粘剂、涂料一般无需加工成形而可直接使用外、橡胶、纤维、塑胶等通常须用相应的成形方法加工成制品。一般塑胶制品常用的成形方法有挤出、注射、压延、吹塑、模压或传递模塑等。橡胶制品有塑炼、混炼、压延或挤出等成形工序。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。 在成型过程中，聚合物有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响，导致高分子降解、交联以及其他化学反应，使聚合物的聚集态结构和化学结构发生变化。因此加工过程不仅决定高分子材料制品的外观形状和质量，而且对材料超分子结构和织态结构甚至链结构有重要影响。

什么是高分子材料

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。

扩展资料

高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。

高分子是指相对分子质量很大，可达几千乃至几百万的一类有机化合物。它们在结构上是由许多简单的、相同的称为链节(单体)的结构单元，通过化学键重复连接而成。高分子也称高聚物或聚合物。

高分子化合物（又称高聚物）的分子比低分子有机化合物的分子大得多。一般有机化合物的相对分子质量不超过1000，而高分子化合物的相对分子质量可高达104～106万。由于高分子化合物的相对分子质量很大，所以在物理、化学和力学性能上与低分子化合物有很大差异。

高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成。

同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同，所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同