文/王曉珊 (平頂山神馬工程塑料有限責(zé)任公司)
化工領(lǐng)域中的材料性能被逐步改善,更多新型材料被應(yīng)用到各個行業(yè)中,其中高分子材料的出現(xiàn)時間比較早,其通過對天然化的高分子材料實施化學(xué)改性,進而獲得半合成型材料,同樣具有高分子的性能?,F(xiàn)研究我國發(fā)展這種高分子材料的現(xiàn)狀,確定其在多個領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。
高分子材料屬于化工領(lǐng)域中較為常見的合成材料,針對高分子這一基本單位實施合成處理,進而制作出具有化合物性質(zhì)的高分子材料,再繼續(xù)應(yīng)用高分子型化合物,加工生產(chǎn)出復(fù)合材料或者共混材料,具體類別包括合成類與天然類,常用的高分子材料主要有橡膠、塑料以及涂料,這些化工材料的原料獲取難度較低,生產(chǎn)工藝也并不復(fù)雜,通過較為簡單的加工流程即可達到加工目的,同時種類也極為多樣,在生產(chǎn)制造行業(yè)中被大量使用,高分子材料也獲得了更為廣闊的市場空間。
(1)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。高分子材料在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用,被用于制造生物醫(yī)學(xué)材料,使其具備特種功能與特殊性能,進而服務(wù)醫(yī)學(xué)行業(yè),具體可在治療患者、診斷病癥、康復(fù)理療、修復(fù)以及制造人造器官等活動中發(fā)揮作用。以美容外科的應(yīng)用為例,其能夠被加工成硅橡膠,用于整形美容,也可成為人工骨用于骨移植手術(shù)中,代替原本的人骨。在生產(chǎn)制備環(huán)節(jié)中,主要在醫(yī)用生物材料中采用分子聚合技術(shù),使生物材料既能夠具有良好的物理性能,同時也能夠形成生物相容性,其中的軟材料就可以替代人體由原本的指關(guān)節(jié)、食道以及血管等多種人體組織;硬材料的使用功能受到性質(zhì)的影響有所不同,可充當(dāng)人工型心臟瓣膜上的球形閥部件或者人工硬腦膜;如果材料呈現(xiàn)為液態(tài),則可以將其當(dāng)作修補材料,注入人體組織中,常見的有硫化硅橡膠。雖然這一類高分子材料用途廣泛,但是整體工藝水平相對比較低,相比國際發(fā)展水平,無論是發(fā)展速度還是生產(chǎn)質(zhì)量都較為落后。研發(fā)醫(yī)用高分子材料需要比較長的周期,同時要完成臨床實驗、藥物實驗以及體外實驗等多個階段的實驗任務(wù),除此之外,還必須獲得醫(yī)學(xué)器械部門以及國家藥品相關(guān)部門的批準以及檢驗,才能推向市場,供人使用,為確保產(chǎn)品質(zhì)量,實現(xiàn)安全使用,降低醫(yī)用風(fēng)險,批準以及檢驗具有極為復(fù)雜煩瑣的程序,消耗成本極大。這就導(dǎo)致這種高分子材料整體質(zhì)量水平不高,產(chǎn)量極低,可供選擇品種不多,且規(guī)格也存在缺失的情況?;诖朔N現(xiàn)狀,需要研發(fā)人員對分子設(shè)計方式進行調(diào)整,縮短高分子類產(chǎn)品設(shè)計周期,以此促進其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域快速發(fā)展。(2)稀土催化材料的應(yīng)用現(xiàn)狀。稀土元素的物理構(gòu)成與化學(xué)性能均具有特殊性,稀土催化材料以稀土元素為基礎(chǔ),可以在環(huán)保、新能源應(yīng)用、生物以及信息等多個領(lǐng)域中均可展現(xiàn)應(yīng)用價值,與貴金屬類的催化材料相比,稀土類催化材料的使用成本較低,資源更為豐富,綜合性能突出,生產(chǎn)加工技術(shù)水準較高。通過引入與使用該材料,不僅能夠大幅提升生產(chǎn)效率,還可以減少能源與資源的損耗,同時實現(xiàn)對環(huán)境污染現(xiàn)象的有效控制。我國研究者已經(jīng)在稀土高分子材料的研究中獲得了技術(shù)性突破,在制造全新催化劑時加入稀土化合物,用于共軛二烯烴聚合,借助稀土催化劑所具有的合成型結(jié)構(gòu),制備出的高順式1,4-聚二丁烯橡膠,使其具有更為優(yōu)越的性能。在很多物質(zhì)的聚合處理中,稀土催化材料都起到了相應(yīng)作用,在合成高分子量的共聚物與均聚物時同樣需要有稀土催化材料的支持。稀土催化材料被引進能源環(huán)保領(lǐng)域,有效凈化居住環(huán)境,減輕工業(yè)廢氣的影響,實現(xiàn)凈化汽車尾氣的需求,在當(dāng)前低碳理念的引領(lǐng)下,稀土材料在環(huán)保事業(yè)中將形成更高的應(yīng)用價值。(3)聚酰胺材料的應(yīng)用現(xiàn)狀。在我國現(xiàn)有的高分子化工材料中,聚酰胺是五大通用工程塑料中品種最多、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的品種。聚酰胺樹脂又稱尼龍,縮寫PA,是具有酰胺基團的聚合物的總稱。聚酰胺樹脂可以由內(nèi)酰胺分子自聚而成,或者由二元胺和二元酸縮聚制。聚酰胺是一種結(jié)晶性塑料,其使用溫度比一般熱塑性樹脂高,同時還具有較好的剛度、韌性和自潤滑性能,可以作為機械用途材料使用。聚酰胺也是第一種應(yīng)用于工程的熱塑性塑料,其種類不斷增多,應(yīng)用范圍不斷擴大。通過其分子鏈結(jié)構(gòu)中是否含有苯環(huán)可將其分為芳香族聚酰胺、脂肪族聚酰胺和半芳香族聚酰胺。聚酰胺具有良好的綜合性能,包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性,且摩擦系數(shù)低,有一定的阻燃性,易于加工,適于用玻璃纖維和其他填料填充增強改性。因此聚酰胺廣泛應(yīng)用于合成纖維和工程塑料。合成纖維:民用主要用于服裝、地毯、絲襪、裝飾布等;工業(yè)用主要用于簾子線、工業(yè)用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)、安全氣囊等。工程塑料:汽車、電氣、電子、家具、建材、生活用品、體育用品、包裝材料、航空航天材料等,其中汽車部件、電氣電子和包裝業(yè)是聚酰胺樹脂應(yīng)用最大的三個領(lǐng)域。
我國研究高分子材料的時間相對其他發(fā)達國家較晚,因此當(dāng)前還沒有達到國際先進水平,但是這種化工材料已經(jīng)被引進到多個領(lǐng)域中,得到有效應(yīng)用,本文重點分析了其在醫(yī)學(xué)生物領(lǐng)域的使用情況,同時也研究了其作為稀土催化劑以及聚酰胺材料的使用情況,結(jié)合現(xiàn)有的研究成果,其在良好的科技支持下,將獲得更大發(fā)展空間,被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中,實現(xiàn)使用價值的最大化。