云 梁,李國峰
(新疆應用職業(yè)技術學院化工技術系, 新疆奎屯833200)
在當今的化工材料的生產(chǎn)研發(fā)領域中,對于高分子化工材料的加工生產(chǎn)與技術研發(fā),既是發(fā)展速度最快,同時也是產(chǎn)能轉化率最高的高端技術項目?,F(xiàn)代的高分子化工材料的研發(fā),最早起步于工業(yè)制造行業(yè),隨著市場化的發(fā)展,高分子化工材料逐漸在計算機、醫(yī)學、生物科學、軍事等領域中推廣普及,并且在百姓的日用品市場占有了一定的市場份額,對于當今人類的科學技術發(fā)展以及社會生活,具有著重要的技術意義。通過分析總結高分子化工材料的現(xiàn)狀,能夠使我們更加明確相應的技術發(fā)展方向,并能夠科學性地預測未來高分子化工材料的市場發(fā)展前景[1-3]。
高分子化工材料的應用發(fā)展,總共分為“天然應用”、“人工改良”、“煤化工生產(chǎn)”、“石油化工生產(chǎn)”四個階段。早在公元以前,人類的古代先民就已經(jīng)開始了對于棉麻、羊毛、蠶絲等自然高分子材料的使用,是為高分子材料應用的“天然應用”階段。隨著近代以來的化學工業(yè)發(fā)展,人類開始對于天然橡膠、天然纖維進行人工的改進,是為高分子材料應用的“人工改良”階段。在20世紀初期,美國首先發(fā)明了酚醛樹脂的合成技術,隨后英國、德國等西方國家,也陸續(xù)利用煤化工技術合成了高分子化工材料,是為高分子材料應用的“煤化工生產(chǎn)”階段。在20世紀30年代末,西方國家對于高分子化工材料的合成理論基本成型,并開始了以石油化工生產(chǎn)為基礎的規(guī)模性生產(chǎn),開啟了高分子材料應用的“石油化工生產(chǎn)”時代[4-7]。時至今日,高分子化工材料已經(jīng)在我國廣泛地應用于社會生產(chǎn)、生活的各個方面,是化工材料合成領域中發(fā)展最為迅速的子門類。
聚乙烯材料是高分子化工材料中應用領域最廣、生產(chǎn)量最大的一種重要高分子化工材料。聚乙烯材料主要包括丙烯聚合物、乙烯等分類。聚乙烯材料在包裝、建筑、制造業(yè)、醫(yī)療等民用領域中,具有較廣的應用范圍。聚乙烯加工過程簡單,且生產(chǎn)所需的碳排放量較低,是一種受到環(huán)保產(chǎn)業(yè)大力推廣的新型高分子化工材料。在聚乙烯的生產(chǎn)過程中,主要將乙烯進行熱塑聚合,從而得到耐一般酸堿腐蝕、絕緣性好、不易吸水的聚乙烯材料。但是根據(jù)今年來的研究,聚乙烯材料也是一種致癌物,因此聚乙烯材料在食品包裝等領域內(nèi)的發(fā)展,受到了一定的限制。
高分子智能材料也被稱為“記憶材料”,主要由水及其他聚合物組成。這種材料能夠根據(jù)外界溫度的改變,實現(xiàn)外部形狀的變化以及復原,在建筑行業(yè)領域中應用范圍較廣。目前最為尖端的高分子智能材料研究,是將高分子智能材料與相應的“液態(tài)記憶金屬”進行組合,從而充當航天飛行器的組件。高分子智能材料的研發(fā)與應用,尚處于起步探索階段,在民用領域中應用較少。
稀土催化材料在工業(yè)生產(chǎn)領域具有著重要的應用價值,當前的高分子稀土催化材料在汽車尾氣控制、光催化環(huán)境凈化、工業(yè)污染物處理等節(jié)能環(huán)保領域表現(xiàn)卓越。而稀土催化材料對于金屬材料制造、催化燃燒等工業(yè)生產(chǎn)過程,也具有著重要的應用空間。我國對于稀土催化材料的研發(fā)與生產(chǎn)開展較早,且較為成熟,當前已經(jīng)形成了一套完成的稀土催化材料產(chǎn)業(yè)鏈。在多年來的稀土催化材料科研及產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,實現(xiàn)了如稀土復合混凝劑、稀土吸附劑、稀土氧化物催化劑等稀土催化材料的市場化發(fā)展,對于我國的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)貢獻卓著。
在生物醫(yī)藥領域,高分子化工材料同樣具有著廣闊的運用價值與應用前景。具體在醫(yī)療領域而言,當今我國已經(jīng)實現(xiàn)了“高分子骨質(zhì)水泥”的科研突破,能夠利用以高分子化工材料為主要構成部分的“高分子骨質(zhì)水泥”,進行相應的人體骨骼修復治療。與此同時,高分子化工材料廣泛地應用于我國的牙科醫(yī)療過程中,利用由高分子化工材料制作出的假牙,具有耐磨損、耐腐蝕、無毒害的特點,正在為越來越多的群體提供牙齒醫(yī)療的便利。對于生物科學領域而言,高分子化工材料的應用,在生物質(zhì)檢、生物育種、生物化驗等領域,都具有著重要的應用價值。
在科研軍事領域當中,高分子化工材料主要作為航空航天發(fā)動機潤滑劑、高分子固態(tài)電池、軍事武器組件、計算機集成電路功能性材料、高爆炸彈助燃劑、電子元件散熱劑等類型出現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展,高分子科技化工材料,有效地替代了傳統(tǒng)科技研究領域中的一些貴金屬原料,在切實提升電子產(chǎn)品及軍事武器等科技產(chǎn)品的功能性基礎上,有效降低電子產(chǎn)品及軍事武器的生產(chǎn)成本。在我國的嫦娥探月工程中,嫦娥五號月球車引人注目的“金燦燦外衣”,就是利用高分子聚合材料聚酰亞胺與金屬材料復合而生成的薄膜,吸引了廣大科學愛好者的目光[8-9]。
在當今的高分子化工材料應用領域中,高分子化工材料的運用,主要在提升民用產(chǎn)品質(zhì)量、促進節(jié)能環(huán)保以及高科技領域的三個方面中迅速發(fā)展。我們可以看到的是,在未來的高分子化工材料的發(fā)展過程中,金屬材料與高分子化工材料的混合運用,是未來高分子化工材料技術發(fā)展的一個突出特點,結合金屬材料與高分子化工材料的優(yōu)勢,形成“一加一大于二”的技術效果[10-12]。與此同時,高分子化工材料在未來的發(fā)展領域中,生產(chǎn)研發(fā)成本將得到進一步地壓縮,并且普遍實現(xiàn)批量化生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),為更多的社會用戶,帶來更加優(yōu)質(zhì)低效的產(chǎn)業(yè)應用價值。隨著高分子化工材料產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,我們相信在不久的將來,高分子化工材料的價格將會持續(xù)走低,材料質(zhì)量及功能性不斷提升,必將為經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來更多福祉。
總而言之,高分子化工材料產(chǎn)業(yè),在我國正處于高速發(fā)展的階段,并且還將進入高分子化工材料的產(chǎn)業(yè)化完善階段。時下對于高分子化工材料的技術應用,廣泛地覆蓋了民用、軍用、醫(yī)用、科研等領域。當前的高分子化工材料的生產(chǎn)與應用,正朝向著化工材料的可持續(xù)發(fā)展方向邁進,不斷降低原材料的生產(chǎn)耗能以及使用污染,并且對于高分子化工材料的回收利用,也已經(jīng)成為了一項熱門的科研課題。