高分子材料

功能高分子材料能体现出传统高分子材料所具备的性能；另一方面，功能高分子材料也能体现出一些具有特殊功能的基团的性能。所以，功能高分子材料既具有高分子材料的优异性能，也具有信息存储、传递、较强的力学性能。因此，功能高分子材料在工业领域具有较高应用价值及发展前景。

高分子材料应用领域

1.在机械工业中的应用

高分子材料在机械工业中的广泛应用拓宽了材料选用范围，使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济方向转变。如聚氨酯弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出，在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中，其磨耗低于其它 材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板，广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。

目前，高分子材料在过程设备中，应用得较为广泛的是 PTFE （聚四氟乙烯）。美国 Plunkett 于 1938 年发现了聚四氟乙烯 （PTFE），1950 年 PTFE 由美国杜邦公司进行生产并逐渐投放市场，开启了世界各国对有机氟聚合物(氟塑料或氟树脂) 的研究，并逐渐进入应用开发及快速发展的阶段。PTFE由于突出的防腐性能最好，具有最为广泛的应用范围，其产量在所有有机氟聚合物中最高，被 称为“塑料王”。PTFE是乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后生成的聚合物。在 PTFE 分子中，碳氟键的存在导致大量的高键能(477kJ/mol)，而碳链外的氟原子存在屏蔽效应，因而使得有机氟聚合物表现出一系列优异的性能，如低摩擦性能、自润滑性能、憎油憎水性能、不粘性能、耐热性能、耐化学品性能、高介电性能和耐候性能等。同时 PTFE 具有宽广的温度适用范围。目前，世界各国对氟聚合物的需求量仍以较高的速度逐年递增。美国、日本和欧洲在消费量方面分列前三，中国消费量约占世界的4%。

2.在汽车上的应用

高分子材料的自修复功能在汽车车身材料和自修复玻璃上也有着广阔的应用前景。一些功能高分子材料具有较高的自修复效率和较强的自愈合能力。自清洁材料具有广阔的应用前景，将其应用于汽车自清洁上，既能保持汽车的表面清洁，减少传统洗车方式的高成本、浪费水资源、繁琐的程序以及对汽车的损伤。

经过研究获得性能良好的自清洁材料，水状和油状液体均可在其表面滑落 5000 次以上，该结构组合仍能够完好存在，并保持自清洁功能。国外研究团队制备了微米级四脚状聚(二甲基硅氧烷) 和氧化锌(ZnO)的复合材料。该复合材料也具有稳 定的疏水性能。

3.在3D打印上的应用

高分子材料在 3D 打印上也有广泛的应用。3D 打印高分子材料的研究与传统聚合物基纳米复合材料的研究不同，存在一些新的特征。需要注意的是，我们需要着重考虑 3D 打印成型技术对高分子材料属性的特殊要求，如外形尺寸、流变性质、固化触发条件等，在满足这些特殊要求的基础上再考虑性能提升与优化。

4.在设施农业上的应用

高分子材料在设施农业上也具有广阔的应用前景。高分子材料应用带来的设施农业的发展，同时也要关注高分子材料的可降解性。在农用光致变色薄膜的材料为聚乙烯、聚氯乙烯等，高分子材料应用于农业设施还具有保温防寒、避风挡雨作用等。高分子材料应用最关键的问题是其降解性能。可降解高分子材料应用于农业设备，即利用了高分子材料优异的性能，又解决了高分子可降解 性的问题，在农业设备上应用前景广泛。

应用前景及存在问题

本文介绍了高分子材料在机械工业、汽车业、 3D 打印和设施农业上的应用。高分子材料性能的不断研究及可降解性能的研发，使得高分子材料具有非常广阔的应用前景。高分子材料在不断向高功能化和高性能化方面转变，并取得了重大突 破。高分子材料的高性能及快速发展推动了工业领域的进步。近年来，对高分子材料的研究和对高分子材料的加工工艺研究也受到了广泛的重视。材料的不断发展，加工制造工艺不断进步均会推动高分子材料应用于工业领域，通过对高分子材料基础研究的产业化，对提高高分子材料的应用与工业领域具有十分重要的意义。