功能高分子材料的应用及发展前景

电磁功能高分子材料的应用及前景

摘要：介绍了电磁功能高分子材料：导电性材料、高分子磁性体、光电导材料、高分子纳米复合材料性质及应用领域以及前景。

关键词：电磁功能高分子材料；应用；前景

进入本世纪80年代以来，一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。新材料的开发重点是功能材料、高性能陶瓷材料和复合材料。在功能材料中，功能高分子材料占有举足轻重的地位，其内容丰富、品种繁多、发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料，并将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。对功能高分子材料，目前尚无明确的定义，一般认为，是指除了具有一定的力学性能之外，还具有特定功能(如导电性、电磁性、催化性和生物活性等)的高分子材料。

现代多学科交叉的特点促进了功能高分子材料的研究与发展，电磁功能高分子材料的应用和前景尤为广阔，其中主要包括：导电性材料、高分子磁性体、光电导材料、高分子纳米复合材料等。

1．导电高分子材料

导电高分子材料是同时具有高分子特征和导电性质的材料，导电性高分子材料按材料的结构和组成，可将导电高分子分为两大类：一类是结构型导电高分子，它依靠高分子结构本身提供的导电载流子导电；另一类是复合型导电高分子，它是依靠添加在不具备导电性的高分子材料中的炭黑、金属粉、箔等。

（１）结构型导电高分子材料

结构型导电高分子材料是指高分子本身或经过“掺杂”之后具有导电功能的一类材料，这类导电高分子一般为共轭型高分子。分子内有大的线性共轭π电子体系2个成键原子中p-电子相互重叠后产生的π电子，具有有限的离域性，随π电子体系增大，离域性增强，可移动范围扩大。高分子链中具有大量共轭双键结构，其导电机理在于π电子的非定域化，电子在共轭体系内自由运动，因而提供了大量的导电载流子。最早的导电高分子材料——聚乙炔，其结构可以看成由众多享有一个未成对电子的CH自由基组成的长链，可看作一维金属结构， 电子可在一维方向上自由移动因每个自由基结构单元电子轨道中只有一个电子，故趋向于组成双原子对，使原有的π电子形成的能带分裂成满带（价带）和空带（导带），电子相对迁移要克服满带和空带之间的能级差，而能级差的大小决定了材料的导电能力。因此， 电子型导电高分子材料具有与半导体类似的能带结构，从电导率来看，其导电能力也处于半导体材料范围。

医用高分子材料的功能性质和发展前景

摘要：

医用材料的主要是医用金属材料、医用无机陶瓷材料、医用高分子材料和医用复合材料四大类。而前三种材料虽在机械强度，抗疲劳性能等方面优良发展并不是一个新的课题，人们在很久以前就开始使用各种材料用于医疗实践。现代医用材料，但外表的生物相溶性却有待改善。事实上人体的各类器官本来就是由蛋白质等天然高分子材料构成，故高分子材料在物理化学性质及其功能上与人体各类器官更为相似，具有更好的生物相溶性，因此也具有更好的应用前景。

关键词：

高分子，生物相溶性，应用前景

一、 医用高分子材料的定义和分类

医用高分子材料有两种定义。一种是广义医用高分子材料，涵盖所有在医疗活动中使用的高分子材料，甚至包括药剂包装用高分子材料，医疗器械用高分子材料，医用一次性高分子材料等。另外一种定义是指符合特殊医用要求，在医疗领域应用到人体上，以医疗为目的的，具有特殊要求的功能型高分子材料。

医用高分子材料按照材料的性质划分包括生物惰性高分子材料和可生物降解高分子材料两类。前者是为了提高材料在使用过程中的生物相容性，不与相接触的生物组织发生不利反应并延长其使用寿命。后者是医疗过程中需要临时使用的材料，希望其功能发挥过后可以用无害的方式吸收分解。生物惰性材料要求不受体液中酶、酸、碱等环境的破坏，主要有聚硅氧烷、聚乙烯等。多用于韧带、肌腱、皮肤、血管、骨骼、牙齿、乳房等人体软、硬组织器官的修复和替换。生物可降解材料需要有能在生物环境下发生分解的化学结构，主要有聚氨基酸、聚乳酸、多糖和蛋白质等；在医疗上主要用于手术缝合线、生物粘合剂、骨固定材料等。复合医用材料是用两种以上材料相互复合或者同类复合构成的，采用多种材料复合的方法能够克服单一材料的某些缺点，获得更好的使用性能。

二、 医用高分子材料的特殊要求

由于医用高分子材料直接用于医疗目的，有些需要长期接触或者植入活体内部，因此对材料的要求比较高。医用高分子材料的要求基本上可以分成三个方面。一是材料学方面的要求，要求材料满足医疗过程中对其机械、物理和化学方面的标准，如机械强度、稳定性、外观效果等。二是医学方面的要求，如药物的控制释放、人造血液的粘度、渗透压、人造皮肤的促进愈合作用等均属于医疗方面的要求。只有能满足医学方面要求的材料才具有临床应用意义。除此之外，作为医用高分子材料还必须满足生物学方面的要求，要能够和生物活体长期和平共处，就必须不影响活体正常的生物活动和适应活体的生理反应，并且耐受生理环境。生物活体对医用高分子材料的一般要求包括以下几项：1〕血液相容性: 一般指不引起凝血，不破坏红细胞，不破坏血小板，不改变血中蛋白，不扰乱电解质平衡。2)组织相容性：是指材料在于肌体组织接触过程中不发生不利的刺激性，不发生炎症，不发生排斥反应，没有致癌作用，不发生钙沉淀。3〕生物惰性：是指材料在生物内部环境下自身不发生有害的化学反应和物理破坏，也不对生物体产生不利影响。4〕可生物降解性：在某些场合需要医用高分子材料具有可生物降解性，即材料仅有有限的使用寿命，试用期过后材料可以被生物体分解和吸收。

论光功能高分子材料的研究发展及应用综述

吴俊杰

化工081班

前言：光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来随着现代科学技术的发展，光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位，光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中，光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。

1光功能高分子材料及分类

光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。

表1光功能高分子材料的分类

分类方法 材料

作用机理 光物理材料

光化学材料

反应类型和功能 光敏涂料

光致抗蚀剂

高分子光稳定剂

光致变色高分子材料

光导电高分子材料

光学塑料和光纤

光敏涂料：主要由光敏预聚物、光引发剂和光敏剂、活性稀释剂（单体）以及其他添加剂等构成。 光致抗蚀剂：主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。

高分子光稳定剂：主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。

光致变色高分子材料：主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。

光导电高分子材料：由光导电聚合物材料构成。

2光功能高分子材料的类别和应用

表2光功能高分子材料的类别和应用

材料的类别 应用

光敏涂料 作表面涂料，起装饰和保护作用；作光致抗蚀剂用

光致抗蚀剂 制作半导体器件、集成电路，在电子工业中广泛应用

高分子光稳定剂 阻止聚合物对光的吸收在、热氧化反应、老化反应等

光致变色高分子材料 用作光的控制和调变、信号系统、信息存储元件、感光材料、光致变色玻璃等

光导电高分子材料 用作静电复印、激光打印、图像传感器、光电池 光学塑料和光纤 用在制作塑料透镜、光盘基材、塑料光纤等

3光功能高分子材料的发展概况

1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,发展之势方兴未艾。

浅论高分子材料的发展前景

摘要：随着生产和科技的发展，以及人们对知识的追求，对高分子材料的性能提出了各种各样新的要求。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。本文主要分析了高分子材料的发展前景和发展趋势。

关键词：高分子材料；发展；前景

作者：韩莹

一高分子材料的发展现状与趋势

高分子材料作为一种重要的材料，经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说，人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此，我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来，随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进？步的发展，高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃，并取得了重大突破。

二高分子材料各领域的应用

1高分子材料在机械工业中的应用

高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛，“以塑代钢”，“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究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、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，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。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性，对金属的同比磨耗量比尼龙小，用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性，其摩擦系数和磨耗量更小，由于其良好的机械性能和耐磨性，聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属，还能取代铸铁和钢冲压件。