我國高分子材料研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略

1、.：.；我國高分子資料研討現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)開展戰(zhàn)略假設(shè)以資料來標(biāo)志人類社會文明開展的階段，剛剛過去的20世紀(jì)的社會文明的標(biāo)志、那么是以塑料、橡膠和纖維為代表的合成高分子資料走人了干家萬戶，影響農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境及人口與安康等領(lǐng)域的提高與開展。 合成高分子資料按運用性質(zhì)劃分，有塑料、橡膠、纖維、涂料等，按用途劃分有構(gòu)外型和功能型，同一用途不同層次那么有通用型和高性能型之分，功能型細(xì)分那么有光、電、磁功能和生物相容功能等。合成高分子資料具有量大、面廣的特點。量大是指全世界合成高分子資料的年產(chǎn)量，按體積計已超越了鋼鐵資料的產(chǎn)量。美國的高分子資料的年消費總量為800億美圓，以分量汁接近鋼鐵資料，消費量的

2、遞增速度超越了GDP的遞增。面廣是指合成高分子資料的種類和種類繁多，即使是同了種化學(xué)組成的合成高分子資料，也往往因其構(gòu)造的細(xì)微差別而成為不同的公用種類，以滿足特定的運用需求。、高分子資料概述資料是人類用來制造有用物件的物質(zhì)，資料的可用性由構(gòu)成資料的物質(zhì)分子的屬性所決議。組成高分子資料的分子是長鏈分子，由假設(shè)干原子按一定規(guī)律反復(fù)地銜接成具有成干上萬甚至上百萬質(zhì)量、最大伸直長度可達(dá)毫米量級的長鏈分子，因此高分子資料又被稱為聚合物資料。 1.天然和人造高分子資料高分子資料的發(fā)現(xiàn)和運用經(jīng)過了從天然高分子資料的直接運用，到天然高分子資料的改造再利用，再到化學(xué)合成制簧高分子資料的過程。2500多年前，南美

3、印地安人將天然橡膠樹汁涂覆在腳上，依賴空氣中的氧銜接天然橡膠樹汁中的長鏈分子使其變硬，制成了早期的靴子。1839年，美國Goodyear.發(fā)現(xiàn)用硫原子取代空氣中的氧使天然橡膠樹汁變硬的方法，發(fā)明了硫化技術(shù)，使天然橡膠成為一種高分子資料。這種主耍經(jīng)過化學(xué)反響對天然產(chǎn)物進(jìn)展改性，使人類從原始利用進(jìn)人到有目的改造天然產(chǎn)物而得到的高分子資料，稱為人造高分子資料。1855年，由英國人Parks用硝化纖維素和樟腦制得的賽駱堵塑料，也是有劃時代意義的一種人造高分子資料。2.合成高分子資料用化學(xué)合成的方法得到并被實踐運用的第一個合成高分子資料，是1909年報道的美國Baekeland發(fā)明的酚醛樹脂。1920年

4、，德國科學(xué)家Staudinger提出高分子的長鏈分子概念后，開場了用化學(xué)合成的方法大規(guī)模制蚤合成高分子資料的時代。1935年，英國帝國化學(xué)公司ICI開發(fā)出高壓聚乙烯，因其極低的介電常數(shù)而在第二次世界大戰(zhàn)期間用作雷達(dá)電纜和潛水艇電纜的絕緣資料，以后得到廣泛運用。1940年，美國杜邦公司Du Pont推出尼龍紡織品如尼龍絲襪，因其經(jīng)久耐用而在當(dāng)時的美國和歐洲風(fēng)靡一時，而尼龍66纖維制造的降落傘，更是大大提高了美國軍隊在第二次世界大戰(zhàn)中的作戰(zhàn)才干。20世紀(jì)中葉的石油化工的開展雖然得到了許多可供合成高分子資料工業(yè)運用的原料，但其中的許多原料卻不能被當(dāng)時已有的高分子合成反響和技術(shù)所接受。1953年，德國

5、科學(xué)家Zieglar.和后來的意大利科學(xué)家Natta，發(fā)明了配位聚合催化劑，大幅度地擴展了合戚高分子資料的原料來源，得到了一大批新的合成高分子資料，使聚乙烯和聚丙烯這類通用合成高分子資料走人了干家萬戶，確立了合成高分子資料作為當(dāng)代人類社會文明開展階段的標(biāo)志。 20世紀(jì)70年代中期，美國科學(xué)家Heeger,MacDiarmid和日本白川英樹的一項發(fā)現(xiàn)，改動了高分子只能是絕緣體的觀念，在塑料導(dǎo)電研討領(lǐng)域獲得突破性的發(fā)現(xiàn)，具有光、電、磁活性的導(dǎo)電聚合物成為對物理學(xué)家和化學(xué)家都具有重要意義的研討領(lǐng)域。導(dǎo)電聚合物在發(fā)光二極管、太陽能電池、挪動和微型電視顯示安裝等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。3.我國高分子資

6、料的研討和開發(fā)我國的高分子資料的研討起步于20世紀(jì)50年代初，經(jīng)過高分子化學(xué)、高分子物理、高分子成型加工和高分子反響工程等學(xué)科和產(chǎn)業(yè)部門的協(xié)作，開發(fā)出一批表達(dá)我國科研和產(chǎn)業(yè)化程度和才干的高分子資料及消費技術(shù)。這些資料有滿足國防需求的離子交換樹脂和高分子粘結(jié)劑，有已產(chǎn)業(yè)化的鐮催化順丁橡膠、輻照交聯(lián)熱收縮高分子資料及超細(xì)旦聚丙烯纖維，有已出口的SBS熱塑彈性體工業(yè)化消費技術(shù)和聚丙烯工業(yè)化消費用型催化劑，還有已在境外實施的稀土催化異戊橡膠等。我國是高分子資料的大國，年消費量超越3000萬，但還不是強國。不僅產(chǎn)品的競爭力有待提高，產(chǎn)量也不能滿足國內(nèi)的需求，如合成塑料和合成橡膠的年產(chǎn)量只能滿足一半左右的

7、國內(nèi)需求。盡快完成從高分子資料的消費和消費大國到強國的轉(zhuǎn)變，發(fā)揚高分子資料對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、對新興產(chǎn)業(yè)的興起的支撐作用，需求開展高分子資料科學(xué)的創(chuàng)新研討，需求實現(xiàn)高分子資料產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)開展。 二、高分子資料技術(shù)的創(chuàng)新研討 1.高分子資料的化學(xué)合成多種類的合成高分子資料雖然表達(dá)了多用途的運用價值，但卻添加了資料合成與制備的復(fù)雜性和資料回收再利用的難度。由于不同種類的高分子資料是由不同的原料單體采用不同的合成技術(shù)制得的，要采用不同的技術(shù)進(jìn)展分類后才干回收再利用。假設(shè)能開發(fā)一種化學(xué)合成技術(shù)，實現(xiàn)分子構(gòu)造和立體構(gòu)造的調(diào)控，到達(dá)由一種或有限的幾種原料單體，制得具備不同性質(zhì)、滿足多種需求的高分子資料，顯然是

8、很有挑戰(zhàn)意義的。這和鋼鐵資料產(chǎn)業(yè)提出的一鋼多能樣，對通用高分子資料的更新?lián)Q代有戰(zhàn)略意義。2.高分子資料的物理合戍高分子資料的作用和功能的發(fā)揚，不僅取決于化學(xué)合成構(gòu)成的分子鏈的化學(xué)構(gòu)造，還取決于分子鏈間的非化學(xué)成鍵的相互作用的支撐和協(xié)調(diào)。分子鏈間的非化學(xué)成錠的相互作用的構(gòu)成，可以經(jīng)過所謂的物理合成方法來實現(xiàn)。利用外場的物理作用，在一確定的空間或環(huán)境中像搬運積木塊一樣地挪動分子鏈，采用自組合、自合成或自組裝等方法，靠分子鏈間的相互作用，構(gòu)建具有特殊構(gòu)造形狀的分子鏈聚集體。假設(shè)再在分子鏈聚集體中引發(fā)化學(xué)成鍵，那么能得到具有高度準(zhǔn)確的多級構(gòu)造的高分子資料。這種物理合成的方法對獲得大面積高分子功能薄膜資

9、料和器件很有意義。3.高分子資料的仿生合成和生命活性化日光、二氧化碳和水經(jīng)過植物的合成，成為可以運用的高分子資料如天然橡膠等。柔蠶將桑葉合成蠶絲，蜘蛛將體液合成蜘蛛網(wǎng)，可以得到別具特征的纖維資料。自然界中生物體的這種活性反響器和活性催化劑的功能和作用，正是高分子資料的仿生合成惋惜鑒之處。傳送著一切生命過程的生物大分子，與合成高分子一樣都是長鏈分子，但由于難以在合成高分子的分子鏈上接上確定的序列構(gòu)造，難以構(gòu)成準(zhǔn)確的鏈折疊和鏈間組裝，合成高分子表現(xiàn)不出生命活性。生命大分子構(gòu)造的準(zhǔn)確、活性的專注和功能的多元，對合成高分子資料的生物運用提出了挑戰(zhàn)。合成高分子資料與生物工程學(xué)和生命科學(xué)的結(jié)合，不僅能開發(fā)

10、出更多的生物醫(yī)用高分子資料，還能制備出與生物高分子一樣準(zhǔn)確的序列構(gòu)造，組裝成類似細(xì)胞那樣能控制生命過程的生物活性合成高分子資料，也能得到銜接細(xì)胞與計算機、溝通生命與信息的合成高分子資料。.高分子資料的成型加工高分子資料的最終運用方式是高分子資料制品，而高分子資料制品的性能與其成型加工過程息息相關(guān)。成型加工技術(shù)不僅要順應(yīng)化學(xué)構(gòu)造不斷變化的各種新型高分子資料的出現(xiàn)，不僅要經(jīng)過成型加工，在資料制品中實現(xiàn)甚至優(yōu)化表達(dá)資料性能的分子聚集架構(gòu)，還要開展諸如在工程學(xué)層次上支配分子鏈進(jìn)展高分子資料成型加工的新技術(shù)，這是納米資料規(guī)?；\用的關(guān)鍵技術(shù)。留意開展在資料外表引人分子、納米粒子的超臨界流體溶脹技術(shù)，制備

11、分子鏈有序陳列的大面積高分子光電功能薄膜或納米纖維的外場輔助制膜成纖技術(shù)，適用于超分子體系制備的成型加工技術(shù)，以及計算模擬技術(shù)在成型加工中的運用等技術(shù)，是很有戰(zhàn)略意義的。 5.高分子資料的智能化資料的智能化是未來各類資料開展的一個方向。智能化是指資料的作用和功能可隨外界條件的變化而有認(rèn)識的調(diào)理、修飾和修復(fù)。高分子資料中長鏈分子的豐富構(gòu)象變化及較弱的分子鏈間相互作用，賦予高分子資料以自順應(yīng)性。高分子表現(xiàn)出的其構(gòu)造、作用和功能隨外界環(huán)境而變化的軟物質(zhì)特征，是高分子資料作為智能資料運用的根底。己經(jīng)知道無論是最大的力學(xué)載荷的傳送，還是最快的功能信號的傳送，都是沿著高分子的鏈軸方向，因此了解和掌握外場存

12、在下分子鏈的取向和聚集，實現(xiàn)外場方向與分子鏈取向和聚集的同步變化即當(dāng)根據(jù)需求調(diào)理外場方向和強度時，分子鏈的取向方向和聚集層次也可以隨之變化，那么能在不同方向和不同層次上調(diào)理和發(fā)揚高分子資料的功能和性質(zhì)，使其表現(xiàn)出智能性。三、促進(jìn)高分子資料產(chǎn)業(yè)繼續(xù)開展的相關(guān)建議 1.改善高分子資料對資源的依賴當(dāng)代合成高分子資料主要依賴石油這種化石資源。石油的生成是一個浸長的地質(zhì)過程，石油資源正日益減少而又無法及時再生，因此，有必要尋覓可以替代石油的其他資源來作為合成高分子資料的原料來源。處理的途徑可以是天然高分子的利用，也可以探求無機高分子資料的合成。結(jié)合基因工程的方法，促使植物產(chǎn)生出更多的可直接利用的天然高分

13、子，或可供合成高分子資料需求的原料單體。無機高分子泛指主鏈原子是除碳以外的其他原子構(gòu)成的長鏈分子。無機高分子的原料來源豐富且多樣，知約有四五十種無機元素可以形生長鏈分子。如地球上儲量最豐富的硅元素，可以合成得到主鏈全部是硅原子且具有有機側(cè)鏈的聚硅烷資料。這種聚硅烷既可用作構(gòu)造資料又可用作功能資料，還可以制得氮化硅構(gòu)造陶瓷資料。2.加強高分子資料與環(huán)境的協(xié)調(diào)合成高分子資料的消費要盡能夠?qū)崿F(xiàn)綠色化學(xué)過程，高分子資料的運用耍表達(dá)綠色資料的概念。研討高分子資料的環(huán)境同化，強化環(huán)境友好的特征，實現(xiàn)高分子資料的生物降解、無害焚烷或循環(huán)再生。添加高分子資料的循環(huán)和再生運用的價值和效率，減少對環(huán)境的污染乃至用

14、高分子資料治理環(huán)境污染。探求化學(xué)合成、物理合成或仿生合成的新概念、新方法，利用植物或微生物比如生物催化劑或菌種，進(jìn)展有適用價值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)展臺成，甚至利用日光、二氧化碳和水合成高分子資料等等。研討高分子資料與生態(tài)環(huán)境的相互影響，實現(xiàn)高分子資料與生態(tài)環(huán)境的調(diào)和等。3.政府組織，應(yīng)對國家需求對于國家急需而又短缺的資料，例如碳纖維資料，在充分論證的根底上，要由政府組織采取國家行為進(jìn)展一體化的研討、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。為保證這類國家行為行之有效，是可行性要有充分論證，二是要維護(hù)參與國家行為的人員的積極性。這類政府組織的任務(wù)，有許多在科學(xué)技術(shù)方面是硬骨頭，個人決議能否

15、參與的一個重要要素是思索科學(xué)技術(shù)上的難度和可行性。在當(dāng)今較注重個人績效與個人利益掛鉤的大環(huán)境下，維護(hù)參與者的積極性，顯然是政府組織的國家攻關(guān)任務(wù)要思索的問題。.企業(yè)為主，提高高新技術(shù)含量實現(xiàn)由資料大國到資料強國的跨越，提高傳統(tǒng)資料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)含量至關(guān)重要。如我國通用聚烯烴資料的公用牌號的質(zhì)量問題亟待改良，雖有各種方式的研討開發(fā)活動得到了假設(shè)干改良技術(shù)，但只需經(jīng)過企業(yè)的工業(yè)化驗證才干發(fā)揚作用，只需盡能夠多的企業(yè)采用，這些技術(shù)才干構(gòu)成消費力。這就需求企業(yè)集團進(jìn)展組織協(xié)調(diào)和一切相關(guān)企業(yè)自覺參與。 5.百花齊放，開辟新型資料產(chǎn)業(yè)新興的信息產(chǎn)業(yè)和生物技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的開展，需求新型資料予以支撐。先進(jìn)高分子構(gòu)造資料、光電高分子資料、高分子光通訊資料、生物高分子資料和高分子資料智能系統(tǒng)等新型資料的研發(fā)，需求不同領(lǐng)域的知識交叉，需求不同行業(yè)的技術(shù)交流，因此是最能夠由新人構(gòu)成的斷新產(chǎn)業(yè)。不拘一格的用人、寬松平等的學(xué)術(shù)氣氛、公平公正的產(chǎn)業(yè)政策等，是新型資料的百花齊放的關(guān)鍵。當(dāng)代資料領(lǐng)域的科技研討和產(chǎn)業(yè)開發(fā)具有以下特點：傳統(tǒng)