淺談高分子材料在日常生活中的應用

劉召云

（大同師范高等?？茖W校 山西 大同 037039）

1 引言

高分子材料伴隨著科學技術的發展，在我們的生活中占據著非常重要的地位。隨著經濟、科學技術的發展和進步，科學家們從高分子材料的研究中找到了其自身的規律，并設計合成了人工高分子材料等，并依據高分子材料的不同特點，廣泛應用于我們生產、生活的方方面面，為我們的生活提供便利。我們生活的吃穿住行都離不開高分子材料，尤其是塑料、纖維、橡膠這三大高分子材料，在我們的生產生活中扮演著重要的角色。高分子材料不僅應用于日常的衣食住行，而且還應用于工農業生產以及國防等高科技領域中[1]。

2 高分子材料的定義和分類

2.1 高分子材料的定義

通常把分子量大于104的物質稱為高分子化合物。而高分子材料是以高分子化合物為主要成分構成的材料，包括塑料、橡膠、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復合材料。

2.2 高分子材料的分類

高分子材料按照來源可分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能高分子材料。

高分子材料按照特性可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復合材料等。塑料主要有PE、PP、PS、PVC 4種；橡膠主要有丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠和異戊橡膠4種；纖維主要有錦綸、滌綸、丙綸和腈綸4種[2]。

3 高分子材料應用的優越性和局限性

3.1 高分子材料的優越性

高分子材料相較于其他材料而言，有很多的優勢。首先，高分子材料的強度較大，這是其他材料不能比的，這就保證了高分子材料在應用中抗磨損的能力比較強；其次，高分子材料的耐腐蝕性比較強，在雨雪天氣或是氣候條件惡劣的地方，很難產生問題；最后，高分子材料與其他傳統的化學材料相比，質量很輕，而且種類也很豐富，可以被應用于各個領域中去[3]。

3.2 高分子材料的局限性

高分子材料雖然輕巧、種類多，但是也有其自身的局限性，在社會經濟高速發展的前提，市場對于高分子材料有著更高的需求，各類不同的高分子材料會在軍事技術、電子信息技術和其他不同的領域被廣泛應用。但是我國目前高分子化學材料的生產工藝大都落后于世界先進水平，導致我國的高分子材料市場很容易出現供不應求的現象，甚至還長期進口一些對技術要求較高的高分子材料，這樣的狀態是不利于我國經濟發展的。

4 高分子材料的類型

4.1 橡膠

橡膠按照材料的不同，可以分為天然橡膠和合成橡膠。由于橡膠的分子量很大，在一些外力的作用下，就會呈現細團狀，當外力在作用的時候，撤除外力的話，細團的糾纏程度就會產生變化，分子鏈在這個時候會發生反彈，出現強烈的復原傾向，這就是橡膠為什么會有彈性的原因。在日常生活中所選用的橡膠主要有以下幾種：第1種是天然橡膠，天然橡膠是從三葉橡膠樹的乳膠中獲取的，天然橡膠的彈性非常好，強度較高，綜合性能占相對優勢；第2種是異戊橡膠，這種橡膠的結構和性能都與天然橡膠有高度的相似性，所以這種橡膠也被稱為合成天然橡膠；第3種是丁苯橡膠，丁苯橡膠在日常生活中被簡稱為SBR，丁苯橡膠的化學穩定性較好，并且綜合性能也好；第4種是順丁橡膠，順丁橡膠經過堿化，擁有了較強的耐寒性、耐磨性，而且彈性也很強，擁有較強的抗老化能力一般情況下與天然橡膠、丁腈橡膠共同使用。

4.2 塑料

塑料具有便宜和輕便的天然優勢，所以在日常生活中使用的頻率較高。作為合成的高分子化合物，塑料的形體和樣式可以自由改變，塑料是利用單體原料以加聚或縮聚反應聚合而成的材料，主要有增塑劑、穩定劑、潤滑劑以及色料等材料組合形成，合成樹脂是塑料的主要成分。日常生活中，我們所說的塑料通常是指一些具有塑形行為的材料，這種材料的最大特點就是在外力作用下發生形變，但是外力消失后又可以恢復原來體態。塑料的彈性力度處于橡膠和纖維之間，軟塑料與橡膠的相似性較大，但是硬塑料與纖維的相似度高。相對狹窄意義上的塑料指的是樹脂添加填充劑、增塑劑、著色劑等材料，在加工過程中成型的塑料。

4.3 纖維

纖維在受到外力作用時，產生形變的程度較低，纖維的強度較大，結晶能力很強，分子量很大，纖維一般被分為天然纖維、人造纖維、合成纖維三大類。

天然纖維是指在自然界中自然生長成型的纖維，常見的天然纖維主要有植物纖維、動物纖維和礦物纖維三大類，羊毛、蠶絲、棉花等常見的天然纖維主要是用來作紡織的材料。

人造纖維指的是利用木材、甘蔗渣、木材等一些纖維素或是蛋白質作為原料，在經過化學處理、機械加工而制成的纖維。人造纖維一般具有與天然纖維相似的性能，有良好的吸濕性、透氣性和染色性，手感柔軟，富有光澤，是一類重要的紡織材料。

合成纖維是指從石油、天然氣、煤等一些本身并不含纖維素的材料中，加工提取出來的有機物質，再將這些有機物質經過化學合成、機械加工等步驟，形成纖維。常見的合成纖維主要有腈綸、滌綸、丙綸等。

5 高分子材料在日常生活中的應用

5.1 高分子材料在服飾方面的應用

高分子材料在服裝上的歷史具有幾千年。伴隨著纖維研發的不斷進步，人類不再從大自然中直接獲取天然的棉、毛、麻等，而是通過各種手段將天然原材料加以精制。高分子原材料不僅可以用作衣服的“原始布料”，還可以用來制作衣服上的裝飾品，譬如我們常見的珍珠紐扣，其就是利用不飽和聚酯纖維再加上人造的珍珠顏料制作而成的，隨后再通過澆注或者離心的方法獲取薄片或是棒料，最后切割成想要的形狀并拋光成最終的珍珠紐扣。

現在纖維被應用于服裝制作中是很常見的現象，比如滌綸、錦綸等，大到冬天的羽絨服，小到襪子，都是由纖維材料制成的。皮鞋和皮帶大部分也是利用人造皮革和塑料復合物等制成的，最主要的材料就是PVC和PU合成的復合高分子。

海藻碳纖維做成衣服穿在人身上之后，通過與人體的摩擦可以產生熱量，加快人體的血液循環，海藻碳纖維衣服具有較強的保暖功能。利用防紫外線輻射纖維制成的衣服穿在人身上之后，還可以幫助人體抵御紫外線的輻射，起到防曬的效果，一般我們夏天的防曬服就是利用這種分子材料制成的。

5.2 高分子材料在飲食方面的應用

高分子材料在我們日常飲食中的應用十分普遍，例如餐盒的應用。外賣行業的火熱推動了餐盒制造業的繁榮，制作餐盒的重要原材料就是PP、PS等塑料，餐盒利用了塑料輕便、無毒、成本低的特點，給人們的日常飲食減輕了麻煩。除此之外，我們日常生活中飲用的飲料、礦泉水的瓶子以及水果分裝盒以及餐具收納盒等，都是用塑料制成的，高分子材料可謂與我們的日常飲食密不可分，高分子材料作為器皿的重要原材料，方便了我們的飲食生活。

5.3 高分子材料在交通方面的應用

伴隨世界經濟的快速發展，交通運輸業已經成為重要產業之一，高分子材料在交通運輸工具方面也發揮著非常重要的作用。比如，我們日常車輛的輪胎就是利用橡膠制成的，汽車的外觀涂料是利用高分子樹脂制成的，儀表盤則是利用PP、PC等材質制作而成，方向盤的原材料是PVC塑料。當前汽車通過利用輕質材料，實現了節能減排的效果。

除了常見的陸地上交通工具以外，船舶等也利用了高分子材料。船上常用的復合材料大部分都是纖維增強分子結構，玻璃纖維增強熱固性高分子在船舶制作上的使用頻率是最大的。另外，多種高性能的高分子復合材料也被廣泛地應用于航天工具的制作中，軍事飛機的主結構如機身和機翼，使用的就是碳纖維復合材料。

5.4 高分子材料在建筑方面的應用

高分子材料在建筑行業的應用是非常普遍的，高分子建筑材料一般是將高分子化合物作為建筑基本材料，再加上填料和其他添加劑，在合適的溫度和壓力條件下制成適用于建筑的有機材料。建筑中的防滲、隔離、木工等工程一般會利用到薄膜、織物等，在屋面、地板上會用到板材，在水管、燃氣管以及電訊管上會用到塑料管材。屋頂和外墻的保溫材料多數會用到泡沫塑料，這是因為泡沫塑料的導熱能力較差，密度相對較小，一般會被用于冷庫。溶液、乳液品則多數被用來當作涂料、密封劑等，潔具、五金、管件等則是會用到模制品。

5.5 高分子材料在娛樂方面的應用

在我們體育活動中所用到的球類，大部分都是利用高分子材料制作而成的。比如我們常見的籃球就是利用橡膠、PU和PVC制作而成的；運動場上的塑膠跑道的原材料也是橡膠，還有操場上的排球網、乒乓球臺等，都是用高分子材料制作成的。

5.6 高分子材料在醫療方面的應用

纖維在醫療方面的應用范圍較廣，醫用紡織品要想消炎止癢、保濕防燥，就要用到甲殼素纖維，一般甲殼素纖維會被制成繃帶、紗布或是止血棉、衛生巾、紙尿褲等，這種纖維可以自己降解，所以這類醫療用品在廢棄之后對環境產生的污染很小。另外，聚乳酸或是脫乙酰甲殼素制成的縫合線在患者傷口愈合之后可以自己降解并被人體吸收，不會對患者的身體造成壞影響，也免去了患者拆線的痛苦。

5.7 高分子材料在農業中的應用

近年來，我國大部分地區實施的地膜覆蓋、溫室大棚以及節水灌溉等新技術，使農業對高分子材料——塑料的需求量越來越大。使用可溶解性地膜可保溫、保濕、保肥，并可以除草防蟲，促進植物生長，提前收割，從而提高農作物的產量[4]。