浅谈高分子材料在日常生活中的应用

刘召云

（大同师范高等专科学校 山西 大同 037039）

1 引言

高分子材料伴随着科学技术的发展，在我们的生活中占据着非常重要的地位。随着经济、科学技术的发展和进步，科学家们从高分子材料的研究中找到了其自身的规律，并设计合成了人工高分子材料等，并依据高分子材料的不同特点，广泛应用于我们生产、生活的方方面面，为我们的生活提供便利。我们生活的吃穿住行都离不开高分子材料，尤其是塑料、纤维、橡胶这三大高分子材料，在我们的生产生活中扮演着重要的角色。高分子材料不仅应用于日常的衣食住行，而且还应用于工农业生产以及国防等高科技领域中[1]。

2 高分子材料的定义和分类

2.1 高分子材料的定义

通常把分子量大于104的物质称为高分子化合物。而高分子材料是以高分子化合物为主要成分构成的材料，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。

2.2 高分子材料的分类

高分子材料按照来源可分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能高分子材料。

高分子材料按照特性可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。塑料主要有PE、PP、PS、PVC 4种；橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶和异戊橡胶4种；纤维主要有锦纶、涤纶、丙纶和腈纶4种[2]。

3 高分子材料应用的优越性和局限性

3.1 高分子材料的优越性

高分子材料相较于其他材料而言，有很多的优势。首先，高分子材料的强度较大，这是其他材料不能比的，这就保证了高分子材料在应用中抗磨损的能力比较强；其次，高分子材料的耐腐蚀性比较强，在雨雪天气或是气候条件恶劣的地方，很难产生问题；最后，高分子材料与其他传统的化学材料相比，质量很轻，而且种类也很丰富，可以被应用于各个领域中去[3]。

3.2 高分子材料的局限性

高分子材料虽然轻巧、种类多，但是也有其自身的局限性，在社会经济高速发展的前提，市场对于高分子材料有着更高的需求，各类不同的高分子材料会在军事技术、电子信息技术和其他不同的领域被广泛应用。但是我国目前高分子化学材料的生产工艺大都落后于世界先进水平，导致我国的高分子材料市场很容易出现供不应求的现象，甚至还长期进口一些对技术要求较高的高分子材料，这样的状态是不利于我国经济发展的。

4 高分子材料的类型

4.1 橡胶

橡胶按照材料的不同，可以分为天然橡胶和合成橡胶。由于橡胶的分子量很大，在一些外力的作用下，就会呈现细团状，当外力在作用的时候，撤除外力的话，细团的纠缠程度就会产生变化，分子链在这个时候会发生反弹，出现强烈的复原倾向，这就是橡胶为什么会有弹性的原因。在日常生活中所选用的橡胶主要有以下几种：第1种是天然橡胶，天然橡胶是从三叶橡胶树的乳胶中获取的，天然橡胶的弹性非常好，强度较高，综合性能占相对优势；第2种是异戊橡胶，这种橡胶的结构和性能都与天然橡胶有高度的相似性，所以这种橡胶也被称为合成天然橡胶；第3种是丁苯橡胶，丁苯橡胶在日常生活中被简称为SBR，丁苯橡胶的化学稳定性较好，并且综合性能也好；第4种是顺丁橡胶，顺丁橡胶经过碱化，拥有了较强的耐寒性、耐磨性，而且弹性也很强，拥有较强的抗老化能力一般情况下与天然橡胶、丁腈橡胶共同使用。

4.2 塑料

塑料具有便宜和轻便的天然优势，所以在日常生活中使用的频率较高。作为合成的高分子化合物，塑料的形体和样式可以自由改变，塑料是利用单体原料以加聚或缩聚反应聚合而成的材料，主要有增塑剂、稳定剂、润滑剂以及色料等材料组合形成，合成树脂是塑料的主要成分。日常生活中，我们所说的塑料通常是指一些具有塑形行为的材料，这种材料的最大特点就是在外力作用下发生形变，但是外力消失后又可以恢复原来体态。塑料的弹性力度处于橡胶和纤维之间，软塑料与橡胶的相似性较大，但是硬塑料与纤维的相似度高。相对狭窄意义上的塑料指的是树脂添加填充剂、增塑剂、着色剂等材料，在加工过程中成型的塑料。

4.3 纤维

纤维在受到外力作用时，产生形变的程度较低，纤维的强度较大，结晶能力很强，分子量很大，纤维一般被分为天然纤维、人造纤维、合成纤维三大类。

天然纤维是指在自然界中自然生长成型的纤维，常见的天然纤维主要有植物纤维、动物纤维和矿物纤维三大类，羊毛、蚕丝、棉花等常见的天然纤维主要是用来作纺织的材料。

人造纤维指的是利用木材、甘蔗渣、木材等一些纤维素或是蛋白质作为原料，在经过化学处理、机械加工而制成的纤维。人造纤维一般具有与天然纤维相似的性能，有良好的吸湿性、透气性和染色性，手感柔软，富有光泽，是一类重要的纺织材料。

合成纤维是指从石油、天然气、煤等一些本身并不含纤维素的材料中，加工提取出来的有机物质，再将这些有机物质经过化学合成、机械加工等步骤，形成纤维。常见的合成纤维主要有腈纶、涤纶、丙纶等。

5 高分子材料在日常生活中的应用

5.1 高分子材料在服饰方面的应用

高分子材料在服装上的历史具有几千年。伴随着纤维研发的不断进步，人类不再从大自然中直接获取天然的棉、毛、麻等，而是通过各种手段将天然原材料加以精制。高分子原材料不仅可以用作衣服的“原始布料”，还可以用来制作衣服上的装饰品，譬如我们常见的珍珠纽扣，其就是利用不饱和聚酯纤维再加上人造的珍珠颜料制作而成的，随后再通过浇注或者离心的方法获取薄片或是棒料，最后切割成想要的形状并抛光成最终的珍珠纽扣。

现在纤维被应用于服装制作中是很常见的现象，比如涤纶、锦纶等，大到冬天的羽绒服，小到袜子，都是由纤维材料制成的。皮鞋和皮带大部分也是利用人造皮革和塑料复合物等制成的，最主要的材料就是PVC和PU合成的复合高分子。

海藻碳纤维做成衣服穿在人身上之后，通过与人体的摩擦可以产生热量，加快人体的血液循环，海藻碳纤维衣服具有较强的保暖功能。利用防紫外线辐射纤维制成的衣服穿在人身上之后，还可以帮助人体抵御紫外线的辐射，起到防晒的效果，一般我们夏天的防晒服就是利用这种分子材料制成的。

5.2 高分子材料在饮食方面的应用

高分子材料在我们日常饮食中的应用十分普遍，例如餐盒的应用。外卖行业的火热推动了餐盒制造业的繁荣，制作餐盒的重要原材料就是PP、PS等塑料，餐盒利用了塑料轻便、无毒、成本低的特点，给人们的日常饮食减轻了麻烦。除此之外，我们日常生活中饮用的饮料、矿泉水的瓶子以及水果分装盒以及餐具收纳盒等，都是用塑料制成的，高分子材料可谓与我们的日常饮食密不可分，高分子材料作为器皿的重要原材料，方便了我们的饮食生活。

5.3 高分子材料在交通方面的应用

伴随世界经济的快速发展，交通运输业已经成为重要产业之一，高分子材料在交通运输工具方面也发挥着非常重要的作用。比如，我们日常车辆的轮胎就是利用橡胶制成的，汽车的外观涂料是利用高分子树脂制成的，仪表盘则是利用PP、PC等材质制作而成，方向盘的原材料是PVC塑料。当前汽车通过利用轻质材料，实现了节能减排的效果。

除了常见的陆地上交通工具以外，船舶等也利用了高分子材料。船上常用的复合材料大部分都是纤维增强分子结构，玻璃纤维增强热固性高分子在船舶制作上的使用频率是最大的。另外，多种高性能的高分子复合材料也被广泛地应用于航天工具的制作中，军事飞机的主结构如机身和机翼，使用的就是碳纤维复合材料。

5.4 高分子材料在建筑方面的应用

高分子材料在建筑行业的应用是非常普遍的，高分子建筑材料一般是将高分子化合物作为建筑基本材料，再加上填料和其他添加剂，在合适的温度和压力条件下制成适用于建筑的有机材料。建筑中的防渗、隔离、木工等工程一般会利用到薄膜、织物等，在屋面、地板上会用到板材，在水管、燃气管以及电讯管上会用到塑料管材。屋顶和外墙的保温材料多数会用到泡沫塑料，这是因为泡沫塑料的导热能力较差，密度相对较小，一般会被用于冷库。溶液、乳液品则多数被用来当作涂料、密封剂等，洁具、五金、管件等则是会用到模制品。

5.5 高分子材料在娱乐方面的应用

在我们体育活动中所用到的球类，大部分都是利用高分子材料制作而成的。比如我们常见的篮球就是利用橡胶、PU和PVC制作而成的；运动场上的塑胶跑道的原材料也是橡胶，还有操场上的排球网、乒乓球台等，都是用高分子材料制作成的。

5.6 高分子材料在医疗方面的应用

纤维在医疗方面的应用范围较广，医用纺织品要想消炎止痒、保湿防燥，就要用到甲壳素纤维，一般甲壳素纤维会被制成绷带、纱布或是止血棉、卫生巾、纸尿裤等，这种纤维可以自己降解，所以这类医疗用品在废弃之后对环境产生的污染很小。另外，聚乳酸或是脱乙酰甲壳素制成的缝合线在患者伤口愈合之后可以自己降解并被人体吸收，不会对患者的身体造成坏影响，也免去了患者拆线的痛苦。

5.7 高分子材料在农业中的应用

近年来，我国大部分地区实施的地膜覆盖、温室大棚以及节水灌溉等新技术，使农业对高分子材料——塑料的需求量越来越大。使用可溶解性地膜可保温、保湿、保肥，并可以除草防虫，促进植物生长，提前收割，从而提高农作物的产量[4]。