對新型高分子材料的應(yīng)用探究

張倩茹 高洪超 孫振峰

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國的高分子材料有了很大進展，高分子材料生產(chǎn)技術(shù)水平的明顯提升，可帶來穩(wěn)定的性能及產(chǎn)量輸出，在電子行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。本文總結(jié)高分子材料的研究進展，并對其應(yīng)用途徑進行分析，豐富高分子材料理論研究成果，供相關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高分子材料;基體材料;填充物

由于高分子材料已經(jīng)成為了許多重要領(lǐng)域必不可少的材料，在滿足經(jīng)濟效益的前提下，我們必須更好的開展對高分子材料成型加工技術(shù)的研究，從而確保該項技術(shù)能夠在節(jié)約成本、節(jié)約時間的前提下獲得更好的市場發(fā)展前景，促使我國國民經(jīng)濟走向輝煌。

1 導(dǎo)熱高分子材料原理

同一物體不同部位間若存在溫度差，會發(fā)生高溫向低溫傳送的現(xiàn)象，傳送方式為電子、光子或聲子擴散，直至溫度差消除，該過程被稱為熱傳導(dǎo)。不同材料的導(dǎo)熱性能存在明顯差別，晶體的導(dǎo)熱原理為晶體振動，而在金屬晶體中，其導(dǎo)熱原理為電子運動，聲子的發(fā)揮的作用非常有限。在衡量非晶體的導(dǎo)熱性能時，會將其等同于晶體粒非常小的晶體，并從聲子的角度進行判斷。總結(jié)來說，物體導(dǎo)熱性能可由電子、聲子等多個因素進行衡量。金屬內(nèi)部存在大量自由電子，因此常表現(xiàn)出比非金屬更優(yōu)的導(dǎo)熱性，此外，晶體中含有的聲子也導(dǎo)致非晶體的導(dǎo)熱性遠低于非金屬。高分子材料的導(dǎo)熱性能不佳，因此在生產(chǎn)過程中，會選擇填充其他物質(zhì)的方式提升其導(dǎo)熱性，但該方式會導(dǎo)致材料強度下降，且導(dǎo)熱性能提升受填充物排布狀況的顯著影響。有關(guān)導(dǎo)熱原理的模型多集中在低、中等填充類型上。通過模型可以發(fā)現(xiàn)，當全部填充物形成的傳導(dǎo)部分、復(fù)合物的傳導(dǎo)部分與熱流平行時，材料的導(dǎo)熱性能達到最高，若以上關(guān)系變?yōu)榇怪?，則導(dǎo)熱性能降到最低。模型分析可幫助更好掌握粒子對高分子復(fù)合材料的影響，并判斷粒子分布均勻時的狀態(tài)。但在模型研究中，高填充及超高填充還存在空缺，在之后的研究中需被重點關(guān)注。

2 高分子材料發(fā)展歷程

從銅器時代，到鐵器時代，再到如今的高分子時代，在人類歷史上高分子材料具有最為多樣的性能。產(chǎn)量的增長尤其以高分子領(lǐng)域顯著，全世界塑料產(chǎn)量的增長率遠高于鋼產(chǎn)量，而合成纖維年產(chǎn)量更是早已超過人造纖維。我國也不例外，從1949年的年產(chǎn)量不到200t，資源短缺，再到現(xiàn)在年生產(chǎn)能力已超過4000萬t，自給自足也可對外銷售，高分子材料這個備受矚目的新興產(chǎn)業(yè)正興興向榮。

3 新型高分子材料

3.1 高分子分離膜

我們通常將由高分子復(fù)合材料制得的，具備分離流體混合物功用的薄膜稱為高分子分離膜。上世紀三十年代，纖維素酯類材料首先被用于制備高分子分離膜。隨著技術(shù)的進步，又逐步采用了具備各種性質(zhì)的聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等。而為了獲得高分子均聚物所沒有的特性，共聚物也被逐漸引入生產(chǎn)活動中。新型高分子分離膜主要有復(fù)合分離膜，智能型分離膜，分子識別功能高分子膜，新型耐高溫高分子分離膜等，廣泛運用于水質(zhì)凈化，食品安全，醫(yī)療護理等方面。

3.2 注塑成型技術(shù)

注塑成型技術(shù)是一種常用的高分子材料成型加工技術(shù)，這種技術(shù)在市面上之所以應(yīng)用廣泛，主要是由于它能夠制作出比較復(fù)雜的成品。通常而言，注塑加工技術(shù)做出來的成品較為精準，機械化水平較高，成品種類較多，應(yīng)用的范圍較廣，得到了許多高分子材料成型加工領(lǐng)域的喜愛。

3.3 高分子材料并用，合成穩(wěn)定性更強的高分子材料

高分子材料并用是一種新的高分子材料防老化方法，主要指的是不同性質(zhì)的高分子材料通過共同加工的方式來形成一個性能更加穩(wěn)定的高分子材料。這種新的高分子材料在受到內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境影響時很難發(fā)生氧化反應(yīng)，所以相對于普通的高分子材料氧化速度變慢，老化速度也會相應(yīng)的減緩。當然，這種防老化措施有著一定的局限性，主要是由于并不是所有的高分子材料都可以用在一起合成一種新的材料來實現(xiàn)防老化。在不同高分子材料實行共同加工時，我們必須注意到要了解這些高分子材料的性能，不能夠共生的高分子材料不可以合成新型高分子材料，而且每種材料的加工工藝都不同，這些因素都是必須納入到。

3.4 強化填充料預(yù)處理

在生產(chǎn)導(dǎo)熱高分子材料時，填充料表面預(yù)處理可提升材料細微化水平，以偶聯(lián)劑、表面處理劑等完成填充料預(yù)處理，進而促使高分子基體與導(dǎo)熱填充量充分融合，提高導(dǎo)熱高分子材料的導(dǎo)熱性能。例如，生產(chǎn)過程中選用鋁粉作為填充物，選用樹脂作為基體材料，并使用甲醛進行填充物表面預(yù)處理。通過檢驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)預(yù)處理后的填充料與樹脂基體之間充分融合，若進一步以偶聯(lián)劑進行表面處理，最終生產(chǎn)的導(dǎo)熱高分子材料的導(dǎo)熱性能將得到顯著提升。

3.5 高分子磁性材料

對高分子聚合物的研究無疑要既精且專，但科學家們在研究這一方面時沒有拘泥于一個小小的領(lǐng)域，而是觸類旁通，探求高分子與其他類型的材料有機結(jié)合，從而有了高分子磁性材料。在人類社會早期，由于生產(chǎn)生活可用的技術(shù)手段有限，使用的磁石多為天然形成的，隨著工業(yè)革命的進行才有了制造磁鐵的成熟工藝，但生產(chǎn)出的磁鐵仍然有缺陷。為了克服既硬且脆，加工性差這些缺陷，人們發(fā)明了高分子磁性材料。它是通過將磁粉混煉于塑料或橡膠中所生產(chǎn)出的。以該種方式可以制備出具有比重輕，易加工，一體成型等特點的復(fù)合型高分子磁性材料，對工作與生活具有普遍意義。

4 高分子材料成型加工技術(shù)的應(yīng)用前景

在未來的發(fā)展趨勢中，聚合物動態(tài)反應(yīng)加工是主流。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工在目前的研究仍然處于起步階段，我國的技術(shù)人員仍然在理論上和實踐上進行更為深入的研究，由于現(xiàn)在我國使用的反應(yīng)加工設(shè)備在使用過程中存在一定的問題，投入資金較大，對環(huán)境污染較為嚴重，反應(yīng)產(chǎn)物中的分子也難以控制，因此該項技術(shù)還有著許多難題要攻破。同時，這項技術(shù)對于技術(shù)人員的現(xiàn)場操作有著嚴格的要求，聚合反應(yīng)物質(zhì)需要技術(shù)人員的電磁場磁波引入，控制反應(yīng)和加工過程，才能更好的完成加工過程。其次，信息存儲光盤盤基成型技術(shù)也是未來社會發(fā)展的主流，以往我國的信息存儲形式要耗費大量的時間，并且花費過多的能源，污染問題也難以解決，因此現(xiàn)在用PC樹脂來完成該項技術(shù)能夠起到節(jié)能環(huán)保的目的，也可以使得產(chǎn)品的性能更為穩(wěn)定。由此可見，未來高分子材料成型加工技術(shù)有著很大的發(fā)展空間，在節(jié)約時間、節(jié)約成本方面有著巨大的優(yōu)勢，同時還能夠?qū)Νh(huán)境保護有著一定的貢獻。

5 結(jié)語

綜上所述，在實際生產(chǎn)中，導(dǎo)熱高分子材料多以樹脂作為基體材料，以導(dǎo)熱填料、阻燃劑等作為填充物，適當選取物質(zhì)配比可有效提高材料的導(dǎo)熱性能。目前有關(guān)導(dǎo)熱高分子材料的研究已經(jīng)積累大量經(jīng)驗，在生產(chǎn)時可通過優(yōu)化基體材料選擇、強化填充料預(yù)處理、提升生產(chǎn)工藝條件等方式，提高導(dǎo)熱高分子材料導(dǎo)熱性能，使其在電子等領(lǐng)域表現(xiàn)出更優(yōu)的應(yīng)用效果，逐步更新散熱材料體系。

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