功能高分子材料的发展现状与展望

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第 6第2卷期】9年{ 98月

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PETROCHEM I CAL I DUS N TRY TRENDS

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功能高分子材料的规状与 发展展望毫 王王J炯些/跃】 I李(四川联合大学高分子研究所，成都 606 ) 10 5摘要：介绍了功能高分子材料的种类丑国内外发展现状 .提出了发展我国功能高分子材料的有关措旋关键词 -功能高分子应用发展现状 措施

l功能高分子材料简介

13功能高分子的特点 .

功能高分子是在6年代末迅速发展起来的 O 功能高分子之所以发展迅速，是因为除了 新型高分子材料。早在 3年代属于功能高分子具有重量轻、 O易加工、可大面积成膜、材料来原的离子交换树脂和感光树脂就逐步得到了应源广泛等优点之外，还具有如下特点：①涉及面②技术密集，附加值高；③开发难度大+周期用，但功能高分子作为独立的一类材料受到科广；学界、业部门和政府的高度重视是最近 2多长，产 O竞争激烈；专用性强，④品种多，产量小，价

年的事。功能高分子的内容丰富、品种繁多、发格贵。 展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料+并将对2世纪人类社会生活产生巨大影响。 2国内外功能高分子发展撅况与趋势 1

11功能高分子材料的定义 .一

功能高分子在新材料领域中占有重要的地

般说来，性能是指材T 料对外部作用的表位，日本通产省产业结构研究会估计，据到本世 . nv h

日万亿征与抵抗特性，而功能则是外部作用引起材料纪末，本功能高分子材料的市场将达到2 r J v占整个新材料市场的15比18年增长/, 7 9内部变化而产生的输出特性，因而我们可定义日元， 为：对物质、能量和信息具有传输、,倍比18年增长1倍。 O功能高分子近2年 O—、 r转换或贮存 2 6, 9 1~ e 作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材的年均增长率达到1以上 O料+通常也可简称为功能高分子，有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)。 12功能高分子的分类 .自13年合成离子交换付脂以来， 95高分子的各种特殊性能不断被发现，0 5年代初美国开

发的感光树脂印刷

板，97 15年发现聚乙烯基咔

功能高分子从制造和结构的角度可分为两唑的光电导性， 96 1 6年塑料光导纤维问世， 同年类：一类是高分子本身具有特殊功能作用的结 Lt e il提出了超导高分子模型， t随后17年发现 95构型功能高分子；另一类是高分子本身不具有聚氮化硫的超导性，0代， 8年高分子传感器，人功能作用+而仅仅作为基体或载体与其他功能材料进行复合而制成的复合型功能高分子材料照功能特性通常可分成：、磁、、按光电、热 力、化学和生物等八大类+声、见表1作者简升：波江副教授。9 1 1 8年留学比j时、 9 8} 1 8年获叮布鲁塞尔自由大学理学博士学位。9 9 18年回国后、直从一

事高分子化学和功能高分子研究 .先后承担多项国家和

部委级研究碍题。已发表论文2多篇. 0●

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工脏器，分离膜技术得到快速发展，91发现在美国阿尔贡实验室后院启用 1 9年这切反映了

尼龙 l的铁电性，94 1 l9年塑料柔性太阳能电池功能高分子发展的 1 3新月异。表 l功能高分子的分类

在世界各国功能高分子的发展中，本处换树脂， 3 1具有广泛的应用前景，9 4 18年诺贝尔化于领先地位，形成了“官产学”的联合体制，从规学奖得主就是由于多肽的固相合成法获得成功

划立题到应用开发都作了周密的部署。日本高而被授与的。高分子催化剂与常规催化剂相比， 分子学会进行了2世纪高分子科学和技术的咨优势明显， 1 如可随时终止反应、稳定性高、可连询调查， 0对5个重要课题进行了评价，其中涉及续操作和反复使用等。尤其是高分子固定化酶生物高分子和功能高分子的2个课题预计将在催化剂， 6催化速度为常规催化剂的千百倍。离子本世纪末至下世纪初完成。 分子加以介绍。21反应性高分子 .

交换树脂具有离子交换功能，目前发展方向主 和耐热性离子交换树脂等。我国离子交换树脂的年产量为数万吨，但生产规模太小。国际上每

下面就广泛应用和重研究的几类功能高要是特种离子交换树脂，如螯台树脂、蛇笼树脂

反应性高分子是带有反应性官能团的高分两年召开一次国际学术讨论会，我国有关部门 子。可分为高分子试剂、高分子催化剂和离子交

从 18年起每年都要召开功能高分子或反应性 5 9

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江波等.功能高分子材料的发展现状与展望

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高分子的学术会议，种种迹象表明反应性高分 24光功能高分子 .子在基础研究和应用开发方面已经进入了一个新时期。

光功能高分子是指在光的作用下能发生特殊化学和物理变化的聚合物，在功能高分子材料领域中占有十分重要的地位。 目前光导纤维以2的年增长率迅速发 0

22高吸附性树脂 .高吸附性树脂有高吸水性树脂和高吸油树脂两种。

展，重点是开发低光损耗长距离传输的光纤制

高吸水性树脂的吸水量可达自身重量的品。 预计20年世界光导纤维的总销售额将达 0020 0倍，。~200吸水量达 5 0倍的吸水树脂已到1亿美元。0 0 0 8 8年代国外光刻胶销售额的年均

研制成功高吸水性树脂16年首先由美国开增长率都在l以上， 98 O特别是在集成电路中达 0生产厂家主要集中在日本和美国。 由发成功，目前日本占世界总产量的5左右。到了2, O其应用领域几乎涉及各行各业，一次性卫生用于这类化学品获利高，如 所以竞争非常激烈光导 品，土壤保水剂，植物无土栽培，改造沙漠， 高分子在光照时能引起电阻率的明显下降，防止它水土流失等我国在8年代韧着手研究开发， O现已取代硒鼓，成为复印机、激光打印中的关键材已得到了广泛的应用。 料，国内全部依靠进口，本在这个领域中处于日 高吸油树脂是含有亲油基的轻度交联的高领先的地位。功能高分子在太阳能转换中的应其研究方向包括分子材料，吸油能力可达自身重量的数十倍。 用是当前国际上的研究热点，日本、美国已开发了能吸收多种油剂的品种，在清光热转换、光化学转换和光电转换三个方面。据除油类污染，善人类生活环境中发挥了重要报道美国已在卫星上安装了聚乙炔太阳能电改 的作用。目前我国仅有苏州大学等少数单位进池。同电子相比，光子在信息存储、传输及处理行研究，还没有商品上市。 23高分子分离膜 .方面具有明显的优点。而光子学的发展则依赖于非线性光学材料，它的高速度、高密度、高额

膜分离技术作为化工新技术之一，已被列率、高带域、并行性及无干扰特征是实现2世纪 1

为重点开发项目，它适用于分离

那些难以分离、高信息社会的基础。 光折变高分子在高密度光浓度低的物质，一种低能耗是低成本的操作单数据存储、全息图象加工、相共轭、神经网络、协元，可用于加工高纯产品，因此在化工、医药、食同记忆模拟和程序化互连等一系列光电技术中

品加工、气体分离和生物工程等方面获得了广具有潜在的应用价值，因而美国《科学新闻》将泛的应用。主要有微滤膜、超滤膜、反渗透膜、气其评选为 19年国际上光电材料重大进展之 4 9 体分离膜、电渗透膜、渗透汽化膜和透析膜。 我国在总体上仍处于相当低的水平。 膜分离技术已得到世界各国的普遍重视， 25电磁功能高分子 .一

。

19年分离膜的世界市场为3亿美元，计 94 0预

电磁功能高分子是当今世界上很活跃的一

2 0年将达到1 04∞亿美元。93 19年我国分离膜工个研究领域，由于应用前景极广，因而各国都投 业的总产值约为2亿元 ( .4台O2亿美元)其中电入了大量人力和财力进行开发研究，, 并取得了 渗透膜约占5。 o化工部、中国科学院和国家海重大进展。

洋局等部门共同发起， 96月成立了中国于19年1

自19年发现聚乙炔具有金属导电性以 97

膜工业协会，现有会员19我国已开发出离来， 4个。 聚苯胺、聚吡咯等一系列导电高分子相继问 子膜、微滤膜、超滤膜、反渗透膜和气体分离膜世。目前聚乙炔薄膜的电导率已达到了金属体等系列膜品种及相应的膜分离过程，但存在高的最低值， 制得了可作为塑料电池的电极材料。 档品种少，材料研究弱等问题。

我国在导电高分子领域开展了较多的研究，每

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年发表的论文在 5篇以上， 0偏重于基础研究 .商的f。司题

品化成果很少。 0 18年丹麦科学家发现了第一 9 个有机超导体 ( MT F F, T S )结束了多年来关 3我国功能高分子的发展水平与差距分析 P于有机超导体是否存在的争论。9 3 19年俄罗斯 9年代初期， 0国家自然科学基金委员会材科学家报道了他们在经过长期氧化的聚丙烯体料工程学部对高分子材料各主要领域的现状、 系中发现了室温超导体，是迄今为止所报道水平、这存在问题及发展趋势进行了综合评价。 总的唯一具有超导性的高分子 (局部

)。 途，它已引起美国、日本的极大重视。 体看来，我国功能高分子的科研与发展水平比 功能高分子作为一个重点发展方向已得到

由于高分子铁电体在记忆元件中的特殊用国际水平落后近l年， 0产品开发落后2年左右。 0产业部门和市场的认可。一批重点实有机铁磁体的发现引起了世界化学家和物政府部门、理学家的极大兴趣，有机铁磁体的研究表明它验室， 开放实验室、程研究中心相继建立运工创造了进行基础研究的有利条件。而且跨行不仅可作为无机磁体的替代或延伸，而且将是行，无机磁体无法取代的新一代材料业，跨专业的合作研究明显加强，研究队伍的整体水平得到提高。高校和科研院所建立了专业 26液晶高分子 .以便统一规划研究工作。我国每年都要召 液晶高分子在一定条件下能形成液晶态。机构， 17年，国推出一种超高强度、模量的开有关功能高分子方面的全国性学术交流会， 92美高 K va纤维， el r引起宇航、国防和材料界的极大关参加国际功能高分子讨论会的人员也越来越各部委分别进行了调研，对未来功能高分子注，在全世界有3多家大公司和相当数量的科多。 0 研院所在大力研究和开发这种材料。晶高分的发展提出了初步的设想和建议。液子有广泛的用途，除了制造高强度、高模量的纤料，用于飞机、汽车、航天等工业部门。 27生物医用高分子 .我国科研经费严重不足是个普遍问题，对出。由于体制问题，低水平重复研究造成经费和人力的浪费，而且我国专门从事软科学研究的维材料外，还可用于制备自增强的分子复合材于需要高投入的功能高分子研究就显得更为突

缺常生物医用高分子主要分医用高分子、药用机构很少，乏对全局的了解，出现决策失同时，我国功能高分子处于发展期，课题多、 高分子和仿生高分子三大类。目前，除人脑外的误 力量分散，难以取得实质性进展，科研、 生大部分人体器官都可用高分子材料来制作，有面广，缺乏切实有效的组织措施治疗保健作用的功能高分子也在开发之中。 产和应用严重脱节，目前植入的人工器官市场已达3亿美元/, 0 8人工心和鼓励政策。 脏导管市场的年增长率为1,99 0 19年将达到6 亿美元。预计药物释放系统的营业额将从 19 4我国发展功能高分子应采取的措施 3 9

功能高分子材料属于知识密集型产品， 因年的5亿美元增长到20年的7亿美元。 O 00 O目前生物材料制品的总产值已达4亿美元，中生此我们不能站在通用高分子材料的角度来处理 0其功能高分子材料的问题，建议采取以下措施：①物高分子及制品的产值为2亿黄元。 5 就要把功能高分子材料作为据统计，截至19年，国、 0美 9日本和西欧等从制订规划开始，

国发表的有关医用高分子的学术论文和专利已

一

个方向来抓；②要敢于投资，加强人才知识的

③加强对国外高科技的跟踪和国内外信 超过3万篇。我国目前有5多个单位进行研制与储备； 0④注意与其他新技术的结合。 生产，涉及N6多类高分子材料，0多个品种，息的交流； 0 40 但是尚未实现系列化和规模化，量也有一定质功能高分子材料是难度较大、范围很广的

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江渡等功能高分子材料的发展现状与展望

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一

个研究领域，管部门一定要对应用开发阶合成各种功能的高分子都是可能的，主功能高分

段的困难性、长期性和需要大量投资及严密的子具有向一切领域纵深发展的美妙前景。 组织管理的客观规律有清醒的认识，从而制订出合理的技术经济政策。 2世纪是生物技术时代， l克隆技术的突破 1功能高分子可在分子水平实现自组装，因此分王建国，王公善缩功能高分子.同济大学出版牡 .96 19年

参

考

文

献

王亦军缩功能高分子材料化学性进展已给人类带来了无限的想象空间。 2赵文元，由于1 6如年

化学工业出版仕，

3膜科学与技术.96 1 () 7 I54 2 1 9,62: 1( )6 1

子导线、分子开关、分子整流器及分子器件都可 4高分子材料科学与工控，97i()】1 i9 3:3 3望在2世纪获得实际应用。 l用储存容量提高1 5 0化工新型材料，9 7 ()4 l 9,5: 4

19,()2 9亿倍的生物计算机模拟人脑将成为可能，智能 6自然科学进展 771:9 19,1t2机器人将在广泛的领域发挥作用。此外人工脏 7化工科技动态，97 ()28物理，97 2 () 24 l9, 5 I 6 6

器将更多地挽救临危病人，高分子长效缓释药 9 Bo . e h Ifr￣ tS tie. 9 5, 2 1 j I 2 1: in T c .n o[a. e r 1 9 Z (

) 4 ( ) 8 t c 2物将给人类的健康带来福音。由于一切生命物 1 0质的基本单元都是有机分子，而人体就是由多¨化工进晨.97 () 5 19 t 1{6化学道报 t 9,4{1 1 7 ()6 9

种功能高分子经过复杂组装起来的有机结合体，园此，从分子设计理论的角度来看，由人工

(收稿日：98O一4期 19一l2 )

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瑚斌曲检查章接后，审桉组认为 .该厂职工的环境意识很好t最高管理层对环境作出了承诺，标和指标的制目 定责任明蒲，内审有救.明体系文件控制全面，说运转通过国际环境管理体系认证以来效果很好，同意通过审核. 上海石化股份有限公司塑料厂成为上海市首家通该厂之所以能在较短时间内，继通过国际质量管过国际环境管理体系( 0 40)[ 100认证的企业 S理标准( 09 0 ) 1 0 0认证后， 5在环境管理体系建设方面又嘲{下旬， 英国环境资源管理认证审核机l取得了好成绩， 关键在于对

环保工作的重视和长期不拇 fR公司)]M￣和中国方圆标志认证委员会上海审核 懈的努力目前， 上海石化塑料厂正针对审核组提出的

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上海石化塑料厂

中 _心组成联合审核组， IO 40认证审核程序的有按 S]00关规定，对该厂进行丁第一阶段的审棱。在对环境方 针、可执行程序文件、生产现场等方面进行了全面的、

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些问题进行整改，争取19年一季度顺利通过第二 98

阶段的审核，实现 IOI0 O S 4 0环境管理体系全面达标 . (上海石化咨询公司邹盛欧供稿)

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