高分子材料的研究进展大全11篇

高分子材料的研究进展篇（1）

有机硅高分子材料以7.8键为主链，同时侧基为乙烯基、甲基以及苯基等有机基团，因为其特殊的结构而决定其出众的介电性、热稳定性以及生理惰性，在汽车制造、宇航以及医疗用品领域有着广泛的应用。这些领域的应有都要求有机硅高分子材料具备优异的阻燃性，所以研究具备阻燃性有机硅高分子材料有着重要的意义。

1有机阻燃剂概述

阻燃剂主要是用来提高材料的抗燃性，从而避免材料被引燃并且要抑制火焰的传播。阻燃剂成为高分子材料发展的重要动力之一，使用量仅次于增塑剂。阻燃剂根据不同类型的化合物分成有机阻燃剂、无机阻燃剂以及有机-无机混合阻燃剂这几种类型。其中无机阻燃剂应用最为广泛，需求量占到阻燃剂总量的50%以上。理想阻燃剂需要有着阻燃效果好以及添加量少的优点，同时要无烟无毒从而避免环境污染，并且对其他材料的性能影响小，有着良好的加工性能好，热稳定性高并且价格便宜等特带你。阻燃剂的这些要求，决定着阻燃剂以及阻燃技术的发展放心。有机阻燃剂有着添加量少以及基材相容性好的优点，同时对阻燃制品性能的影响也更小，不过现有的有机阻燃剂在燃烧时发烟量大同时挥发性大，热稳定性以及水解稳定性都比较差。目前研究的有机阻燃剂有氮系阻燃剂、卤系阻燃剂、有机磷阻燃剂以及硅系阻燃剂等。

2有机硅阻燃剂的合成

有机硅高分子材料近年来开发出来的新型高效环保的无卤阻燃剂，作为成炭型的抑烟剂，能够赋予高聚物在阻燃以及抑烟的过程中，还可以改善材料的机械强度以及加工性能。作用机理主要是硅氧烷燃烧过程中能够生成硅，进而碳阻隔层能够隔绝树脂与氧气的接触，避免熔体滴落，因此实现阻燃效果。有机硅阻燃剂有着热稳定性良好的特点，这是由分子主链的-Si-O-键所决定。有机硅闪点绝大多数都高于300℃，所有具有难燃性。较为常见的有硅油、硅树脂、硅橡胶以及聚硅氧烷等。目前市场应用的有机硅阻燃剂打斗是美国通用电器提供的SFR-100，是一种黏稠透明的硅酮聚合物，能够与各种协同剂例如多磷酸胺等并用，已经使用在聚烯烃阻燃，低用量可以满足阻燃要求，高用量能够赋予基材有意的抑烟性以及阻燃性。研究人员通过研究有机硅高分子材料的阻燃性，发现在PU弹性体当中加入粉末状环氧以及硅氧烷，只需要加入5%，就能够使HRR降低到80%，液态的硅氧烷则能够降低HRR到50%。通过分析阻燃PP，还能够发现有机硅的复合物对PP有着明显的阻燃以及减少熔滴效果。

3有机硅阻燃剂的国内外研究进展

1）国外研究进展。1981年坎贝尔等人发表关于聚碳酸酯与聚二甲基硅氧烷（PDMS）的共混，能够提高PC阻燃性的报告。不过PSMS自身阻燃效果不够理想，为了改善阻燃性能，需要在其结构当中加入反应性官能团，例如端羟基、氨基以及环氧基等，如下图所示。

1983年，GE公司采用1-40wt%的硅胶或者线性硅油，1-20wt%的有机化合物例如硬脂酸镁和1-20wt%的有机硅树脂制备热塑性塑料使用的有机硅阻燃剂，能够广泛应用于热塑性塑料。1985年，GE公司继续开发用于尼龙树脂的有机硅阻燃剂，通过添加10-50wt%，能够达到理想的阻燃效果。1990年，GE公司通过二羟基苯酚与羟基芳香酯硅氧烷进行光气化反应制备出有机硅-聚碳酸酯共聚物，用来做阻燃绝缘层，同时与2003年研制聚碳酸酯硅氧烷阻燃材料，在加工流动性以及阻燃性方面性能良好。日本的三菱瓦斯化学公司在羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷合成有机硅阻燃剂领域进行了大量研究工作，并合成含有聚硅氧烷链段的一系列阻燃剂，有着良好的耐热性、阻燃性、透明性以及低温冲击强度。日本NEC公司研发商品化的硅酮系阻燃剂“XC-99-B56-54，是一种带有芳香基同时含有支链结构的聚硅氧烷，突出特点是对分子结构当中的苯基含量以及功能端基反应性科学设计，从而达到最理想的水平。比聚甲基硅氧烷有着更好的分散性，对PC/ABS、PC合金具较高的阻燃性。

2）国内研究进展。我国科研机构也在有机硅高分子材料的阻燃性方面进行了大量工作。欧育湘等人对有机硅阻燃剂SFR-100性能和PE应用的效果展开了详细的研究，SFR-100是非卤成炭型的阻燃剂，一方面赋予聚烯烃良好的阻燃抑烟性，另一方面也改善材料加工性能，同时提高材料机械强度。华东理工大学的刘述梅以及王瑜润等合成苯基含量高的硅树脂阻燃剂，实验表明如果硅树脂中的苯基含量在80%～90%之间时，阻燃效果最优并且对机械性能的影响也最低。哈工大的黄玉东以及孙举涛等人用苯基氯硅烷以及甲基为单体合成耐高温的有机硅树脂，不过在空气气氛之下，因为有机基团出现氧化分解而导致硅树脂阻燃性有一定程度的下降。浙江大学的杨辉以及周文君等人通过水解缩合法制备有机硅树脂阻燃剂，在800℃以及N2气氛之下，热失重控制在38%之下，热稳定性优异，通过往PC添加5%（质量分数）之后，氧指数从25%进一步提高到35%。

4结语

总而言之，有机硅高分子材料有着性能优异以及环保的优点，符合目前阻燃剂发展的趋势，一方面能够提高阻燃效果，同时还能够改善材料的加工性能以及机械性能。有机硅高分子材料阻燃剂的各方面发展处于起步阶段，简化其合成工艺从而降低成本是有机硅阻燃剂继续发展的关键内容。

【参考文献】

[1]欧育湘，陈宇，王筱梅.阻燃高分子材料[M].北京：国防工业出版，2011.

高分子材料的研究进展篇（2）

一、引言

高分子材料的性能与大分子的化学与链结构有着密切的关联，且材料形态也是重要影响因素之一。聚合物氛围结晶、取向等几种形态，多相聚合物择优扩相形态。聚合物制品形态的形成源自于加工中复杂的温度场与外力场作用。由此可见，关于加工过程中高分子材料形态控制具有重要的研究意义。

二、我国高分子材料加工中形态控制研究现状

高分子材料形态与物理力学性能之间的关联十分紧密，这也是高分子材料的重点研究课题。相较于其他材料，高分子材料具有非常复杂的形态，具体表现为高分子链的拓扑结构、共聚构型以及刚柔性非常复杂，在分子设计与结构调整中，可以对一些合成方法加以运用；其次，在高分子长链结构的影响下，其熔体的粘弹性非常突出；此外，高分子具有非常宽的弛豫时间，就是受到很小的应变作用，其产生的非线也会非常强烈。

对于聚合物的成型过程而言，在非等温场、不同强度的剪切与拉伸场的影响之下，就分子尺度而言，其大分子链会发生一系列化学反应；就纳米与亚微米尺度而言，大分子会有结晶与取向现象发生，如此一来就会有超分子结构的形成；而根据亚微米与微米尺度，多相聚合物会有不同相形态的形成，甚至会出现一些缺陷。而这些形态的影响因素非常广泛，例如加工中的外场强弱、作用频率、作用方式以及时间等。然而，现阶段关于这些问题的研究虽然有所深入，但相应的理论体系尚未成熟。此外，随着新聚合物的开发不断深入，在高分子材料加工中涌现出越来越多的成型加工方法，显然这使聚合物加工中的形态控制成为了一个长期的研究课题，对于高分子物理领域的发展无疑有着重要的影响。

在我国，关于新材料的研究起步以跟踪模仿为主，在知识产权与创新理论方面有所欠缺，并且基础研究与技术推广的通畅性也有待提升。其次，相关人员并不重视传统材料的升级与优化，很多高性能材料品种对进口的依赖性依然较强。再者，材料成型与加工设备也没有得到应有的关注，与一些发达国家相比，我国材料研究与整体发展依然存在诸多不足，显然这与国民经济与设备的发展需求不相适应。

聚合物的性能取决于形态，因此，在高分子材料领域中，聚合物形态与性能关系的研究一直以来都受到高度重视，然而在实践中，我们在二者之间的结合方面的研究上依然有所欠缺，具体可以从以下几个方面得到体现：

第一，在剪切速率与剪切应力非常低的情况下，聚合物共混物相形态的演化研究不断深入，然而在实践中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范围内，显而易见，相关研究成果对实际生产的指导作用依然有所欠缺。

第二，基于不同条件的不同特性聚合物，其共混物形态发展与演化研究依然是主要研究内容，而形态与性能关系的研究依然有所欠缺。

第三，在加工过程中，受到部分特殊外场的作用，聚合物凝聚态结构与相形态结构的研究有待深入。

截至今日，在聚合物及其复合物的成型加工中，就算成型设备与工艺条件属于常规，在外场作用下，人们依然没有彻底了解结构形态受到的影响，仅仅对一些粗略的定性关系有所认识，甚至有的推断还是错误的。以双螺杆挤出过程为例，人们仅对不同螺杆原件组合下外力场作用的不同会改变温度场，进而对产品产量、外观与内在性能产生影响这一规律有所了解。然而这一影响的具体方式却没有清楚的认识，业界研究人员也无法制定出定量的指导方案。在管材生产中，不管是落锤冲击不达标，还是纵向收缩产生波动，都没有搞清楚原因，也无法拿出改进方案，大部分情况下都是凭借经验进行处理。因此，现阶段很多成型设备与工艺控制的效果是否取得理想效果，我们依然难以准确判定。

一直以来，关于生产实践中的问题研究一直没有得到基础工作研究人员的关注。在成型设备与工艺技术的研究与开发中，相关规划也缺乏系统性。现阶段，我国塑料制品年产量超过了2200万吨，塑料机械工业取得了迅猛发展。然而在很多企业生产实践中，整个效率与质量依然有待提升，产生的能耗也没有得到有效控制。鉴于此，高分子材料成型加工将会成为未来高分子材料领域的研究重点，必须将侧重点放在高分子材料制品的研究上来，而不是过分的关注材料这一因素，只有如此，才能够提高高分子材料志制品质量。

三、高分子材料加工中形态控制的研究趋势

第一，基于常规的成型设备条件，聚合物及其复合物典型制品成型或型材生产在成型加工时，在设备与工艺条件改变的情况下，其形成的外场会有所差异，进而发生相应变化，例如塑化、结晶、赋型以及流动等，这些变化会改变制品形态、结构以及性能。

第二，极端的加工条件极端会改变聚合物及其复合物的形态结构变化规律，例如结晶结构、晶体大小等，在这类条件下，还需要尽可能对大尺寸高分子晶体的制备进行探究。

第三，在对新外场条件的分析、推断以及设定之下，通过对聚合物及其复合物结构形态与性能受到的影响研究，才能够围绕新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制备进行探索，进而实现高分子材料性能的改善，并将节能性、经济性等方面的优势充分发挥出来。

四、结束语

总而言之，在未来工业领域的发展中，高分子材料的应用具有重要意义，而高分子材料加工中的形态控制则成为发展高分子技术的关键。作为相关研究人员，必须结合高分子材料加工中的形态控制研究与实践中存在的问题，采取相应的改进与优化对策，提高高分子加工整体水平，如此才能够从真正意义上推动我国高分子材料加工领域的进步。

参考文献：

[1]李忠明，马劲.加工过程中高分子材料形态控制的研究进展[J].中国科学基金，2004，18（3）：154-157.

高分子材料的研究进展篇（3）

关键词： 功能高分子材料；展望；形状记忆

Key words： functional polymer materials；outlook；shape memory polyer

中图分类号：TB324 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）31-0303-02

0 引言

随着社会的进步和科学技术的发展，一般的材料难以满足日益复杂的环境，因此需要具有自修复功能的智能材料——形状记忆材料。20世纪50年代以来，各国相继研究出在外加刺激的条件（如光、电、热、化学、机械等）经过形变可以回复到原始形状的具有形状记忆功能的材料，它可分为三大类，形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料。高分子产业的迅速发展，推动了功能高分子材料得到了蓬勃发展。形状记忆聚合物材料的独特性，广泛应用于很多领域并发展潜力巨大，人们开始广泛关注[1]。

1 功能高分子材料研究概况

功能高分子材料是20世纪60年代的新兴学科，是渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。由于它的内容丰富、品种繁多、发展迅速，成为新技术革命不可或缺的关键材料，对社会的生活将产生巨大影响。

1.1 功能高分子材料的介绍 功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子[2]。

1.2 功能高分子材料分类 可分为两类：第一类：以原高分子材料为基础上进行改性或其他方法，使其成为具有人们所需要的且各项性能更好的高分子材料；第二类：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。

1.3 形状记忆功能高分子材料 自19世纪80年现热致形状记忆高分子材料[4]，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支——形状记忆功能高分子材料。和其它功能材料相比的特点：首先，原料充足，形变量大，质量轻，易包装和运输，价格便宜，仅是金属形状记忆合金的1%；第二，制作工艺方简便；形状记忆回复温度范围宽，而且容易加工，易制成结构复杂的异型品，能耗低；第三，耐候性，介电性能和保温效果良好。

形状记忆聚合物（SMP）代表一项技术上的重要的类别刺激响应的材料，在于形状变动的反应。更确切地说，传统意义上的SMP是聚合物变形，随后能固定在一个临时的形状，这将保持稳定，除非它暴露在一个适当的外部刺激激活了聚合物恢复到它原来的（或永久的形状）。因此，相关的反应被称为聚合物内的形状记忆效应（SME）。虽然各种形式的外部刺激可以被用来作为恢复触发，最典型的一种是直接加热，通向温度增加[4]。

2 部分形状记忆高分子材料的制备方法

2.1 接枝聚乙烯共聚物 在形状记忆聚乙烯中，交联（辐射或化学）是必须的，但是交联程度过高会导致聚合物的加工性能不好，因此最好是将交联放在产品制造的最后一步：Feng Kui Li等采用尼龙接枝HDPE获得了形状记忆聚合物。他们采用马来酸酐和DC处理熔融HDPE在180℃反应5分钟，然后在230℃下和尼龙-6反应5分钟得到产物。SEM照片显示尼龙微粒小于0.3μm，在HDPE中分散良好，两者界面模糊，显示两者形成化学粘合；而尼龙和HDPE简单混合的SEM照片中两者界面明显试验同时表明，随着DCP含量和尼龙含量的提高，共聚物中形成了更多的共聚物具有和射线交联聚乙烯（XPE）SMP相似的形状记忆效应，形变大于95%，恢复速度好于射线交联的聚乙烯SMP，该聚合物在120℃左右形状恢复达到最大。对其机理研究表明，接枝在PE上的尼龙形成的物理交联对形状记忆效应有重要作用。值得注意的是该共混物是仅仅通过熔融混合得到的，工艺非常简单，而且采用的是通用聚合物，因此该方法值得推广[5]。

2.2 聚氨酯及其共混物 聚氨酯是含有部分结晶相的线性聚合物，该聚合物可以是热塑性的，也可是热固性的。聚氨酯类形状记忆材料，软段的结构组成和相对分子质量是影响其临界记忆温度的主要因素，硬段结构对记忆温度影响不大。

采用聚氨酯和其它聚合物共混，可以改善性能，得到所需要的产物。有报道采用聚己内酰胺（PCL）、热塑性聚氨酯（TPU）和苯氧基树脂制得的形状记忆材料。发现该产物随着组成的变化而玻璃化转化温度不同；同时发现PCL部分在混合物中结晶相消失，说明结晶过程被阻碍。改混合物具有形状记忆效应的原因在PCL/苯氧树脂作为了可逆相。该混合物的玻璃化温度可以通过TPU/苯氧基树脂的混合比例和种类决定，增加混合物中固定相和减少TPU链长度可以减少滞后效应。报道采用PVC和PU共混也能得到SMP。该混合物中存在PVC/PCL形成的无定形相，混合物的玻璃化的温度也随着PVC/PCL的组成变化而平稳的发生变化，固定相记忆着最初形状[6-8]。

3 国内外形状记忆高分子材料研究现状

3.1 国内研究现状 国内研究的形状记忆高分子材料多以聚氨酯和环氧树脂基为主，加入添加剂或固化剂进行改性，可以得到满足基本要求的SMPs，但是由于其自身缺点的约束，所以限制了其使用范围。最近几年来，形状记忆合金以利用聚合物为基体添加其他成分，突出各个优点进行对比，得到一些性能良好的形状记忆材料因此我们列举国内最新的SMPs研究。

魏堃等人将新型聚合物固化剂与环氧树脂（EP）进行机械共混，进行适度交联固化后，制出具有较低玻璃化转变温度（Tg）的无定型EP体系，得出结果显示适度交联固化的EP体系具有良好的形状记忆特性。

高淑春等人利用活化溅射方法制备TiO2薄膜，以Ni-Ti形状记忆合金生物材料为基体，附着在形状记忆和金材料的表面，其跟血液相容性比较好，因此具有较高的临床使用价值。

3.2 国外研究现状 对比国内，国外的SMPs发展比较早，例如：美国、日本、德国等由于具有先进的设备和理论基础，因此在各个方面相对国内都比较成熟，所以本人参考最近国外SMPs相关研究在此论述。

Y.C.Lu等人利用环氧基的形状记忆材料设计模拟服务环境所能反映出的预期性能要求即

①暴露在紫外线辐射下循环为125分钟；②在室温下沉浸油内；③浸泡在热水中49℃。一种新颖的高温压痕法评估适应条件的SMPs的形状和力学性能。结果表明对于有条件的比较一般环境条件SMPs的玻璃化转变温度降低与较高模和敏感应变速率。如果温度设定低环境条件影响的SMPs形状恢复能力。特别是紫外线暴露和浸入水中的SMPs回复率明显低与无条件的材料。当回复温度高于Tg，材料的回复能力相对保持不变。

R.Biju等人用双酚A（BADC）与缩水甘油醚或者双酚A（DGEBA）与苯酚螯合物（PTOH）通过一系列聚反应合成热固性聚合物表现出具有形状记忆性能。利用差示扫描量热分析、红外光谱及流变仪来表征其固化特征。以不同比例DGEBA/PTOH/BADC混合，研究了它们的弯曲、动态力学性能以及热性能；对于一个给定的成分，弯曲强度和热稳定性随着氰酸酯浓度增加而增加，而这些特性随着PTOH浓度的增加而降低，储存模量表现出相似的趋势。这个转变温度（Tt）随着整体氰酸酯含量的增加而增加。这些聚合物在形状记忆性能显示出良好的恢复形状，并且形状恢复时间减少。而显示恢复时间与形状恢复模量增加（Eg/Er）刚好相反。这个转变温度可调谐反应物组成及变形恢复速度随驱动的温度增加而增加。这些环氧基氰酸盐系统具有良好的热、力学和形状记忆特征很有希望用在智能电气领域。

4 展望

由于SMP有着丰富的后备资源，而且形状记忆的方式灵活，具有广阔应用和发展前景。因此本文认为，有很多重要因素影响将SMPs技术成功转化成生产应用，例如：标准化的不同方法描述为量化形状记忆材料的性能。应该进一步完善形状记忆原理，在分子结构理论和弹性形变理论基础之上，建立形状记忆的数学理论模型，为开发新材料奠定了理论基础；运用分子结构理论、实验设计原理和改性技术知识，提高形状记忆各项性能、丰富品种、满足不同的应用需要，增强应用和开发研究，拓宽应用领域，尽快转化为生产力。

形状记忆高分子与形状记忆合金相比具有感应温度低，且形状记忆高分子因其独特的优点而具有广泛的应用前景，但是我们也应该看到在开发应用上仍存有一些不足[22]：形变回复力小；只有单程形状记忆功能，没有双程性记忆和全程记忆等性能；优化制作设计与工艺，开发更多优秀的品种，在研究聚合物基的SMP中有许多重要工作需要我们一步步努力去做，在完善SMP过程中，同时要研究复合社会不同需求的产品。

参考文献：

[1]陈义镛.功能高分子[M].上海：上海科学技术出版社，1998：1-5.

[2]江波等.功能高分子材料的发展现状与展望[J].石油化工动态，1998，6（2）：23-27.

[3]古川淳二.对21世纪功能高分子的期待[J].聚合物文摘，1994，（6）：17.

[4]Tao xie. Recent advances in polymer shape memory[J].Polymer， 2011，（52）：4985-5000.

[5]Han Mo Jeong Europen polymer ourn [M].2001，（37）：2245～2252.

高分子材料的研究进展篇（4）

    1.太阳光对高分子的影响

    目前太阳光是影响高分子材料老化的主要原因,而且是不可避免的,太阳光中含有大量的紫外线,是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收,从而产生复杂的化学反应;另一部分太阳光中的红外线,红外线接触高分子材料后,使得高分子材料吸收温度迅速上升,这就加剧了高分子材料的热老化性,从而降低了使用寿命。

    2.空气中氧对高分子的影响

    氧无处不在,而且属于极活泼气体,在高分子材料表面受到太阳光照射后极易发生氧化反应,像我们平时看到的铜绿,所谓的铜绿就是铜在光的照射下发生氧化反应而形成表面的一层保护介质。这样的现象还有很多,并且为无法避免不可逆的,然而高分子材料和我们息息相关,在日常的加工、运输、使用过程中都不可避免的接触氧,所以氧也是导致高分子材料老化的主要因素。

    3.外部作用——机械力对高分子材料的影响

    高分子材料在使用过程中不可避免的接触外部因素作用,外部作用在一定程度下导致了高分子材料的老化进程。例如汽车轮胎,它属于高分子材料橡胶,橡胶的突出特点是分子链柔性好,在外部车轮和车承载力的作用下,易发生较大程度的变形,由于它特殊的分子原理可迅速恢复,如果长时间施加机械力,橡胶内的分子链受到破坏发生变形导致龟裂,加速了高分子材料的老化过程。

    4.水和电对高分子材料的影响

    由于高分子材料的分子内部结构特殊,含有一种亲和水性很好的物质,在高分子材料遇到水后易破坏分子结构而易被水解;高分子内部的组织键对电的反应更加敏感,一旦接通电源,分子就形成了大量不规则运动而剧烈反应,有效的破坏了分子弱键,导致高分子材料失效电解游离。

    二、高分子材料老化的具体表现

    高分子材料老化顾名思义就是通过外部作用破坏了高分子内部结构,分子量变小,生成新的物质或发生降解的过程。一般分为物理老化和化学老化,物理老化可逆转比较好恢复,例如,一些高分子材料在外部压力作用下产生变形,但去除外力后即可恢复原状。还有一些高分子材料受潮后绝缘性降低,表现为失效,但干燥后即可利用。化学老化就较复杂了,它是高分子内部键和键之间发生的不可逆现象,较能控制和恢复。老化后的材料强度降低、韧性、稳定性、耐热性及颜色等各方面都出现不同程度的破坏和降低,影响其正常使用功能。高分子材料老化外观主要表现为颜色变淡,出现斑点、龟裂、粉化等现象;内部老化则表现为水解、电解、冲击强度、抗拉强度等减低,从而达到高分子材料的疲劳极限,丧失其使用价值。

    三、缓解老化的具体措施

    现阶段,研究高分子材料老化和抗老化问题是一个实际关键性问题,由于高分子材料内部结构比较复杂,反应条件成熟,反应机理无法避免,所以对高分子研究领域内还无法真正杜绝其老化现象,只能对老化做辅助性的延缓作用,从而增加高分子材料的使用寿命。

    1.物理防护措施

    物理防护就是应用外部因素影响高分子的作用,它可以完全控制一般的物理老化,对实质性的化学老化起到一定的延缓作用。例如,常年暴晒和雨淋的大棚塑料薄膜,经日照后分子受热发生氧化,促使透明度降低,薄膜脆化,如何延长塑料薄膜的使用寿命,增大农民的经济效益,人们利用在薄膜上覆盖草栅,降低塑料薄膜和日光接触时间,从而达到了延长塑料寿命的目的。其次,在高分子材料中加一种延缓剂、防老剂来增加抗老化机理。例如,机械设备一般都是用机械材料(铁、铜、钢等)通过键槽连接组成的一个具有规范运动的主体,但因长期暴露在空气中,设备表面经常看到锈迹斑斑,影响了设备的美观,人们就针对此现象发明了油漆,油漆涂在设备表面有效阻止了设备与空气接触的面积,起到了使之无法氧化的目的。像运用物理方法保护高分子材料老化的现象还有很多,它成本低实施简单,现已被人们广泛利用。

    2.改变高分子本身易老化的特点

高分子材料的研究进展篇（5）

中图分类号：R197 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0002-02

1 医用高分子的发展简史

在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此成为各种医疗器械材料的最佳选择。医学领域的飞速发展，使功能型高分子材料在医学界应用提供了可能。当人体组织和器官受到严重外伤时，进行组织和器官修复最常用的方法是器官移植。在少数情况下，人体自身的组织和器官可以满足需求。然而对于某些特殊的组织器官，为了满足医学治疗的需求，人们自然设想利用其他材料修复或替代受损器官或组织。进入20世纪，功能型高分子材料的研究因医学领域的发展而提上日程，合成高分子材料的出现为新型医用材料的选择提供了更多的选择。

1936年有机玻璃用于假牙齿制作；1943年赛璐珞模拟人工肾用于血液透析；1950年出现可以制作人工肋骨的有机玻璃类材料；20世纪50年代广泛应用有机硅聚合物；1951～1954年开始制作人工血管、食道、心脏瓣膜、心肺；1958年出现跨越性的变化，开始了人工肾的制作。

已经使用的医用高分子材料有上百种，由此而制造的各种不同性能的材料则有上千种，但这些材料都是简单的使用或适当改性。随着科学的发展，新型功能高分子材料不断推出。在相当长一段时间内，生物相容性材料、组织工程与再生学材料、纳米生物材料、生物矿化材料和仿生材料，都是医用高分子材料研究中的热点和难点。

2 医用高分子材料的特殊要求

医用高分子材料的选择应用的要求相当严格，相关的医用材料研发周期较长，材料使用前必须经过体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段。相关医疗器械的市场化之前，要通过国家药品和医疗器械检验部门的批准，且申报审批程序周密而复杂，所以医用高分子材料比一般性的材料研发成本高。医用高分子材料及器械在人体临床的要求，通常可以概括为以下六个方面：（1）功能性：因生物材料的用途而不尽相同，例如药物缓释的性能；（2）相容性：医用材料或器械与生物体之间的相互作用，指应用材料的无毒性、无致癌性、无热原、无免疫排斥等各种反应；（3）稳定性：主要指耐生物老化性；（4）可加工性：能够加工成各种人体器官的复杂形状；（5）机械强度：在极其复杂的人体环境中，长期植入体内不会减小机械强度；（6）抗消毒性：能接受环氧乙烷气体消毒、酒精消毒、紫外灭菌、高压煮沸等而不产生变性。

3 医疗器械发展趋势

医疗器械加工将呈现出国际化、新材料、微型化的趋势，新材料如液体硅橡胶体、固体硅橡胶，可用于医用导管和球囊的制作、整形外科和护理伤口，各种硅橡胶都具有良好机械性能与医疗安全性能。目前使用的软触感热塑弹性体材料TPE，广泛应用于手术排液管、止血带、蠕动泵软管、导尿管、手术室围帘、各种疗伤用品等的生产。塑性体、弹性体、纤维树脂、线性聚乙烯、聚碳酸酯树脂已长期应用于医疗设备和装置的生产以及保健卫生用品的生产。超高分子量聚乙烯广范应用于过滤和低磨耗功能件在医学整形领域中。医用微挤出成型技术挤出直径仅为0.002英寸（0.0508毫米）的医用导管，应用于微创手术等医疗领域。

19世纪60年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。美国国立心肺研究所，多学科的交叉融合，品种丰富，性能完善，功能齐全。在21世纪，医用高分子开始跨入全新时代。除大脑之外，所有的组织和脏器几乎都可以用各种高分子材料来取代。从应用情况看，人工器官的功能从部分取代向完全取展；从短时间应用向长时期应用发展；从大型向小型化发展；从体外应用向体内植入发展；从与生命密切相关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展。

4 生命质量在社会医学领域的研究进展

随着经济文化的飞速发展，生命质量越来越受到各国人们的广泛关注，生命质量逐渐成为衡量社会文明程度的重要标志。如何提高人们生命的质量成为社会医学、经济学等学科领域面临一个重要课题。生命质量的研究，对人类社会发展的定义、历史、进展的方向、历史性问题等都具有重要的意义。

社会医学领域内生命质量的研究已经经历了3个时期。一是研究早期，早在1929年，Ogburn就对生命质量的研究表示了极大的兴趣，开始了对生命质量现象的研究。二是成熟期，1957年Gurin联合美国多所院校的心理生理卫生学院在全国范围内进行了抽样性质的调查，研究人民的精神健康和关于幸福感的观念。三是分化期，生命质量研究在社会学和医学的交叉学科领域得到了跨越性的发展，并逐渐呈现出关于生命质量研究热潮。

医用高分子在医学临床的使用是生命质量提高的一个重要体现。人工器官的移植使人们免除异体移植而可能带来的抗体免疫之苦。医用高分子人工心脏瓣膜、支架为心血管患者生命的延续提供了可能。血液透析的赛璐珞薄膜使肾病患者免受病痛的折磨。医用高分子的应用不仅能够使患者的生命得以延续，更能够减轻甚至消除病人因疾病而带来的痛苦，是生命质量得以提高的一个重要体现。

5 结语

生命质量的研究首先从人的生物属性作为基本起点，进一步研究人的各种社会属性，从多维的角度反映人类个体、在群体中的健康情况。生命质量的研究同时需要医学、心理学、经济学、社会学等多种学科的共同参与，医用高分子材料和医疗器械的应用更符合社会发展和人们对于提高生命质量的真实需求。

参考文献

[1]赵成如，夏毅然，史文红.医用高分子材料在医疗器械中的应用[J].中国医疗器械信息，2006，12（5）：9-10.

[2]张承焱.医用高分子材料的应用研究及发展（二）[J].中国医疗器械信息，2005，（11）：17-22.

[3]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人，1997，（11）.

[4]王守德，刘福田，程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报（自然科学版），2002，（1）.

[5]李鹃，王宏，.生命质量在社会医学领域的研究进展[J].中国社会医学杂志，2010，27（2）：65-67.

高分子材料的研究进展篇（6）

中图分类号:O63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0102-01

从19世纪中期开始到现在,经过了这么长时间的不断发展,高分子体系已经从高分子改性逐渐向高分子合成、构筑、光电功能高分子等方向转变。人们的生活也从高分子化学中受益匪浅,小到日常可见的材料、油漆以及涂料等,大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分离膜、酶、树脂等。现在对高分子化学的研究方向已经转向了新功能材料,在目前快速发展的情况下看,高分子化学会和其它学科相互之间相继结合穿插,一定会在纳米材料、智能等一系列研究领域中广泛使用,适应现代化可持续发展的目标,使所有研究项目都向绿色科学方向发展。

1 现如今高分子化学的发展情况

自从20世纪到现在,随着工业技术的快速发展,天然资源已经露出了疲态,科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增长,人类三大合成材料,其中包括塑料、橡胶、纤维,在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料,特别表现在合成材料,在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用,极大的支撑着人类的日常生活,是使国民经济持续发展的必要动力源泉。

2 高分子化学不同领域的使用分析

使用高分子化学的研究都处于高端技术领域,它的发展方向一定会和社会发展的方向和各种行业发展要求相适应。以后的高分子化学一定会其它领域相互融合,高分子材料的使用注定会减少人类对自然资源的依赖程度,逐渐向纳米、绿色和智能等方向转变,在实现可持续发展的目标中占据了非常重要的位置。

2.1 使地球更加绿色化

在现在很多工业发达的城市,天空中都会飘着非常浓郁的黑烟,对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色,在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面,我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明,化学行业中具有污染和治理两个方面的性质,可以对绿色使用材料进行研究,也可以继续对环境造成恶化。例如:在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等,在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶,若长期的进行排放,会对环境造成严重的影响,甚至会导致不可逆转的事情发生。

2.2 减少的自然资源的使用依赖

目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性,众所周知,石油是经过地球非常漫长孕育才出现的,另外,石油也是现如今人类社会非常重要的能源,石油资源现在正在快速的减少,而且不能快速的进行补充,所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源,这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节,对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制,也许这种物质就会满足一些行业的使用要求,当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以,在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度,并对使用材料和环境进行相互协调,这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况,可以对天然高分子进行利用,这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。

现在由石油合成的高分子材料,主要因为原子中以碳为主要元素,其中还含有少量的氮、氧等原子,所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断,大约有40～50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子,它的主链上都是硅原子,并且含有有机侧链的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不断纳米化

现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多,所以,化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中,像纳米量级的片层当中,小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列,之后产生单体聚合,聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制,这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子,但是因为没有精细的方式,没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度,所以现如今很难做到对分子的精准设计,使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计,在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式,通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制,达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化学研究路线

20世纪的人类社会是以合成材料为标志的,在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化,有意识的进行调节和修复等一系列措施,这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征,简单说就是可以对外场具有反应。

3 结语

随着社会的不断发展,人类把能源、信息以及材料称为支撑科技革命的重要力量,而且材料也是能源以及信息不断发展的基础所在。从出现合成有机高分子材料开始,人类就在不断的进行研究和探索,希望可以找到使用广泛的新型材料,可以广泛的使用在计算机、生物、海洋等一系列领域当中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不断前进,正在不断适应快速发展的今天,出现了很多功能非常强健并且广泛使用的高分子材料。

参考文献

[1]王立艳.《高分子化学》理论与实践教学的整体优化研究[J].广州化工,2012,40(4):108-109.

高分子材料的研究进展篇（7）

随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

高分子材料的研究进展篇（8）

0 前言

作为一种实际应用效果良好的材料，高分子材料在近期得到了广泛的应用。研究高分子材料成型及控制，能够更好地提升其实践水平，从而有效保证高分子材料的整体效果。本文从概述高分子材料的相关内容着手本课题的研究。

1 概述

现阶段我国在高分子合成材料方面取得了很大的进步，相关行业的生产活动也在不断发展壮大，高分子材料成型加工技术被运用与汽车等工业生产活动之中。高分子合成材料行业已经发展成为我国的重要经济类产业，是国民经济的重要组成部分。由于高分子材料的特性，必须加强对高分子材料的系统性研究，了解高分子材料的成型过程以及控制对策，为高分子材料工业的发展提供依据，是我国科研工作的重要任务。高分子材料成型加工技术属于一门重要的科学，国内外著名的专家学者都对其予以高度关注，将与化学、物理等方面的专业内容融入到高分子材料成型加工技术中，为研究工作的开展提供科学依据。

2 高分子材料的基本成型方法

2.1 挤出成型

高分子材料的基础成型是通过螺杆旋转加压的方式，不间断的将已经成型的材料由有机筒挤出来，挤入到机头中去，熔融物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的型坯，然后借助相应的牵引工具把成型的材料不断的在模具中提取出来，并对其进行冷却处理，进而得到相应的形状。挤出成型是一项系统性的工程，由入料、塑化、成型以及定性等过程，每个环节都对高分子材料的成型起到关键性的作用。

2.2 吹塑成型

吹塑就是通过中空吹塑的方式来实现的，主要是依靠气体的压力，来促使处于闭合状态的热熔型胚发生鼓胀，进而形成中空制品的技术过程。吹塑成型是高分子材料成型的另一种主要方式，具有发展快、效率高的特点。吹塑成型的主要加工模式是挤出、注塑和拉伸，是目前常用的三种吹塑方法。

2.3 注塑成型

一般情况下，我国高分子材料加工行业普遍采用的成型方法是注塑成型，其面对的生产对象大都是空间感强、立体式的材料形状，在塑料生产方面具有诸多的优势，受到了企业的广泛关注和应用。注塑成型方式应用的范围相对较广，成型操作所需时间短、多样的花色、生产效率高等等优点，是高分子材料成型最具实用性的方法。

3 现阶段高分子材料成型技术的优化与创新分析

3.1 聚合物动态反应加工技术及设备

现阶段，通过对国内外高分子材料成型技术的研究，大都采用反应加工设备来开展工作，但是，该反应加工设备的原理是在原有的混合、混炼设备上进行完善与优化所生产的产品，其还存在多方面的问题，处于不成熟阶段，传热、混炼过程等都是其中的典型问题。另一方面，设备引进和使用投资大、能耗高，噪音污染严重、密封困难。

利用聚合物动态反应加工技术及设备来创新与优化高分子材料成型加工工作，相较于传统的技术有了很大的进步，加工原理以及设备的组成都有所不同。此种技术的应用，其核心内容是将电磁场条件下的机械振动厂投入到高分子材料的机头挤出操作中，能够实现对化学反应、生成物的聚合结构、制品的各项变化等的控制，起到了良好的应用效果。

3.2 新材料制备新技术

信息与科学技术的不断发展，在各个领域都得到了广泛的应用，为了优化和升级高分子材料成型加工技术，可将信息存储光盘应用到加工技术中，利用盘基来直接实现反应成型技术的构建，整个成型技术形成动态式、链条式的操作流程，树脂的生产与加工、储备与运送，再到盘基的成型，探索出酯交换的链条式生产与加工技术，能有效控制能源的使用率、提高成品的质量。

新材料制备新技术的出现，为高分子材料加工行业的发展提供了发展契机，动态全硫化制备技术也是其中的代表，是我国科学技术不断发展的重要体现，新技术的应用与振动力场具有密切的联系，可以更为直观有效的控制硫化的整个过程，能很好的应对硫化过程中所遇到与相态有关的反转类问题。针对此项技术，科学家应致力于研究与技术相匹配的更具全面化的设备，为我国高分子材料加工水平提供技术支撑。

4 高分子材料在成型过程中的控制

近年来，我国由于综合国力的提升，在科学领域取得了一项又一项瞩目的成绩，其中高分子材料在成型过程中的控制是研究的主要课题之一。高分子材料在一定条件下极易发生结构上变化，温度、外力等都是影响高分子材料所形成的聚合物的结构与形态，同时在外部条件的影响下，高分子材料还会发生聚集形态上的变化，一系列的问题都是现阶段科学家研究的主要问题。通过不断的研究，科学家得出了一系列的成果，实现对新型高分子材料的开发，形成了多元化的高分子材料群体，并投入实际的应用之中，促进了高分子材料工业的发展。通过研究，科学家发现，大部分聚合物多相体系存在不相溶的现象，制约着成型过程中的控制工作，为了改善此类情况，可以适当的融入第三组分。在聚合物生产与加工的过程中，所研制出的产品会处于温度不稳定的环境中，由于制品极易受到温度的影响而发生形态和结构上的变化，进而影响其性能，应加强对制品温度的控制。由于制品的温度会随着时间推移为发生动态上的变化，可见，了解在非等温场条件下，聚合物、共混物制品温度与时间的变化关系是非常关键的，并对变化的规律进行总结，可为成型过程中的形态结构控制提供依据。

5 结语

本文以高分子材料成型方法和控制进行了具体性的分析，我们可以发现，高分子材料的多项优势决定了其在实践中的应用地位，有关人员应该从其客观实际需求出发，充分利用自身有利条件，研究制定最为符合实际的成型及控制实施方案。

参考文献：

高分子材料的研究进展篇（9）

顾忠伟是国家生物医学材料工程技术研究中心（四川大学）主任，同时也是国家重点基础研究发展计划（国家973计划）“生物材料”项目首席科学家（连续三届：1999-2015年），在三十多年的生物医用材料，特别是生物医用高分子材料的研究生涯中，他一直试图在科研、技术和产业之间，搭起一座持续创新的桥梁。

生物医用材料的新时代正在来临

心血管系统修复材料和器械的使用，使美国心脏病死亡率从1950年到2001年下降了近60%；造影剂及造影技术的发展，使美国恶性肿瘤的死亡率由1990年每10万人的33.3人降低至2000年的27.1人；全球上千万人依靠植入人工关节恢复了行动能力；每年因白内障植入眼内镜复明的患者已逾1000万……

这些数字的背后，都不得不提到一种特殊的材料――生物医用材料，它的广泛应用挽救了无数人的生命。

上世纪90年代以来，随着材料科学与技术、现代细胞生物学和分子生物学的进展，加之医学进展和需求的驱动，传统的无生命的医用金属、高分子、生物陶瓷等常规材料已不能满足临床应用要求。

而正在到来的是这样一个崭新的时代：应用生物学原理和生物技术，赋予材料生物结构和生物功能，特别是生物功能，充分调动人体自我康复的能力，重建或再生被损坏的组织、器官或恢复和增进其功能，实现病变或缺损组织、器官的永久康复。

顾忠伟这样给我们描述着当代生物医用材料的发展。

在他的描述中，我们知道了现代医学的进步与生物材料的发展密不可分，尤其是当代医学正在向再生和重建被损坏的人体组织和器官、恢复和增进人体功能、个性化和微创治疗等方向发展。材料科学与技术、细胞生物学和分子生物学的进展深化了材料和植入体与机体间相互作用的认识，加之医学进展和需求的驱动，使生物医用材料成了保障人类健康的必需品，其应用不仅挽救了数以千万计人的生命，提高了生命质量，且对医疗技术和保健系统的革新、降低医疗费用也具有引导作用。

另一方面，发展生物医用材料科学与产业不仅是社会、经济发展的迫切需求，而且对国防事业以及国家安全也具有重要意义，正如美国制定的“21世纪美国陆军战略技术”报告中指出：生物技术是未来30年增强战斗力的最有希望的技术，而生物医用材料是其重要组成部分。

为此，各国竞相关注，纷纷加大投入力度，争夺生物医用材料科学与产业发展的制高点。我国政府也十分重视生物医用材料科学与产业的发展，长期以来给予了极大的关心和支持：自“六五”国家自然科学基金资助以来，973计划曾4次立项，重大科学研究计划以及863计划也给予了大力支持，特别是国家发改委对生物医用材料产业化极大的关注和支持。2005年年底，国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006─2020年）》把生物医用材料列入“重点领域及其优先主题”，为奠定和发展我国生物医用材料科学与产业，并在国际上占有重要地位做出了重要贡献。

所有这一切都预示着，生物医用材料的新时代正在来临，谁占领了这项技术的制高点，谁就将赢得未来。

以创新打破西方技术封锁

生物医用材料是高技术材料市场中技术附加值最高的材料，出于商业利益，发达国家对其关键技术的封锁，不亚于国防产业。

顾忠伟坦言：“我国生物医用材料及制品产业当前还比较薄弱，中国科学家必须携手努力，依靠自己的力量，打破发达国家对生物材料关键技术如同国防行业一般的严密封锁。只有建立起扎实的科学技术基础，才能振兴和发展我国现代生物医用材料产业，使我国在未来世界经济这一支柱产业中占有一席之地。”

为形成和持续发展我国高技术生物医用材料和制品产业，必须突破关键技术，为此必须建立自己的科学技术基础。特别是在我国高技术生物医用材料和制品市场基本为进口品所占据的情况下，为振兴和发展我国现代生物医用材料产业，实现跨越式发展，必须立足于科学和技术发展的方向和前沿，从战略储备出发加强基础和应用基础研究，突破关键技术，建立自己的科学技术基础，提升自主创新能力和整体综合实力。

早在上世纪70年代初，以北京大学冯新德院士、南开大学何炳林院士等为首的老一批高分子材料科学家就开创了我国现代生物材料研究，其领域主要集中于生物医用高分子。1978年，顾忠伟成为“”后的第一批研究生，在北京大学师从冯新德院士学习生物医用高分子材料。此后30多年里，他一直从事生物医用高分子的基础和应用基础研究，着重于高分子多层次结构的调控与药物/基因传递、控释等生物医学功能构筑关系与规律的研究。主持并完成国家和部省级项目等30余项，连续三次担任国家973生物医用材料项目首席科学家（1999-2004，2005-2010，2011-2015）。

顾忠伟说，他的研究重点涉及：生物医用高分子的分子设计与可控制备；自组装生物材料及纳米生物材料与软纳米技术；生物感知与仿生药物/基因传递系统。

综合起来，顾忠伟取得的突破性创新成果主要有：

――发现了脂肪族聚酯类高分子降解的规律，建立了定量的降解动力学模型；发明了调控聚酯类高分子的分子结构/链结构/聚集态结构的系列方法，构建了生物医学新功能。

顾忠伟开创性地提出了从聚酯共聚物的分子结构、链结构两个层次上进行调控的思路，建立了在络合负离子“活”性共聚合反应中同步实现链结构及分子量的精确调控方法，构筑了恒速释药功能，突破了生物降解高分子基质型载药系统以往无法实现长效恒速释药的传统观念，成功地研发了6个月/两年恒速释药的生物降解长效避孕针/皮下埋植剂，获国家计生委“七五”、“八五”科技攻关成果三等奖。

顾忠伟还建立了调控高分子聚集态结构而有效提高载药胶束稳定性的方法；解决了光敏剂高分子化导致其光动力治疗功效降低的关键难题；攻克了靶向、跨膜、DNA释放、高转染等多重瓶颈，研发了新型仿病毒基因传递系统。

上述研究成果对于加深认识高分子多层次结构及其调控方法与生物医学功能构筑的关系和规律，促进生物医用高分子的发展具有重大科学与技术意义。

――提出了定量调控肽类树状大分子功能团结构/聚集态结构以构筑生物医学多功能的新思路，建立了高代数肽类树状大分子可控合成及其结构调控的新方法。

顾忠伟开创了肽类树状大分子与线性多肽的协同自组装研究，于国际上率先发现了特定结构的线型多肽可调控肽类树状大分子聚集态结构而发生“协同自组装”现象，确证了由分子间弱相互作用形成二级结构，并驱动组装基元形成多层结构肽类组装体。这种基于肽类树状大分子组装体不仅能够构筑弱酸环境下可触发解组装的高效低毒的抗肿瘤药物控释系统，而且能携带DNA高效转染细胞，使低代数肽类树状大分子首次成为高效基因载体。

在生物医用高分子科学前沿的新一代肽类树状大分子的研究方向上，顾忠伟在可控合成、结构调控、新功能与多功能构筑等方面，做了一系列开创性工作，为发展生物医用肽类树状大分子做出了突出贡献。

这些成果在国内外都有较大的学术影响，对我国生物医用高分子新兴学科的形成和发展做出了突出贡献。顾忠伟本人也获得国际生物材料科学与工程学会联合会（IUSBSE）终身荣誉称号“生物材料科学与工程 Fellow”、英国皇家工程院杰出访问会士奖（Distinguished Visiting Fellowship award）。

建设我国生物医用材料的“西点军校”

科技资源的战略重组和系统优化将促进全社会科技资源的高效配置和综合利用，极大提高创新能力，其关键在于实施重大科技创新平台的建设。2005年，中国第一个部级生物医用材料研究开发机构―――国家生物医学材料工程技术研究中心，在四川大学举行正式挂牌仪式，顾忠伟任中心主任。

国家生物医学材料工程技术研究中心是在张兴栋院士的领导下的四川大学生物材料工程研究中心的基础上于2000年经国家科技部批准组建的，2004年正式通过验收，如今成为我国第一个开放性部级生物医学材料专业研发机构，意味着它将集科、工、贸、产、学、研为一体，是结合研究工作特点的按市场经济规律运作的股份制法人实体。

当时有相关专家称，该中心是我国生物医用材料科学基础和应用研究、教育及工程化技术成果孵化的重要基地，将成为我国生物医用材料的“西点军校”。而作为“校长”的顾忠伟却没有沉浸在畅想里，他对接下来的工作的艰巨性有着清醒的认识：从“仅几个教授、十来个学生”的现状到成为生物医用材料工程与技术的科技创新平台，无疑有很长的路要走。

如今，九年过去了，中心的发展成果是有目共睹的。在2007年及2011年科技部对全国百余家国家工程技术研究中心运行评估中连续两次获评优秀，2011年获“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖表彰。在国家“973”、“863”、科技攻关和支撑计划、自然科学基金、国际科技合作等近百项部级和省部级科研项目的支持下，中心取得了一系列标志性创新研究成果。例如：发现并确证Ca-P生物材料的骨诱导作用，初步建立生物材料骨诱导理论，并已拓展到材料对非骨组织诱导性研究；开拓和发展了一系列新型多功能纳米生物材料及其生物感知型药物/基因传递系统，揭示了高分子多层次结构及其调控方法与生物医学功能构筑的关系和规律；开创了肽类树状大分子与线性多肽的协同自组装研究，发现了特定结构的线型多肽可调控肽类树状大分子聚集态结构而发生“协同自组装”，并构建了基于低代数肽类树状大分子的高效基因载体；功能纳米生物（复合）材料及磁共振分子探针研究取得重大发现；生物活性涂层表面改性的研发成果促进了人工关节等行业技术升级；中心所属研究所在材料表面抗凝血改性及血管支架和人工心瓣膜的研发具有独创性并接近临床应用。

中心在国内外核心期刊已近900余篇，其中SCI收录700余篇，编著20余部；先后获包括国家自然科学奖二等奖、国家科技进步奖二等奖等国家和部省科技奖10余项；国家食品药品监督管理局颁发的III类医疗器械产品注册证7个；已授权发明专利30余项；为国家医疗器械行业制定国家标准4项、行业标准3项；已转移部分技术组建2亿投资的产业化基地。

作为部级的生物医学材料工程与技术研究中心、国家973计划“生物材料”项目首席科学家所在单位，依托“生物医学工程”国家一级重点学科，同时也作为中国生物材料学会、中国材料研究学会生物医用材料分会以及四川省生物医学工程学会的挂靠单位，中心在国内外生物材料领域具有举足轻重的地位，并越来越彰显其引领作用。

中心现拥有一支以国际著名生物材料专家为学术带头人、中青年为骨干，涉及理工医等学科的多学科深交叉、结构合理的创新型研发团队。中心在职员工百余人，包括工程院院士1人、教授（研究员）17人，国家“973”首席科学家1人，享受国务院政府特殊津贴3人，四川省学术和技术带头人1人；所有科研人员都具有国外学习及工作的经历。此外，中心汇聚了众多国内外学界领袖，可谓群英荟萃、“星”光闪耀。中心聘请了师昌绪院士、卓仁禧院士、沈家骢院士、梁智仁院士等中科院/工程院院士，以及W.Bonfield教授、Jindrich （Henry） Kopecek教授、C.J. Kirkpatrick教授等20多位国内外著名的专家、院士为名誉教授、客座教授和兼职教授。

中心开展了广泛的国际交流与合作，与英、日、美、澳大利亚、荷兰、韩国等10多个国家的著名大学及科研机构签订了正式的科学研究与教育合作协议，并建立了广泛的信息交流和人员互访关系，已成为重要的生物材料国内外学术交流中心。2009年被科技部授予“生物医用材料国际科技合作与交流基地”。中心连年主办或参与主办了一系列生物材料领域的国内外学术会议：发起组织了两年一次的亚洲生物材料大会、中欧生物材料大会，以及每年一次的中日生物材料学术研讨会；主办了第19次国际生物陶瓷学会年会；特别是挂靠于中心的中国生物材料学会成功地赢得第九次世界生物材料大会在中国成都的主办权（2012年，四川成都），为我国争得了荣誉，中心张兴栋院士出任大会主席。

如今，国家生物医学材料工程技术研究中心正在发展成为一个在国际生物材料科学与工程领域有重要影响、与国际前沿同步及某些方面领先、国内综合实力处于领先地位、能够承担国家重大科研计划并解决本领域的重大关键科学问题的创新型研究群体，以及多学科交叉创新型高素质专业人才培养的部级重要基地及科技成果孵化/转化中心，为提升我国生物材料科学与工程进入国际最前沿发挥核心作用，为我国高技术生物医用材料前沿产业的形成及持续发展，满足和保障国民健康需求和社会、经济及国防事业发展做出显著贡献。

搭建从科技通往产业的桥梁

科技的最终目的是造福人类。科学研究的一个完美方式，是把上游的基础研究和下游的具体应用紧密连接起来。

和很多高新技术研究者一样，在顾忠伟的创新链条上，技术突破似乎从来都不是最难的一环，最具挑战的事情是，怎样才能把技术转化为应用，进而形成产业。因为他始终认为，高技术研究成果只有开发为产品进入市场、服务民众，才能体现其真正的价值。所以，搭建从科技通往产业的桥梁，便成了他心中始终紧绷的一根弦。

伴随着临床的成功应用，一个生物医用材料及制品产业已经形成，它不但是整个医疗器械（生物医学工程）产业的基础，而且是世界经济中最有生气的朝阳产业。90年代后期全球的生物医用材料和医疗器械市场以每年10%～15%的速度快速增长。即使在当今全球经济低迷的大环境下，生物材料和医疗器械也是少数几个保持高增长的产业之一，充分体现了生物材料具有强大的生命力和广阔的发展前景。可以说，生物材料是世界经济中最有生气的朝阳产业。

在我国，医疗器械产业近10年来虽以高达15%～18%的年增长率持续增长，但国产产品所占世界市场份额却不到3%。就2006年而言，我国医疗器械产业的销售额约99亿美元，其中生物医用材料及医用植入器械等制品产业仅17亿美元，这与我国13亿人口对生物医用材料及其制品的巨大需求极不相符。进口产品的大量涌入迅速占领我国市场，昂贵的价格不仅沉重地增加了人民和政府医疗费用的负担，且民族产业的发展面临严峻挑战，有可能丧失我国在未来世界经济这一支柱产业中的应有之地。因此，发展生物医用材料产业，已是我国社会、经济和国家安全事业发展的迫切需求，特别是满足全民保健，建立稳定、和谐小康社会的迫切需求。

高分子材料的研究进展篇（10）

材料力学，也就是研究构成工程器件物质内部受力情况的一门学科。其研究特点是将宏观的问题放到微观世界去解决，从而搭建解决材料变形、扭转等一系列问题。首先，力学知识最先起源于人类对自然现象的观察和生产劳动过程中的经验积累。而材料力学的起源如果要追溯则应追溯到古代房屋建筑上去。在古中国的宫殿建筑中，由于那是皇权的象征，所以材料的选用在符合审美的需求的基础上最重要的是要使材料在预定年限内不会出现断裂。只是很可惜，在古中国没有形成一套完整的系统。而在西方世界的意大利，意大利科学家为了解决建筑船舶和水闸所需要的梁的尺寸问题，进行了一系列实验，并于1638年提出梁的强度计算公式。但是受到材料力学的发展限制，他所得到的答案并不完全正确。后来英国科学家胡克发表了重要的胡克定律，这才奠定了材料力学的基础。自从18世纪起，材料力学才开始沿着科学的方向发展。

一、材料力学在国内外的发展

新材料是指新出现或正在发展中的、具有传统材料所不具有的优异性能的材料。它主要包括电子信息、光电、超导材料；生物功能材料；能源材料和生态环境材料；高性能陶瓷材料及新型工程塑料；粉体、纳米、微孔材料和高纯金属及高纯材料；表面技术与涂层和薄膜材料；复合材料；智能材料；新结构功能助剂材料、优异性能的新型结构材料等。新材料产业包括新材料及其相关产品和技术装备。与传统材料相比，新材料产业技术高度密集、更新换代快、研究与开发投入高、保密性强、产品的附加值高、生产与市场具有强烈的国际性、产品的质量与特定性能在市场中具有决定作用。新材料的应用范围非常广泛，发展前景十分广阔，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。

二、在国内外的发展

综观全世界，新材料产业已经渗透到国民经济、国防建设和社会生活的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，对国民经济的发展具有举足轻重的作用，成为各个国家抢占未来经济发展制高点的重要领域。主要发达国家都十分重视新材料产业投入和发展。

1.美国政府在1991至1995年的《国家关键技术报告》中就将材料科学与技术列为重要的研究领域。自1996年以后，该计划的制定方式有所变化，由DARPA（国防高级研究计划局）提出年度修改方案交国会审议，近年有关材料的立项列入到《国防领域的研究、开发、实验及评估计划》中的61101E子项（国防研究科学，该子项包括信息科学、电子科学和材料科学三大领域）和62712E（材料与电子技术，该子项包括材料加工技术、微电子器件技术、低温电子器件技术和军用医疗与损伤技术四个领域）中，主要预算合计为15亿美元左右。在新材料的单项方面，美国2000年制定的国家纳米技术计划被列为第一优先科技发展计划。

2.德国自1994年就启动了跨世纪部级新材料研究计划，实施周期为1994―2003年。该计划目标是通过产品创新和技术创新，在新材料制造装备、加工和应用三个方面确保德国的国际领先地位；进入21世纪后，德国在9大重点发展领域均将新材料列为首位，通过开发新材料以确保资源和环境；德国还将纳米技术列为科研创新的战略领域。3、日本一直十分重视材料技术的发展，把开发新材料列为国家高新技术的第二大目标，认为新材料技术是推动21世纪创新和社会繁荣的主导力量。在日本新的5年“科学技术基本计划”，重点发展的材料技术包括：分析和控制微粒、分子、原子、电子等微观结构技术；高纯化和功能组合技术；功能性结构材料技术；使材料具有特殊功能的表面处理技术；应用计算机设计和制造材料的技术等。

二、新材料的应用和成就

高分子材料的研究进展篇（11）

人类从一开始即与高分子有密切关系，自然界的动植物包括人体本身，就是以高分子为主要成分而构成的，这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等，也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后，这些人工合成的化合物，才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料（聚合物）的应用与发展，人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时，很多人会想到“白色污染”，甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子，这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在，而人们认识高分子时，往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益，不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。

一、高分子化学的内涵

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。