在世界范圍內, 高分子材料的制品屬於最年輕的材料．它不僅遍及各個工業領域, 而且已進入所有的家庭, 其產量已有超過金屬材料的趨勢, 將是 21 世紀最活躍的材料支柱．

　　高分子材料是有機化合物, 有機化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氫、氧、氮等．碳原子與碳原子之間, 碳原子與其他元素的原子之間, 能形成穩定的結構．碳原子是四價, 每個一價的價鍵可以和一個氫原子鍵連接, 所以可形成為數眾多的、具有不同結構的有機化合物．有機化合物的總數已接近千萬種, 遠遠超過其他元素的化合物的總和, 而且新的有機化合物還不斷地被合成出來．這樣, 由於不同的特殊結構的形成, 使有機化合物具有很獨特的功能．高分子中可以把某些有機物結構（又稱為功能團）替換, 以改變高分子的特性．高分子具有巨大的分子量, 達到至少1 萬以上, 或幾百萬至千萬以上, 所以, 人們將其稱為高分子、大分子或高聚物．高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纖維和合成橡膠（未加工之前稱為樹脂）．

　　面向21 世紀的高科技迅猛發展, 帶動了社會經濟和其他產業的飛躍, 高分子已明確地承擔起歷史的重任, 向高性能化、多功能化、生物化三個方向發展．21 世紀的材料將是一個光輝燦爛的高分子王國．

　　現有的高分子材料已具有很高的強度和韌性, 足以和金屬材料相媲美, 我們日用的家用器械、家具、洗衣機、冰箱、電視機、交通工具、住宅等, 大部分的金屬構造已被高分子材料所代替．工業、農業、交通以及高科技的發展, 要求高分子材料具有更高的強度、硬度、韌性、耐溫、耐磨、耐油、耐折等特性, 這些都是高分子材料要解決的重大問題．從理論上推算, 高分子材料的強度還有很大的潛力．

　　在提高高分子的性能方面, 最重要的還是制成復合材料第一代復合材料是玻璃鋼, 是以玻璃纖維和合成樹脂為粘合劑制成．它具有重量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、導熱系數低、易於加工等優良性能, 用於火箭、導彈、船只和汽車軀體及電視天線之中．其后, 人們把玻璃纖維換成碳纖維, 其重量更輕, 強度比鋼要高3～5 倍, 這就是第二代的復合材料．如果改用芳綸纖維, 其強度更高, 為鋼絲的5 倍．高性能的高分子材料的開拓和創新尚有極大的潛力．科學家預測, 21 世紀初, 每年必須比目前多生產1500～2000 萬噸纖維材料才能滿足需要, 所以必須生產大量的合成纖維材料, 而且要具有更輕型、耐火、阻燃、防臭、吸水、殺菌等特性．有許多新型纖維, 如輕型空腔纖維、泡沫纖維、各種截面形狀的纖維、多組份纖維材料等紛紛被研制出來, 人們可指望會有耐靜電、耐臟、耐油, 甚至不會沾灰的纖維材料問世．這些纖維材料將用於宇航天線、宇航反射器、心臟瓣膜和人體大動脈．

　　高分子功能材料, 在高分子王國里是一片百花爭艷的盛景．由於高分子的功能團能夠替代, 所以只要采用極為簡便的方法, 就可以制造各種各樣的高分子功能材料．常用的吸水性材料, 如棉花、海綿, 其吸水能力只有本身重量的20 倍, 在擠壓時, 已吸收的大部分水將被擠出來．而用淀粉和丙烯腈制成的高分子吸水材料, 它不僅能吸收自身重量數百倍到上千倍的水, 而且受到擠壓也不會擠出水來．人們可以期望, 將高吸水性的高分子材料制成能將化學能轉變成機械能的裝置, 以及具有類似於肌肉的功能或制造測量儀器．在微電子工業的光刻集成塊工藝, 常用的光刻膠（又稱光致抗蝕材料）, 就是能使高分子相連接一種功能團, 光照射時會起化學反應, 使其溶解度降低或提高．應用這種光刻膠制備集成塊, 可以使集成塊的線寬達到0.1 到0.01 微米（1‰毫米）, 只有用其他工藝制成的集成塊的線寬的1/10 到1/100, 是適合於21 世紀的電子計算機的主要元件——微細元件的開關．光刻膠并能用於各種精細加工, 如半導體元件, EP 刷線路板, 金屬板膜或表面的精細加工、玻璃、陶瓷的精細刻蝕、精密機械零件加工等．

　　高分子功能材料應用在信息工程方面, 已經生產了光電導攝影材料、光信息記錄材料、光——能轉換材料, 并都已進入實用階段．

　　像”當代摩西神樹”的離子交換樹脂的高分子功能材料也發展很快, 許多高分子離子交換膜、高分子反滲透膜、高分子氣體分離膜、高分子透過蒸氣膜等都在化學工藝的篩分、沉淀、過濾、蒸餾、結晶、萃取、吸附等過程中獲得應用, 而且分離結果優於其他方法, 可節約大量能量．日本的制鹽工業早已用離子交換膜去代替鹽田和電解食鹽工藝．利用反滲透膜對有機化工、釀造工業的三廢進行處理, 可回收胺、酯、醇、醚、酮、酚等重要有機化合物．氣體分離膜對不同氣體的透過率和選擇性不同, 可以利用這一性質從混合氣體中選擇分離某種氣體, 如從空氣中富集氧, 從合成氨中回收氫, 從天然氣中收集氦, 還可以制備一種水下呼吸器（人工鰓）, 它是直接從海水中提取氧的潛水裝置, 人類可望能長期生活在海水中, 進入海龍王的宮殿, 分享海龍王海底寧靜的幸福生活的夢想可變成現實．還有各種信息轉換膜、反應控制膜、能量輸送膜等正在研制階段．一種富有吸引力的生物膜也正在研究之中．生物膜具有奇特的性能, 不僅能主動起能量、信息、物質的傳遞作用, 還能參加光合作用及有機物質的生命合成等生命活動．這就是21 世紀的高科技的一顆明珠, 摘取這顆明珠需要有極大的勇氣和百折不撓的精神．

　　高分子功能材料的另一極為重要的發展就是用於催促化學反應, 這類高分子功能材料被稱為高分子催化劑．早在本世紀40 年代, 人們已經使用一種叫交聯磺化聚苯乙烯的離子交換樹脂作催化劑, 用於化學反應的各個過程, 如水解、縮合、聚合等．爾后, 這類高分子功能材料發展很快, 高分子金屬絡合物催化劑接著問世, 它能夠在化學反應中加速捕捉金屬離子, 實現金屬化合物的迅速分離, 在工業生產和工業分析上是一種十分重要的方法．還有高分子金屬催化劑, 是促進化合物中金屬離子迅速完成化學反應的材料, 它已獲得了成功的應用．自然界存在一種最有效的催化劑, 稱為酶．這一類高分子材料像酶一樣有很強的催化作用, 稱為人工合成酶．酶是由氨基酸組成的蛋白質高分子化合物, 它是生物體內各種生物化學反應的高效催化劑, 是性能最優異的天然的高分子功能材料．現在, 各種人工合成酶已經研制成功并逐步投入應用, 其種類越來越多, 科學家根據酶的作用原理試圖模仿應用於化學工業的催化劑, 在化學工業上進行一場革命．它可以制作進行化工生產, 可以充分利用再生的生物資源, 以擺脫傳統的以石油系列為主要原料的合成工藝, 而且還可用酶的催化原理, 避開傳統的合成工藝中的高溫, 高壓的條件, 在各種物質混合的狀態下, 有選擇地使特定物質發生化學反應, 使反應物能夠不加分離地連續反應至生產出最終產物．這樣, 生物反應器將會改變化工企業高塔林立的傳統面貌, 不僅能節約能源, 改善工作環境, 同進還可以廣開化工資源, 消滅廢水、廢氣和廢料（又稱三廢）, 使建立無污染的理想化學工業成為可能．例如天門冬酰胺酶制成的中性樹脂的前景就非常光明．

　　高分子材料在醫學和生命科學上的應用已有很長的歷史, 但是依靠著高科技的進步, 近期來這個領域的發展令人驚訝, 人工心臟瓣膜、人工肺、人工腎、人工血管、人造血液、人工皮膚、人工骨骼、人工關節, 從研制迅速成功到不斷完善, 并且已付諸使用．高分子材料制作的手術器械、醫護用品已不計其數．

　　高分子材料生物化的最大特色就是控制人的健康和生命, 利用不帶藥劑性的高分子與其他藥劑合成的高分子藥劑, 可大大改善治療效果, 這一類藥劑人體易於吸收, 毒性和副作用小．如引起惡心、全身不適等不良反應的抗癌藥, 把它們高分子化, 其效果就大大改善, 像抗癌藥芳庚酚酮和甲基丙烯酸結合為高分子, 其效果更佳．另一類高分子藥物, 本身就有很高的藥效, 如合成的聚乙烯吡咯烷酮, 就可以作為血漿的代用品．商品化的聚醚與聚氨酯合成的高分子藥物與血漿蛋白質中的白蛋白的親和力特別高, 相處很融洽, 是一種解決人體血凝的醫用高分子材料．

　　縱觀上述, 高分子已經成為21 世紀材料科學中強有力的支柱, 高分子材料的發展在21 世紀將會取得更大的成就

標簽：粘合劑高分子建筑材料