導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高分子材料的優(yōu)點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

例如：

一是分子量大，二是分子量分布具有多分散性。

即高分子化合物與小分子不同，它在聚合過程后變成了不同分子量大小的許多高聚物的混合物。我們所說的某一高分子的分子量其實(shí)都是它的一種平均的分子量，當(dāng)然計(jì)算平均分子量也以不同的權(quán)重方式分為了數(shù)均分子量、粘均分子量、重均分子量等。而小分子的分子量固定，都由確定分子量大小的分子組成。這是高聚物與小分子一個(gè)特征區(qū)別。

高分子材料也稱為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑所構(gòu)成的材料。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇2

關(guān)鍵字：功能 高分子材料研究

一.引言

功能高分子材料一般指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料，或具體地指在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有化學(xué)反應(yīng)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性等功能的高分子及其復(fù)合材料。功能高分子材料是上世紀(jì)60年展起來的新興領(lǐng)域，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領(lǐng)域后開發(fā)涌現(xiàn)出的新材料。近年來，功能高分子材料的年增長(zhǎng)率一般都在10％以上，其中高分子分離膜和生物醫(yī)用高分子的增長(zhǎng)率高達(dá)50％。

所謂功能性高分子材料，一般是指具有某種特別的功能或者是能在某種特殊環(huán)境下使用的高分子材料，但這是相對(duì)于一般用途的通用高分子材料而言。這一定義只是一個(gè)概括，不一定很確切，較多的人認(rèn)為所謂功能性高分子材料是指具有物質(zhì)能量和信息的傳遞、轉(zhuǎn)換和貯存作用的高分子材料及其復(fù)合材料。如有光電、熱電、壓電、聲電、化學(xué)轉(zhuǎn)換等功能的一些高分子化合物。可以看出，這是一類范圍相當(dāng)大、用途相當(dāng)廣、品種相當(dāng)多，而又是在生活、生產(chǎn)活動(dòng)中經(jīng)常遇見的一類高分子材料。

二．功能高分子材料

功能高分子材料按照功能特性通常可分成：分離材料和化學(xué)功能材料；電磁功能高分子材料；光功能高分子材料；生物醫(yī)用高分子材料。 功能高分子材料是高分子學(xué)科中的一個(gè)重要分支，它的重要性在于所包含的每一類高分子都具有特殊的功能。

隨著時(shí)代的發(fā)展，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中越來越迫切地需要開發(fā)出能應(yīng)用于醫(yī)療的各種新型材料，經(jīng)多年的研究已發(fā)現(xiàn)有多種高分子化合物可以符合醫(yī)用要求，我們也把它歸屬于功能性高分子材料。

一般歸納起來醫(yī)用高分子材料應(yīng)符合下列要求：化學(xué)穩(wěn)定性好，在人體接觸部分不能發(fā)生影響而變化； 組織相容性好，在人體內(nèi)不發(fā)生炎癥和排異反應(yīng)； 不會(huì)致癌變；耐生物老化，在人體內(nèi)材料長(zhǎng)期性能無變化； 耐煮沸，滅菌、藥液消毒等處理方法；材料來源廣、易于加工成型。

經(jīng)多年研究，能較好符合上述要求的高分子化合物主要有兩大類，一類是有機(jī)硅化合物，第二類是有機(jī)氟化物，最主要的兩種產(chǎn)品是硅橡膠和聚四氟乙烯，例如美國(guó)GE公司開發(fā)了一批主要是有機(jī)硅方面的用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的功能高分子化合物。

三．生物醫(yī)用高分子材料

目前，除人腦外的大部分人體器官都可用高分子材料來制作。對(duì)生物醫(yī)用高分子材料，除了要求具有醫(yī)療功能外，還要強(qiáng)調(diào)安全性，即要對(duì)人體健康無害。目前在血液相容性高分子、組織相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬組織材料用高分子和生物復(fù)合高分子材料、醫(yī)用高分子現(xiàn)場(chǎng)固化材料、醫(yī)用粘合劑、固定化酶、高分子藥物釋放和送達(dá)體系等都有相應(yīng)的研究。隨著環(huán)保概念的提出，生態(tài)可降解高分子材料的開發(fā)和應(yīng)用也隨之日益受到重視。如聚乳酸塑料PLA，在廢棄后自然條件下，通過微生物的分解作用，只需六個(gè)月至兩年時(shí)間即可完全降解，降解反應(yīng)的產(chǎn)物為水、二氧化碳、乳酸等是植物生長(zhǎng)良好的促進(jìn)劑，對(duì)環(huán)境無任何污染。

離子交換與吸附樹脂是一類帶有可離子化基團(tuán)或其他功能性基團(tuán)如親油基團(tuán)的二維網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物。常用的離子交換與吸附樹脂多為球狀珠粒，其粒徑為0.3-1.2 mm。此外，還要具有高的機(jī)械性能、較好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、親水或親油性、滲透穩(wěn)定性和高的交換/吸附容量。在水/油中具有足夠大的凝膠孔或大孔結(jié)構(gòu)，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化特別是在食品工業(yè)、制藥行業(yè)、治理污染和催化劑中應(yīng)用的更為廣泛，而且發(fā)展迅速。除一般用的離子交換樹脂外，近來還發(fā)展了具有特殊吸附功能的離子吸附樹脂:如高吸油樹脂等，這些高分子吸附劑可以從有機(jī)溶劑或有機(jī)無機(jī)混合相體系中吸附有機(jī)溶劑如各種油類。

隨著醫(yī)用科技的蓬勃發(fā)展和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，當(dāng)今材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一是從均質(zhì)材料向復(fù)合材料發(fā)展，二是由結(jié)構(gòu)材料往功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展。這種發(fā)展趨勢(shì)使得醫(yī)用復(fù)合材料和環(huán)境處理材料得到了快速發(fā)展。

四．醫(yī)用高分子材料的發(fā)展方向

可生物降解醫(yī)用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重視, 無論是作為緩釋藥物還是作為促進(jìn)組織生長(zhǎng)的骨架材料, 都將得到巨大的發(fā)展。其中高分子納米粒子以其特有的優(yōu)點(diǎn)是近年來國(guó)內(nèi)外一個(gè)極為重要的研究熱點(diǎn)。

任何一種材料都是通過其表面與環(huán)境介質(zhì)相接觸的, 因此材料的開發(fā)與應(yīng)用必然涉及其表面問題的研究。一般高分子材料的表面對(duì)外界響應(yīng)性較弱, 但有些高分子表面的結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)因外界條件(如pH、溫度、應(yīng)力、光及電場(chǎng)等) 的改變?cè)跇O短時(shí)間內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的變化, 從而造成表面性質(zhì)的改變, 此乃智能高分子表面。因此設(shè)計(jì)這類智能表面將是生物醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個(gè)重要方面。通常,在組織工程的應(yīng)用中,高分子材料支架要負(fù)載上生長(zhǎng)因子,以促進(jìn)組織在生物體內(nèi)的再生,另一方面,把特殊的粘附因子,如粘連蛋白結(jié)合到支架上,可使聚合物表面能夠促進(jìn)對(duì)某種細(xì)胞的粘附,而排斥其它種類的細(xì)胞,即支架對(duì)細(xì)胞進(jìn)行有選擇的粘附。為了使生長(zhǎng)因子和粘附因子能夠結(jié)合到可降解高分子材料上,就需要對(duì)材料進(jìn)行表面改性,而有時(shí)表面改性很困難, 因此，可利用與天然聚合物雜化的方法來達(dá)到上述目的, 同時(shí)由于這些材料有良好的機(jī)械性能,又可以彌補(bǔ)天然聚合物強(qiáng)度不高、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)?？梢姡镫s化材料在這方面的表現(xiàn)是相當(dāng)突出的, 必將成為醫(yī)用生物高分子材料發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

1、 焦劍.功能高分子材料.化學(xué)工業(yè)出版社,2007.7

篇3

關(guān)鍵詞：高分子材料；功能；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景

前言

在我們的日常生活中，材料隨處可見，材料的發(fā)展水平直接影響我們的生活質(zhì)量。高分子材料在我們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用中擁有很多的優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)代化生產(chǎn)非常吻合，同時(shí)它也產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益等，因此它在工業(yè)上發(fā)展的十分迅速。在過去，20世紀(jì)60年展起來的功能高分子材料是屬于那時(shí)的一個(gè)新興領(lǐng)域，這個(gè)新興領(lǐng)域同時(shí)滲透到能源和電子以及生物三大領(lǐng)等。而如今，21世紀(jì)的科技不斷創(chuàng)新，也有了新型有機(jī)功能高分子材料，它們?cè)谌藗兊纳a(chǎn)和生活中扮演著一個(gè)越來越重要的角色。

1 功能高分子材料的定義

功能高分子材料是指同時(shí)兼顧有兩種性能的復(fù)合高分子材料，性能一：傳統(tǒng)高分子材料的所體現(xiàn)出來的性能，性能二：某些特殊功能的基團(tuán)所體現(xiàn)出來的性能。一般說來，具有傳遞信息、轉(zhuǎn)化能量和貯存物質(zhì)作用的高分子及其復(fù)合材料為功能高分子材料，或者還可以理解為具有能量轉(zhuǎn)換的特性、催化特性、化學(xué)反應(yīng)活性、磁性、光敏特性、藥理性、導(dǎo)電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復(fù)合材料，同時(shí)還具有原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)。

2 功能高分子材料的工程實(shí)際應(yīng)用

目前，在工程上應(yīng)用較廣泛而且具有重要應(yīng)用價(jià)值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種：光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應(yīng)型功能高分子、醫(yī)用功能高分子、環(huán)境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述：

（1）光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產(chǎn)生物理變化，如光導(dǎo)電、光致變色或者化學(xué)變化，如光交聯(lián)、光分解的高分子材料，或者在物理或化學(xué)作用下表現(xiàn)出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應(yīng)用在電子工業(yè)和太陽能的開發(fā)利用等方面。

（2）液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料，它是分子水平的微觀復(fù)合，由纖維與樹脂基體在宏觀上的復(fù)合衍生而來，也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強(qiáng)劑（剛性高分子鏈或微纖維）的復(fù)合材料。強(qiáng)度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點(diǎn)，它在復(fù)合材料、纖維和液晶顯示技術(shù)等方面的應(yīng)用非常廣泛。

（3）電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現(xiàn)為在特定條件下表現(xiàn)出各種電學(xué)性質(zhì)，如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導(dǎo)電等性質(zhì)。根據(jù)其功能劃分，主要包括導(dǎo)電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導(dǎo)材料、高分子電活性材料等。同時(shí)根據(jù)其組成情況可以分成結(jié)構(gòu)型電功能材料和復(fù)合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復(fù)印和特殊用途電池生產(chǎn)方面有廣泛應(yīng)用。

（4）吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機(jī)理分為化學(xué)吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑，按樹脂形態(tài)分為無定形、球形、纖維狀，按孔結(jié)構(gòu)分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。

（5）反應(yīng)型功能高分子材料。反應(yīng)功能高分子是有化學(xué)活性、能夠參與或促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的一種高分子材料。它是將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結(jié)合于高分子骨架，主要用于化學(xué)合成和化學(xué)反應(yīng)。

（6）醫(yī)用功能高分子材料。在生物體產(chǎn)生生理系統(tǒng)疾病時(shí)，一些特殊的功能高分子材料有對(duì)疾病的診斷、治療、修復(fù)或替換生物體組織或器官，增進(jìn)或恢復(fù)其功能的作用，此類特殊的功能高分子材料稱為醫(yī)用功能高分子材料。一般來說，醫(yī)用功能高分子材料多用于對(duì)生物體進(jìn)行疾病的診斷和疾病的治療以及修復(fù)或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官，具有延長(zhǎng)病人生命、提高病人生存質(zhì)量等作用，在醫(yī)療方面被廣泛應(yīng)用。

（7）環(huán)境降解高分子材料。高分子材料在發(fā)生降解反應(yīng)的條件有許多，如機(jī)械力的作用下發(fā)生的降解稱為機(jī)械降解，此外在化學(xué)試劑的作用下可發(fā)生化學(xué)降解，在氧的作用下可發(fā)生氧化降解，在熱的作用下可發(fā)生熱降解，在光的作用下可發(fā)生光降解，在生物的作用下可發(fā)生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環(huán)境降解高分子材料。

（8）高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料，同時(shí)也是具有特殊功能的高分子材料，一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質(zhì)具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：具有較好的選擇性透過性，透過產(chǎn)物和原產(chǎn)物位于膜的兩側(cè)，便于產(chǎn)物的收集；分離時(shí)不發(fā)生相變，同時(shí)也不耗費(fèi)相變能。從功能的角度，高分子分離膜具有識(shí)別物質(zhì)和分離物質(zhì)的功能，此外，它還有轉(zhuǎn)化物質(zhì)和轉(zhuǎn)化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質(zhì)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

3 功能高分子材料的發(fā)展前景

人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)離不開材料，材料的發(fā)展關(guān)系到社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及國(guó)家的安全，同時(shí)也是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高新技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石離不開高分子材料，國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由于其優(yōu)越性，使得其在材料行業(yè)中發(fā)展迅速。

未來材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域研究的重要發(fā)展方向離不開功能高分子材料，材料、信息和能源理所當(dāng)然的被評(píng)為新科技革命時(shí)代的三大根基，信息和能源發(fā)展離不開材料領(lǐng)域中功能高分子材料作為它們物質(zhì)基礎(chǔ)所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究與發(fā)展主要取決于現(xiàn)代學(xué)科交叉程度高這一特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的三大合成材料以外，陸陸續(xù)續(xù)又出現(xiàn)了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同時(shí)也出現(xiàn)了生物高分子材料，隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料，與此同時(shí)功能高分子材料的發(fā)展速度依然保持著加快的狀態(tài)，顯然它們對(duì)新技術(shù)革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中扮演著越來越重要的角色，21世紀(jì)人類社會(huì)生活必將與功能高分子材料密切相關(guān)。

4 結(jié)束語

功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規(guī)律以及實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的一門學(xué)科，在高分子材料科學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展速度是最快的，同時(shí)也是與其它科學(xué)領(lǐng)域交叉最為密切的一個(gè)研究領(lǐng)域。它是以高分子物理、高分子化學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ)，同時(shí)與物理學(xué)和生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)密切聯(lián)系的一門學(xué)科。因此學(xué)習(xí)這門學(xué)科能讓我們很好的將高分子學(xué)科的知識(shí)綜合運(yùn)用起來，進(jìn)而使我們對(duì)高分子學(xué)科有更深刻的認(rèn)識(shí)，讓我們受益匪淺。

參考文獻(xiàn)

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篇4

高分子材料：以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，由千百個(gè)原子彼此以共價(jià)鍵結(jié)合形成相對(duì)分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數(shù)目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價(jià)鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長(zhǎng)的線狀分子時(shí)，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網(wǎng)狀時(shí)，這種高分子由于一般都不是平面結(jié)構(gòu)而是立體結(jié)構(gòu)，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結(jié)構(gòu)特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個(gè)結(jié)構(gòu)單元組成，高分子鏈結(jié)構(gòu)和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形成了高分子材料的特殊結(jié)構(gòu)。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結(jié)構(gòu)特征(如同分異構(gòu)體、幾何結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)異構(gòu))外，還具有許多特殊的結(jié)構(gòu)特征。高分子結(jié)構(gòu)通常分為鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分。鏈結(jié)構(gòu)是指單個(gè)高分子化合物分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，所以鏈結(jié)構(gòu)又可分為近程和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)，也稱一級(jí)結(jié)構(gòu)，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結(jié)構(gòu)單元的排列順序、支鏈類型和長(zhǎng)度等。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)是指分子的尺寸、形態(tài)，鏈的柔順性以及分子在環(huán)境中的構(gòu)象，也稱二級(jí)結(jié)構(gòu)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)等有關(guān)高聚物材料中分子的堆積情況，統(tǒng)稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎(chǔ)的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應(yīng)聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定，不會(huì)銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導(dǎo)熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優(yōu)點(diǎn)1、大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸、堿反應(yīng)。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質(zhì)輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點(diǎn)1、回收利用廢棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨(dú)立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨(dú)立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

塑料的應(yīng)用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂?shù)男赂拍罨谕该黛`活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個(gè)的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發(fā)的原型總共配備了四個(gè)靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨(dú)打開和關(guān)閉。導(dǎo)軌用于連接薄板部件，形成一個(gè)牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個(gè)同樣透明的管子沿車頂結(jié)構(gòu)中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調(diào)節(jié)折疊薄板。這樣可以形成三維立體結(jié)構(gòu)，組件比平坦的薄板更加牢固。同時(shí)也大大降低了單個(gè)組件的數(shù)量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機(jī)物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機(jī)化合物。它是植物骨架和細(xì)胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結(jié)構(gòu)：纖維素是一種復(fù)雜的多糖，分子中含有約幾千個(gè)單糖單元，即幾千個(gè)（C6H10O5）；相對(duì)分子質(zhì)量從幾十萬至百萬；屬于天然有機(jī)高分子化合物；纖維素結(jié)構(gòu)與淀粉不同，故性質(zhì)有差異。

纖維素的性能：纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，能溶于銅氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和銅乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu（OH）2溶液等。水可使纖維素發(fā)生有限溶脹，某些酸、堿和鹽的水溶液可滲入纖維結(jié)晶區(qū)，產(chǎn)生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時(shí)不發(fā)生顯著變化 ，超過這溫度會(huì)由于脫水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機(jī)酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性堿溶液作用生成堿纖維素，與強(qiáng)氧化劑作用生成氧化纖維素。

篇5

關(guān)鍵詞：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，塑料飯盒、塑料袋等一次性產(chǎn)品開始頻繁出現(xiàn)在人們的日常生活中，它們?cè)诮o人們的生活帶來便利的同時(shí)，也因其非自然降解性造成了極大的環(huán)境問題，即“白色污染”?！鞍咨廴尽奔仁且环N視覺污染，也會(huì)影響土壤、空氣、水體等的質(zhì)量，因此努力合成并推廣使用可降解高分子材料成為當(dāng)務(wù)之急。按照降解機(jī)理，可降解高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物雙降解高分析材料三大類。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基團(tuán)，可吸收紫外線發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，在太陽光的照射下，發(fā)生分子鏈的斷裂和分解，由大分子變成小分子。

向塑料基體中加入光敏劑是目前使用比較多的制備光降解塑料的方法。光降解引發(fā)劑可以是過渡金屬的各種化合物，如：鹵化物、脂肪酸鹽、酯、多核芳香族化合物等。很多學(xué)者都發(fā)現(xiàn)TiO2對(duì)聚丙烯的光降解有明顯的催化作用，等人［1］分析了加有銳鈦礦型納米二氧化鈦的聚丙烯纖維在人工加速紫外光降解和自然光降解過程中拉伸斷裂伸長(zhǎng)率和表面形態(tài)的變化情況，得出銳鈦礦型納米TiO2可作為聚丙烯的一種高效光敏劑的結(jié)論。除了TiO2，還有很多其它光敏劑，如硬脂酸鈰、硬脂酸鐵、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、硬脂酸錳等均對(duì)聚乙烯薄膜有顯著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏劑制得改性高分子雖然能降解，但只是部分降解，而化學(xué)合成的羰基聚合物、Et/CO等，則能完全降解。一氧化碳和烯烴的交替共聚產(chǎn)物——聚酮，因?yàn)榉肿渔溨泻写罅恳酝问酱嬖诘聂驶?，容易在紫外光的照射下發(fā)生光降解，羰基鍵附近的碳鏈斷裂生成酮類、烯類及一氧化碳等低分子物質(zhì)并返回到物質(zhì)循環(huán)圈中，不存在環(huán)境污染，是一種新型的環(huán)境友好材料［2］。且有實(shí)驗(yàn)證明，分子量大、結(jié)晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破壞性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定時(shí)間內(nèi)能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，僅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、價(jià)格便宜、生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來研究的熱點(diǎn)。淀粉降解塑料泛指組成中含有淀粉或其衍生物的塑料，發(fā)展至今已經(jīng)過了四個(gè)時(shí)期：填充型淀粉塑料，光/生物雙降解型塑料，共混型塑料和全淀粉熱塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烴類聚合物中加入廉價(jià)的淀粉作為填充劑，其中淀粉含量在10%30%，僅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要幾百年才能達(dá)到完全生物降解。光/生物雙降解型是由光敏劑、淀粉、合成樹脂及少量助劑等制成，其降解機(jī)理是先降解的淀粉可使高聚物母體變得疏松，增大表面/體積比，同時(shí)光敏劑、促氧劑等物質(zhì)被光、熱、氧引發(fā)，發(fā)生光氧化和自氧化作用，導(dǎo)致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下來人們發(fā)現(xiàn)，通過共混能解決淀粉粘性高、抗?jié)裥缘图芭c一些聚合物不相容等缺點(diǎn)，于是開始將淀粉與聚烯烴類等一些不可降解聚合物混合來提高淀粉的強(qiáng)度，但這類產(chǎn)品不能完全降解；后來便試圖將其與PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉熱塑性塑料含淀粉70%-90%,其余組成是一些可光降解的加工助劑，使用后能在環(huán)境中完全降解，但天然淀粉不具有熱塑性，必須先利用物理場(chǎng)作用使其分子結(jié)構(gòu)無序化后才能在塑料機(jī)械中加工成型。

2.2 化學(xué)合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基結(jié)構(gòu)的脂肪族聚酯來合成生物降解高分子材料，工業(yè)化的有聚乳酸和聚己內(nèi)酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等為原料，發(fā)酵制得的易生物降解的熱塑性材料，因乳酸存在一個(gè)羥基和一個(gè)羧基，可通過縮聚反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成低分子量聚酯，再通過選擇適宜的聚合條件來合成目標(biāo)分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、機(jī)械性能及物理性能等，被視為新世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型包裝材料。聚己內(nèi)酯也是脂肪族聚酯中應(yīng)用較為廣泛的一種可降解高分子材料，通過己內(nèi)酯的開環(huán)聚合制得，是一種半結(jié)晶型聚合物，室溫下為橡膠態(tài)，具有很好的柔韌性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解產(chǎn)物是二氧化碳和水，被認(rèn)為是環(huán)境友好包裝材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通過用葡萄糖或淀粉類喂養(yǎng)，微生物在體內(nèi)發(fā)酵合成的一類有機(jī)高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物發(fā)酵生成的一種多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、無毒副作用等特性，可用于制備高吸水性樹脂,作為一種治療骨質(zhì)疏松的重要載體、藥物緩釋材料,吸附重金屬等，具有廣泛的應(yīng)用前景［5］。聚羥基脂肪酸酯是一類由很多細(xì)菌在非平衡生長(zhǎng)條件（如缺氧、磷等）下合成的線性聚酯，可作為碳源和能源的貯藏性物質(zhì)，增強(qiáng)細(xì)菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解為二氧化碳和水，并且具有熱可塑性、生物可再生、生物相容性、光學(xué)異構(gòu)性等，可作為生物醫(yī)用材料、日常消費(fèi)用塑料制品、生物可降解包裝材料、生物能源，已成為可降解生物材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

3.光/生物雙降解高分子材料

顧名思義，光/生物雙降解高分子材料同時(shí)具有光、生物雙降解功能，將光降解機(jī)理與生物降解機(jī)理結(jié)合起來，可以使二者優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，達(dá)到更好的降解效果。其制備方法主要是在通用高分子材料中添加光敏劑、自動(dòng)氧化劑、抗氧劑和生物降解助劑等。目前研究比較多的有淀粉和光敏劑光降解樹脂合成的光/生物雙降解淀粉塑料及可控降解劑共混改性法制得的改性可控光/生物雙降解聚丙烯纖維制品等。光/生物雙降解淀粉塑料前面已提過，此處不再贅述，而可控雙降解聚丙烯纖維制品憑借著其可控降解性、存放性、無毒性等眾多優(yōu)點(diǎn)，必將具有巨大的發(fā)展前景。

4.結(jié)語

隨著“白色污染”的日益加重和石油資源的日益枯竭，加大對(duì)高分子廢棄物的回收利用率和研制出高效的降解技術(shù)都是有效的解決途徑，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能從根本上解決這些問題，且光-生物雙降解高分子材料憑借著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)將會(huì)成為今后的研究重點(diǎn)之一。(作者單位：鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院)

參考文獻(xiàn)：

［1］ ，嚴(yán)玉蓉，趙耀明.納米二氧化鈦催化光降解聚丙烯纖維的研究［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2005,34（1）：8-12.

［2］ 鄒麗萍.綠色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2007:1-5.

［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制備及性能的研究［D］.廣東：華南理工大學(xué)，2010:1-8.

篇6

關(guān)鍵詞：功能高分子設(shè)計(jì)；雙語教學(xué)；探究式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）26-0210-02

“十二五”規(guī)劃指出，目前我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)正處于強(qiáng)勁發(fā)展階段，新材料產(chǎn)業(yè)約占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的15%，預(yù)計(jì)年增長(zhǎng)速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工的特點(diǎn)，使其擁有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，從而被廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料興起于上個(gè)世紀(jì)60年代，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領(lǐng)域后開發(fā)涌現(xiàn)出的新材料，指在其原有優(yōu)異力學(xué)性能基礎(chǔ)上，還具備化學(xué)反應(yīng)活性、導(dǎo)電性、光敏性、生物相容性、選擇分離性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其復(fù)合材料，近年來在高分子材料領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。

而功能高分子設(shè)計(jì)課程就是面向功能高分子材料方向本科學(xué)生的概論性課程，是一門研究與功能高分子相關(guān)的分子設(shè)計(jì)與合成方法的學(xué)科，主要包括各種特殊的功能單體的設(shè)計(jì)與合成、各種活性聚合方法及當(dāng)前高分子設(shè)計(jì)相關(guān)范疇的最新研究成果和方向。目的是使學(xué)生在已有的有機(jī)合成和高分子化學(xué)課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握功能高分子的單體設(shè)計(jì)與合成、活性聚合方法等理念與技能，培養(yǎng)學(xué)生初步具有設(shè)計(jì)功能單體和選擇聚合方法的能力，并了解本學(xué)科方向前沿新動(dòng)向，為今后學(xué)生在功能高分子材料領(lǐng)域就業(yè)或繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。如何讓功能高分子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)更適應(yīng)時(shí)代的要求，滿足和諧社會(huì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求，是我們必須研究和探索的問題。

如今，國(guó)內(nèi)高校的功能高分子設(shè)計(jì)課程教學(xué)所存在的問題主要表現(xiàn)為兩方面：（1）以漢語教學(xué)為主。功能高分子設(shè)計(jì)課程中，一部分重要內(nèi)容為講述先進(jìn)功能高分子材料，需要緊跟該領(lǐng)域前沿性發(fā)展情況，而最新的研究成果基本都會(huì)以英文的形式出現(xiàn)在國(guó)際刊物、國(guó)際會(huì)議資料以及互聯(lián)網(wǎng)上，查閱英文文獻(xiàn)是獲取這些最新信息的主要途徑，并且國(guó)外已有許多原版教材可直接作為圖書資料使用[1，2]，導(dǎo)致學(xué)生僅被動(dòng)依靠教師翻譯講述，無法自主獲取該領(lǐng)域最新的研究成果，致使學(xué)生對(duì)學(xué)科發(fā)展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高學(xué)生的專業(yè)英語水平。（2）以“注入式”教學(xué)方法為主[3，4]。通常由教師在講臺(tái)上講授分析原理、目的、內(nèi)容及測(cè)試實(shí)例，不利于激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)致學(xué)生主觀能動(dòng)性發(fā)揮不夠，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。綜上所述，傳統(tǒng)的漢語主講，注入式教學(xué)為主的功能高分子設(shè)計(jì)課程教學(xué)無法保證高質(zhì)量的教學(xué)效果和質(zhì)量，不利于培養(yǎng)既具有扎實(shí)專業(yè)理論功底，又具有良好外語水平的創(chuàng)新型復(fù)合人才，所以，筆者在32課時(shí)的課堂實(shí)踐基礎(chǔ)上提出了采用雙語教學(xué)和探究式教學(xué)相結(jié)合的方法，主要包括以下四階段的探索。

一、專業(yè)英語的有效學(xué)習(xí)

功能高分子類專業(yè)課的雙語教學(xué)旨在促使學(xué)生獲取專業(yè)知識(shí)的同時(shí)提高英文運(yùn)用能力。其中的教學(xué)核心是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用英文思考、求知、交流專業(yè)知識(shí)的能力，為學(xué)生今后在專業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用英文進(jìn)行交流以及科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，不可舍本逐末過多地注重英文語法與詞匯的講解，所以稱之為英語的“有效學(xué)習(xí)”。

選取化學(xué)工業(yè)出版社的《高分子材料專業(yè)英語》，進(jìn)行常用高分子單體、有機(jī)試劑及實(shí)驗(yàn)器具單詞的教學(xué)，從共有詞頭和詞根出發(fā)，比如聚合“poly-”和烴“-ene”等，目的使學(xué)生在4個(gè)課時(shí)內(nèi)可以做到看懂常用單詞，但并不盲目追求拼寫與語法。

二、團(tuán)隊(duì)合作的開放討論

在完成初期的英語學(xué)習(xí)后，將學(xué)生分為6～8人小組，給出8～10個(gè)專題講座方向，讓學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)部討論，找出本小組最感興趣的方向，隨后委派代表在課堂陳述，最終制定6個(gè)專題。目的是教授學(xué)生感興趣的專題，而不是照本宣科地講述功能高分子領(lǐng)域的“老三篇”。比如學(xué)生提出專題為“導(dǎo)電高分子材料在電子類產(chǎn)品上的應(yīng)用”，既與傳統(tǒng)專題“導(dǎo)電功能材料”相關(guān)，又與當(dāng)今信息時(shí)代的大環(huán)境切合，可以有效提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生思維碰撞，激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)創(chuàng)造思維的發(fā)展。

在此過程中，讓學(xué)生充分表現(xiàn)、合作與競(jìng)爭(zhēng)，使教師指導(dǎo)和學(xué)生自主探究相結(jié)合，傳授知識(shí)和解決問題相結(jié)合，單一性思考和求異性思維相結(jié)合。要密切關(guān)注討論的進(jìn)程和存在的問題，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和引導(dǎo)；充分調(diào)動(dòng)學(xué)生討論的積極性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)，特別是善于捕捉后進(jìn)生的“閃光點(diǎn)”，及時(shí)給予鼓勵(lì)。

三、英文文獻(xiàn)的小組pk

在確定專題以后，采取“2-1-1”的4課時(shí)講座模式，即教師進(jìn)行2課時(shí)的專題講座，學(xué)生進(jìn)行1課時(shí)的文獻(xiàn)閱讀與表述，最后進(jìn)行1課時(shí)的課堂大討論，要求小組學(xué)生分工將文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)梳理，得出自己的結(jié)論和解釋。不同的學(xué)生或者團(tuán)隊(duì)可以就同一問題提出不同的解釋或看法。他們要能夠?qū)⒆约旱慕Y(jié)論清楚地表達(dá)出來，大家共同探討，使大家思維相互碰撞，努力撞擊出創(chuàng)造思維的火花。

以“感光功能高分子材料”為例，教師主要講述感光類高分子材料的光作用機(jī)理、感光基團(tuán)、常見感光高分子材料，并通過英文前沿文獻(xiàn)的講述讓學(xué)生了解感光高分子材料的應(yīng)用，隨后布置小組分工英文文獻(xiàn)閱讀，在下次課堂上讓各個(gè)小組代表進(jìn)行文獻(xiàn)講述。文獻(xiàn)講述不需要全篇翻譯，注重理解該感光材料的合成方法和過程，以及其制備的目的和意義，并能通過小組討論與自主思考去試圖提出該文獻(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)及不足之處，做到不迷信文獻(xiàn)。講述完成以后，教師帶領(lǐng)所有小組對(duì)各小組的表現(xiàn)對(duì)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與提問，模擬答辯模式，很好地鍛煉學(xué)生的口頭表述能力和心理素質(zhì)。最后進(jìn)行小組相互評(píng)分，評(píng)出感光功能高分子材料專題文獻(xiàn)講述的第一名，充分提升同學(xué)們的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，引爆課堂氣氛。

四、功能設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用

最后4課時(shí)為考核課時(shí)，考核目的為讓學(xué)生具備可以初步具備設(shè)計(jì)特定功能高分子材料的能力，比如選取“我身邊的綜合功能高分子材料設(shè)備”，讓每小組選取生活中常用的物件，指出其所含有的兩種或多種功能高分子材料，并通過小組討論、課程復(fù)習(xí)及資料查閱指出如何設(shè)計(jì)新型的功能高分子材料來取代傳統(tǒng)材料。例如，有小組圍繞“手機(jī)”進(jìn)行協(xié)作，指出手機(jī)的表觀柔感涂層為感光功能高分子材料，具有快速、綠色、高效的特點(diǎn)，可采取無機(jī)填料與高分子復(fù)合的方法進(jìn)行性能改進(jìn)；而手機(jī)的內(nèi)層電路板為導(dǎo)電高分子材料，可通過先進(jìn)的印刷電子的方法快速制備一體化電路，降低制作成本。由此，讓學(xué)生從更深層面上理解功能高分子材料擁有廣泛應(yīng)用性的特點(diǎn)，消除了學(xué)生“學(xué)而無以致用”的疑慮，顯著提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。

總之，在功能高分子設(shè)計(jì)課程中，開展雙語教學(xué)與探究式教學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)于人才培養(yǎng)是一項(xiàng)非常有意義的工程，在教學(xué)實(shí)施過程中，因材施教、循序漸進(jìn)，從教學(xué)的準(zhǔn)備、策略、方法和細(xì)節(jié)等各環(huán)節(jié)精心設(shè)計(jì)及有效實(shí)施，并不斷探索與改進(jìn)。培養(yǎng)出既具有深厚的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，又具有良好專業(yè)外語的運(yùn)用能力，同時(shí)洞悉學(xué)科前沿的創(chuàng)新性復(fù)合人才。

參考文獻(xiàn)：

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[3]呂明生，王淑軍.食品分析課程教學(xué)實(shí)踐與實(shí)踐[J].科教文匯，2008，（1），44-47.

篇7

    關(guān)鍵詞:高分子材料 成型加工 技術(shù)

    近年來,某些特殊領(lǐng)域如航空工業(yè)、國(guó)防尖端工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高強(qiáng)度、高模量、輕質(zhì)等,各種特定要求的高強(qiáng)度聚合物的開發(fā)研制越來越顯迫切。

    一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況

    近50年來,高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如,造粒用擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn),產(chǎn)量有了極大的提高。20世紀(jì)60年代主要采用單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒,產(chǎn)量可以達(dá)到40-45t/h,今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達(dá)60t/h。在l950年,全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀(jì)90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產(chǎn)量將達(dá)3億t,此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu),加速采用大規(guī)模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對(duì)汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴(kuò)大和性能的提高帶動(dòng)了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。

    據(jù)悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國(guó)、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標(biāo)是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展;成型加工方面,從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。

    二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究

    (一)聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

    聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國(guó)外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī),可以解決其它擠出機(jī)(包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī))作為反應(yīng)器所存在的問題。國(guó)內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段,但我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備,我國(guó)每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。

    目前國(guó)內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品,都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同,該技術(shù)是將電磁場(chǎng)引起的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)引入聚合物反應(yīng)擠出全過程,達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn),解決了振動(dòng)力場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問題,同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項(xiàng)新技術(shù)使我國(guó)聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿,并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

    (二)以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)

    1.信息存儲(chǔ)光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)、能耗大、儲(chǔ)運(yùn)過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題,將光盤級(jí)PC樹脂生產(chǎn)、中間儲(chǔ)運(yùn)和光盤盤基成型三個(gè)過程整合為一體,結(jié)合動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù),研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù),研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備,達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

    2.聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動(dòng)剪切力場(chǎng)作用下對(duì)無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)(粒子設(shè)計(jì)),在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下,利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料。

    3.熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動(dòng)力場(chǎng)引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備,提高我國(guó)TPV技術(shù)水平。

    三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

    近年來,各個(gè)新型成型裝備國(guó)家工程研究中心在出色完成了國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃預(yù)備項(xiàng)目和國(guó)家“八五”、“九五”重點(diǎn)科技計(jì)劃(攻關(guān))等項(xiàng)目同時(shí),非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化,完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項(xiàng)目20多項(xiàng),創(chuàng)辦了廣州華新科機(jī)械有限公司和北京華新科塑料機(jī)械有限公司,使其有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個(gè)規(guī)格系列,近兩年在國(guó)內(nèi)20多個(gè)省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺(tái)(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設(shè)備銷往荷蘭、泰國(guó)、孟加拉等國(guó)家.產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如PE電磁動(dòng)態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線2000年和2001年僅在廣東即為國(guó)家節(jié)約外匯近1600萬美元,每條生產(chǎn)線一年可為制品廠節(jié)約21萬k的電費(fèi)。塑料電磁動(dòng)態(tài)注塑機(jī)已開發(fā)完善5個(gè)規(guī)格系列,投入批量生產(chǎn)并推向市場(chǎng);塑料電磁動(dòng)態(tài)混煉擠出機(jī)的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成,目前開發(fā)完善的4個(gè)規(guī)格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場(chǎng)目前新設(shè)備的市場(chǎng)需求情況很好,聚合物新型成型裝備國(guó)家工程研究中心正在對(duì)廣州華新科機(jī)械有限公司進(jìn)行重組。將技術(shù)與資本結(jié)合,引入新的管理、市場(chǎng)等機(jī)制,爭(zhēng)取在兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。我國(guó)已加入WTO,各個(gè)行業(yè)都將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

    綜上所述,我國(guó)必須走具有中國(guó)特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路,打破國(guó)外的技術(shù)封鎖,實(shí)現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變;把握技術(shù)前沿,培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合,加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進(jìn)程,加快我國(guó)高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。

    參考文獻(xiàn):

    [1]Chris Rauwendaal,Polymer Extrusion,Carl Hanser Verlag,Munich/FkG,l999.

    [2]瞿金平,聚合物動(dòng)態(tài)塑化成型加工理論與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2005 427435.

篇8

關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱填料；熱導(dǎo)率；絕緣高分子材料；應(yīng)用

填充型導(dǎo)熱絕緣高分子材料通常就是在普通的絕緣高分子材料當(dāng)中加入適量的導(dǎo)熱填料，借助導(dǎo)熱填料之間相互的作用在體系當(dāng)中會(huì)形成與網(wǎng)狀或者是鏈狀導(dǎo)熱網(wǎng)對(duì)其導(dǎo)熱的性能進(jìn)行有效的改進(jìn)和完善，這種材料在材料合成和加工的過程中會(huì)改變分子和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，從而獲得導(dǎo)熱分子結(jié)構(gòu)，當(dāng)前，國(guó)外的高導(dǎo)熱絕緣高分子下料主要是填充型的材料，能夠有效的提高絕緣系統(tǒng)自身的導(dǎo)熱性能。

1 氮化物填料極其應(yīng)用分析

氮化物填料中主要由氮化鋁、氮化硼和氮化硅等物質(zhì)，這種物質(zhì)自身具有非常高的導(dǎo)熱率，同時(shí)，其還具備非常強(qiáng)的點(diǎn)絕緣性能，和耐高溫的特性，所以這種材料也得到了十分廣泛的應(yīng)用。氮化鋁通常是以四面體為單位結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的共價(jià)鍵化合物，其自身具備六方晶體，此外在導(dǎo)熱系數(shù)方面也相對(duì)較高，是一種白色或者是灰白色的晶體，這種材料本身具有非常好的力學(xué)性能，介電性能下降也不是非常的明顯，此外氮化鋁在吸潮之后會(huì)和水發(fā)生分解反應(yīng)，水解所產(chǎn)生的氫氧化鋁會(huì)使得導(dǎo)熱通路出現(xiàn)中斷的問題，這樣也就對(duì)聲子的傳遞構(gòu)成了一定不利的影響，所以產(chǎn)品自身的導(dǎo)熱率比較低。如果只是采用氮化鋁完成填充過程，就能夠體現(xiàn)出非常高的導(dǎo)熱率，但是體系粘度會(huì)呈顯著的上升的趨勢(shì)，這樣一來也對(duì)其推廣和應(yīng)用產(chǎn)生了較為不利的影響。

氮化硼在結(jié)構(gòu)上是一種六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)，其在結(jié)構(gòu)上和石墨有著非常強(qiáng)的相似度，熱膨脹系數(shù)也不是很高，熱穩(wěn)定性很好，但是其在價(jià)格上也相對(duì)比較高，雖然熱導(dǎo)率比較高，填充之后粘度會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)上升，這樣也對(duì)材料的應(yīng)用構(gòu)成了一定不利的影響。

氮化硅通常就是采用人工合成的方式將硅和氮元素組合到一起的新型材料，這種材料主要有α和β兩種類型的晶體，都是六方晶體的形式，因?yàn)棣?Si3N4的晶體顆粒當(dāng)中含有晶格應(yīng)力，自由能比β相更高，因此在穩(wěn)定性上并不是很好，β-Si3N4結(jié)構(gòu)當(dāng)中不蹲在晶格應(yīng)力，所以用這種物質(zhì)當(dāng)作填充材料能夠形成顆粒網(wǎng)絡(luò)，這樣也就使得熱導(dǎo)率有了十分顯著的提升，在這樣的情況下，其也具備非常好的力學(xué)性能，在生產(chǎn)的過程中βSi3N4應(yīng)用更為廣泛。研究人員將納米氮化硅為熱導(dǎo)材料來制作充硅橡膠。制成的橡膠具有非常好的熱導(dǎo)性能、物理性能和加工的性能。

2 氧化物填料應(yīng)用分析

氧化物填料比較常見的有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅等物質(zhì)。在實(shí)際的應(yīng)用中，其具有非常好的導(dǎo)熱能力，電熱絕緣的性能也得到了非常顯著的改善，氧化物填料主要是采用與氮化物填料相結(jié)合的方式來完成絕緣高分子材料的填充處理，這樣就可以十分有效的提升材料自身的導(dǎo)熱效率，確保電性能具有非常強(qiáng)的穩(wěn)定性，從而是的生產(chǎn)的成本降到最低的水平。

針狀的氧化鋁在價(jià)格上存在著非常大的優(yōu)勢(shì)，但是其填充量不不是很大，在液體硅膠當(dāng)中，普通的針狀氧化鋁最大的填充量是300份，所以產(chǎn)品的導(dǎo)熱效率會(huì)受到一定的限制，球形的氧化鋁填充量非常大沒在液體硅膠當(dāng)中，其填充量能夠達(dá)到600-800份，同時(shí)其所得到的產(chǎn)品價(jià)格要比其他的方式更高。在研究中發(fā)現(xiàn)，采用氧化鋁當(dāng)作導(dǎo)熱填充料對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行填充，其填充量達(dá)到9成的時(shí)候，其所制得的多層線路印制板熱導(dǎo)率非常高。

氧化鎂的價(jià)格低，在空氣中易吸潮，增粘性較強(qiáng)，不能大量填充，且耐酸性差，很容易被酸腐蝕，限制了其在酸性環(huán)境中的應(yīng)用。研究人員以MgO（40-325目）為導(dǎo)熱填料共混填充聚苯硫醚（PPS），發(fā)現(xiàn)MgO填充量為80%時(shí)，PPS復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)到3.4W/（m?K），并保持較好的力學(xué)性能和電絕緣性能。

氧化鋅的粒徑及均勻性很好，適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂，但其熱導(dǎo)率偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品；質(zhì)輕，增粘性較強(qiáng)，也不適合灌封。

3 碳化物填料及其應(yīng)用

碳化物填料主要是碳化硅和碳化硼填料。碳化硅（SiC）是一種共價(jià)鍵很強(qiáng)的化合物，常見的有六方晶系的α-SiC和立方晶系的β-SiC，類似金剛石結(jié)構(gòu)。碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等特性，同時(shí)具有熱導(dǎo)率高、抗氧化、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在微電子工業(yè)中常用于封裝材料中。但是碳化硅在合成過程中產(chǎn)生的碳和石墨難以去除，導(dǎo)致產(chǎn)品純度較低，電導(dǎo)率高，限制了其在絕緣性能要求高的材料中的應(yīng)用；而且其密度大，在有機(jī)硅類膠中易沉淀分層。

研究人員以SiC為導(dǎo)熱填料來填充環(huán)氧，發(fā)現(xiàn)納米SiC能夠促進(jìn)環(huán)氧樹脂的固化，SiC粒子更易在樹脂體系內(nèi)部形成導(dǎo)熱通路或者導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，減少環(huán)氧樹脂內(nèi)部空隙率，提高了材料的力學(xué)及導(dǎo)熱性能。碳化硼（B4C）是一種耐火材料和超硬材料，熱導(dǎo)率很高，但價(jià)格昂貴，在絕緣高分子材料中應(yīng)用不是很廣泛。還有一些研究人員以碳化硼為導(dǎo)熱填料來填充天然橡膠材料，發(fā)現(xiàn)碳化硼的加入可以提高天然橡膠的熱擴(kuò)散系數(shù)，且天然橡膠的熱擴(kuò)散系數(shù)經(jīng)過老化后也有所提高。

4 混雜填料的應(yīng)用

將不同種類的填料按一定比例配合使用，可以充分發(fā)揮單一填料的特點(diǎn)，由于混雜效應(yīng)，不但可以提高熱導(dǎo)率，還可降低成本。研究人員將BN、AlN、MgO按照3∶2∶5的比例混合，再與聚醚酮、聚酰亞胺的二甲基甲酰胺溶液共混，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模塑物具有較高的導(dǎo)熱性能。還有研究人員用不飽和聚酯、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合加工制備成滿足電器.外殼使用要求的導(dǎo)熱高分子材料，其熱導(dǎo)率可提高到1.13W/（mK），且其力學(xué)性能也較好。研究人員將不飽和聚醋、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、MgO，CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合，制得材料的熱導(dǎo)率為1.13W/（mK），可用于電器設(shè)備和儀器外殼。

在導(dǎo)熱絕緣高分子材料的成型過程中，溫度、壓力、時(shí)間等因素會(huì)影響體系的綜合性能，因此需選擇合適的工藝方法，使導(dǎo)熱絕緣高分子材料的綜合性能最優(yōu)化。

結(jié)束語

當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械、電子和電氣等領(lǐng)域都得到了高度的發(fā)展，這樣一來也就給導(dǎo)熱絕緣高分子材料提出了更為嚴(yán)格的要求，熱導(dǎo)率高同時(shí)在綜合性能上也有著上佳表現(xiàn)的導(dǎo)熱絕緣高分子材料是未來發(fā)展的一個(gè)重要的趨勢(shì)，這類材料的應(yīng)用會(huì)使得我國(guó)的很多領(lǐng)域有更好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

篇9

[關(guān)鍵詞]材料發(fā)展、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料

人類社會(huì)的發(fā)展歷程,是以材料為主要標(biāo)志的。歷史上,材料被視為人類社會(huì)進(jìn)化的里程碑。對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力,決定著社會(huì)的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量。歷史學(xué)家也把材料及其器具作為劃分時(shí)代的標(biāo)志:如石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、高分子材料時(shí)代……

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時(shí)代。1萬年以前,人類對(duì)石器進(jìn)行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進(jìn)入新石器時(shí)代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國(guó)在八千多年前已經(jīng)制成實(shí)用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡(jiǎn)單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時(shí)期已會(huì)冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。直到20世紀(jì)中葉,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。20世紀(jì)中葉以后,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,作為發(fā)明之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時(shí)代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應(yīng)用僅半個(gè)世紀(jì)時(shí)間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅(qū),并在年產(chǎn)量整理的體積上已超過了鋼,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防尖端科學(xué)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制備工藝的發(fā)展,使陶瓷材料產(chǎn)生了一個(gè)飛躍,出現(xiàn)了從傳統(tǒng)陶瓷向先進(jìn)陶瓷的轉(zhuǎn)變,許多新型功能陶瓷形成了產(chǎn)業(yè),滿足了電力、電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要。

現(xiàn)在人們也按化學(xué)成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料三大類以及他們的復(fù)合材料。

金屬材料科學(xué)主要是研究金屬材料的成分組織、結(jié)構(gòu)、缺陷與性能之間內(nèi)在聯(lián)系的一門學(xué)科。金屬材料科學(xué)與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應(yīng)過程和相的關(guān)系,金屬材料的制備方法和形成機(jī)理,結(jié)晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機(jī)理。對(duì)其按化學(xué)成份進(jìn)行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復(fù)合金屬材料。按用途分類包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料。

篇10

關(guān)鍵詞：文物保護(hù)材料

中圖分類號(hào)：G263文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

歷史文物是我們祖先勞動(dòng)、智慧和革命精神的結(jié)晶，具有重要的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值，是國(guó)家文化的內(nèi)涵底蘊(yùn)。文物保護(hù)是一門多學(xué)科、多領(lǐng)域相互交叉的邊緣學(xué)科 ,涉及的范圍廣泛。材料科學(xué)作為基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科在文物保護(hù)研究與處理過程中占有很重要的地位。

當(dāng)我們對(duì)文物實(shí)施保護(hù)處理時(shí)首先考慮到的是它的材質(zhì)和保存現(xiàn)狀，以及物理載荷和化學(xué)環(huán)境等。從某種意義上講，文物保護(hù)工作就是通過對(duì)文物材料及文物于涉材料的研究，以達(dá)到延長(zhǎng)文物保存時(shí)間的目的[1]。

上個(gè)世紀(jì)后半葉，生物工程、新材料等領(lǐng)域不斷革新，這些影響滲透到包括文物保護(hù)領(lǐng)域在內(nèi)的各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，文物保護(hù)技術(shù)在新世紀(jì)必將發(fā)生重大變革。目前國(guó)內(nèi)外常用的封護(hù)劑有甲基丙烯酸樹脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等。這些材料的耐老化時(shí)間一般只有幾年時(shí)間，可逆性不好，存在一定的局限性，在新的世紀(jì)里對(duì)封護(hù)材料的保護(hù)性能提出更高的要求。氟碳有機(jī)氟材料由于具有超耐候性、耐化學(xué)性、氧透過性低、阻燃性等卓越性能被廣泛地應(yīng)用到文物保護(hù)工作中，如：古建、石刻封護(hù)劑，金屬文物的防銹涂料，有機(jī)文物加固劑。隨著納米材料在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)，其也必將從文物保護(hù)新材料中脫穎而出應(yīng)用于古建、石刻、金屬文物、有機(jī)文物、博物館環(huán)境的保護(hù)工作[2]，目前在文物保護(hù)中應(yīng)用比較廣泛的材料做如下分析。

1. 高分子材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

有機(jī)高分子材料是文物保護(hù)中使用的一類重要的材料，在文物保護(hù)中被用做文物的加固材料、粘接材料、表面封護(hù)材料等。在文物保護(hù)中使用的高分子材料包括：天然有機(jī)高分子材料（多糖、 蛋白質(zhì)、 蠟等）；水溶性合成樹脂；溶劑型合成樹脂；反應(yīng)型高分子材料；高分子樹脂乳液等[3]。其在保護(hù)及修復(fù)石質(zhì)文物、壁畫、古建筑、博物館藏品等方面發(fā)揮重要作用[4]。以下為常用的高分子文物保護(hù)材料：環(huán)氧樹脂粘結(jié)力特別強(qiáng)，可以粘合各種金屬和非金屬材料。例如，應(yīng)用環(huán)氧樹脂膠粘劑可以修補(bǔ)、粘接斷裂的石雕藝術(shù)品，殘破的陶器和瓷器，以及用來加固和粘接古建筑木構(gòu)件等。聚乙烯醇縮丁醛乙醇溶液被用來保護(hù)古代壁畫的畫面和用于金屬文物的表面保護(hù)，以及加固脆弱的古代紡織品等方面，效果均不錯(cuò)。聚乙烯醇溶液和聚醋酸乙烯醋乳液也經(jīng)常被用來封護(hù)古代壁畫的畫面層或加固、粘貼壁畫的地仗層。聚醋酸乙烯醋乳液還常常被用來滲透加固古代脆弱的陶器、瓷器、骨器、角器、石器、象牙制品等。丙始酸酣乳液用于古代壁畫顏色的保護(hù)和金屬文物的滲透加固，效果比較好。另外，丙烯酸醋乳液還可用來加固古文化遺址或古墓葬的地基。不飽和聚醋樹脂配合無堿玻璃布作成玻璃鋼代替糟朽木材應(yīng)用在古建筑糟朽木構(gòu)件的加固方面。聚乙二醇試用于古代飽水的木器和漆器的脫水定形處理。有機(jī)硅樹脂可用于防止巖石的表面風(fēng)化作用，以及用有機(jī)硅樹脂來處理飽水的木器和漆器[5]。改性有機(jī)硅S- i 97材料具備良好防水、防酸堿鹽、 防風(fēng)化、防污染、抗凍融以及耐候性、加固性和透氣性,使已風(fēng)化的磚質(zhì)文物得到了有效的保護(hù)[6]。

2. 納米材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等基本特性。納米材料在文物保護(hù)中具有的超雙親界面、抗紫外線和耐老化、透明和防遮蓋及耐腐蝕抗氧化等其他材料所無法比擬的特性。針對(duì)目前文物保護(hù)中存在的問題，納米材料可應(yīng)用于石質(zhì)文物保護(hù)中，納米技術(shù)應(yīng)用在石質(zhì)文物裂隙注漿中[7-8]。MDI型聚氨酯廣泛應(yīng)用于秦俑彩繪陶器保護(hù)中，以物理共混方式采用超聲波分散將納米材料添加到MDI型聚氨酯中，可提高耐光老化性[9]。納米材料在金屬文物[10]、陶器、紡織品等[11]有機(jī)質(zhì)文物等的保護(hù)中都有應(yīng)用。雖然納米材料應(yīng)用于文物保護(hù)具有廣闊的前景但是目前納米材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用仍處于研究階段還有許多問題亟待解決，如納米粒子極易相互吸附而發(fā)生團(tuán)聚降低了納米材料的優(yōu)異性能，降低納米復(fù)合材料的耐紫外穩(wěn)定性。隨著制備方法的改進(jìn)、理論的不斷完善及對(duì)其機(jī)理的不斷深入研究，納米技術(shù)將在文物保護(hù)中得到更廣泛的應(yīng)用[11]。

3. 無機(jī)膠凝材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

在人類早期的建筑活動(dòng)中，粘土、石灰、石膏、火山灰是最早被使用的膠凝材料。因此許多土磚石結(jié)構(gòu)的古遺址、古建筑中都使用過這類早期的膠凝材料?，F(xiàn)在，這類材料已成為最重要的文物保護(hù)用材料。針對(duì)文物不同程度的損傷，如開裂、剝落甚至坍塌等狀況要進(jìn)行加固處理。常用的無機(jī)加固材料有生石灰、氫氧化鈣、硅酸鹽、氫氧化鋇等。古建筑、石質(zhì)文物或者陶質(zhì)文物表面腐蝕或剝落以致殘缺，使其表面的文化特征（如雕刻紋飾或文字等）逐漸消失。解決這類問題，要選用合適的修補(bǔ)材料，采用適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)技術(shù)（如粘結(jié)、壓力灌漿、補(bǔ)缺）來修復(fù)文物。對(duì)于古城墻的修補(bǔ)，我國(guó)使用的技術(shù)主要有粉刷涂料勾縫、替磚修復(fù)、磚粉修復(fù)、外貼仿制面磚、壓力灌漿等。用于文物修補(bǔ)的無機(jī)材料有石灰、水泥、石膏、粘土、石灰石粉等[12]。

4. 仿生無機(jī)材料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

仿生合成技術(shù)是模擬生物礦化過程，以有機(jī)物的組裝體為模板控制無機(jī)物的結(jié)晶形成，制備出具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的新型材料。生物礦化最主要的特征就是從分子水平控制無機(jī)礦物相的結(jié)晶析出，從而使生成物具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。仿生無機(jī)材料具有耐候性優(yōu)越、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓）溫和及對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，為石質(zhì)文物的保護(hù)工作開辟了一條新的途徑。利用仿生技術(shù)模擬生長(zhǎng)此類保護(hù)膜用于文物保護(hù)無疑具有誘人的前景[12]。仿生仿生無機(jī)材料具有優(yōu)越的耐候性、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓）的溫和性以及對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有潛力的新型石質(zhì)文物保護(hù)材料。人們已經(jīng)在石質(zhì)文物表面發(fā)現(xiàn)了一類能夠長(zhǎng)期保護(hù)表面石刻文字的生物礦化膜，其中已經(jīng)得到確切證明的有以草酸鈣為主要成分的無機(jī)膜，也可能還有以磷酸鈣為主要成分的其他生物無機(jī)膜。利用仿生技術(shù)可以在文物表面形成一層很薄的無機(jī)保護(hù)物質(zhì)，該保護(hù)層具有許多令人十分贊賞的優(yōu)點(diǎn)，如：具有致密有序的結(jié)構(gòu)，半透明的外觀，耐候性極佳，耐磨性好，與基底結(jié)合牢固，甚至具有可適當(dāng)調(diào)控的性能和結(jié)構(gòu)。另外，其合成方法與環(huán)境的友好性，以及能在生理環(huán)境下實(shí)現(xiàn)施工的優(yōu)越性，都顯現(xiàn)出仿生技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的潛力[13-15]。

5 涂料在文物保護(hù)中的應(yīng)用

化工涂料行業(yè)的產(chǎn)品隨著各行業(yè)的需求，發(fā)展非常迅速，并早已廣泛應(yīng)用于文物部門的古建筑維修保護(hù)。由于文物保護(hù)科技需求，文物保護(hù)處理使用的涂護(hù)材料，不能改變及損害文物原來的面貌，保護(hù)材料必須無色透明，常溫常壓下施工，干燥膜盡量簿，有較強(qiáng)的附著力和較好的長(zhǎng)期耐侯、耐老化性能與外界環(huán)境隔絕盡可能長(zhǎng)時(shí)間不受外界自然環(huán)境的侵蝕阻止其老化腐蝕及磨損等。田金英對(duì)用于室外金屬文物表面保護(hù)涂料進(jìn)行了研究，在三大類涂料：有機(jī)硅（硅酸鹽）類、丙烯酸和聚氨醋中都選擇出具有代表性的樣品，再經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。結(jié)果表明，丙烯酸清漆均不帶顏色它能涂護(hù)室外的各種金屬飾件，對(duì)金屬文物能起到保護(hù) 和裝飾作用，防止大氣腐蝕，文物本身的面貌改變不明顯。王芳等對(duì)文物保護(hù)中幾種有機(jī)聚合物涂料的光降解進(jìn)行了研究。丙烯酸類涂料的耐老化性能優(yōu)異，不易老化降解，即使降解生成的產(chǎn)物也是不引起顏色變化的物質(zhì)，同時(shí)不易改變文物的外觀，具有特殊的功能。這有益于指導(dǎo)人們選取適宜的文物保護(hù)材料。生漆、溶劑型樹脂涂料、水基樹脂涂料、耐候性氟涂料等涂料在物保護(hù)中都發(fā)揮重要作用。

結(jié)論

科技進(jìn)步日新月異，隨著材料科學(xué)和新技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更先進(jìn)材料用于文物保護(hù)中。文物是傳承歷史的重要符號(hào)，是不可再生的文化資源，對(duì)于文物保護(hù)工作，要針對(duì)文物本身的特點(diǎn)，結(jié)合文物所處環(huán)境，選擇最合適的文物保護(hù)和修復(fù)材料及技術(shù)。對(duì)于文物保護(hù)中使用的材料，其實(shí)就是使用材料的某種或幾種性能 ，同時(shí)還要考慮材料的綜合性能以及與文物基體材料的相容性。文物保護(hù)用材料要在滿足使用性能的基礎(chǔ)上兼顧工藝資源、經(jīng)濟(jì)等方面的因素，綜合指導(dǎo)在文物保護(hù)過程中的材料選擇、組合及應(yīng)用。

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