導語：如何才能寫好一篇高分子復合材料發(fā)展前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學材料；生物相容性；應用現(xiàn)狀；發(fā)展前景

引言

生物醫(yī)學材料是一種毒副作用較小，生物相容性比較好的具有特殊性能和特殊功能的一種醫(yī)用材料，它對人的生命，組織器官是無害的。它的發(fā)展是以提升人類衛(wèi)生健康水品，疾病治療，醫(yī)療保健為目的一種生物材料。生物醫(yī)學材料主要以生物高分子材料，生物陶瓷材料，生物醫(yī)學復合材料及生物金屬材料和生物醫(yī)學衍生材料為主?，F(xiàn)如今生物醫(yī)學而材料已經(jīng)廣泛應用于醫(yī)學領域和科研領域。

一、生物醫(yī)學材料的分類

1、醫(yī)用高分子材料

所謂生物醫(yī)學材料領域中發(fā)展最好的領域，醫(yī)用高分子材料自改革開放以來就發(fā)展非常迅速，現(xiàn)如今醫(yī)用高分子材料已經(jīng)研究出了許多性能量好，應用廣泛的制成品。醫(yī)用高分子材料有很大的便利之處是原材料比較容易獲取，加工制成品比較簡單，而且研究發(fā)現(xiàn)人體大部分組織器官的軟組織部位，比如血管，呼吸道等都是由高分子材料構(gòu)成，這一特點使得醫(yī)用高分子材料的應用越來越受到人們的重視。

2、生物陶瓷材料

生物陶瓷材料也可以因為其化學組成而被叫做生物無機非金屬材料，它也是具有大部分生物醫(yī)學材料共有的生物特性，它是一種具有很好的生物相容性，與醫(yī)用高分子材料相比生物陶瓷材料化學性質(zhì)極其穩(wěn)定。從性能上來講，生物陶瓷材料與生物體具有高度親和性，毒副作用非常小，也很少與生物體產(chǎn)生免疫排斥反應。由于生物陶瓷材料的這些良好特性，近年來也逐漸被研究開發(fā)，現(xiàn)已經(jīng)普遍受到關(guān)注。生物陶瓷材料可以分為惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每類生物陶瓷材料都逐漸被廣泛利用。

3、醫(yī)用金屬材料

生物金屬材料顧名思義具有很強的機械強度，因為這種材料的組成主要是金屬或者合金，它的化學組成決定了此種材料具有很好的抗疲勞特性。鈦合金和鈷合金就是被廣泛使用在臨床上為人所熟知的醫(yī)用類金屬材料，另外還有不銹鋼。它們?nèi)叱Ｗ鳛橹踩氩牧希饕\用于骨和牙等硬組織的替換。比較常用在臨床上的是貴重金屬例如金，銀和鉑，當然一些常見材料比如鐵、鎂及銅等都有應用于臨床試驗上，只是這些金屬的生物特性不是很好，因此尚未受到專家認可。

4、生物醫(yī)學復合材料

生物醫(yī)學復合材料是由兩種或兩種以上不同材料混合而成，比如現(xiàn)運用于臨床的一些生物傳感器就是由高分子材料結(jié)合生物高分子形成的。另外，人工骨頭也可以有碳和鈦復合而成。

5、生物醫(yī)學衍生材料

生物醫(yī)學衍生材料是將生物組織進行特殊處理形成的，雖然它已經(jīng)不具有生物活性，但是由于它有著天然生物相同的構(gòu)型因而在人體修復和替換的過程中成功率比較高。

二、生物醫(yī)學材料的應用現(xiàn)狀

生物醫(yī)學材料作為一項發(fā)展迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展已經(jīng)受到全世界的普遍關(guān)注。現(xiàn)如今隨著分子材料和人造器官的廣泛使用，生物醫(yī)學材料交叉著諸多學科成為創(chuàng)新材料的重要組成部分。生物醫(yī)學材料的運用雖然在亞洲地區(qū)發(fā)展較快，但目前還主要在經(jīng)濟發(fā)達國家具有競爭優(yōu)勢。發(fā)達國家現(xiàn)已逐步形成生物材料工業(yè)體系，創(chuàng)新材料制成產(chǎn)品比較多，每年的銷售額也非常巨大，甚至可以達到藥物市場的銷售額。目前，主要的生物材料產(chǎn)品中具有代表性的有：人工器官、人工關(guān)節(jié)、人工股骨頭都是運用生物醫(yī)學材料來替代的。

三、生物醫(yī)學材料的發(fā)展前景

生物醫(yī)學材料作為新技術(shù)革命中高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，將成為國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要驅(qū)動力。就我國而言，人口眾多、人口老齡化、交通擁擠及衛(wèi)生醫(yī)療狀況需要改善的國情來講，人們在生活水平不斷提高的同時對醫(yī)療保健的要求越來越高，同時對行業(yè)創(chuàng)新的提升具有迫切需求。生物醫(yī)學材料工業(yè)體系解決了眾多疾病難題，促進了醫(yī)療水平和提高了疾病治療成功率?，F(xiàn)如今，國家已經(jīng)充分認識生物醫(yī)學材料的V大發(fā)展前景，并投入大量資金用于技術(shù)研究、仿制到創(chuàng)新。在全區(qū)，如今生物醫(yī)學材料的發(fā)展已經(jīng)能夠與汽車行業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中的地位相比，銷售市場和銷售額大幅度擴增。

四、結(jié)語

綜上所述，生物醫(yī)學材料具有如此強大的經(jīng)濟競爭實力，具有極大的發(fā)展前景。我國這場新技術(shù)革命中不僅面臨國內(nèi)設施條件的制約，而且被發(fā)達國家的材料工業(yè)體系所發(fā)展的巨大市場所沖擊著。我國爭取在新技術(shù)革命中能夠占一席之地，必須加大對生物材料的研究和運用，從仿制到創(chuàng)新，加強知識產(chǎn)權(quán)的保護的同時也要積極向發(fā)達國家學習，迅速轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)成果，重點突破，追蹤生物材料的前沿，形成競爭優(yōu)勢。在國家的重點關(guān)注和支持的情況下，生物醫(yī)學材料這種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)即將在中國迅猛發(fā)展。

[參考文獻]

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關(guān)鍵詞：磷系阻燃劑；阻燃機理；種類；展望

1、引言

隨著高分子材料科學與工程的發(fā)展，各種高分子復合材料正在逐步取代傳統(tǒng)材料而應用于社會生產(chǎn)與生活的各個領域。但是，高分子復合材料具有優(yōu)越性能的同時，還具有可燃性，這給人們的生產(chǎn)與生活帶來了一定的隱患，因此，對于高分子復合材料的燃燒特性以及防火技術(shù)的研究具有重要的意義。阻燃劑在塑料助劑中的消耗量僅次于增塑劑，己成為塑料助劑中用量第二的大品種，其中，磷系阻燃劑由于其自身的特點與優(yōu)勢，非常符合阻燃劑的發(fā)展方向，具有很好的發(fā)展前景。

2、磷及磷化合物阻燃機理

阻燃劑的使用能夠有效的延緩和抑制高分子材料的燃燒傳播速度，以及被熱引燃的概率，是高分子復合材料工業(yè)中的一種重要助劑。磷及磷化合物由于其自身特點和性能，在很早之前就己被當做阻燃劑來使用。它的阻燃機理主要是在高分子材料以及氧化劑或熱源之間形成隔離膜，從而達到阻燃效果。按磷化合物在不同反應區(qū)所起的阻燃作用可分為凝聚相中阻燃機理和蒸汽相中阻燃機理兩種。

加入磷系阻燃劑的高分子材料在進行燃燒時，磷化合物受熱分解，產(chǎn)生化學反應，生成聚偏磷酸，由于聚偏磷酸是一種不易揮發(fā)的穩(wěn)定化合物質(zhì)，因此可以在高分子復合材料表面形成一層有效的保護膜，防止復合材料燃燒，起到阻燃作用。另外，聚偏磷酸具有較強的吸水或脫水效果，可以形成具有一定厚度的不易燃燒的碳層，從而起到阻燃作用。含磷阻燃劑也是一種自由基捕獲劑。利用質(zhì)譜技術(shù)可發(fā)現(xiàn)，任何含磷化合物在復合材料燃燒時都能形成P0?，然后與燃燒區(qū)域范圍內(nèi)的氫原子產(chǎn)生化學反應，起到抑制燃燒的作用。

另外，磷系阻燃劑在阻燃過程中可以產(chǎn)生一定的水分，這些水分一方面可以稀釋氣相中的可燃物濃度，另一方面也可以降低凝聚相的溫度，從而可以更好的起到阻燃的作用。

3、磷系阻燃劑種類

根據(jù)磷系阻燃劑的組成和結(jié)構(gòu)的不同，可將其分為無機型磷系阻燃劑、有機型磷系阻燃劑以及復合型磷系阻燃劑三大類。其中，無機型阻燃劑主要包括紅磷和磷酸鹽兩類，有機型阻燃劑主要包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和磷鹽等，而復合型阻燃劑主要就是指膨脹型阻燃劑。

3.1　無機型阻燃劑

紅磷又名赤磷，具有高效、抑煙以及低毒等優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良的阻燃劑。但是在實際應用過程中，紅磷也具有許多不良之處：因為紅磷的著火點較低，所以具有易燃的特點，并且粉末易爆炸，受潮時容易氧化成酸，釋放出有毒氣體，同時，在實際應用過程中不易均勻的分散于高分子復合材料之中。為了有效的克服這些缺點，提高其性能，各國化學工業(yè)的公司或企業(yè)都對紅磷表面的改性進行了研究，推出了用有機物或無機物來包覆紅磷等包覆紅磷的產(chǎn)品。紅磷作為阻燃劑還沒有在我國進行廣泛使用，對于它的研究目前還比較少，但是，由于它具有廣泛的應用前景，因此仍然還應當引起重視和注意。

聚磷酸銨是一種性能良好的無機磷阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域之一。聚磷酸銨的阻燃元素含量較高，同時熱穩(wěn)定性能也較好，另外，還具有價錢較低、毒性較少、阻燃性能持久等優(yōu)點。聚磷酸具有脫水效果，可使高分子復合材料脫水炭化形成一層碳層保護層，將復合材料與氧氣、熱源等隔離，起到很好的阻燃作用。聚磷酸銨雖然成本較低，使用簡單方便，效果也不錯，但是在應用中也具有一些不可避免的缺點。例如，在空氣中容易受潮，用于棉織物則對其強度影響較大，用于紙張則會使紙張發(fā)黃變脆。通過研究可知，聚磷酸銨的微膠囊化可以有效的防止其在空氣中的受潮，從而增強它的阻燃效果。另一方面提高聚磷酸銨的聚合度也可以增強它的阻燃整體效果。

3.2　有機型阻燃劑

有機磷化合物是添加型阻燃劑，其中，磷酸酯系列是有機磷阻燃劑的主要系列。由于磷酸酯成本較低、資源豐富，與高分子復合材料的相容性較好，因此被廣泛的應用于有機型磷系阻燃劑之中。磷酸酯阻燃劑主要可分為含鹵類和無鹵類兩種。無鹵類磷酸酯阻燃劑可抑制燃燒后的殘余物，產(chǎn)生較少的腐蝕性氣體；含鹵類磷酸酯由于同時含有鹵素和磷素，因此阻燃效果較為理想。表1為無鹵類和含鹵類磷酸酯阻燃體系的比較。

相對于磷酸酯來說，亞磷酸酯的研究用于阻燃的較少，大多都是偏向于抗氧劑以及防老劑等方向的發(fā)展。亞磷酸酯類阻燃劑的作用主要是用于聚氨酯泡沫塑料薄片與無紡布人造革等面料的阻燃。

膦酸酯系列阻燃劑化學穩(wěn)定性較強，具有耐水耐溶劑性，是一類很有發(fā)展前途的阻燃劑。該阻燃劑是一類具有良好的耐熱性、較高的穩(wěn)定性以及優(yōu)良的耐水性的添加型阻燃劑，主要用于聚酯纖維的阻燃。

磷鹽系列的阻燃劑代表主要為氯化四羥甲基磷，它的主要用于棉紗以及棉織品的阻燃處理。屬于早期開發(fā)的織物阻燃劑，但是因為在使用和制造過程中可能產(chǎn)生一些具有致癌性的物質(zhì)，故現(xiàn)在很少使用。目前己對其進行了改性研究，開發(fā)出一系列的新型產(chǎn)品，并應用在防雨布、軍用棉布和工作服的阻燃處理。

3.3　復合型阻燃劑

復合阻燃劑主要是利用種類的阻燃劑的協(xié)同效應來提高阻燃的效果。目前對于此類復合型阻燃體系的研究較為廣泛。主要成果有添加型復合磷系阻燃劑和化合物型復合磷系阻燃劑。添加型復合磷系阻燃劑是一種實用且較為簡單的提高阻燃效果的方法，含氮化合物阻燃劑本身毒性低，且燃燒的產(chǎn)物毒性也較低、并且燃燒過程產(chǎn)生的腐蝕性氣體較少，是通過凝聚相和氣相的阻燃，阻燃效率高；化合物型復合磷系阻燃劑主要是氮－磷、氮－磷－澳、氮－磷－氯、澳代磷酸醋、氯代磷酸醋化合物。由于同一阻燃劑分子中含有多種阻燃元素，阻燃元素的協(xié)同效應使聚合物材料的阻燃效果提高。

4、對于磷系阻燃劑的展望

磷系阻燃劑具有低毒、低煙、低鹵甚至無鹵的特性，并且效率高、用量少，在阻燃劑領域備受關(guān)注，尤其是在我國，有著更大的發(fā)展空間和潛力。同時，由于其自身的表面處理技術(shù)不夠完善、一些阻燃劑相容性差、有機磷系多為液體、熱穩(wěn)定性較差、發(fā)煙量大、揮發(fā)性大等缺陷，使其的應用受到了一定的限制。所以，對于磷系阻燃劑的研究還在繼續(xù)中，具體有以下一些方面：開發(fā)對材料性能影響小，且高效低毒的阻燃劑；開發(fā)有機磷阻燃劑和無機納米阻燃劑相協(xié)同的阻燃機理，研制出新型的復合阻燃劑；加強開發(fā)帶有像P、N、cl、Rr等多官能團的阻燃劑或者與其他鹵素于一身的阻燃劑，由于分子中的各種協(xié)同作用，促進了阻燃的效果。

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關(guān)鍵詞：膠原生物醫(yī)用材料；優(yōu)勢；臨床醫(yī)學應用

生物醫(yī)學材料是一類對人體細胞、組織、器官具有增強、替代、修復、再生作用的新型功能材料。它有獨特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期間，同機體之間不產(chǎn)生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、發(fā)熱、過敏等現(xiàn)象；②具有生物功能性，在生理環(huán)境的約束下能夠發(fā)揮一定的生理功能；③具有生物可靠性，無毒性，不致癌、不致畸、不致引起人體組織細胞突變和組織細胞反應（即“三致物質(zhì)”），有一定的使用壽命，具有與生物組織相適應的物理機械性能；④化學性質(zhì)穩(wěn)定，抗體液、血液及酶的作用；⑤針對不同的使用目的具有特定功能。按生物醫(yī)用材料性質(zhì)的不同可分為四大類：①醫(yī)用金屬材料。主要用于硬組織的修復和置換，有鈷合金（Co-Cr-Ni）、不銹鋼、鈦合金（Ti-6Al-4V）、貴金屬系、形狀記憶合金、金屬磁性材料等7類，廣泛用于齒科填充、人工關(guān)節(jié)、人工心臟等。②醫(yī)用高分子材料。有天然與合成兩類，通過分子設計與功能拓展，即合金化、共混、復合（ABC）等技術(shù)手段，可獲得許多具有良好物理機械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化鋁陶瓷材料、醫(yī)用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羥基磷灰石、生物活性玻璃等）。④醫(yī)用復合材料。由兩種或者兩種以上不同性質(zhì)材料復合而成，取長補短，達到功能互補。主要用于修復或者替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造。膠原屬于細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，結(jié)構(gòu)復雜，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)決定功能和性質(zhì)的原則。其分子量大小、形狀、化學反應以及獨特的生物分子等對功能、性質(zhì)起著決定性作用。膠原來源廣泛，資源豐富，性質(zhì)特殊。是21世紀生物醫(yī)學材料研究和應用的熱點和重點[1]。

1膠原生物醫(yī)學材料的優(yōu)勢

（1）低免疫源性。組織膠原具有一定的免疫性，20世紀90年代研究發(fā)現(xiàn)，其免疫源性來自于端肽及變性膠原和非膠原蛋白質(zhì)，在提取膠原時，除去端肽及純化分離掉變性膠原和非膠原蛋白，能得到極弱免疫原性的膠原材料。（2）與宿主細胞及組織之間的協(xié)調(diào)作用。其特點：①膠原有利于細胞的存活和促進不同類型細胞的生長；②膠原不但可增加細胞黏結(jié)，而且有利于控制細胞的形態(tài)、運動、骨架組裝及細胞增殖與分化。（3）止血作用。膠原的四級特殊結(jié)構(gòu)能使血小板活化、釋放出顆粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。膠原是一種特殊的生物降解材料，其降解性作為器官移植的基礎。（5）物理機械性能。膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)以及自身交聯(lián)而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有很高的強度，可滿足機體對機械強度的要求；另外通過進一步的交聯(lián)增強其強度，而且采用不同的交聯(lián)劑可獲得不同的強度和韌性材料。通過復合和接枝共聚能獲得更多性能優(yōu)良的材料。（6）組織工程（Tissueengineering）。膠原的優(yōu)良特性使其在組織工程中扮演更重要的角色，大量應用于臨床，前景廣闊。

2膠原在生物臨床醫(yī)學上的應用

[2]（1）手術(shù)縫合線。當前應用的天然與合成材料制備縫合線均存在這樣那樣的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆線；或者與組織反應大，引起發(fā)炎、造成傷口瘢痕明顯；或者吸收時間過長等。而膠原制備的縫合線既有與天然絲一樣的高強度，又有可吸收性；使用時有優(yōu)良的血小板凝聚性能，止血效果好，有較好的平滑性和彈性，縫合結(jié)頭不易松散，操作過程中不易損傷肌體組織?？刹捎脧秃吓c交聯(lián)改性方法提高縫合線功能和性能，制備的可吸收縫合線有：①純膠原可吸收縫合線；②膠原/聚乙烯醇共混復合；③膠原/殼聚糖復合可吸收縫合線；④膠原/殼聚糖/聚丙烯酰胺復合可吸收縫合線。（2）止血纖維。膠原纖維是一種天然的止血劑和凝血材料，且止血功能優(yōu)異。膠原纖維是一種集止血、消炎、促愈為一體，可被組織吸收，無毒、無副作用的醫(yī)用功能纖維，相比于以前使用的氧化纖維素、羧甲基纖維素及明膠海綿等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海綿。膠原海綿有良好的止血作用，能使創(chuàng)口滲血區(qū)血液很快凝結(jié)，被人體組織吸收，一般用于內(nèi)臟手術(shù)時的毛細血管滲出性出血。臨床應用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮膚科、燒傷科、婦產(chǎn)科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等幾乎所有的手術(shù)。（4）代血漿。當人體由于外傷或其他原因發(fā)生意外急性失血時，最佳方法必須立刻輸血，但眾所周知，血液來源非常困難！而且不能長久保存，輸血之前還需鑒定血型和配型。因此，尋找理想的代用品成為人們的夢想。20世紀50年明膠代血漿受到重視，且符合血漿的條件和性質(zhì)，國外已大量使用，我國正在積極推進其產(chǎn)業(yè)化。國外明膠類代血漿有脲交聯(lián)明膠、改性液體明膠和氧化聚明膠3種。國內(nèi)有氧化聚明膠、血安定（Gelofu-sine）海星明膠和血代（Haemaccel）。（5）水凝膠。水凝膠是一些由親水大分子吸收了大量水分形成的溶脹交聯(lián)狀態(tài)的半固體（三維網(wǎng)絡），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶脹性、柔軟性和彈性，以及較低的表面張力等特殊性質(zhì)。交聯(lián)方式有共價鍵、離子鍵和次級鍵（范德華力、氫鍵等）。水凝膠是高分子凝膠中的一類，可分為物理凝膠和化學凝膠。為改善性能需對天然高分子與合成高分子進行共混復合制備新型水凝膠（互穿網(wǎng)絡水凝膠），現(xiàn)已取得很大進展。制成的復合材料有膠原/聚甲基丙烯酸羥乙酯水凝膠、膠原/聚乙烯醇水凝膠、膠原/聚異丙酰胺水凝膠、膠原/殼聚糖水凝膠等。（6）敷料。敷料是能夠起到暫時保護傷口、防止感染、促進愈合作用的醫(yī)用材料。有普通敷料（常用植物纖維紗布）、生物敷料（膠原蛋白及其改性產(chǎn)品以及左旋糖酐、殼聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和復合敷料等四種。開發(fā)使用的品種有海綿型敷料、膠原膜敷料、凝膠敷料。（7）人工皮膚。人工皮膚是在創(chuàng)傷敷料基礎上發(fā)展起來的一種皮膚創(chuàng)傷修復材料和損傷皮膚的替代品。其制備方法采用復合與交聯(lián)法，一是提高膠原的機械強度；二是膠原與其他天然高分子進行雜化改善機械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年來組織工程（一門多學科的交叉科學）研究的重點之一。當今臨床應用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是滌綸纖維編織的人工血管，但只能對大口徑血管有較短的替代作用。后來開發(fā)聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨體聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多種方法進行改性，以適應血管植入的要求。此外，還有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸異構(gòu)體（PLLA）等。（9）人工食管。分為兩種，一種是用自身的其他組織或器官（如結(jié)腸、空腸、胃、胃管和游離的空腸等）加工而成，現(xiàn)已廣泛應用于臨床，優(yōu)缺互見；另一種是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金屬管、PTFE管、硅膠管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后發(fā)展了PTFE、硅橡膠、硅膠涂覆的滌綸編織管（PET）、碳纖維管等。近年以來，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作無細胞支架的人工食管、組織工程化食管等。（10）心臟瓣膜。分為機械瓣膜（金屬瓣）和生物瓣膜。心臟瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外還有聚β—羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有膠原、纖維蛋白凝膠、去細胞瓣膜支架等。（11）骨的修復和人工骨。目前仍以金屬（不銹鋼、鈷鉻合金、鈷鎳合金、鈦合金）為主；高分子材料，諸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（結(jié)晶氧化鋁、羥基磷灰石）以及復合材料。膠原以其獨特的性能成為不可或缺的生物材料，在骨修復中起舉足輕重作用。①在組織引導再生術(shù)中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“誘導成骨”、“傳導成骨”，實現(xiàn)再生修復和骨愈合的作用。②組織工程化骨組織的構(gòu)建。包括三個方面：一是尋求能夠作為細胞移植與引導新骨生長的支架結(jié)構(gòu)作為細胞外基質(zhì)（ECM）的替代物；二是種子細胞；三是組織工程骨的組織還原（骨缺損修復）。（12）角膜與神經(jīng)修復。角膜膠原膜和組織工程化角膜；人工神經(jīng)支架采用膠原、膠原/殼聚糖或膠原/糖胺聚糖等。（13）藥物載體。藥物載體由高分子材料充當，大多數(shù)為傳遞系統(tǒng)，其主要成分是膠原和明膠。有膠原膜、膠原海綿、藥用膠囊和微膠囊和丸劑與片劑。（14）固定化酶載體。膠原可作為細胞或酶的載體，其特點：①膠原本身是蛋白質(zhì)，對酶和細胞的親和性是其他材料不可及的；②膠原蛋白成膜性好，可制成各種酶膜；③膠原蛋白肽鏈上具有許多官能團，諸如羧基、氨基、羥基等，易于吸附和固化。膠原蛋白有很好的生物相容性，在體內(nèi)可被逐步吸收，交聯(lián)接枝共聚后賦予了材料良好的物理機械性能，且可在體內(nèi)長期保存。廣泛應用于人體的各個部位。生物醫(yī)學材料在人體的應用部位，詳見圖1[3]。

3結(jié)語

隨著社會文明的不斷進步，生命至上理念不斷深入人心，天賦人權(quán)，生命是任何人都不能剝奪的最高權(quán)利，人類對身心健康和生活質(zhì)量越來越重視。當前，新型材料更多的應用于醫(yī)藥和臨床，尤其如膠原基生物材料，以其獨特的優(yōu)勢和優(yōu)異的性能在這一領域大顯身手?？萍几淖兾磥怼⒏淖兩?，天然高分子與合成高分子材料通過共混、復合、合金化、納米化等技術(shù)手段，制備成多種新穎獨特的新材料和新產(chǎn)品。尤其應用于臨床和組織器官工程挽救了數(shù)以萬計的人類生命并提高了生命質(zhì)量和延長了壽命。隨著3D打印技術(shù)在生物醫(yī)療領域的快速發(fā)展，如何制備出適合3D打印的不同類型膠原蛋白材料，并保證在打印過程中蛋白不變性、強度可控、易塑性等成為研究的新課題[4]。

當今，是生物高分子時代，隨著科技發(fā)展日新月異，生命科學和生物材料研究的不斷深入。生物醫(yī)藥是“十四五”的新興產(chǎn)業(yè)鏈。膠原在生物醫(yī)學、醫(yī)藥、組織器官工程和臨床醫(yī)學的應用將更加光明，潛力非常巨大。開發(fā)應用必將成為廣大科研人員研究的重點和熱點，我們將拭目以待有更多的新型材料和產(chǎn)品為人類的健康服務并造福人類。

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關(guān)鍵詞：白色污染； 聚乳酸； 降解

前言

S著塑料的廣泛應用和產(chǎn)量的持續(xù)增大?！鞍咨廴尽眴栴}己變得越來越嚴重，成為當今世界最嚴重污染源之一，己受到各國的重視，并且制定了相關(guān)的法律政策來處理。現(xiàn)在各國除了研究如何回收廢棄塑料外，更多的精力是研究可降解的高分子材料，從而在根本上解決塑料的“白色污染”問題。主要原因是高分子材料的回收利用，從理論上講，可以解決環(huán)境污染，也可以解決資源短缺的問題，但在實施過程中，往往受到高分子材料本身性質(zhì)、技術(shù)及成本等的限制；而研究開發(fā)可降解的高分子材料則成為20世紀70年代以來重要課題，受到世界范圍內(nèi)的關(guān)注仁。

1可降解性高分子材料的降解機理

高分子材料的生物降解是指在生物（主要是指真菌、細菌等）作用下，聚合物發(fā)生降解、同化的過程、生物降解主要取決于聚合物分子的大小和結(jié)構(gòu)、微生物的種類以及環(huán)境因素。聚合物的降解機理十分復雜，一般認為材料在體內(nèi)的降解和吸收是受生物環(huán)境作用的復雜過程，包括物理、化學和生化因素。物理因素主要是外應力，化學因素主要有水解、氧化及酸堿作用，生化因素主要是酶和微生物。由于植入體內(nèi)的材料主要接觸組織和體液，因此水解（包括酸堿作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解機制。

2聚乳酸的降解性能

與大部分熱塑性聚合物相比，PLA具有更好的降解性能。PLA的降解首先通過主鏈上的降解性能。PLA的降解首先通過主鏈上的C-O水解，然后在酶的作用下進一步降解，最終生成無害的水和二氧化碳。由于具有降解性能，故人們擔心其使用壽命。實際上，PLA的降解速度相對比較緩和；更為重要的是，PLA的降解總是在先行水解之后才可能酶解。依照聚合物的初始相對分子品質(zhì)、形態(tài)、結(jié)晶度等，PLA降解的速度可從幾星期到幾個月甚至是1～2年。但如果與微生物和復合有機廢料混合埋入地下，它的降解速度會加快。因此它是一種理想的生物降解材料，特別適宜于2～3年的短期用途。影響PLA降解速度的因素主要有結(jié)晶度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、相對分子質(zhì)量和介質(zhì)的pH值等。水先滲入聚乳酸的無定形區(qū)，導致酷鍵斷裂，當大部分無定形區(qū)己降解時，才由晶區(qū)邊緣向晶區(qū)中心逐步降解。晶區(qū)降解速度很慢，因此結(jié)晶度大小對降解速度有很大的影響。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于水解溫度則水解加快。相對分子質(zhì)量越小及其分布越寬的PLA降解速度越快，這是因為相對分子質(zhì)量越大，聚合物的結(jié)構(gòu)越緊密，內(nèi)部的酷鍵越不容易斷裂，并且相對分子質(zhì)量越大，降解所得的鏈段越長，易溶于水中，產(chǎn)生的H+越少，使pH值下降緩慢。酸或堿都能催化PLA水解，介的pH值也是影響PLA降解速率的重要因素。

3 PLA共混改性的研究進展

通過與韌性聚合物共混，也是常用的改進聚乳酸柔性的途徑，目前人們己經(jīng)研究的很多共混體系，如乙烯一醋酸乙烯共聚物（poly（ethylene-vinyl acetate））、聚4-乙烯基苯酚（poly（4-vinylphenol）、聚ε-己內(nèi)酯、聚3羥基丁酸酯（poly（3-hydroxybutyrate）等。

沈一丁等[4]將熱塑性淀粉（TPS）與聚乙二醇（PEG）、聚乳酸（PLA）共混后，采用溶劑蒸發(fā)法制備出完全生物降解的聚乙二醇改性淀粉/聚乳酸薄膜（SPLA）。聚乙二醇增塑SPLA薄膜，有效的降低了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱塑性淀粉和PLA的相容性，體系的耐水性、強度均隨著PLA含量的增加而增加，不過這種薄膜的強度和柔性并沒有得到改善。

龔華俊等[5]采用超聲輔助原位濕法合成多壁碳納米管/輕基磷灰石納米復合材料（MWNTs/HA），并通過溶液澆鑄法制備了PLA/MWNTs/HA復合材料薄膜，靜態(tài)力學和動態(tài)力學性能分析表明，當MWNTs/HA為0.05～0.10份時，對復合薄膜有一定的增韌效果，復合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著MWNTs舊A用量增加呈上升趨勢。

PCL除可以和PLA共聚形成共聚物改善柔性外，還可以與PLA共混來改善PLA基體的脆性。直接共混PLA和PCL，兩種組分是不相容的，兩者混合時必須添加一定的相容劑。Wang等在PLL刀PcL體系中，以亞磷酸三苯酯（TPPi）為催化劑，在熔融狀態(tài)下進行混合。結(jié)果表明，在共混過程中發(fā)生酯交換反應，生成界面相容劑，促進組分均勻分布，提高體系的機械性能，并大大改善了體系的柔性，當添加TPPi2%時，PLLA/pCL（80/20）斷裂伸長率從28%提高到了128%。

顧書英等[11]采用熔融擠出法制備聚乳酸/對苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PBAT）共混物，發(fā)現(xiàn)低含量低的PBAT的加入適當?shù)奶岣吡司廴樗岬臄嗔焉扉L率，不過共混物的拉伸、彎曲性能也有所降低。當PBAT含量較高時，共混物斷面的SEM照片可以明顯觀察到兩相不相容。

4 聚乳酸在包裝領域的生產(chǎn)應用現(xiàn)狀

聚乳酸作為包裝材料有其獨特的優(yōu)勢，可以說，聚乳酸包裝材料完全可以替代傳統(tǒng)的包裝材料，在很多方面更優(yōu)于傳統(tǒng)包裝材料。與傳統(tǒng)熱塑性塑料相比，聚乳酸作為包裝材料有以下優(yōu)點[13]：

（l）完全折疊性和纏結(jié)保持力取向性的PLA薄膜具有和玻璃紙膜、金屬薄片等相媲美的完全折疊性和纏結(jié)保持力，即可以弄皺或折疊，這些普通塑料膜是不具備的。

（2）高的光澤度和透明度PLA的高透明性和光澤度可以和玻璃紙以及聚對苯二甲酸乙二酯相比，是普通聚丙烯薄膜的2～3倍，低密度聚乙烯的10倍。

（3）阻隔性能和良好的印刷性能乳酸的基本重復單元使得PLA是一種內(nèi)在極性的材料，這種高的極性導致聚乳酸具有高的表面能，從而產(chǎn)生良好的印刷性能，此外它還能夠阻止脂肪族分子的透過，具有很好的抗油性。

（4）低溫熱封性能無定形聚乳酸薄膜的熱封溫度和EVA（巧%）相同，都在80～85℃之間。

以上的這些優(yōu)點，注定聚乳酸會在包裝領域大放異彩，就目前的生產(chǎn)狀況來看，聚乳酸薄膜開發(fā)應用的前沿集中在日本和美國，國內(nèi)僅僅出于起步階段。

5 可降解塑料的開發(fā)趨勢及發(fā)展前景

可降解塑料盡管存在種種問題，但它的發(fā)展方興未艾，以下幾個方面代表了可降解塑料的發(fā)展方向：（1） 積極開發(fā)高效廉價光敏劑、氧化劑、生物誘發(fā)劑、降解促進劑和穩(wěn)定劑等，進一步提高可降解塑料的準時可控性、用后快速降解性和完全降解性。（2）為避免二次污染，同時保證有豐富的原料，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料將會越來越受到重視。（3） 水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而備受矚目，也成為環(huán)境適應性材料的又一熱點。（4） 充分利用基因工程技術(shù)培育可生產(chǎn)聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

可降解塑料的發(fā)展，不但在一定程度上緩解了環(huán)境污染，而且對日益枯竭的石油資源也是一個補充。許多國家已開始考慮用生物可降解塑料代替部分石油化工合成塑料，并陸續(xù)頒布了一些法規(guī)，如意大利的立法規(guī)定自1991 年起所有包裝用塑料都必須可降解，我國也已開始考慮禁用不可降解的塑料制品。據(jù)日本生物降解塑料實用化檢討委員會預測，今后10 年內(nèi)全世界生物可降解塑料的市場規(guī)模為130 萬噸。我國每年產(chǎn)生的塑料垃圾達100 萬噸以上，若其中的20 %以降解塑料取代的話，需求量也在20 萬噸以上，市場潛力是很大的?？山到馑芰系陌l(fā)展適應了人類可持續(xù)發(fā)展的要求，因此，可降解塑料的發(fā)展前景是美好的。

參考文獻

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篇5

[論文摘要]目前，靜電在生物工程中有著重要的應用。介紹高分子抗靜電的方法，闡明高分子材料抗靜電技術(shù)在我國的發(fā)展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節(jié)里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見的靜電現(xiàn)象。實際上，靜電在生物工程中有著重要的應用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質(zhì)，其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗А⒈倔w傳導以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面?zhèn)鲗橹饕緩健Ｒ驗楸砻骐妼室话愦笥隗w積電導率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此，通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法，而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術(shù)等。

（一）添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結(jié)構(gòu)型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導體的性質(zhì)，凡同時具備上述兩項性質(zhì)的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同，它屬于分子導電物質(zhì)。根本上講，此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無法直接單獨應用，一般作導電填料與其它高分子基體進行共混，制成抗靜電復合型材料，這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為RYx，其中R為親油基團，x為親水基團，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團，此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展狀況

我國許多科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發(fā)的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復合物），近年來又開發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產(chǎn)品則為有機硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成，杭州化工研究所開發(fā)的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開發(fā)的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡合物）；上海合成洗滌劑三廠開發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國內(nèi)領先地位，部分品種可以替代進口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復合物）等； 河南大學開發(fā)的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發(fā)展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領域，目前國內(nèi)多家科研機構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結(jié)語

我國合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對目前國內(nèi)研究、生產(chǎn)、應用與需求現(xiàn)狀，對我國合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

（一）加大新品種開發(fā)力度

近年來國外開發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內(nèi)科研院所應根據(jù)我國合成材料制品要求，開發(fā)出多種高性能、環(huán)保無毒的抗靜電品種，并不斷強化應用技術(shù)研究，以滿足國內(nèi)需求。

（二）加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復配，向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內(nèi)開發(fā)方興未艾，國內(nèi)要加快抗靜電母粒的開發(fā)與研究，促進我國抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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篇6

關(guān)鍵詞：高嶺土；深加工；納米；超細

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.101

隨著時代的發(fā)展，科技的進步，我國對于高檔高嶺土的需求不斷增強，在此情況下，最需要做的就是不斷增強我國的高嶺土的質(zhì)量、提高高嶺土的檔次，加強高嶺土深加工的科學技術(shù)含量。納米技術(shù)的出現(xiàn)可以說是革命性的改變，納米顆粒因其具有很多特性在不斷刷新著人民對傳統(tǒng)應用的觀念，由此看來，想要提高高嶺土的檔次，增強其深加工的技術(shù)含量，那么將納米技術(shù)與高嶺土進行有機結(jié)合勢在必行，也就意味著高嶺土的未來發(fā)展方向就是高嶺土納米化。那么我們就如何對高嶺土進行深加工這個問題來進行深入的探討。

1 納米高嶺土的新特性與應用

當高嶺土的顆粒達到納米量級后，那么就會出現(xiàn)納米微粒所具有的獨特的特性。

（1）納米高嶺土微粒的表面效應。此時的納米高嶺土粉體的顆粒將會變得更加細小，而且其表面積也會增大，致使顆粒表面的原子數(shù)不斷增多，又因為原子配位的不足及高表面能，導致原子的活性非常高，而且很不穩(wěn)定，這樣就使其與其他原子結(jié)合的可能性大大增加。充分利用此特性，將納米高嶺土與橡膠、塑料進行有機結(jié)合，致使納米微粒與橡膠、塑料中的高分子有機物分子強強聯(lián)合，大大增強其作用力與相容性，使得復合物的結(jié)構(gòu)更加的致密。通過將納米高嶺土與橡膠、塑料進行有機結(jié)合，其所得的復合物的力學強度、耐磨性、耐腐蝕性以及材料本身的加工性都得到了質(zhì)的飛躍，這樣的工藝較原來的傳統(tǒng)技藝所得到的復合物在性能、質(zhì)量等多方面都具有明顯的優(yōu)勢。

在涂料方面，納米高嶺土因為其具有顆粒細微、表面活性大等特性，所以在涂料中更容易快速均勻的分散開，形成穩(wěn)定均一的體系。這樣就可以加強其吸附性、穩(wěn)定性、耐臟性等特性。不僅如此納米高嶺土的表面和內(nèi)部的原子、電子具有很大的不同，所以其具有一些特殊的光學反應。

（2）納米高嶺土微粒的小尺寸效應。 因為超細晶粒尺寸，導致高嶺土粉體材料中有一大半原子都在晶界中。同時納米晶界沒有長程有序也沒有短程有序的特點，原子也是隨機排列的，原子會因為外界力的條件而自己發(fā)生遷移，所以其具有很好的韌性和延展性。也正是由于小尺寸增強了納米高嶺土粉體的光吸收性，同時還產(chǎn)生吸收峰的等離子共振頻移。

在制作陶瓷領域，在制作陶瓷時加入一定的納米高嶺土能夠使其結(jié)構(gòu)更加致密，擁有高硬度。而且因為納米晶界的獨特特性以及其原子的隨機排列的特性，致使納米高嶺土的陶瓷產(chǎn)品都具有很好的延展性和韌性。因此添加了納米高嶺土的陶瓷產(chǎn)品就會表現(xiàn)出硬度大、不易碎等新的特點。

因為納米高嶺土粉體能夠更好地吸收光，所以針對此特性可以有效的利用，在制作消光材料、高效光熱、光電轉(zhuǎn)換材料、紅外敏感元件以及紅外隱身材料等材料時添加一定的納米高嶺土。不僅如此還可以利用納米顆粒尺寸變化等離子共振頻率就會隨之變化的特性，更改顆粒的尺寸，控制吸收邊的位移，以此來制造具有一定頻寬的微波納米吸收材料，應用于電磁波屏蔽、隱形飛機等領域中。上述的納米高嶺土的應用只是簡單片面的闡述和分析，其更多的特性以及應用領域仍需要進一步的探討和研究。

2 深加工納米高嶺土的相關(guān)方法

在當今的科研領域中，針對于高嶺土納米化的研究仍是一個比較前沿的研究課題，而且目前所有的研究都還僅限于實驗室階段，并沒有在實際的工業(yè)中應用。目前，針對于納米高嶺土的制備方法主要分為三種方法即：化學合成法、分級法、插層法；其制備結(jié)果上大致也分為三類即：納米高嶺土粉體的制備、納米高嶺土固體、復合材料的制備。

（1）化學合成法：目前我國制作的合稱高嶺土的方法就是通過偏鋁酸鈉與酸性硅溶膠為原料進行一定的化學反應繼而得到納米級硅酸鋁。其具有純度高、穩(wěn)定性強等特點。但是其具體的成本和工業(yè)價值并沒有具體的文章描述。

（2）分級法：依據(jù)斯托克斯法則，想要知道某一沉降范圍內(nèi)微粒的大小可以依據(jù)微粒的沉降深度來進行判斷，納米級高嶺土可以從超細高嶺土在液體中沉降可得到，但是這樣的方法成本很高，出產(chǎn)率也不高，所以在工業(yè)上并不合適。

（3）插層法：依據(jù)目前的技術(shù)水平，此方法為最為有效和經(jīng)濟的制備方法，也是最有可能普及的制備方法。高嶺石為高嶺土的主要成分其機構(gòu)單元層是通過一層中的Al0：（0H）。八面體的羥基與另一層中的Si0。氧原子形成氫鍵而相互結(jié)合，其中一部分有機小分子能夠直接破壞高嶺石層與層之間形成的氫鍵，到達高嶺土的層間，以此來增大高嶺石層間距，致使高嶺石層與層產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。能夠到達高嶺石的有機物有：甲酰胺（FA）、N 甲基甲酰胺（NMF）、二甲基酰胺（DMF）、N 甲基乙酰胺（NMA）、水合聯(lián)胺（肼）、二甲基亞砜（DMSO）等。而影響其插層的因素主要有：其自身的特性、溫度、壓力、酸堿值、粉粒大小等等。當含水量為1O 士、溫度為423K時能夠提高其插層速度。而壓力和酸堿值對其速度影響不大。

想要得到亞微米級至納米級的高嶺土粉體，就需要先通過有機物插層，然后再進行機械研磨，最后進行去除有機物的工序，@樣就可以得到了。那么想要得到納米高嶺土復合材料，就需要將插入高嶺土層問的有機小分子更換為有機高分子，繼而形成復合物，與此同時再進行剝離作用就可以得到納米級的高嶺土復合物了。上述的制備都還僅限于實驗室，若想投入到工業(yè)生產(chǎn)仍需要繼續(xù)研究和大量的實驗。

3 結(jié)語

上述的制備納米級高嶺方法并不全面，仍有很多的方法和理論在研究中，所以高嶺土納米化的研究和發(fā)展前景是非?？捎^的，其發(fā)展前途不可限量。

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摘要：新型防水材料在日常的生活中充當著越來越重要的角色，防水材料的種類也日漸增多。本文主要針對在不同的工程中，如何選用防水材料的，進行了相關(guān)闡述。

關(guān)鍵詞：防水材料；種類；選材；推廣；應用

Abstract: The new waterproof materials play an increasingly important role in the daily life; the type of waterproof material is also increasing. This paper described how to use waterproof materials in different project.    Key words: waterproof material; species; selection; promotion; application

新型防水材料是相對傳統(tǒng)石油瀝青油氈及其輔助材料等傳統(tǒng)防水材料而言的，其“新”字一般有兩層含義，一是材料“新”，二是施工方法“新”改善傳統(tǒng)防水材料的性能指標和提高其防水功能，施工一次性完成，取代了三氈四油的復雜施工方法，從而減少了工人的勞動強度和施工的危險成度。我國建筑的滲漏現(xiàn)象比較嚴重，為了盡快改善我國防水工程的現(xiàn)狀，建設部采取了一系列綜合治理的措施，制定了發(fā)展、推廣、應用建筑防水新材料和防水施工新技術(shù)的政策法規(guī)，通過幾十年的努力。我國新型建筑防水材料發(fā)展迅速，已經(jīng)形成品種門類齊全、低、中、高檔次齊全的材料體系。

一、新型防水材料的種類

新型防水材料主要包括改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏材料、剛性防水材料等。

1、改性瀝青防水卷材

改性瀝青防水卷材主要品種有SBS改性瀝青卷APP改性瀝青卷材、丁苯橡膠改性瀝青卷材等。

2、高分子防水卷材

高分子防水卷材主要有三元乙丙橡膠、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材等。

3、防水涂料

防水涂料中高檔涂料如聚氨酯涂料、橡膠和樹脂基涂料；中檔涂料如氯丁橡膠改性瀝青涂料及其他橡膠改性瀝青涂料；低檔涂料主要有再生膠改性瀝青涂料、石油瀝青基防水涂料等。

4、密封材料

密封材料起步較晚，主要用于中空玻璃、窗戶、幕墻、石材和金屬屋面的密封。主要品種有硅酮、聚硫、聚氨酯、丙烯酸、定基橡膠等。

另外快速堵漏劑、外墻防水劑、放擋水、穩(wěn)擋水、墻克漏、水凝液、防水寶、堵漏停、堵漏能、確保時、注漿堵漏王、止水帶、遇水膨脹橡膠、膨潤土止水板、抗壓密封劑等防水漏材料。

二、建筑防水材料的選用

新型建筑防水材料在建筑總造價中的比例不大，但是它對建筑物使用功能的作用是非同小可的。當前防水材料，高、中、低檔，品種多樣、性能各異，在保證工程質(zhì)量同時又降低工程造價對各種防水材料的如何選用就顯得尤為重要。現(xiàn)在就一些選材的基本原則提供一些參考。

1、根據(jù)不同的工程部位選材

（1）屋面：屋面長期春、夏、秋、冬、陽光、雨、雪直接侵蝕，溫、濕度變化大，屋面板會發(fā)生伸縮，因此應選用耐老化性能好的、延伸性好的、耐熱度高的材料，如SBS改性瀝青、三元乙丙片材活瀝青油氈等。

（2）地下：根據(jù)地下工程長期處于潮濕狀態(tài)又難維修，但溫差變化小等特點，需采用剛?cè)峤Y(jié)合的多道設防，除剛性防水劑外，還應選用耐霉爛、耐腐蝕性好的、使用壽命長的柔性材料，在墊層上做防水時，應選用耐穿刺性好的材料，如厚度為3mm或4mm的玻纖氈、聚酯胎改性瀝青卷、玻纖氈油氈等。當使用高分子防水基材時必須選用剛性好的粘結(jié)劑，基材的厚度應不小于1.5mm。選用防水涂料時應選用成膜塊的，不產(chǎn)生再乳化的材料，如聚氨酯、硅膠防水涂料等，其厚度應不小于2.5mm。

（3）廁浴間：廁浴間一般面積不大，陰陽較多，而且各種穿樓板管多、卷材、片材施工困難，宜選用防水涂料，涂層可形成成體的無縫涂膜，不受基面凹凸形狀影響，如JS復合防水涂料、氯丁膠乳瀝青涂料、聚氨酯防水涂料等。對穿樓板的管道，可選用密封膏或遇水膨脹橡膠條處理

2、根據(jù)建筑功能不同的要求選材

（1）上人屋面：由于上人屋面在防水層上還要做貼鋪地磚等處理對防水層有保護作用，防水層不直接暴露在外，因此對耐紫外光老化性能稍差的，但其延伸性、防水性、抗拉強度等性能好的材料均可采用。如聚氨酯類防水涂料、玻纖氈瀝青油氈、聚氯乙烯防水卷材等。非上人屋面，防水層可直接暴露，可選用SBS礦物粒材，活鋁箔覆面的卷材，防水層表面不需做保護層。

（2）種植屋面：為了綠化屋面，在屋面上要種植花草，因此對土層下防水層要求具有防水性還之外，還耐腐性好，耐穿刺、能防止植物根的穿透，宜選用柔性復合材料，APP或SBS改性瀝青卷材，也可在剛性防水表面加防水涂層的多道防水設防。

（3）有振動的工業(yè)廠房屋面：對大型預制混凝土屋面，除設計結(jié)構(gòu)的考慮外，首先要選用延伸性好的、強度大的材料、厚度為1.5mm以上的高分子方式片材，如三元乙丙片材、共混卷材、4mm或3mm以上的聚酯胎改性瀝青卷材，不應選用玻纖胎瀝青卷材、玻璃布為加的氯化聚乙烯卷材

3根據(jù)工程條件選材

（1）工程等級：對有特殊要求的一級和二級建筑，應選用高聚物改性瀝青或合成高分子片材，對三、四級一般建筑或非永久性建筑，也可采用瀝青紙?zhí)ビ蜌帧５燃壐叩慕ㄖ坏x用高檔次的材料，而且要選用高等級的優(yōu)等品、一等品、一般建筑可選用中低檔的、合格品。

篇8

關(guān)鍵詞：綠色包裝；定義材料；策略

一、綠色包裝概述

綠色包裝是指能夠循環(huán)再生利用或降解，節(jié)約資源和能源，并且在包裝產(chǎn)品的整個生命周期中（從材料、制品加工到廢棄物處理全過程）能夠?qū)θ梭w健康及環(huán)境不造成公害的適度包裝。綠色包裝又可以稱為無公害包裝，它是以天然植物為原料研制而成，對生態(tài)環(huán)境和人類健康無害，有利于回收利用，易于降解、可持續(xù)發(fā)展的一種環(huán)保型包裝。

二、綠色包裝材料分類

綠色包裝材料就是對人體健康無害，對生態(tài)環(huán)境有良好保護作用和回收再用的包裝物料。

(一)重復再用和再生的包裝材料

重復再用包裝，如啤酒、飲料、醬油、醋等包裝采用玻璃瓶反復使用 。再生利用包裝，例如聚酯瓶回收后，可用物理和化學兩種方法再生。物理方法是指直接徹底凈化粉碎，無任何污染物殘留，經(jīng)處理后的塑料再直接用于再生包裝容器。 化學方法是指將回收的PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）洗滌粉碎之后，在堿性催化劑作用下，使PET全部解聚成單體或部分解聚成低聚物，純化后再將單體或低聚物重新聚合成再生PET樹脂包裝材料。

包裝材料的重復利用和再生，僅僅延長了塑料等高分子材料作為包裝材料的使用壽命，當達到其使用壽命后，仍要面臨對廢棄物的處理和環(huán)境污染問題。

(二）可食性包裝材料

20世紀70年代，普魯蘭樹脂作為人工合成可食性包裝膜，已工業(yè)化生產(chǎn)。它可作粘性、中性、非離性的不膠化水溶液，其水溶液經(jīng)干燥或熱壓制后可做儀器包裝，其光澤、強度、耐折性能都比高鏈淀粉制得的薄膜好。

幾十年來,大家熟悉的糖果包裝上使用的糯米紙及包裝冰激淋的玉米烘烤包裝杯都是典型的可食性包裝。我國早在12～13世紀就已用蠟來涂桔子、檸檬來延緩它們的脫水失重，延長果蔬貨架壽命?，F(xiàn)在一般采用的可食性保鮮膜，已發(fā)展成具有多種功能性質(zhì)的，具明顯的防水性及一定的可選擇透氣性，因而在食品工業(yè)，尤其在果蔬保鮮方面，具有廣闊的應用前景。

（三）可降解材料

可降解塑料包裝材料具有傳統(tǒng)塑料的功能和特性，又可以在完成使用壽命之后，通過陽光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用，可以在自然環(huán)境中分裂降解和還原，最終以無毒形式重新進入生態(tài)環(huán)境中，回歸大自然。包裝材料的可降解形式有光降解、生物降解、化學降解（氧降解、光／氧降解、水降解）等。

1、光降解型

聚合物在光照下受到光氧作用吸收光能，主要是紫外光，發(fā)生斷鏈反應而降解成為對環(huán)境安全的相對分子質(zhì)量低的化合物。這類對光敏感的聚合物，稱為光降解高分子材料，如乙烯基酮等。

2、生物降解型

生物降解高分子材料是指在自然環(huán)境中通過微生物的生命活動能很快降解的高分子材料，根據(jù)降解特性，它又可以分為部分降解型和完全降解型，如生物塑料和淀粉塑料等。

（四）紙材料

紙的原料主要是天然植物纖維，在自然界會很快腐爛，不會造成環(huán)境污染，也可回收重新造紙。紙材料還有紙漿注型制件、復合材料、建筑材料等多種用途。紙漿模塑制品具有質(zhì)輕、價廉、防震等優(yōu)點，還具有透氣性好，有利于生鮮物品的保鮮，在國際商品流通上，被廣泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕擠壓物品的周轉(zhuǎn)包裝上。

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和人們對環(huán)境保護的日益關(guān)注，包裝用紙正向功能性發(fā)展。

三、實施綠色包裝的策略

綠色包裝的概念深入人心，實施綠色包裝還需要政府和企業(yè)的共同努力。

(一)政府方面

制定和完善綠色包裝材料法律制度?？山梃b發(fā)達國家的經(jīng)驗，主要有以下幾種:一是以立法形式規(guī)定禁止使用某些有毒有害包裝材料，如立法禁止使用含有鉛、汞和銅等成分的包裝材料;二是建立存儲返還制度，禁止使用不能再利用的器具和不能達到特定的再循環(huán)比例的包裝材料。許多國家規(guī)定，含酒精飲料及軟飲料一律應使用可循環(huán)使用的容器，若不能達到這一標準，則拒絕進口；三是實行稅收優(yōu)惠或罰金等“綠色稅”制度:即對生產(chǎn)和使用包裝材料的廠家，根據(jù)其生產(chǎn)包裝的原材料或使用的包裝中是否安全，或部分使用可再循環(huán)的包裝材料，分別給于免稅、低稅優(yōu)惠，以鼓勵使用可再生的資源；四是倡導適度包裝。如美國就以商品包裝復雜豪華程度按照一定的比例作了規(guī)范限制，過度包裝超出要求則重罰，以此迫使廠家簡化包裝，日本甚至提出零包裝的想法。

（二）企業(yè)方面

1、強化綠色包裝意識

目前不少企業(yè)綠色包裝意識淡薄。在“綠色浪潮”的時代，作為企業(yè)應提高綠色包裝意識，樹立科學發(fā)展觀念。企業(yè)應該理解，并非所有限制有害環(huán)境的商品進口都是貿(mào)易保護主義行為；企業(yè)應該知道，為了社會的持續(xù)發(fā)展，約束甚至懲罰污染和破壞環(huán)境的行為是必要的；企業(yè)更應該清醒地認識到，發(fā)展綠色包裝既能降低能耗成本、減少污染，又能提高企業(yè)形象，還能增加消費者對企業(yè)的認同和信任，從而提高產(chǎn)品的市場競爭力。

2、包裝標志實行綠色化

人們購買商品時由更多關(guān)注商品的質(zhì)量、關(guān)注包裝的精美，開始轉(zhuǎn)向更多關(guān)注商品是否符合環(huán)保要求和包裝是否具有綠色標志 。

3、包裝材料使用綠色化

綠色包裝材料強調(diào)的是不造成資源浪費并且對人體及環(huán)境不造成危害。綠色包裝材料對發(fā)展綠色包裝有非常重要的作用，開發(fā)使用綠色包裝材料是當前各國關(guān)注的重點。企業(yè)包裝材料使用綠色化要求做到：必須避免使用含有毒性的材料；盡量使用重復再用和再生材料；大力開發(fā)動植物包裝材料；注意選用可降解的材料。

4、流通過程綠色化

倡導綠色包裝不只是在包裝材料上面的改進，還要注意生產(chǎn)流通過程中的環(huán)保。首先要保證產(chǎn)品原料不摻雜摻假，無污染，在生產(chǎn)過程中嚴格按照衛(wèi)生管理條例，杜絕外部環(huán)境及工作人員對產(chǎn)品造成污染，供應商的原材材料，半成品的質(zhì)量的好壞優(yōu)劣直接決定著最終成品的性能，其次要保證產(chǎn)品在流通過程中不受環(huán)境的危害，因此構(gòu)建企業(yè)綠色物流體系就顯得至關(guān)重要。實現(xiàn)對物流環(huán)境的凈化，從環(huán)境保護和節(jié)約資源的理念考慮，實現(xiàn)流通管理全過程的綠色化，堅持可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟利益、社會利益和環(huán)境利益的統(tǒng)一。

隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人類的生存環(huán)境也在不斷惡化，環(huán)保事業(yè)是關(guān)系到人類生存與發(fā)展的偉大事業(yè)。堅持綠色包裝對人類健康和環(huán)境保護有著重要意義。

參考文獻：

1、劉喜生主編，包裝材料學，1997年11月/吉林大學出版社

2、駱光林主編，綠色包裝材料，環(huán)保材料生產(chǎn)及應用叢書，2005年06月/化學工業(yè)出版社

3、武軍，李和平，綠色包裝，2007年03月/中國輕工業(yè)出版社

4、彭玉蘭，綠色物流與環(huán)境保護，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004

5、蔣小花，循環(huán)經(jīng)濟視角下綠色包裝，法律研究，2007

6、黃有柱，對綠色包裝設計策略的分析包裝世界，2003年

7、盛忠宜，實現(xiàn)綠色包裝，2004年

8、楊福馨，綠色包裝體系的建立于思考，包裝世界 1996

篇9

關(guān)鍵詞：材料科學概論;教學模式;高職

中圖分類號：G642.2 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0258-02

材料與人類密切相關(guān)，是人類物質(zhì)文明的重要基礎。材料、信息和能源是現(xiàn)代文明的三大支柱，而材料又是一切發(fā)展和進步的前提。作為當代大學生，尤其是材料專業(yè)的大學生，有必要對生活中出現(xiàn)的各種材料有所了解、熟悉，拓寬專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的知識面，《材料科學概論》就是在此背景下開設的一門課程。該課程是我院材料工程系冶金、熱處理和質(zhì)檢三個專業(yè)開設的一門材料類理論限選課，授課時間集中在第三學期，內(nèi)容包含廣泛，有金屬材料、陶瓷材料、有機高分子材料、復合材料和新型材料（納米材料、智能材料、超導材料、生物材料、非晶態(tài)合金、形狀記憶材料）等，大綱要求盡量讓學生對各種材料有一個廣泛的系統(tǒng)認識，為后續(xù)的專業(yè)課學習打下一定的相關(guān)理論知識基礎。結(jié)合我系教師和學生的實際情況，對《材料科學概論》的課程教學模式進行了教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考評機制等多方面的積極探索，取得了一定的成績，并提出了一些建議。

一、調(diào)整教學內(nèi)容

目前國內(nèi)關(guān)于各種材料概論的教材有數(shù)十種，針對高職院校學生的學習特點和教材的難易程度，對教材進行了篩選，選定了王主編的《材料科學與工程導論》（機械工業(yè)出版社出版的普通高等教育規(guī)劃教材）作為教學用書。全書共有十章，主要講授了人類四大基礎材料（金屬材料、陶瓷材料、有機高分子材料、復合材料）的基本理論知識，并對一些傳統(tǒng)的以及近年來新型的熱點材料（納米材料、智能材料、超導材料、生物材料、非晶態(tài)合金、形狀記憶材料）進行了重點介紹，通過對材料的特點、用途和發(fā)展前景的闡述，激發(fā)了學生對材料專業(yè)的興趣。

根據(jù)大綱要求，本課程學時安排為32學時。對于教材中的任何一種材料，都可以是一門專業(yè)，在32學時內(nèi)不可能讓學生全部詳細地掌握各種材料，如果教師一味地追求教學進度，肯定會導致教學效果受到嚴重影響[1]。教師應當仔細分析教材，根據(jù)教學計劃的安排，及時調(diào)整授課內(nèi)容，對章節(jié)內(nèi)容進行篩選優(yōu)化。材料系所有專業(yè)學生在第二學期均開設了一門《工程材料》課程，學生對金屬材料的知識已經(jīng)基本掌握，對《材料科學概論》課程內(nèi)容進行調(diào)整，剔除金屬材料章節(jié)，重點講授陶瓷材料、有機高分子材料和復合材料三部分，新型材料主要以生活中的實物實例輔助講授，非重點章節(jié)要求學生自主學習。

二、豐富教學方法

《材料科學概論》由于內(nèi)容的多樣性和復雜性，要求學生記憶的知識點非常多，尤其是遇到一些抽象的內(nèi)容，學生更提不起學習興趣，如何引導學生對所學知識產(chǎn)生興趣是非常重要的。

首先，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，使學生覺得上課是一件有趣的事。在教學中，教師可以適當增加教學互動環(huán)節(jié)，讓學生的思維活動起來，腦子運轉(zhuǎn)起來，加強師生間的直接溝通。比如非重點章節(jié)可以要求學生課后去搜集資料，做一個相關(guān)內(nèi)容的PPT，在課堂上由學生進行講解，其他學生對不懂的地方或有不同見解的地方進行提問、討論，師生共同去解決問題。

其次，教師也可以將近年在材料方面與課本內(nèi)容相關(guān)的科研、專利或課題成果引入課堂中，讓學生對“神秘的”研究有一個感性結(jié)合理性的認識，比如在講授無機非金屬材料時，結(jié)合當前的熱點，把“一種對燒結(jié)溫度敏感的鈦酸鉍基無鉛介電陶瓷材料”的新專利引入到教學中，讓學生在學習功能陶瓷材料基本理論的同時，對相關(guān)的最前沿的技術(shù)有所了解，拓展學生的知識面[2]。

再者，課堂上教師可以運用幽默的語言和動作來描述講解的內(nèi)容，讓學生在輕松歡樂的氛圍下學習，減輕學習壓力，增加學習興趣。

三、優(yōu)化教學手段

傳統(tǒng)的黑板教學已經(jīng)不再適應現(xiàn)代教學（尤其對于工科生），教師應當積極地去探索新的科學的教學手段。教學手段應當充分發(fā)揮為教學服務的特點，不應拘泥于一種手段，只要能提高教學效果都應當主動嘗試。多媒體是現(xiàn)代教學中非常重要的一種輔助工具，教師應充分發(fā)揮其優(yōu)勢，將文字內(nèi)容結(jié)合圖片、動畫、視頻等資源，充分調(diào)動學生的好奇心，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生變被動、厭學為主動、想學。在使用多媒體輔助教學時要注意，教師不能一味地依賴PPT來完成教學任務，PPT的教學相較板書而言，其速度快得多，適當?shù)亟Y(jié)合板書，使學生在PPT學習過程中更容易做好筆記并記住知識點。其次，教師對于每堂課PPT的內(nèi)容應當把握適當，內(nèi)容如果太多，教師不但講得吃力，而且學生吸收也困難;內(nèi)容如果太少，對于32學時的內(nèi)容而言，授課進度會受到極大的拖延[3]。結(jié)合學生的學習能力，上課內(nèi)容的深淺程度，把握好每堂課的量，根據(jù)經(jīng)驗，最好控制在25～30頁。

每節(jié)大課的最后十分鐘留給學生進行討論，對本次課的內(nèi)容進行交流，查漏補缺;也可以給學生布置預習任務，為下節(jié)課的學習作好準備。

四、完善考評機制

傳統(tǒng)的期末閉卷考試“一卷定高低”的考核形式已經(jīng)不再合適，教師應當結(jié)合學生平時的各方面表現(xiàn)來評價一個學生的成績。我院結(jié)合學生的實際情況，實行了“6+4”評分機制，期末卷面成績占總評分的60%，平時成績占總評分的40%，其中平時成績可以根據(jù)學習內(nèi)容的差異和教師的靈活掌控調(diào)整比例。比如在本門課中，授課教師采取了多種不同的考核方式進行評分：平時作業(yè)、考勤情況、堂內(nèi)測驗、回答問題、分組討論、課堂紀律表現(xiàn)、筆記記錄情況等，通過這些評分，了解學生的學習態(tài)度、學習興趣、學習能力和知識掌握情況，根據(jù)學生的真實表現(xiàn)，加分、扣分，不偏不倚，讓學生獲得一個真實的平時成績。學生在期末考試前獲得自己的平時成績，針對期末目標，及格抑或高分，做出相符的復習方案。

五、結(jié)語

通過近幾年對《材料科學概論》的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考評機制等方面教學模式的探索，教師積累了一定的經(jīng)驗，學生在新知識獲取上也更加輕松。在取得一定成績的同時，我們也應當注意，在實踐中發(fā)現(xiàn)仍有一小部分學生在本門課的學習中非常吃力，究其原因，很大程度上因為他們是文科生，這類學生物理、化學基礎差，有些甚至沒學過，在碰到無機非金屬材料和有機高分子材料時完全摸不到方向，最基本的概念諸如“化學鍵”、“官能團”等都沒聽說過。作為理論限選課，主要目的是讓本專業(yè)學生學習與專業(yè)相關(guān)的前沿科學技術(shù)知識，但32學時的課時安排不允許教師花太多時間在講解基本概念上，建議學院在招收材料專業(yè)學生時盡可能以理科生為主。伴隨著新材料的不斷涌現(xiàn)，知識的更新?lián)Q代也異常迅速，新的教學問題也會不斷呈現(xiàn)，只有教師緊跟時展、及時更新知識、調(diào)整教學模式，才能在傳授知識的道路上立于“不敗之地”。

參考文獻：

[1]劉豐收，王嬰，申東升.高分子材料課程教學改革與實踐[J].廣東化工，2011，38（1）：222-223.

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引言

皮革制品是與人們生活密切相關(guān)的日用消費品，皮革不僅要有良好的外觀、自然的光澤、細膩的質(zhì)地、柔軟的手感，還必須具備一定的阻燃性能。因此，為了確保皮革制品在火災事故中具有高度的安全性，開發(fā)具有一定阻燃性能的皮革勢在必行。皮革是一種具有獨特結(jié)構(gòu)的天然高分子材料，其內(nèi)部存在的大量空隙，為空氣的進入以及流通提供了便利條件;同時原料皮在生產(chǎn)過程中所經(jīng)歷的各種工藝操作，均會對皮革制品的燃燒性能產(chǎn)生不同程度的影響。目前，已報道的與皮革阻燃技術(shù)相關(guān)的研究主要包括2大類:(1)皮革生產(chǎn)過程中相關(guān)工藝對皮革阻燃性能的影響，如復鞣［1］、加脂［2］、涂飾［3－4］等;(2)皮革生產(chǎn)過程中添加阻燃劑［5－6］對皮革阻燃性能的影響。本文即對皮革加工工藝和添加阻燃劑對皮革阻燃性能的影響進行了綜述，并對近些年來出現(xiàn)的皮革阻燃新技術(shù)如復配技術(shù)、納米技術(shù)及微膠囊化進行了介紹和展望。

1復鞣劑對皮革阻燃的影響

皮革制品是經(jīng)一系列加工處理而得的，在加工過程中許多加工助劑如復鞣劑、加脂劑等引入到皮革中，并有涂飾劑被附著在皮革表面，這些材料均可能降低皮革的阻燃性［7］。陳高明［8］發(fā)現(xiàn):采用不同有機復鞣劑，都會不同程度地降低皮革的抗燃性。如果復鞣劑起始分解溫度和極大熱失重溫度比鉻鞣革發(fā)生明火燃燒溫度低，在遇火時，復鞣劑就遷移并先于膠原分解產(chǎn)生可燃氣體，或增加可燃氣體濃度而引起燃燒，從而降低了皮革的抗燃性。段寶榮等［9］研究了5種不同類型的鞣劑(醛鞣劑、植物鞣劑、合成鞣劑、三聚氰胺和丙烯酸鞣劑)對皮革抗阻燃性的影響。利用氧指數(shù)法和垂直燃燒法檢驗皮革燃燒所得的氧指數(shù)和有焰燃燒、無焰燃燒時間，通過檢測經(jīng)復鞣后皮革的抗燃性，得到各鞣劑的抗燃性能依次如下:有機磷FCC＞改性戊二醛＞合成鞣劑＞ReluganD＞荊樹皮栲膠＞丙烯酸鞣劑(BMR)。

近年來，越來越多的新型復鞣劑被開發(fā)出來，新型鞣劑不僅具有阻燃效果還具有良好的復鞣填充性能，越來越受到人們的重視。李立新等［10］以氧氯化磷、季戊四醇和三聚氰胺為原料，合成了2，2－羥甲基－1，3－丙二基雙磷酸二氰酯三聚氰胺鹽，采用甲醛和助劑對其改性，獲得了無色透明、穩(wěn)定性好、水溶性好，既具有高效阻燃性又具有良好的復鞣填充性能的新型多功能的季戊四醇二氫酯羥甲基化三聚氰胺樹脂鞣劑產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)式如圖1所示，并對它在皮革上的應用性能、阻燃機理和鞣革用機理進行了初步研究。段寶榮等［11］采用自由基聚合法合成了一種苯乙烯/馬來酸酐/丙烯酰胺(St/MA/AA)三元共聚產(chǎn)物，用乙二醛、三聚氰胺依次對該產(chǎn)物進行改性，制得一種具有阻燃性能的新型氨基樹脂復鞣劑，并用于皮革的加工中，可使皮革達到難燃水平。另外他們還合成了一種戊二醛－季戊四醇改性氮磷阻燃復鞣劑［12］等，也具有很好的阻燃效果。

2加脂劑對皮革阻燃的影響

加脂劑是影響皮革阻燃性的一個重要因素，使用加脂劑進行加脂處理后，發(fā)現(xiàn)皮革的抗燃性會明顯下降［13］。加脂劑與皮革膠原纖維形成牢固結(jié)合的可能性，相對于復鞣劑與皮革膠原纖維的結(jié)合可能更低，在加熱過程中更易遷移至皮革表面，直接成為燃料，從而增加了皮革的易燃性。油脂對皮革可燃性的影響主要決定于油脂本身的揮發(fā)性、燃點和燃燒熱等因素。曹向禹等［14］選擇了幾種常用加脂劑與豆油腳磷酸酯加脂劑作了加脂后的阻燃性能比較。結(jié)果表明:隨著油脂含量的增加，各種類型的油脂都不同程度地降低了對皮革的阻燃性，加脂后皮革燃燒的容易程度為魚油＞菜籽油＞磷脂＞SCF加脂劑＞豆油腳磷酸酯，豆油腳磷酸酯的阻燃性能較好;并初步探討了豆油腳磷酸酯加脂劑用于皮革阻燃的機理，其機理為:在皮革受熱分解之前，豆油腳磷酸酯已開始分解，在分解的過程中釋放一些不燃性物質(zhì)，如能產(chǎn)生阻燃作用的磷酸等酸源，該酸能使含碳化合物碳化，形成炭化層，該炭化層可以阻止熱量向皮革內(nèi)層傳遞，降低皮革進一步燃燒的可能性，起到阻燃效果。王全杰等［15］也分析了5種加脂劑不同用量對皮革阻燃性能的影響，試驗結(jié)果表明:5種加脂劑都有降低皮革氧指數(shù)的作用，增加了皮革的可燃性。

3涂飾劑對皮革阻燃的影響

涂飾操作在皮革表面會形成一層保護膜，涂飾劑的燃燒點比皮革的燃燒點要低，在受熱的情況下，涂飾劑會首先燃燒，釋放的氣體將起到氣相阻燃的功能，所以涂飾操作能提高成革的阻燃性能。但是不同類型、不同涂層的涂飾劑對成革的阻燃性能的影響也不同。段寶榮等［16］在優(yōu)化阻燃皮革工藝的基礎上，選用4種成膜劑:丙烯酸樹脂、聚氨酯、硝化纖維、乳酪素涂飾于皮革中，研究其對皮革阻燃性的影響。綜合垂直燃燒指標和氧指數(shù)指標發(fā)現(xiàn)，4種成膜劑中，硝化纖維和酪素的皮革抗燃性較好，其中硝化纖維抗燃性最好，但是與空白樣相比較，都降低了皮革的抗燃性，聚氨酯和丙烯酸樹脂分別排列其后;經(jīng)聚氨酯涂飾的皮革在燃燒過程中，伴隨著大量煙霧的放出，煙密度很大;硝化纖維有焰燃燒時間長，但發(fā)煙量小，酪素與丙烯酸樹脂的煙密度相差不大。

4添加阻燃劑

皮革阻燃技術(shù)要實現(xiàn)大的突破，皮革阻燃劑的研究開發(fā)是關(guān)鍵。目前國內(nèi)外對皮革專用阻燃劑的開發(fā)研究還不多，僅有科萊恩、希倫塞勒赫、德瑞幾家公司有一兩種適合皮革特點的阻燃劑，遠遠滿足不了皮革行業(yè)的需求［17］。按照化學組成，阻燃劑可分為無機阻燃劑和有機阻燃劑;按照阻燃劑與基材的關(guān)系，可分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。結(jié)合皮革的特點，優(yōu)良的皮革阻燃劑須具備以下幾點［18］:具有足夠的熱穩(wěn)定性，阻燃效率高，與皮革吸附結(jié)合性能好，無毒或低毒、無煙，加入阻燃劑后不影響皮革的各項理化指標，產(chǎn)品成本低。從這些條件來看，鹵素、硼系、磷系、鎂鋁氫氧化物較適合于皮革阻燃。其中鹵素阻燃劑燃燒時會產(chǎn)生有毒氣體，不符合阻燃劑的環(huán)保要求，已不適應阻燃皮革的發(fā)展趨勢［19］。另外，由于皮革的加工操作大多是在水中進行的，因此，所選的阻燃劑必須是水溶性的，應盡可能是反應型的阻燃劑，并且添加阻燃劑后皮革制品的各種理化性能不能降低。

國外對皮革阻燃技術(shù)研究較早，KadirDonmez等在1992年曾采用不同阻燃劑和不同阻燃劑使用方法，對皮革的阻燃性能影響進行了研究［20］。Mohamed.O.A等［21］在醚化羥甲基三聚氰胺(etherifiedmethylolatedmela-mine，EMM)存在下，用PyrovatexCP阻燃劑(N－羥甲基－3－(二甲氧基膦酰基)丙酰胺)對皮革進行阻燃處理，EMM和PyrovatexCP的化學結(jié)構(gòu)式如圖2所示，并討論了PyrovatexCP阻燃劑對皮革氧指數(shù)、熱性能及機械性能的影響，結(jié)果顯示:PyrovatexCP阻燃劑處理的皮革的氧指數(shù)和分解溫度，較未處理皮革都有一定程度的提高。我國阻燃皮革的研究起步較晚。國內(nèi)最早研究阻燃性皮革的是陳高明［8］，他選用比較有代表性的硼系、磷系、鹵系等阻燃劑施加于皮革中，結(jié)果發(fā)現(xiàn):加入阻燃劑后，皮革的阻燃性都有較大幅度的提高。此外，段寶榮等［17］選用市場上效果較佳的8種阻燃劑，以不同用量比施用于皮革生產(chǎn)過程中，研究其對皮革氧指數(shù)、垂直燃燒以及煙密度的影響。各種阻燃劑施加于皮革中，均能較好地提高皮革氧指數(shù)，其中FK－108B、硼砂－硼酸(7∶3)、APT可使皮革氧指數(shù)有較大幅度的提高，在增加皮革柔軟度方面，APT較FK－108B和硼砂－硼酸(7∶3)效果更明顯，而PES和磷酸二氫銨雖能較好地提高皮革的氧指數(shù)，但是與此同時卻出現(xiàn)了傳統(tǒng)阻燃劑導致皮革手感差、粒面粗糙的缺陷問題，同時也降低了皮革的柔軟度。

現(xiàn)有的應用于皮革阻燃的阻燃劑大多來自于其它行業(yè)，如塑料、化纖、紡織等行業(yè)的阻燃劑產(chǎn)品。相對于合成高分子材料，由于皮革制品的特殊性，這些阻燃劑對皮革制品的理化性能都會有不同程度的負面影響，比如，皮革柔軟度降低、粒面粗糙、皮重增加過大等，因此必須研究和開發(fā)適用于皮革制品的專用阻燃劑。王全杰等［22］利用季戊四醇、磷酸、三聚氰胺合成了一種籠狀磷酸鹽，并對其用甲酸、亞硫酸氫鈉改性，發(fā)現(xiàn)該阻燃劑具有很好的膨脹率、熱穩(wěn)定性和剩炭率，皮革經(jīng)阻燃處理后，其物理性能、氧指數(shù)均有所提高，且無焰時間短，顯示出良好的阻燃效果。四川大學的郭文宇等［23］介紹的四羥甲基季鏻鹽及其縮合物(THPS)既有鞣劑作用，又是一種低毒、交聯(lián)性能強的高效阻燃劑，用于制革中作為助劑已初見端倪。THPS同膠原的鞣制作用實質(zhì)上是屬于醛鞣反應，THPS同膠原中氨基的反應活性比較高，同膠原交聯(lián)鏈較短，剛性較強，因而同皮膠原的結(jié)合應該比較牢固，所形成的化學鍵也比較穩(wěn)定，反應機理見圖3。

5復配技術(shù)

利用復配技術(shù)，可發(fā)揮多種阻燃劑的各自優(yōu)勢，如將鹵系、磷系、硼系、硅系等阻燃劑進行復合，制備出的阻燃劑具有更優(yōu)異的阻燃性能。另外，氮－磷及鹵、氮、磷也具有很好的復配協(xié)和性，合理的復配能增強其對皮革制品的協(xié)同阻燃效果。段寶榮等［24］利用亞磷酸二甲酯與丙烯酰胺在甲醇鈉的催化作用下反應，制得中間體3－二甲氧磷?；０泛?，再利用中間體與環(huán)氧氯丙烷反應，從而將氮、磷、氯3種阻燃元素進行復配，合成出具有阻燃性能的氮－磷－氯皮革阻燃復鞣劑，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式如圖4所示，并將該合成的阻燃復鞣劑施加于皮革復鞣工段，試驗發(fā)現(xiàn)，所得皮革制品的阻燃性能比未施加阻燃復鞣劑時有顯著提高，且所得制品在感官指標和力學方面，均比未施加阻燃復鞣劑的皮革有顯著提高。

6納米復合材料

由于納米材料具有高韌性、高輕度、極強的吸濕性、抗菌性等優(yōu)點，因此納米技術(shù)必將為皮革工業(yè)帶來勃勃生機。目前，已經(jīng)有利用納米氧化物、無機或有機納米粒子鞣制皮革的試驗報告。納米粒子的表面效應、量子尺寸效應，使得此種材料的耐熱性和阻燃性大大提高。因此，納米復合功能型阻燃劑是阻燃材料發(fā)展的一種新的途徑。這種有機/無機納米復合阻燃劑，不僅可以達到很多使用場合要求的阻燃要求，而且能賦予聚合物基體優(yōu)異的性能，如抗靜電、防紫外耐老化、抗菌防霉、分解有機毒物等，具有廣闊的發(fā)展前景。李靖等［25］用三聚氰胺、雙氰胺、磷酸、納米MMT(天然蒙脫土)或OMMT(有機改性蒙脫土)為原料，合成了具有良好阻燃性能和復鞣性能的新型蒙脫土－氨基樹脂納米復合材料，并選用了4種阻燃材料，對豬藍濕革進行處理，結(jié)果表明:4種阻燃劑均能明顯提高革樣阻燃性能，并且使革樣無焰燃燒時間降低為零。阻燃劑的使用對革樣的抗張強度、撕裂強度、斷裂伸長率及收縮溫度影響不大，但使革樣的厚度增加，粒面更平細、緊實，革身豐滿度和柔軟感加強。

7微膠囊技術(shù)

微膠囊技術(shù)是指利用天然或合成高分子材料，將活性物固體、液體或氣體包覆形成微小粒子(粒徑從幾納米到幾百微米的核－殼結(jié)構(gòu)的微小容器)的技術(shù)。微膠囊化的方法有相分離法、聚合反應法、物理及機械法等。相分離過程又叫凝聚過程，有單凝聚和復凝聚;聚合反應法分為界面聚合法、定位聚合法和懸浮交聯(lián)法;物理及機械法主要是通過微膠囊殼材料的物理變化，采用一定的機械加工手段進行微膠囊化，如溶劑蒸發(fā)或溶液萃取、噴霧干燥法等。微膠囊技術(shù)的本質(zhì)就是在芯材表面包覆上一層高分子材料，或改變其物理性質(zhì)，或使不相容物質(zhì)隔離，或改變其表面性質(zhì)增大與其他物質(zhì)的相容性［26］。

鑒于有些阻燃劑由于表面性質(zhì)與皮革存在差異，導致其與皮革蛋白的相容性差，結(jié)合不牢，不耐水洗。用合適的高分子材料對阻燃劑進行包覆，將大大改善其與皮革的相容性，增大與皮革蛋白的結(jié)合度，從而提高皮革制品的阻燃性。趙維等［27］采用種子乳液聚合法，使有機硅氧烷種子乳液與丙烯酸酯類單體進行聚合反應，然后利用有機硅改性丙烯酸樹脂對納米雙羥基復合金屬氧化物(LDH)在一定范圍內(nèi)進行包覆，通過對條件的優(yōu)化獲得粒度較小的穩(wěn)定的有機硅改性丙烯酸乳液，制成的皮革涂飾劑具有優(yōu)異的阻燃性、較高的強度和韌性。

8皮革阻燃技術(shù)的研究趨勢

當今國內(nèi)外阻燃技術(shù)的發(fā)展趨勢對皮革阻燃劑的性能要求越來越高，皮革阻燃技術(shù)的發(fā)展主要在于皮革專用阻燃劑的研究開發(fā)和皮革加工工藝的優(yōu)化。

(1)無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑是皮革阻燃技術(shù)的發(fā)展方向。

(2)優(yōu)化皮革加工工藝。在皮革生產(chǎn)中通過篩選出能提高材料阻燃性能的化學品來使皮革達到一定的阻燃性，而不必另行施加阻燃劑，該法的優(yōu)點在于不增加皮革加工的成本，但由于篩選出提高皮革抗燃性的化學品，所制成的皮革手感、豐滿性、柔軟性、彈性部分或全部都會降低，因此如何解決提高抗燃性與保持皮革良好理化性能這一矛盾，則是解決皮革阻燃的難點。

(3)多功能皮革助劑的開發(fā)。開發(fā)既有阻燃性能又有復鞣、加脂、涂飾作用的多功能皮革助劑。這種皮革助劑既可保證皮革具有良好的理化指標，同時又可提高阻燃性能，屬于一舉兩得的方法。