導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇高分子材料的主要性能特點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、功能高分子材料的介紹以及其研究現(xiàn)狀

1.功能高分子材料的簡(jiǎn)介

功能高分子材料是指具有傳遞、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，通常也可簡(jiǎn)稱為功能高分子，也可稱為精細(xì)高分子或特種高分子。

2.功能高分子材料的研究現(xiàn)狀

在原來(lái)高分子材料的基礎(chǔ)上，可將功能高分子材料分為兩類(lèi)：一類(lèi)是以改進(jìn)其性能為目的的高功能高分子材料；另一類(lèi)是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換的一類(lèi)高分子材料，可制成各種透鏡、棱鏡、塑料光導(dǎo)纖維、塑料石英復(fù)合光導(dǎo)纖維、感光樹(shù)脂、光固化涂料及黏合劑等。這類(lèi)材料主要包括光記錄材料、光導(dǎo)材料、光加工材料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料、光學(xué)用塑料、光導(dǎo)電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。在光的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)光的傳輸、吸收、貯存、轉(zhuǎn)換的高分子材料即為光功能高分子材料

2.1.2生物醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子材料需要滿足的基本條件：除具有醫(yī)療功能外，還要強(qiáng)調(diào)安全性，即要對(duì)人體健康無(wú)害。不會(huì)因與體液或血液接觸而發(fā)生變化；對(duì)周?chē)M織不會(huì)引起炎癥反應(yīng)；不會(huì)產(chǎn)生遺傳毒性和致癌；不會(huì)產(chǎn)生免疫毒性；長(zhǎng)期植入體內(nèi)也應(yīng)保持所需的拉伸強(qiáng)度和彈性等物理機(jī)械性能；具有良好的血液相容性；能經(jīng)受必要的滅菌過(guò)程而不變形；易于加工成所需要的、復(fù)雜的形態(tài)。

2.1.3電功能高分子材料

導(dǎo)電高分子材料通常是指一類(lèi)具有導(dǎo)電功能、電導(dǎo)率在10-6S/cm以上的聚合物材料。這類(lèi)高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜，以及電導(dǎo)率可在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)（10-9到105S/cm）的范圍里變化。按照材料結(jié)構(gòu)和制備方法的不同可把導(dǎo)電高分子材料分為結(jié)構(gòu)型（或本征型）導(dǎo)電高分子材料和復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料兩大類(lèi)。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性樹(shù)脂是一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹(shù)脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量數(shù)百倍至上千倍的水，自身含有強(qiáng)親水性基團(tuán)同時(shí)具有一定交聯(lián)度。，此外，高吸水性樹(shù)脂的保水性能極好，即使受壓也不會(huì)滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹(shù)脂在石油、化工、輕工、建筑等部門(mén)被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農(nóng)業(yè)上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無(wú)土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹(shù)脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能高分子材料自19世紀(jì)80年現(xiàn)熱致形狀記憶高分子材料，人們開(kāi)始廣泛關(guān)注作為功能材料的一個(gè)分支——形狀記憶功能高分子材料。形狀記憶功能材料的特點(diǎn)是形狀記憶性，它是一種能循環(huán)多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發(fā)生變形并被保持下來(lái)；一旦給予適當(dāng)?shù)臈l件（力、熱、光、電、磁），就會(huì)恢復(fù)到原始狀態(tài)。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有無(wú)毒、可生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，所以其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，市場(chǎng)潛力非常大。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類(lèi)高分子是已開(kāi)發(fā)應(yīng)用于生命科學(xué)新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包裝、餐飲業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用外，在一次性日用品、漁網(wǎng)具、尿布、衛(wèi)生巾、化妝品、手套、鞋套、頭套、桌布、園藝等多方面都存在著潛在的市場(chǎng)，有很好的發(fā)展前景。

二、新型高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)代高分子材料是相對(duì)于傳統(tǒng)材料如玻璃而言是后起的材料，但其發(fā)展的速度應(yīng)用的廣泛性卻大大超越了傳統(tǒng)材料。高分子材料不僅可以用于結(jié)構(gòu)材料，也可以用于功能材料。

這些新型的高分子材料在人類(lèi)的社會(huì)生活、醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)和尖端技術(shù)等方方面面都有廣泛的應(yīng)用。在生物的醫(yī)用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復(fù)的高效材料；在工業(yè)污水的處理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；開(kāi)發(fā)的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹(shù)脂及聚酰亞胺等熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料，這些材料比模量和比強(qiáng)度比金屬還高，是國(guó)防、尖端技術(shù)等方面不可缺少的材料；同樣，在藥物的傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用新型的高分子材料，在包轉(zhuǎn)材料中的應(yīng)用，在藥劑學(xué)中應(yīng)用等等。

三、開(kāi)發(fā)新型高分子材料的重要意義

從上世紀(jì)30年代高分子材料的出現(xiàn)開(kāi)始到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學(xué)不再只是滿足與對(duì)基礎(chǔ)高分子材料的開(kāi)發(fā)研究，從90代開(kāi)始，科學(xué)家們就將注意力轉(zhuǎn)到了高智能的高分子材料的開(kāi)發(fā)上。新型高分子材料的開(kāi)發(fā)主要是集中在制造工藝的改進(jìn)上，以提高產(chǎn)品的性能，減少環(huán)境的污染，節(jié)約資源。目前而言，合成樹(shù)脂新品種、新牌號(hào)和專用樹(shù)脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開(kāi)發(fā)仍然是高分子材料技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一。在開(kāi)發(fā)新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合和微乳液聚合的丁業(yè)化。同時(shí)，也更加重視在降低和防止高分子材料生產(chǎn)和使用過(guò)程中造成的環(huán)境污染。新型高分子材料的開(kāi)發(fā)，不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)于材料工業(yè)的高要求，更重要的是能夠促進(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。加快高分子材料回收、再生技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，大力開(kāi)展有利于保護(hù)環(huán)境的可降解高分子材料的研究開(kāi)發(fā)。

四、結(jié)束語(yǔ)

材料是人類(lèi)用來(lái)制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類(lèi)生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和高技術(shù)已進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，需要日益增多的高性能、廉價(jià)的高分子材料，環(huán)境保護(hù)則要求發(fā)展環(huán)境協(xié)調(diào)、高效益的高分子材料制備和改性新技術(shù)，實(shí)施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越能影響人類(lèi)的生活，工業(yè)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞:納米復(fù)合材料；特性；制備技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

“納米復(fù)合材料”的提出是在20 世紀(jì)80 年代末期,由于納米復(fù)合材料種類(lèi)繁多以及納米相復(fù)合粒子具有獨(dú)特的性能,使其一出現(xiàn)即為世界各國(guó)科研工作者所關(guān)注,并看好它的應(yīng)用前景。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義,復(fù)合材料就是由2種或2種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固態(tài)材料。在復(fù)合材料中,通常有一種為連續(xù)相的基體和分散相的增強(qiáng)材料。由于納米復(fù)合材料各組分間性能“取長(zhǎng)補(bǔ)短”,充分彌補(bǔ)了單一材料的缺點(diǎn)和不足,產(chǎn)生了單一材料所不具備的新性能,開(kāi)創(chuàng)了材料設(shè)計(jì)方面的新局面,因此研究納米復(fù)合粒子的制備技術(shù)有著重要的意義。

納米復(fù)合材料由2種或2種以上的固相[其中至少有一維為納米級(jí)大小(1 nm～100 nm) ]復(fù)合而成。納米復(fù)合材料也可以是指分散相尺寸有一維小于100 nm的復(fù)合材料,分散相的組成可以是有機(jī)化合物,也可以是無(wú)機(jī)化合物。本文在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)納米復(fù)合材料的主要性能與特點(diǎn)、制備技術(shù)、主要應(yīng)用及應(yīng)用前景等作了比較詳細(xì)的介紹和展望。

2納米復(fù)合材料的性能與特點(diǎn)

2. 1納米復(fù)合材料的基本性能

納米復(fù)合材料在基本性能上具有普通復(fù)合材料所具有的共同特點(diǎn):

1) 可綜合發(fā)揮各組分間協(xié)同效能。這是其中任何一種材料都不具備的功能,是復(fù)合材料的協(xié)同效應(yīng)所賦予的。納米材料的協(xié)同效應(yīng)更加明顯。

2) 性能的可設(shè)計(jì)性 。當(dāng)強(qiáng)調(diào)紫外線光屏蔽時(shí),可選用TiO2 納米材料進(jìn)行復(fù)合;當(dāng)強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益時(shí),可選用CaCO3 納米材料進(jìn)行復(fù)合。

2. 2納米復(fù)合材料的特殊性質(zhì)

由無(wú)機(jī)納米材料與有機(jī)聚合物復(fù)合而成的納米復(fù)合材料具有獨(dú)特的性能:

1) 同步增韌、增強(qiáng)效應(yīng)。納米材料對(duì)有機(jī)聚合物的復(fù)合改性則可在發(fā)揮無(wú)機(jī)材料增強(qiáng)效果的同時(shí)起到增韌的效果,這是納米材料對(duì)有機(jī)聚合物復(fù)合改性最顯著的效果之一。

2) 新型功能高分子材料。納米復(fù)合材料以納米級(jí)水平平均分散在復(fù)合材料中,沒(méi)有所謂的官能團(tuán),但它可以直接或間接地達(dá)到具體功能的目的,比如光電轉(zhuǎn)換、高效催化劑、紫外光屏蔽等。

3) 強(qiáng)度大、彈性模量高。納米材料加入的有機(jī)聚合物復(fù)合材料有更高的強(qiáng)度和彈性模量,加入很少量( 3% ～5%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))即可使聚合物的強(qiáng)度、剛度、韌性和阻隔性得到明顯地提高,且納米材料粒度越細(xì),復(fù)合材料的強(qiáng)度、彈性模量就越大。

4) 阻隔性能。對(duì)插層納米復(fù)合材料能顯著地提高復(fù)合材料的耐熱性及尺寸的穩(wěn)定性,層狀無(wú)機(jī)納米材料可在二維方向上阻隔各種氣體的滲透,所以具有良好的阻燃、氣密作用。

3納米復(fù)合材料的制備技術(shù)

粒子表面處理的方法通常是將一種物質(zhì)吸附或包覆于另一種物質(zhì)的表面,兩種或多種物質(zhì)接觸緊密或形成一定的化學(xué)鍵。從國(guó)內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看,納米復(fù)合材料的制備方法主要有下列幾種。

2. 1機(jī)械化學(xué)法

采用機(jī)械化學(xué)法對(duì)超細(xì)粉體進(jìn)行表面改性。機(jī)械化學(xué)法具有處理時(shí)間短、反應(yīng)過(guò)程易控制、可連續(xù)批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。該法的缺點(diǎn)是易使無(wú)機(jī)離子的晶型遭到破壞,包覆不均勻,而且一般要求母粒子在微米級(jí),并要先制備單一的超細(xì)粒子。

2. 2氣相法

氣相法制備納米復(fù)合材料的方法主要包括物理氣相沉淀法和化學(xué)氣相沉淀法。

1) 物理沉淀法是最早用來(lái)制備單一物質(zhì)的納米材料的經(jīng)典物理制備方法。

2) 氣相反應(yīng)法是以揮發(fā)性金屬鹵化物和氫化物或有機(jī)金屬化合物為原料,進(jìn)行氣相熱分解和其他化學(xué)反應(yīng)來(lái)制成超細(xì)復(fù)合材料,這是合成高熔點(diǎn)無(wú)機(jī)化合物細(xì)粉最引人注目的方法之一。

2. 3液相法

該方法是目前廣泛使用的合成納米粒子的方法,也是制備納米復(fù)合材料的重要方法。

2. 4固相反應(yīng)法

固相反應(yīng)法是指固體直接參與化學(xué)反應(yīng)并發(fā)生化學(xué)變化,同時(shí)在固體內(nèi)部或外部至少有1個(gè)過(guò)程起控制作用的反應(yīng)。

3納米復(fù)合材料的應(yīng)用

納米復(fù)合材料是隨著納米技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型材料,由于納米復(fù)合材料特殊的性能,所以它一經(jīng)產(chǎn)生便引起了人們的極大關(guān)注,并被廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域。

在功能材料中,主要可用作納米復(fù)合功能陶瓷的納米復(fù)合材料,金屬基納米復(fù)合功能材料、高分子納米復(fù)合功能材料、超導(dǎo)復(fù)合材料和納米復(fù)合隱身材料等。在醫(yī)用器件中,主要用作納米生物醫(yī)用信息處理系統(tǒng)、醫(yī)用納米機(jī)器人;納米醫(yī)用藥物中的藥物性納米粒子和納米醫(yī)用載體。在軍事領(lǐng)域中最有代表性的是采用納米復(fù)合材料制備高性能的發(fā)動(dòng)機(jī),美國(guó)已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。電子對(duì)抗領(lǐng)域也是納米粒子的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

4結(jié)束語(yǔ)

納米復(fù)合材料作為一種新型的納米材料,以其優(yōu)良的性能和特點(diǎn)以及眾多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域正日益成為研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家正在部署的未來(lái)10年～15年納米研究發(fā)展規(guī)劃,無(wú)論是美國(guó)的“信息高速公路計(jì)劃”、歐盟的“尤里卡計(jì)劃”,還是日本的“高技術(shù)探索計(jì)劃”,都已把納米材料列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目 。我國(guó)在20世紀(jì)80年代末的“八五”期間,就將“納米材料科學(xué)”列入了“國(guó)家攀登計(jì)劃”,國(guó)家“863”計(jì)劃新材料主題也對(duì)納米材料有關(guān)科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行了立項(xiàng)研究。20多年來(lái),雖然我國(guó)在納米材料基礎(chǔ)研究方面取得了一些令人矚目的研究成果,但就國(guó)家總體重視程度、投資力度、信息和成果的共享以及產(chǎn)業(yè)化的程度方面來(lái)看,仍與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大差距。因此,我們應(yīng)盡快制定納米技術(shù)發(fā)展計(jì)劃,加快納米復(fù)合材料研究和開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn):

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篇3

關(guān)鍵詞：外墻外保溫；節(jié)能材料；圍護(hù)體系

外墻外保溫技術(shù)是將憎水性、低收縮率的保溫材料通過(guò)粘結(jié)或錨固牢固地置于建筑物墻體外側(cè)，并在其外側(cè)施工裝飾層的方法。外墻外保溫技術(shù)在建筑節(jié)能應(yīng)用中需要解決的問(wèn)題主要有：

1)安全性。保溫層與結(jié)構(gòu)層、保溫層與保護(hù)層以及保護(hù)層與飾面層應(yīng)有良好的粘結(jié)性能和安全的構(gòu)造措施；

2)防裂性。防止和消除保護(hù)層和飾面層出現(xiàn)裂縫，采取減少保溫層及其保護(hù)層應(yīng)力集中和收縮變形的措施；

3)耐久性。解決好保溫層、保護(hù)層與飾面層的抗老化和耐候住問(wèn)題。

1工程概況

某工程共是6棟11-12層住宅，下為1層商業(yè)裙房，1、2、6、7棟是南北朝向，3、5棟是東西朝向。平面與豎向構(gòu)成：由于規(guī)劃限定建筑層數(shù)不超過(guò)12層且容積率不低，解決日照遮擋問(wèn)題至關(guān)重要。經(jīng)多方案比較研究，住宅呈向東開(kāi)口的U字型格局，內(nèi)環(huán)中心庭園，兼顧住宅的朝向、自然通風(fēng)、景觀利用等因

素，避免了與東面現(xiàn)狀建筑相互遮擋與對(duì)視。為充分利用自然地形以方便使用減少土方施工量，將該工程西北角商業(yè)室內(nèi)空間首層地面設(shè)為±0.00，順應(yīng)地勢(shì)將沿街商業(yè)空間首層標(biāo)高設(shè)置為6個(gè)不同標(biāo)高，以求商業(yè)空間與周邊道路便捷銜接。沿街商業(yè)空間結(jié)合使用功能、兼顧住宅標(biāo)高設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理的因素，層高設(shè)計(jì)為6米左右，亦滿足彈性開(kāi)發(fā)要求。

該工程為節(jié)能型建筑，復(fù)合墻體是由絕熱材料與傳統(tǒng)墻體材料或某些新型墻體材料復(fù)合構(gòu)成。與單一材料節(jié)能墻體相比，復(fù)合節(jié)能墻體由于采用了高效絕熱材料而具有更好的熱工性能。筆者根據(jù)該工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開(kāi)發(fā)和利用，從而真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能進(jìn)行探討。

2外墻外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)

外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有明顯優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、尺寸、性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建工程，也適用于舊樓改造，適用范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物壽命，有效減少建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；消除冷凝，提高居住舒

適度。下面略述幾種比較成熟的外墻保溫技術(shù)。

2.1外掛式外保溫

外掛保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能、成本低，已在外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。外掛技術(shù)采用粘接砂漿或?qū)Ｓ霉潭⒈夭牧腺N、掛在外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層，最后做裝飾面。

另外也用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。外掛式外保溫安裝費(fèi)時(shí)，施工難度大，且占用主導(dǎo)工期，待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí)，施工人員的安全不易得到保障。

2.2聚苯板與墻體一次澆注成型

在混凝土框-剪體系中將聚苯板置于建筑模板內(nèi)，聚苯板在外側(cè)，內(nèi)側(cè)澆注混凝土，一次澆注成型為復(fù)合墻體。由于外墻主體與保溫層一次成型，工效提高，工期大大縮短，施工人員的安全性得到了保證。冬季施工時(shí)，聚苯板起保溫作用，可減少護(hù)保溫措施。澆注混凝土?xí)r要均勻、連續(xù)，否則由于混凝土側(cè)壓力影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。內(nèi)置聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)，也可以是單面鋼絲網(wǎng)。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，靠?jī)?nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，結(jié)合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要靠混凝土與聚苯板的粘接力及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力，結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比，單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰，節(jié)省了工時(shí)和材料，造價(jià)可降低10%左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，會(huì)降低墻體的保溫效果。

2.3聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫

將廢棄的聚苯乙烯塑料加工破碎成為0.5mm～4mm的顆粒，作為輕集料配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998年就被建設(shè)部列為國(guó)家級(jí)工法。此工法是目前廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù)。該技術(shù)施工簡(jiǎn)便，可減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可，避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過(guò)厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開(kāi)裂等問(wèn)題，與別的外保溫技術(shù)相比較，達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價(jià)。此外，節(jié)能保溫墻體技術(shù)中還有將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯

泡沫塑料等填入夾層中，形成保溫層。

3外墻保溫節(jié)能材料

3.1絕熱材料的性能

絕熱，就是要最大限度地阻抗熱流傳遞，因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導(dǎo)熱系數(shù)。材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般是有機(jī)高分子材料都小于無(wú)機(jī)材料；非金屬材料小于金屬材料；氣態(tài)物質(zhì)小于液態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)小于固體。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量使用有機(jī)高分子材料或無(wú)定形無(wú)機(jī)材料。從材料的結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)材料表觀密度降低、孔隙率增大，材料內(nèi)部孔隙為大量封閉的微小孔時(shí)，材料的導(dǎo)熱系數(shù)比較小。對(duì)于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求，其最佳表觀密度為16kg/m3～40kg/m3。由于孔隙的存在，材料在潮濕的環(huán)境下，不可避免地要吸水，而水的導(dǎo)熱系數(shù)(0.5815W/(m.K))比靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(0.0233W/(m.K))大很多，因此，當(dāng)環(huán)境濕度增大時(shí)，材料的含水率增大會(huì)導(dǎo)致其導(dǎo)熱系數(shù)變化。所以作為保溫絕熱材料，其自身的吸濕率要盡量低，要對(duì)材料進(jìn)行憎水處理或用防水材料包覆。另外，保溫絕熱材料還須能抵抗一定的沖擊荷

載，具有與使用環(huán)境相一致的機(jī)械強(qiáng)度。粘結(jié)性能要好，收縮率要求耐久性要強(qiáng)。

3.2常用保溫絕熱材料

能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節(jié)能材料主要有:聚苯板、巖(礦)棉板、玻璃棉氈以及超輕聚苯顆粒保溫料漿等。以上各種材料內(nèi)部都有大量的封閉孔，表觀密度都較小，性能對(duì)比見(jiàn)表1。

表1常用保溫絕熱材料的主要性能

巖(礦)棉和玻璃棉都屬于無(wú)機(jī)材料。巖棉不燃燒，價(jià)格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時(shí)還具有一定的隔聲效果。但巖棉的質(zhì)量?jī)?yōu)劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強(qiáng)度也低，耐久性比較差。玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，手感好于巖棉，可改善工人的勞動(dòng)條件。但價(jià)格較巖棉高。聚苯板表觀密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、隔音性能好、機(jī)械強(qiáng)度高，且尺寸精度高，結(jié)

構(gòu)均勻。因此在外墻保溫中占有率很高。

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有非常優(yōu)越的絕熱性能，它的導(dǎo)熱系數(shù)低(0.025W/(m.K))是其他材料無(wú)法相比的。同時(shí)其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能，由于不需要額外的絕緣防潮，簡(jiǎn)化了施工程序，降低工程造價(jià)。但因其價(jià)格較高且阻燃性不佳，又限制了它的使用。

聚苯顆粒保溫料漿由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比組成。保溫膠粉料采用預(yù)混干拌技術(shù)在工廠將水泥與高分子材料、引氣劑等各種添加劑混均后包裝，使用時(shí)按配比加水在攪拌機(jī)中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分?jǐn)嚢栊纬伤苄粤己玫母酄铙w，將其抹于墻體，干燥后便形成保溫性能優(yōu)良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中的聚苯顆?？梢圆捎霉I(yè)品，也可以采用廢舊聚苯板經(jīng)機(jī)械破碎后的顆粒。但此種保溫材料吸水率較其他材料高，使用時(shí)必須加做抗裂防水層。抗裂防水保護(hù)層材料由抗裂水泥砂漿復(fù)合玻纖網(wǎng)組成，可長(zhǎng)期有效控制防護(hù)層裂縫的產(chǎn)生。

4工程實(shí)例應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本要求是：圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)有可靠的連接和抗震性能。墻體宜選用高強(qiáng)、輕質(zhì)，且具有良好的保溫隔熱、防水、防火、抗裂和耐候等綜合性能的板材。

4.1外墻材料選取的類(lèi)型

某建筑采用的是LCC-C節(jié)能復(fù)合墻板，這種墻板是由兩側(cè)鋼筋混凝土（或陶粒混凝土）板、中間夾有50-100mm厚的聚苯乙烯板組成的一種新型墻板，是某公司為配合“H型鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅建筑體系研究與就”課題的推廣應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的主要產(chǎn)品。

該板經(jīng)某機(jī)構(gòu)檢測(cè)，報(bào)告表明此墻板完全滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本要求，表1為復(fù)合墻板的基本性能與檢測(cè)結(jié)果。復(fù)合墻板內(nèi)外由φ2.5@50的鋼絲網(wǎng)和φ3斜插鋼絲形成的空間受力結(jié)構(gòu)體系，經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)和實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，防火、保溫節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)均達(dá)到規(guī)范要求。復(fù)合墻板主要作為非承重的護(hù)墻使用，厚度為120-160mm，保溫節(jié)能效果好，目前生產(chǎn)的140mm厚復(fù)合墻板已滿足建筑節(jié)能65%的要求。

表5-1LCC-C復(fù)合墻板的性能指標(biāo)與檢測(cè)結(jié)果

復(fù)合墻板為整開(kāi)間設(shè)計(jì)，具有安裝速度快，墻板縫隙少，節(jié)能保溫與承載集于一體的優(yōu)勢(shì)，而且大大減少了漏雨漏水、隔音防噪效果差、墻面易開(kāi)裂等問(wèn)題。在同等條件下，復(fù)合墻體可比其他墻體厚度減小50%左右，可有效增加建筑使用面積。該墻板已經(jīng)在鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)中成功應(yīng)用近20萬(wàn)平方米。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防火方面也可以考慮采用前述的結(jié)構(gòu)型防火方式，用耐火石膏對(duì)墻板進(jìn)行裝飾，以使這種復(fù)合式墻板達(dá)到鋼混及砌體的防火等級(jí)。

4結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快，是節(jié)能工作重點(diǎn)。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新密不可分的，建筑節(jié)能必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ)，節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能材料的不斷革新，外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材

料的開(kāi)發(fā)和利用，從而真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯小慧.建筑外墻外保溫技術(shù)與建筑節(jié)能.《內(nèi)江科技》2010年09期

篇4

關(guān)鍵詞：復(fù)合金屬導(dǎo)體；隱式接頭焊接；防腐耐油；彈簧式；發(fā)熱軟電纜

中圖分類(lèi)號(hào)：TM24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

發(fā)熱電纜廣泛應(yīng)用在建筑、石化、石油等領(lǐng)域。尤其建筑采暖市場(chǎng)發(fā)展迅速，我國(guó)年需求將超過(guò)50億元人民幣。目前，普通發(fā)熱電纜生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，但普通的發(fā)熱電纜卻在某些特殊場(chǎng)合不能滿足使用要求，如油污等惡劣環(huán)境及防腐蝕、耐高低溫等場(chǎng)合。普通發(fā)熱電纜易腐蝕老化開(kāi)裂，降低了電纜的使用壽命，影響正常生產(chǎn)生活活動(dòng)，同時(shí)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。新研制的防腐耐油發(fā)熱軟電纜具有安裝維護(hù)方便、節(jié)能環(huán)保、安全可靠、用途廣泛等特點(diǎn)，同時(shí)具備柔軟、防腐、耐油、耐高低溫等多項(xiàng)優(yōu)越性能。產(chǎn)品符合國(guó)家環(huán)保要求和發(fā)展方向，屬新型環(huán)保類(lèi)電纜高新技術(shù)產(chǎn)品。

1 電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防腐耐油發(fā)熱軟電纜其結(jié)構(gòu)特征是：該電纜導(dǎo)體選用電阻率永久恒定的銅鎳合金和鎳鉻合金作為發(fā)熱體，發(fā)熱體是發(fā)熱電纜的核心，即使發(fā)熱電纜在惡劣的環(huán)境中工作（-60℃～180℃），也應(yīng)保證其有效的加熱功能。內(nèi)絕緣選用PTFE氟塑料，該種材料是有機(jī)物中電氣性能、機(jī)械性能、耐寒耐熱性能最佳塑料。該種PTFE絕緣材料的使用，能大大降低外絕緣交聯(lián)聚烯烴的表面溫度，使外絕緣層能夠保持在正常的溫度內(nèi)工作，確保外絕緣料性能不受影響。在冷熱線接頭處采用PTFE氟塑料擠包，且擠包長(zhǎng)度向外延伸3～4cm。因存在冷熱接頭，其所處部位電阻通常要高于正常值，產(chǎn)生的熱量和溫度也高。采用在冷熱線接頭處PTFE氟塑料絕緣向外延伸方法，就是要保證此處有良好的電氣性能和機(jī)械性能。外絕緣層采用絕緣性能優(yōu)、耐熱性能好的交聯(lián)型聚烯烴材料，以滿足電纜的絕緣性能和耐高低性能。屏蔽采用雙層鋁塑復(fù)合帶縱包結(jié)構(gòu)，使屏蔽覆蓋率達(dá)100%，同時(shí)在鋁塑復(fù)合帶屏蔽層下增設(shè)鍍錫銅絲引流線，可有效將電磁場(chǎng)引入大地，實(shí)現(xiàn)良好的抗電磁干擾能力。護(hù)套采用耐熱180度的抗拉撕硅橡膠材料，可使電纜具有優(yōu)良的防腐、耐油特性，也可有效保護(hù)電纜線芯同時(shí)增加了電纜的散熱面積。

2 科學(xué)技術(shù)路線

2.1 發(fā)熱電纜導(dǎo)體選擇

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T20841―2007額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜》規(guī)定：發(fā)熱電纜直徑不得小于6mm，因此本發(fā)熱電纜設(shè)計(jì)導(dǎo)體直徑為6.5±0.3mm，同時(shí)導(dǎo)體采用新型的復(fù)合金屬發(fā)熱材料，由多股合金材料絞合而成，其具有抗拉強(qiáng)度高（70N/mm2）、電阻率低、柔軟性好、接觸電阻低、可焊性好等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 耐高溫指標(biāo)

原創(chuàng)性地將導(dǎo)熱功能引人高分子絕緣材料，將絕緣材料的導(dǎo)熱率提高了10倍，使高分子材料的熱老化溫度下降了近60℃，從而成倍地提高了發(fā)熱電纜的使用壽命、熱效率和升溫速率?！禛B/T20841―2007額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：發(fā)熱電纜的導(dǎo)體線芯最高工作溫度為90℃，電纜護(hù)套最高工作溫度為65℃。而新研發(fā)的防腐耐油發(fā)熱軟電纜新產(chǎn)品導(dǎo)體采用合金導(dǎo)體，絕緣選用PTFE氟塑料和交聯(lián)聚烯烴材料，其線芯最高工作溫度可達(dá)150℃。護(hù)套采用硅橡膠材料，可使電纜耐環(huán)境溫度最高達(dá)180℃。電纜絕緣和護(hù)套材料的耐高溫指標(biāo)均超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其目的是：保證發(fā)熱電纜可在高溫環(huán)境中長(zhǎng)期使用而不發(fā)生故障。我公司作比對(duì)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：新型的防腐耐油發(fā)熱軟電纜可經(jīng)150℃工作溫度，180天不間斷加熱試驗(yàn)，電纜仍完好無(wú)損；而普通發(fā)熱電纜在同等條件下，通電加熱23天后便出現(xiàn)故障停止加熱。

2.3 發(fā)熱電纜組成及工作原理

組成：分戶電表配電裝置溫控器發(fā)熱電纜向地面供暖。

工作原理：發(fā)熱電纜通電后產(chǎn)生熱量，其溫度一般可控制在50℃～60℃，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)方式向周?chē)乃?、地磚傳熱，其傳導(dǎo)熱量約占電纜發(fā)熱量的70%；同時(shí)發(fā)熱電纜在通電后，還會(huì)產(chǎn)生7～10微米的遠(yuǎn)紅外向空間輻射，這部分熱量約占電纜發(fā)熱量的30%，因此電纜供暖效果良好利用率高，熱效率幾乎無(wú)損耗。

3 產(chǎn)品試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1 彎曲性能

防腐耐油發(fā)熱軟電纜采用彈簧式制造技術(shù)，有效地提高了電纜的柔軟度，從而避免由于地面高度落差而造成對(duì)電纜敷設(shè)及產(chǎn)品性能的影響。

3.2 耐溫和耐高頻性能

一般來(lái)說(shuō)絕緣層的質(zhì)量好壞直接影響到發(fā)熱電纜的壽命，電纜絕緣材質(zhì)的改進(jìn)，提高了電纜的耐寒性、耐熱性能，使電纜可在-60℃～+180℃范圍內(nèi)正常工作；電纜的耐高頻性能：在50赫到1000赫廣闊的超高頻范圍內(nèi)，耐高頻性能幾乎不變，產(chǎn)品優(yōu)于市場(chǎng)上銷(xiāo)售的任何發(fā)熱電纜。

3.3 防腐耐油性能

護(hù)套材料采用具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐高低溫的硅橡膠材料，既能滿足電纜的耐高低溫性能，又能滿足其在惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期使用。在酸堿液類(lèi)型（HCL、NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液）1mol（168h）的試驗(yàn)條件下：抗張強(qiáng)度變化率小于±30%，為14%；斷裂伸長(zhǎng)率≥100%，為180%。

4 試制中存在的問(wèn)題及解決方案

在試制過(guò)程中我們遇到了一些技術(shù)上的關(guān)鍵性問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題我們逐一分析、研究與突破，主要有以下幾點(diǎn)：

4.1 原有外護(hù)套的存在散熱效果不好、易老化問(wèn)題

我們根據(jù)新研制的產(chǎn)品特點(diǎn)，采用了目前橡膠中最好的硅橡膠材料，用它作為電纜的護(hù)套，它具有：良好的導(dǎo)熱、散熱、粘接性能；固化速度快，對(duì)金屬有良好的附著力且無(wú)腐蝕；長(zhǎng)期使用不會(huì)脫落，不會(huì)產(chǎn)生接觸縫隙而降低散熱效果；卓越的耐高低性能、耐老化性能、電絕緣性能和優(yōu)異的防潮、防腐、耐油、耐電暈性能，可滿足電纜的使用要求。

4.2 發(fā)熱時(shí)電磁輻射問(wèn)題

由于發(fā)熱電纜一般用于人員較為密集的場(chǎng)所，而電纜在通電發(fā)熱過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生電磁輻射（電磁輻射超過(guò)100微特斯拉對(duì)人身健康產(chǎn)生影響）。因此我們采用雙層鋁塑復(fù)合帶和鍍錫銅絲引流線屏蔽結(jié)構(gòu)，有效地將電磁場(chǎng)屏蔽在纜芯內(nèi)防止向周?chē)鷶U(kuò)散，且通過(guò)增設(shè)鍍錫銅絲引流線，可將電磁場(chǎng)引入大地，使電纜屏蔽層與大地形成等電位端，使電纜產(chǎn)生的電磁輻射不超過(guò)20微特斯拉，避免了電磁輻射對(duì)人身的傷害。

4.3 冷熱絲接頭問(wèn)題

目前市場(chǎng)上發(fā)熱電纜大部分都采用冷接方法（冷、熱線用機(jī)械壓接的方式處理）。電纜在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，發(fā)熱部分與冷引線部份的接觸點(diǎn)會(huì)因?yàn)榻佑|不良而形成較大電阻，在接頭部分產(chǎn)生高溫，最終在接頭處燒壞。冷接頭就像家里用的電爐一樣，電爐絲是很少被燒斷的，而電爐絲與電源的接頭就經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。而本新型的防腐耐油發(fā)熱軟電纜，采用隱式接頭焊接方法（一種小直徑金屬絲對(duì)接方法），將發(fā)熱絲與冷引線熔為一體，可有效避免發(fā)熱絲因冷熱變換而引起的接觸不良現(xiàn)象，同時(shí)避免了冷熱絲間焊接不牢、分層現(xiàn)象，提高了發(fā)熱電纜的安全性和可靠性，從而延長(zhǎng)了發(fā)熱電纜的使用壽命。

5 產(chǎn)品主要性能指標(biāo)

研制的防腐耐油發(fā)熱軟電纜，經(jīng)上海電纜研究所國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，各項(xiàng)性能符合或超過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)定，同時(shí)滿足使用要求。電纜具備了優(yōu)良的電發(fā)熱性能和優(yōu)越的防腐耐油特性，其主要性能指標(biāo)如下：

A.電纜具有較強(qiáng)的耐彎曲性能，最小彎曲半徑可達(dá)4D。

B.電纜產(chǎn)品芯線為具有正電阻溫度系數(shù)的金屬合金絲組成，線性額定功率為20w/m，且產(chǎn)品絕緣電阻大于500MΩ?km。

C.電纜可在-60℃～+180℃溫度和惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期工作，防腐耐油耐高低溫性能優(yōu)異。

D.電纜燃燒時(shí)發(fā)煙量少，不含有鹵素，不產(chǎn)生有毒有害氣體和腐蝕性氣體。

E.電纜不含有鉛等重金屬，不污染土壤，可以重復(fù)利用，再生性強(qiáng)。

結(jié)語(yǔ)

防腐耐油發(fā)熱軟電纜的使用場(chǎng)所廣泛，既可在普通場(chǎng)合作供暖使用，也可用于防腐、耐油、耐高低溫等特殊場(chǎng)合，同時(shí)也可作為石油、化工企業(yè)儲(chǔ)油設(shè)備防凍伴熱用。產(chǎn)品安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本產(chǎn)品采用零排放、無(wú)污染的綠色環(huán)保的供暖方式，有利于國(guó)家環(huán)保，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。產(chǎn)品已獲國(guó)家實(shí)用新型專利證書(shū)（專利號(hào)：ZL2012 20038198.9）。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T20841―2007，額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜[S].

[2]王衛(wèi)東.高溫加熱電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校校報(bào)，2011，19（01）：7-9.

篇5

本文對(duì)共聚物和共聚物纖維進(jìn)行了基本介紹。闡述了無(wú)規(guī)、嵌段、接枝、交替四種共聚物纖維各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、研究情況與發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：共聚物；纖維

人類(lèi)使用纖維的歷史非常久遠(yuǎn)。最開(kāi)始人們種植棉花、亞麻等農(nóng)作物，利用天然植物纖維制制作衣物等日用品。后來(lái)人們又養(yǎng)羊取毛、養(yǎng)蠶取絲，開(kāi)始利用性能更優(yōu)異天然動(dòng)物纖維。在近代，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們利用通常的有機(jī)原料制作出了合成纖維，合成纖維是用合成高分子化合物做原料而制得的化學(xué)纖維的統(tǒng)稱。自1940年聚酞胺纖維問(wèn)世以來(lái)，人們合成出了丙綸，腈綸等一系列性能優(yōu)異的合成纖維[1]。合成纖維由于價(jià)錢(qián)便宜、性能優(yōu)異，成為20世紀(jì)的主流纖維，人們也開(kāi)始開(kāi)始大量的使用合成纖維代替天然纖維。最早的合成纖維是由單聚物制成的，如尼龍6、丙綸等。隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)單聚物纖維進(jìn)行改性，合成了共聚物纖維，如尼龍66、滌綸等。共聚物纖維和單聚物纖維比較起來(lái)，其材料來(lái)源更廣泛，性能更優(yōu)異。所以共聚物纖維在紡織、建筑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，人們已經(jīng)開(kāi)始研究易降解纖維、高性能纖維等多種新型共聚物纖維?？傊S著進(jìn)一步的研究，共聚物纖維在諸多領(lǐng)域中必然前景廣闊。

1共聚物纖維簡(jiǎn)介

聚合物也叫做高分子化合物，是指由千百個(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。聚合物的分類(lèi)有很多種，按組成聚合物的單體成分?jǐn)?shù)量分為單聚物和共聚物。單聚物是指僅由一種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得的聚合物。由單聚物制成的纖維是單聚物纖維，比如尼龍6（[―HN(CH2)5CO―]n），聚合物中只有一種單體HN(CH2)5CO。共聚物是指由兩種或兩種以上不同單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得的聚合物。由共聚物制成的纖維是共聚物纖維，比如尼龍66（[―OC(CH2)4CO―NH(CH2)6NH―]n），聚合物中含有OC(CH2)4CO和NH(CH2)6NH兩種單體。共聚物按結(jié)構(gòu)分為四大類(lèi)：無(wú)規(guī)共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物[2-5]。

1.1無(wú)規(guī)共聚物纖維簡(jiǎn)介

無(wú)規(guī)共聚物是指單體在大分子鏈上無(wú)規(guī)排列，組成共聚物的單體在主鏈上呈隨機(jī)分布，沒(méi)有一種單體能在分子鏈上形成單獨(dú)的較長(zhǎng)鏈段的一類(lèi)共聚物。由A和B兩種單體組成的無(wú)規(guī)共聚物可表示為：ABAABABBBABABAABABABAABBBAABABAAAABABAABABABAB，這類(lèi)共聚物是最常見(jiàn)的，并且已經(jīng)大量投入使用，相關(guān)的研究也比較多[6-7]。雖然共聚物鏈段沒(méi)有什么規(guī)律，但組成鏈段的各種單體的性能卻能夠保留下來(lái)，形成的共聚物也保有組成它的單體的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在使用的很多無(wú)規(guī)共聚物纖維是對(duì)單聚物纖維進(jìn)行改性合成的。

比如廣泛使用的腈綸，最早是丙烯腈的單聚物纖維，在通過(guò)引入新的單體丙烯酸甲酯合成無(wú)規(guī)共聚物纖維后增強(qiáng)了纖維的彈性、手感、可紡性及熱塑性；為了解決腈綸染色性能差的缺點(diǎn)，又引入了衣康酸、丙烯磺酸鈉等第三種單體與丙烯腈和丙烯酸甲酯合成新的無(wú)規(guī)共聚物；為了提高腈綸的阻燃性，則可以將丙烯腈單體與氯乙烯單體進(jìn)行共聚合，氯乙烯部分的含量越高，纖維的阻燃性就越好。簡(jiǎn)單概括而言，腈綸就是丙烯腈與多種單體合成的無(wú)規(guī)共聚物纖維。它的不同性能由與丙烯腈進(jìn)行共聚合的多種單體來(lái)決定。

再比如丙綸，丙綸是聚丙烯單聚物，丙烯單體本身無(wú)任何可染色集團(tuán)，導(dǎo)致丙綸的染色極為困難，所以一般是通過(guò)與丙烯酸、乙烯基吡啶等聚合和合成無(wú)規(guī)共聚物纖維來(lái)提升染色性能，丙綸引入其他單體還能夠提高纖維的耐光性、阻燃性等性能。

無(wú)規(guī)共聚物纖維雖然可以通過(guò)引入新的基團(tuán)來(lái)提升纖維某一方面的性能，但其依然有一定局限性，在引入新的基團(tuán)提升某一方面性能的同時(shí)，其他性能可能會(huì)下降，而由于無(wú)規(guī)共聚物鏈段的隨機(jī)性，很難對(duì)共聚物的性能進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，而嵌段共聚物和接枝共聚物纖維就能較好地解決這一不足。

1.2嵌段共聚物纖維簡(jiǎn)介

嵌段共聚物是指由化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的鏈段交替結(jié)成的線型共聚物，根據(jù)鏈段的多少可以分為二嵌段、三嵌段、多嵌段共聚物等，由A和B兩種單體組成的二嵌段共聚物可表示為：AAAAA-BBBBB。嵌段共聚物的最大特點(diǎn)就是可以通過(guò)控制兩個(gè)不同鏈段的比例和分子量對(duì)聚合物的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，我們可以通過(guò)對(duì)組成嵌段共聚物的鏈段進(jìn)行調(diào)整，從而控制嵌段共聚物纖維的強(qiáng)度、彈性、柔軟度、吸濕性、抗電性、耐火性等諸多性能。

比如聚酯－聚醚嵌段共聚物彈性體，其物理機(jī)械性能與聚氨酯相似，通過(guò)控制聚酯鏈段的分子量可以控制纖維的吸濕性，而控制聚醚鏈段的分子量可以控制纖維的抗靜電性能。通過(guò)改變嵌段共聚物聚酯－聚醚鏈段的比例還能控制纖維的強(qiáng)度與彈性。嵌段共聚物纖維，由于其獨(dú)特的分子鏈結(jié)構(gòu)，已成為國(guó)內(nèi)外較為重視的研究課題[8]。

再比如，以尼龍6為硬鏈段，以聚乙二醇為軟鏈段，合成的聚酰胺－聚醚嵌段共聚物纖維。該纖維是一種熱塑性彈性纖維，該種纖維耐酸堿、有優(yōu)異的吸濕性能和加工性能。提高共聚物中尼龍6鏈段的含量可以提高纖維的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，提高共聚物中聚乙二醇的含量可以提高纖維的彈性和吸濕性。適當(dāng)控制嵌段共聚物中兩個(gè)鏈段的含量可以得到強(qiáng)度彈性兼?zhèn)浠蚴悄骋环矫嫘阅芴貏e優(yōu)異的特種纖維。

1.3接枝共聚物纖維簡(jiǎn)介

接枝共聚物是指由兩種或多種單體經(jīng)接枝共聚而成的共聚物，兼有主鏈和支鏈的性能，由A和B兩種單體組成的接枝共聚物可表示為：

A AAA

顎顎顎

B BBB

接枝共聚物的這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予了接枝共聚物纖維很多獨(dú)特的性能。作為主干的聚合物決定纖維的強(qiáng)度，彈性等主要性能，而接枝在主鏈上的聚合物會(huì)極大地改變纖維的一些次要性能，比如：吸濕性、耐火性、著色性等等。現(xiàn)在廣泛研究的接枝共聚物纖維，就是利用了以上特點(diǎn)[3]。

比如羧甲基纖維素是一類(lèi)能夠生物降解、無(wú)毒性、抗鹽性強(qiáng)、可再生且便宜易得的聚合物。對(duì)羧甲基纖維素進(jìn)行接枝共聚改性，可以賦予其某些新的性能，同時(shí)又不會(huì)破壞羧甲基纖維素材料所固有的優(yōu)點(diǎn)。將羧甲基纖維素與丙烯酰胺接枝聚合，可以提升合成的接枝纖維的強(qiáng)度和彈性，而耐酸、堿能力與吸濕性能隨接枝率的增加而提高。

水溶性纖維素纖維是一種天然的可再生的高分子材料，由于其本身無(wú)毒且易被微生物降解，在日益注重環(huán)保的今日受到非常廣泛的重視，但是其水溶性卻影響了其作為紡織品的應(yīng)用。而聚己內(nèi)酯是一類(lèi)具有疏水性的可生物降解和生物相容性的聚合物，由于其分子鏈比較規(guī)整而且柔順，結(jié)晶性較強(qiáng)，穩(wěn)定性相對(duì)較好，也因此生物降解性能不理想。將以上兩種聚合物接枝聚合，就能得到無(wú)毒且易降解又不溶于水的新型接枝共聚物纖維。

1.4 交替共聚物纖維簡(jiǎn)介

交替共聚物是指兩種單體在大分子鏈上嚴(yán)格相間排列的共聚物。由A和B兩種單體組成的交替共聚物可表示為：ABABABABAB。這類(lèi)共聚物比較少見(jiàn)，由于單體排列的規(guī)律性很強(qiáng)，使得合成這類(lèi)共聚物非常困難，但這類(lèi)聚合物排列的規(guī)律性往往會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的性質(zhì)，使得制成的纖維具有獨(dú)特的性能。

交替共聚物纖維的相關(guān)研究非常少，但其可能擁有的獨(dú)特性質(zhì)已經(jīng)引起科學(xué)家們的注意，比如乙烯和三氟氯乙烯交替共聚物，這種共聚物的纖維具有強(qiáng)度大，耐磨性好，不著火，耐酸堿等諸多優(yōu)良性能，但是乙烯和三氟氯乙烯交替共聚物很難制成纖維，尚無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)，還需要人們進(jìn)一步研究攻克技術(shù)難題。隨著科技的進(jìn)步，也許將來(lái)生產(chǎn)出的性能最優(yōu)秀的纖維就是交替共聚物纖維。

2共聚物纖維的應(yīng)用與前景

科研工作者已預(yù)見(jiàn)到共聚物纖維的優(yōu)良性能，關(guān)于共聚物纖維的研究已經(jīng)是近年來(lái)處于科技前沿的熱點(diǎn)研究問(wèn)題?，F(xiàn)在共聚物纖維在實(shí)際應(yīng)用中大多是以纖維改性的方式進(jìn)行的，比如過(guò)濾布使用的纖維都要求有一定的吸附性，但通常的纖維選擇吸附的能力很差，尤其是對(duì)一些弱極性的液態(tài)有機(jī)物的選擇性吸附。通過(guò)對(duì)過(guò)濾布纖維進(jìn)行改性，就可以得到具有選擇性吸附能力的新型纖維[9]。高性能的選擇性吸附材料在冶金、分離提純、精細(xì)化工等方面都具有很高的應(yīng)用價(jià)值，如果能通過(guò)聚合物改性的方法合成高性能的選擇性吸附纖維，就能極大地降低上述產(chǎn)業(yè)的成本。

環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已經(jīng)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，早期的合成纖維的生產(chǎn)原料由于依賴石油等自然資源，導(dǎo)致其生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)出的產(chǎn)品都對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染，這是目前生產(chǎn)合成纖維過(guò)程中難以攻克難題。而共聚物纖維由于材料廣泛，性能多樣，能夠非常容易地合成出不污染環(huán)境的可降解纖維[10-11]。比如聚乳酸和乙交酯共聚物纖維，這種纖維手感好，彈性佳，吸濕性好，而且燃燒產(chǎn)物無(wú)污染，可自然降解，利于人與自然和諧發(fā)展。但這種纖維成本高，如何在不降低性能的條件下盡量降低生產(chǎn)成本，是這類(lèi)纖維急需解決的問(wèn)題，也是近年來(lái)的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。

最近幾年隨著共聚物合成理論與技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)共聚物的研究已經(jīng)有了更深入的進(jìn)展，人們已經(jīng)合成出了星狀、樹(shù)狀等多種嶄新的還沒(méi)有明確分類(lèi)的共聚物，這類(lèi)共聚物與常規(guī)共聚物相比有著更加獨(dú)特的性質(zhì)，應(yīng)用前景更為廣泛[12-14]。如何將這些共聚物制作成纖維？這類(lèi)纖維將具有怎樣的性質(zhì)？這些問(wèn)題都是目前研究的空白，但這也顯示出共聚物纖維將隨著共聚物的研究和發(fā)展而有著更加旺盛的生命力。

3結(jié)語(yǔ)

共聚物纖維是最近幾十年發(fā)展起來(lái)的新型纖維，共聚物纖維在諸多領(lǐng)域中有著很高的應(yīng)用價(jià)值，這顯示出了它強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿屯⒌纳?。共聚物纖維表現(xiàn)出的優(yōu)異性能使得種類(lèi)繁多的共聚物纖維在各種領(lǐng)域都能發(fā)揮出價(jià)值。但由于共聚物纖維合成復(fù)雜，性能表征比較困難。雖然現(xiàn)在已經(jīng)合成出了多種共聚物纖維，對(duì)于共聚物纖維應(yīng)用方面也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，但共聚物纖維的性能依然有著很大的提升空間，合成方面依然有著很多有待解決的技術(shù)難題，在今后的纖維紡織領(lǐng)域中，共聚物纖維必將引領(lǐng)纖維主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，纖維的未來(lái)必將屬于共聚物纖維！

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篇6

【摘要】 ［目的］研制新型三維多孔復(fù)合人工骨材料并評(píng)價(jià)其相關(guān)性能。［方法］將海洋貝殼牡蠣粉、消旋聚乳酸按一定比例復(fù)合，采用熱致相分離法 制備多孔復(fù)合人工骨（CAB）材料，檢測(cè)其孔隙率、孔徑、生物力學(xué)強(qiáng)度；并將CAB和純PLLA薄片浸泡于37℃平衡液中，觀測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)CAB和純PLLA體外降解變化參數(shù)，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)比較。［結(jié)果］研制的CAB材料平均孔隙率為85. 1％；電鏡下孔徑測(cè)量大小為100～ 300 μm，孔隙之間的連通較好，孔隙形態(tài)、取向規(guī)則有序；壓縮強(qiáng)度為2. 12 MPa；在觀測(cè)周期內(nèi)，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，CAB和純PLLA的質(zhì)量損失率、浸泡液pH值呈現(xiàn)出規(guī)律性變化，兩組各時(shí)期的各項(xiàng)指標(biāo)比較具有顯著性差異（P﹤0. 05）。 ［結(jié)論］ 該法制得的CAB材料的孔隙率、孔徑、生物力學(xué)強(qiáng)度、體外降解性能表明能滿足骨替代材料的要求。

【關(guān)鍵詞】 骨替代材料; 牡蠣粉; 聚乳酸; 人工骨; 熱致相分離法

Abstract：［Objective］To prepare a new porous composite artificial bone substitute and evaluate its properties.［Method］Thermally induced phase separation was adopted to prepare the artificial bone made from oyster shell powder and PLLA which were proportionally mixed and its properties as porosity rate，pore size and mechanical strength were assessed.Meanwhile the related variation parameters were examined every 2 weeks in a course of 14 weeks after the slices of CAB and pure PLLA were immersed in NS of 37℃ in vitro ，the results of which were compared in statistics.［Result］The average porosity rate of artifical bone with TIPS method was 85.1% and pore sizes ranged 100-300 μm under the SEM，with better pore connectivity and regulation shape.The average compressive strength was 2.12 MPa.As the immersion prolonged，the regular variation was observed about the mass loss of CAB and the pH alteration of solution，there was statistically difference in the indexes between the two groups （P﹤0.05）.［Conclusion］The porosity rate，pore size，mechanical strength and　degradation performance in vitro of the artifical bone made by TIPS method can satisfy the requirement of bone substitute .

Key words：bone substitute;

oyster shell power;

polyLlactic acid;

artifical bone;

TIPS

骨缺損修復(fù)一直是困擾著矯形外科和骨科醫(yī)生的一個(gè)難題，每年都有大量的病人因各種原因?qū)е鹿侨睋p難以修復(fù)，人工骨移植材料在最近幾十年得以迅速發(fā)展，但或多或少都存在價(jià)格昂貴，來(lái)源緊張，其綜合性能難以令人滿意。作者所采用的牡蠣殼粉為海南三亞海域近江貝殼粉末，其主要成分為文石型碳酸鈣，是一種理想的生物源性成骨材料。碳酸鈣為主體的生物材料因其本身的Ca2+、CO2-3存在于正常人體液中，其具有更為良好的生物相容性，與人體骨成長(zhǎng)過(guò)程的類(lèi)似性，成為近幾年來(lái)骨修復(fù)體研究的新熱點(diǎn)。有機(jī)高分子材料消旋聚乳酸（PLLA）具有降解快且完全、成型好等特點(diǎn)，與牡蠣殼粉復(fù)合，可以彌補(bǔ)其不易成型，缺乏有效的機(jī)械強(qiáng)度等缺點(diǎn)［1～ 3］，作者采用熱致相分離法（TIPS）可制備出一種新型的骨替代材料并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。

1

材料與方法

1. 1

材料

消旋聚乳酸（PLLA），相對(duì)分子質(zhì)量為80KD，為白色顆粒狀；牡蠣殼取自海南無(wú)污染三亞海洋貝殼牡蠣粉；1，4－二氧六環(huán)（市售分析純）。

1. 2

制備方法及檢測(cè)

1. 2. 1

熱致相分離法制備

將PLLA 溶解于1，4 - 二氧六環(huán)中制成10％（w/v）的溶液，在磁力攪拌器中攪拌24 h充分溶解成無(wú)色透明溶液；超聲振蕩，在溶液中以一定質(zhì)量比加入牡蠣殼粉，振蕩均勻、冰箱過(guò)夜；將勻漿材料負(fù)壓凍干72 h；材料冷凍干燥完畢后置入烘箱，室溫下冷卻；將所得材料根據(jù)需要切割成不同形狀，環(huán)氧乙烷消毒，封存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2

CAB的性能檢測(cè)

(1)掃描電鏡觀察：用掃描電鏡對(duì)材料的斷面進(jìn)行觀察，每個(gè)樣品隨機(jī)取3 個(gè)視野X線片，逐個(gè)測(cè)量照片上孔隙的孔徑，計(jì)算出樣品的平均孔徑；并對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)及孔隙間的交聯(lián)進(jìn)行觀察。

(2)孔隙率的測(cè)定：在25℃條件下測(cè)定，選用一個(gè)比重瓶，加滿無(wú)水乙醇并稱質(zhì)量（w1）；把質(zhì)量為（W0) 的樣品浸入乙醇中，抽真空，使樣品中的氣體完全被乙醇取代，待比重瓶補(bǔ)滿乙醇后稱質(zhì)量（w2）；將浸透了乙醇的樣品取出，稱剩余的乙醇與比重瓶的質(zhì)量（w3）。按公式ε= w2- w3- W0/（ w1- w3）×100%計(jì)算， 測(cè)得材料的孔隙率；

(3)生物力學(xué)強(qiáng)度的檢測(cè) 采用INSTRON 1122萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上用10 kN的力進(jìn)行測(cè)定，抗壓強(qiáng)度為試樣型變1 mm時(shí)單位面積所承受的最大壓力（MPa）。

1. 2. 3

CAB的體外降解實(shí)驗(yàn)

將CAB材料和純PLLA材料均勻切割成直徑5 mm，厚3 mm的薄片，環(huán)氧已烷熏蒸消毒，稱得質(zhì)量為W0。實(shí)驗(yàn)分2組：CAB組和純PLLA組，每組35個(gè)樣品，在容積為50 ml的無(wú)菌試管中加入10 ml的平衡液中，CAB組和純PLLA組分別加入CAB材料和純PLLA材料各1片，密封管口后靜置于37℃的恒溫箱中，分別于2、4、6、8、10、12、14周取出材料，肉眼觀察浸泡液的變化，并進(jìn)行材料質(zhì)量減少率的測(cè)定，降解液的pH值變化等測(cè)定。

1. 2. 4

數(shù)據(jù)采集

采用SPSS 12. 0統(tǒng)計(jì)軟件分析，材料的各種性能參數(shù)直接通過(guò)樣本值求算術(shù)均數(shù)，體外降解實(shí)驗(yàn)中的組間比較采用t檢驗(yàn)。

2

結(jié)

果

采用TIPS法制備的CAB材料據(jù)固化模具的不同可加工成圓柱狀、條狀、塊狀等，材料外觀呈白色，質(zhì)地均勻、堅(jiān)硬，表面粗糙，材料表面肉眼可見(jiàn)密布的、連續(xù)的微細(xì)孔隙。

2. 1

制得材料的主要性能結(jié)果

2. 1. 1

掃描電鏡觀察結(jié)果

見(jiàn)圖1，可以觀察到材料橫斷面相互交聯(lián)貫通的大孔結(jié)構(gòu)，呈長(zhǎng)條縱深狀，孔隙形態(tài)、取向規(guī)則有序，孔隙大小為100 ～ 300 μm，孔壁上可見(jiàn)大量孔徑數(shù)微米的微孔。

圖1

多孔復(fù)合材料（CAB）的電鏡觀察2. 1. 2

孔隙率的測(cè)定

孔隙率的測(cè)定結(jié)果在83. 2％～ 92. 1％之間，平均孔隙率為85. 1％。

2. 1. 3

強(qiáng)度的測(cè)定

壓縮強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果平均為2. 12 MPa，而純PLLA的壓縮強(qiáng)度平均為0. 82 MPa。

2. 2

CAB材料和純PLLA的體外降解實(shí)驗(yàn)

2. 2. 1

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，CAB組浸泡液隨著時(shí)間的延長(zhǎng)略有混濁，出現(xiàn)少許的懸浮微粒，無(wú)明顯的沉淀，純PLLA組的浸泡液則基本保持澄清，浸泡14周后，材料仍維持原來(lái)的形狀，材料無(wú)明顯的開(kāi)裂、崩解，但表面變的較為粗糙。

2. 2. 2

圖2、3分別為純PLLA、CAB在體外降解中質(zhì)量損失率和降解液的pH值隨時(shí)間的變化規(guī)律。從圖中可以看到，復(fù)合人工骨材料CAB在降解的各個(gè)時(shí)期質(zhì)量損失率都要比同時(shí)期的純PLLA低，兩組各時(shí)期的兩項(xiàng)指標(biāo)比較均有顯著性差異（P

由圖3可以看到，純PLLA隨降解時(shí)間的延長(zhǎng)其溶液pH值有逐漸下降趨勢(shì)，而復(fù)合材料的浸泡液pH值在開(kāi)始2周內(nèi)有明顯上升，而在此之后就逐漸出現(xiàn)下降趨勢(shì)，到第12周后浸泡液的pH值基本達(dá)到平衡，復(fù)合支架所表現(xiàn)出的這種特性，對(duì)于消除PLLA降解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)所引起的無(wú)菌性炎癥反應(yīng)有很大的意義。

3

討

論

海洋生物外殼主要成分是文石型碳酸鈣，并含有豐富的氨基酸和微量金屬元素。盡管牡蠣殼和骨組織并非同源，但它們的形成機(jī)制卻有類(lèi)似之處。這將為我國(guó)沿海資源豐富的牡蠣殼開(kāi)發(fā)成為具有良好性能的骨修復(fù)材料提供了理論上的可能［1～ 6］。牡蠣粉是天然的無(wú)機(jī)材料，聚乳酸是合成的有機(jī)材料，這兩種材料不僅生物相容性良好，而且來(lái)源豐富，具有較大的開(kāi)發(fā)潛力。通過(guò)特定的制備工藝將這兩種材料組合在一起后，利用聚乳酸良好的機(jī)械強(qiáng)度和熱塑性能，可以賦予重組材料適宜的機(jī)械強(qiáng)度，并可根據(jù)需要任意塑形。另一方面，牡蠣殼粉不僅可以改善聚乳酸親水性不足的缺陷，而且因其碳酸鈣成分是一種弱堿性的物質(zhì)，理論上可以中和聚乳酸的酸性降解產(chǎn)物，從而避免或減輕該產(chǎn)物積聚所致的無(wú)菌性炎癥［7～ 9］，提高材料的安全性。有研究者通過(guò)在聚乳酸中加入堿性材料的方法來(lái)減輕這種不良反應(yīng)，取得了良好的效果［10～ 12］。

本實(shí)驗(yàn)明確了熱致相分離法制備牡蠣殼/聚乳酸的三維多孔框架，孔隙率較高，孔隙直徑界于100～300 μm，形態(tài)自然圓潤(rùn)，取向規(guī)則，牡蠣殼粉在PLLA構(gòu)成的孔壁中均勻分布，得到一個(gè)在整體形狀和微觀結(jié)構(gòu)均比較滿意的可植入的三維多孔支架。

骨替代材料的三維結(jié)構(gòu)是決定材料與宿主骨結(jié)合速度和完成程度的主要因素之一。具有適宜孔隙結(jié)構(gòu)的材料有利于新生血管組織的長(zhǎng)入，提高新骨生成的速度和數(shù)量。作者制備的CAB材料的孔隙率達(dá)85%左右，為新骨組織的長(zhǎng)入提供了足夠的空間，同時(shí)，其壓縮強(qiáng)度雖不及人體平均松質(zhì)骨強(qiáng)度，但結(jié)合目前手術(shù)中使用的內(nèi)固定或外固定，其完全可以滿足非承重部位骨缺損填充的要求。由于材料種類(lèi)和實(shí)驗(yàn)方法的差異，各研究者對(duì)于骨替代材料的適宜孔徑的看法并不一致。目前被大多數(shù)研究者接受的觀點(diǎn)是：除某些降解特別迅速的材料外，骨替代材料的孔徑不宜500 μm則會(huì)影響材料強(qiáng)度和細(xì)胞的粘附，也不利于新骨組織的形成。作者研制的CAB材料的平均孔徑為100～300 μm，孔徑大小適中，而且材料內(nèi)部孔隙分布均勻，孔隙之間相互連通，孔隙形態(tài)、取向規(guī)則有序，有利于新生組織的長(zhǎng)入。

CAB材料的體外降解實(shí)驗(yàn)中可發(fā)現(xiàn)材料的質(zhì)量損失率、PLLA分子量和降解液的pH值隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)較為規(guī)律的變化。由圖2、3可見(jiàn)，復(fù)合人工骨材料在降解的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)質(zhì)量損失率要低，由此可見(jiàn)牡蠣殼粉對(duì)PLLA的降解有一定的抑制作用。探討其原因可發(fā)現(xiàn)PLLA的降解過(guò)程為酯鏈的無(wú)規(guī)則斷裂水解過(guò)程，表現(xiàn)為分子量的迅速下降，而水解產(chǎn)生的鏈端羧基又會(huì)自動(dòng)催化并加速其水解，牡蠣殼粉的成分為碳酸鈣，偏堿性，可以中和PLLA降解所產(chǎn)生的酸性，降低PLLA的酸自動(dòng)催化水解速度，因此出現(xiàn)牡蠣殼粉對(duì)PLLA的降解有一定的抑制作用。由圖3可見(jiàn)，純PLLA隨降解時(shí)間的延長(zhǎng)其溶液pH值有逐漸下降趨勢(shì)，而復(fù)合材料的浸泡液pH值出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，到第12周后浸泡液的pH值基本達(dá)到平衡。其原因主要可考慮為：在剛開(kāi)始階段，主要由于牡蠣殼粉中碳酸鈣的溶解，導(dǎo)致浸泡液pH值出現(xiàn)偏堿性，后浸泡液pH值出現(xiàn)緩慢下降；在8周左右出現(xiàn)明顯下降，考慮為聚乳酸開(kāi)始出現(xiàn)大量的降解，其降解產(chǎn)物乳酸和牡蠣殼中的碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，使浸泡液的堿性程度下降，兩種因素相互影響，最終達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡。

綜上所述，CAB中的構(gòu)成成分牡蠣殼，聚乳酸均具有良好的生物相容性，其性能互補(bǔ)，材料的孔徑孔隙率，生物力學(xué)強(qiáng)度等性能基本能滿足骨組織生長(zhǎng)的要求，有望作為一種性能優(yōu)良的人工骨材料應(yīng)用于臨床。當(dāng)然，該材料植入體內(nèi)后的實(shí)際效果如何還有待動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用檢驗(yàn)。

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