高分子材料的改性精選(九篇)
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第1篇：高分子材料的改性范文
關(guān)鍵詞：高分子材料改性;教學(xué)改革;實踐
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）41-0094-02
一、緒論
“高分子材料改性”是高等工科學(xué)校高分子材料與工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。高分子改性的方法多種多樣，各種不同門類的改性方法之間相互關(guān)聯(lián)、相互依托，這不僅體現(xiàn)在理論范疇，而且體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域。通過本門課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增強(qiáng)理論和技術(shù)，共混工藝以及聚合物改性的最新研究進(jìn)展;了解常用的改性設(shè)備;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)理論、基本知識去分析與解決實際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點(diǎn)以及過去幾年的教學(xué)實踐，目前“高分子材料改性”課程教學(xué)中還存在以下3個主要問題：
1.授課計劃和授課內(nèi)容安排不合理?！案叻肿硬牧细男浴闭n程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混過程與調(diào)控、共混物的形態(tài)、共混體系相容熱力學(xué)、共混物性能的預(yù)測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領(lǐng)域中的應(yīng)用、共混方法在短纖維填充體系及納米復(fù)合物材料中的應(yīng)用、聚合物共混工藝與設(shè)備等。對于強(qiáng)調(diào)實際應(yīng)用的高分子材料與工程專業(yè)的本科學(xué)時來說，該課程顯得尤其重要[2]。根據(jù)授課計劃安排，該課程開設(shè)32學(xué)時，存在著內(nèi)容多、課時少、授課內(nèi)容需要進(jìn)一步提煉等問題，難以在規(guī)定學(xué)時內(nèi)有效、連貫的開展教學(xué)活動。
2.缺乏實踐環(huán)節(jié)。目前，“高分子材料改性”課程主要以講授為主，缺乏實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生主動參與較少，導(dǎo)致學(xué)生感性認(rèn)識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設(shè)備時，學(xué)生們難以區(qū)分同向雙螺桿擠出機(jī)和異向雙螺桿擠出機(jī)的物料輸送方向，通過靜態(tài)的二維或三維圖片進(jìn)行講解時，其表現(xiàn)力度有限，無法有效地使學(xué)生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機(jī)的工作原理和區(qū)別。
3.教材更新與完善。目前，江蘇科技大學(xué)“高分子材料改性”課程選用的教材是2006年王國全老師編寫的《聚合物共混改性原理與應(yīng)用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、“十一五”國家重點(diǎn)圖書。教材在廣泛總結(jié)國內(nèi)外高分子共混理論與應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上，融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領(lǐng)域的教學(xué)與科研實踐經(jīng)驗編著而成[1]。目前，高分子共混改性等相關(guān)方法在高分子加工領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)展和壯大，但是該教材自2007年第一次出版后沒有進(jìn)行過更新和修訂，部分內(nèi)容與當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀不符，例如教材第七章介紹五大通用塑料產(chǎn)量時，依據(jù)2006年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，聚氯乙烯的產(chǎn)量僅次于聚乙烯居于第二位，而隨著聚氯乙烯應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，目前聚氯乙烯的產(chǎn)量已經(jīng)超過聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全適應(yīng)于當(dāng)前高分子材料與工程專業(yè)“高分子材料改性”課程的教學(xué)。
4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”課程考核方式為平時成績占30%，期末成績占70%。平時成績占比較低，期末成績占比較高，出現(xiàn)部分學(xué)生平時不重視課后作業(yè)，期末考試時突擊復(fù)習(xí)通過考試的現(xiàn)象。這樣的考核方式無法反映出學(xué)生的真實水平和實際能力，也很難讓學(xué)生的實際應(yīng)用能力得以實質(zhì)性提高。
二、教學(xué)改革方法與手段
針對高分子材料與工程專業(yè)“高分子材料改性”的特點(diǎn)和目前存在的問題，結(jié)合江蘇科技大學(xué)的實際情況，要求學(xué)生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力，作者結(jié)合該課程的特點(diǎn)以及過去幾年的教學(xué)實踐，總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)改革方法。
（一）結(jié)合課程特點(diǎn)，調(diào)整授課計劃和內(nèi)容
針對授課內(nèi)容多、學(xué)時少的問題，有必要對課程進(jìn)行提煉整理，刪除部分與聚合物共混改性無關(guān)的內(nèi)容。例如教材第五章中相分離行為與均相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的內(nèi)容對于物理化學(xué)專業(yè)十分重要，但是對高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生來說，只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業(yè)的教學(xué)要求。同時，對于后續(xù)的Flory-Huggins模型和狀態(tài)方程理論部分為高分子物理講授內(nèi)容，也可以進(jìn)行適當(dāng)刪減和提煉。另外，共混物的相界面學(xué)習(xí)對于分析多相共混體系的微觀結(jié)構(gòu)和性能至關(guān)重要，現(xiàn)有的授課計劃中相關(guān)內(nèi)容過于簡單，無法滿足高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求，因此有必要增加相關(guān)的授課內(nèi)容。
（二）增加實踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力
“高分子材料改性”是一門理論與實踐并重的課程，部分授課內(nèi)容較為抽象，學(xué)生只有通過親自實踐，才能對課堂學(xué)習(xí)的相關(guān)知識進(jìn)行充分的理解和消化吸收。同時，實踐環(huán)節(jié)的引入，學(xué)生們可以在實踐過程中提高感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及發(fā)現(xiàn)問題、查閱文獻(xiàn)、相互合作去分析解決問題的能力，這對于學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和工作都具有重要意義。另外，實踐環(huán)節(jié)具有一定的趣味性，可以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[3]。
（三）優(yōu)化教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生主動性
在以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，課堂上學(xué)生的參與程度少，課后缺乏主動復(fù)習(xí)，導(dǎo)致整體的教學(xué)效果不好。教學(xué)方法的改革應(yīng)倡導(dǎo)以學(xué)生為主，激發(fā)學(xué)生自身作為學(xué)習(xí)主體的意識，使知識的學(xué)習(xí)從傳統(tǒng)的灌輸式教育方式向主動吸收式的方向轉(zhuǎn)變，可以有效提高教學(xué)效果。例如可以將每堂課開始前的復(fù)習(xí)時間由以往的老師講改為學(xué)生講，上課前給學(xué)生5分鐘時間簡要總結(jié)上次課學(xué)習(xí)的主要知識點(diǎn)。這樣做一方面可以有效幫助學(xué)生提高上課時的注意力，另一方面可以督促學(xué)生課后及時復(fù)習(xí)課堂知識，更加牢固的掌握知識，做到融會貫通。同時該方法的推廣，還可以鍛煉學(xué)生的幻燈片制作水平并給每一位學(xué)生提供一個展現(xiàn)自己的機(jī)會，增加學(xué)生的主體意識[4]。
（四）優(yōu)化考核方法，引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展
課程考核是檢驗教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張試卷來檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而學(xué)生往往可以通過突擊性的復(fù)習(xí)取得較高的分?jǐn)?shù)，這樣的考核方式既不能準(zhǔn)確反映老師的教學(xué)效果，亦不能充分反映學(xué)生對知識的掌握程度[5]。根據(jù)高分子材料改性課程的特點(diǎn)，筆者在實際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時成績所占比重，將平時成績所占的比重從30%提高至40%，使學(xué)生認(rèn)識到平時學(xué)習(xí)的重要性;二是進(jìn)一步增加隨堂提問，提高學(xué)生上課時的注意力，減少課外作業(yè)在平時成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘，讓學(xué)生利用幻燈片總結(jié)復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，督促學(xué)生養(yǎng)成課后復(fù)習(xí)的良好習(xí)慣。
三、教學(xué)改革效果
“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)2009級開設(shè)，目前已經(jīng)開設(shè)7屆。近三屆學(xué)生的成績分析表明，該課程平均優(yōu)良率為92%。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生利用共混改性相關(guān)的基本知識去分析與解決實際問題的能力得到明顯提高，很多同學(xué)參與了本科生的創(chuàng)新計劃大賽，做了很多有意思的實驗性課題，部分同學(xué)取得了較好的成績。
四、結(jié)論
“高分子材料改性課程”教學(xué)改革是一項系統(tǒng)工程，筆者以培養(yǎng)學(xué)生有效利用共混改性相關(guān)的基本知識去解決實際應(yīng)用問題為出發(fā)點(diǎn)，通過調(diào)整授課計劃、增加實踐環(huán)節(jié)、優(yōu)化教學(xué)方法和考核方法，去引導(dǎo)學(xué)生樹立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，充分掌握高分子共混改性的相關(guān)知識點(diǎn)。實踐證明，對“高分子材料改性課程”課程進(jìn)行教學(xué)改革能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，充分發(fā)揮學(xué)生自身潛力，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)與工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course
ZHUO Qi-qi
（College of Material Science and Technology，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）
第2篇：高分子材料的改性范文
關(guān)鍵詞：高分子材料學(xué) 表面工程 教學(xué)模式
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1672-1578（2012)04-0055-02
“高分子材料學(xué)”是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)（表面工程方向）的一門專業(yè)課程。表面工程學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域主要為材料涂裝、防腐等，學(xué)生需要熟悉各種工程材料（金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料等）的基本性質(zhì)、制備工藝以及表面處理方面的知識?！案叻肿硬牧蠈W(xué)”主要介紹高分子材料的制備、性能、成型、改性及應(yīng)用等方面的知識。
“高分子材料學(xué)”這門課共32學(xué)時，所選教材為化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子材料基礎(chǔ)》。主要內(nèi)容包括四部分：高分子材料的合成及制備、高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能、常見的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及應(yīng)用。該教材[1]濃縮了高分子材料與工程專業(yè)的四門專業(yè)主干課共192學(xué)時的內(nèi)容，即高分子化學(xué)（48學(xué)時）、高分子物理（64學(xué)時）、高分子材料成型工藝（48學(xué)時）、聚合物改性原理及方法（32學(xué)時）。
1 “高分子材料學(xué)”講授過程中面臨的問題
“高分子材料學(xué)”課程的講授具有較大難度，主要表現(xiàn)在以下方面：
該課程涵蓋了高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)主干課內(nèi)容，要深入講解這些內(nèi)容，需要近200學(xué)時，而針對表面工程學(xué)生開設(shè)的“高分子材料學(xué)”僅僅只有32學(xué)時，時間緊，內(nèi)容多，如何合理安排各部分內(nèi)容占的比重是授課教師面臨的首要問題。
“高分子材料學(xué)”相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，需要學(xué)生具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)及力學(xué)基礎(chǔ)，而對表面工程的學(xué)生而言，因?qū)I(yè)側(cè)重不同，化學(xué)課程及機(jī)械基礎(chǔ)課開設(shè)門類不如高分子材料與工程專業(yè)齊全，導(dǎo)致表面工程的學(xué)生在學(xué)習(xí)“高分子材料學(xué)”時，對教材內(nèi)容的理解及掌握有一定難度。這對授課教師備課也提出了更高的要求，如何在有限的學(xué)時中適時補(bǔ)充相關(guān)背景知識幫助學(xué)生理解，是授課教師需要思考的另一問題。
“高分子材料學(xué)”雖為表面工程學(xué)生的專業(yè)課之一，但從歷年就業(yè)情況看，表面工程學(xué)生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多，而從事高分子材料加工行業(yè)的很少。故必然存在學(xué)生對該課程重視程度不夠，學(xué)習(xí)積極性不高的問題，因此授課教師也需要在教學(xué)模式上進(jìn)行探索創(chuàng)新，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中來。
2 “高分子材料學(xué)”課程教學(xué)模式探索
2.1梳理重點(diǎn)，側(cè)重剖析基本概念
“高分子材料學(xué)”學(xué)時有限，內(nèi)容繁多，因此需要授課教師在備課時梳理出各章節(jié)的重要知識點(diǎn)和基本概念, 注意各部分內(nèi)容的銜接,并找出線索將各章散落的知識點(diǎn)貫穿起來。
比如，在介紹高分子材料合成及制備時，著重講授加聚反應(yīng)及縮聚反應(yīng)的基本步驟，對比這兩種聚合反應(yīng)的特點(diǎn)及反應(yīng)產(chǎn)物特性，便于學(xué)生掌握常見高分子材料的合成反應(yīng)類型，了解制備方法對材料性能的影響?？紤]到表面工程學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)側(cè)重，對反應(yīng)速率的計算等知識點(diǎn)不做要求。
再如，課程內(nèi)容第二部分介紹高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能，這部分內(nèi)容為承上啟下的重點(diǎn)章節(jié)，高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)在其合成過程中奠定基礎(chǔ)，并將在成型過程及改性中得以體現(xiàn)和完善。這部分內(nèi)容體現(xiàn)了高分子材料與其他材料的本質(zhì)區(qū)別，涉及的基本知識點(diǎn)很多，而且多為表面工程學(xué)生不熟悉的內(nèi)容。因此，同樣需要通過對比，突出高分子與低分子的結(jié)構(gòu)與性能差異，側(cè)重高分子溫度——形變關(guān)系，結(jié)晶過程及晶體結(jié)構(gòu)等重要知識點(diǎn)的講解。
2.2因材施教，適時補(bǔ)充背景知識
“高分子材料學(xué)”中很多知識點(diǎn)的理解離不開有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課程的支撐，而表面工程方向的學(xué)生并未開設(shè)相關(guān)課程。為此，需要教師在講授過程中適時補(bǔ)充背景知識。
例如，在講授高分子合成反應(yīng)類型對材料性能的影響時，可簡要介紹常見化學(xué)基團(tuán)的特點(diǎn)并聯(lián)想對應(yīng)的高分子材料的性能特點(diǎn)及成型要點(diǎn)。以聚碳酸酯（PC）為例，這種材料采用縮聚反應(yīng)制備，分子結(jié)構(gòu)中含有酯基，酯基在一定條件下容易水解，因此可聯(lián)想到PC材料在成型時的高溫條件下應(yīng)避免水分的存在，防止水解反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致材料性能劣化。
此外，為彌補(bǔ)學(xué)生基礎(chǔ)知識的不足，講授時還可結(jié)合日常生活中的實例進(jìn)行對照說明。在講授高分子結(jié)晶時，可聯(lián)想泡面模型以及珍珠形成等實例；講授高分子材料降解及添加劑功效時，可結(jié)合塑料制品長期暴曬變色發(fā)脆、塑料拖鞋逐漸由軟變硬等學(xué)生熟知的生活常識進(jìn)行分析。
2.3結(jié)合專業(yè)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
“高分子材料學(xué)”為考查科目，且表面工程的學(xué)生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多，學(xué)生誤認(rèn)為這門課程與自己的專業(yè)及將來就業(yè)銜接不緊，從而對“高分子材料學(xué)”課程重視不夠，故學(xué)習(xí)積極性也不高。為此，授課教師應(yīng)有意識的引導(dǎo)學(xué)生思考，并采用靈活的考核方式調(diào)動學(xué)生的積極性。
筆者在講授此門課程時，并未采用課堂考試的形式進(jìn)行考核，而是給學(xué)生布置了“高分子材料與表面工程”為主題的課程論文撰寫任務(wù)，并讓學(xué)生制作出相關(guān)的PPT將自己的論文進(jìn)行口頭陳述，最后根據(jù)其論文撰寫情況、PPT制作情況及陳述情況給出該門課程的成績[2]。課程論文的完成情況直接跟成績掛鉤，能有效調(diào)動學(xué)生的積極性及對課程的重視；課程論文的撰寫需要大量專業(yè)文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，學(xué)生在撰寫論文的過程中能自覺關(guān)注及閱讀相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)，有利于拓寬其專業(yè)視野；制作PPT的過程是對課程論文內(nèi)容的凝練，有利于學(xué)生理清思路掌握重點(diǎn)；口頭陳述環(huán)節(jié)能有效杜絕學(xué)生互相抄襲論文，教師也能通過學(xué)生的口頭陳述情況，觀察學(xué)生對該門課程基礎(chǔ)知識的掌握程度。
學(xué)生通過獨(dú)立搜集資料撰寫論文制作PPT并口頭陳述等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，既能讓他們發(fā)現(xiàn)“高分子材料學(xué)”這門課程與所學(xué)專業(yè)的緊密聯(lián)系，也鍛煉了他們的資料搜集能力及口頭表達(dá)能力，為將來畢業(yè)答辯及就業(yè)面試打下基礎(chǔ)。
3 結(jié)語
高分子材料是非常重要的工程材料，對于表面工程的學(xué)生而言，應(yīng)該熟悉并掌握這類工程材料的特性。“高分子材料學(xué)”雖然不是表面工程方向的專業(yè)主干課，但涵蓋了高分子材料相關(guān)的大量專業(yè)基礎(chǔ)知識，也是面向表面工程學(xué)生開設(shè)的唯一一門有關(guān)高分子材料的課程。授課教師應(yīng)該積極進(jìn)行教學(xué)模式的探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在有限的學(xué)時中掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。
參考文獻(xiàn)：
[1]張留成，瞿雄偉，丁會利編.高分子材料基礎(chǔ)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.
第3篇：高分子材料的改性范文
隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，塑料產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中，給人類帶來了許多的便利，與此同時，由于人們對其大量需求致使廢棄物中的塑料越來越多，這對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因而，現(xiàn)在許多科學(xué)家都在尋找新的環(huán)境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就屬于環(huán)境友好型材料，這其中最受人們關(guān)注的就是聚乳酸（PLA），具有良好的生物降解性，在微生物作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成危害。人們之所以選擇聚乳酸作為環(huán)境友好型材料來研究，是因為聚乳酸具有強(qiáng)度高，透明性好，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，包括醫(yī)用、包裝、紡織等。但是由于其結(jié)晶性能差，脆性大等缺點(diǎn)，使其在某些性能方面存在嚴(yán)重的不足，這就嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用[1]。為了使聚乳酸能夠更好的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，研究者們對其進(jìn)行表面改性，使其性能得到改善，能夠得到更好的應(yīng)用。
1.生物可降解高分子材料
生物可降解高分子材料是環(huán)境友好型材料中最重要的一類。它是指在一定條件下，一定的時間內(nèi)，能被細(xì)菌、真菌、霉菌、藻類等微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的一類高分子材料。由于其具有無毒、生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，生物降解高分子被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、一次性用品、農(nóng)業(yè)、包裝衛(wèi)生等領(lǐng)域。按照來源的不同，可將其分為天然可降解高分子和人工合成可降解高分子兩大類。
天然可降解高分子：有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等，這類高分子可以自然生長，并且降解后的產(chǎn)物沒有毒性，但是這類高分子大多不具備熱塑性，加工起來困難，因此不常單獨(dú)使用，只能與其它高分子材料摻混使用。
人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。這類聚酯的主鏈大多為脂肪族結(jié)構(gòu)單元，通過酯鍵相連接，主鏈比較柔軟，容易被自然界中微生物分解。與天然可降解高分子材料相比較，人工合成可降解高分子材料可以在合成時通過控制溫度等條件得到不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，從而對材料物理性能進(jìn)行調(diào)控，并且還可以通過化學(xué)或物理的方法進(jìn)行改性[2]。
在以上眾多的天然可降解高分子材料和人工合成可降解高分子材料中，天然可降解高分子材料加工困難，成本高，不被人們選中，因此，人們把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，這其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和剛性等性能，在諸多人工合成可降解高分子材料中脫穎而出，被人們所選中。
2. 聚乳酸材料
在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年來最受研究者們關(guān)注的一種。它是一種生物可降解的熱塑性脂肪族聚酯，是一種無毒、無刺激性，具有良好生物相容性、強(qiáng)度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。合成聚乳酸的原料可以通過發(fā)酵玉米等糧食作物獲得，因此它的合成是一個低能耗的過程。廢棄的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解產(chǎn)物經(jīng)光合作用后可再形成淀粉等物質(zhì)，可以再次成為合成聚乳酸的原料，從而實現(xiàn)碳循環(huán)[3]。因此，聚乳酸是一種完全具備可持續(xù)發(fā)展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。迄今為止，學(xué)者們對聚乳酸的合成、性質(zhì)、改性等方面進(jìn)行了深入的研究。
2.1聚乳酸的合成
聚乳酸以微生物發(fā)酵產(chǎn)物-乳酸為單體進(jìn)行化學(xué)合成的，由于乳酸是手性分子，所以有兩種立體結(jié)構(gòu)。
聚乳酸的合成方法有兩種；一種是通過乳酸直接縮合；另一種是先將乳酸單體脫水環(huán)化合成丙交酯，然后丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸[4]。
2.1.1直接縮合[4]
直接合成法采用高效脫水劑和催化劑使乳酸低聚物分子間脫水縮合成聚乳酸，是直接合成過程，但是縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，很難保證反應(yīng)正向進(jìn)行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工藝簡單，與開環(huán)聚合物相比具有成本優(yōu)勢。因此目前仍然有大量圍繞直接合成法生產(chǎn)工藝的研究工作，而研究重點(diǎn)集中在高效催化劑的開發(fā)和催化工藝的優(yōu)化上。目前通過直接聚合法已經(jīng)可以制備具有較高分子量的聚乳酸，但與開環(huán)聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制較難。
2.1.2丙交酯開環(huán)縮合[4]
丙交酯的開環(huán)聚合是迄今為止研究較多的一種聚乳酸合成方法。這種聚合方法很容易實現(xiàn)，并且制得的聚乳酸分子量很大。根據(jù)其所用的催化劑不同，有陽離子開環(huán)聚合、陰離子開環(huán)聚合和配位聚合三種形式。（1）陽離子開環(huán)聚合只有在少數(shù)極強(qiáng)或是碳鎓離子供體時才能夠引發(fā)，并且陽離子開環(huán)聚合多為本體聚合體系，反應(yīng)溫度高，引發(fā)劑用量大，因此這種聚合方法吸引力不高；（2）陰離子開環(huán)聚合的引發(fā)劑主要為堿金屬化合物。反應(yīng)速度快，活性高，可以進(jìn)行溶液和本體聚合。但是這種聚合很難制備高分子量的聚乳酸；（3）配位開環(huán)聚合是目前研究最深的，也是應(yīng)用最廣的。反應(yīng)所用的催化劑主要為過渡金屬的氧化物和有機(jī)物，其特點(diǎn)為單體轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，易于制備高分子量的聚乳酸。但是開環(huán)聚合有一個缺點(diǎn)，所使用的催化劑有一定的毒性，所以目前尋找生物安全性高的催化劑成為配位開環(huán)聚合研究的重要方向。
2.2聚乳酸的性質(zhì)
由于乳酸單體具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三種立體構(gòu)型：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）和消旋聚乳酸（PDLLA）。其中PLLA和PDLLA是目前最常用，也是最容易制備的。PLLA是半結(jié)晶型聚合物，具有良好的強(qiáng)度和剛性，但是其缺點(diǎn)是抗沖擊性能差，易脆性斷裂。而PDLLA是無定形的透明材料，力學(xué)性能較差[5]。
雖然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和阻隔性，但是聚乳酸作為材料使用時有明顯的不足之處；韌性較差并且極易彎曲變形，結(jié)晶度高，降解周期難以控制，熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，價格昂貴等。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用與發(fā)展[6]。因此，針對聚乳酸樹脂原料進(jìn)行改性成為聚乳酸材料在加工和應(yīng)用之前必不可少的一道工序。
2.3聚乳酸的改性
針對聚乳酸的以上缺點(diǎn)，研究者們對其進(jìn)行了增韌改性、增強(qiáng)改性和耐熱改性，用以改善聚乳酸的韌性和抗彎曲變形能力，提高熱穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)聚乳酸材料。
2.3.1增韌改性
在常溫下聚乳酸是一種硬而脆的材料，在用于對材料要求高的領(lǐng)域，需要對其進(jìn)行增韌改性。增韌改性主要分為共混和共聚兩種方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合過程中工藝比較復(fù)雜，并且生產(chǎn)成本高，因此在實際工業(yè)生產(chǎn)中，主要用共混法來改善聚乳酸的韌性。共混法是將兩種或兩種以上的聚合物進(jìn)行混合，通過聚合物各組分性能的復(fù)合達(dá)到改性目的[7]。為了拓展聚乳酸材料在工程領(lǐng)域的用途，研究者們常采用將聚乳酸與其它高聚物共混，這樣一方面能夠改善聚乳酸的力學(xué)性能和成型加工性能，另一方面也為獲得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途徑。
增韌改性所用的共混法工藝比較簡便，成本相應(yīng)低一些，在實際工業(yè)生產(chǎn)中更加實用。不過受到聚乳酸本身的硬質(zhì)和高模量限制，共混法改性目前主要方向為增韌、調(diào)控親水性和降解能力。
2.3.2增強(qiáng)改性
聚乳酸本身為線型聚合物，分子鏈中長支鏈比較少，這就使聚乳酸材料的強(qiáng)度在一些場合滿足不了使用的要求。因此要對其進(jìn)行增強(qiáng)改性，使其強(qiáng)度達(dá)到要求。目前主要采用了玻璃纖維增強(qiáng)、天然纖維增強(qiáng)、納米復(fù)合和填充增強(qiáng)等技術(shù)來對聚乳酸進(jìn)行改性，用以提高聚乳酸材料的力學(xué)性能[7]。
目前，植物纖維和玻璃纖維對增強(qiáng)聚乳酸的力學(xué)性能效果相差不大，但是植物纖維價格低廉，并且對環(huán)境友好，因而成為對聚乳酸進(jìn)行增強(qiáng)改性的常見材料。而填充增強(qiáng)引入了與聚合物基體性質(zhì)完全不同的無機(jī)組分并且綜合性能提升明顯，因此受到廣泛的關(guān)注。這其中，以納米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、氣體阻隔性、阻燃性等多種性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人體骨骼移植、骨骼連接銷釘?shù)柔t(yī)學(xué)材料。
2.3.3耐熱改性
耐熱性差是生物降解高分子材料共有的缺點(diǎn)。聚乳酸的熔點(diǎn)比較低，因此它在高溫高剪切作用下易發(fā)生熱降解，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要對聚乳酸進(jìn)行耐熱改性，用以提高其加工性能，通常采用嚴(yán)格干燥、純化和封端基等方式提高其熱穩(wěn)定性[8]。目前，添加抗氧劑是提高聚合物耐熱性的常用方法，除了采用添加改性或與其它樹脂共混改性來提高聚乳酸耐熱性，還可以通過拉伸并熱定型的方法提高聚乳酸的耐熱性，與此同時，還可以改善其聚乳酸復(fù)合材料韌性和強(qiáng)度。在紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。
從上述幾種改性結(jié)果來看，與聚乳酸相比，改性后的聚乳酸復(fù)合材料綜合性能等方面都得到了全面的提升，在醫(yī)學(xué)、紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。因此，聚乳酸復(fù)合材料得到了人們的喜愛與關(guān)注，并逐漸將人們的生活與之緊緊聯(lián)系在了一起。成為國內(nèi)外研究者所要研究的重點(diǎn)對象。
3.聚乳酸復(fù)合材料及研究進(jìn)展
3.1聚乳酸復(fù)合材料
經(jīng)過改性劑改性過的聚乳酸復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，它是以聚乳酸為基體，在其中加入改性劑混合用各種方式復(fù)合而成的。同時它具備與聚乳酸相同的無毒、無刺激性、良好的生物相容性等性質(zhì)，但是在性能方面要都優(yōu)于聚乳酸。聚乳酸復(fù)合材料在柔順性、伸長率、力學(xué)、電、熱穩(wěn)定性等方面都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，目前已經(jīng)將其應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、紡織、包裝業(yè)和組織工程等[9]領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。
聚乳酸復(fù)合材料可以在微生物的作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成任何的危害，加上其在各個方面都具有優(yōu)異的性能，可以用于各個領(lǐng)域。因此成為了新一代的環(huán)境友好型材料被國內(nèi)外的研究者們廣泛關(guān)注。目前，就聚乳酸復(fù)合材料的研究，國內(nèi)外研究者們都取得了一定的成果和進(jìn)展。
3.2聚乳酸復(fù)合材料研究進(jìn)展
由于聚乳酸作為生物相容，可降解環(huán)境友好材料，存在著結(jié)晶速度慢、結(jié)晶度低、脆性大等缺陷，將需要與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能，生物相容性等優(yōu)點(diǎn)的填料復(fù)合進(jìn)行填充改性[10]。這個方法成為目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。對于聚乳酸復(fù)合材料的研究以下是國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展。
盛春英[1]通過溶液共混法制備了聚乳酸/碳納米管復(fù)合物，用紅外光譜和DSC研究了復(fù)合材料的等溫結(jié)晶和非等溫結(jié)晶性能，重點(diǎn)研究了CNTs的種類、管徑、管長、質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及聚乳酸分子量對復(fù)合物結(jié)晶性能的影響，以及等溫結(jié)晶對復(fù)合材料拉伸性能的影響。
范麗園[2]將左旋聚乳酸和納米羥基磷灰石用含有親水基團(tuán)的JMXRJ改性劑，通過溶液共混法，加強(qiáng)兩者親水性能和結(jié)合能力。以碳纖維為增強(qiáng)體，制備出碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料。并分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、熱性能以及等溫結(jié)晶時晶球變化。
張東飛等[3]人介紹了碳納米管制備的三種方法，即石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法和激光蒸發(fā)法，并闡述了碳納米管導(dǎo)熱基本機(jī)理，對碳納米管應(yīng)用于復(fù)合材料熱傳導(dǎo)性能進(jìn)行了研究與展望。
趙媛媛[4]采用溶液超聲法，選用多壁碳納米管作為填充物，制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其進(jìn)行改性研究。以碳納米管化學(xué)修飾及百分含量的變化對其在PLLA基體中的分散性、形態(tài)、結(jié)晶行為、力學(xué)性能和水解行為的影響為主要研究對象。
張凱[5]通過對有效的碳納米管分布對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行研究。并重點(diǎn)從形態(tài)調(diào)控角度，調(diào)節(jié)碳納米管在高分子基體中的有效分布，構(gòu)建了高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。并從晶體排斥、相態(tài)演變、隔離的角度，設(shè)計三種不同形態(tài)的導(dǎo)電聚乳酸/復(fù)合材料，降低了材料的導(dǎo)電逾滲值。
馮江濤[6]通過采用混酸處理、表面活性劑修飾和表面接枝三種方法對對碳納米管表面進(jìn)行修飾，利用溶劑蒸發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，采用紅外吸收光譜、拉曼光譜、偏光顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、差示掃描量熱分析儀對復(fù)合材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和總結(jié)。
李艷麗[7]通過混合強(qiáng)酸酸化與馬來酸酐接枝相結(jié)合，對碳納米管表面修飾，增強(qiáng)了碳納米管與聚乳酸之間的界面相互作用，獲得了碳納米管分散均勻的聚乳酸/碳納米管納米復(fù)合材料。并且研究不同條件下碳納米管對聚乳酸結(jié)晶行為的影響，發(fā)現(xiàn)碳納米管對聚乳酸的結(jié)晶有明顯的異相成核作用。
許孔力等[8]人通過溶液復(fù)合的方法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其力學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究，而且對復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
李玉[9]通過將聚乳酸與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能、生物相容性的碳基納米填料進(jìn)行填充改性?？疾炝遂o電紡絲參數(shù)對聚乳酸纖維的形貌影響，并且考察了不同含量的碳納米管對復(fù)合纖維形貌和結(jié)構(gòu)的影響。此外，還對靜電紡絲和溶液涂膜制備工藝對復(fù)合材料性能影響。
趙學(xué)文[10]通過將碳納米粒子引入聚合物共混體系實現(xiàn)了復(fù)合材料的功能化與高性能化。并且他們提出一種基于反應(yīng)性碳納米粒子的熱力學(xué)相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增強(qiáng)了材料的力學(xué)性能，同時賦予了導(dǎo)電等功能。
Mosab Kaseem等[11]人通過熱、機(jī)械、電氣和流變性質(zhì)對聚乳酸基質(zhì)中碳納米管的類型、縱橫比、負(fù)載、分散狀態(tài)和排列的依賴性。對不同性能的研究表明，碳納米管添加劑可以提高聚乳酸復(fù)合材料的性能。
Mainak Majumder等[12]人通過對聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料制備和表征方面的研究，
綜述有關(guān)碳納米管在聚乳酸基質(zhì)中分散的有效參數(shù)。并且將聚乳酸與不同材料結(jié)合用來改變其性能。
Wenjing Zhang等[13]人通過溶液共混制備了一系列PLLA/碳納米管復(fù)合材料。測試了形態(tài)，機(jī)械性能和電性能。通過研究發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量達(dá)到其滲透閾值，PLLA/碳納米管復(fù)合材料的體積電阻降低了十個數(shù)量級。通過光學(xué)顯微鏡圖像顯示了納米復(fù)合材料的球晶形態(tài)，用差示掃描量熱法（DSC）測量，其結(jié)果顯示，隨著碳納米管含量的增加，冷結(jié)晶溫度升高。
Eric D等[14]人通過研究在半結(jié)晶聚合物碳納米管復(fù)合材料中，碳納米管被視為可以影響聚合物結(jié)晶的成核劑。但是，由于碳納米管的復(fù)雜性。不同的手性，直徑，表面官能團(tuán)，使用的表面活性劑和樣品制備過程可能會影響復(fù)合材料結(jié)晶。研究了半晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，形態(tài)和相關(guān)應(yīng)用。簡要介紹聚合物中的結(jié)晶和線性成核。使用溶液結(jié)晶方法揭示了界面結(jié)構(gòu)和形態(tài)。
Kandadai等[15]人通過拉曼光譜分析表明PLLA和碳納米管之間的相互作用主要通過疏水的C-CH3官能團(tuán)發(fā)生。復(fù)合材料的直流電導(dǎo)率隨碳納米管負(fù)載的增加而增加。導(dǎo)電的碳納米管增強(qiáng)的生物相容性聚合物復(fù)合材料可以潛在地用作新一代植入物材料，從而刺激細(xì)胞生長和通過促進(jìn)物理電信號傳遞來使組織再生。
從以上國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展中，可以看到，大部分的研究者都是通過溶液共混的方法制備聚乳酸復(fù)合材料，這種方法對于國內(nèi)外的研究者們來說比較簡便可靠。并且他們將制備好后的聚乳酸復(fù)合材料通過紅外光譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、差示掃描量熱、拉曼光譜和偏光顯微鏡等手段進(jìn)行其結(jié)構(gòu)和性能的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)聚乳酸復(fù)合材料的性能在各個方面都有顯著的提高，并且可以應(yīng)用與各個領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊。聚乳酸復(fù)合材料作為新一代性能全面的環(huán)境友好型材料，國內(nèi)外的研究者們對聚乳酸復(fù)合材料的研究還在進(jìn)行著，并且對于它的發(fā)展都有很高的期待。
4.本課題的研究思路及研究內(nèi)容
4.1 研究思路
聚乳酸作為可降解生物材料，同時又具有生物相容性，力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。碳納米管則具有良好的生物相容性，功能性等優(yōu)點(diǎn)。將兩種材料復(fù)合可以進(jìn)一步改善聚乳酸結(jié)晶性能、力學(xué)性能、賦予其導(dǎo)電性。
對于聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料的制備可以通過共混法、原位聚合及靜電紡絲法來制備，目前通常采用溶劑揮發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料。通過拉曼光譜、電子能譜、掃描電子顯微鏡、示差掃描量熱來測定其結(jié)合能、材料表面形貌以及結(jié)晶、熔融溫度等方面進(jìn)行觀察分析。
第4篇：高分子材料的改性范文
【關(guān)鍵詞】形狀記憶；高分子材料；軍事應(yīng)用
1.形狀記憶高分子材料簡介
形狀記憶高分子或形狀記憶聚合物（SMP，Shape Memory Polymer）作為一種功能性高分子材料，是高分子材料研究、開發(fā)、應(yīng)用的一個新分支。它是在一定條件下被賦予一定智能高分子材料的形狀（起始態(tài)），當(dāng)外部條件發(fā)生變化時，它可相應(yīng)地改變形狀，并將其固定（變形態(tài)）。如果外部環(huán)境發(fā)生變化，智能高分子材料能夠?qū)Νh(huán)境刺激產(chǎn)生應(yīng)答，其中環(huán)境刺激因素有溫度、pH值、離子、電場、溶劑、反以待定的方式和規(guī)律再一次發(fā)生變化，它便可逆地應(yīng)物、光或紫外線、應(yīng)力、識別和磁場等，對這些刺激恢復(fù)至起始態(tài)。至此，完成記憶起始態(tài)固定變形態(tài)恢復(fù)起始態(tài)的循環(huán)。
1989年 ，石田正雄認(rèn)為 ，具有形狀記憶性能的高分子可看作是兩相結(jié)構(gòu) ，即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能的可逆的固化和軟化的可逆相組成?？赡嫦酁槲锢磴q鏈結(jié)構(gòu) ，而固定相可分為物理鉸鏈結(jié)構(gòu)和化學(xué)鉸鏈結(jié)構(gòu)，以物理鉸鏈結(jié)構(gòu)為固定相的稱為熱塑SMP，以化學(xué)鉸鏈結(jié)構(gòu)為固定相的稱為熱固性SMP。王詩任等認(rèn)為 ，形狀記憶高分子實際上是進(jìn)行物理交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)的高分子，其形狀記憶行為實質(zhì)上是高分子的粘彈性力學(xué)行為。他們根據(jù)高分子粘彈性理論建立了一套形狀記憶的數(shù)學(xué)模型。總結(jié)來說，形狀記憶機(jī)理可分為：組織結(jié)構(gòu)機(jī)理、橡膠彈性理論、粘彈性理論。
2.軍事材料特殊性分析
未來戰(zhàn)爭是高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭。不僅戰(zhàn)場環(huán)境變得更加惡劣復(fù)雜，各種類型的雷達(dá)，先進(jìn)探測器以及精確制導(dǎo)武器的問世，對各類武器和裝備構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此，不僅軍事裝備的質(zhì)量要求一定可靠，而且，軍事裝備的再生性和快速制造能力也被提到了新的高度。
軍事裝備系統(tǒng)的可靠性（The Reliability of Armaments system）是指軍事裝備系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)，預(yù)定的條件下，完成規(guī)定效能的能力。要求裝備在特定的條件下長期存放和反復(fù)使用過程中，不出故障或少出故障，處于正常的使用狀態(tài)，且能實現(xiàn)其預(yù)期效能。因此，軍事材料必須擁有極強(qiáng)的性能和超長的工作壽命。軍事裝備的再生能力，指的是軍事裝備受到損壞后，能夠迅速進(jìn)行戰(zhàn)場搶修的能力。戰(zhàn)場再生能力是提高裝備戰(zhàn)斗力的重要組成部分。形狀記憶高分子材料具有許多優(yōu)異的性能，因此此類材料對于軍事方面的貢獻(xiàn)就十分明顯。在前期制造方面，由于其快速恢復(fù)能力，可以在很短的時間內(nèi)完成對零部件連接、整合，為戰(zhàn)爭贏得極寶貴先機(jī)時間。在對裝備恢復(fù)方面，我們可以將記憶前的材料制造為較為規(guī)則，使用面積較小的部件，單一運(yùn)輸時可以減縮空間，從而提高運(yùn)輸效率，極大地提高了戰(zhàn)場的再生能力。
3.形狀記憶高分子材料在軍事方面應(yīng)用展望
目前，形狀記憶高分子材料在軍事方面的成熟應(yīng)用主要體現(xiàn)在在戰(zhàn)機(jī)的連接，加固，軍事通訊設(shè)備，戰(zhàn)爭醫(yī)療設(shè)備等方面。
3.1戰(zhàn)機(jī)接頭連接
在軍事戰(zhàn)斗機(jī)上通常裝有各種不同直徑的管道， 對于一些異徑管接頭的連接， 形狀記憶高分子材料可以大顯身手。其大致工藝過程如下： 先將形狀記憶高分子材料加工成所要求的管材， 然后對其加熱使管材產(chǎn)生徑向膨脹， 并快速冷卻， 即可制得熱收縮套管。應(yīng)用時， 將此套管套在需要連接的兩個管材的接頭上，再用加熱器將已膨脹的套管加熱至其軟化點(diǎn)以上（低于一次成形溫度）， 膨脹管便收縮到初始形狀，緊緊包覆在管接頭上。
3.2緊固銷釘
在戰(zhàn)斗機(jī)的制造工藝中， 需應(yīng)用大量的連接件進(jìn)行連接。采用形狀記憶高分子材料制作緊固銷釘，將是戰(zhàn)斗機(jī)制造業(yè)中的一項嶄新工藝技術(shù)。
（1）先將記憶材料成形為銷釘?shù)氖褂眯螤睿唬?）再將銷釘加熱變形為易于裝配的形狀并冷卻定型；（3）將變形銷釘插入欲鉚合的兩塊板的孔洞中；（4）將銷釘加熱即可回復(fù)為一次成形時的形狀， 即將兩塊板鉚合固定。
3.3軍事通訊設(shè)備
形狀記憶高分子材料在軍事通訊設(shè)備方面的應(yīng)用同記憶合金比較相似。后者在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。而高分子材料通常具有很好的絕緣性能，因此在通訊設(shè)施中不需要導(dǎo)電的部件中，用形狀記憶高分子材料代替，以獲得我們預(yù)期的目標(biāo)，從而提高部隊的攜帶能力。
3.4軍事醫(yī)療設(shè)備
在需要單兵作戰(zhàn)的特殊場合，由于單兵的輜重，裝備等攜帶能力的限制，需要在有限的或體積下攜帶比較充足的醫(yī)療設(shè)施，從而為軍人的生命恢復(fù)提供必要的保障。利用低溫形狀記憶特性的聚合物聚氨酯、聚異戊二烯、聚降冰片烯等可以制備用作矯形外科器械或用作創(chuàng)傷部位的固定材料，比如用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏繃帶。方法有2種：一是將形狀記憶聚合物加工成待固定或需矯形部位形狀，用熱水或熱吹風(fēng)使其軟化，施加外力使其變形為易于裝配的形狀，冷卻后裝配到待固定或需矯形部位。再加熱便可恢復(fù)原狀起固定作用，同樣加熱軟化后變形，取下也十分方便；二是將形狀記憶聚合物加工成板材或片材，用熱水或熱吹風(fēng)使其軟化，施加外力變形為易于裝配形狀，在軟化狀態(tài)下裝配到待固定或需矯形部位，冷卻后起固定作用，拆卸時加熱軟化取下即可。形狀記憶材料與傳統(tǒng)的石膏繃帶相比具有塑型快、拆卸方便、 透氣舒適、干凈衛(wèi)生、熱收縮溫度低、可回復(fù)形變量大的特點(diǎn)，可望在矯形外科領(lǐng)域及骨折外固定領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
4.結(jié)束語
目前，對形狀記憶材料的研究才剛剛開始，尚處于初級階段。形形狀記憶高分子材料雖然具有可恢復(fù)形變量大、記憶效應(yīng)顯著、感應(yīng)溫度低、加工成型容易、使用面廣、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但尚存在著許多不足之處，如形變回復(fù)不完全、回復(fù)精度低等。因而，在形狀記憶高分子材料的分子設(shè)計和復(fù)合材料研究等方面，還有待于進(jìn)一步探索。另外，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實需要開發(fā)新型的形狀記憶高分子或?qū)υ械男螤钣洃浉叻肿佑嗅槍π缘剡M(jìn)行改性。因此， 在今后的研究工作中， 應(yīng)充分運(yùn)用分子設(shè)計技術(shù)及材料改性技術(shù)， 努力提高材料的形狀記憶性能及綜合性能， 開發(fā)新的材料品種， 以滿足不同的應(yīng)用需要。另外， 還應(yīng)注重新材料的實際應(yīng)用， 早日形成工業(yè)產(chǎn)量，為我國的軍事建設(shè)及各項國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]石田正雄.形狀記憶樹脂[J].配管技術(shù)，1989，31（8）：110-112.
[3]王詩任，呂智，趙維巖，等.熱致形狀記憶高分子的研究進(jìn)展[J].高分子材料科學(xué)與工程，2000，16（1）：1-4.
第5篇：高分子材料的改性范文
關(guān)鍵詞：高分子材料；阻燃方法；研究與分析
前言
高分子材料的燃燒要滿足兩個條件，一個是適宜的溫度，一個是分解出的可燃物的濃度，由此可見，要想阻止高分子材料燃燒就要從這兩個方面著手，只要能有效的提高高分子材料的阻燃性，就能夠拉動企業(yè)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展。文章將針對高分子材料的阻燃方法進(jìn)行詳細(xì)的分析。
1 高分子材料的阻燃方法
1.1 通過在高分子材料中加入阻燃劑實現(xiàn)阻燃
通過在高分子材料中嫁娶阻燃劑實現(xiàn)阻燃的方法是目前我國應(yīng)用最為廣泛的阻燃方式，利用阻燃劑與高分子材料分解出來的可燃物之間的結(jié)合，來實現(xiàn)提高高分子材料阻燃性能的目的，這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是它的成本比較低，而且在對不同的高分子材料的阻燃劑調(diào)整上面也比較的靈活，是一種經(jīng)濟(jì)適用的高分子材料阻燃方法，與此同時，這種方式也存在一定的弊端，技術(shù)添加的阻燃劑中的元素可能會與高分子材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響高分子材料的性能[1]。因此，在阻燃劑的選擇上面一定要非常的慎重，要在不影響高分子材料或者是影響較小的前提下，加入合適的阻燃劑來阻止高分子材料的燃燒。
1.2 通過與高分子材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行阻燃
化學(xué)反應(yīng)一直是一個非常復(fù)雜的過程，可能你改變了其中的一個分子機(jī)構(gòu)就會產(chǎn)生不一樣的效果。高分子材料的化學(xué)反應(yīng)阻燃就是使用了這種方法，將某種元素通過化學(xué)反應(yīng)接入或者替換高分子材料的化學(xué)鏈中，在不影響高分子材料的性能的前提下，改變高分子材料的性能，將高分子材料從可燃性極強(qiáng)轉(zhuǎn)變到具有阻燃性能的高分子材料。能夠?qū)崿F(xiàn)高分子材料阻燃性的元素有很多，像是硼、硅、金屬原子等都可以做到。
1.3 通過改變高分子材料表面的阻燃性能來實現(xiàn)阻燃
通過化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)高分子材料的阻燃主要是通過將某種元素接入或者替換高分子材料的化學(xué)鏈上，可能會影響高分子材料的性能，但是改變高分子表面材料的阻燃性能就不一樣了，同樣也是采用專業(yè)的技術(shù)將元素接入或者替換，但是這種方式?jīng)]有將元素接入到高分子材料的主鏈上，而是只對高分子材料的表面進(jìn)行改進(jìn)，這樣就不會影響到高分子材料的性能的同時，還實現(xiàn)了對于高分子材料的阻燃，避免了阻燃劑以及化學(xué)反應(yīng)給高分子材料性能上帶來的影響[2]。但是這種方法也存在一定的弊端，就是在它的操作過程非常的復(fù)雜，在時間上耗費(fèi)也比較久，而且在資金成本上面也非常的昂貴，因此在實際生產(chǎn)中并不適用。由此可見，我國的專家學(xué)者還需要對于高分子材料的阻燃性能不斷的研究。
1.4 將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起
為了加強(qiáng)高分子材料的阻燃性，我們可以將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起，這種方式不僅有效的阻止了高分子材料的燃燒，在持續(xù)的時間上也是非常的長久的，在實際的應(yīng)用中可以說是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外，這種將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保護(hù)高分子材料的性能上也有也有很大的幫助，避免了阻燃劑等給高分子材料帶來的負(fù)面影響。
1.5 采用納米科技的方式來實現(xiàn)高分子材料的阻燃
隨著時代的不斷變化，我國的科學(xué)技術(shù)也在不斷的提高，近幾年來，我國在納米科技方面也有著廣泛的應(yīng)用，高分子材料的阻燃就是其中一項，采用納米技術(shù)實現(xiàn)高分子材料的阻燃可以說是為我國的科學(xué)事業(yè)開辟了一條全新的道路。通過納米技術(shù)進(jìn)入到高分子材料的內(nèi)部，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列的改造工作，將普通的高分子材料改造成阻燃性能比較強(qiáng)的高分子材料，極大的降低了危險的發(fā)生[4]。使用納米技術(shù)來改變高分子材料的阻燃性能的方法雖然很好，但是在資金成本上的耗費(fèi)也是非常的巨大的，因此，截止到目前為止，納米技術(shù)的方法還是在研究階段，實際的生產(chǎn)中的應(yīng)用是非常少的。
1.6 對高分子材料采取兩種或兩種以上的阻燃方式
對高分子材料采取兩種或者使兩種以上的阻燃方式，來進(jìn)行高分子材料的阻燃主要是為了要滿足各方面的要求，既能夠不改變高分子材料的性能或者是將高分子材料的性能改變降到最低，又能保證高分子材料的阻燃性能，可以說是一個一舉兩得的方法，在我國很多企業(yè)的建設(shè)中都有實際的應(yīng)用，這種方法為高分子材料的阻燃提供了一個多重的保障。
2 結(jié)束語
綜上分析可知，高分子材料的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了我國的各行各業(yè)，甚至在人民群眾的日常生活中也有高分子材料的廣泛應(yīng)用，為了保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展，以及人民生活不受到影響，就要積極的對高分子材料的阻燃性能進(jìn)行分析，找到最有效解決高分子材料燃燒的問題。
參考文獻(xiàn)
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第6篇：高分子材料的改性范文
專業(yè)大觀
生活在鋼筋水泥森林里的我們，對金屬材料一定不陌生。從汽車外殼到小小螺絲釘，從建筑用材到鍋碗瓢盆，處處充斥著金屬感?？梢哉f，金屬材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，日益深入和改變著我們的生活。
金屬材料工程是一門實用性很強(qiáng)的專業(yè)，通過對金屬材料制備工藝及其原理的探索，研究成果可以直接應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)。該專業(yè)開設(shè)的主要課程有材料熱力學(xué)、金屬學(xué)、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)、金屬材料學(xué)、材料成型加工工藝與設(shè)備、計算機(jī)在材料工程中的應(yīng)用等。通過學(xué)習(xí)這些課程，同學(xué)們將被培養(yǎng)成為具備金屬材料科學(xué)與工程等方面的知識，能在冶金、材料結(jié)構(gòu)研究與分析、金屬材料及復(fù)合材料制備、金屬材料成型等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。
金屬材料工程發(fā)展歷史很長，基礎(chǔ)非常雄厚，可以說從事這方面研究的人員一開始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助學(xué)科雄厚的基礎(chǔ)，初學(xué)者雖然很容易入門，但入門后看見的是一片片整整齊齊的田野，仿佛沒有值得開墾的地方，要想取得突破性進(jìn)展必須下一番力氣。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)時需要注重培養(yǎng)自己的觀察和判斷能力，不盲目迷信書本和權(quán)威，要敢于放開自己的思維不斷探索新知。
經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí)，金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)生將被授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位，畢業(yè)后如果希望從事專業(yè)相關(guān)工作，可以去相應(yīng)的研究所（比如北京有色金屬研究院）參加工作，或是在寶鋼、首鋼等國有大中型鋼鐵集團(tuán)以及其他相關(guān)企業(yè)擔(dān)任中高級工程技術(shù)人員，當(dāng)然也可以選擇留?；蛘叱鰢．?dāng)你看見自己辛勤勞動的成果在鋼花飛濺中誕生，為國家和人民創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)利益的時候，你一定會由衷地感到高興。也許到時候你會發(fā)現(xiàn)自己對別的領(lǐng)域更感興趣，不要擔(dān)心，你所學(xué)的知識和方法完全可以幫助你適應(yīng)其他的工作，因為在這里養(yǎng)成的分析問題、解決問題的能力，會令你左右逢源、游刃有余。
報考點(diǎn)津：由于本專業(yè)涉及到金屬材料的設(shè)計、計算機(jī)的應(yīng)用等專業(yè)領(lǐng)域，因此，有創(chuàng)新意識，吃苦精神，且在繪圖、計算機(jī)等方面有專長的同學(xué)更適合報考該專業(yè)。
高?？煺眨罕本┕I(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、鹽城工學(xué)院、西北工業(yè)大學(xué)等。
專業(yè)大觀
高分子材料與工程屬于理工科類，是研究有機(jī)及生物高分子材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能和加工應(yīng)用的高新技術(shù)專業(yè)。目前高分子材料已被廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科研和國防等各個領(lǐng)域，成為我國科學(xué)研究的一個重點(diǎn)領(lǐng)域。
高分子材料與工程培養(yǎng)的是高新技術(shù)方面的人才，該專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)高聚物化學(xué)與物理的基本理論和高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能知識及高分子成型加工技術(shù)知識，具體的課程有有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物流變學(xué)、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法?？凑n程的名稱，我們會發(fā)現(xiàn)，高分子材料與工程主要涉及化學(xué)、物理、材料知識。但是，不要以為你高中的物理、化學(xué)學(xué)得好就能把高分子材料與工程專業(yè)學(xué)好，我們高中時學(xué)的物理、化學(xué)其實都只是基礎(chǔ)知識，并沒有朝深方向延伸。因此說，高中所學(xué)的物理、化學(xué)知識只能算是在為學(xué)高分子化學(xué)、物理打基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)了高分子材料與工程的主要課程后，充其量只能說你學(xué)到了知識，還不具備有開發(fā)研究高分子材料的能力。為了幫助該專業(yè)學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為技能，學(xué)生在校期間的大部分時間都被用來做實驗，同時學(xué)校也會適當(dāng)?shù)陌才乓恍┥鐣嵺`，同學(xué)們可以進(jìn)行金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)實驗、計算機(jī)應(yīng)用與上機(jī)實踐、課程設(shè)計等。此外，同學(xué)們自己還可以利用寒暑假的時間到工廠、企事業(yè)單位實習(xí)。
總而言之，只有經(jīng)過社會實踐并且反復(fù)摸索驗證課本上的理論知識，同學(xué)們才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，獲得聚合物加工流變學(xué)、成型加工工藝和成型模具設(shè)計的基本技能，具有對高分子材料改性及加工過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理的初步能力。當(dāng)同學(xué)們在學(xué)校就具有以上這些能力，那可以說已經(jīng)很優(yōu)秀了，畢業(yè)時那會是企業(yè)爭搶的香餑餑。
關(guān)于就業(yè)，高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后，可以到高分子材料及高分子復(fù)合材料成型加工、高分子合成、化學(xué)纖維、新型建筑裝飾材料、現(xiàn)代噴涂與包裝材料、汽車、家用電器、電子電氣、航天航空等企業(yè)從事設(shè)計、新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理、市場經(jīng)營及貿(mào)易部門工作，也可以到高等學(xué)校、科研單位從事科學(xué)研究與教學(xué)工作，還可以到政府部門從事行政管理、質(zhì)量監(jiān)督等工作。
報考點(diǎn)津：對物理、化學(xué)感興趣的學(xué)生較適合本專業(yè)。另外，由于該專業(yè)要與計算機(jī)、英語打交道，因此你要有計算機(jī)、英語方面的學(xué)習(xí)熱情。還有，按照相關(guān)招考規(guī)定，色弱、色盲者不能報考該專業(yè)。
高校快照：四川大學(xué)、浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、華僑大學(xué)等。
專業(yè)大觀
復(fù)合材料與工程是實用性很強(qiáng)的專業(yè)，它分為復(fù)合材料設(shè)計與加工和復(fù)合材料工程兩個專業(yè)方向，這樣可以術(shù)業(yè)有專攻，使同學(xué)們在成為本專業(yè)通才的同時又是某個方向的專才。
既然復(fù)合材料與工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)的是如何研發(fā)復(fù)合材料，那么復(fù)合材料究竟有何魔力驅(qū)使同學(xué)們?nèi)パ芯克兀咳藗儷@取知識時常用的方法是去粗取精，從而使知識更上一層樓。復(fù)合材料其實和同學(xué)們汲取知識的方法是一樣的，它是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料通過物理和化學(xué)復(fù)合，組成具有兩個或兩個以上相態(tài)結(jié)構(gòu)的材料。簡單的說，就是它具有合成材料共有的優(yōu)點(diǎn)，性能要高出任何一個合成的部分。其實，在現(xiàn)實生活中，我們會看到很多的復(fù)合材料產(chǎn)品，如休閑座椅、工藝花盆、燈飾、廣告燈箱、汽車配件、電話亭等。當(dāng)我們驚訝于復(fù)合材料與工程何以如此強(qiáng)悍時，羨慕和期待的眼光便落在了復(fù)合材料與工程專業(yè)上。
看著五花八門的工藝花盆、燈飾，同學(xué)們可能會難掩內(nèi)心的激動，也想自己動手制作出漂亮的燈飾。有這樣的心情，表示同學(xué)們已經(jīng)愛上了復(fù)合材料與工程專業(yè)了。由于該專業(yè)所要解決的是了解復(fù)合材料的組成特點(diǎn)、主要應(yīng)用領(lǐng)域、復(fù)合原理和主要制備工藝等問題，因此該專業(yè)的同學(xué)們需要學(xué)習(xí)的專業(yè)課程有復(fù)合原理、復(fù)合材料學(xué)、復(fù)合材料工藝設(shè)備、材料學(xué)概論、復(fù)合材料的實驗技術(shù)、高分子化學(xué)及物理、復(fù)合材料工藝學(xué)、復(fù)合材料聚合物基礎(chǔ)等。
羅列出這么多專業(yè)課程，你可能會發(fā)出感慨，怪不得該專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生能夠研制出許多性能各異的產(chǎn)品，因為他們所學(xué)的知識不僅專，而且全。該專業(yè)同學(xué)畢業(yè)后可以到航空航天、汽車、船舶、建材、化工防腐、電機(jī)、電子、石油、通信、國防等行業(yè)的科研院所、高校、公司、企業(yè)工作。即使是新入職的該專業(yè)的畢業(yè)生，薪酬也不會很低，一般薪水在3000左右，不過也分地域、單位和各人能力。
報考點(diǎn)津：能吃苦，有創(chuàng)新精神，且對化學(xué)、物理感興趣的最適合報考本專業(yè)。盡管沒有性別限制，但從往年的男女就業(yè)情況來看，男生比女生更受企業(yè)的歡迎。
高?？煺眨何錆h理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、江蘇大學(xué)、華東理工大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)等。
專業(yè)大觀
生物功能材料專業(yè)是生命科學(xué)和材料科學(xué)的前沿叉學(xué)科，是生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程和藥物釋放等交叉學(xué)科技術(shù)的迅速發(fā)展對專業(yè)人才的迫切需求而設(shè)立的。
生物功能材料專業(yè)的魅力，就在于敢于實踐李寧的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青島即發(fā)集團(tuán)成功研制出了“高性能殼聚糖纖維材料”，而它的原料就是不起眼的蝦皮、蟹殼。蝦皮、蟹殼與用來做紡織面料材料的棉花相比，在纖維等特性上相差十萬八千里，但就是這樣不可能的事實，科研人員利用甲殼素經(jīng)化學(xué)處理和拉纖工藝制備，制出了可紡性高、抗菌性強(qiáng)、隔熱性能好等特點(diǎn)的“高性能殼聚糖纖維材料”?？蒲腥藛T之所以可以變不能為可能，完全歸功于生物功能材料專業(yè)。
科研人員有如此“特異功能”，與天生無關(guān)，而在于他們都接受過生物功能材料方面的專業(yè)學(xué)習(xí)。他們必學(xué)的主要課程有：生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、高分子化學(xué)、高分子物理、生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)、生物材料制備與加工、生物材料綜合實驗等專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程。要學(xué)好這些專業(yè)知識，沒有勤奮刻苦的精神，以及科學(xué)的學(xué)習(xí)方法是學(xué)不好的，因為這些課程比較深奧難懂，同學(xué)們除了在課堂上認(rèn)真聽講，認(rèn)真做好筆記，在課后消化以外，還必須給自己“加餐”，以接觸更多的相關(guān)知識。
因為生物功能材料是涉及面很廣的專業(yè)，因此一般的學(xué)校都會加大選修課的比例，主要開設(shè)的課程有：生物醫(yī)用高分子改性、組織工程學(xué)、控制釋放理論與應(yīng)用、生物可降解高分子、環(huán)境材料基礎(chǔ)等。
學(xué)習(xí)了主要課程和選修課程之后，同學(xué)們可能還會關(guān)心，學(xué)習(xí)了這么多知識，究竟能把自己塑造成一個什么樣的人才？從開設(shè)的主要課程來看，生物功能材料的目標(biāo)很明確，就是培養(yǎng)能在生物材料的制備、改性、加工成型及應(yīng)用等領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)等的綜合型高級技術(shù)人才。該專業(yè)就業(yè)面寬，同學(xué)們畢業(yè)后可在研究院所、設(shè)計院、大專院校和企事業(yè)單位工作。
第7篇：高分子材料的改性范文
［關(guān)鍵詞］高分子材料 可降解 生物
我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。
1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理
生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。
生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。
因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。
2、生物可降解高分子材料的類型
按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產(chǎn)型
通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共混制得。
2.4摻合型
在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。
3、生物可降解高分子材料的開發(fā)
3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法
傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通過化學(xué)修飾和共混等方法，對 自然 界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。
3.1.2化學(xué)合成法
模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。
3.1.3微生物發(fā)酵法
許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。
3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的 發(fā)展 ，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。
3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料
4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用
目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。
參考 文獻(xiàn) ：
第8篇：高分子材料的改性范文
【關(guān)鍵詞】智能高分子材料；智能給藥系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展前景
中圖分類號：TB381文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-0278(2012)02-106-01
智能高分子材料是一種新型的現(xiàn)代高分子材料，又名智能聚合物、環(huán)境敏感性化和物等，它隨著外界環(huán)境等影響因素的變化而發(fā)生自身性能的改變，比如在溫度、壓力、磁場等不同因素影響下，其外在形狀、電場、面積大小等隨之做出相應(yīng)改變，來適應(yīng)不同環(huán)境的變化，，是一種新型的現(xiàn)代化的智能應(yīng)用材料。隨著科技的發(fā)展，智能高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，不但在建筑工程、化工、高科技領(lǐng)域得到充分發(fā)展體現(xiàn)，近年來，智能高分子材料被越來越多地應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別體現(xiàn)智能給藥系統(tǒng)的應(yīng)用上，預(yù)示著良好的發(fā)展前景。智能高分子材料具體可分為合成智能高分子材料、半合成智能高分子材料、天然智能高分子材料，下面，我們具體對三種不同類型的高分子材料在智能給藥系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析探究。
一、合成智能高分子材料
合成高分子材料之一是智能高分子凝膠，它是由三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物和低分子介質(zhì)組成的多元體系結(jié)構(gòu)的一直合成智能高分子，隨著外界環(huán)境因素的變化而變化，體現(xiàn)在體積大小上的收縮、持續(xù)或間斷的變化，具有良好的收縮和溶脹的性能。因此在智能給藥系統(tǒng)中，發(fā)揮其自我調(diào)節(jié)和反饋的功能，智能高分子凝膠粒具有感應(yīng)溫度、血糖、磁場等性能，并在身體狀態(tài)良好的情況下保持收縮狀態(tài)，當(dāng)其收到病情信號時，體積膨脹從而擴(kuò)散到身體病變部位，擴(kuò)散藥物以便達(dá)到良好的治療功效，對智能給藥系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用；此外，可生物降解的聚酯類是合成智能高分子材料的另一種重要應(yīng)用，同樣在醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。同時，在智能給藥系統(tǒng)中，由于可生物降解的聚酯類具有可生物降解、化學(xué)穩(wěn)定性高、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，大量被用于注射給藥系統(tǒng)中，并且在腫瘤藥物治療中，可生物降解的聚酯類相對于其它游離藥物具有減緩腫瘤生長等功效，有效地解決了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域許多棘手的難題，在智能給藥系統(tǒng)中更是得到了充分體現(xiàn)和發(fā)展。
二、半合成智能高分子材料
半合成智能高分子材料作為智能高分子材料的一個重要組成部分，具有毒性小、粘度大、溶解度高等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地控制藥物在人體的釋放速度，增加藥物吸收程度、降低了藥物毒副作用提高藥效等，對治療各種疾病起到良好的促進(jìn)作用，因而被廣泛地應(yīng)用到緩釋藥物制劑的研發(fā)和利用中，發(fā)揮了其在智能給藥系統(tǒng)中的重要作用。比如，在智能給藥系統(tǒng)中，蛋白質(zhì)或肽類藥物既可以在保持其生物活性的同時，又提高了載藥量，是一種適合在腸道定向給藥的特殊蛋白質(zhì)藥物遞送系統(tǒng)，最大限度的降低了藥物降解，起到了提高藥效等作用。此外，對于心臟病等疾病，利用半合成智能高分子材料設(shè)計一種時控型的藥物釋放系統(tǒng)，按照藥理學(xué)和患者病情定量給藥，從而發(fā)揮其藥效和并起到良好的預(yù)防作用。
三、天然智能高分子材料
相對于合成和半合成高分子材料，天然智能高分子材料特別具有良好的生物溶解性、天然無毒性等優(yōu)點(diǎn)，是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是智能給藥系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛和發(fā)展前景寬廣的一種智能高分子材料。具體表現(xiàn)為殼聚糖、海藻酸鹽、明膠三種類別。殼聚糖具有良好的生物降解性和溶解性、生物活性、粘附性等多種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到結(jié)腸定位系統(tǒng)、緩控釋、蛋白多肽等給藥系統(tǒng)中，并且殼聚糖可進(jìn)行交聯(lián)。酯化等多種化學(xué)改性，從而研究制成具有不同特性的殼聚糖衍生物，并通過各種研發(fā)，研制了各種殼聚糖凝膠給藥系統(tǒng)，提升了其在智能給藥系統(tǒng)中的地位，大大擴(kuò)展了其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，具有良好的發(fā)展前景；其次，海藻酸鹽在智能給藥系統(tǒng)中的運(yùn)用主要體現(xiàn)在與蛋白藥物領(lǐng)域的結(jié)合，通過各種化學(xué)反應(yīng)的作用，提高蛋白物的活性，制成各種蛋白質(zhì)藥物給要系統(tǒng)，提高了蛋白質(zhì)藥物的生物利用度，更加有利于患者治療；再次，利用明膠和葡聚糖半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研制成的脂質(zhì)微球，是一種雙重刺激響應(yīng)的半互穿網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對于治療多種復(fù)雜疾病具有良好的功效，在控制明膠相變溫度變化的前提下，研制的半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠,具有特殊的控制脂質(zhì)微球降解的功效，此外，脂質(zhì)微球從凝膠中釋放的基礎(chǔ)是A-糜蛋白酶和葡聚糖酶同時存在的情況下，因此這種可生物降解的水凝膠構(gòu)成的半互穿網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域很有發(fā)展?jié)摿? 不但阻止了單一酶存在導(dǎo)致的藥物快速降解負(fù)面影響， 而且當(dāng)在兩種酶同時存在時, 藥物才能從脂質(zhì)微球中釋放出來, 從而起到了藥物緩控釋釋放的效果，從而實現(xiàn)智能給藥系統(tǒng)對于疾病的綜合治理，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。
四、結(jié)語
伴隨著現(xiàn)代社會高科技的迅猛發(fā)展，智能高分子材料作為一種新型的、發(fā)展前景巨大的應(yīng)用材料，已經(jīng)普及到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域和發(fā)展事業(yè)，不僅體現(xiàn)在國外的良好的發(fā)展前景，目前，在我國，智能高分子作為一種高科技研發(fā)、具有多樣性和復(fù)雜性的智能材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域更是得到了長足和充分體現(xiàn)，對于在治療各種疾病，制備多種給藥系統(tǒng)的應(yīng)用上發(fā)揮了重要作用。隨著智能高分子材料研究的不斷深入，并且通過各個領(lǐng)域的合作交流，智能高分子材料越發(fā)朝著信息化、智能化、自動化的方向發(fā)展，更加智能化的透析病理生理，制備兼具多種功能的智能釋放藥物系統(tǒng)，在我國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域必將得到充分、長足的發(fā)展運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]張勝蘭,楊慶等.智能材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國紡織大學(xué)學(xué)報,2000(03).
[2]陶寶祺.智能材料結(jié)構(gòu)[M].北京:國際工業(yè)出版社,2009(07).
第9篇：高分子材料的改性范文
形狀：上段成錐形，下部是圓柱形。
化學(xué)組成：礦泉水和可樂瓶是用的聚對苯二甲酸乙二醇酯PET。另外食品包裝塑料瓶材料還有聚丙烯PP，高密度聚乙烯HDPE等。
用途：生活中最常見的就是用塑料瓶裝水了，也就是常見的礦泉水。另外就是可以用塑料瓶裝其他物品，比如說實驗室中不能用玻璃瓶裝的試劑有時必須用塑料瓶裝。塑料瓶的用途有很多很多，生活中到處可以見到塑料瓶。
改進(jìn)措施：可以改進(jìn)塑料瓶的生產(chǎn)工藝，如果能將塑料瓶生產(chǎn)成可自動降解的，那么我們的環(huán)境將不會再有更多的白色污染，這是一個非常有前景的技術(shù)，如果能夠成功，并且價格能夠和現(xiàn)在的塑料瓶相當(dāng)，那么塑料瓶的用途可能將大大增加！
2．名稱：一次性紙杯。
形狀：上大下小的錐形形狀。
化學(xué)組成：聚乙烯。
性能：柔軟性好、耐沖擊性能好；耐熱性、耐溶劑性、硬度較差。
用途：最好用于裝冷水，不要裝開水。
改進(jìn)措施：如果選用的材料不好，或加工工藝不過關(guān)，在聚乙烯熱熔或涂抹到紙杯過程中，可能會氧化為羰基化合物。羰基化合物在常溫下不易揮發(fā)，但在紙杯倒入熱水時就可能揮發(fā)出來。它既不環(huán)保，也不健康。還有些一次性紙杯生產(chǎn)商購買價格低廉的紙漿，在生產(chǎn)過程中添加熒光漂白劑，有致癌危險。建議大家，一次性杯不到萬不得已不要使用，如果使用最好裝冷水。
3．洗潔精
形狀：粘稠狀
化學(xué)組成：洗潔精的主要成份是:1表面活性劑；其主要作用是產(chǎn)生泡沫及去污；2、洗滌助劑：常用的原料有氫氧化鈉和檸檬酸鈉；3、增稠劑量：其主要作用是增稠，穩(wěn)泡及去污，常用的原料有6501、6502、氯化鈉；4、防腐劑，其主要作用是殺菌，保持，常用的原料有：苯甲酸鈉、甲基異噻唑啉酮等；5、添加劑，其主要作用是處理水質(zhì)，改善氣味，常用的原料有：1、乙二胺四乙酸二鈉，2、EDTA四鈉
性能：去污性能，去油性能等。
用途：可以用來清洗碗筷，也可以用來清洗鞋子或衣服上的污濁等。
4．電冰箱外殼
形狀：長方體或者不規(guī)則多邊形
化學(xué)組成：塑料，金屬等。
性能：支撐冰箱外形，美觀漂亮及減少冰箱成本等等。
改進(jìn)措施：我們都知道，冰箱在使用一段時間后外形將不再漂亮美觀，主要是由于塑料經(jīng)過長期的外置于空氣中可能發(fā)生老化，變色等。如果能將塑料的性能改優(yōu)使其老化速度減緩或者不老化，那么將是一件非常有價值的進(jìn)步，另外就是和上面一樣，如果做到塑料能夠自動降解，那么我們的世界將少了一份白色污染。我們的世界也將變得更加美麗！
5．各種醫(yī)用高分子材料制品
醫(yī)用高分子材料是指可以應(yīng)用于醫(yī)藥的人工合成（包括改性）的高分子材料，一般不包括天然高分子材料、生物高分子材無機(jī)高分子材料等在內(nèi)。隨著生物科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的高分子材料被用于與人類生命健康息息相關(guān)的各種器官和皮膚的替代材料。
醫(yī)用高分子材料大致可分為機(jī)體外使用與機(jī)體內(nèi)使用兩大類。機(jī)體外用的材科主要是制備醫(yī)療用品。如輸液袋、輸液管、注射器等。輸液袋、管可用衛(wèi)生級聚氯乙烯制造。由于這些高分子材料成本低、使用方便，現(xiàn)已大量使用。機(jī)體內(nèi)用材料又可分為外科用和內(nèi)科用兩類。外科方面有人工器官、醫(yī)用粘合劑、整形材料等。內(nèi)科用的主要是高分子藥物。所謂高分子藥物，就是具有藥效的低分子與高分子載體相綜合的藥物，它具有長效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。
歸納起來，一個具備了以下七個方面性能的材料，可以考慮用作醫(yī)用材料。
