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随着社会的发展与进步,我们的生活方式在不断的发生着改变,在此背景下,各种肿瘤、意外事故引发的骨折、骨痛病例也在不断的增多,加上我国人口老龄化的加快,其骨质疏松案例也越来越多。随着科学水平和医疗技术水平的提高,对于各种疾病的诊断技术也越来越先进。尤其是随着计算机技术和分子技术的进步发展,使得影像技术及分子技术在骨科检验和诊断中的应用越来越广泛[1]。为了进一步探讨骨科核医学分子影像的临床应用,本文选取我院2010年10月——2011年10月间收治的80名骨痛或病理性骨折患者的临床资料进行回顾性分析,现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料我院2010年10月——2011年10月间收治的80名骨痛或病理性骨折患者,本组患者中有53名为男性,27名为女性,最大年龄为74岁,最小年龄为29岁,平均年龄(54.56±3.11),43名患者由于交通事故、摔伤、坠落等造成骨折,37名患者通过体检或因骨痛进行检查初步诊断为骨肿瘤。及其他骨科性疾病。
1.2方法通过查询相关资料,并结合着现代医学影像诊断,对由于交通事故、摔伤、坠落等造成的骨折患者进行X线平片,对由于存在骨科性疾病的患者进行99mTc-MDP全身骨扫描,检查骨骼病变的部位、程度、范围、性质等等,综合对患者骨折和病理性骨痛的原因进行分析,并通过核医学分子影像技术观察患者的病理变化[2]。
2结果
经过通过核医学分子影像检验发现,本组患者的病因主要包括22例原发性甲旁亢代谢性骨病,10例原发良、恶性肿瘤和骨痛,25例骨软化和肾性骨病,7例关节问题和代谢性骨病,13例骨软化和肾性骨病,其余3例患者无严重疾病。对于原发性甲旁亢代谢性骨病的患者则通过外科手术切除治疗,对于原发良、恶性肿瘤和骨痛的患者则通过骨肿瘤科或小儿骨科治疗,对于骨软化和肾性骨病的患者则通过内科医师进行治疗,对于关节问题和代谢性骨病的患者则通过矫形骨科或风湿科的医师治疗,对于疑为骨髓瘤的患者则通过血液科医师进行确诊治疗,对于本组中的3例无严重疾病的患者进行常规止痛药物进行治疗,并与患者沟通,为患者讲解病情的原因,消除思想负担,帮助患者恢复愉快的生活[3]。
3讨论
根据骨折的病因,骨折可以分为病理性骨折和应力性骨折。所谓的病理性骨折主要是指患者的骨折是由于本身的疾病而引起的骨折,比如说肿瘤或感染病灶往往会引起骨折,该类型便属于病理性骨折。利用核医学分子影像技术在病理性骨折患者的检验中要进行全身性扫描,以掌握病变的部位、程度、范围、性质等等;应力性骨折主要是指由于受到外界损伤或者局部负荷增大而导致的骨折,它可以根据发生部位不同而分为不同的类型[4]。比如发生在正常骨则成为疲劳骨,成为功能不全性骨折,我们常见的老年患者由于骨质疏松引起的骨折便属于这种类型。应力性骨折也是所有骨折中发生率最高的类型,尤其多发于老年群体、运动员、舞蹈员、士兵等等,其发生部分主要是跖骨、趾骨和胫骨、跖骨、跳腓骨等等。在对活动量较大并且反复应力但X线显示为阴性的患者应考虑应力性骨折的可能,对于患者的诊断主要依靠99mTc-MDP骨显像,并配合核磁共振可以将其剖面清晰的显示出来。
对于骨痛与不明原因骨折病因的鉴别诊断,目前主要的方式是应用核医学分子影像对患者进行全身骨扫描。这种方式在最初主要应用于骨肿瘤的诊断,然而随着这一方式的优势逐渐突显,加上核医学分子影像技术在临床医学中的应用越来越广泛,全身性骨扫描的应用范围也逐渐扩大,其扫描技术也在不断的发展与更新,能够更详细的将患者病变的原因、部位、性质、范围清晰的显示出来,从而为临床诊断和治疗提供重要的依据。比如通过全身性扫描检测显示为原发性甲旁亢代谢性骨病的患者则通过外科手术切除治疗,诊断为原发良、恶性肿瘤和骨痛的患者则通过骨肿瘤科或小儿骨科治疗,诊断为骨软化和肾性骨病的患者则通过内科医师进行治疗,诊断为关节问题和代谢性骨病的患者则通过矫形骨科或风湿科的医师治疗,以此准确的判断患者的病因并采取对症的方式治疗,可以有效的避免误诊发生,同时为患者争取宝贵的治疗黄金时间,避免造成最佳治疗时机被耽误发生,确保患者的健康。通过本次研究发现,在骨科疾病诊断中应用核医学分子影像技术具有良好的临床效果,可以提高疾病诊断的准确率,从而为患者提供更合理的治疗方案,值得在临床应用上推广。
参考文献
[1]朱朝晖.2012年度中国核医学和分子影像学科技发展[J].协和医学杂志,2013,(03):233-237.
[2]王荣福.分子影像新技术应用与交流盛会——记2009年欧洲核医学协会年会[J].标记免疫分析与临床,2010,(06):411-416.
关键词:重点学科;影响因子;期刊
中图分类号:G255.2文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)36-0216-04
一、影响因子的概念及意义
期刊影响因子(Impact Factor,IF)是1972年由美国SCI创始人加菲尔德(Garfield E)率先提出的,现已成为国际上通行的一个期刊评价指标。
影响因子是利用引文分析法评价科技期刊最基本最常用的方法,它是以期刊为对象,统计一定时域内(通常为两年)期刊论文的平均被引率,其公式为:影响因子= 指该刊前两年在统计当年被引用的总次数/该刊前两年总数。是指该刊前两年在统计当年被引用的总次数占该刊前两年总数的比例,是用来描述期刊被引用情况的计量指标,或者是用来描述期刊影响力的指标,是用论文的平均被引率反映期刊近期在科学发展和文献交流中所起作用的指标,可测度当年期刊的学术影响力,是衡量一个学术刊物地位的主要因素,对核心期刊的遴选起着重要作用,已成为科技期刊评价最重要的指标。影响因子越大,表明该刊所载论文被引用次数越多,从而说明该刊所载论文的影响力较大和水平较高,因而该刊的质量也高。
国际著名的科学计量学专家普赖斯经过大量的文献统计后得出结论认为,科学后的两年是论文被引用的高峰期。因此,目前国际上比较通行的做法是将计算影响因子的引文年度规定为两年,依据影响因子的计算公式,其主要受三大基本要素的影响:时间、载文量、被引频次。美国科技信息研究所(Institute of Scientific Information,ISI)对使用影响因子非常谨慎地说明,尽管影响因子是评估期刊的非常实用的工具,但在使用时(主要针对学术评价)应该慎重,必须考虑到期刊类型的不同、学科之间的差别、文献款目类型差别、自我引用的频率、期刊是否被收录、期刊名称是否有过变更等诸多因素的影响。因此,期刊的IF值受多种因素影响,在用它评价期刊质量和论文水平时,必须分析其影响因素,充分考虑它的局限性。
二、重点学科期刊影响因子的影响因素分析
(一)馆藏重点学科期刊影响因子情况
什么是重点学科?教育部将其定义为“应承担教学、科研双重任务,要逐步做到能够自主地、持续地培养和国际水平大体相当的博士、硕士、学士;能够接受国内外学术骨干人员进行深造;能够为国家重大决策提供科学依据,为开拓新的学科领域、促进学科发展作出较大的贡献”。
我校经教育部(教研函[2007] 4号)审核批准的国家8个重点学科是:作物学一级学科(含作物遗传育种和作物栽培与耕作学两个二级学科)和微生物学、生物化学与分子生物学、果树学、动物遗传育种与繁殖、水产养殖、农业经济管理等六个二级学科。国家重点学科是国家根据发展战略与重大需求,择优确定并重点建设的培养创新人才、开展科学研究的重要基地,在高等教育学科体系中居于骨干和引领地位。一级学科国家重点学科的认定在中国尚属首次。一级学科国家重点学科的建设,将突出综合优势和整体水平,促进学科交叉、融合和新兴学科的生长。
(二) 影响“影响因子”的主要因素
1.有学科差异的影响。期刊影响因子的大小与期刊所属的学科领域有显著的相关性。不同的学科有不同的发展历程、不同的成熟程度和不同的研究方法。一个正在发展的学科和一个古老成熟的学科。一个理论研究型学科和一个应用研究型学科在引用动机和引用规范上有很大差异,一个大学科(有众多研究者或热门研究领域)和一个小学科在引用程度上也有较大差异,相同或相近研究领域的论文倾向于互相引证,影响因子值的差异当然也很大;各学科在研究规模、研究水平、研究方式、合作程度、引文行为都有自己的特点,这些特点决定了各学科在引文频次水平上的差异;同时,不同学科由于发展速度和成熟程度不同,期刊数量差异很大,从而使收录的不同学科的期刊数目差别很大。
由于学科(领域)自身的特点以及发展规律和发展阶段等差别,不同研究领域的文章被引频次是不同的,从而导致不同领域期刊的影响因子缺乏可比性。从表1、表2可以看出,农业经济管理类期刊的影响因子高于其他学科刊物,农业经济管理学科在中刊查阅利用率、中外文期刊复印利用率和平均影响因子方面基本上都是最高的,作物学学科排第二,其中果树类期刊最低。同样是学科影响因子排名前十 位的,值却有明显区别,某一学科最好期刊的IF值可能比另一学科最差期刊的IF值还低。这主要与学科的发展动态、历史以及引证习惯等因素有关。所以,影响因子的大小与期刊所属学科的性质和论文内容所涉及的研究领域的大小有关,同时也与期刊的历史长短、知名度大小有关,还和其内容是否为当前的研究热点有关。
2.有发表时滞的影响。期刊被引频次中两年的时间限制可导致不同刊物论文的被引次数有较大差异。对于出版时滞较短的刊物更容易获得较高的影响因子,因为最先发表或公布的成果最容易或有可能引起较大的影响而被引证,相当一部分引文就因为文献老化(超过两年)的原因而不能被统计参与影响因子的计算;再者,不同学科论文的引证行为有所不同。这是因为不同研究领域或研究主题的成果在完善或验证过程中经历的时间段可能很不相同,如对于分子生物学方面具有创新研究的论文来说,则可能很快引起较大的影响并被引证,因此有研究证明,中国不同学科、不同类型的学术期刊的被引高峰期存在明显差异。
出版时滞较短的刊物容易获得较高的被引频次,所以缩短刊期,可以提高被引频次,进而提高影响因子,刊期的缩短更加吸引读者的注意力,从而有利于期刊论文更快更多的被引用。科学技术新理论、新方法、新成果、新知识不断涌现,这种现状必然要求期刊缩短刊期。缩短刊期,减少出版时滞,可使刊载的信息尽快地传递给读者,从而为文章的及时被引创造条件。以《安徽农业科学》、《中国农学通报》、《江西农业学报》为例,这三种期刊在不断缩短出版周期后,被引频次和影响因子也稳步提高。
然而,如果评价一项科研成就或一位科学家的贡献,就更不能只看那个期刊两年里的影响有多大了。最优秀的科学成就都不是以一时影响面广,而是以影响的深远取胜。比如,1905年,爱因斯坦提出的相对论,一百多年后还在广为传播;20世纪40年代,物理学家黄昆提出的缺陷导致x光散射的理论,六十多年后也仍然被同行所引用。这些具有开拓性的成就有一个共同特点,影响的持续年限很长很长。
3.有期刊类型的影响。期刊的办刊方针不同,期刊类型有所不同。自然科学类期刊大致可分为学术类期刊、技术类期刊、研究进展类期刊和科普类期刊四类。学术类期刊主要刊发综述论文和研究论文,技术类期刊主要刊发技术应用论文。即使在同一学科领域,论文类型也会不同,有的为基础研究论文,有的是应用研究论文,因而形成了多样的期刊类型。文章简短且出版周期短的期刊通常有一个较高的快引指数,对于评述、综述类期刊,快引指数相对来说是非常低的,要在出版后许多年才会达到被引用高峰。综述类期刊的绝对被引数非常高,其平均影响因子往往超过其他类型的期刊。自然科学学术期刊评价指标体系研究课题组经大量统计分析发现:中国不同学科、不同类型的学术期刊其被引高峰期有明显差异,一般理论性较强的基础研究三年后才出现引文高峰期,如数学期刊被引高峰期大于两年的占62%,被引半衰期较长;而应用研究论文因知识更新快,一般引文高峰期为两年,被引半衰期短。这样两年影响因子,应用研究类期刊明显占优势,像生命科学期刊的平均IF值在2.5左右,而数学期刊的IF值却在1.0左右。《中国农村经济》IF值2.743与《中国南方果树》IF值0.159相差甚远。因此,每一类期刊由于各自发表的论文类别不同,引用率和引用习惯各不相同,导致每类期刊间的影响因子差别较大。在比较影响因子时,必须考虑到期刊及其所刊载文章类型的不同。
另外,专业期刊、交叉学科期刊和综合性期刊IF值的差异,限于某专业为主引用的期刊,根本不可能被数十种或数百种期刊所引用,交叉性、综合性期刊的性质决定了它们会被广泛引用。
4.有统计差异的影响。不同的源期刊库对载文量的统计不同,有的将全部文章视为载文量,有的仅将综述、研究论文算作载文量。一方面在IF的计算中,被引用总次数(分子)统计了相应期刊中所有论文被引用的总次数,而总数(分母)则只统计论文、综述类栏目的文章数,对评论、来信、简讯和其他一些常被引证的栏目的文章则不进行统计,实际上,这些未被统计部分的被引用频次对IF值的贡献很大,影响了IF值的准确性。其次,对于一些科普类、工程技术类等期刊,根据不同期刊的不同办刊宗旨和服务对象,这些期刊的被引用次数可能不高,但是他们的实用技术被广泛采用,在生产中产生很好的经济效益。可见,期刊的被引率并不完全等于利用率。再者,在自然科学类期刊中,学术类综述性文章多由相关专业资深专家写作,具有权威性,且多数十次上百次地引用文献,包括自引,这就自然增加了引用的次数;另一方面,作者从事课题研究时,往往是从阅读综述性文章开始的,学术论文引言部分也常引用综述性文章,这无疑大大增加了这类文章的被引频次。加菲尔德给出1945―1988年43年间的100篇高引论文,第l篇被引187 654次,第100篇被引3 204次,这些被称之为热门论文的高引率提高了来源期刊的影响因子值。同一刊物中不同论文被引频次的差异源来一是论文类型的差异,二是论文性质的差异,三是论文所涉及研究领域的差异,这种差异一方面表现为快速发展的或较新研究领域的论文比相对较成熟研究领域的论文的被引频次高,另一方面表现为不同研究领域间的相互引证并不等价。
5.有源数据库的影响。由于大多数数据库对所收集的期刊进行数据采集和评价,因此其来源期刊的数量也是有限的。在有限的来源期刊中,很有可能由于学科发展的不平衡带来来源期刊学科、语种分布的不平衡,这就造成了该数据库在影响因子统计上的失均衡和全面。如SCIE目前只收录了约7 000种期刊,而全世界总期刊数达210 000种,其中只有3.8%的期刊被其收录。IF反映的是一种期刊在源期刊库范围内的影响,不同的期刊库有不同的源期刊。所以,源期刊库是对IF值起决定性的一个因素。现在的大型引文数据库收录期刊的学科、出版地、语种等是非均衡的,很难全面公正地反映不同国家、不同学科、不同语种和不同规模期刊的情况。例如SCI收录各国的期刊数极不平衡,一般情况下,作者总是喜欢引用自己最容易得到的最熟悉的语种的文献。由于SCI收录中国期刊量小,所以国外作者对中国期刊的引用就少,而同国科学家之间因研究成果传播的快捷性、研究主题的相关性等因素而倾向于互引,如美国科学家之间的相互引证可提高美国论文被引证频次的30%。另外,研究表明,同语种刊物的相互引证概率较大,由于SCI更倾向于收录英文期刊,这就使得其他语种期刊在SC1中的影响因子相对较低。
对某一特定期刊而言,由于其所在的期刊库收录的期刊构成不同,因而统计的IF值有较大的差异,由于源期刊库的数量及侧重点不同,同一期刊的被引频次在不同的引证报告中会有所不同,进而导致计算出的影响因子也有差异。依据《2008 年版中国科技期刊引证报告(核心版)》、《2008年版中国期刊引证报告(扩刊版)》、和2008年版《中国学术期刊综合引证报告》统计数据,《中国农业科学》总被引频次依次为4 746 、5 941、6 014,影响因子依次为1.519、1.871、1.889,差异较大。这是由于这三个库收录的来源期刊不同所造成的。笔者认为,在讨论刊物的影响因子时要考虑统计来源库是否具有真实的代表性。
6.有引用行为的影响。在影响因子对中国期刊的评价发挥越来越大作用的同时,也出现了自引对相应刊物影响因子的贡献过度的问题。自引主要有作者自引和期刊自引。有的期刊工作者为了使自己的期刊尽快提高引用频次和影响因子,通过各种途径要求或示意作者增加对该刊的引证量。在世界其他国家也有些期刊以各种不同的方式要求作者尽量引用本刊文章的情况,其目的显然是为提高自己期刊的被引率,一旦此刊排在前列,往往可以收到广告性效果。自引可以增加被引频次,进而提高影响因子。正常的自引体现了研究的继承性,但是过度的、不切实际的自引,即便不是“ 人为” 结果,也至少反映了期刊的封闭性和排他性。一般自然状态下学术类刊物自引率不会高于20%,过度自引是不良行为,但又不肯放弃这一“广告”手段。同时,一些组织或部门对期刊绩效的评价时过分地强调影响因子指标的评价作用,对过度自引起了推波助澜的作用。
由于引用行为及引用动机复杂多样,存在伪引(未用而引)、漏引(用而不引)、错引(尤其是期刊名缩写错误)、集中标引、过度自引、负面引用、中性引用等一些不规范的引用行为,在某种程度上造成不正确的引文统计结果,从而使学术期刊的影响因子失真。
参考文献:
[1]李炜.浅谈期刊影响因子[J].科技情报开发与经济,2008,(30).
[2]刘笑达,牛艳萍.影响因子对科技期刊评价的客观性分析[J].太原科技,2009,(8).
1.1教育主管部门对学校办学的监管、调控不够
中等职业学校的办学应该坚持以就业为导向,服从并服务于地方经济的发展。随着生源的日渐减少,职业学校生源的竞争日趋激烈。加上一些地区的初中学校改为中职学校,能招到学生为硬道理。至于地方需要培养多少、什么规格的电子专业学生,考虑不多,学校是否符合招生电子专业的师资、设备条件,政府的监管不力。从目前看,大多数职业学校都开办电子专业,一些县级市、县甚至有五、六所职业学校开办电子专业,年招生千人以上。注册入学、职业教育的大众化对提高公民素质却有好处,但由于这种普及到目前为止仍然停留在量,而没有进展到质的层次,教学质量低下、教育资源浪费的现象比较突出。
1.2专业培养目标、课程体系、教学内容不尽合理
中等职业教育以培养初中级技能型、高素质劳动者为目标,是一种以能力为本位的教育。所以,中职学校教育应服务于地方经济发展的需要,培养的学生应具有一技之长,具备在相应岗位上工作的能力和素质,同时,为保证学生科持续发展的需要,也应培养其适应职业变化的能力,为学生转岗、晋升、继续教育和终身发展打下扎实的基础。现在的不少学校,专业培养目标、课程体系与高职院校相差无几,专业结构、培养目标、教学内容和课程体系更新严重滞后行业需求。从实际情况看,电子专业可以涵盖许多不同的教学内容,而且电子技术的发展日新月异,新器件、新技术不断更新,给电子技术专业的课程教学带来了新的内涵,中职学校应根据学生就业岗位对知识、能力的需求情况及未来企业发展的趋势进行课程体系和教学内容设计,避免出现一些与实际脱节的课程、空讲理论不解决具体问题的课程,避免出现定位过高、内容偏深、教材偏旧的课程。
1.3教育质量的管理与监控机制缺失
现在的中等职业学校教师的薪酬普遍与课时挂钩,教师少、课时多,教学质量管理和监控机制跟不上,考核评价机制不科学、不可行是一种普遍的现象,教师教学质量的高低对教师薪酬、评优、职称晋升的影响不大,教师研究教材、研究学生、研究教法的积极性不高,备课不充分、上课不认真、与学生互动反馈不及时等现象时有发生,不少教师只考虑根据授课计划按部就班地说教,不考虑学生对所教知识的掌握程度,严重影响教学质量的提高。
1.4学生政治思想工作和学风建设薄弱
中职实现注册招生后,不少学校举全校之力,动用一切社会资源,采取各种招生手段,抢拉生源,最终学生数量增加了,但教师缺口大、实训条件跟不上,同时,学生班主任、辅导员短缺,学生政治思想工作形同虚设,学生的学习动力不足,课堂教学不认真听讲,实训课程不独立操作,学生到课率和辍学率随年级的增长双双快速走低。
2提高中职电子专业课程教学质量的建言
2.1建立教学质量监控和保障体系
教学质量是学校生存发展的生命线,对教学质量实施有效地监控和保障,是学校教学管理的重要手段。中等职业学校在完善、优化电子专业课程设置和课程教学内容的基础上,要把建立科学的质量监控和保障体系上升为学校战略,确定基础课程和专业课程的理论、实践教学质量标准,学生大型作业、课程设计和综合实验质量标准,顶岗实习质量标准,教师授课质量标准,学生思想政治工作标准,教师听课要求等,制定相应的考核细则和评价规则,完善教学质量监控信息反馈机制,促进教师不断调整教学内容和教学方法,努力提高教学质量。要建立教学质量责任制,完善教学督导工作,让校教学督导组充分行使教学质量的监控权,适时检查教师执行教学规范的情况,并将结果在一定范围内进行通报。要切实把教学督导检查情况、教师随堂听课情况、学生对任课老师的评价情况、教师公开课情况等纳入对教师授课质量的考评体系中,与薪酬挂钩,以制度管理和激励政策为基本要素,充分发挥综合质量考核的杠杆作用,最大程度地激发全体教师投入课程教学改革的积极性和创造性。要认真抓好专业系部的工作,选好专业带头人,充分发挥其在专业建设中的引领示范作用。
2.2提高教师的综合素质
教师的业务能力、治学态度、为人师表和授课方法对教学质量起着根本的作用。中职学生大多存在文化基础差、行为习惯差的问题,教师尤其要注意与学生的情感交流,关心尊重学生,对学生在课堂中存在的不遵守课堂纪律的行为,要采取让学生易于接受的方法给指出来,努力提高驾驭课堂的能力,营造和谐的师生关系。有效教学的成功之处在于教师善于在课堂教学中不断创设思维情景,激活学生思维状态,对学生的认知形成积极的干预。教学中要积极运用项目教学、情境教学、多媒体教学等有效手段,让学生乐意参加到教学过程中来。要强化学生实际技能操作训练,培养学生的实际应用能力。要完善教师到电子企业实践的工作机制和考评机制,充分依靠学生就业企业和与学校有合作关系的企业,拓展校企合作的内容和形式,建立起教师到企业实践的稳定渠道,加快建设一支适应职业教育以就业为导向、强化技能型和实践性教学要求的教师队伍。
2.3加大课改力度,推进教育改革
导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年,白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂,加上搅拌器凑巧停止,在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点,进行了深入细致的研究,终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年,美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后,立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来,三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖,也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样,聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性“。这是我的idea,说出去会不会被别人学去了?”具有知识保护意识固然重要,合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展,科研中需要有团队精神。
二、Crothers与尼龙66
深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时,每人限购一双,500万双当天告罄,没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的?这个问题吊起了学生的胃口,他们对相应的知识特别用心。1928年,杜邦公司成立了基础化学研究所,Crothers受聘担任该所的负责人,并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中,同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝,Crothers意识到这是纺丝原料的特性,并展开了大量的研究。克服各种困难后,最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说,也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司,能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究,需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究,在今天也有着重要的借鉴意义。
三、塑料之父———Baekeland
作为第一种人造聚合物———酚醛树脂的发明者,Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位,专利意识非常强。发明Velox相纸后,故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后,Baekeland及时申请了专利(仅比同行早一天),也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场,将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验,先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质,指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之,加热加压来加快反应,得到琥珀样的样品,并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利,这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性,在阅读文献时要注意批判性阅读,不迷信已有的解释。
四、配位聚合和Ziegler-Natta
1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现,镍会抑制反应进行,其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究!有趣的是,最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反,这充分说明,和预期不同的结果不见得是坏结果!Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后,Natta发现它含有高结晶部分,敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题,初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义,更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是,1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成油的方法,发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时,液态产物减少而有利于生成固态物”,因此似乎是失望多于希望。另外,Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后,发现物质的熔点高于聚乙烯,他肯定自己错了,他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事,如“的确良”(涤纶),田中耕一发现质谱离子化新方法,聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事,不仅可以增加课堂的趣味性,还有助于学生了解科学家思考问题的方式,学习他们成功的经验和失败的教训,培养学生思考研究的能力。
五、结语
关键词:固相力化学反应 高分子材料 阻燃
采用固相力化学反应器制备高分子材料,可以把固相力化学反应作用在高分子材料制备、加工以及改性的过程中,该反应器以其独特的机构和功能,对物料进行粉碎、混合、剥离、分散以及进行化学反应,突破了高分子材料制备常规技术中的瓶颈,为制备高性能的高分子材料提供了新途径。文本以磨盘形力化学反应器作为进行固相力化学反应的器具,制备膨胀形阻燃剂阻燃聚丙烯复合材料,并对该制备材料进行分析。
一、背景资料
聚丙烯,易燃烧,发热量大,燃烧时易产生浓烟、释放有毒气体,因而限制了其在各行各业的广泛应用,目前市场上常见的聚丙烯阻燃剂主要以无机、卤系、氮系、磷系等膨胀形阻燃剂为主,这些膨胀形的阻燃剂因其燃烧发热小,燃烧时不产生有毒气体得到了较快的发展。本文主要研究由聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇组成的混合膨胀形阻燃剂,用磨盘形化学反应器制备混合膨胀形阻燃剂阻燃聚丙烯,并深入分析一下磨盘形化学反应器对该混合膨胀形阻燃剂阻燃聚丙烯的热性能以及阻燃性能。
二、实验部分
1.主要原料和设备
聚丙烯:独山子炼油厂
聚磷酸铵:成都武侯技术开发公司
季戊四醇:上海化学试剂有限公司
三聚氰胺:成都科龙化工试剂厂
磨盘形力化学反应器:自制
压力成型机HP63(D):上海西玛伟力橡胶机械公司
双辊塑炼机SK160B:上海橡胶机械厂
高速混合器GH10DY:北京塑料机械厂
2.样品制备
把聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺按照5:3:2的比例混合,再将混合物和聚丙烯按照一定的比例相混合,将所得的混合物放入磨盘形化学反应器中,在一定的温度和静压力下进行碾磨。取一定量的混合物粉末样品,供测试和制备阻燃样条使用。
3.制备阻燃样条
首先进行双辊塑炼,将聚丙烯放入辊温在165°C的双辊塑炼机中,塑炼5分钟,然后加入与聚丙烯相同量的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺三者混合物,塑炼10分钟。将双辊塑炼所得的混合物与磨盘化学反应器中所得的混合物放在190°C的硫化机上进行压片,10Mpa强度下持续10分钟即可制得样条。
4.样品表征
4.1粒度分析
使用Shimadzu 2001激光光散摄力度分析仪检测用磨盘形化学反应器制备得到的混合膨胀形阻燃剂粒度分布。
4.2SEM测试
将混合膨胀形阻燃剂样品用液态氮脆断,然后,将断面经真空镀金,之后,用Hitachi LTDX-650扫描电镜观察样品的断面形貌。
4.3DSC测试
采用NETZSCH DSC204差示扫描量热分析仪。所得样品以10℃/min从40℃升到220°C,停留3分钟后以同样的速度降至40℃,得结晶曲线,再以同样的速度升至220℃,得熔融曲线。
三、结果
1.混合膨胀形阻燃剂在磨盘碾磨的过程中粒度分布的变化
图1为阻燃剂颗粒粒度的微分布曲线,图2(a)、(b)为阻燃剂和聚丙烯的混合物在磨盘不同碾磨次数下得到的颗粒粒度微分布曲线,如下图
从图1可以看出,阻燃剂粒度微分曲线集中在15~3μm、60~15μm以及700~60μm三个区域,这表明,阻燃剂的粒度分布不均匀。从图2(a)、(b)可以看出,阻燃剂和聚丙烯的混合物,经过不同的碾磨次数,得到的粒度积累和微分布曲线不同。比如。碾磨5次,阻燃剂和聚丙烯的混合物中,聚丙烯的粒径由3~4mm降至700μm以下,这说明,磨盘形力化学反应器可粉碎韧性聚丙烯,随着碾磨次数的增加,这种现象就更加明显。当碾磨的次数超过22次,会发现高粒径区域的阻燃剂和聚丙烯体系粒子累积百分比明显增加,而低粒径区累积百分比明显下降。总的来说,碾磨次数不应过多。由图2(b)可看出,碾磨次数由5次增加到22次的过程中,高分子材料复合物的粒径分布向低粒径区域过度,碾磨次数达到22次时,粒径小于100μm和200μm处的粒子数均会增加,并且在小于10μm的粒径区,曲线会有一个小高峰。
2.阻燃复合高分子材料的SEM分析
经过双辊塑炼以及磨盘碾磨,在分析仪下可得到阻燃复合材料的扫描电镜照片。相对于常规的混合法所得复合材料,使用磨盘碾磨改善了复合材料中阻燃剂分散的问题,使得阻燃剂在复合材料中分散更加均匀。胆随着碾磨次数的增加,阻燃剂的分散会受到影响,分散性下降,这也要求在使用磨盘不能进行过度地碾磨。
3.阻燃复合高分子材料的DSC分析
根据NETZSCH DSC204差示扫描量热分析仪的结晶和熔融参数可以看出,加入阻燃剂对塑炼体系和碾磨体系的聚丙烯来说,他的结晶温度、起始结晶温度和起始熔融温度都有较大的提高作用,这就表明阻燃剂对聚丙烯具有异相成核诱导结晶作用,在阻燃剂的作用下,聚丙烯分子链在很高的温度下能够快速成核,形成微晶,增加阻燃复合材料中聚丙烯的洁净度。但过度碾磨会造成阻燃剂重新凝聚,结晶度下降,所以要注意磨盘适宜的碾磨次数。
4.阻燃复合材料的阻燃性能
阻燃复合材料在磨盘碾压的作用下有着复杂的行为。对于未进行碾压的混合样品来说,因为阻燃剂的颗粒大小不均,所以阻燃性能比较差。而随着碾磨次数的增多,阻燃剂和聚丙烯分散和相互混合达到最佳状态,这时阻燃剂阻燃性能增加,随着碾磨次数过度增加,阻燃剂和聚丙烯不能继续细化,此时阻燃剂和聚丙烯趋向粉碎,导致阻燃剂阻燃性能下降。因此,对于磨盘形力化学反应器来说,适合的碾磨次数才能达到阻燃剂良好的阻燃性能。
四、结语
本文立足于分析利用固相力化学反应制备高分材料,通过采用磨盘形力化学反应器制备混合膨胀形阻燃剂的实践,证明并分析了磨盘形力化学反应器可以利用聚合物基体中的固相纳米分散制备高分子复合材料,为日后利用固相力化学反应制备高分子材料提供了研究的依据。
参考文献