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有机高分子材料特点

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有机高分子材料特点

有机高分子材料特点范文第1篇

高分子材料:以高分子化合物为基础的材料,高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万,所含原子数目一般在几万以上,而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时,这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。

二、高分子材料的结构特征

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构。

三、高分子材料按来源分类

高分子材料按来源分,可分为天然高分子材料、半合成高分子材料(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物为基础的,如各种塑料,合成橡胶,合成纤维、涂料与粘接剂等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多,如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。

(一)、塑料

塑料是一种合成高分子材料,又可称为高分子或巨分子,也是一般所俗称的塑料或树脂,可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、剂、色料等添加剂组成的,它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性:①大多数塑料质轻,化学性稳定,不会锈蚀;②耐冲击性好;③具有较好的透明性和耐磨耗性;④绝缘性好,导热性低;⑤一般成型性、着色性好,加工成本低;⑥大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;⑦尺寸稳定性差,容易变形;⑧多数塑料耐低温性差,低温下变脆;⑨容易老化;⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。

塑料的结构基本有两种类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有,由线型高分子制成的是热塑性塑料,由体型高分子制成的是热固性塑料。

塑料的应用:透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料,可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板,也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件,形成了四扇“顶窗”,每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件,形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置,在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构,组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。

(二)、纤维素

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物,占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中,含量都很高。

纤维素的结构:纤维素是一种复杂的多糖,分子中含有约几千个单糖单元,即几千个(C6H10O5);相对分子质量从几十万至百万;属于天然有机高分子化合物;纤维素结构与淀粉不同,故性质有差异。

纤维素的性能:纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂,能溶于铜氨Cu(NH3)4(OH)2溶液和铜乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu(OH)2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀,某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区,产生无限溶胀,使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化 ,超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等,与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素,与强氧化剂作用生成氧化纤维素。

有机高分子材料特点范文第2篇

关键词:高分子材料;可降解;生物

中图分类号:tq464 文献标识码:a

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式: 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏; 微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,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摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。

因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。

2生物可降解高分子材料的类型

按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类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,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物,这种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

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献

[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[j].化学与粘合,2008,(05).

有机高分子材料特点范文第3篇

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,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摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。

因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2、生物可降解高分子材料的类型

按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类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,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种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

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

4、生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献:

有机高分子材料特点范文第4篇

关键词:高分子 材料阻燃技术 应用 发展

中图分类号:TQ31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(b)-0198-02

高分子可燃材料具有优良的性能,其应用的范围也越来越广,特别是在建筑、交通、家具、电子电器等行业领域被大量使用,美化和方便了人们的环境和生活,获得了显著的经济效和社会效益,已逐渐代替传统材料。然而大多数该分子材料都易燃、可燃材料,在燃烧时热释放速率快、火焰传播速度快、发热量高、不易熄灭,还产生大量浓烟和有毒气体。随着高分子材料的广泛应用,其潜在的火灾危险性大大增加,因而如何提高高分子材料的阻燃性能,成为当前消防工作急需解决的一个问题。

1 高分子阻燃技术应用

1.1 高分子阻燃材料分类

关于阻燃高分子材料目前尚无明确分类,通常可按照获取阻燃性能的方式划分,可将其分为本质阻燃高分子材料和非本质阻燃材料两种。一种是材料本身具有阻燃性;另一种是通过加入添加阻燃剂获得阻燃性能。非本质阻燃材料可根据阻燃剂添加方式分为添加型阻燃高分子材料和反应型高分子材料。所谓添加型阻燃高分子材料,即在高聚物加工过程中,将阻燃剂以物理方式分散于基材中而赋予材料的阻燃性;反应型阻燃高分子材料的阻燃剂是在高聚物的合成中加入的,它作为一种单体参与反应,并结合到高聚物的主链或支链上,使高聚物含有阻燃成分[1]。

1.2 高分子阻燃技术

阻燃剂是用于提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。在现代化社会中,阻燃剂具有着诸多的类型,旨在能够为了切实满足不同环境下的防火需求,就其所包含的类型来看,主要可以分为以下3种。

第一种,是有机阻燃剂,主要用于针对有机物的燃烧预防,比如包括磷酸酯、卤系和纺织物等等,具有着耐久性的特点。

第二种为无机盐类阻燃剂,包括的产品主要有氯化铵、氢氧化铝等等材料,这种类型的阻燃剂具有着无烟、无毒与无害的优势,因此成为了目前应用领域最为广泛的一种阻燃剂。

第三种为有机和无机混合类型的阻燃剂,这种类型的阻燃剂通常被科学界认为是无机阻燃剂的升级版,拥有着和无机阻燃剂同等的优势,但相对来说具有着较高的成本,因此并未普及应用。而从不同阻燃剂的阻燃元素上看,又可以划分为几种,包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和硅系阻燃剂等,其各自有着相应的优势和缺点,但依然凭借着不同的特点被广泛应用于不同的防火领域当中[2]。

受到近些年科学技术飞速发展的影响,高分子材料的阻燃技术水平也获得了突破性的发展,包括阻燃剂微胶囊技术、交联与接枝改性等等,无论是何种新技术的应用,其作用原理都大体相一致,区别主要在于对人工合成技术的依赖程度有所不同,最明显的技术优势更是在于对传统材料阻燃之后所产生的有毒有害气体的转化,最具代表性的便是现代阻燃技术领域的纳米技术应用,不仅能够有效降低阻燃过程中各类反应对环境的污染,同时更凭借较高的技术水平全面提高了阻燃技术的安全性。

1.3 高分子材料燃烧及阻燃技术应用机理

高分子材料在空气中受热时,会分解生成挥发性可燃物,当可燃物浓度和体系温度足够高时,即可燃烧。所以高分子材料的燃烧可分为热氧降解和燃烧两个过程,涉及传热、高分子材料在凝聚相的热氧降解、分解产物在固相及气相中的扩散、与空气混合形成氧化反应场及气相中的链式燃烧反应等一系列环节。当高分子材料受热的热源热量能够使高分子材料分解,且分解产生的可燃物达到一定浓度,同时体系被加热到点燃温度后,燃烧才能发生。而己被点燃的高分子材料在点燃源稳定后能否继续燃烧则取决于燃烧过程的热量平衡。当供给燃烧产生的热量等于或大于燃烧过程各阶段所需的总热量时,高分子材料燃烧才能继续,否则将中止或熄灭。从高分子材料的燃烧机理可看出,阻燃作用的本质是通过减缓或阻止其中一个或几个要素实现的。其中包括6个方面:提高材料热稳定性、捕捉游离基、形成非可燃性保护膜、吸收热量、形成重质气体隔离层、稀释氧气和可燃性气体。目前常采用的阻燃剂行为主要是通过冷却、稀释、形成隔离膜的物理途径和终止自由基的化学途径来实现。燃烧和阻燃都是十分复杂的过程,涉及很多影响和制约因素,将一种阻燃体系的阻燃机理严格划分为某一种是很难的,一种阻燃体系往往是几种阻燃机理同时起作用[3]。

2 高分子材料阻燃技术的研发动向分析

2.1 高分子材料阻燃技术的现代化发展体现

在现代工业领域当中,阻燃材料凭借着自身所具有的阻燃优势,已经获得了越来越广泛的发展前景。传统的添加阻燃剂,在热量不断加升的同时,其有毒气体也将被释放出来,产生有毒气体将会严重危害心肺功能,因此,在传统阻燃剂中,也相应增加了磷酸酯等化学物质,以便于通过磷酸酯来提升材质的气体吸附能力,相比较来讲磷氮化合物拥有更加高等的吸附能力,正是由于添加型阻燃剂中存在以上不同的化学物质,因此,阻燃剂安全系数也将被提升。由此也就确定了磷系阻燃剂的地位。伴随着现代技术的发展各类阻燃产品均获得了良好的发展应用空间,各类阻燃产品的优势也开始越来越突出,由于阻燃材质中的阻燃性能受到影响,才最终达到阻燃的实际效果。相对来讲,阻燃技术也通过阻燃剂的化学功能,改变其传统的分子结构,以至于实现阻燃价值。因此,阻燃技术应具备一定的高分子材料脱水碳化功能,并在此基础上,吸收相关的有毒气体,当值在材料燃烧中,产生有毒气体,威胁相关人员的生命健康。对此应当进一步加大对现有阻燃剂的研发力度,并在科学技术的支撑作用下对现有的阻燃剂进行改善与功能领域的创新,使现有的阻燃剂能够具备传统的阻燃性能优势,还同时具有更多的现代化功能比如耐热、抗辐射等等[4]。

2.2 高分子阻燃材料的绿色发展趋势

高分子阻燃材料的绿色发展方向已经开始被充分重视,其是社会的现代化发展需要,阻燃剂在各个行业领域当中的应用量有着明显的增加,所有新材料与新产品的更新换代频率都在不断加速。而与此同时,人们的环保意识也在不断提升,因此,阻燃剂的技术发展方向也开始逐渐趋向于绿色化发展。尤其是近些年社会开始重点关注对可持续发展的建设,由此直接决定了阻燃剂的发展需要契合生态的关系。目前,国际当中已有一部分发达国家开始致力于从环保角度出发来限制对污染环境阻燃剂的生产与使用,该文认为,这样的现状本质上也是对人们生命财产安全负责的另一种形式。不可否认,中国作为生产制造大国,高分子产业的发展具有着显赫的地位,在国际阻燃材料飞速发展的大势所趋之下,消防部门同时出台了新的规定,旨在为阻燃材料的科学化更新提供明确的方向指引。在当前市场竞争激烈的形式下,阻燃技术的开发在外界的推动下有了技术上的提高。尤其是低毒低烟、无卤高效的环保阻燃剂更是起到了不可估量的作用。综上,不管是卤系阻燃剂还是无卤阻燃剂,其必然趋势都是向环保型无卤阻燃剂发展,发展方向都以低毒化、环保化、高效化、多功能化为主[5]。

3 高分子材料阻燃技术的优化改革动向

当前,对于阻燃技术的研究,我国还有待加强,在相关技术研发力度,以及自主研发等环节,相对于国外先机技术仍然存在较大的进步空间。但根据我国当前研发技术来讲,已经较传统技术提升了许多。近些年国家积极进行科研技术支持,在研究经费中,研究技术中,积极给予帮助,使得各项技术研发工作中逐渐扩大,研发力度也逐渐加深,在国家技术支持上,当前各项技术研发应用皆取得了良好的成绩,阻燃技术便是其中一项,在国家的扶持帮助下,阻燃技术应用价值逐渐得到挖掘,阻燃技术研发也渐渐深入到人们的视野之中。

由从传统阻燃技术当前的阻燃技术研发,期间经历中众多变迁,最早阻燃技术是由物理作用的帮助喜爱,实现对氧气的阻隔,最终达到阻燃的效果,当前新型阻燃技术的研发,使得性质阻燃上升至化学反应界面中,通过对材质化学分子的改变,使得可燃性材质逐渐具备阻燃技术,从融合阻燃逐渐转变成为无机阻燃,并在阻燃技术研发的过程中,更加注重了对有害有毒物质的处理,通过添加可吸附分子,将有毒有害物质进行吸附,在实现了阻燃技能的基础上,实现了无污染的目标。这种科技研发的成果符合了绿色发展以及可持续发展理念的要求。当前在阻燃技术研发中,微胶囊技术、纳米技术等其他技术的影响,使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升,阻燃性能也随着阻燃效果不断变化。在阻燃技术应用中,复合型材料的应用也为阻燃技术提供了发展方向。

该文认为,在今后的发展中,随着阻燃技术的提升,阻燃性能的变化,必将使阻燃形态以及其他性能达到提高,并在科研技术的研发过程中,随着可持续发展理念的贯彻,坚信可燃材料阻燃技能将会更加环保。

4 结论

综上所述,通过对阻燃技术的研究可知,阻燃技术经历了从物理阻燃向化学阻燃技能的转变,在化学阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。随着阻燃技术研发的不断加深,我们坚信,阻燃材料的发展也会与之相适应,产品结构也会相应调整,我们必然会找到解决的办法,开发出符合人们需求的高分子阻燃材料。

参考文献

[1] 郭永吉.高分子材料阻燃技术的应用及发展探究[J].江西化工,2014(4):208-209.

[2] 郭晓林,李娟,李莹.挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技术现状与发展趋势[J].中国塑料,2014(12):6-11.

[3] 高建卫.我国建筑保温技术进展及存在问题分析[J].材料导报,2013(S1):276-280,284.

有机高分子材料特点范文第5篇

关键词 侨校内外生源 高分子加工工艺学 实验仪器教学评价体系

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 前言

暨南大学作为有着百年历史的侨校,每年本科招收的外招生都超过了半数。一般内招生数理基础扎实,动手能力稍弱;而侨生数理基础稍弱,但创新能力、动手能力较强。为了适应这种情况,创新高分子加工工艺学的教学方法与教学手段,适应两类学生的学习特点显得至关重要。①本教改实施后,可提高实验学生的责任感、迫切感和实验热情,使其经历高分子产品开发全过程,享受到从原料到制品的快乐,基本技能在模块中被不断重复和加强,培养节约素养、成本意识和综合能力,富于成就感。

1 高分子加工工艺学课程体系新旧对比

现有的高分子加工工艺学课程体系是分散的、验证性的,缺少连贯性与创造性。

实验是高分子科学教育中最有效的教学形式,它可以帮助学生建立和巩固高分子科学的基本概念和基本理论,获取高分子科学知识,培养科学素养。世界各国都十分重视大学本科实验教学,而国内的实验教学与实验教学体系不够合理。

高分子专业实验是高分子学科的重要组成部分,由于高分子材料专业理论教学部分主要从高分子化学、高分子物理、高分子工程3个方面向学生讲授。因此,实验教学部分也依附于这3个方面被划分为:高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工等实验课程。

2 高分子加工工艺学实验课程体系改革内容

2.1 实验课程体系优化

聚合物加工实验的目的是为了让学生能更好地理解聚合物加工过程的原理,了解、熟悉聚合物加工过程的工艺,使学生对聚合物加工原理能有进一步的感性认识,同时也让学生掌握必要的工程技术和研究方法。为此,我们暨南大学材料加工教研室从2008年开始探索对聚合物加工实验课程体系进行改革,专为聚合物加工实验课设置1学分,考核评分独立于聚合物加工理论课程,而且试行内、外招生分离教学。36学时和共计10个实验,主要安排如下实验:原料挤出混配、挤塑实验、注塑实验、模压实验、橡胶混炼、模型硫化、酚醛树脂模压实验、热成型实验、吹塑实验、发泡成型实验。

2.2 工程化和模块化的高分子加工工艺学实验设置

本课程以“高分子材料―成型加工―材料制品性能”这条高分子材料成型加工的主线展开教学内容,重点让学生了解和掌握高分子材料、成型加工工艺、材料及制品性能三者的关系。即高分子材料如何通过成型加工制成具有一定性能的制品,材料的不同与成型加工方法的关系,同样的材料用不同的加工工艺方法或加工工艺条件,所得制品的性能为何不同,制品的性能与材料本身的性质有何关系等等,强调了成型加工对制品性能的重要性,即高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关,又很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响,这是本课程的设计主题思想。

根据混合招生的知识基础、认识规律和学习需求都不同的特点,本文提出对聚合物加工实验课程进行工程化和模块化改革,同时在实验前期做到内外生分离教学。在模块实验设计上考虑外招生加上基本技能实验环节,之后,让内外生同时参与涵盖整个产品开发的全过程。那么在实验环节中,考虑包括的实验模块有:填充聚乙烯配制与成型、橡胶的胶料配制与成型、聚氨酯组合发泡料的配制与成型。模块一是必做模块,其他两个模块是选做模块,保证了基本技能的培养,又兼顾了学生的兴趣爱好。

2.3 实验仪器设备的优化与整合

2.3.1 仪器设备对教学的重要性

课程建设的核心是实验模块能力的建设,全面完成这种能力的建设,对实验室场地和设备等资源要求较高。系统化、模块化的高分子科学实验课程需要一定的软硬件环境。在本课程实验中涉及到挤出机、注塑机、模压机、开炼机、发泡机等多种设备,这些设备的正确使用关系到整个实验的正确性,那么良好的设备管理方法也至关重要了。我们认为,将本科教学和科研有机结合形成互动,是建设研究型大学的重要内容。本科实验教学也是一项基本科研活动,需要合理组织调动学科、学院和学校的各种资源。

2.3.2 注重学生的参与过程

我们在2008-2012四年间,把本科实验教学与科研工作穿插起来,依靠本院教师承担的相关科研课题,设计了“回收聚丙烯的再资源化应用“实验,由课题组提供相关实验材料和专用设备,同时安排承担该课题的研究生协助教师对本科生进行实验现场指导,既让研究生对其研究方向有了一些新的认识,为其科研工作取得了一些新的数据,又让本科实验教学得到顺利实施,注重学生的参与与提升。

2.3.3 提高仪器设备的使用和平时学习效果

为了有效避免资源浪费,必须统筹协调科研与教学资源,包括一些必需的仪器设备、互通共享的实验场所和协调的管理,形成教学为科研,科研促教学的良性循环。任课教师是课程建设的核心,不必要求是通才,但必须具备较强的协调能力,在利用学校分配的教学资源开展课程教学的同时,还要能有效地组织所有相关的有能力的教师参与课程的教学,利用高校教学和科研的优势将教学与科研有机结合,将最新的科研成果、科研思想引入到教学中去,让学生体会科学研究的乐趣。

3 结束语

经过以上的改革试验与探索,在高分子加工工艺学实验课程的内、外招生混合教学中取得良好的效果:(1)提高了学生的责任感、迫切感和实验热情;(2)使学生经历了聚合物产品开发的全过程,学生享受到从原料到制品的快乐,且将配方、设备、工艺和检测四阶段的产品开发过程有机联系在一起;(3)基本技能在模块中被不断重复和加强,各模块存在交叉实验步骤,这些交叉点实际上对基本技能的强化;(4)培养了学生的节约素养和成本意识;(5)学生的综合能力得到了提高,不仅外招生认为实验很有吸引力,很有成就感,内招生也认为在和外招生的合作中,开阔了视野,增长了能力。