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【关键词】应用型人才培养模式;建筑高分子材料;教学改革
Teaching Reform of Polymer Materials for Building Course Based on the Applicable Talents Cultavating
WAHG Li-yan GAI Guang-qing ZHAO Li
(Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin, 130118)
【Abstract】Teaching reform methods of polymer materials for building course based on the applicable talents cultavating mode were proposed. In addition, the concrete implementation processes of four education reform methods were elaborated in detail by combining with the teaching instances. Finally, teaching reform effects of polymer materials for building course were summarized.
【Key words】Applicable talents cultavating mode; Polymer materials for building; Education reform
随着高等教育的普及,各高校急剧扩招,尤其对于普通高校,学生入学成绩很低,在高中就没有养成好的学习习惯,升入大学后对学习更是松懈怠慢。学生自觉学习、自我管理的能力较差,学习兴致不高,考试突击学习现象十分严重,学习无用论在学生脑子里根深蒂固,导致理论基础不扎实。另外,对于实验、实习等实践教学环节,学生缺乏足够的重视,多数流于形式。因此,多数学生既没有扎实的理论基础,又缺乏较好的实践技能,势必导致就业难的社会问题。近年来,针对高等教育人才培养中存在的问题,我们提出了构建应用型人才培养模式,使我们的毕业生适应社会发展需要。应用型人才培养模式下的理论课程教学改革尤为重要,本文以《建筑高分子材料》课程为例,阐述课程教学改革方法。
1 建筑高分子材料课程简介
建筑高分子材料是指以有机高分子材料及其复合材料为原料生产加工的新型建筑材料。塑料管材管件、塑料门窗、建筑涂料、建筑防水及密封材料、建筑胶黏剂、建筑模板、泡沫塑料保温材料等建筑高分子材料在建筑领域广泛应用,极大的推动了建筑业的革新和发展。随着中国城市建设和建筑业的迅猛发展,各类新型建筑材料不断涌现,建筑高分子材料已成为国民经济的支柱产业。通过对建筑高分子材料课程的学习,学生把自己所学的高分子材料的相关知识和建筑工程结合起来, 充分认识到了高分子材料在建筑领域的应用价值,将理论和生产实际紧密结合起来,更加突出了吉林建筑大学高分子材料专业的一大特色, 拓宽了毕业生的就业和创业机会。建筑高分子材料课程是一门实用性很强的专业任选课。本人在教学过程中不断探索新的教学方法,尽量避免枯燥的灌输式教学,采取灵活多样的教学方法,多样的考核方式,充分地调动了学生的学习积极性。下面是本人结合教学经验提出的本课程的教学改革方法。
2 建筑高分子材料课程教学改革方法
2.1 教师课前准备工作
教师开课前做好调研工作,查阅资料、深入市场、深入企业,掌握当前建筑高分子材料的发展现状和研究方向。要想讲好一门课程,必须提前做好准备工作。第一,查阅相关领域的期刊资料,关注相关网站,了解该领域的研究现状。在开课前我查阅了与该课程有关的大量资料,在建筑塑料部分的讲授中,相对应的期刊有《塑料工业》、《国外塑料》、《化学建材》等;在建筑涂料部分的讲授时,经常参考的期刊有《涂料工业》。第二,深入市场、走向企业。上学期,我走访了几家建筑材料的企业,进行了参观学习,感觉收获很大。深入市场、走进企业可以将理论知识和生产实际紧密结合起来,了解该领域的发展现状和趋势。当你带着实践经验走向课堂组织教学,那将给同学带来很多新鲜的气息,无疑会增加学生的学习兴趣,真正了解到学有所用。这是当前大学生最为关注的问题,尤其那些主张学习无用论的学生将受益匪浅。
2.2 理论教学联系实际
教师要时刻记住将理论教学与实际生产联系起来、与实践教学联系起来。教师不仅要经常深入企业, 还要鼓励学生到企业参观实习,向工人学习生产经验,从而增加对所学理论的深入理解。课堂上,我经常鼓励学生并将学生介绍到企业参观学习,了解理论知识在生产实际中的应用。同学积极响应,受到了较好的效果。另外,我们还经常将理论教学与实践教学联系起来。在讲授建筑涂料部分内容时,由于我们材料专业实验室完全具备涂料的实验条件,我们鼓励学生自己设计关于内墙和外墙涂料的开放性实验,最后,在教师指导下,完成涂料的制备及性能检测,实践教学与理论教学相互促进,学生受益匪浅。
2.3 培养学生自觉学习能力
目前普通高校大学生缺乏自主学习能力,主动学习强调学生应成为学习的主体,要促进学生积极参与到学习的过程之中,要通过阅读、写作、演讲、讨论与辩论、实验与研究、社会实践等多种形式学习。在本课程的教学中,我要求学生每学习一章,至少要查阅一份资料,并鼓励其进行科学研究和实验,撰写论文,以此作为一项重要的考核标准。而且在课堂上会给同学提供讲解自己所查资料的机会,与大家一起分享和探讨知识。这样,学生课后能够积极查阅资料,课堂上也能积极思考,部分学生能够积极投入开放性实验中去,主动到实验室做实验,真正成为学习的主体。
2.4 注重平时成绩考核
以往的考核方式以期末考试为主,大约占80-90%。这种考核方式存在很大弊端,对于很多课程,学生平时不学习,进行考前突击学习,应付过关,考完则不久就会全盘忘掉。所以,考核方式应该使学生注重平时的学习过程,而不是最后的成绩。利用一学期能学到的知识要远远多于期末的突击学习。在本课程教学中,采用多样的考核方式,第一是出勤,占5% ,比例较小;第二是课堂讨论,给学生提前布置任务,学生通过学习课本、查阅大量资料,准备课堂讨论内容,此项占35%左右;第三是市场和企业调查,要求学生结合理论知识,到相应的企业参观实习,了解相关建筑材料产品的生产过程,利用课堂向同学们讲述,此项占30%左右;第四才是理论知识的测验,占30%。
3 结论
通过建筑高分子材料课程教学改革,学生学习兴趣显著提高,能够自觉主动学习,不仅向课本向老师学习,还能积极主动查阅大量资料,到企业实习,能够做到将理论与生产联系起来,与实践教学结合起来。课堂上积极参与讨论,勇于阐述自己的观点。但在(下转第31页)(上接第8页)实施过程中也有很多困难,如在进行市场调查过程中,部分学生不敢走向社会。教学改革是一个长期的过程,作为教师,需要不断思考、探索新的教学方法以适应应用型人才培养的需要。
【参考文献】
[1]王嘉毅,詹妮特・弗悌娜.美国高等学校提高本科教学质量的七条对策[J].高等教育研究,2007,28(3):100-105.
一、高分子材料与工程
高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识,能在高分子材料的合成、改性、分析测试和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识。
学习课程
聚合物加工原理、聚合物成型工艺、聚合物流变学、高分子物理、高分子化学、物理化学、有机化学
毕业生具备的专业知识与能力
掌握高分子材料的合成、改性的方法;
掌握高分子材料的组成、结构和性能关系;
掌握聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能;
具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试,并开发新型高分子材料及产品的初步能力;
具有应用计算机的能力;
具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。
就业方向
该专业毕业生可到石油化工、电子电器、建材、汽车、包装、航空航天、军工、轻纺及医药等系统的科研(设计)院所、企业从事塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、复合材料的合成、加工、应用、生产技术管理和市场开发等工作,以及为高新技术领域研究开发高性能材料、功能材料、生物医用材料、光电材料、精细高分子材料和其它特种高分子材料,也可到高等院校从事教学、科研工作。
高分子材料与工程专业的20所大学
二、复合材料与工程专业
复合材料与工程专业培养具有良好的思想素质,强烈的社会责任感,健康的体魄和健全的心理素质、德、智、体全面发展,掌握新型复合材料生产原理和生产工艺、能胜任无机材料、高分子材料、新型复合材料等生产企业基层管理工作和实际岗位操作,具有较高综合素质,“用得上、留得住”的应用型人才。
专业特色
该专业既重视学生数学、力学和材料科学的基础理论培养,又重视学生的工程能力训练,并对有关专业课实行教学内容的国际接轨。课程设置注重基础理论与工程的结合、自然科学知识教育与文化素质教育结合,理论与实践相结合。学校会设有工程设计制图课程设计、工程训练、下厂实习、毕业实习、毕业设计和毕业论文等实践环节。实验有高分子物理实验、高分子化学实验、复合材料制备与加工实验、材料性能测试实验等 。
就业方向
本专业学生毕业后可毕业生可以就业于与复合材料相关的汽车、建筑、电机、电子、航空航天、国防军工、信息通讯、轻工、化工等有关企业和公司,担任工程研究 人员、工程师和营销管理人员,从事设计、研发、分析、生产、测试、评价、营销、管理等工作;也可以在高等院校、研究设计院所从事科研教学工作。
开设院校
哈尔滨工业大学、西北工业大学、华东理工大学、南京工业大学、青岛大学、青岛科技大学、长江大学、中北大学、河北工程大学等
关键词 高分子材料 现状 可持续发展
中图分类号:TQ317 文献标识码:A
1高分子材料的相关概念
1.1高分子材料的基本概念及来源
高分子材料(macromolecular material),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。按来源可分为分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等
1.2高分子材料的分类
高分子材料按照特性分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等,其中前三种被称为高分子的三大材料。
橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。
2高分子材料科学的发展进程
2.1高分子材料科学的发展历史
高分子学科的建立,至今不到80年。从远古时期开始,人类就已经学会使用天然高分子材料,比如天然的树脂、橡胶、棉花、木材等。
20世纪20年代,才出现高分子科学的概念。到了20世纪30年代,高分子材料工业才步入发展阶段,而到了20世纪50年代配位聚合的出现极大地推动了高分子材料的发展。进入20世纪下半叶,高分子取得了一系列突破性的进展,比如聚烯烃的多元聚合,设计合成嵌段,超支化等聚合物等。
2.2高分子材料科学的发展现状
进入21世纪,单单从一个大方向来描述高分子材料的发展现状是不可取的也是不全面的,所以将简单分为几个领域分别介绍目前的发展现状。
在电气工业领域,高分子材料也有杰出的表现。随着时代的发展,高分子材料在电子、家电和通信领域。我国电气生产大国,全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是生产各种家用电器的最佳材料,而家用电器是人们的必须生活用品,所以高分子材料在电气工业的发展是会一直进行下去的。
在机械制造领域更加少不了高分子材料。比如,目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克/辆,德国高级轿车用量已经达到300 千克/辆。可见在汽车制造方面,高分子的发展还是比较成熟,系统的。并且可以预见,随着汽车轻量化进程的加速,塑料在汽车中的应用将更加广泛
高分子材料还在航空航天,建筑工程,医疗,包装行业等众多领域发展已经比较成熟,并且正在朝着一个更加规范,更加科学,更加和谐的方向稳定发展
2.3高分子材料科学的发展前景
高分子材料科学代表的是一种前沿技术,其发展趋势也必然要适应社会发展的潮流和最先进工业发展的需求。
2.3.1精细化
随着时代的发展,精细化必然成为材料的主流趋势,未来将纳米技术融入其中也是势在必行的。高分子材料的纳米化可以依赖于高分子的纳米合成,这既包括分子层次上的化学方法,也包括分子以上层次的物理方法。利用外场包括电场、磁场、力场等的作用,采用自组装或自合成等方法,靠分子间的相互作用,构建具有特殊结构形态的分子聚集体。
2.3.2绿色友好化
在强调可持续发展的21世纪,任何事物都在渐渐转型,高分子材料也不例外。实现绿色友好化,需要在材料的合成,生产,运用三方面全方位实现。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强,寻找可以替代石油的其它资源,则成为21 世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。调节原子和分子在物质中的组合配置,控制物质的微观性质、宏观性质和表面性质,就可能使某种物质满足某种使用要求,这种物质就能作为材料来使用。
2.3.3智能化
在这个智能材料的时代,高分子化学同样承担着不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识的调节、修饰和修复,如若实现,也必然会对人类发展发挥巨大的作用。
3结语
本文通过比较浅层次的语言向大家介绍了高分子这门前沿科学,相信在今后的生活中,随着科技的发展,技术的进步,越来越多的人会认识高分子材料,并投入到这门与人类生活息息相关的科学研究中去。
参考文献
[1] 富彦珍,王雅珍,李青山,马立群,高分子化学实验微型化的研究与实践[J].高等工程教育研究,2004(03).
[2] 杨利庭,赵敏,高俊刚.改进实验教学培养应用性理科高分子人才[J].高等理科教育,2007(02).
[3] 何平笙,杨小震.“分子的性质“软件用于高分子科学教学实验[J].高分子通报,2000(01).
[4] 王亚男,李婷婷,徐聪.浅析目前我国高分子化工材料的发展现状[J].人力资源管理,2012(5).
关键词:废弃塑料;废弃橡胶;建筑材料
塑料和橡胶均是在现实中使用量很大的材料,又随着新的加工及生产技术的改进,其使用量也在逐年的增加。伴随着大量的塑料和橡胶制品走进人们的生活,新的问题也随之而来。那就是废弃塑料和橡胶的再次回收利用问题。如果不再考虑其二次利用价值而单纯的做填埋处理不仅浪费资源而且对环境有很大的影响。而像一般的二次的化学加工大规模处理技术还不成熟,并且代价很高。本文考虑可以结合其他技术将废弃的塑料及橡胶重新利用到建筑中,这样不仅能再次将其利用而且代价相对较低可行,更重要的是可以大规模进行。
一、废旧塑料在建筑材料中的利用
据统计,美国在20世纪末废旧塑料回收率达35%以上,我国废旧塑料的回收率在20%左右,我国废旧塑料在建筑材料中的开发利用技术水平还比较低,。废弃塑料在建筑材料中得应用主要有废旧材料制作墙体材料,废旧材料制作建筑装饰材料,废旧高分子材料制作其他建筑材料等。
1.1废旧高分子材料制作墙体材料
随着国家有关禁止使用粘土砖禁令的公布,开发使用新型墙体材料已经成为一种必然趋势,同时回收利用废旧高分子材料技术的发展,为废旧高分子材料复合成新型墙体材料提供了强有力的支持。而废弃塑料用作墙体材料主要包括:玻璃与塑料复合而成的砖,用聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块,利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦,利用废泡沫生产新型保温砖。
这些新材料一个共同点是利用废弃的塑料,加入新的材料或者使用新的加工方法,经一定的成型压制后制造出新的材料。所得到的新材料满足作为建筑墙体材料的一般要求并且没有因为其中加入了塑料而出现明显的新的问题,不然也是不适合的,有一些还会因为加入了塑料而拥有一些新的特点,如保温、防火、隔音等。
1.2废旧高分子材料制作建筑装饰材料
建筑中同样会使用到大量的装饰材料,而这些装饰材料通常不需要很高的强度反而要求一定的耐久性及漂亮的外观。废旧高分子材料在建筑装饰材料中得应用通常有利用废聚烃类树脂生产塑料地板,利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材等。运用废旧高分子材料采用适当的技术生产装饰材料,既降低了产品的成木、提高了安全性能,同时又减轻了废旧高分子材料对环境的压力。
1.3废旧高分子材料制作其他建筑材料
1.3.1粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料
以粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为主要原料,普通硅酸水泥、生石灰为胶凝材料,添加少量防.水剂、激发剂,可生产屋而保温防水材料。该材料集保温隔热与防水为一体,该保温防水材料具有密度低、强度高、保温隔热性能好、粉煤灰掺量大等优点,是一种较为理想的屋而保温防水材料。
1.3.2塑料混凝土
塑料混凝土它是以不饱和聚醋树脂作粘合剂,石粉、石渣作填充料的复合材料。基木生产工艺是将不饱和聚醋树脂与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混合,浇铸成型,在固化剂作用卜产生固化作用,经脱模、烘干、抛光等工序而制得,即形成坚硬的人造大理石。当这种材料大而积用于室内装修时,与大然大理石相比,它具有质量轻(比大然大理石轻25%左右)强度高、厚度薄的优点,并有较好的可加工性,易于加工,拼接无缝,不易断裂,能制成弧形、曲而等形状,比较容易形成形状复杂、多曲而的各式各样的洁具,如浴缸、洗脸盆、坐便器等,且施工方便。
二、废旧橡胶在建筑材料中的利用
对废旧橡胶轮胎的处理,人们尝试用掩埋或焚烧的方法,但这样会对环境造成污染。因此,如此大规模的废旧橡胶制品己给社会带来巨大的环境压力,废旧橡胶制品的再生利用迫在眉睫。而将废橡胶粉应用于道路建设是大量处理废旧橡胶制品的较佳选择,是各国解决废旧橡胶污染的有效途径之一。
2.1橡胶沥青及沥青混凝土在公路建设中的应用
目前,国际上橡胶粉在公路上的应用领域卞要有橡胶沥青、橡胶(粉)沥青混凝土、橡胶粉改性乳化沥青,其中还是以沥青材料为主。
废旧橡胶粉在公路的应用上,美国做的是很好的。1991年,美国国会通过了陆上综合运输经济法案(又称冰茶法),要求从1994年起,凡使用联邦经费购买热拌和沥青混合料的,都必须将5%的经费用于废橡胶沥青混合料,以后每年递增5%,直至1997年达20%。在这6年间,公路行业共消耗废旧轮胎橡胶粉相当于大约4亿条废旧轮胎。美国至今己有11 000 km的高等级公路采用了橡胶粉改性沥青。
2.2废旧橡胶颗粒改性水泥混凝土的工程应用
为了适应我国经济发展的要求,现有大量的基础设施需要进行改造。废旧橡胶水泥混凝土还应在以下两方面的推广应用:
(1)高速公路路面新材料
采用废旧橡胶改性的水泥混凝土,具有良好的弹塑性、能吸收噪声、耐重压、不易磨损,抗冲击、耐久性好等优异的性能。因而,橡胶改性混凝土应用于道路路面建设中,既具有沥青路面的优点,又具有比沥青路面高得多的耐久性,具有明显的优越性,国外亦正在进行工程实践。
(2)新型铁道工程建设制品
韩国发明了将废轮胎胶粉、砂石、水泥混合,用模具压制成铁路枕木,这种材料制作的铁路枕木具有重量轻、抗冲击和耐腐蚀等优点,还能减少火车行驶噪声和震动。此项技术已在美国获得了专利。这种技术已在美国等国家的铁路平交道口中大量应用,实践证明,采用这种技术生产平交道口新型铺面板,能够提高道口铺面寿命,减少维修,增加道口安全性,极大地降低重载车辆对线路的冲击作用,并能减震降噪,是良好地面绝缘性材料,值得在我国铁路工程中大量需要的预应力轨枕、平面交通的铺面板和桥面板制品行业中予以推广。
结语
合理的利用废旧的塑料及橡胶材料不仅是对资源的合理利用,更是防治其对环境造成污染的最好办法。相信,通过不断的探寻废旧塑料、橡胶的新的使用方法,一定会让其更好的工人们没有后顾之忧的去使用。(郑州大学材料科学与工程学院;河南;郑州;450001)
参考文献:
[1] 龙广成,谢友均,李建,废旧橡胶颗粒改性水泥混凝土及其工程应用[J],粉煤灰 ,2005年 02期 3―4
第二作者:郑晓广;中平能化集团研究院副院长
摘 要:本文主要介绍了高分子材料中塑料、橡胶、纤维的老化机理,并分别简述了这三种材料的部分防老化措施。
关键词:高分子材料;老化机理;防治
在高分子材料的使用过程中,由于受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这些变化和现象称为老化,高分子材料老化的本质是其物理结构或化学结构的改变。下面主要介绍了高分子材料中塑料、橡胶、纤维的老化机理,及防老化措施。
1、高分子商品老化的机理
1.1聚烯烃类塑料商品的老化
此类塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等塑料商品。这类老化又有热氧老化和光氧老化之分。
热氧老化的反应机理和低分子的碳氢化合物的热氧老化的反应机理基本相同。其反应具有自动催化氧化的反应特点,因此是属于游离基链式反应机理,即包括链的引发、链的增长、链的终止三个过程。
聚乙烯等高分子商品,在自然条件下,进行储存和在使用的过程中,都会受到大气中各种因素的综合作用而发生老化,这一老化过程中,光氧老化是其主要的一种老化形式。对于聚乙烯等塑料商品,由于在它们的分子结构中,存在着容易吸收光的各种杂质,从而就引起了商品的光氧化反应。聚烯烃类塑料商品的光氧老化反应,是由四个反应过程来完成的。即由于含碳基的大分子链吸收了紫外光而引起的反应;在继续进行光分解反应的过程中,产生了一个酮分子和一个烯烃分子;当酮分子吸收了紫外光被激发以后,能将其能量转移给氧分子,把氧分子激发成单线态的氧分子;单线态的氧分子能同烯烃分子发生作用,生成含有氢的过氧化物,氢过氧化物再分解为游离基而引发了聚乙烯,就出现性能和外观的老化变质现象。
1.2橡胶商品的老化
目前已从实践过程中得到证实,许多橡胶商品的性能变坏,一般是由于老化的原因所引起的。各种天然橡胶商品的老化机理,主要是指它们在热和光等因素的综合作用之下,所进行的氧化反应的过程。这一反应过程的机理同聚烯烃类塑料商品的氧化反应基本相似。在反应过程的产物中,有诸多含氧基团的各种化合物。这些含氧基,在天然橡胶进行氧化反应的过程中,能使其大分子的分子链产生裂解反应,同时还能使分子链产生交联反应。
天然橡胶在有臭氧存在和有光照的条件下,其不饱和双键的丁键被极化,也就是讲臭氧分子能同双键发生作用,生成分子臭氧化合物,一般是以裂解反应为主,所以它的老化外观特征是使商品出现发粘和变软,或商品出现臭氧龟裂等外观老化现象。
合成橡胶商品,如丁苯、氯丁、丁睛等,一般的老化过程,主要是以交联反应为主,所以它的老化外观特征是使商品出现变硬和发脆等现象。
1.3合成纤维商品的老化
根据它们所使用的原材料和加工成型的方法的不同来看,主要分为人造纤维和合成纤维两大类。其主要品种有聚酞胺、聚醋、聚丙烯睛等合成纤维商品锦纶商品的老化机理,主要是酞胺键的断裂,生成毅基和胺基游离基。胺基游离基在继续反应的过程中,能生成胺基、末端狡基,放出二氧化碳。这样以来由于梭基的逐渐减少,也就是锦纶商品逐渐老化的过程。它的外观老化特征是使锦纶商品变黄。如果环境的相对湿度高,能加速锦纶商品的光氧老化速度,即降解反应速度;由于锦纶商品的降解反应是热敏性的,所以如果提高环境温度,能加快其光氧化反应速度,即加快了它的老化速度。
2、下面分别讲述塑料、橡胶、纤维的防老化措施
2.1塑料的防老化应从一下几方面着手
①在树脂合成阶段,就应尽量避免不稳定结构杂质的混入。
②改进成型工艺,因为成型时总要与空气接触,受热而塑化以便成型,但温度太高也会促使老化,因此必须尽量控制使温度低一些,或加入增塑剂使加工温度降低。
③为增强制品的抗老化能力应在配方中加入防老剂,可在合成时或成型配方中加入。现在我们的市售树脂往往都是加过防老剂的。如有特殊需要应加入所需的防老剂,往往不是一种,而是数种防老剂互相配合协同作用方能取得满意效果口防老剂的品种和用量目前主要凭经验,但防老剂必须有下列特性:与聚合物相溶性好;挥发性和萃取性要小;尽量不带颜色;无毒无臭;具有化学和热稳定性。
④使制品与环境隔绝,如涂防护漆,镀金属层等,
⑤针对使用条件选用不同性能的塑料。如聚氯乙烯虽价廉,但它抵抗热氧化和光氧化的性能较差,因而只能用于室内导线的绝缘,否则会出现意想不到的事故。
2.2为了提高橡胶材料耐老化能力,人们多从改善橡胶材料分子结构的稳定性着眼.目前,常用的橡胶材料防老化方法大致分为三大类:①橡胶分子结构的改性;②高分子材料的并用;③防老剂的引入。
①橡胶子结构的改性:所谓橡胶分子结构的改性,就是通过改变橡胶的化学结构来提高橡胶的稳定性.例如,绝大多数橡胶之所以比塑料更易老化,是因为橡胶分子中的双键遇氧(或臭氧)后易于氧化而断裂。因此,在保持橡胶弹性的前提下,降低分子链中的双键含量,程度上可改善橡胶的稳定性。
②高分子材料的并用:提高橡胶稳定性,除了采用上述从结构上降低碳链的不饱和度、引入刚性基团等方法之处,还可以采用高分子材料并用的方法去实现.它主要是根据制品工作性能及加工工艺的要求,在符合极性、相奋性等原则的条件下,将不同性质的高分子材料通过共混、共聚和共硫等方法,获得一种稳定性较好的新颖的高分子材料。
③防老剂的引入:防老剂是一类能够防护、抑制光、热、氧、臭氧、重金属离子等外因对于橡胶材料产生破坏的物质.在橡胶材料中添加防老剂,可以改善材料的加工性能、延长材料的贮存和使用寿命,方法简便而效果又显著,是当前橡胶材料防老化的主要途径之一。
2.3化纤类防老化
化纤类产品在生产过程中防老化也主要是添加各种防老剂(又称稳定剂),依据防老剂在橡胶中的作用机理和功能,可分为:抗氧剂、抗臭氧剂、光稳定剂、抗疲劳剂等类别.防老剂的选择和使用应当根据纤维的性质及其老化机理、材料或制品的使用条件,加工条件等加以综合考虑。因此,防老剂除应具有良好的防护效果外,还要求具备下列一些性能:与纤维有良好的相容性(或相混性);热稳定性好;不污染制品;无毒或低毒;化学稳定性好;价格低廉。
还有一点就是化纤类商品在所处环境中的防老化,要严格禁止露天堆放;商品在库内的堆码一般是采用行列式、围垛式堆码成丁字形或井字形,以利通风散潮,;适宜温度最高不超过35°C,适宜的相对湿度为60%一80%,最高不超过85%:每月要定期检查一次,在检查中要重点注意包装所用的竹片,是否有虫蛀痕迹,如果一经发现要立即把竹片抽出,然后打包进行严格检查和采取有效的防治措施。
3、结语
真确的认识高分子材料的老化机理,并据此分别采用与之相适应的防老化措施,极大的改善高分子材料的适用范围、延长其使用年限、改善其材料性能的同时,节约了新材料材料,减少了对资源的浪费且使原有材料更好的发挥了应有的作用。(作者单位:郑州大学材料科学与工程学院)
参考文献: