高分子材料行业现状范文

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【关键词】高分子材料；功能助剂；现在发展趋势

1 高分子材料功能助剂行业现状

（1）高分子材料的发展对于化学助剂行业有高度的关联性。高分子材料化学助剂已经成为现代化学工业体系和材料科学体系的重要交叉领域之一，在高分子材料生产、储运、加工、使用过程中的作用愈加突出，几乎每一种高分子材料的每一种性能都依赖相对应的化学助剂实现。

（2）化学助剂行业发展的专业性越来越强。随着经济水平对于高分子材料要求的提高，新材料技术和化工产业的不断进步，高分子材料化学助剂产业整体呈现快速发展的态势，表现为化学助剂新品种的不断出现，需求数量的较快增长，以及化学助剂性能的不断改进。国际同行业巨头往往根据自身技术优势和经营特点选择几大类别的化学助剂进行生产经营，呈现出化学助剂行业发展的较强专业性。

（3）中国化学助剂行业发展市场潜力巨大。中国在高分子材料领域的高速发展，使我国已成为全球高分子材料化学助剂需求的增长重心。

（4）中国高分子材料化学助剂行业处于加速发展阶段。由于我国高分子材料化学助剂行业起步晚，行业的整体发展水平与国际水平还存有差距，一方面单一企业经营规模较小、新结构物产品匮乏、化学助剂应用技术服务能力较差、行业集约化程度不够、产品未形成集约化规模经营、高端产品少、许多产品品种形成系列化。另一方面，中国化学助剂行业呈现快速发展的态势，专业化、规模化、技术型企业不断出现和发展，部分企业已经在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助剂的发展分析

2.1 分离纯化技术

分离纯化技术是指将特定化学物质与周边干扰物质彼此分离，获得单一高纯度化学物质的技术。分离提纯的方法主要包含两大内容：一是研究获得高纯度物质的分离提纯方法，二是研究如何将这种分离提纯方法，实现大规模的工业生产。分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化，在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可使用。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、中间体、产成品进行纯化，使其满足工艺过程和质量指标的各项要求。

2.2 化学合成技术

化学合成技术是指利用现有化学物质创造出具备特定结构和性能的化学物质技术，主要包括：卤化技术、磺化技术、硝化技术、酯化技术、氧化技术、还原技术、烷基化技术、酰化技术、氨解技术、羟基化技术、缩合技术、聚合技术、官能团的引入和选择性转换技术等单元反应技术。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、半成品进行化学合成，进而得到成品或中间体的过程。

2.3 检测分析技术

检测分析技术是指针对特定目标物质，获得其成分、结构、性能、纯度等具体参数的技术手段，主要包括：高效液相色谱分离检测技术、气相色谱分离检测技术、原子吸收光谱检测技术、气-质联机差热分析技术、热失重检测分析技术、激光粒度检测技术、X 衍射分析检测技术、红外和紫外光谱分析检测技术及其他一系列化学或物理分析技术等。化学助剂的生产需要选用适当的检测技术或几种技术的联合，对原料、中间体、产成品和生产过程控制的各项指标进行分析检验以确保符合客户和生产的需要。

2.4 化学助剂应用技术

高分子材料化学助剂应用技术是在化学助剂复合技术基础之上发展而来，其主要内容包括：一是指化学助剂在完成化学合成之后的剂型选择和确定，比如造粒、乳化、微粒化等，以使化学助剂适宜于在高分子材料中更好发挥作用；二是指为确保不同的高分子材料获得特定的功能和用途，需要添加不同品种、不同功能、不同剂量的各种化学助剂来实现高分子材料的性能改善目标，

3 高分材料功能助剂的发展趋势

（1）高效化。高效化是指在确定助剂用量的情况下实现效果最大化。主要途径为助剂的高分子量化，普通的助剂分子量较低，容易挥发迁移、渗出，降低了助剂的效能，而高分子量化可减少挥发性、迁移性，提高热稳定性、耐水解能力、与材料的相容性，而使助剂的效能得以充分发挥。

（2）多样化。高分子材料化学助剂的多样化不仅在于新品种的出现和应用高分子材料范围的扩大，更在于其作用途径的多样化。高分子材料化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的，一方面，传统的官能团结构不断得到改进和完善，使产品序列不断丰富，另一方面，新的官能团结构不断被发现，使助剂发挥作用的途径呈现多样化。

（3）复合化。复合化的是各种高分子材料化学助剂的共混物，目的是令高分子材料化学助剂具有多功能性和增强协同效应，使应用简单方便。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合，已发展成为多组份协效性能的研发，各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是高分子材料化学助剂复合应用技术研发的关键。

（4）系列化。系列化指通过对同一类助剂产品的结构和其应用性能发展规律的分析研究，将系列化的新助剂产品的主要参数、类型、性能、基本结构等作出合理的安排与计划，以协调同类产品、配套产品和目标高分子材料之间更加合理的协同关系，从而充分发挥助剂产品的协同效应和协配性，获得更好的市场通用性。

（5）环保化。随着环保法规日益严格和可持续发展需要，环保化将成为化学助剂发展的重点。一方面是化学助剂制造过程的清洁生产工艺的开发，节能减排；另一方面主要为发展环境友好助剂，限制或禁止使用对人体和自然环境有毒有害的助剂。

4 结束语

随着高分子材料化学助剂高效化、多样化、复合化、环保化、系列化的趋势不断发展，高分子材料化学助剂的各类相关技术也沿着上述趋势不断演变进步。高分子材料化学助剂企业只有在掌握化学助剂主体技术的基础之上，沿着发展趋势不断研发新技术，才能在未来的竞争中获得优势地位。

参考文献：

[1]白凡飞，贺平，贾志杰，黄新堂，何云.原位生成法制备单分散的纳米氧化锌分散液[J].材料科学与工程学报，2005（05）.

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关键词：高分子材料　抗静电　技术

通常情况下，两种不同的物质表面接触的时候就会形成电荷的迁移。在理论上来说，静电是普遍存在的，我们通过高分子材料一般都具有电绝缘性，所以会在摩擦后易产生带电现象。这种静电轻则吸附灰，重则引起火灾等重大事故。所以，怎样消除积聚在高聚物表面的静电，以及防止高聚物表面产生静电作用，已成为当今高分子材料研究领域的一个热门课题。

一、防静电技术的现状

目前静电技术是有很多种的，像我们平时用的塑料以及刷墙时用的涂料都是加入了导电的粉末，还有像石墨以及炭黑和和其他每一种金属粉末以及易于离子化的很多种无机盐类等这些是都可以防静电。有机静电剂主要是包括季铁盐类等。一般常用的有机抗静电剂是表面活性剂，我们可以把它加到塑料内部之后在扩散到它的表面里，还可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有亲水的部分还有亲油的部分。亲水的那部分就留在塑料的表面上，就在表面形成导电层，因此形成了防静电的表面层。

二、高分子抗静电的方法概述

高聚物本身对电荷泄放的性质决定了高聚物表面聚集的电荷量，它主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射，在这三者中以表面传导为主要途径。这是因为表面电导率一般大于体积电导率，所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此，通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂，添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

三、添加导电填料

这样的方法一般的是每种不同的无机导电填料掺入高分子材料基体中去，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

四、与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。

五、添加抗静电剂法

永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。

六、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸钠、烷基二苯醚磺酸钾，上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐，另外该厂生产的抗静电剂硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物、抗静电剂磷酸酯与乙醇胺的缩合物，北京化工研究院开发的三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物、阳离子与非离子表面活性剂复合物。从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

七、结语

我国的合成材料抗静电剂的行业发展的前景较好的，我们针对国内的研究以及生产都应该根据现在的需求来调整自己的产业。应该加大新品种开发的力度。近几年来国外在不断的开发高性能的抗静电材料。在我国科研院所应根据我国合成材料制品要求，开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种，并不断强化应用技术研究，以满足国内需求。导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下几种：抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成海一岛型水性的导电膜。离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。总的来看降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄，减少摩擦电荷的产生。

参考文献

[1]吴驰飞.有机极性低分子分散型高分子高阻尼新材料的研制[A].材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C].2009.09.

[2]袁晓燕.天津大学材料学院高分子材料科学与工程系简介[A].复合材料.生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C].2010.07.

[3]陈湘宁 王天文.用于最佳静电防护的本征导电聚合物的最新进展[J].化工新型材料.2008.03.

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（一）添加导电填料

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

（二）与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子（或聚合物）是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗静电剂法

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质，其结构通式为RYx，其中R为亲油基团，x为亲水基团，Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的亲油基团，羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团，此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类：阳离子型抗静电剂；阴离子型抗静电剂；非离子型抗静电剂；两性型抗静电剂。

导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种：（1）抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成“海一岛”型水性的导电膜。（2）离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。（3）介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄；二是减少摩擦电荷的产生。

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸钠）、DPE（烷基二苯醚磺酸钾）；上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN（十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐），另外该厂生产的抗静电剂PM（硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物）、抗静电剂P（磷酸酯与乙醇胺的缩合物）；北京化工研究院开发的ASA一10（三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物）、ASA一150（阳离子与非离子表面活性剂复合物），近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品，其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂；ASB系列产品则为有机硼表面活性剂（主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯）与其他非离子表面活性剂复合而成；ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成，杭州化工研究所开发的HZ一1（羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂（咪唑一氯化钙络合物）；上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂，已经形成系列产品，在使用效果和性能上处于国内领先地位，部分品种可以替代进口，如SH一102（季铵盐型两性表面活性剂）、SH一103、104、105等（均为季铵盐型阳离子表面活性剂），SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂；济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。（聚氧乙烯烷基胺复合物）等；河南大学开发的KF系列等，如KF一100（非离子多羟基长碳链型抗静电剂）、KF-101（醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂），另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等；抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的，主要用于合成纤维领域。

从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

三、结语

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好，针对目前国内研究、生产、应用与需求现状，对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。

（一）加大新品种开发力度

近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂；用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯；用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求，开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种，并不断强化应用技术研究，以满足国内需求。

（二）加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配，向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料，如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾，国内要加快抗静电母粒的开发与研究，促进我国抗静电剂工业发展。

参考文献：

[1]高绪珊、童俨，导电纤维及抗静电纤维[M]．北京：纺织工业出版社，1991．148154．

[2]张淑琴，抗静电剂，化工百科全书，第1版，化学工业出版社，1995（4）：667.

[3]陈湘宁、王天文，用于最佳静电防护的本征导电聚合物的最新进展[J]．化工新型材料，2002，30（11）：4750.

[论文关键词]高分子材料抗静电研究

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[论文摘要]目前，静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法，阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。

静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在生物工程中有着重要的应用。

一、高分子抗静电的方法概述

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质，其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射，三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率，所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此，通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂，添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

（一）添加导电填料

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

（二）与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子（或聚合物）是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗静电剂法

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质，其结构通式为RYx，其中R为亲油基团，x为亲水基团，Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的亲油基团，羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团，此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类：阳离子型抗静电剂；阴离子型抗静电剂；非离子型抗静电剂；两性型抗静电剂。

导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种：（1）抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成“海一岛”型水性的导电膜。（2）离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。（3）介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄；二是减少摩擦电荷的产生。

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸钠）、DPE（烷基二苯醚磺酸钾）；上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN（十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐），另外该厂生产的抗静电剂PM（硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物）、抗静电剂P（磷酸酯与乙醇胺的缩合物）；北京化工研究院开发的ASA一10（三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物）、ASA一150（阳离子与非离子表面活性剂复合物），近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品，其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂；ASB系列产品则为有机硼表面活性剂（主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯）与其他非离子表面活性剂复合而成；ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成，杭州化工研究所开发的HZ一1（羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂（咪唑一氯化钙络合物）；上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂，已经形成系列产品，在使用效果和性能上处于国内领先地位，部分品种可以替代进口，如SH一102（季铵盐型两性表面活性剂）、SH一103、104、105等（均为季铵盐型阳离子表面活性剂），SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂；济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。（聚氧乙烯烷基胺复合物）等；河南大学开发的KF系列等，如KF一100（非离子多羟基长碳链型抗静电剂）、KF-101（醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂），另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等；抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的，主要用于合成纤维领域。

从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

三、结语

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好，针对目前国内研究、生产、应用与需求现状，对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。

（一）加大新品种开发力度

近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂；用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯；用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求，开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种，并不断强化应用技术研究，以满足国内需求。

（二）加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配，向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料，如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾，国内要加快抗静电母粒的开发与研究，促进我国抗静电剂工业发展。

参考文献：

[1]高绪珊、童俨，导电纤维及抗静电纤维[M]．北京：纺织工业出版社，1991．148154．

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摘要：高分子量聚丙烯酸钠是一类广泛用于烧碱和纯碱行业盐水精制、氧化铝生产的赤泥沉降分离、味精厂废水中蛋白质回收和制糖等行业的高分子材料。也是丙烯酸使用量很大的一类产品。本文论述了高分子量聚丙烯酸钠的国内外研究状况、应用领域和应用现状、生产概况、市场需求情况和应用前景，对促进我国丙烯酸产业的发展，提高我国高分子量聚丙烯酸钠的生产水平都具有重要意义。

随着我国丙烯酸工业的迅速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，应用范围不断扩大。聚丙烯酸钠作为丙烯酸的一种主要下游产品，近年来在国内外的研究受到重视，生产也不断增加。聚丙烯酸钠产品包括水溶性产品和水不溶性产品。水溶性聚丙烯酸钠产品广泛应用于食品、纺织造纸、化工等领域。水不溶性聚丙烯酸钠产品具高吸水性，主要用于农林园艺、生理卫生等领域。聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上，不同分子量的聚丙烯酸钠各有各的用途。超低分子量(700以下)的用途还未完全开发;低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)显示有增稠性;高分子量(106-107)的则主要做增稠剂和絮凝剂;超高分子量(107以上)的在水中溶胀，生成水凝胶，主要用作吸水剂。水溶性聚丙烯酸钠中又包括高分子量和低分子量两类。

1.高分子量聚丙烯酸钠研究现状

目前高分子量聚丙烯酸钠合成是采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液，然后再聚合的工艺路线。在水溶性高分子量聚丙烯酸钠的合成中，通常是高浓度丙烯酸钠溶液和低浓度氧化还原引发剂在低温下进行水溶液聚合。制备的关键是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚剂。去除阻聚剂的方法有减压蒸馏或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸钠聚合时往往因为自交联作用或聚合速度过快使产品水溶性降低，因此需加入抗交联剂和缓聚合剂。日本专利报道了以过硫酸盐和有机苯胺的复合引发体系，常温下催化丙烯酸钠水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸钠。戚银城等采用氧化-还原体系，添加氨水和氯化钠，在30℃时合成了分子量几百至几千万的聚丙烯酸钠。水溶液聚合法具有设备简单，操作容易的特点，但缺点是所得到的聚合产物含水量高达60%-70%，难干燥。反相悬浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸钠。韩淑珍报道了北京化工大学开发出反相悬浮聚合法合成聚丙烯酸钠絮凝剂，并建成1000L聚合釜装置。反相悬浮聚合法工艺复杂、设备利用率低。

2.水溶性高分子量聚丙烯酸钠的应用

聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性高分子化合物，其分子链上的梭基由于静电相斥，使聚合物链伸展，促成有吸附团外露到表面上，这些活性点吸附在溶液中悬浮粒子上，形成粒子间的架桥，从而加速了悬浮粒子的沉降。因此可作絮凝剂。

2.1盐水精制

纯碱和烧碱生产中，盐水中的Ca、Mg离子通常用碳酸钠和氢氧化钠或石灰水沉淀，沉淀后盐水中悬浮物质颗粒小、沉降慢，因此要加入絮凝剂促进沉降从而使盐水精制。因此，选用高效、溶解速度快的絮凝剂才是关键。以往生产中使用苛化淀粉或聚丙烯酞胺用于盐水精制的絮凝效果并不理想，使用后盐水澄清度不够，产品质量不高。而用聚丙烯酸钠能大大提高盐水质量。对用作盐水精制的聚丙烯酸钠要求主要有分子量高(>一千万)，溶解时间短(15-30min ),溶解性能好(无凝胶物)。使用时用量少，产生的矾花大、沉降快，盐水澄清度高。甘肃盐锅峡化工总厂用固体聚丙烯酸钠(分子质量>八百万)作盐水助沉剂助沉效果好，助沉剂用量少，吨碱耗用量为10-15g，且贮存方便。李泽洁对盐水精制中使用聚丙烯酸钠进行了研究。王德怀根据氯碱生产厂家的实际经验开发出了专用于盐水杂质助沉的速溶型固体聚丙烯钠，其分子量高达八百万以上，溶解速度快，30分钟之内可以完全溶解，助沉效果好。

2.2氧化铝生产

氧化铝生产中，拜耳法赤泥的分离洗涤采用沉降槽，为加速赤泥沉降，传统方法是添加面粉等天然高分子絮凝剂。随着氧化铝产量不断提高，沉降槽常出现跑浑现象。改用聚丙烯酸钠絮凝，大大增加了赤泥的沉降速度，澄清效果好，从而提高了沉降槽的产能和精盐液质量。我国聚丙烯酸钠中常用的絮凝剂品种是A-1000#。赤泥沉降过程中，为降低絮凝剂与赤泥初聚体“架桥”时的空间效应，江新民将NaOH改性处理的A-1000#絮凝剂用于拜耳赤泥分离和烧结法赤泥分离，效果分别是未处理该絮凝剂的3倍和1.88倍。

2.3回收蛋白质

聚丙烯酸钠作为主要絮凝剂预处理味精浓废水有显著效果。朱莉预处理过程对COD；SS；S042-的去除率分别达69%，91%和41%。张轶东采用自由基水溶液聚合法合成了超高分子量的聚丙烯酸钠，将其直接用于蛋白质溶液等的浓缩，用该方法浓缩蛋白质效率高、浓缩剂用量少，更好地保持了酶的活性。

2.4其他方面

a糖汁澄清

糖汁中悬浮着被石灰吸附的粒子，添加少量聚丙烯酸钠可加速其沉降，使糖汁很快澄清。

b土壤改良剂

聚丙烯酸钠能使土壤形成稳定团粒，来改善土壤耕作和促进植物生长，减少水土流失。

3.高分子量聚丙烯酸钠的需求和应用前景

我国纯碱烧碱产量均居世界第二位。目前，这两碱行业的生产中，盐水精制过程大多不使用聚丙烯酸钠，主要由于一是使用习惯，其次是表面看聚丙烯酸钠价格稍贵，而忽视了聚丙烯酸钠的用量少，效果好的特点。由于使用聚丙烯酞胺导致盐水质量上不去，随着聚丙烯酸钠应用的推广，越来越多的企业倾向于使用聚丙烯酸钠。

篇6

根据国家有关规划和有关部门的科技项目安排，结合粮食行业实际情况，我局现开始组织申报*6年国家高技术产业化项目。现将有关事项通知如下：

一、项目申报主要范围

（一）生物能源。开展燃料乙醇、生物柴油、生物质成型燃料、工业化沼气等在内的生物能源产品的产业化项目。主要包括以木薯、甜高粱、秸秆等非粮食原料生产的燃料乙醇，以棉籽、油菜籽、废弃油及其他木本油料植物为原料生产的生物柴油，以秸秆、农林业废弃物等为原料压缩成型生产的生物质成型燃料，以及利用有机废弃物开展大型工业化沼气生产和利用。

（二）生物材料。开展以生物质为原料生产可生物降解高分子材料和替代石油基产品的基础化工材料的产业化。主要包括可生物降解的生物质塑料，淀粉与可生物降解高分子材料共混得到的环境友好高分子材料单体及聚合物，生物合成高分子材料，新型炭吸附材料等。

（三）生物质原料的高效生产。重点支持边际性土地（如沙荒地、盐碱地、山坡地等）高产作物、植物的育种及新品种产业化，基因工程高产淀粉质、纤维质、油料作物等的品种改造与新品种产业化等。

二、高技术产业化项目的实施原则

为确保高技术产业化项目能够取得应有的效果，在项目实施过程要把握好以下几项原则：

（一）注重自主创新和集成创新、技术开发和技术引进相结合，以提高产品的经济性和形成成套工业化生产技术为核心，促进重点技术和产品的新突破。

（二）促进产学研联合，重点扶持合作关系清晰、合作实体明确、合作任务落实的产学研合作重大项目的实施。

（三）充分利用市场机制，发挥国家投资引导的作用，促进企业和社会投资发展高技术产业，培育具有较强开发能力和市场竞争力的企业。

（四）重视项目的产业化基础和申报单位的建设条件。申报单位应具备较强的经营、管理筹资等方面的能力。

三、项目进度安排和相关要求

请各省粮食局积极推荐符合高技术产业化项目申报条件的企业，我局将结合粮食行业实际情况，积极组织推荐申报工作，并组织指导有关企业编写资金申请报告。

各企业请于3月5日前，将资金申请报告和有关附件等材料一式五份报送我局，同时提供电子文本。

特此通知。

附件：

国家高技术产业化项目资金申请报告编制要点

一、项目意义和必要性。国内外现状和技术发展趋势，对产业发展的作用与影响，产业关联度分析，市场分析，与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况。

二、项目技术基础。成果来源及知识产权情况，已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限，技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势，该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用。

三、项目建设方案。项目的产能规模、建设的主要内容、采用的工艺技术路线与技术特点、设备选型及主要技术经济指标、建设地点、建设工期和进度安排、建设期管理等。

四、项目投资。项目总投资规模，投资使用方案、资金筹措方案以及贷款偿还计划。

五、环境保护、资源综合利用、节能与原材料供应及外部配套条件落实情况等。

六、项目法人基本情况。项目法人的所有制性质，主营业务，近三年来的销售收入、利润、税金、固定资产、资产负债率、银行信用等级，项目负责人基本情况及主要股东的概况等。

七、项目财务分析、经济分析及主要指标。内部收益率、投资利润率、投资回收期、贷款偿还期等指标的计算和评估，项目风险分析，经济效益和社会效益分析。

八、资金申请报告报告附件：

1、银行承贷证明(省分行以上)文件；

2、项目法人近三年的经营状况（包括损益表、资产负债表、现金流量表）和项目法人自筹资金保证落实文件；

3、地方、部门配套资金及其它资金来源证明文件；

4、前期科研成果证明材料(需经权威机构认证或出具技术检测报告、专利证书等)；前期科研成果的成熟度，应能够满足产业化试验或产业化示范的要求；

5、相应的环境保护主管部门意见；

6、有关部门出具的产品生产、经营许可文件(医药、生物、农药、信息安全产品等)；

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关键词：陶瓷坯体；增强剂；研究；应用；增强机理

1 引言

在陶瓷工业生产中，坯料的制备是一个非常重要的环节，它直接影响到后续的成型、干燥及烧成等工序，而坯体的干燥强度则是一个重要指标，它对产品的成品率及质量有重要的影响。坯体的干燥强度一般是由粘土的可塑性、加入量和坯体的成形压力等因素来决定。由于受当地原料及成形压力的限制，我国很多工厂特别是南方的墙地砖生产工厂的坯料中粘土的可塑性较差，坯体干燥强度差，即使增加成形压力也很难达到要求，因此产品在加工过程中缺边掉角的现象较为严重，直接影响了生产[1]。在生产中加入坯体增强剂是解决上述问题的有效途径，尤其是国外先进的陶瓷生产厂家，生产过程中普遍使用坯体增强剂。近年来，国内外一些化学品公司研制了一些坯体增强剂，并逐步形成了生产规模[2]。本文对陶瓷坯体增强剂的增强机理、研究和应用状况及发展趋势进行了归纳总结。

2 坯体增强剂在陶瓷制备中的应用研究

2.1 坯体增强剂及其分类

坯体增强剂是指用于增强、增塑陶瓷坯体的物料。增强剂一般为有机高分子聚合物，加入后对陶瓷生产工艺各环节无不良影响，并具有良好的烧成特征。常见的坯体增强剂有变性淀粉、甲基纤维素、聚乙烯醇及丙烯聚合物、海藻酸钠、糊精、栲胶等[3]，最近又出现了新型陶瓷增强剂如聚丙烯酸钠复合剂、改性淀粉聚合物等。市面上商品坯体增强剂有粉体和液体两种，前者易于包装运输但易吸潮结团，后者则易于在陶瓷浆料中分散，使用更为方便，并能对浆料起到悬浮稳定作用，即使加入量高达5%也不会使料浆稠化，而且不影响浆料的流动性[4]。

2.2 使用坯体增强剂需考虑的问题

2.2.1坯体增强剂的选择

陶瓷坯体增强剂的正确选择和使用是提高陶瓷产品质量的关键之一。如果坯体增强剂选择不当会导致泥浆流动性降低，泥浆触变性变大。因此，在选择坯体增强剂时必须要做到以下几点：首先对现有增强剂的种类、性能和使用方法有一个基本的了解；其次对要制造的陶瓷坯料有个基本的了解；要进行反复试验，测出增强剂加入量和干燥强度的关系曲线，要多选择几种增强剂进行试验、比较，而且尽量采用多功能型代替单一型以互相补充；既要考虑增强效果，也要考虑经济性。最好使用普适性强、效果好和经济型增强剂[5]。

2.2.2 坯体增强剂的用量

坯体增强剂存在一个最佳用量的问题，并不是增强剂用得越多增强效果就越好。随着增强剂加入量增加，坯体的干燥强度逐渐趋于平稳甚至下降。其主要原因是当所加入的增强剂过量时，颗粒表面完全给增强剂分子包裹，而且包裹层较厚，颗粒之间的距离将会大大加大，反而降低了颗粒间的毛细管力，从而使强度增加趋于平缓甚至略有下降[6]。

3 坯体增强剂的应用

3.1 发展现状

目前，国外发达国家在这方面的研究已经有了较大的进展，如德国司马公司和意大利帝国公司生产的增强剂，其效果明显优于其它同类产品。我国在这方面的研究落后于其他先进国家，如某厂在压制300 mm×300 mm瓷砖时，使用了坯体增强剂，当加入量为0.3%时，生坯强度提高到0.98 MPa，高于没有使用增强剂时，采用1500 t压机的压坯强度；有些国家要求陶瓷生坯强度超过2.2 MPa。近年来，我国在增强剂等方面研究开发力度明显增强。周志烽报道的一种增强剂已经投入生产，该增强剂属于水溶性复合有机盐的新型陶瓷坯体增强剂，它是针对我国的具体情况，在参照国外先进技术的基础上利用国产资源生产的一种新型陶瓷添加剂。该种坯体增强剂对陶瓷墙地砖、卫生陶瓷、日用陶瓷以及特种陶瓷坯体有显著的增强效果。与进口同类产品相比，使用性能毫不逊色，与其它如本素磺酸钙、淀粉、CMC和腐殖酸钠等增强剂相比，具有更高的性价比[7]。

3.2 应用举例

（1） TT型陶瓷坯体增强剂

该增强剂主要适用于特种陶瓷（氧化物、氮化物和碳化物等）、耐火材料、涂料以及水泥等。其特点是分散性好、粘合强度高、不发霉变质、同时不含金属杂质。因此其使用性能优于羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）和变性淀粉等。温度高于400℃则完全烧失，不影响产品的性能。加入量0.3～1.0%，可使坯体强度提高30～200%[8]。

（2） PT型陶瓷坯体增强剂

该增强剂具有广泛的适用性，可用于陶瓷墙地砖、卫生洁具、日用陶瓷、美术陶瓷、釉料、特种陶瓷和耐火材料等。当加入量为0.05～0.15%，可使坯体强度提高30～60%，有效减少了坯体的破损率，提高产品质量。增强剂加入后对浆料性能通常没有不良影响，还可提高坯料可塑性以及浆料悬浮稳定性。当温度高于400℃时则完全烧失，不影响产品的性能。其良好的烧失特性，特别适用于快速烧成陶瓷墙地砖[9]。

（3） YZ型陶瓷增强剂

加入适量YZ型增强剂（推荐加入量0.3%～0.5%），可增加压制成形陶瓷坯体强度30%～50%，同时，也可以有效地降低半成品在搬运、装饰等工艺过程中的破损率。同时可改善料浆悬浮稳定性，也可用为解凝剂使用，取代腐植酸钠，无需再加其他解凝剂，还可以提高料浆研磨效率10%～30%。除此之外，还可提高坯体的可塑性，减少塑性粘土的用量，既能降低坯体干燥和烧成收缩，又能降低制品的烧成温度，对改进生产工艺十分有利[10]。

（4） 聚丙烯酸钠及其复合坯体增强剂

聚丙烯酸钠按其分子量的大小可分为高分子量（约106～107）、中分子量（104～106）和低分子量（

另外，以自制的中分子量聚丙烯酸钠为主体，以不同比例的聚丙烯酰胺、木质素磺酸钙等添加剂为辅助成分，制备了一系列复合坯体增强剂。自制聚丙烯酸钠复合陶瓷坯体增强剂对陶瓷坯体的增强效果比聚丙烯酸钠更加明显；复合增强剂在质量分数为0.2%～0.4%时，对陶瓷坯体增强作用最大。自制复合陶瓷坯体增强剂增强作用使地砖生产的成品率从67.70%提高到90%以上。

（5） PVA及PVA改性淀粉聚合物

聚乙烯醇，简称PVA，属高分子化合物，外观为白色粉末絮状，可溶于水、乙醇、乙二醇、甘油等有机溶剂内，具有粘性及弹性，使用时，一般需要加热到80℃左右。不过若在坯料中含有较多CaO、ZnO、BaO、MgO及硼酸盐、磷酸，PVA将难以发挥拉塑作用。此外，由于有效作用时间短，有可能烧后会或多或小留有残灰或气孔，影响瓷料电性能和力学性能，需要引起注意。

自制增强剂PS是一种PVA改性淀粉聚合物，是一种多羟基化合物，由许多脱水葡萄糖单元经糖键连接而成，每个脱水葡萄糖单元的2、3、6三个位置上各有一个醇羟基，加入氧化剂进行氧化反应时，6位上的羟基比2、3位的羟基更易于氧化。淀粉氧化后分子中含有醛基和羟基。在PVA水溶液中加入氧化剂过硫酸钾，使PVA部分分子链断链而导入端羧基或醛基，并在分子链中引入酮基。由于PVA和淀粉都是含有多羟基的大分子化合物，在一定的条件下，PVA与氧化淀粉间发生接枝反应，使粘合强度明显提高。试验表明：当加入量为0.1～0.5%（相对干料而言）时，可提高瓷质砖坯体强度15～60%以上。

（6） 腐植酸钠

腐植酸钠[11]俗称胡敏酸钠，属腐植酸的钠盐。其外观呈胶状或黑色粉末状，一般采用泥炭，褐煤或某些土壤与烧碱溶液作用而制成的，腐殖酸钠在陶瓷坯料中主要作用是增加泥料的可塑性、泥浆流动性、悬浮性，并可增加坯体的干燥强度，增加釉的附着力和釉的干燥速度，减少釉面气孔和釉坯开裂。此外，腐殖酸钠对于石膏模具也有显著的增强、增韧作用，提高石膏的使用寿命。腐殖酸钠在坯料中的用量一般为1～3%，在釉中的用量一般为0.1～0.5%，同时坯釉中应减少磨水量。

4 坯体增强剂的增强机理探讨

4.1 有机高分子链增强

在没有加入增强剂时，陶瓷坯体颗粒之间的结合是纯粹的颗粒和颗粒之间的结合，加入了有机高分子材料后，陶瓷坯体颗粒之间的结合机制则完全不同，情况取决于有机高分子的结构。有机高分子材料通常为有机小分子单体在一定的温度、粘度和催化剂浓度等反应条件下，经过均聚、共聚、缩合或接枝共聚而成，因此其分子结构一般为链状。根据其聚合度不同，其分子链长短也不同。具有足够链长的高分子聚合物可在陶瓷颗粒之间架桥，产生交联作用而形成不规则网状结构，并形成凝聚，将陶瓷颗粒紧紧包裹，从而增加坯体强度[12]。

4.2 氢键增强

分析颗粒之间的结合力情况，在不加增强剂时，陶瓷颗粒之间还存在少量水分，颗粒之间还有毛细管力，毛细管力的存在使得颗粒扩散层产生张紧力，从而将颗粒拉近。其形成的压力越大，颗粒之间的距离越近，毛细管力越大，则颗粒结合力越强，坯体强度越大。增强剂存在时，除了上述的作用之外，颗粒表面被高分子材料包裹（包裹程度视增强剂加入量不同而异），还会使颗粒之间借助于有机高分子而产生氢键作用，因而大大增加了坯体强度，氢键作用强弱取决于增强剂的分子链表面电荷密度，电荷密度越大，作用间的距离将会大大加大，反而降低了毛细管力，从而使强度下降。有机高分子的加入会而产生氢键作用，因而大大增加了坯体强度[13]。

4.3 粘合增强

运动增加，使包裹在一个颗粒表面的高分子与包裹在另一个颗粒外表面的高分子缠绕或链合，把两个颗粒更加紧密地粘合在一起，从而在生坯成型时，既有外部对泥料的施加压力，形成颗粒间的机械结合，又有泥料内部的高分子粘合效应，形成三维网状体型结构，最终使经过处理后的生坯强度提高。

4.4 静电力增强

粘土颗粒往往形成片状结构，从结晶学和硅酸盐理论观点可知，板面常带负电，四周棱边常带正电，由于片状厚度很薄，粒度的磨细往往是板面面积的减少，棱边变化不大，颗粒成多棱角状使负电荷作用减弱，相对的正电荷作用增强。在压型过程中，颗粒以边、棱连接为主导，而边、棱连接很少，因而带负电荷的边与带正电荷的棱由于静电引起作用而相互凝结起来，随着压型力增加，颗粒间空隙减少，颗粒间距进一步缩小，颗粒接触数目逐渐增多，静电效应再度增加，从而使坯体具有一定的强度。

5 发展趋势及展望

随着陶瓷工业的发展，陶瓷增强剂也在不断发展，主要体现在以下三个方面：一是其应用范围更加广阔，几乎涉及陶瓷生产的各个领域；二是功能更加齐全；三是产品的科技含量不断提高，它与精细化工、纳米科技结合，产品的档次和质量有明显的提高。世界各国对助剂工业都给予了高度的重视，在陶瓷企业中采用陶瓷增强剂，特别是新型增强剂，对于提高产品质量、增加产量和降低能耗将起到巨大的作用。根据国内外陶瓷增强剂的制备及应用方面的资料，结合我国陶瓷行业的现状，我们需要加强重视以下几个方面：（1）深入研究陶瓷添加剂的作用机理；（2）设计和开发新型陶瓷添加剂；（3）开发新型表面活性剂；（4）重视水溶性高分子材料的应用；（5）注重配方原理和技术研究；（6）开发对环境无污染的绿色化学品[14]。

参考文献

[1] 黄剑锋， 曹丽云.陶瓷坯体增强剂的应用研究[J].陶瓷， 2000（4）： 15～17.

[2] 涂键萍， 欧阳萍， 卢维奇.陶瓷坯体增强剂的增强机理与发展趋势[C].中国化学会第八届全国应用化学年会. 2003.

[3] 卢维奇， 吴艳平， 涂键萍，等.自制聚丙烯酸钠复合陶瓷坯体增 强剂的应用[J].精细化工， 2004， 21（08）：634～636.

[4] 刘一军， 潘利敏， 汪庆刚，等. 新型高分子增强剂在瓷质砖中的 应用[J].佛山陶瓷， 2009， 19（5）：1～3.

[5] 卢维奇， 吴渭霖， 涂键萍，等.聚丙烯酸钠陶瓷坯体增强剂的研 制[C].中国化学会全国应用化学年会. 2003.

[6] 杨建红.陶瓷减水剂、助磨剂、增强剂的发展现状、趋势及展望 [J].陶瓷， 2005（11）：23～28.

[7] 霍秀琼.新型陶瓷坯体增强剂的研制，陶瓷，2006（12）：23～25.

[8] 卢维奇， 杨建红.自制聚丙烯酸钠用作陶瓷助磨减水剂和增强 剂[J].精细化工， 2006， 23（03）：294～297.

[9] 李家科， 周健儿， 刘欣，等.聚丙烯酸钠在建筑陶瓷中的应用[J]. 山东陶瓷， 2006， 29（3）：11～13.

[10] 周健儿， 马玉琦， 张小珍，等.添加剂对大规格超薄建筑陶瓷砖 生坯强度的影响[C].中国. 2007.

[11] 孙石磊等.陶瓷添加剂的发展和应用，科技论坛.

[12] 范盘华， 周孟大.陶瓷添加剂国内外发展的现状、趋势及展望 [J].江苏陶瓷， 2006， 39（5）：23～25.

篇8

Embracing with three elements which are sense, response and feedback, smart textiles is a development trend of textile and apparel industry and research goals for military of many countries as well. This paper analysed the technology status quo and characteristics of several typical kinds of smart textiles, and discussed their application potential on military equipments.

1概述

智能材料是模仿生命系统、具有感知和驱动双重功能、对使用环境敏感且能对环境变化做出响应的材料，其显著特点是将高技术的传感器和执行元件与传统材料结合在一起，赋予材料以新的性能，使无生命的材料具有越来越多生物所特有的属性。感知、反馈、响应是其三大要素。智能纺织品是其中的一个重要分支，同时具有感知、反馈、响应的特性以及纺织品柔软可穿用的特点。

能够感知外界环境变化、并根据外界环境变化判断作出应对措施、然后进行相应的结构或性能调整来适应外界环境的智能纺织品，一直以来都是各国军方梦寐以求的。例如，能够随着环境颜色变化而调整自身颜色的“变色龙”迷彩纺织品，能够自动调节温度来适应环境温度变化的纺织品，能够远程探测士兵生理参数、受伤部位及程度并进行调节和治疗的电子信息纺织品，能够在可见光波段实现隐身的高级智慧型功能纺织品等等，无一不是各国军方追求的 目标。

根据目前已有的报道和研究，典型的智能纺织品主要有以下几大类：电子信息智能纺织品、变色纺织品、相变材料和智能调温纺织品、形状记忆高分子及纺织品、基于水凝胶的智能纺织品和基于人工周期性结构的隐身纺织材料。本文结合这几类智能纺织品的特点以及军用纺织品的应用要求等，就其研发现状及其在军用装备方面的应用进行了 探讨。

2典型的智能纺织品及其在军用装备上的应用

2.1电子信息智能纺织品

微电子信息技术和纺织技术的完美结合，造就了电子信息智能纺织品。严格说来，该类纺织品表现为通过多种信息处理系统实现对多种信息的探测或处理，只是多个分系统的组合；是多功能的集合，还停留在功能材料的智慧水平，属于消极智能纺织品。比如可穿戴的计算机、用以检测人体生理指标的LifeShirt、用以探测弹伤位置的SmartShirt等。目前已商业化的部分电子信息智能服装如表 1 所示。

微电子元件和纺织品的结合有 3 种技术水平：（1）模块化技术：将电子元件作为纺织品的附件，电子元件和纺织品的功能各自独立，比如Philips Levi’s的ICD款式的夹克；（2）嵌入式技术：电子元件被接合到纺织品的某一部分织物中，比如附加在织物上通过导电纱线连接的电路板，基于织物的柔性传感器、整合电路等；（3）基于纤维的技术：部分或所有必须的电子元件及传感器直接由纤维和织物构成。

无论何种技术水平，电子信息智能纺织品的关键技术在于电子元件的微小型化及柔性化。其中，电子元件的微小型化属于电子技术范畴，而柔性化则大多需要通过纺织技术来达到。目前文献中报道研究的柔性化电子器件主要有织物传感器、织物电极、可传输信号的导电纤维或纱线、织物线路板、柔性显示器等，如图 1 所示。以上各种织物传感器类产品都是通过将导电物质涂敷于织物上或将导线织入织物等方式赋予织物导电性能来实现的。因此，研发并掌握具有传输信号功能的导电纤维和织物的关键技术是电子元件柔性化的根本。

目前已商业化的这些电子信息智能纺织品给了各界极大的鼓舞和信心，但它们还存在一些亟待解决的问题，如能源供应、柔性集成电路、电子部件的耐水洗和耐汗渍等性能以及各接口的稳定性问题等。

美军和我国军方都已展开了对该类纺织品的研发及应用，主要集中在电子元器件的微小型化和柔性化，基本处于模块化和嵌入式水平阶段。可以预见，未来战场上，单兵只需穿着一件信息化作战服装，就可以通过服装上内置的各种传感器来感知战场和人体的各种状态变化，探测枪伤的位置并给药，通过内置的柔性键盘和开关来处理获得的信息，并通过无线信息传输技术将这些信息传送给指挥部门或邻近的战友，从而接受指挥部门的命令或战友的信息。

2.2变色纺织品

变色材料是指其颜色随着外界环境变化而发生改变的物质。材料变色的基本原理是基于当相应的外界条件发生变化时，材料对可见光的吸收光谱发生变化。变色材料实质是变色染料或颜料，通过将具有变色功能的单体与其他单体共聚或作为侧基引入获得。根据发生响应的外界条件，变色材料可分为光致、热致、电致、压敏和湿敏变色材料，表 2给出了其中 4 类材料的特点。

一般通过 3 种途径可以获得变色纤维：（1）在溶液纺丝过程中加入变色染料和防止染料转移的试剂，如日本松田色素化学工业公司生产的变色纤维；（2）将变色染料制成色母粒，通过熔融纺丝制成变色纤维，如日本帝人和可乐丽公司制成的皮芯结构的变色纤维；（3）在纤维表面进行涂层或聚合。其中第 3 种方法还可以直接应用于纱线或纺织品。具有实用价值的变色纺织品必须具有以下特点：（1）必须能够发生可逆的变色；（2）变色响应速度快，一般为毫秒至秒级；（3）颜色稳定；（4）颜色的重现性、耐疲劳和反复变色性好。

研发用于军用装备的变色纺织品必须选择合适类型的变色染料并通过适当的途径应用到纺织品上。虽然光致和热致变色染料得到了更多的研究和关注，但由于光强和温度属于自然条件，对其敏感的变色染料难以人为主动控制，因此只有通过电场变化控制的变色染料才可以做到人为控制变色，即到任何环境都可以人为调控纺织品的颜色。通过研制变色纤维的方式获得的纺织品具有较好的水洗性和摩擦牢度。该技术可用于军用变色迷彩的研发。

2.3相变材料和智能控温纺织品

根据温度的不同，物质的相态可以发生转变，即发生固－液、固－气、气－液的相转变，在相转变过程中，物质从环境吸收热量或向环境中释放热量。相变材料就是能够随环境温度变化而发生相转变的物质。作为适于工业化应用的相变材料必须具有相变温度合适、储热能力强、相变过程中体积变化小、可逆性好、过冷程度低、导热快、价格低等特点。

目前得到广泛研究的几类相变材料的性能特点如表 3所示。

为解决相变材料在纺织品中的有效含量比较有限、可智能控温时间较短的问题，可采用微胶囊、中空纤维、原位复合等技术途径，将数量较多的相变材料有效包容于纤维或纱线之中。同时，选用或专门研发热焓大的相变材料，使单位质量的相变材料发生相变时产生较多的能量，则有可能使相变材料成为具有实用价值的智能控温纺织品。

由于相变材料只在温度发生变化时才释放或吸收热量，因此相变材料适于用于环境温度变化比较频繁的场合，比如驻守于极冷地区、需要往返于室外和室内条件下的战士或司炉员。要达到较好的衣内恒温效果，服装体系必须具有较好的密闭性以保证衣内的微气候。

2.4形状记忆高分子材料及纺织品

形状记忆高分子材料是指具有某一原始形状的制品，经过形变并固定后，在特定的外界条件下能自动回复到初始形状的一类材料，主要为热敏形状记忆高分子材料，即受外界温度刺激后其形状和性能能够做出预定反应。该类高分子为两相结构，由记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地固定和软化的可逆相组成。

常见的几种形状记忆高分子材料为交联聚乙烯、聚降冰片烯、聚乙烯 聚己内酰胺的接枝共聚物、形状记忆聚氨酯（SMPU）等，其中SMPU由于具有 －30 ～ 70 ℃可调的形变回复温度、加工容易、形变量可达 400%、耐候性和重复形变效果佳等特点，得到了广泛的研究和应用开发。如通过SMPU膜获得的智能防水透湿、药物缓释和保温织物，可随温度变化膜的孔隙变大使透气率透湿量增加；通过SMPU乳液对棉麻织物进行抗皱免烫保形整理；通过SMPU模具制得的便携式餐具等，在到达形变温度以上时，可以回复到初始状态。

以上列举的几种SMPU材料在军用装备上均有很大的应用前景，比如通过SMPU可以制作可改变形状的生活便携用具，使其体积较小便于携带，而在使用时，只要给以一定的形变回复温度，就可使生活用具恢复原来形状。但是应用形状记忆高分子或纺织材料时必须选择合适的形变回复温度和形变回复次数，再根据这个要求设计两相结构的比例。

2.5基于水凝胶的智能纺织品

水凝胶是高分子链之间以化学键或物理作用力形式形成的交联结构溶胀体，是由水和高分子网络所组成的复合体系，是一种智能材料。水凝胶的一个重要特性是在一定的环境刺激条件下会发生体积相变，即当外界环境连续变化时，凝胶体积产生连续变化。根据响应的刺激信号不同，智能水凝胶可分为pH响应型、温敏型、光敏型、电场响应型、磁场响应型等。高分子水凝胶的合成以丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物、丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物为主。

将水凝胶采用涂层、接枝共聚、纺丝等方法制成智能凝胶纤维或织物，可用于智能调温、抗浸、防渗透纺织品等。根据军用装备使用的环境条件，选择水凝胶对环境变化的响应时间、响应速率、响应体积变化率是研发相关军用纺织品的技术关键。

2.6基于人工周期性结构的隐身纺织材料

严格意义上来说，隐身材料属于超材料的范畴，是一种人工结构材料，但由于其具有极其特殊的结构和超性能，在本文中也简单加以阐述。

电磁波入射到物体上后，当不能被反射、或被完全吸收、或电磁波改变方向从该物体的边缘传播过去而不透过该物体时，该物体对于侦视手段具有隐身功能。通过以下途径可实现隐身：（1）吸收电磁波或降低对电磁波的反射率，如各类吸波材料；（2）改变电磁波在介质中的传播方向，使得电磁波绕过该介质继续向前传播，即该介质对于电磁波而言是透明和不存在的，如左手材料或负折射率材料、光子晶体等。

其中，第 2 种途径主要通过在材料上刻蚀周期性结构而获得负的磁导率和负的介电常数来实现。早在1968年，俄国物理学家Veselago就对电磁波在介电常数ε和磁导率μ同为负数的介质中的传播特点作过纯理论研究，但是直到1999年，D.R.Smith和伦敦大学帝国理工学院的Pendry利用周期性排列的金属条和开口金属谐振环才制备了在微波 9.3 GHz波段同时具有负的介电常数和负的磁导率的介质，在该波段，微波可以绕过该介质向前传播，实现隐身。

虽然负折射率在概念上还存在争议，但事实已经表明，人工结构材料如光子晶体可以用来控制光的传播，且可以通过人工控制周期性结构尺寸以控制不同波段的光的传播。今后的研究方向是进一步减小结构尺寸、获得较为宽泛的可见光频段、可控制可见光传播方向、具有负折射率的光子晶体。

纺织纤维本身具有微米级的直径，如果在较小尺度上刻蚀周期性结构，以获得具有负折射率效果的纺织纤维，将是一件激动人心的事情，可以实现真正意义上的隐身。当士兵穿上这种纤维制作的服装时，可实现隐身。

3结论

总而言之，智能纺织品由于具有一般功能材料和高性能材料难以企及的智慧水平，即根据环境变化作为反馈并改变自己的行为，将是未来纺织行业的研发重点。相变材料、变色材料、电子纺织品、形状记忆纺织品和基于水凝胶的智能纺织品目前已得到了极为广泛的研究和关注，基本理论清晰，面对工业化应用的相关产品、需要解决的关键技术也比较清楚，这些为其在军用装备上的开发应用奠定了基础。具体如相变控温服装、变色迷彩、信息化作战服装、形状记忆生活用具和智能防渗透或抗浸服等，实现这些功能只需假以时日，同时努力提高实现的效能并解决附生的其它问题。而超材料 ―― 人工结构隐身材料已经实现了微波段特定频率的隐身，尚处于实验室起步阶段，但为实现真正意义上的光学隐身技术指明了前进的方向。目前这些技术虽然还远未达到实际应用技术水平，但一旦实现，必将彻底改变未来的战争模式，值得跟进和开展相关探索性的基础理论和技术研究。

参考文献

[1] 师昌绪. 材料大辞典[M]. 北京：化学工业出版社，1994：1161.

[2] Tao X M. Smart Fibers，Fabrics and Clothing[M]. England：Woodhead Pub Ltd，2001.

[3] 顾振亚，陈莉. 智能纺织品的设计与应用[M]. 北京：化学工业出版社，2006.

篇9

关键词：土建工程；施工技术；改革创新

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

引言

建筑行业的效益不仅受到了建筑工程质量的制约，人们的安居乐业的正常生活也受到了影响，一直以来施工质量基础与安全施工管理都是社会各界普遍关注的话题。作好土建工程的施工技术工作，就可以保障人民的生命财产不会因建筑物的质量问题而受到损害，以及避免由此而带来的对社会效益和经济效益的破坏。因此，土建施工技术的不断创新对土建工程行业的发展有着十分重要的意义。

一、土建施工技术的重要性

随着社会经济的不断发展，当前的建筑市场竞争也越来越激烈，建筑企业要想开拓市场站稳脚跟，谋求更大的发展，就必须依靠科技创新来增强企业实力，保证施工的关键技术设备紧跟国际发展趋势，与行业先进水平同步。靠增加科技含量来提高工程质量，降低生产成本，创造最佳效益。由于我国整体的建筑技术水平不高，与此同时，建筑工程的质量安全也得不到有效的保障，这些因素都将直接影响着我国建筑行业的前进与发展。

在工程施工的过程中，能否有效的结合进行的科技成果，将直接影响着工程日后的使用性能。同时，要想提高建筑技术的整体水平，其唯一途径就是紧紧依靠科技进步，将科学管理以及大量技术先进、质量可靠的科技成果广泛地应用到工程中去，应用到建筑业的各个领域。只有这样，才能在保证工程质量的同时，也为施工企业创造更大的经济效益。

二、土建施工技术的现状

2.1 安全性技术不高

土建工程的安全性要求是比较高的，在这方面，我国的技术还没有能够达到最佳水平。在工程结构的设计与建设互补方面，必须对建筑的牢固性能进行研究和分析，使材料构件的支撑能力能够达到最强。而恰恰是这样的要求，在我国的土建工程的施工方那里还是不能做的很好的。因为这需要较多方面进行有力的思考和整合，并且最重要的是我国一些土建材料存在着不完备和多方欠缺的问题，使我们不能够做到绝对的兼容并包。

如果工程的底架或支撑物不能够做到绝对的牢靠，就会出现塌陷或者崩裂的现象，导致更多的安全问题的不断出现。有近年来的数据来看，不论是泥石流造成的公路塌方问题还是桥梁的倒塌问题，都在日益增加，使得我们的出行安全遭到的重创。所以，土建施工技术人员应该就安全性技术方面进行有力的提高，以免更多的安全事故产生。

2.2 耐久性技术不高

桥梁和港工的基础设施工程耐久性方面，存在着严重的问题。由于钢筋混凝土的保护层和本身结构质量不强，导致竣工几年后会出现钢筋被锈蚀、混凝土出现开裂的现象，致使桥梁或港工码头在支撑人或车辆的安全性方面遭到重创。

耐久性是很重要的一个方面，近年来，有多个建筑工程出现断裂现象出现，在工程施工技术方面，遭到了多方人士的质疑。但是现代土建施工技术的落后，导致对耐久性技术进行提高与创新的方案不能如期进行，使越来越多的工程进行重新施工、重新不填支撑物含量，让土建施工方也感到很费神。由此可以看出，我国的土建施工技术在工程的牢固性方面做得还是不够好，使得我们在日常出行方面不能够有很好的安全保障。施工技术人员应该加大整改和创新的力度，进行有效研究，磨刀不误砍柴工，真正把技术提升上去了，才能使工程的质量能够保障的更好。

三、土建施工技术改革与创新的途径

由于土建工程项目施工中，常常会出现各种质量问题，为此，对施工技术进行创新已经成为必然选择，只有这样才能有效地避免施工质量的发生，进而确保土建工程项目的整体质量。土建工程涉及的领域相对较多，这给施工技术的创新提出了较高的要求，若是仅从某个方面进行进行改革与创新，势必无法满足工程项目建设的总体要求，所以，施工技术改革与创新必须全面、系统，这样有助于进一步确保土建工程的整体质量。下面本文分别从几个不同的领域中选取一些极具代表性的技术创新成果进行介绍，并就此展开分析。

3.1 新型高分子材料

在土建工程施工过程中，新型高分子材料的应用能够显著增强地基基础的承载能力，并且还能对地下水系起到一定的阻隔作用，有利于增强地基基础的稳定性和安全性，进而达到延长其使用年限的目的，同时还能进一步改善混凝土的性质，提高建筑自身的保温、耐腐蚀和耐火等方面的性能。下面介绍几种目前最新的高分子材料及其相关技术。

⑴高性能混凝土技术。该技术在土建工程项目施工的应用进一步改善了混凝土自身的性质，显著提升了建筑的整体坚固性，其抗震性能也随获得有效提升。目前该技术已经在高层建筑以及大跨度建筑结构的施工当中获得了非常广泛的应用，高性能混凝土较为常见的种类包括聚合物混凝土、浸渍高分子混凝土、高性能混凝土、碳纤维复合型混凝土等等。

⑵土工复合物。这种材料最主要的作用是能够对土体起到保护的作用，并且还可以进一步提高土体自身的强度和改善土体的特性，通过该材料的应用能够明显改善土体的排水性能和承载能力，该材料现已在大量土建工程施工中获得广泛应用。在土工复合物中，由于土工织物本身具有良好的抗腐蚀性和耐侵蚀性，因而其常被用于水利工程以及环境保护工程中，而超轻填土材料则被用于软弱土地基的强度改善中，在公路工程和铁路工程等交通设施的建设中应用较为广泛。

⑶高分子化学灌浆材料。这是一项最近年里新兴的技术，其在土建工程施工中的应用时间相对较短，然而由于这种材料在化学性能方面具有显著的优势，故此其对建筑物尤其是水利工程建筑的加固和防渗漏都有着良好的效果。目前，较为常见的灌浆材料主要包括环氧树脂类、聚氨酯类和甲基丙烯酸酯类等。

3.2 新型结构振动控制技术

结构振动控制技术属于结构动力学中的一个新兴分支，其现已被广泛应用于各个领域当中，而土建工程施工的应用仅仅是诸多应用领域中的一个。该技术主要是通过在建筑结构上附加人造控制装置来减轻建筑自身的结构振动，进而达到提高建筑的抗风压和抗震性等目的。为此，该技术在高层建筑中的应用较为广泛。目前，在土建工程项目施工中，应用较为广泛的结构振动控制装置有主动质量阻尼器以及调频阻尼器等等。

3.3 新型抗震技术

虽然我国地大物博、幅员辽阔，但是这也给土建施工增添了一定的难度，究其根本原因是土建工程施工中常常会遇到一些地震频发地带，这就需要应用一些先进的抗震技术来确保建筑结构的整体安全性和稳定性，抗震技术的研究也是土建工程施工技术创新的一个主要方向。在地震高发的区域上进行土建施工时，可以采用复杂结构抗震设计，这样便可以将抗震、隔震与消能这三个结构有机地结合到一起，进而达到降低建筑结构自振周期增强抗扭性能、提升结构安全性的目的。

结束语

综上所述，土建工程作为建筑工程建设事业中的重要组成部分，在促进土建施工技术发展方面发挥着非常重要作用。因此，在建筑工程土建施工的过程中，只有对土建施工技术进行不断的改革和创新才能有效提升建筑工程的施工进度与施工质量。而建筑企业要想在激烈的市场竞争中取得生存和发展就必须重视建筑施工中的土建施工技术的不断提升。

参考文献

[1]任保胜.土建工程结构的安全性与耐久性的探讨[J].黑龙江科技信息，2009（7）

[2]谷春梅.对我国新时期土建工程管理的分析[J].中小企业管理与科

技(上旬刊)，2012(3).

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关键词：生物技术；无机非金属材料；应用前景

在本世纪70年代， 逐步发展形成的现代生物技术（ 亦称生物工程技术）， 从广义上说， 它包括人类对动物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。随后80年代， 美国和口本便分别召开了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技术创制新材料”等专题学术研公寸会。由此可见， 现代生物技术在材料学与上程中的应用前景颇为看好。例如现代生物技术在金属材料行业中的系统应用已经成功地形成生物冶金分支学科。所谓生物冶金或称细菌冶金， 即细菌萃取金属或生物浸出金属， 是一种利用细菌的氧化作用把不溶性金属化合物转变成可溶性化合物， 再用湿法冶金从溶液中回收金属的方法。又如开发研究生物降解高分子材料， 及时防止和解决当今世界上极为严重的“白色污染”的决定性措施， 亦是现代生物技术在有机高分子材料行业中的应用热点。至于现代生物技术在尤机非金属材料行业的应用前景， 是又可望又可即的。

1 生物提纯硅酸盐矿物原料

生物提纯是指现代生物技术利用生物浸出法在非金属矿选矿过程中的应用。这种技术的应用原理主要就是利用微生物能够让金属矿物进行液化的功能， 使得生物技术在矿物融滤过程中得到广泛的应用。由于这些铁杂质一般都以黄铁矿的形态存在于硅酸矿物质中， 人们可以利用氧化铁硫杆菌和其他菌类对黄铁矿变成可溶性化合物， 在形成这一反应时。根据调查显示， 这种真菌可以对高岭土壤中铁的含量至少降低4 %左右， 并且让高岭土的白亮度有很大的提高， 这成为陶瓷和造纸行业产品的质量关键的因素。根据上述分析， 现代生物技术将会为硅酸盐矿物原料。

2生物矿化过程

生物矿化过程是在一定的细菌分泌和特殊机质的作用下的成矿过程， 也是在特定的机质下长成晶体结构。以珍珠贝的珍珠层为例， 珍珠层的结构是由霞石的碳酸钙晶体组成， 并在这种情况下形成了大小不一的螺旋形， 由于这种基质的网络结构中存在不规则的钙物质， 能够使碳酸钙在一定的距离成核并且按照自身的生长规律形成霞石螺旋。碳酸钙的生物矿化过程既是一个化学过程， 也是一个生物过程，这是两者共同作用过程的结果。日本研究人员还培育出一种海藻和一种单胞藻， 它们都可以联系生产处石灰石颗粒， 每天这些形状的石灰石最佳生产率为15毫克每升和90 毫克每升， 并可以对回收后的细胞进行再生产。根据上述材料表明， 人类可以在人工手段下实现细胞固定化技术， 并利用生物的成矿能录生产石灰石质纳木材料和生物装饰材料， 也可能利用生物的成矿功能进行复合材料的生产。

3 用稻壳制备高纯度高性能碳化硅

从仿生学的角度来看， 人们可以利用稻壳制造出高浓度、高性能的碳化硅。主要的步骤为： 首先， 将稻壳进行碳化， 使稻壳中的纤维素进行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在还原性和惰性的条件下， 对稻壳进行高文炼烧下形成碳化硅。在稻壳中所存在的二氧化硅凝胶会与多糖基质进行紧密的结合， 多糖的谈话会在二氧化硅的表层发生， 并且二氧化硅一直处于高化学活性的多孔和微粒状态下， 因此， 在对它进行炼烧时，可以最快速度与二氧化硅产生反应。德国的一位建筑师利用自己设计的一种水下装置放到海中， 在经过两到三个月的时间用过海藻作用可以产生2 5尺长、五尺宽、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工业技术研究所成功利用稻壳制备出碳化硅的新工艺， 这种技术与原来的硅石和煤气还原法相比， 同时达到了降低成本和实现了对稻壳的最大利用。在稻壳中存在碳、二氧化硅等有效化学成分， 这就具备了形成碳化硅的先决条件， 但是一旦在发生反应时磷成分过多时， 就无法形成碳化硅， 那么就必须研究减少磷产生的方法。这种工艺的原理是以弱酸性缓冲剂进行爆破性处理， 在多种酶的作用下可以溶出碳， 然后再对其进行氧化处理， 在无氧加热条件下形成高浓度、高性能的碳化硅。

4 生物混凝土

在很早以前， 我国就应经学会利用存在于粘土中的细菌对粘土进行发酵来增强它的可塑性。目前， 我国很多学者都预言几千年后老鼠建造洞穴的材料将用比混凝土还牢固的白蚁排泄物。这种材料是天然的高分子非金属材料的符合混凝土， 也是细菌作用下形成的生物混凝土。与此同时， 在日本也有相关报道曾预言提出这种单材质发酵技术的应用。新型生物混凝土具有多层结构：第一层是防水层，能够防止雨水渗入，避免对建筑结构造成破坏；第二层是生物层，能够收集雨水以供植物生长，例如它可以为微型藻类、菌类、地衣和苔藓等提供天然生物屏障；第三层是覆盖层，能够让雨水通过这一层渗入生物层，并可防止水分流失。与传统混凝土相比，这种新产品的最大优势是既能吸收二氧化碳，改善城市环境空气质量；又可美化墙体，改变城市色彩单一的外观面貌；还能提升建筑物的保温性，降低能源消耗。

5 生物铁氧体功能陶瓷材料

在常温条件下， 可以利用海洋水中想磁性细菌合成比较均匀的磁性微粒， 磁性微粒通常情况下也被称为生物铁氧体功能陶瓷材料， 它与人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面积比较大， 而且表面部位被坚硬的有机薄膜覆盖， 在这种情况下很难将铁浸。

6 结语

将现代生物技术应用到非金属材料领域中比较重要的工程， 这也将大大推动生物非金属材料工业的发展和进步。我们必须积极探索现代生物技术的作用， 抓住现代生物技术的特点， 现代生物技术作为一种低能耗、高效益的新兴技术， 必将在非金属材料领域大面积的应用， 以推动我国经济和科技的发展。

参考文献：

[1]朱跃钊，卢定强，万红贵，韦萍，周华，欧阳平凯. 工业生物技术的研究现状与发展趋势[J]. 化工学报，2004（12）.

[2]王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J]. 黑龙江科技信息，2011（13）.