生物材料的发展趋势范文

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生物材料的发展趋势

篇1

一、生物医用高分子材料的特点

生物医用高分子材料是一种聚合物材料,主要用于制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械。按照来源的不同,生物医用高分子材料可以分为天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2种。前者是自然界形成的高分子材料,如纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等;后者主要通过化学合成的方法加以制备,常见的有合聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性质,生物医用高分子材料可以分为非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃,芳香聚酯、聚硅氧烷等;后者包括聚乙烯亚胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亚胺—聚乙二醇—聚(β-胺酯)共聚物、聚乙烯亚胺—聚碳酸酯共聚物等。

生物医用高分子材料作为植入人体内的材料,必须满足人体内复杂的环境,因此对材料的性能有着严格的要求。首先,材料不能有毒性,不能造成畸形;其次,生物相容性比较好,不能与人体产生排异反应;第三,化学稳定性强,不容易分解;第四,具备一定的物理机械性能;第五,比较容易加工;最后,性价比适宜。其中最关键的性能是生物相容性。

根据国际标准化组织(InternationalStandardsOrganization,ISO)的解释,生物相容性是指非活性材料进入后,生命体组织对其产生反应的情况。当生物材料被植入人体后,生物材料和特定的生物组织环境相互产生影响和作用,这种作用会一直持续,直到达到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括组织相容性、细胞相容性和血液相容性。

二、生物医用高分子材料的发展历史

人类对生物医用高分子材料的应用经过了漫长的阶段。根据记载,公元前3500年,古埃及人就用棉花纤维和马鬃缝合伤口,此后到19世纪中期,人类还主要停留在使用天然高分子材料的阶段;随后到20世纪20年代,人类开始学会对天然高分子材料进行改性,使之符合生物医学的要求;再后来人类开始尝试人工合成高分子材料;20世纪60年代以来,生物医用高分子材料得到了飞速发展和广泛的普及。1949年,美国就率先发表了研究论文,在文中第1次阐述了将有机玻璃作为人的头盖骨、关节和股骨,将聚酰胺纤维作为手术缝合线的临床应用情况,对医用高分子的应用前景进行了展望。这被认为是生物医用高分子材料的开端。

在20世纪50年代,人类发现有机硅聚合物功能多样,具有良好的生物相容性(无致敏性和无刺激性),之后有机硅聚合物被大量用于器官替代和整容领域。随着科技的发展,20世纪60年代,美国杜邦公司生产出了热塑性聚氨酯,这种材料的耐屈挠疲劳性优于硅橡胶,因此在植入生物体的医用装置及人工器官中得到了广泛应用。随后人工尿道、人工食道、人工心脏瓣膜、人工心肺等器官先后问世。生物医用高分子材料也从此走上快速发展的道路。

三、生物医用高分子材料的发展现状、前景和趋势

据相关研究调查显示,我国生物医用高分子材料研制和生产发展迅速。随着我国开始慢慢进入老龄化社会和经济发展水平的逐步提高,植入性医疗器械的需求日益增长,对生物医用高分子材料的需求也将日益旺盛。2015年1月28日,中国医药物资协会的《2014中国单体药店发展状况蓝皮书》显示,2014全年全国医疗器械销售规模约2556亿元,比2013年度的2120亿元增长了436亿元,增长率为20.06%。但是相比于医药市场总规模(预计为13326亿元)来说,医药和医疗消费比为1∶0.19还略低,因此业内普遍认为,医疗器械仍然还有较广阔的成长空间,生物医用高分子材料也将迎来良好的发展前景。

根据evaluateMedTech公司基于全球300家顶尖医疗器械生产商的公开数据而得出的报告《2015-2020全球医疗器械市场》预测,2020年全球医疗器械市场将达到4775亿美元,2016-2020年间的复合年均增长率为4.1%。世界医疗器械格局的前6大领域包括:诊断、心血管、影像大型设备、骨科、眼科、内窥镜,其中生物医用高分子材料在其中都得到了广泛的应用。

以往的医学研究对组织和器官的修复,更多是选择一种替代品,实现原有组织和器官的部分功能。随着再生医学和干细胞技术的迅速发展,利用生物技术再生和重建器官、个性化治疗和精准医学已经成为趋势。因此传统的生物医药高分子材料已经不能满足现有的需求,需要模拟生物的结构,恢复和改进生物体组织与器官的功能,最终实现器官和组织的再生,这也是生物医用高分子材料未来的发展方向。

生物医用高分子材料在医疗器械领域中得到了非常广泛的应用,主要体现在人工器官、医用塑料和医用高分子材料3个领域。

1.人工器官

人工器官指的是能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料;或者说是具有天然器官组织或部件功能的材料,如人工心瓣膜、人工血管、人工肾、人工关节、人工骨、人工肌腱等,通常被认为是植入性医疗器械。人工器官主要分为机械性人工器官、半机械性半生物性人工器官、生物性人工器官3种。第1种是指用高分子材料仿造器官,通常不具有生物活性;第2种是指将电子技术和生物技术结合;第3种是指用干细胞等纯生物的方法,人为“制造”出器官。目前生物医用高分子材料主要应用在第1种人工器官中。

目前,植入性医疗器械中骨科占据约为38%的市场份额;随后是心血管领域的36%;伤口护理和整形外科分别为8%左右。人工重建骨骼在骨科产品市场中占据了超过31%的市场份额,主要产品是人工膝盖,人工髋关节以及骨骼生物活性材料等,主要应用的生物医用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增强聚乳酸、自增强聚乙醇酸等。心血管产品市场中支架占据了一半以上的市场份额,此外还有周边血管导管移植、血管通路装置和心跳节律器等。

目前各国都认识到了人工器官的重要价值,加大了研发力度,取得了一些进展。2015年,美国康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料,并准备将其用于创建一个人工心脏。在我国,3D打印人工髋关节产品获得国家食品药品监督管理总局(CFDA)注册批准,这也是我国首个3D打印人体植入物。

人工器官未来发展趋势是诱导被损坏的组织或器官再生的材料和植入器械。人工骨制备的发展趋势是将生物活性物质和基质物质组合到一起,促进生物活性物质的黏附、增殖和分化。血管生物支架的发展趋势是聚合物共混技术,如海藻酸钠/壳聚糖、胶原/壳聚糖、胶原/琼脂糖、壳聚糖/明胶、壳聚糖/聚己内酯、聚乳酸/聚乙二醇等体系。

2.医用塑料

医用塑料,主要用于输血输液用器具、注射器、心导管、中心静脉插管、腹膜透析管、膀胱造瘘管、医用粘合剂以及各种医用导管、医用膜、创伤包扎材料和各种手术、护理用品等。注塑产品是医用塑料制品当中产量最大的品种。与普通塑料相比,医用塑料要求比较高,严格限制了单体、低聚物、金属离子的残留,对于原材料的纯度要求很高,对加工设备的要求也非常严格,在加工和改性过程中避免使用有毒助剂,通常具有表面亲水、抗凝血等特殊功能。常用医用塑料包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)等。

目前医用塑料市场约占全球医疗器械市场的10%,并保持着每年7%~12%的年均增长率。统计数据显示,美国每人每年在医用塑料领域消费额为300美元,而我国只有30元,由此可见医用塑料在我国的发展潜力非常大。

我国医用塑料制品产业经过多年的发展,取得了长足的进步。中国医药保健品进出口商会统计数据显示,2015年上半年,纱布、绷带、医用导管、药棉、化纤制一次性或医用无纺布物服装、注射器等一次性耗材和中低端诊断治疗器械等成为我国医疗器械的出口大户。但是也必须清醒地认识到,我国的医用塑料发展水平还比较落后。医用塑料的原料门类不全、生产质量标准不规范、新技术和新产品的创新能力薄弱,导致一些高端原料导致国内所需的高端产品原料还主要靠进口。

目前各国都认识到了医用塑料的重要价值,加大了研发力度,取得了一些进展。2015年,英国伦敦克莱蒙特诊所率先开展了塑胶晶状体移植手术,不仅可以治疗远视眼或近视眼,还可以恢复患有白内障和散光者的视力;住友德马格公司推出一种聚甲醛(POM)齿轮微注塑设备,在新型白内障手术器械中具有重要作用;美国美利肯公司开发了一项技术,可使非处方药和保健品塑料瓶的抗湿性和抗氧化性提高30%;MHT模具与热流道技术公司开发出了PET血液试管,质量不足4g,优于玻璃试管;Rollprint公司与TOPAS先进高分子材料公司合作,采用环烯烃共聚物作为聚丙烯腈树脂的替代品,以满足苛刻的医疗标准;美国化合物生产商特诺尔爱佩斯推出了一款硬质PVC,以取代透明医疗零部件中用到的PC材料,如连接器、止回阀、Y接头、套管、鲁尔接口配件、过滤器、滴注器和盖子,以及样本容器。

未来医用塑料的发展趋势是开发可耐多种消毒方式的医用塑料,改善现有医用塑料的血液相容性和组织相容性,开发新型的治疗、诊断、预防、保健用塑料制品等。

3.药用高分子材料,

药用高分子材料在现代药物制剂研发及生产中扮演了重要的角色,在改善药品质量和研发新型药物传输系统中发挥了重要作用。药用高分子材料的应用主要包括2个方面:用于药品剂型的改善以及缓释和靶向作用,此外还可以合成新的药物。

药物缓释技术是指将衣物表面包裹一层医用高分子材料,使得药物进入人体后短时间内不会被吸收,而是在流动到治疗区域后再溶解到血液中,这时药物就可以最大限度的发挥作用。药物缓释技术主要有贮库型(膜控制型)、骨架型(基质型)、新型缓控释制剂(口服渗透泵控释系统、脉冲释放型释药系统、pH敏感型定位释药系统、结肠定位给药系统等)。

贮库型制剂是指在药物外包裹一层高分子膜,分为微孔膜控释系统、致密膜控释系统、肠溶性膜控释系统等,常用的高分子材料有丙烯酸树脂、聚乙二醇、羟丙基纤维素、聚维酮、醋酸纤维素等。骨架型制剂是指向药物分散到高分子材料形成的骨架中,分为不溶性骨架缓控释系统、亲水凝胶骨架缓控释系统、溶蚀性骨架缓控释系统,常用的高分子材料有无毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纤维素、羟丙甲纤维素、海藻酸钠、甲壳素、蜂蜡、硬脂酸丁酯等。

我国的高分子基础研究处于世界一流,但是药用高分子的应用发展相对滞后,品种不够多、规格不完整、质量不稳定,导致制剂研发能力与国际产生差距。国内市场规模前10大种类分别为明胶胶囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1,2-丙二醇、PVP、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、微晶纤维素、HPC、乳糖。高端药用高分子材料几乎全部依赖进口。专业药用高分子企业则存在规模小、品种少、技术水平低、研发投入少的问题。

目前,药物剂型逐步走向定时、定位、定量的精准给药系统,考虑到医用高分子材料所具备的优异性能,将会在这一发展过程中发挥关键性的作用。未来发展趋势是开发生物活性物质(疫苗、蛋白、基因等)靶向控释载体。

四、结语

虽然生物医用高分子材料的应用已经取得了一些进展,但是,随着临床应用的不断推广,也暴露出不少问题,主要表现出功能有局限、免疫性不好、有效时间不长等问题。如植入血管支架后,血管易出现再度狭窄的情况;人工关节有效期相对较短,之所以出现这些问题,主要原因是人体与生俱来的排异性。

生物医用高分子材料隶属于医疗器械产业,其发展备受政策支持。国务院于2015年5月印发的《中国制造2025》明确指出,大力发展生物医药及高性能医疗器械,重点发展全降解血管支架等高值医用耗材,以及可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。可以预见,在未来20~30年,生物医用高分子材料就会迎来新一轮的快速发展。

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关键词:表面活性剂;发展;趋势

随着我国化工行业的发展,表面活性剂也面临着一定的发展机遇。表面活性剂直接关系到化工行业的生产状态,考虑到化工行业的未来发展,应该规划好表面活性剂的发展趋势,促使表面活性剂能够从根本上满足生产的需求,同时降低表面活性剂中的不良影响,体现表面活性剂在生产中的实践应用,改善表面活性剂的应用。

1表现活性剂的应用现状

表面活性剂的应用量比较大,现阶段我国表面活性剂的生产工艺仍旧比较薄弱,生产的规模有限,而且表面活性剂的性能不足。表面活性剂使用后容易出现环境污染,存在着破坏性。市场中的表面活性剂品种单一,缺少研发和生产的能力,再加上表面活性剂本身存在的生产难度,进而制约了未来的发展。我国表面活性剂的生产、发展水平与国外存在着一定的差距,虽然投入了大量的资金和技术,但是成效不明显。表面活性剂应用时存有性能差异,致使表面活性剂的档次过低,而且大量表面活性剂达不到标准。由于缺少高效的表面活性剂,促使低标准的活性剂还存在于市场中。在表面活性剂的使用现状中,出现了产品单一、性能地下的情况,直接影响到表面活性剂的应用与发展。为了推进表面活性剂的发展,应该意识到我国表面活性剂的应用现状,由此才能准确的规划表面活性剂的未来发展趋势。

2表面活性剂的发展趋势

表面活性剂的发展趋势是朝向绿色、无污染以及高效性的方向进行。表面活性剂的使用量很大,在未来发展中应该确保表面活性剂在整个生产流程中的安全性。本文从以下几个方面分析表面活性剂的发展趋势。

2.1绿色化发展

表面活性剂的绿色化发展属于基础的发展因素,在控制成本的前提下,减少表面活性剂中的化学成分[1]。表面活性剂中可以采用天然的原材料取代化学制品,因为天然的原材料可以降低化学成分的毒害性,所以有效提高表面活性剂的绿色化、少污染,同时降低制备时的能耗,促使表面活性剂的生产中可以降低工艺成本。例如:表面活性剂中的APG、AES工艺,均可提高表面活性剂的绿色化水平,进而促进活性剂的可持续发展,体现表面活性剂的绿色化价值。

2.2环保型发展

表面活性剂的环保型发展,是指表面活性剂应用后应该做到生物降解,不能出现污染问题,强调表面活性剂的安全性。表面活性剂在环保型的发展过程中,比较有代表性的是直链十二烷基苯酮酸钠、长链烷基多苷,提高表面活性剂性能的过程中,降低表面活性剂使用过程中的污染,上述的表面活性剂,其在使用中可以实现生物降解,更重要的是原料具有可再生的特点,促使表面活性剂能够达到环保型的标准[2]。表面活性剂的发展过程中,推行环保型的研究和应用,在环保要求中,最佳生物降解度是98%,而且环保型是表面活性剂未来发展的主流方向,规划好表面活性剂的环保型发展,才能提高表面活性剂的使用效率。

2.3多功能发展

表面活性剂的多功能发展趋势,促使活性剂能够应用到多个生产工艺中,解决了以往单一的应用方式,提高表面活性剂的应用效率。表面活性剂的多功能发展过程中,应该积极的开发出新功能,注重表面活性剂的基础作用,在此基础上,拓宽表面活性剂的应用功能[3]。例如:清洁类的表面活性剂,其在未来多功能发展时还应该要具有杀菌抑菌、滋润护肤的作用,由此才能解决表面活性剂中的破坏性问题。传统表面活性剂的功能比较单一,未来发展中应该促进表面活性剂的多功能发展,不仅仅是一类功能,更重要的是增加表面活性剂的功能,才能确保产品的消费水平。

2.4适应性发展

表面活性剂的发展过程中,也要结合现代社会及人们的需求。在表面活性剂的适应性发展时,比较有代表性的是浓缩型活性剂,此类活性剂已经取得了一定的效益,促使表面活性剂能够适应社会环境[4]。例如:清洁剂中的表面活性剂在温水状态下才能具有清洁效果,未来的发展趋势中,应该浓缩表面活性剂,促使活性剂能够在冷水条件中也能发挥对应的作用,最主要的是提升表面活性剂的适应能力,满足社会中大范围人群的需求。表面活性剂的适应性发展中,可以参考国外的技术,积极提升表面活性剂的适应性。

3结束语

表面活性剂的应用领域非常广,了解表面活性剂的应用现状后,才能规划其未来的发展趋势。表面活性剂的发展过程中,应该考虑可持续发展,促进表面活性剂的成熟化、绿色化发展,以便应用到更多的工业领域中,辅助提高产品的生产水平。

参考文献: 

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[3]韩威.浅谈表面活性剂的应用及发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量,2012(06):30. 

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论文关键词:新能源汽车,发展现状,发展趋势,经验总结

一、新能源汽车定义及分类

根据我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池汽车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。

二、国际新能源汽车发展态势分析

(一)发展环境分析

1.能源危机成为新能源汽车发展的动力。石油资源的日益枯竭和石油价格的巨幅波动,不仅对世界各国经济造成了重要影响,更引起各国汽车产业的深刻变革:大排量、高油耗的汽车不再受到大多数消费者的青睐,燃油节约型汽车逐渐成为汽车市场的主流。世界各国欲借发展新能源摆脱其对石油的依赖发展趋势,逐步形成了新的世界经济增长模式。

2.金融危机提供新能源汽车发展的机遇龙源期刊。全球金融危机的爆发给新能源汽车的产业化发展提供了新的机遇。为了摆脱经济低谷,拉动经济复苏,获得市场[1]竞争先机,并使自己在未来的产业竞争格局中占据有利位置,发展新能源汽车成为世界各大汽车企业共同的战略选择。

3.环境污染呼唤新能源汽车时代的到来。随着汽车产业的快速发展,汽车已经成为城市的污染源之一。汽车尾气主要成分是CO、HC、NOX和颗粒物等,在城市中心,交通排放的CO形成的污染物浓度占CO总浓度的90%~95%,HC和NOX占80%~90%,而这些排放物正是造成地球气候变暖的重要原因之一。

4.技术变革促进新能源汽车的研发和生产。除了常规的化石能源(煤、石油)以外,新能源与可再生能源(太阳能、风能、水能、生物能等)的开发和利用比例逐渐提高,并由此产生了相应的多种新技术。能源的多样化发展给汽车新技术的应用带来了无限可能,各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到更加广泛的产业范畴。

(二)发展特点分析

新能源汽车在全球刚刚起步,代表着汽车产业未来的发展方向。混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台发展趋势,继承了先进内燃机技术,结合了高效洁净的电力驱动方式,既充分利用现有燃料基础设施,又能包容各种代用燃料,已成为新型动力系统汽车产业化的典型代表,开始大规模产业化发展,其中插电式混合动力汽车越来越受到重视;纯电动汽车借助各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步找到了新的发展机遇,开始进入市场,并有快速增长的趋势;燃料电池作为一种新兴能量转换装置,尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被看好,各种资助和示范验证正在进行,真正进入市场将还有一个较长的时期;代用燃料汽车可以用天然气、液化石油气、生物柴油、合成燃料、醇类燃料、醚类等多种清洁替代能源,成为解决石油资源短缺的重要途径。

(三)发展战略比较

美国长期侧重降低石油依赖、确保能源安全的战略发展趋势,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施,并以法律法规的形式确定其战略定位。美国从20世纪80年代起在不同的阶段提出了不同的车用能源发展战略,克林顿时期以提高燃油经济性为目标,混合动力是其主要的技术解决方案;布什时期追求零排放和对石油的零依赖,氢燃料电池汽车是其主要的技术解决方案,后期还计划用10年时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是使用生物质燃料;近期奥巴马大力发展电动汽车,实施了总额48亿美金的动力电池以及电动汽车的研发和产业化计划,其中40亿美金用于动力电池的研发。

日本长期坚持确保能源安全、提高产业竞争力的双重战略,通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展,同时高度重视技术创新龙源期刊。日本在2006年“新国家能源战略”中明确提出,通过改善和提高汽车燃油经济性标准、推进生物质燃料应用、促进电动汽车应用等途径,到2030年交通领域对石油的依赖能够降低20%。重视生物燃料和燃料电池等技术开发,拟在2011年单年度生产生物燃料5万千升发展趋势,计划在五年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池,以及氢燃料电池科技。近期又将大力发展电动汽车作为低碳革命的重要内容,计划到2020年以电动汽车为主体的下一代汽车能够达到1350万辆。日本的混合动力汽车已形成产业化,丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。

欧洲更加侧重于温室气体减排战略,将满足日益严格的二氧化碳排放限制要求作为发展新能源汽车的主要驱动力。欧洲新能源汽车发展的主要目标在早期以生物质燃料和天然气为主,在本世纪初期提出到2020年实现23%的石油替代,主要是生物质燃料、CNG以及氢燃料,但近期对于电动汽车给予高度关注。欧洲在发展电动汽车方面起步较晚,但是国家规划非常细致、系统,从基础研发做起,分阶段从研发产业化、基础设施方面给予统筹布局。2009年下半年德国的电动汽车计划以纯电动汽车为重点,分别提出了2015年、2020年的产业化和市场化的发展目标。

(四)产业政策分析

上世纪90年代以来,美日欧等国先后出台了一系列法律、规划、政策文件发展趋势,加强了对形成本国电动汽车产业的有效支持,主要体现在以下几方面:高度重视产业初创期的政策扶持;主要采用税收和补贴等政策支持措施;税收、补贴政策往往与油耗控制政策及尾气排放控制政策相结合;注重加强对降低整车重量的政策引导。2008年国际金融危机爆发以来,世界各国加强了对本国汽车产业的扶持力度,尤其是针对培育形成本国的新能源汽车产业出台了一系列扶持政策,关注点重在两个方面:大力支持先进电池等技术的研发和鼓励购买电动汽车。

2009年1月,韩国颁布“新增长动力规划及发展战略”,将绿色技术、尖端产业融合、高附加值服务等三大领域共17项新兴产业确定为新增长动力,在绿色运输系统方面,提出重点开发油电混合动力汽车等自主核心技术,实现关键零部件和材料国产化,2013年进入绿色汽车世界4强。2009年9月,美国“美国创新战略:推动可持续增长和高质量就业”,提出拨款20亿美元,支持汽车电池技术等的研发和配件产业的发展发展趋势,尽快生产出全球最轻便、最廉价和最大功效的汽车电池,使美国电动汽车、生物燃料和先进燃烧技术等站在世界前沿。

2009年4月1日,日本开始实施“绿色税制”,免除消费者在购买纯电动汽车、混合动力汽车、清洁柴油汽车时的多项税收,还提出在2009年11月后的一年时间里再提供2300亿日元左右的资金用于支持节能环保车型的补贴龙源期刊。2009年7月1日,美国政府提出了总额10亿美元的“汽车折价退款机制”——以旧换新补贴政策,计划为期一年;“美国创新战略:推动可持续增长和高质量就业”提出,为鼓励消费者购买电动汽车,美国政府将提供总额高达7500亿美元的税收抵免。英国政府在2010年度预算案中提出“绿色复苏”计划,其核心是挑选2~3个城市作为仅适用电动汽车的纯绿色城市,重点推动普及电动汽车;在全国范围内建立一个充电网络,保证电动汽车能在路边充电站及时充电;对放弃污染较高旧车、购买清洁能源车的消费者,提供每车2000英镑的补贴。

(五)发展趋势分析

在车用动力电池领域,混合动力和纯电动车用动力电池负责储存并为电动机提供电能发展趋势,其性能、成本和安全性很大程度上决定着混合动力汽车和纯电动汽车的发展进程。从当前的技术水平以及发展趋势来看,镍氢电池是目前应用最为广泛的车用动力电池,由于其技术成熟度和成本上的优势,在短期内仍将是混合动力汽车的首选动力。锂离子电池具有无记忆性、低自放电率、高比能量、高比功率、环保等诸多优点,应用前景较好,一旦成本问题得到解决,将成为纯电动汽车和插电式混合动力汽车的主要动力选择。

在车用驱动电机领域,永磁无刷电动机结构灵活、设计自由度大、性能较好,适合成为电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动,已经在混合动力轿车上进行较多应用,但是受永磁材料工艺影响和限制较大,而且控制系统复杂,造价很高;开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,结构简单、维护修理容易、可靠性好、转速和效率高、调速范围宽、控制灵活发展趋势,如果其技术瓶颈(转矩波动大、噪声大、需要位置检测器、结构复杂性较大等)得到突破,将更适合电动汽车动力性能要求,被视为最具潜力的电动车电气驱动系统。

电子控制技术在新能源汽车中发挥着极其重要的作用,应用在汽车的各个领域,包括动力牵引系统控制、车辆行驶姿态控制、车身控制和信息传送。随着集成控制技术、计算机技术和网络技术的发展,汽车电子控制技术已明显向集成化、智能化和网络化三个主要方向发展。

三、国际新能源汽车发展经验总结

从国际经验看,各国政府都制定和实施了系统的激励性政策,在发展规划、关键技术研发投入、消费政策、环境标准、道路交通管理等方面,都为新能源汽车产业的发展提供了宽松的环境。

1.发展规划制定。美国、日本、韩国、欧盟等根据产业发展所处阶段的实际需要,制定分阶段、分类别发展规划,动态调整新能源汽车产业发展的扶持政策,使电动汽车产业顺利实现由政府推动过渡到市场推动。

2.基础研究资助。美国、日本、欧盟等地政府组织科研大攻关,协调全境范围内甚至全球范围内的政府机构、科研单位、汽车和燃料厂商,对未来新能源汽车技术进行大规模的基础研究发展趋势,并对新能源汽车的示范运行直接补贴龙源期刊。

3.财税政策激励。各国政府通过财税政策降低消费环节新能源汽车的购车成本和使用成本,从经济上激励消费者购买、使用新能源汽车,主要措施包括:购置税减免、返还以及直接补贴,许多欧盟国家基于燃油效率和环保性能制定车辆税费,针对消费者购置新型、清洁和高能效汽车给予税收减免;征收燃油税,欧盟实施高税率燃油税激励消费者选用节能环保的先进柴油车。

4.技术法规限制。美国、日本、欧盟等普遍采用强制性技术法规限制燃油消耗和尾气排放,并逐步提高技术标准,促使汽车生产商加大研发投入,生产新能源汽车。各国和地区的法规主要有:美国的CAFE标准和Tier标准、日本燃料经济性标准和尾气排放标准、欧洲自愿协议和欧盟尾气排放标准。

5.交通管理奖罚。为鼓励新能源汽车的发展,美国、日本、欧盟等地在交通管理措施中也有所体现,给予新能源汽车交通优先和停车免费等奖励,对高油耗、污染大的汽车采用惩罚性的措施。

参考文献

[1]陈柳钦.新能源汽车国际路线观察[J].决策,2010,(10).

[2]程广宇.国外新能源汽车产业政策分析及启示[J].中国科技投资,2010,(5).

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【关键词】精细化工;问题;发展趋势;关键技术

引言

精细化工,顾名思义就是指生产比较精细的化学产品的行业的统称。精细化工的产品种类众多,产品的科技附加值高,其产品直接服务于各高科技领域,直接体现着一个国家的化工发展水平。因此,世界上许多国家都加大了在精细化工方面的研发和生产投入,以不断提高在国际市场上的竞争力。精细化工包含的领域很广,不同的国家对此有不同的定义,通常来说,精细化工包含了医药、合成材料、食品添加剂、饲料添加剂、油添加剂、电子化学品、生化产品等,随着经济及科技的不断发展,精细化学品的应用领域还在不断扩大。

一、精细化工的发展现状及面临的问题

精细化工的发展起源于上世纪70年代,当时由于传统的煤化工和石油化工的工艺路线和效益不佳,导致德国、美国和日本等国的化工企业开始走精细化的路线。他们致力于专用化工产品的生产,如仿生医疗品、抗癌药物、高效除菌剂和杀菌剂等的生产。到上世纪末,美国和西欧国家的化工产品精细化率已经达到了60%以上,而瑞士已经高达90%。

我国的精细化工发展起步较晚,从上世纪80年代开始起步,在上世纪末我国的化工产品精细化率达到了35%,与发达国家存在着明显的差距。国内精细化工产品的80%需要进口,在比较高档的皮革涂染剂和织物整理剂方面的缺口更为明显。总的来说,目前我国在精细化工产品的质量、产品种类及生产经验和设备先进程度方面都与国外存在着非常明显的差距。

随着经济全球化趋势的快速发展,一些跨国公司通过兼并和收购,调整经营结构,进行合理改组,独资和合资建立企业,使国际分工更为深化,技术、产品、市场形成了一个全球性的结构体系,并在科学技术推动下不断升级和优化。在这方面,许多跨国公司来华投资,也推动了我国精细化工的发展。但我国传统精细化工的发展现状从总体上讲仍然是产量比较大,而质量比较低。我国已成为世界大宗传统精细化工产品的制造中心,产品出口比例很高,但高端产品仍然依靠进口;大部分的精细化工产品都是引进的国外生产技术,在品牌建设上做的还远远不够,大部分的生产企业其实只相当于是国外化工巨头的生产车间。另外,我国的精细化工企业布局也不合理,大部分集中在我国的东部地区,并且面临着较大的节能减排压力。

二、精细化工的发展趋势

由于精细化工在各行各业的广泛应用,世界上的主要发达国家都把精细化工的发展提升到国家战略的层面,在资金和政策上给予了大力支持。预计精细化工将会呈现出以下几个趋势

(1)产品的种类越来越多

随着新科技革命的继续进行,近些年来,能源、原材料、航天、信息、生物技术不断发展,而精细化工产品在这些领域都有着广泛的用武之地。比如,在保健食品和各种改变结构的食品生产中都离不开食品添加剂,在信息技术发展中需要功能更加先进的无机非金属材料,在现代医学上所用的各种人造器官很多也属于精细化学品。目前在发达国家,精细化工产业的年增长率达到了4%左右。而我国由于化工产品的精细化率还比较低,而我国的经济和科技发展速度比较迅猛,因此为了满足我国正常的发展需要,在精细化率不断提高的同时,精细化工产品的种类肯定也会越来越多。

(2)精细化工产品的性能将会更加完善

不断完善精细化工产品的性能也是今后世界精细化工发展的重点方向,未来精细化工产品的物理功能、化学功能、生物功能等更为完善,这些精细化工产品包括功能膜材料、有机电子材料、信息转换与信息记录材料等。如由于电子工业、情报和信息科学技术的发展,对导电功能材料的需要越来越多,目前,导电塑料、导电橡胶、透明导电薄膜、导电胶黏剂和导电涂料等的发展很快,并已经工业化。对信息技术的发展来说,十分重要的材料是光导纤维材料、各种信息记录材料和新型传感器用的高分子材料等,此外,精细陶瓷的研究、开发日益受到重视,主要开发的材料有:高绝缘性陶瓷,它用于集成电路的基极和放热性绝缘基板等。

(3)向着绿色化方向发展

绿色发展是相对于传统的化工发展方式而言的,精细化工的绿色化是指在精细化工产品的生产和使用过程中对周围环境的污染较小甚至没有污染产生。发展绿色精细化工必须发展绿色精细化工技术,例如采用生物技术生产精细化工产品,利用计算机技术实现精细化工业的自动化,开发反应条件更容易控制、转化率更高的新技术与新工艺等。这方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料,从产品使用而言对环境的危害将变得更小;以可降解材料代替不可降解材料,使报废产品的处理变得简单,且无环境危害之忧。发展绿色精细化工也是突破经济发达国家“绿色壁垒”,发展生产的要求。例如欧盟在2002于其“官方公报”上公布了禁用和限制使用17类纺织助剂,这是因为这些助剂的生物降解性低于95%。无疑这将使可供选择的纺织化学品数量大大降低,我国作为纺织品贸易的大国,在上述环节上远远不能满足欧盟严格的“绿色”要求,因此发展“绿色”精细化工是我国经济发展的必要保障。

三、精细化工发展中的关键技术

精细化工的技术含量比较高,涉及到的技术范围也比较广,精细化工的发展呈现出多学科交叉综合的发展趋势。在精细化工的发展中涉及到的关键技术有纳米技术、催化技术和生物工程技术等。

(1)纳米技术

纳米技术是近些年来发展非常迅速的高科技技术,其应用范围十分广泛,在精细化工行业也有着广泛的应用,成为影响精细化工发展的关键技术之一。将纳米技术与精细化工相结合可以生产纳米聚合物如用于制造高强度质量比的透明绝缘材料、高强纤维、离子交换树脂等;日用化工及其它行业利用纳米技术可以生产出更高档的化妆品、纳米色素、纳米感光胶片、纳米精细化工材料等。

(2)催化技术

催化技术是化工产业发展必不可少的技术,对精细化工行业的发展来说也是如此,但相对于传统的化工催化技术来说,精细化工行业的催化技术又有着新的特点。为了促进精细化工产业的发展需要开发可用于工业生产的稀土络合催化剂、膜催化剂、固体超强酸催化剂等新型催化剂,同时还需要发展相转移催化技术、立体定向合成技术、固定化酶发酵技术等特种生产技术。

(3)生物工程技术

生物工程技术是21世纪最有发展前景的技术,将生物工程技术与精细化工相结合,可以有更多种类的精细化工产品和技术被开发出来,会将精细化工行业的发展推向一个更高的阶段,使精细化工产品的研发出现质的飞跃。在未来需要重点发展重组DNA技术和生物反应器技术,这是生产干扰素和多肽等产品的基础。

参考文献

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1. 木质复合材料的发展

1.1木质复合材料的提出。

木质资源是国家经济和社会发展中不可缺少又难以替代的重要资源,也是国家综合国力的重要标志之一。目前我国人工造林保存面积达到4 666万公顷,居世界首位,约占世界人工林面积的26%。但是,我国森林资源总量不足、质量低下、分布不均,森林蓄积量仅占世界的2.9%,远不能满足占世界22%人口生产和生活的需要,特别是人口、经济高增长对森林资源造成巨大消耗并将形成更大的压力,所以必须坚持以高新技术实现人工林木材的高效增值利用。材料的持续供给是保证可持续发展的重要因素,由此国家十分重视,并在“十五”国家863计划生物与现代农业技术领域中,通过木质复合材料先进制造技术专题设置了七个课题目。从此拉开了木质复合材料的研究序幕。

1.2木质复合材料的发展现状。

国外发达国家以先进技术制造木质复合材料起源于20世纪80年代,并于90年代中期开始逐步形成一个发展迅速的新型产业。例如,高性能木塑复合材料是通过不同的复合工艺生产制造,解决传统木材制品的易腐朽、虫蛀、开裂、生物降解以及尺寸稳定性差的问题,其产品主要用作各种室外用结构与非结构板材及型材、环境安全型家具材和高尺寸稳定性的复合地板芯材。近几年来,高性能木塑复合材在世界上特别是在美国和加拿大得到快速的发展复合材料技术已经成为国际科技发展的优先领域之一,我国政府持续推进了木质复合材料的研究与开发.在木材表面的非极性化、木材酯化及接枝共聚处理等基础理论以及木/塑纤维复合材料、木基电磁屏蔽功能材料、木材陶瓷化、木竹复合材料、农业剩余物纤维等开发研究方面取得了一定的成绩。例如,木材/合成纤维复合材料等在关键技术研究与产品开发、应用等方面,通过协作研究和建立产业化示范线的模式,把制造技术直接推向林产品生产第一线,并在木材工业国家工程研究中心建立了产业化示范线,确保了我国此类技术的研究和应用与发达国家的差距不致于进一步拉大,为提高木质复合材料的制造技术赢得了时机 。

2. 木质复合材料在新形势下的发展趋势

为适应低碳经济的发展的趋势,在创新基础上发展起来的新材料产业,正日益成为世界各国高技术竞争的战略要点之一。因此,木质复合材料的发展向环保型、经济型发展是不可扭转的趋势。

2.1木质复合材料的发展要向环保型发展。

据报导,目前国内各城市产品质量检测站对各省、市的木质类板材进行检测的结果,没有一个省、市能确保全部板材能达到室内国家标准的指标。据统计中称,稍好的省、市的产品超标为20%~ 30% ,严重的省、市超标达80%~90% ,个别超标达几倍,因此,木质复合材料的发展重点,应注意环保安全,要注意“绿色生产”。其别是胶黏剂及涂料的选用。每张木质复合板材都要用胶黏剂,而胶黏剂中的游离甲醛释放是危害人体的主要成分。其次涂料中有机挥发物如苯、甲苯、二甲苯醇、三氯乙烯等均对人体有影响。因此生产复合板材时,如何选择胶黏剂是关键。目前,基本国内各厂都已重视产品的游离甲醛含量。要求产品一定要符合国标要求,或达到国外E1、E2级水平。有人提出复合板材生产时全部不用“醛类“胶,但醛类胶的特点为有一定耐水性及湿状强度外。最突出的是价格低廉,因此2l世纪初期,该类胶的应用还要继续。自上世纪末起,国内很多科研单位研究水、乳聚氨酯树脂胶黏剂来替代“三醛”胶,但要密切注意,PU的合成质量。采用了尚含有游离异氰酸酯的PU胶,对复合板材制成后。其危害将比“甲醛”释放更危险。对人体危害更大。所以研制单位在合成工艺及应用单位使用时,都要谨慎。

目前国外在推广其他胶黏剂,如用历史上的豆蛋白胶改性,提高其耐水性。20世纪末,国内、外又用酶制剂来制木质板材胶。这个方向对,应大力推广。也有人用无机胶黏剂试制复合板材,也是方向。大家应当按中央指示,在科学上要有所创新。上海在20世纪70年代用生物酵母类制胶合板胶,成本低、耐水性也好。当时也用生物酶制剂,或基因改性的生物类为原料研制复合板材胶。这类胶可能是复合板材2l世纪的方向。因为既符合国情,又符合“以人为本”的战略。产品成本也不高,又能保证人民健康,生产可能性很大。

2.2木质复合材料的发展要向综合经济型发展。

木质复合板材发展要求“经济”,是各国人民的普遍希望。当然对木质复合板材要求是物理强度好,美观绚丽多彩,多功能是主要的,但也要经济实惠。生产单位要注意制造成本,如何合理利用自然资源,提高原料利用率;生产时要节能;调整劳动组合,发挥集体智慧,用最新的科学技术,达到板材质量好,成本低,最经济,这是各国生产木质复合材料的大方向之一。

2.3木质复合板发展的未来。

21世纪新的技术不断出现。木质复合板材也有着新的创新思路。用有机材料与无机材料的复合是一种趋势;木材类与金属类复合也是趋势;更有可能是生物功能来实现复合材料。总的来看,新的木质复合材料的设计时,会将物理、化学、生物、数学等各学科的理论为基础,生产时将通过各种先进的高科技手段,采用先进的控制仪表,对新型复合材料进行质量控制。生产出超越原来木质结构,实现全新的原子、分子的组合,达到新的木质复合材料的品种。在遵循可再生、可循环、无污染的方向下,具体发展途径有如下几种:

2.3.1对木质复合板材(纤维类板材、碎料类板材)可能有第三种材料掺入,成为新的分子排列,使新的木质复合板材有新功能。

2.3.2木质复合板材生产时,可能通过外部的光、电、磁等催化,对板材表面内分子与原子的排列方向的改变,这样能使新的木质复合材料提高性能或改性。这是复合材料稳定质量或改变性能的常用方法。

2.3.3木质复合材料可能掺入可变导体,或配人带光谱结构的掺杂物,成为一种新的、特种功能的木质复合材料。

2.3.4木质复合材料与生物类材料复合,如用生物酶在木质板材中加以应用,合成,成为能耐热,质量又稳定,使用寿命长的、新的木质复合板材 。

2.3.5易降解。即将再三利用后不能再循环利用的废弃木质材料在自然或人工条件下,降解或水解作为肥料和饲料。

2.3.6再生利用。即利用废弃木质材料生产一种与原来木材性质不同,具有较高价值的产品,如碳纤维增强材料和木塑复合发泡材料。

2.3.7再循环利用。即将废弃木质材料进行物理、化学处理好,制造出具有较高附加值的产品,如制造刨花板或纤维板。

参考文献:

[1] 彭卫红,王志刚,李月梅.低碳经济背景下基础原材料发展问题探讨[J].生态经济,2011,2.

[2] 叶克林,陶伟根.新世纪我国木材科学与技术展望[J],木材工业2001,15(1)

[3] 王正,郭文静.中国人造板生产现状及其技术发展趋势,面向2l世纪的林业[M].北京:中国农业科技出版杜,1998.

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关键词:生物传感器;应用;检测;发展趋势

中图分类号:TP212.3 文献标识码:A 文章编码:1003-2738(2012)06-0326-01

一、生物传感器的原理及特点

生物传感器是将生物活性物质固定化后作敏感元件配合适当的换能器组成的一种分析检测装置, 其具有: 响应快、准确度高,可进行在线检测;一般样品不需要预处理,被测组分的分离和检测同步进行,可进行自动分析;可进行活体分析;检测成本低等特点。

二、生物传感器的应用

(一)生物传感器在环境监测中的应用。

BOD是衡量水体有机污染程度的重要指标。BOD传感器具有快速、灵敏的特点,其工作原理为:以单一菌种或混合种群作为生物电极,由于水体中BOD浓度发生改变,导致水中的微生物耦联的电信号发生强弱的改变,在一定条件下其电流强度与BOD的浓度呈线性关系。用于制作BOD生物传感器的菌种主要有酵母、芽孢杆菌、假单胞菌、嗜热菌和发光菌等。

目前国外,分离出来出来两种新的酵母菌种SPT1和SPT2固定在玻璃碳极上,以构成测量BOD的生物传感器。其误差为±10%。用于监测纸浆厂污水中BOD浓度,其下限可达到2 mg/L,监测时间仅为5 min。

(二)生物传感器在转基因产品检测中的研究应用。

压电生物传感器是上世纪90年展起来的一种新型生物传感器。其表面生物活性材料,利用压电介质激发声波与周边环境介质的相互作用,将反应过程中环境介质的化学、物理变化转换为相应的传感信号,进而得到关于反应的各种信息。压电生物传感器具有灵敏度高、特异性强、反应简便快速、自动化集成化程度高等优点,石英晶体微天平传感器就是其中的代表。

石英晶体微天平传感器对抗草甘磷除草剂转基因大豆中5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)基因的检测。可用于转基因含量为30%的大豆动物饲料中EPSPS基因的检测,该基因的PCR扩增产物和没有扩增的植物基因组DNA的均石英晶体微天平传感器也应用转基因玉米的检测。用于检测抗虫转基因玉米的Cry1A(b)基因和Mon 810转基因。

(三)生物传感器在医学及军事领域中的应用。

1.基因传感器的应用。

基因传感器是生物传感器中出现最晚的一类传感器。近年来,国内外有关基因传感器的研究十分活跃。目前基因传感器主要为DNA传感器,该传感器通过本身的核苷酸的单链核酸分子,与被检测目标的核酸分子的特定序列进行杂交,将杂交程所产生的变化转变成电信号。来确定被检测目标的DNA量。DNA生物传感器用于临床疾病诊断有关的结核杆菌,乙型肝炎病毒等细菌和病毒DNA测定以诊断相应疾病。

2.在军事领域的应用。

生物传感器在军事领域的应用主要是对生化武器的侦查检测方面的应用,现在生物传感器已经应用于检测多种病毒、细菌和毒素。上世纪50年代,发明的沙林毒剂的酶检测方法,可检出0.1-0.5×10-6的沙林,这一方法至今仍在普遍应用。2000年,美军报道已研制出可检测土拉弗菌、蓖麻素、肉毒毒素和葡萄球菌肠毒素B等4种生物战剂的免疫传感器。

三、生物传感器的发展趋势与展望

经过40年的发展,目前已经出现了各种类型的生物传感器,但是由于生物活性物质的不稳定性等缺点,造成生物传感器的重现性和稳定性还较差,目前进入应用阶段的生物传感器还不是很多,所以该技术尚处于起步阶段。但是随着生物学、微电子学等学科的飞速发展,生物传感器也必然会得到极大的发展。

由此可以预见未来生物传感器将具有以下特点:功能多样化、体积小型化、智能化与集成化、低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命。

参考文献:

[1]马莉萍,毛斌,刘斌,李工农,韩根亮,刘国汉. 生物传感器的应用现状与发展趋势[J].传感器与微系统,2009,28(4):1-4。

[2]李章,秦立平,李瑞显. 生物传感器在环境监测中的应用进展[J]. 山西建筑,2010,36(18):169-170。

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[关键词]浅谈;科技创新;发展趋势

80年代以来,我国对高新技术发展给予了高度关注,采取多种促进科技进步措施。如国家科委负责实施生物技术、信息、自动化、能源和新材料等五个高技术研究的“863”计划,支持农业发展,促进农业高科技的应用和开发。同时我国农业在实现商品化、现代化的进程中,正转向高产、优质、高效并重发展。但从研究领域看,大多数研究局限于城市的传统工业,缺少对传统农业改造的研究和探索。这严重阻滞我国农业技术的进步和现代化进程。因此,我国对农业的科技创新还不够快。但我国增加了对其的研究与发展投入,逐步推进农业科技创新,以实现农业的现代化。

1农业科技创新

我国的农业科技创新越来越受到重视。农业科技创新离不开政府的引导和推动,农业科技创新各方面的问题都很重要。一要突出农业科技创新的重点。稳定支持农业基础性、前沿性、公益性科技研究。二要明确农业科技创新方向。把保障国家粮食安全作为首要任务,把提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率作为主要目标,促进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化,构建农业安全发展要求的技术体系。

1.1农业科研发展现状

我国农业科学研究是在20世纪50年代形成的多系统型体制,简称“四个方面军”,即国家、地方(省和地市)、高等农业院校和中国科学院有关科研单位等组成。他们各有各的分工和范围。截止2003年底,全国从此业人员9.57万人,科研5.7万人,生产经营2.57万人,省属机构47186人,地市属37502人。目前,全国高等农业院校60余所。我国的农业科研机构越来越多,技术越来越好,涉面越来越广,促进了农业科技创新发展。

1.2国家奖励农业科技成果的整体情况

50多年来,在不同历史时期,各级农业科研单位认真贯彻“理论结合实际,为生产建设服务”,和“科技必须面向经济建设,经济建设必须依靠科技,努力攀登科学高峰”的方针,不断努力,为我国“三农”和农业科技发展做出重要贡献。查阅《国家奖励农业科技成果汇编》得知,从1964-2005年期间,全国各级农业科研单位、农业和综合性高等院校、技术推广单位和部分企业等,共取得国家奖励重大农业科技成果1631项。其中种植业占的最多,1207项,74%。在农业科技成果获国家发明奖中,动植物新品种类成果占49.2%,应用技术类32.3%,新产品类18.3%,在国家科技进步奖中,动植物新品种类占27.5%,应用技术类45.6%,新产品类11.4%,软科学和应用基础类15.5%。结合获奖范围可看出,我国的农业科技创新成果多,发展方向广,但不足的是大奖项较少,国家奖励的农业科技成果总体数量呈下降趋势,获奖等级偏低,在一定程度上反映出我国农业科技发展存在后劲不足,创新机制和体制不顺等问题,科技创新还不能全面支持农业生产发展需要。

1.3农业科研成果与转化

科学技术是潜在生产力。当今世界竞争激烈,根本上就是科学技术的竞争。只有把它应用于生产实际才能成为现实生产力,成为推动经济发展的动力。我国就此专门颁布了《中华人民共和国促进科技成果转化法》。我国的科技工作者也作出相当贡献,但由于种种原因,它是一个较薄弱的环节,其转化率仅35%左右,而发达国家70%-80%,远远高于我国。分析我国的科研成果转化存在问题,主要是科研成果自身的障碍因素,及农民对成果吸收转化的障碍因素等。

1.3.1农业科研成果自身的障碍因素

主要表现在农业科技成果的无效供给;农业科技成果研究周期长,利用周期短,导致适用技术供给相对缺乏;农业科技成果低偿或无常偿转化,影响科技人员进行成果转化的积极性;农业科技生活转化的周期长,影响成果推广的速度。

1.3.2农业方面的障碍因素

我国农业生产经营规模小,土地细碎化,不利于农业成果大面积推广应用;高素质农民进城务工经商,实现角色转换,留守人员多年纪偏大,妇女居多,文化素质较低,对新事物接受能力差;现行的农产品价格体系,致使农业比较效益变差,农业科技投入缺乏外部刺激和内在动力。所以我国的科技创新发展缓慢,还有很多的路要走。

2发展趋势

农业科技创新走向大众化、专业化、信息化、智能化等,已成为显而易见的发展趋势。将产生巨大生产力,促进农业快速发展。主要表现在:

2.1信息化趋势

农业创新发展已与信息化密不可分。计算机和信息技术从60年代开始,80年展,90年代,已成为时展趋势,与此相关的遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)技术,对传统农业的现代化改造产生深刻影响,气象和病虫害测报预警、精细灌溉、精准施肥等将以全新面貌出现。

2.2智能化趋势

在农业中运用智能技术,对复杂的过程进行量化和集成,综合和分析,达到科学认识和决策管理,基础是系统的模拟模型。如20世纪六七十年代,我国就开始土壤–植物–大气系统的水循环(SPAC)等模型研究;随计算机技术发展,农业专家系统(AES)在20世纪80年代后期得到长足发展;1996年,国家863计划设置了“智能化农业信息技术应用示范工程”项目;在农业应用方面,中国农业大学已建立了虚拟土壤–植物系统实验室,在虚拟玉米方面得到很好应用。这些与国际接轨的成果,标志我国农业科技创新上升到一个新台阶。

2.3生物技术与常规技术相结合趋势

动植物育种,微生物发酵、基因工程等生物技术在农业中的应用必形成一个以生物技术为主导的新技术革命浪潮,将使农业进入一个高生产率、高效率和高速度发展的新阶段。

2.4集成化趋势

随技术进步,农业技术分散性会减弱,慢慢走向规范化、集成化。

2.5可持续发展趋势

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关键词:包装材料;现状;包装;发展趋势

为了防止食品受到外界一些物质的污染,包装对食品提供着一种保护,可减少食品的氧化。在我们的生活中可见的包装材料有很多,现在包装工业中,纸及纸制品、塑料、玻璃和木材是最常用的包装材料,因为木材是一种生物质材料,具有很好的环境性能,木材所制作的包装材料在很早前就被作为包装所用的容器和运输中用的器具了。作为包装材料使用时具有很多性能优势:如强重比高,抗机械损伤能力强、可承受较大的堆垛载荷、具有一定的缓冲性能、取材广泛、制作比较容易、易于吊装和回收性能好等特点,特别是很多笨重、易碎及需要特殊保护等产品不可或缺的储运器具。

木质包装材料指用于包装、铺垫、支撑、加固货物的木质材料,如木箱、木板条箱、木卡板、垫仓木料、木桶、木垫方、枕木、木楔等。经人工合成的材料或经加热、消毒等深度加工的包装用木质材料,如胶合板、纤维板等不在此列。木质包装在国际贸易中被广泛使用,但实木包装材料能携带森林病虫害,要是采用湿的木质材料作为木托、木卡板,在遇到天气潮湿或者是多雨的季节都会导致霉变,使木料进行烘干或风干处理,再用来制作木托、木卡板这样就可以防止产品霉变。近年来其在国际间传播扩散的速度和频率呈现逐渐加快和增高的趋势,世界上很多国家都对进境货物木质包装采取了更为严格的检验检疫制度。我国森林资源又相对匮乏,近年来木材供需之间的矛盾也越来越激烈,使得实木在包装工业中的继续发展得到了限制。然而经干燥、热压等深加工工艺生产的包装用人造板,因其在资源、结构和检验检疫方面的优势,近年来发展迅速,具有广阔的应用前景。而且我国农林生物质资源(包括竹林和农作物秸秆)丰富,也为人造板工业的进一步发展提供了原料基础,用其开发人造板包装材料也逐渐引起了人们的关注。

1 应用现状

我国较为常见的木质包装容器有普通木箱、滑木箱、框架木箱、底盘和钢丝捆扎箱,每年用于机电产品包装的木材就达1000万m3,我国木包装制品应用方式如下:

1)在500kg或以上的大容量木包装箱:主要应用于大型机电设备、仪表、仪表柜包装。

2)在500kg以下的小型木包装箱:主要应用于内燃机等小型机电设备、五金零部件、电子元件、卫生洁具、建筑材料、家用电器、体育用品和食品水果等包装。

3)木质底座:应用于大型机电设备及大型罐类容器的底座固定。

4)木质托盘:应用于缠绕包装的托盘,如化工原料、生活用品、粮食等运输托盘。

5)木质包装充填辅料:主要应用于包装箱的底托、隔板、支架、固定物、木轴楔等包装结构。

1. 2 人造板的应用现状

我国有刨花板、胶合板和单板层积材的人造板。在目前定向结构刨花板已经成为发达国家的木质包装的主材料,国外开发成熟的定向刨花板并未在我国包装行业得到很好的应用,与我国定向刨花板行业落后有着很大的关系。

一些异形包装制品的开发方面,也有人造板应用的相关报道,如包装用人造板圆桶是用竹胶合板或纤维板以及它们的边角料制成,用于染料,胶料,五金件和药品等包装。木质碎料经拌胶、干燥后在特制的模具中经加高温热压也能制成各种异形包装制品,目前模压异性包装中应用较多的是管状和圆盘状包装,如电缆包装盘侧板。

人造板板材在食品包装行业中也添加了应用,如无醛纤维板被用淳朴色调和刚柔相济的材性于一些高档的月饼包装盒和茶叶包装,以提高产品附加值。竹材及竹制品也能作为餐具、食具和食品包装容器。竹子具有特有的自然清香、,是其它材料的产品无法比拟的,但其研发和生产仍处在起步阶段。

2 问题和发展趋势

2. 1 面临的问题

2. 1. 1 病虫害

随着植保理念的影响,木质包装使用不当对贸易所造成的影响也会越来越大。木质包装材料是森林病虫害传播的重要载体,实木包装材料是国际贸易中林木害虫的重要传播介质。若控制不当就会产生严重的影响,使企业和社会都蒙受巨大的损失。木质包装材料经常在货物运抵目的地拆卸后随意丢弃,一旦包装材料来自疫区国家,则松材线虫极易扩散。在跨国贸易中,很多种类的森林病虫害可以随木质包装材料在国际间传播,松材线虫是中国禁止入境的植物危害性生物之一,也是国际上公认的重要有害生物。

2. 1. 2 除害处理

木质包装材料的检疫除害处理方法即关系到货物的质量,又涉及到有害生物的致死程度,还影响到进境成本和通关速度。目前木质包装材料检疫中采用的技术手段有熏蒸、热处理、药剂喷洒法、辐射和微波处理法等。在我国熏蒸处理是目前普遍使用的化学处理方法,而溴甲烷又是木质包装出口货物熏蒸中使用最多的熏蒸剂。目前我国认可的溴甲烷熏蒸标准规定还包括:在温度≥5℃时投药80g/m3,木质包装的熏蒸时间为24h。

2. 2 应用前景

人造板是木材的深加工产品,其相对于实木包装来说,不仅具有木材的一些天然特性,而且还具有一些独特的优点,可以预见人造板逐步替代实木作为包装材料将成为可能。

包装用人造板板材是经干燥、热压等深度加工工艺制成,制造过程中的高温已将有害微生物全部杀死,所以不需再进行杀虫熏蒸除害处理。利用人造板板材对货物进行包装即减小了跨国贸易中传播森林病虫害的风险,又加快了货物的通关速度,也降低了木质包装的成本。

木材是生物质材料,有着一些自身材料不可抗拒的特性,如木材易受温度和湿度影响产生热胀冷缩和吸湿解吸现象,导致箱体变形或裂缝,并且易燃和易腐朽。人造板作为包装材料使用时,其结构性能具有可设计性,可以根据使用条件的不同(干燥或潮湿环境),精确地设计其载荷等级。通过对板材厚度、密度以及热压工艺的控制,获得不同的力学机械性能。不同用途的包装箱体可以选择不同的人造板结构板材,使得包装箱体在力学结构上具有可控制性。当然人造板也能很好地满足大型包装箱体的幅面要求。

3 展 望

我国木质包装材料市场巨大,而且还在不断增长。木质包装材料作为一种环境协调性材料,具有绿色包装材料的特点,将会受到人们越来越多的重视。

1)实木包装材料是国际贸易中林木害虫的重要载体和传播介质,为了降低有害生物入侵风险,减小企业熏蒸除害处理成本,大力发展经过深加工的复合型包装材料,将是我国木包装的发展方向。

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一、国外新材料产业发展概述

(一)全球化发展趋势明显,发达国家占据产业高端

引领全球新材料研发新材料技术是世界上公认的六大高技术领域之一,新材料产业被认为是21世纪最具发展潜力的产业,对未来发展将会产生巨大影响。世界发达国家争夺科技创新和产业发展的先机,纷纷将新材料产业放到重要战略地位来优先发展,积极抢占新材料领域的国际竞争制高点。全球范围内新材料产业迅速发展,新材料技术研发格局的全球化趋势日趋显著。美国、日本、德国及欧盟国家研发起步早、发展快,既是新材料研发的领跑者,也是全球主要的生产和使用者,不断扩大研发投入规模,始终保持比较突出的技术领先优势。世界各国还将国防科技建设领域的新材料研发列为重点,开展战略性研发以稳固领先地位。近1/3的世界500强企业都在新材料技术研发和产业化方面投入大量的资金和人力,在材料产业领域内,以杜邦、道康宁、巴斯夫、TDK、信越为代表的大型跨国集团已结成战略研发同盟,新材料产业国际化合作趋势不断加强。

(二)发达国家侧重领域不同,不断取得技术突破

发达国家基于各自优势形成各具特色的新材料产业。美国在新材料研发上占据全球领先地位,侧重于生物材料、信息材料、极端环境材料及材料计算科学等领域。日本发展新材料的目标是保持产品的国际竞争力,将纳米技术和材料列为四大重点领域之一,想在尖端领域赶超欧美,在已有材料的性能提高、合理利用和回收再生方面居世界领先。欧盟的战略目标是保持在航空航天材料等领域的竞争领先优势,重点发展催化剂、光电材料等十大领域。俄罗斯想在航空和国防方面与美国抗衡,主要研发方向是结构材料和功能材料。韩国重点发展下一代高密度存储材料、生物和纳米材料、未来碳材料、高效结构材料等,将新材料科技作为确保2025年国家竞争力的6项核心技术之一,成为继美、日、德之后的新材料产业第四强国。世界各国在新兴前沿领域竞争激烈,2015年分别取得了一批技术突破。

(三)产业规模增长加速,市场前景广阔

世界上新材料约有100万种,各国已注册的大约30万种。2000年,全球新材料市场规模约4000亿美元,到2007年新材料产业规模为6602亿美元,年均增长不到10%。到2009年,全球新材料产业总体规模达9980亿美元,2007―2009年间年均增长超过20%。2008年,即使受全球金融危机影响,新材料产业仍保持了约25%的增长速度。赛瑞产业研究院于2015年对10大新材料市场进行了预测分析:2019年,全球3D打印材料市场规模达6.5亿美元,未来5年年均复合增长率17.9%;石墨烯市场预计在2018年后起飞,到2023年市场规模为13.4亿美元,年均复合增长率47.21%;未来5年,超材料、相变材料的市场规模年均复合增长率分别为27.6%和19.8%,超导磁体应用将稳步发展,超导电气设备有望显著增长。

(四)新材料产品日新月异,石墨烯材料成为全球新热点

国外新材料发展呈现出以下热点:一是石墨烯离产业化应用越来越近,二是隐形材料、隐声材料推动军事工业新发展,三是OLED显示材料及量子点样机已登台展出,四是能源材料的能效越来越高,五是电子信息材料恢复增长,六是生物医用材料市场容量大。2010年以来,与石墨烯相关的研究和产业化开发持续升温,2015年成为发展,欧洲、美国、日本、韩国等国家和地区都对推动石墨烯材料发展做出了战略部署,如欧盟于2014年制定实施石墨烯旗舰计划。未来几年,亚太地区将成为石墨烯市场增长速度最快的地区,其中中国市场增长态势最为迅猛;氧化石墨烯是最大门类;能源应用已成为的增长最快石墨烯第三大市场。

(五)新材料产业发展出现新特点,融合发展趋势明显

新材料技术和产业发展趋势呈现“六化”,即材料发展低维化和复合化、结构功能一体化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备及应用绿色化趋势明显,表面涂层或改性目前广为使用、经济合理,具有广阔的发展前景。新材料技术与信息技术、生物技术、能源技术相互融合,形成跨学科、跨领域发展态势,对其他产业发展起到较好的推动和支撑作用。产业纵向联合、协同发展,国外很多先进企业十分重视行业的系统布局,产业链向下游应用延伸,上下游产业纵向联合,形成行业垄断。未来新材料产业更加注重可持续发展,不断开发高效、绿色、低能耗、可回收利用的新材料,开发数字化、智能化制造技术,加强与资源环境的协调发展。全球合作继续深化,国际企业巨头加快步伐主导全球产业布局。

二、我国新材料产业发展现状与趋势

(一)“十二五”期间保持较快增长,产业体系初步形成

经过几十年的发展,我国新材料产业初步形成了包括研发、设计、生产和应用等环节的门类较为齐全的产业体系,主要包括金属、无机非金属、高分子、复合材料等几大类产品,其中稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。“十二五”期间,我国新材料产业一直保持较快增长态势,年均增速保持在25%左右,产业规模由2010年的6500亿元增长至2014年的16000亿元左右。新材料产业关键技术不断取得重大突破,产品品种不断增加,高端金属结构材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料的保障能力明显增强,先进高分子材料和特种金属功能材料的自给能力也不断提高。

(二)地方发展热情较高,国际合作不断深化

经过多年发展,我国新材料产业基本形成长三角、珠三角和环渤海三个大型新材料产业集群。长三角地区工业基础好、产业配套齐、交通物流便利,以发展航空航天、新能源、电子信息、新型化工等领域的新材料为主。珠三角地区新材料产业集中度高,下游产业拉动作用明显,在电子信息材料、改性工程塑料、陶瓷材料等领域形成较强优势;环渤海地区科研支撑能力较强,在稀土功能材料、膜材料、硅材料、高技术陶瓷、磁性材料、特种纤维等领域具有较大优势。“十二五”期间,有80%以上的地区在战略性新兴产业相关发展规划中选择发展新材料产业,很多地方制定实施了本地区新材料产业发展专项。目前在新材料领域建立了约70家国家级高新技术产业化基地,组成了多个专业化的区域联盟。很多地方和企业加强与国外先进地区、科研机构和企业之间的合作,全球合作步伐加快。

(三)“十三五”面临重大发展机遇,仍将保持快速增长

“十三五”时期是我国实施创新驱动发展战略、促进产业结构转型升级、实现经济增长方式转变的关键时期,新型城镇化、消费升级制造业转型升级、资源环境保护等对新材料产生巨大的市场需求,新材料产业面临难得的发展机遇。目前我国化工新材料自给率仅为62%,其中工程塑料、高端聚烯烃塑料等产品自给率不到50%,大量高端材料依赖进口,同时新材料尤其是高端新材料领域是国际竞争的战略性前沿,我国经常遭遇发达国家的封锁,必须立足自主研发发展壮大,这就为我国新材料产业提供巨大发展空间。“十三五”时期,国家相关政策措施将推动新材料产业做大做强。目前科技部首批的25个国家重点研发计划重点专项中,包括纳米科技、重点基础材料技术提升与产业化、战略性先进电子材料、材料基因工程关键技术与支撑平台等多个新材料领域专项。

(四)新材料领域研究屡获突破,细分行业商用有望拓宽

过去几十年,随着基础化学和材料以及纳米、生物、信息技术等方面的科研实力的不断积累,我国在新材料领域的创新点将不断涌现,应用领域不断扩大,产业化步伐大大加快。“十三五”期间,新材料产业有望成为我国产业升级的主要驱动力之一,其中石墨烯、碳酸锂、纳米、碳纤维等细分领域技术也不断突破,商业应用领域有望进一步拓宽。2015年全国各地出现石墨烯发展热潮,纷纷建立了产业技术联盟和产业基地。我国的石墨烯应用专利集中在锂电、储能、复合材料等领域,石墨烯的散热、导电等性能应用方面已进入产业化,智能石墨烯手机、柔性石墨烯散热薄膜等新产品成功问世。新型石墨烯基高能量度锂离子电容器技术通过鉴定,促进和加快了石墨烯在能源领域的产业化应用。

(五)融合发展初露端倪,未来将成为发展大趋势

材料产业是国民经济的基础工业,新材料的发展与下游应用密切相关,产业链上下游如果不能很好地融合和联动,要形成大规模产业化并实现升级发展就很困难。新材料产业的上下游融合已经不仅仅是一种发展趋势,而是产业发展的现实选择。例如,在工信部的支持下,中国电子化工新材料产业联盟于2015年11月在北京宣布成立,包括电子化工新材料行业的龙头和代表性企业、下游集成电路和平板显示电子信息行业最具代表性的用户企业以及相关大学、研究机构及协会等共48家成员单位,打破行业界限,破除行业壁垒,促进上下游跨界融合和产学研用深度结合,推动国产化工新材料在电子领域的应用。

三、我国新材料发展路径选择

(一)新材料产业发展模式亟待转变

目前从总体上看,我国新材料高端产品大量依赖进口,低端产品大量产能过剩;产业链纵向衔接不好,研发创新和投资的风险过高;新兴领域以中小企业为主,缺乏龙头企业整合资源。在新材料的产业化方面,与发达国家相比存在明显差距,产业链之间没有很好衔接是主要原因之一,上下游产业间缺少交流合作平台,新产品开发与市场服务脱节、产学研用脱节、上中下游衔接脱节、产品标准和应用标准脱节等问题成为产业发展瓶颈性制约。

从国内外发展状况看,发达国家垄断了新材料的高端技术和产品市场,对我国采取严密的产品禁运和技术封锁。虽然国内发展新材料的热情很高,但在跨国公司的挤压下大都集中在中低端产品市场,相互展开“价格战”,竞争日益激烈,不但大大提高了研发新产品和新技术的风险,更重要的是大大压低了企业利润,在稀薄的利润空间里企业难有能力投资创新,没有创新支撑,新材料产业难以做大做强。因此,我国新材料产业的进一步发展必须要转变发展模式和路径。

(二)新材料产业发展路径选择

充分考虑新材料技术和产业发展的特点和趋势,未来在培育发展新材料中要立足创新驱动和融合发展,创新产业发展模式和发展路径,实现可持续发展。

一是坚持技术引领、创新驱动的发展路径。技术优势是新材料企业和产业立于不败之地的基础,要摆脱以前快速扩张的规模化发展模式,以技术为根本、以创新为驱动,高起点、高品质地培育和发展新材料产业。加大对高端和前沿新材料的研究开发支持力度,加强对研发成果的产业化应用开发;积极引进国外高端技术和产品,加强消化吸收再创新,严禁引进中低端成套技术和设备;鼓励参与国际相关行业标准的制定;鼓励创立研究型新材料企业,鼓励企业间的战略合作和兼并重组,培育发展有自主创新能力的大型新材料企业。

二是坚持聚焦重点、错位发展的发展路径。新材料技术应用领域十分广泛,形成众多行业门类,而且技术发展更新较快。目前各地方发展新材料产业的热情较高,行业门类难免重复,因此国家对各地方要加以引导。就地方而言,要坚持量力而行的原则,根据区域创新能力、产业基础等条件,选择重点发展领域,聚焦重点,不断进步,不停积累,在专业领域争取有所突破形成稳固市场,区域间形成错位发展的格局,使全国新材料产业实现跨越发展。

三是坚持先行介入、纵向融合的发展路径。发展实践证明,新材料在推广应用环节的投入强度和难度往往要大于研究开发阶段。培育发展新材料产业要在上下游环节建立交流合作平台,做好产业链纵向衔接,特别注重下游应用领域的预先介入,上游企业根据应用需求制定新材料研发生产方案,围绕应用深化产学研用紧密合作,缩短市场推广应用期,有效规避研发创新风险,激励企业提高研发生产动力。大力支持上下游产业以联盟等形式建立战略合作,在产业技术创新联盟中引入下游用户,在上下游企业之间、产学研用之间建立深度合作,实现纵向融合发展。

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关键词:木材;胶黏剂;现状;发展趋势

一般的木材胶黏剂就是将不同的木材或者其他质地的材料的表面用胶黏的方位连接为一体。胶黏剂的制作工艺在不断进步,不断加入新的成分,使得胶黏剂的种类越来越多。胶黏剂在木材加工业的地位与作用是不用详细解说就能知道的,在生产刨花板、胶合板、层压制品等物体时,都是离不开胶黏剂的,我国的胶黏剂虽然仍旧处于发展阶段,但是已经有了不小的研究成果,本文先介绍了胶黏剂的历史,使读者对胶黏剂的基本状况以及发展趋势都有一定的了解后,再阐述其现状和未来发展趋势。

1 胶黏剂的历史

人们使用胶黏┑氖奔湟丫走过了一个极其漫长的时期,早在几千年前,人们就已经具备通过胶来使不同的木材黏合在一起,以达到对木材的使用目的,我国也是世界上最早使用黏合工艺的国家之一,早期的胶黏剂主要是淀粉、黏土、骨胶等,即使在现代社会,工人仍旧使用这些天然胶黏剂,如骨胶等,在十七到十八世纪,工业发展发达的国家已经建立起早期的胶黏剂工程,胶黏剂的生产过程也呈现出规模化的趋势,人们在胶黏剂的原材料上也有新的选择,如通过人工的技术手段合成的树胶等。合成的胶黏剂与天然的胶黏剂相比,有诸多优势,能够保持长期的耐久性。现如今的木材加工工程中,木材胶黏剂比天然胶黏剂占有更大的市场份额,即使是在日常生活中,人们也更愿意选择木材胶黏剂。

2 我国胶黏剂的现状

胶黏剂有很多种类,按照不同的角度,可以将胶黏剂分成不同的类型:

固化木材胶黏剂的方式不同,得到的胶黏剂也有着很大的不同,主要有热固型、热熔型、溶剂型、热塑性是个种类;按照胶黏剂所呈现的不同状态可以将胶黏剂分为固体型、粉末型、乳液型、薄膜型、溶剂型;按照其耐水性能进行分类,可以分为非耐水型、低耐水型、中等耐水型高耐水型;按照胶黏剂的不同用途可以将胶黏剂进行分类:热固型树脂的胶黏剂主要用于制作胶合板、家具、木材端接等,天然橡胶主要用于制作塑料面板,动植物蛋白胶主要用于纸制品、胶带纸的制作,石膏、水泥主要用于制作刨花板。

我国的胶黏剂不仅种类繁多,还对其环保性能有着一定程度的要求,室内建筑的装修工作也给胶黏剂工艺提高了难度。

3 木材胶黏剂的发展趋势

我国的木材消耗量是特别大的,根据对木材使用的相关调查数据显示,我国去年的木材消耗量已经超过了每平方米280亿,我国各行各业对木材的需求量仍旧呈现上升的趋势,不仅是家居需要使用木材,制作乐器与工艺品的厂商也成为木材的主要供应者,但是为了响应世界的整体发展方向,我国现在正处于由工业化社会向生态化社会转型的关键时期,一方面要面临木材资源短缺的困境,一方面还要面临保护生态环境的压力,这种社会现状给人造板等集成材企业带来了巨大的给予,也使得胶黏剂作为相关产业又有了大幅度的发展,我国的集成材料的企业越来越多,也给木材胶黏剂提供了更为宽广的销售市场。

我国的木材胶黏剂已经经过了一个漫长的起步阶段,各种新型的胶黏剂涌入到人们的视野中,木材胶黏剂的使用范围也在不断被扩展,包括金属材料、皮革、塑料、玻璃等的胶黏同样在不断增多。

改性原来“三醛”胶的合成工艺。调整甲醛与其他单体的摩尔比,是胶私剂中的游离甲醛含量达到最低标准在胶黏剂使用前掺加大量的填充剂,控制游离甲醛的溢出加入聚乙烯醇、聚酯酸乙烯乳液、聚氨酯乳液混合进行改性和降低游离甲醛含量。

以多元单体聚合制胶,改进其性能。由于木材工业、木制品和家具行业的发展,对胶私剂其指标要求也在增加和提高。因此愈来愈多采用多元单体聚合工艺生产单组份或双组份胶赫剂,以取长补短、相互补充。乳液聚合胶黏剂的大量开发,在木材工业中使用已久。如聚酯酸乙烯类、酚醛乳液等。而且目前对聚氨酯乳液类、丙烯酸酯乳液类、氯丁乳液及丁苯乳液等胶黏剂也已推广到不同用途中去。

随着木材工业应用范围的扩大,特种功能型胶黏剂也逐渐增多。建筑工程的发展,对防火要求越来越高,对材料的黏合需要新型的阻燃胶黏剂在木材胶合中,应用高频电热胶合、微波工艺胶合等增加,因此要求胶黏剂也能随之配合,成为独特型胶黏剂:为了缩短胶压时间,实现生产自动化,采用了新的辐射固化工艺。不论是紫外线,还是远红外线胶合,特别是应用射线固化木制品的胶合,配合和适应高新技术的应用,必然在木材工业生产中研发出新的胶黏剂产品。

热熔型树脂胶黏剂很早以前在家具生产、木制品生产中已大量使用,用于小单板横拼拼接、黏合、胶压薄木单板或塑料片与人造板胶合、家具封边等各种工艺中,快速固化,节省操作时间。胶私剂品种方面,除了乙烯-酯酸乙烯共聚物的多种牌号外,已扩展到聚酯型、聚酞胺型、型等多种热熔胶品种。

接触型胶黏剂丙烯酸乳液与聚氨酯体系的推广应用。由于建筑业突飞猛进,建筑工程需要大量应用装饰材料,如天花板、墙体表面材料、底面铺装材料等均要求有木质材料配套,因此接触型胶私剂就大量使用。这类胶黏剂使用方便,仅需手压接触,短时间立刻胶合,大大地推进了建筑安装速度,缩短了施工进程,而且完全绿色环保。对木质材料,如切片、胶合板、中密度纤维板、装饰板等均能适应,符合当前各行业创新发展的要求。

通过生物技术制造胶黏剂,用于室外粘结的胶黏剂对胶黏剂的耐水性能有着更高的要求,可以将植物蛋白质作为制作原料。

结束语

木材胶黏剂的研究人员应当再接再厉,把握好现在的市场优势,在生产胶黏剂的工艺上不断改进,与像如今的可持续发展时代相呼应,在现有胶黏剂的基础上有效减缓胶黏剂固化的速度,降低胶黏剂的制作成本,制作耐久性能更好、强度更高的胶黏剂,为家具等行业服务。

参考文献