天然高分子改性材料及应用范文

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篇1

关键词：太湖淤泥; 脱水固结; 絮凝剂; 试验；超吸水聚合物；针刺无纺土工布（滤纸）

中图分类号：TQ352.67文献标识码： A 文章编号：

引言：

太湖是中国最大的淡水湖泊，近年来生态环境急剧恶化，污染物从周边地区进入湖体，渐渐形成大量的太湖淤泥，成为了太湖主要的内源污染。因此太湖淤泥的科学清除，是从根本上改善水体环境、治理太湖的关键所在[1]。

太湖淤泥液性指数大，承载力低，无法进行二次利用，而经过适当处理用于工程则能变害为宝。本课题正是致力于太湖淤泥的性质与淤泥的脱水固结研究。

为了有效处理和利用淤泥，国内外的学者进行了大量的研究，不少发达国家已经用商业化方式对淤泥进行了综合开发利用。在我国，主要使用自然风干法，此种方法占地面积大，脱水时间长，容易造成二次污染，不适合大批量淤泥的处理。对疏浚淤泥进行固化与资源化处理，化害为利，对在国内形成一个既有发展前途的新兴产业，具有重要的意义。絮凝作为一种简洁高效的脱水方法被普遍地用在了淤泥脱水过程中[2]，且絮凝剂比例及淤泥含水率等性质是影响淤泥脱水固结重要因素。本文通过研究太湖淤泥水力特性，实验加入高分子絮凝剂使淤泥脱水固结，找出絮凝剂最适合配比。

1 试验淤泥的微观机理及力学性质

1.1 试验淤泥的初始含水量

1.1.1试验材料及仪器：太湖淤泥、铝盒、修土刀、不锈钢盘、数显鼓风干燥箱、电子天平。

1.1.2 试验方法：

取三铝盒编号并称重，用修土刀取三土样放入铝盒再称重，再放入数显鼓风干燥箱中烘九个小时且干燥箱温度保持在115℃，烘干后求出淤泥的自然含水量，即初始含水量。 试验数据如下表4-1所示。

表4-1 初始含水量

由表4-1中可知淤泥的含水量比较高。

1.2 试验淤泥的天然密度

1.2.1 试验材料及仪器：淤泥、环刀、电子天平、修土刀。

1.2.2 试验步骤：取6个环刀并记下编号，再将环刀放在滤纸上并称它们质量，用修土刀取淤泥放入环刀内直至装满，然后在称装了淤泥的环刀重，最后根据环刀体积计算淤泥的密度。

具体数据如下表4-2。

表4-2淤泥的密度

1.3 试验淤泥的界限含水量

1.3.1 试验材料及仪器：淤泥、盛土杯、调土刀、数显鼓风干燥箱、数显液塑限联合测定仪（STYS-1）、铝盒、电子天平、不锈钢盘。

1.3.2 试验方法：液塑限联合测定法。

1.3.3 主要试验步骤：取有代表性的天然含水量土样进行试验，将土样分层装人盛土杯中。将装好土样的试杯放在联合测定仪上，得到入土深度H为9mm的土样。重复以上步骤再得到入土深度为5-6mm和3-4mm的土样，最后测出这三组盛土杯中土的含水量ω。并按测定结果在双对数坐标上作出圆锥体的入土深度与含水量的关系曲线。

具体的试验数据见下表4-3

表4-3淤泥界限含水量

1.3.4 结论:

(1)由试验数据可得，淤泥的塑性指数Ip= 41.59，可知淤泥的塑性指数比较大，淤泥处于可塑状态的含水量范围较大。

(2)从土的颗粒来说,由于Ip随着土粒的表面积增大而愈大，结合水含量愈高，所以该淤泥的土粒比较细，从而得出土粒表面积较大。

(3)从土中水离子成分和浓度来说，当水中高价阳离子浓度减少时，土粒表面吸附的反离子层中低价阳离子增加，Ip变大。所以该淤泥的土中水高价阳离子浓度较小。

(4)由试验可知液性指数IL==1.4>1.0，故原状淤泥处于流塑状态,说明土质很软。

1.4 试验淤泥的粒度分析

1.4.1试验材料及仪器：原泥、大烧杯、试验小勺、BT-9300H激光粒度分布仪

1.4.2试验方法:

a.取少量淤泥加入烧杯中，再加入少量清水并搅拌至淤泥完全溶解在水中。

b.在激光粒度分析仪中加满清水，打开分析仪读出清水的粒度情况。

c.待清水中数据稳定后，向分析仪中加入淤泥水溶液，待软件中溶度数据在30到59间时停止。

d.点击测试键开始分析淤泥的粒度情况。数据如下表图所示

淤泥粒度分析表

1.4.3 试验结论：

从图表中得到不均匀系数，可看作是均粒土，属级配不良。

2 絮凝剂介绍

2.1有机絮凝剂

有机絮凝剂是指能产生絮凝作用的天然的或人工合成的有机分子物质。它包括天然高分子、合成高分子和微生物絮凝剂三大类。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，因此具有很强的吸附功能使水土分离[3]。

2.1.1合成有机高分子絮凝剂

人工合成有机高分子絮凝剂多为水溶性的聚合物,现已在淤泥处理中得到广泛应用,目前应用较多的是聚丙烯、聚乙烯物质。合成有机高分子絮凝剂具有用量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质pH 及环境温度影响小，生成污泥量少的优点并且由于分子量大、官能团多的结构特点，在我国市场上占绝大优势。根据官能团离解后所带电荷性质的不同,合成有机高分子絮凝剂又可以分为阳离子、阴离子型和非离子型三种，其相对分子质量从五十万到千万以上，这使其絮凝效果有很大的提高。在应用中常使用阳离子型的有机高分子絮凝剂，国内外对合成有机高分子絮凝剂的研究也主要集中在阳离子型有几高分子絮凝剂上。但是由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，且合成用丙烯酰胺单体有毒，能麻醉人的中枢神经，应用领域受到一定限制，因此目前絮凝剂正向廉价实用、无毒高效的方向发展。

2.1.2天然有机高分子絮凝剂

天然有机高分子改性絮凝剂是利用农副产品中的天然有机高分子物质经过化学改性而得到的。由于天然高分子改性絮凝剂具有活性基团多、结构多样、来源丰富、价格便宜、无毒、可再生等特点,使得此类絮凝剂具有巨大的开发潜能。

2.1.3微生物絮凝剂

微生物絮凝剂是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的处理剂。微生物絮凝剂目前较为普遍接受的是“架桥作用”机理: 微生物絮凝剂具有能与胶粒表面某些部分起作用的化学基因。当微生物絮凝剂与胶粒接触时, 基团能与胶粒表面产生特殊的反应而互相吸附,而微生物絮凝剂的其余部分则伸展在溶液中, 可以与另一表面有空位的胶粒吸附, 这样就起了“中间桥梁”的作用[4]。

篇2

【关键词】淀粉；聚丙烯；发泡材料；制备；性能

一、淀粉

1.淀粉的性质及特点

淀粉是由多个葡萄糖分子聚合而成的物质。燃点约为380℃。淀粉不溶于水，在和水加热至60℃左右时（淀粉种类不同，糊化温度不一样），则糊化成胶体溶液。淀粉可以分为直链淀粉和支链淀粉两类。直链淀粉可溶，而支链淀粉部分溶解。支链淀粉溶解产生糊精。糊精在食品行业中可以作为添加剂，在造纸行业也用到糊精，糊精还可以做胶水、浆糊等等。

2.淀粉的改性

天然的淀粉性质不稳定，从而人们对淀粉进行改性，制备出改性淀粉使其能够更好的被人类生活所利用。淀粉的改性方法有很多，主要可以概括为：物理变性，化学变性，生物改性和复合变性四类。

（1）物理变性：就是通过对淀粉预糊化、微波，辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等物理的方法对其改性。

（2）化学变性：就是在淀粉中加入不同的化学试剂使其酸解、氧化、交联、酯化、醚化和接枝等得到变性淀粉。

（3）生物改性：用各种酶来处理淀粉。

（4）复合变性：用上面任选两种或两种以上的方法对淀粉进行处理而得到的变性淀粉。例如将淀粉预糊化后再接枝，或先将淀粉氧化后再交联而得到的氧化交联淀粉等。

3.淀粉在塑料中的应用

（1）填充型淀粉塑料：是在塑料中加入不超过30%的淀粉，再加入相应的添加剂，通过加工而得到的淀粉基塑料。

（2）共混型淀粉塑料：是将淀粉与一些高分子材料共混，在混合中淀粉含量不低于30%。淀粉可以与纤维，秸秆等天然高分子混合，或者与PP、PE、聚乙烯醇等合成高分子混合。

二、聚丙烯

聚丙烯（PP）是一种白色粒状、无毒、无味的热塑性树脂。其用途相当广泛，五大通用塑料之一的聚丙烯具有加工性能好、来源丰富、价格便宜、电绝缘性好等优点。在汽车、家电、包装、电子、家具和一些高档工具上，需求量非常大。

1.聚丙烯的结构

聚丙烯的结构是由配位聚合得到的头一尾相接的线型结构：

如图1所示。全同立构与间同立构的聚合物称为立体规整聚合物，配位聚合体系主要得到全同立构的聚丙烯。TiCl4催化体系获得等规聚合体约占总的聚合的90-95%，实际的聚丙烯大分子链中虽然主要是全同立构的分子链段，但也包含一定量的间同立构和无规立构分子链段。所以部分大分子链呈现不规整性。这种聚丙烯具有“全同立构的立体嵌段”结构。

（1）物理性能。聚丙烯有较好的耐热性，长期使用温度可超100℃。聚丙烯的强度和刚度也好过聚乙烯，坚韧耐磨、耐震，机械性能好。聚丙烯是非极性高聚物，有优良的电性能和良好的耐热性，所以在电器工业上广泛使用。聚丙烯的另一优点是质轻（密度0.9g/cm3），制品能浮在水面上，这就使它的应用范围更广。

（2）耐化学介质性能。聚丙烯的耐酸碱性能良好，无论常温或较高温度（70℃，100℃）条件下，其耐碱及各种盐类的性能尤为突出。在室温下它几乎耐所有的无机酸和有机酸。70℃时耐10%盐酸、40%硝酸及30%硫酸的性能良好，但其易遭受氧化性的无机酸如浓硝酸、发烟硫酸等的侵蚀。

（3）大气老化性能。聚丙烯在光、热和空气中的氧（或臭氧）作用下易老化，尤其是大分子链中叔碳原子处易被氧化降解，光和热的作用在于引发氧化降解反应。聚丙烯可制成薄片，吹塑成型，也可以用压铸或挤压等方法成型。聚丙烯的机械加工性能很好，可以锯、切削，在床车上加工，也可用普通木材与金属的加工工具进行加工、还可焊接（220℃）。

2.聚丙烯的改性

（1）聚丙烯的化学改性。通过对聚丙烯进行接枝共聚、氯化、嵌段、交联、氯磺化等化学手段对其改性从而获得性能良好共聚物的方法。

（2）聚丙烯的物理改性。通过物理的方法将聚丙烯、有机（无机）材料或一些添加剂进行混合、混炼来改变聚丙烯的高层次结构。物理改性大致分：共混改性、填充改性、增强改性、功能改性等。共混改性：指将两种或两种聚合物材料、无机材料和添加助剂，在一定温度下进行机械混合。填充改性和增强改性：指在高分子材料中加入一定量的填充剂来改善聚合物材料的性能和弥补材料的不足。常用的填充剂有：滑石粉、碳酸钙、云母、高岭土、导电材料等。功能改性：PP属于易燃材料，在工业生产中，加入阻燃剂，可以对其进行阻燃改性。还有对PP进行防静电处理，将抗静电剂喷洒、浸渍、涂覆抗静电材料或将抗静电剂掺和到材料中，成为抗静电性能的材料。

3.聚丙烯发泡材料及其应用

聚丙烯发泡材料具有良好的耐热性（最高达130℃的使用温度）可在微波中使用。同时还具有较好的力学性能、可降解性、无毒环保等优点，被广泛应用在包装、汽车和隔热材料等方面。聚丙烯发泡材料的这些优点使其成为PS泡沫材料的良好替代品。

（1）包装材料。发泡塑料质量轻应用在塑料包装上较好。由于它耐热性好，高达130℃，因而可以将其制成容器，放在微波炉中使用。例如：耐高温的碗、盘子、保鲜膜等等。由于发泡PP片材无毒，在加入一些物质后可部分分解，用它制作的一次性餐具是比较理想的环保餐具。例如：果盘、托盘、熟食品还有在电器的包装上等。

（2）隔热材料。聚丙烯发泡材料的绝热性好，热导率低，可耐120℃高温，可作为热水管、贮槽的热绝缘材料和一些管道的保温材料等。

（3）建筑材料。发泡PP可作为屋顶、墙壁的填料。可用它制作成建筑模板。通过加入一些纤维合成木材，制作成木地板。

【参考文献】

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1淀粉在建筑材料中的研究进展

1.1木材环保胶黏剂的应用研究常用的木材胶黏剂释放出大量的甲醛,危害人体,研究者将开发制备低甲醛含量的环保胶黏剂投向淀粉。时君友[2]将玉米淀粉复合,改性制得玉米淀粉悬浮液加入水溶性高分子作为稳定剂,在一定条件下与天然玉米淀粉、碳酸钙、VAE乳液相混合,搅拌均匀,形成以玉米淀粉为原料的API胶黏剂主剂,用该胶黏剂压制胶合板。韩美娜[3]以过硫酸铵为引发剂,在玉米淀粉上接枝共聚丙烯酸丁酯(BA)和乙酸乙烯酯(VAc)制备乳液状淀粉基胶黏剂,该淀粉基胶黏剂,不需添加任何助剂,可直接用于粘接木材。

1.2在涂料中的应用研究目前在涂料中用作胶黏剂的改性淀粉主要有氧化淀粉、交联淀粉、多孔淀粉、接枝共聚淀粉和复合变性淀粉。曾丽娟[4]用双氧水作氧化剂,硫酸亚铁为催化剂在碱性条件下对木薯淀粉进行氧化,然后进一步交联处理,制备内墙涂料基料,达到标准要求。黄秀娟[5]将淀粉用浓度为27%的双氧水及适量的NaOH氧化,再加氯乙酸和NaOH,半干法醚化,得到取代度为0.15的可流动半固体,经单滚筒预糊化干燥,得到优质建筑腻子墙面胶粉。程存归[6]用玉米淀粉为原料,通过高锰酸钾氧化玉米淀粉,配以脲醛树脂、催化剂、催干剂、防腐剂等,研制出一种高稳定型淀粉胶黏剂,有效地解决了淀粉稳定性差、贮存期短的问题。朱仁宏[7]将多孔淀粉和淀粉,吸附天然除虫菊酯后,加入内墙涂料,利用多孔淀粉的吸附和缓释作用,研制出具有长效杀虫效果的内墙涂料。王彦斌[8]采用乳液聚合的方法,将糊化氧化后的玉米淀粉和苯乙烯接枝共聚制得性能优良的乳液,该乳液可以作为乳胶内墙涂料的基料使用。

1.3砂浆中的应用研究徐鹏[9]针对传统抹灰砂浆施工性能差、保水性差、黏结强度低以及易开裂等缺点,研究保水剂、淀粉醚、憎水剂和聚丙烯纤维对抹灰砂浆性能的影响,研制了一种新型抹灰砂浆。随着人们的环保意识不断提高,干混砂浆正在逐渐被推广应用,干混砂浆外加剂的发展是推广干混砂浆的技术关键。淀粉醚作为增稠剂能影响以石膏、水泥和石灰为基料的砂浆稠度,改变砂浆的施工性和抗下垂性。

1.4混凝土减水剂的应用研究王田堂[10]采用水溶液法,以次氯酸钠为氧化剂制取氧化淀粉,再经溶媒法以环氧乙烷作醚化剂将氧化淀粉醚化,制备出氧化-醚化淀粉型减水剂,并且相同掺量下,氧化?醚化淀粉型减水剂减水效果明显优于萘系减水剂。

1.5陶瓷生产中的应用研究刘一军[11]采用自制聚乙烯醇(PVA)改性淀粉聚合物制备新型高分子增强剂,对陶瓷坯体具有明显的增强作用,而且对浆料的流动性没有太大的影响。陈玲[12]探讨了酯化淀粉添加量对陶瓷浆料流变特性以及成型出的素坯的线收缩、密度、干坯强度和显微结构的影响,利用淀粉受热吸水溶胀和糊化的性质以及糊化后淀粉糊的凝胶化特性可实现Al2O3陶瓷浆料的近净尺寸原位凝固成型,制备了致密、均匀的坯体。此外,淀粉还可同时作为造孔剂和黏结剂用于制备各种多孔陶瓷,功能陶瓷材料及生物活性多孔陶瓷等也有了大量的研究。淀粉用于建筑材料得到较大的发展,延伸到较广的领域,但是这些应用都是将淀粉作为建筑材料的辅助材料加以利用,在建筑材料中只占很少一部分,淀粉作为一种生态建材其优势未充分发挥。本文将淀粉、生石灰和火碱按一定比例配置,得改性淀粉,将3%和7%改性淀粉同水和生土按比例拌合,对夯实试样进行试验研究。

2试验研究

2.1试验准备研究土样取自宁强阳平关,该土在当地可直接用于建造生土建筑,取回土样较潮湿,粘结成块,用手很难掰开。用酒精燃烧法测定其天然密度和天然含水率分别为2·146g/cm3和21·4%。土样的液塑限通过型号LP-100D数显液塑限测定仪测定,液限为27%,塑限为16·8%。将风干土样碾散,过5mm筛,将筛下土料拌匀,采用轻型击实试验测定素土、3%改性淀粉和7%改性淀粉拌合生土的最优含水率和最大干密度,击实试验结果见表1。根据击实试验结果制备素土、3%淀粉和7%淀粉拌合的击实土样,按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),加工成直径约为3·91cm,高为8cm的圆柱体,每组3个,共9个,待风干后用来测试无侧限抗压强度;采用环刀直接在击实试样上切取直径61.8mm、高度20mm试样,每组4个,共12个,用来进行直接剪切试验。

2.2无侧限抗压强度室内无侧限抗压强度试验采用仪器为YYW-2型应变控制式无侧限压力仪,依照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)进行。试样最终均发生了脆性破坏,取与平均值接近的一组绘制应力应变关系曲线,见图1。

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关键词：文物保护材料

中图分类号：G263文献标识码： A

引言

历史文物是我们祖先劳动、智慧和革命精神的结晶，具有重要的历史、艺术和科学价值，是国家文化的内涵底蕴。文物保护是一门多学科、多领域相互交叉的边缘学科 ,涉及的范围广泛。材料科学作为基础应用学科在文物保护研究与处理过程中占有很重要的地位。

当我们对文物实施保护处理时首先考虑到的是它的材质和保存现状，以及物理载荷和化学环境等。从某种意义上讲，文物保护工作就是通过对文物材料及文物于涉材料的研究，以达到延长文物保存时间的目的[1]。

上个世纪后半叶，生物工程、新材料等领域不断革新，这些影响渗透到包括文物保护领域在内的各行各业各个领域，文物保护技术在新世纪必将发生重大变革。目前国内外常用的封护剂有甲基丙烯酸树脂、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等。这些材料的耐老化时间一般只有几年时间，可逆性不好，存在一定的局限性，在新的世纪里对封护材料的保护性能提出更高的要求。氟碳有机氟材料由于具有超耐候性、耐化学性、氧透过性低、阻燃性等卓越性能被广泛地应用到文物保护工作中，如：古建、石刻封护剂，金属文物的防锈涂料，有机文物加固剂。随着纳米材料在许多领域的应用，成为材料科学研究的热点，其也必将从文物保护新材料中脱颖而出应用于古建、石刻、金属文物、有机文物、博物馆环境的保护工作[2]，目前在文物保护中应用比较广泛的材料做如下分析。

1. 高分子材料在文物保护中的应用

有机高分子材料是文物保护中使用的一类重要的材料，在文物保护中被用做文物的加固材料、粘接材料、表面封护材料等。在文物保护中使用的高分子材料包括：天然有机高分子材料（多糖、 蛋白质、 蜡等）；水溶性合成树脂；溶剂型合成树脂；反应型高分子材料；高分子树脂乳液等[3]。其在保护及修复石质文物、壁画、古建筑、博物馆藏品等方面发挥重要作用[4]。以下为常用的高分子文物保护材料：环氧树脂粘结力特别强，可以粘合各种金属和非金属材料。例如，应用环氧树脂胶粘剂可以修补、粘接断裂的石雕艺术品，残破的陶器和瓷器，以及用来加固和粘接古建筑木构件等。聚乙烯醇缩丁醛乙醇溶液被用来保护古代壁画的画面和用于金属文物的表面保护，以及加固脆弱的古代纺织品等方面，效果均不错。聚乙烯醇溶液和聚醋酸乙烯醋乳液也经常被用来封护古代壁画的画面层或加固、粘贴壁画的地仗层。聚醋酸乙烯醋乳液还常常被用来渗透加固古代脆弱的陶器、瓷器、骨器、角器、石器、象牙制品等。丙始酸酣乳液用于古代壁画颜色的保护和金属文物的渗透加固，效果比较好。另外，丙烯酸醋乳液还可用来加固古文化遗址或古墓葬的地基。不饱和聚醋树脂配合无碱玻璃布作成玻璃钢代替糟朽木材应用在古建筑糟朽木构件的加固方面。聚乙二醇试用于古代饱水的木器和漆器的脱水定形处理。有机硅树脂可用于防止岩石的表面风化作用，以及用有机硅树脂来处理饱水的木器和漆器[5]。改性有机硅S- i 97材料具备良好防水、防酸碱盐、 防风化、防污染、抗冻融以及耐候性、加固性和透气性,使已风化的砖质文物得到了有效的保护[6]。

2. 纳米材料在文物保护中的应用

纳米材料具有表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等基本特性。纳米材料在文物保护中具有的超双亲界面、抗紫外线和耐老化、透明和防遮盖及耐腐蚀抗氧化等其他材料所无法比拟的特性。针对目前文物保护中存在的问题，纳米材料可应用于石质文物保护中，纳米技术应用在石质文物裂隙注浆中[7-8]。MDI型聚氨酯广泛应用于秦俑彩绘陶器保护中，以物理共混方式采用超声波分散将纳米材料添加到MDI型聚氨酯中，可提高耐光老化性[9]。纳米材料在金属文物[10]、陶器、纺织品等[11]有机质文物等的保护中都有应用。虽然纳米材料应用于文物保护具有广阔的前景但是目前纳米材料在文物保护中的应用仍处于研究阶段还有许多问题亟待解决，如纳米粒子极易相互吸附而发生团聚降低了纳米材料的优异性能，降低纳米复合材料的耐紫外稳定性。随着制备方法的改进、理论的不断完善及对其机理的不断深入研究，纳米技术将在文物保护中得到更广泛的应用[11]。

3. 无机胶凝材料在文物保护中的应用

在人类早期的建筑活动中，粘土、石灰、石膏、火山灰是最早被使用的胶凝材料。因此许多土砖石结构的古遗址、古建筑中都使用过这类早期的胶凝材料。现在，这类材料已成为最重要的文物保护用材料。针对文物不同程度的损伤，如开裂、剥落甚至坍塌等状况要进行加固处理。常用的无机加固材料有生石灰、氢氧化钙、硅酸盐、氢氧化钡等。古建筑、石质文物或者陶质文物表面腐蚀或剥落以致残缺，使其表面的文化特征（如雕刻纹饰或文字等）逐渐消失。解决这类问题，要选用合适的修补材料，采用适当的修补技术（如粘结、压力灌浆、补缺）来修复文物。对于古城墙的修补，我国使用的技术主要有粉刷涂料勾缝、替砖修复、砖粉修复、外贴仿制面砖、压力灌浆等。用于文物修补的无机材料有石灰、水泥、石膏、粘土、石灰石粉等[12]。

4. 仿生无机材料在文物保护中的应用

仿生合成技术是模拟生物矿化过程，以有机物的组装体为模板控制无机物的结晶形成，制备出具有特殊结构和功能的新型材料。生物矿化最主要的特征就是从分子水平控制无机矿物相的结晶析出，从而使生成物具有优良的物理和化学性质。仿生无机材料具有耐候性优越、与基底石材相容性好、合成条件（常温常压）温和及对环境无污染等优点，为石质文物的保护工作开辟了一条新的途径。利用仿生技术模拟生长此类保护膜用于文物保护无疑具有诱人的前景[12]。仿生仿生无机材料具有优越的耐候性、与基底石材相容性好、合成条件（常温常压）的温和性以及对环境无污染等优点，是一种很有潜力的新型石质文物保护材料。人们已经在石质文物表面发现了一类能够长期保护表面石刻文字的生物矿化膜，其中已经得到确切证明的有以草酸钙为主要成分的无机膜，也可能还有以磷酸钙为主要成分的其他生物无机膜。利用仿生技术可以在文物表面形成一层很薄的无机保护物质，该保护层具有许多令人十分赞赏的优点，如：具有致密有序的结构，半透明的外观，耐候性极佳，耐磨性好，与基底结合牢固，甚至具有可适当调控的性能和结构。另外，其合成方法与环境的友好性，以及能在生理环境下实现施工的优越性，都显现出仿生技术在文物保护领域应用的潜力[13-15]。

5 涂料在文物保护中的应用

化工涂料行业的产品随着各行业的需求，发展非常迅速，并早已广泛应用于文物部门的古建筑维修保护。由于文物保护科技需求，文物保护处理使用的涂护材料，不能改变及损害文物原来的面貌，保护材料必须无色透明，常温常压下施工，干燥膜尽量簿，有较强的附着力和较好的长期耐侯、耐老化性能与外界环境隔绝尽可能长时间不受外界自然环境的侵蚀阻止其老化腐蚀及磨损等。田金英对用于室外金属文物表面保护涂料进行了研究，在三大类涂料：有机硅（硅酸盐）类、丙烯酸和聚氨醋中都选择出具有代表性的样品，再经实验室试验。结果表明，丙烯酸清漆均不带颜色它能涂护室外的各种金属饰件，对金属文物能起到保护 和装饰作用，防止大气腐蚀，文物本身的面貌改变不明显。王芳等对文物保护中几种有机聚合物涂料的光降解进行了研究。丙烯酸类涂料的耐老化性能优异，不易老化降解，即使降解生成的产物也是不引起颜色变化的物质，同时不易改变文物的外观，具有特殊的功能。这有益于指导人们选取适宜的文物保护材料。生漆、溶剂型树脂涂料、水基树脂涂料、耐候性氟涂料等涂料在物保护中都发挥重要作用。

结论

科技进步日新月异，随着材料科学和新技术的发展，会有更先进材料用于文物保护中。文物是传承历史的重要符号，是不可再生的文化资源，对于文物保护工作，要针对文物本身的特点，结合文物所处环境，选择最合适的文物保护和修复材料及技术。对于文物保护中使用的材料，其实就是使用材料的某种或几种性能 ，同时还要考虑材料的综合性能以及与文物基体材料的相容性。文物保护用材料要在满足使用性能的基础上兼顾工艺资源、经济等方面的因素，综合指导在文物保护过程中的材料选择、组合及应用。

参考文献

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篇5

关键词：助磨剂；聚合；接枝；节能

Abstract: This paper combining the cement grinding aid in China present situation and development trend, elaborated systematically in last few years our country synthetic cement grinding aid in the research and application of the latest progress, from 2010 to 2012 in the field of technology innovation analysis found that, through polymerization, grafting reaction synthesis of polycarboxylic acid cement grinding aid, with stable performance, lower cost, environmental protection and energy saving, good performance of cement grinding effect, enhance the advantages, has become the main research direction of grinding aids.

Key words: grinding agent; polymerization; graft; energy saving

中图分类号:TU5文献标志码:A 文章编号:

0 引言

水泥工业是国民经济发展、生产建设和人民生活不可缺少的基础原材料工业。2010年全国水泥产量18.8亿吨，是2005年的1.7倍；2011年水泥制造业销售收入总额达到（规模以上工业企业销售收入之和）9197.890亿元，利润总额达到1019.663亿元；2012年上半年水泥行业产量达994160055.73吨，比2011年同期增长了5.48%。面对水泥需求量增加，水泥产业能耗和污染问题也日趋严重。水泥粉磨作为水泥生产的最后工序，也是耗电最多的工序，约占水泥生产总电耗的60%～70%，其主要功能是将水泥熟料及其它相关混合原料研磨至适宜粒度，达到相关的颗粒级配，增大其水化面积，加快水化速度，实现水泥浆体在凝结和硬化要求。在水泥粉磨过程中，原料条件、艺流程及产品细度直接影响着水泥粉磨电耗，因为随着水泥细度的增加，细颗粒会出现团聚、静电吸附等现象，造成水泥选粉效率和粉磨效率急速下降。所以根据电耗水平与比表面积之间存在的指数方关系（介于1.3～1.6），可以通过添加水泥助磨剂的方法，水泥粉磨过程中实现改善水泥细度，降低电耗，缩短生产周期，减少环境污染。

1研究背景

粉磨工艺环节中，主要采用设备为球磨机，具有结构简单，磨出的水泥粒径分布和工作性能较好，但粉磨过程中由于静电作用，易发生团聚现象，影响水泥质量，且能耗太大，水泥助磨剂的使用是必不可少。

经过70多年的发展，助磨剂按使用时的状态可以分为：固体、液体和气体助磨剂，其中以固态和液态助磨剂为主。在合成型助磨剂研究出现之前，助磨剂在应用上出现了以单一物质类助磨剂和复配型助磨剂。其中，单一物质类助磨剂包括：（1）有机助磨剂：三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、甘油、丙二醇、丁醇、醋酸胺、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐、糖蜜、腐殖酸钠、木质素磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚磷酸盐等；（2）无机助磨剂：粉煤灰、炭黑、石墨、石膏、胶体二氧化硅、硬脂酸盐类、水玻璃、硫酸钠、氢氧化铁、碳酸盐的无机盐材料等。复配型助磨剂是指将多种单物质助磨剂混合而成，克服了单一助磨剂性能上的不足，并根据水泥应用的实际需要，复配具有不同功能的助磨剂产品，有效实现了改善和稳定粉磨工艺、满足水泥新标准要求、实施高细磨和超细磨、改善水泥性能、增加磨机产量、节省电耗等目的。目前，国内外水泥行业比较通用的助磨剂是烷醇胺类和多羟基醇类等有机无机材料的复配产物，组分大体分为离子型和非离子型，属于离子型助磨剂的主要有醇胺类化合物、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、木质素磺酸盐等，属于非离子型助磨剂的有多元醇及多元醇胺等。这类助磨剂成本高，性价比低，稳定性差，用量敏感，且大部分助磨剂含盐量大，在生产高性能优质耐久性水泥时是有害的。因此，如何最大限度地降低水泥助磨剂行业的原料成本及寻找新的三乙醇胺的替代品已经是业界关注的焦点，所以水泥助磨剂由复配型向合成型转化，对提高水泥粉磨效率，节约能源，降低水泥生产成本；减少熟料用量，提高粉煤灰、矿渣及其他废弃物的利用率；提高水泥质量和产品档次，及水泥工业的技术水平具有重要的现实意义。

2 研究进展

与国外相比，我国助磨剂研究起步相对较晚，但在最近几年合成型水泥助磨剂相关应用研究逐渐深入。在合成型水泥助磨剂之前，早期合成类助磨剂的研究已有所发展，如2004年黄剑锋[1]以丙烯酸和马来酸酐为原料制备MA-AA共聚物钠盐，作为天然矿石助磨剂；2006年曹丽云等[2]：以对氨基苯磺酸、苯酚、甲醛为主要原料，制备氨基磺酸系高效减水剂，对石英、滑石和锆英石等陶瓷硬质原料具有比较明显的助磨效果。2007年以来，合成型水泥助磨剂逐步成为研究热点，其中专利CN 101182149A[3]中通过酯化反应制备聚乙二醇单甲醚（甲基）丙烯酸或聚乙二醇单甲醚丙烯酸，而后进行聚合反应，将甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐或马来酸中的一种或几种和甲基丙烯酸钠加入接枝，制备出含聚羧酸系复合活化水泥增强助磨剂。在2008年间，三明市新创科技有限公司采用CS高分子合成液体助磨剂，实现了水泥颗粒粒度颗粒粒度分布更为合理化，平均粒径和中位粒径均比掺前减小改变了，且生产出的水泥对混凝土外加剂具有良好的适应性；山东华冠建材技术开发有限公司[4]（CN 101428984A）通过97%～98%的硫酸与环氧丙烷反应，生产一种醇酯型水泥助磨剂，具有性能稳定，适应在磨机温度较高的状态下使用，提高粉磨效率。

2009年，刘珍元等[5]利用丙烯酸和丙烯酸甲酯通过水相自由基聚合，获得水溶性丙烯酸钠和丙烯酸甲酯聚合物，对Mg(OH)2粉体球磨分散效果有很大的改善；王彬等[6]合成三乙醇胺硫酸酯、三乙醇胺乙酸酯、三乙醇胺马来酸酯、马来酸三乙醇胺盐和油酸三乙醇胺盐五种改性三乙醇胺化合物，其助磨效果优于三乙醇胺，其中马来酸三乙醇胺盐的助磨增强效果最佳；张昀等[7]经马来酸酐和聚乙二醇酯化，再与丙烯酸缩聚，在引发剂质量分数2％情况下，当n(MA)：n(PEG)=1.4：1.0，温度90 ℃下合成反应3 h，并保温1 h，所得助磨剂助磨效果良好，水泥砂浆3 d和28 d抗压强度分别提高了10.5％和8.3％；山东宏艺科技股份有限公司[8]将丙烯基聚醚、甲基丙烯酸、丙烯酰胺等在引发剂过硫酸盐作用下，制备出不含氯离子的聚羧酸盐水泥助磨剂。

2010年，王振华等[9]以马来酸酐、马来酸酰胺和烯丙基醚等为原料，合成一种高分散、高早强活化作用的高分子水泥助磨剂，掺量为0.03％时，3 d和28 d抗压强度分别提高了16.6％和7.7％；福建省新创化建科技有限公司以聚醚、丙烯酸、聚乙二醇单甲醚一甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、醇类原料、丙烯酸、甲基丙烯酸的不饱和磺酸盐等原料，开发出接枝共聚型聚羧酸改性高分子合成原料和接枝共聚型聚羟酸改性高分子合成原料，两种原料外观分别呈淡黄色和棕色，具有复配能力强，掺量小，潜力大，相容性好，性能稳定和绿色环保的优点，在助磨效果和对水泥性能改善上均比以三乙醇胺为主要复配原料的传统助磨剂好，且与当时市场上醇胺、醇类产品相比（1.4万元/吨），市价不高于8 000元/吨，体现出较好的经济效益；南京工业大学材料科学与工程学院的沈晓冬等，成功研制了NTUM系列高分子合成水泥助磨剂；中国矿业大学王栋民等研究合成新型助磨剂（S―GA），其使用效果在水泥颗粒级配，粉磨效率，诱导水泥水化反应，提高凝胶材料强度等方面均优于三乙醇胺；唐山市龙亿科技开发有限公司采用自由基聚合和缩合聚合的方式，制备了以下两种类型水泥助磨剂，通过大磨试验表明该助磨剂可同时提高3 d和28 d强度，且提升幅度进一步增加，同时可以有效解决水泥与外加剂相容性问题；专利CN 101798198A[10]，CN 101928113A[11]，CN 101955330A[12]，CN 102060459[13]也采用相似原料对合成型水泥助磨剂进行深入研究，取得了良好效果。

2011年，福建省新创化建科技有限公司生产出以接枝共聚型“聚羧酸类”和“聚羟酸类”改性高分子为基体，添加部份醇胺及醇类辅助原料，合成CS-Ⅱ型系列高分子水泥助磨剂，并已成功应用于大田岩城水泥有限责任公司和大田新岩水泥有限公司水泥生产线，为企业创造了良好的经济效益；朱化雨等[14]利用马来酸二乙醇胺酯，与丙烯酸、甲基烯丙基磺酸钠等原料合成具有高分散、高早强活化性能的新型水泥助磨剂，其助磨增强效果明显优于三乙醇胺；山东宏艺科技股份有限公司以甲氧基聚乙二醇(MPEG)和丙烯酸酯化反应，合成甲氧基聚醚丙烯酸酯大单体，再由马来酸酐、甲基烯丙基磺酸钠等通过自由基聚合制备助磨剂，通过水泥比表面积、粒径分布、水泥细度、中值粒径(D50)及强度等方面分析，具有较好的助磨效果；福建科之杰新材料有限公司[15]利用不饱和聚醚、不饱和酸和不饱和磺酸为原料，合成.一种功能化可调两性聚羧酸系水泥助磨剂，其分子结构为梳型结构，主链含有极性基团，侧链中含有聚氧化乙烯基链段；刘长福[16]利用磺化剂、接枝改性剂、接枝引发剂、水溶性聚合反应原料、接枝改性剂、交联剂和中和剂，制备出水溶性高分子助磨剂，对环境保护，能源节约，降低成本等方面意义显著。

2012年，段冲等[17]通过乙二胺的羟乙基化合成多元醇胺类的助磨剂单体， 该助磨剂能显著提高水泥细度和比表面积，明显改善颗粒级配，提高水泥的3d和28d强度；专利CN 102643047A[18]和CN 102643047A[19]以马来酸酐、醇胺、丙烯酸等为原料，聚合生产出聚羧酸系水泥助磨剂，实现了配方简单，生产操作方便，无三废排放，有效提高了水泥强度和粉磨效率。

3 结论

合成型助磨剂主要经自由基聚合和缩合聚合的形式来实现，通过中小分子合成体系和高分子合成体系制备出新型水泥助磨剂，与单一型助磨剂和复合型助磨剂相比，在降低成本，性能稳定，助磨效率，水泥性能等方面具有独特优势，同时，对水泥行业实现节能减排和保护环境，具有良好的经济、社会效益。

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篇6

关键词：新型；环保；装饰材料；应用

1新型涂料

1.1水性金属防腐蚀涂料及其应用

1.1.1水性醇酸

所谓水性醇酸涂料，当前主要研究集中于单组份氧化成膜体系。具有水分散性的自乳化醇酸树脂，主要通过氨水中和羧基基团或者胺获得。在表面形成了一层漆膜之后，中和剂迅速挥发，并在金属的表面保留具有酸性特征的聚合物；在漆膜中，不存在亲水性官能团，而通过催干剂作用，漆膜与氧气产生化学反应，此时羧基和基材实现螯合过程。除了基本的化学反应以外，脂肪酸双键也是实现防腐蚀目标的重要方法之一，可以快速将氧气吸收，避免氧气对金属表面造成威胁。由于应用催干剂，涉及到亲水性处理过程，之后逐渐扩散到树脂分子中；但是通过乳化作用而引入的小分子乳化剂，可能对成膜之后的耐水性有所影响。因此，当前水性醇酸涂料的普及性不高，其耐水性仍有待改善。

1.1.2水性环氧树脂

水性环氧作为当前水性金属防腐蚀涂料中应用较多的品种，主要应用到环氧树脂的可交联性、粘附性等特征。通过应用自乳化型的环氧树脂，与水性环氧固化剂进行混合。在该混合体系中，环氧树脂的软化点以及相对分子质量比较高。固化剂由水相转移到环氧树脂的分散体中，反应物的浓度随之降低，涂料适用性有所增强。另外，环氧树脂和固化剂具备水分散性，二者的相容性能较好，可保证在成膜过程中实现氨基与环氧的充分接触，更利于保障涂层的抗锈蚀性、耐水性。对于自乳化环氧树脂分子链中的亲水性官能团，包括阳离子、阴离子以及非离子等若干类型，可通过氨基横酸盐、氨基酸或者氨基苯甲酸等引入亲水官能团，也可以通过环氧分子中含有的亚甲基发生引发剂作用，和不饱和的亲水性单体完成共聚过程，实现亲水目标。在环氧亲水化过程中，也可以将制备丙烯酸酯乳液技术引入其中，有效改善树脂成膜之后的耐水特征。

1.1.3有机硅水分散体

在硅氧烷成膜过程中，与一般性的聚合物水分散体有所区别，在这一过程中会产生乳液受到自身压力作用而挤压成膜的过程，与水解缩合交联完成物理与化学的作用过程。在发生化学作用的过程中，该体系引入了空气中的酸雨带入，随后启动反应过程。因此，乳液自身由于没有酸雨带入，可以保持贮存的稳定性。以国外先进的水性防腐涂料工艺和技术来看，很多并不是真正意义的有机硅体，大多为有机硅――丙烯酸共聚乳液，这主要与有机硅成本以及与其他成膜树脂的配套密切相关；在对水性有机硅聚合物以及相应涂料进行制备过程中，涉及到表面活性剂的大量应用，才能确保涂料性能，这就将对漆膜的耐水性能产生影响。对于水性有机硅涂料的成膜机理和作用过程来说，将对其透气性、防水性产生直接影响，在实现金属涂装过程中，应注意确保漆膜对氧气、水蒸气等屏蔽作用。当前应用与研究的热点在于，如何改性有机硅树脂，以提高其防腐性能。

1.2防水涂料

1.2.1硬性灰浆

刷完后不需对涂层进行处理，可直接贴砖，施工方便。多用于顶面的背水面硬性灰浆。也称刚性灰浆：乳液与砂浆的配比为1∶4，刷完后不需对涂层进行处理。固化后形成水泥硬块，不会起包渗水，其背水面的防水效果很好，是其最大优势。缺点在于此种灰浆硬度较高，容易随着基层的变形开裂而开裂。因此一般用于背水面的防水。

1.2.2柔性灰浆

乳液与砂浆配比是5∶4，具有弹性，就算基层变形开裂也不会影响防水效果。多用于墙面和地面等迎水面，不可用于顶面等背水面，如果防水没做好，有水渗透，很容易起包渗水。柔性灰浆中还有一类硅胶类防水涂料。属于高档柔性灰浆，弹张力和柔韧度都很好，但比较昂贵。市场上十分少见。

1.3氟碳涂料

该涂料在行业内称为“涂料王”，它是以含氟共聚树脂或氟烯烃与其他单体共聚物为主成膜物质。经加工改性、研磨制成的涂料。其主要特性是树脂中含有大量的C―F键是已知最强的分子键，以及氟原子的化学物性，使得氟涂料与一般涂料相比，有其无可比拟的耐候性、耐久性、耐酸碱性、耐化学腐蚀性能、耐热性、耐寒性、自熄性、不粘性、自性、抗辐射性等优良性能，它的使用寿命是普通涂料的3～5倍，广泛应用于建筑、工业、航空、电子、机械及木家具等领域。

1.4智能涂料

“智能涂料”含有二氧化钛，可降低空气污染的光触媒创新型建筑涂料。在阳光的照射下可吸收空气中的有机物和无机物。在欧洲公路上使用了此类光触水泥材料。结果表明，街道氧化氮的含量减少。智能材料发展将会引起一场革命，不仅对治理空气污染，而且对解Q城市烟雾等问题都会起到一定作用。

2新型石材

2.1透光石

一种色彩缤纷的石头制作的发光体，光线柔和、温馨.比工艺玻璃更适合在家居中使用。

人造透光石具有无毒性、无放射性、阻燃性、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养、拼接无缝、任意造型等优点。兼备大理石、玉石的天然质感和坚固的质地。重量仅为天然石材1/4左右，且无毛细孔、色彩丰富、易打理、加工快捷。属于绿色环保建材，并可根椐实际需求随意弯曲。

人造透光石板材是一种新型的复合材料。可在家居中制作透光吊顶、透光背景墙、异型灯饰、透光艺术品、橱柜台面、窗台面、洗面台、厨卫墙面、餐桌面、茶几、门等。透光石不仅可以用来做屋内的隔断。还可以用来做墙体装饰和天花吊顶等.而比较常见的是用作电视背景墙。

2.2天然大理石冉瓷复合板

大理石陶瓷复合板是将厚度3～5mm的天然大理石薄板。通过高强抗渗黏结剂与厚8mm高强陶瓷基材板复合而成。其抗折强度高于大理石，具有重量轻、易安装等特点，且保持天然大理石典雅、高贵的装饰效果，能有效利用天然石材，减少石材开采，保护资源，保护环境。

篇7

关键词： 外墙外保温；建筑饰面；应用

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0103-03

0 引言

建筑饰面是一个边缘性专业，它涉及建材、化工、轻工生产，以及建筑设计与施工等诸多方面。随着我国经济社会的飞速发展和人民生活水平的提高，建筑外墙外保温饰面在改善居住条件、美化城乡、美化生活环境方面的作用日益得到重视，中高档装饰材料得到了大量的应用，为公众营造出了美丽、舒适的居住和活动空间。为贯彻科学发展观，实现经济社会可持续发展，我国的建筑节能于1986年开始起步，现在各地区均提出节能率65%的要求，而改善围护结构的保温性能，考虑到外保温在建筑节能和室内环境舒适等方面的诸多优点，主要采用外保温。但是，通过近几年的运用，外墙外保温工程质量问题不少，主要是保护层开裂和瓷砖空鼓脱落，也有个别工程出现被大风刮掉、雨水通过裂缝渗至外墙内表面等严重问题，给外保温工程留下安全隐患。为此，根据目前主要的外墙外保温装饰材料及新型材料的功能特点，从主要的抹灰类、贴面类、喷刷类等几种外墙面饰面做一个分析。

1 外墙外保温饰面的定义与作用

1.1 外墙外保温工程：是将外墙外保温系统通过组合、组装、施工或安装固定在外墙外表面上所形成的建筑物实体；外墙外保温系统是由保温层、保护层和固定材料构成并适用于安装在外墙外表面的非承重保温构造总称；饰面层是外保温系统的外装饰层。

1.2 外墙面外保温饰面的作用：是保护墙面，免气候破坏，提高其抵抗风、雨、温度、酸、碱等的侵蚀能力；满足立面装修的要求，增强美感；增强隔热保温及隔声的效能，可见建筑饰面的作用越来越显著。

2 抹灰类饰面

用水泥、石灰、石粒及其砂浆通过各种操作直接作成的饰面层称为抹灰，分为一般抹灰和装饰抹灰。一般分层涂抹，即底层、中层和面层（也称罩面），底层主要起与基体粘接的作用，中层主要起找平的作用，面层是起装饰作用，抹灰饰面所采用的砂浆品种应按设计要求选用，如传统的抹水泥砂浆、灰线抹灰、搓毛、水泥拉毛、假面砖抹灰、仿石抹灰、机械喷涂（滚涂、弹涂）装饰抹灰、水刷石、干粘石、斩假石、机喷石等，这些传统的做法虽然越来越少，但随着建筑业的发展，沿用多年的施工做法有所改进和提高外，近年来推广应用饰面清水混凝土和装饰清水混凝土等，并在逐步完善上述材料应用的施工工艺和保证施工质量的措施和方法，如预拌砂浆技术等，但是在高层外墙外保温饰面做法中应用较少。

3 贴面类饰面

贴面饰面是把块料面层（贴面材料）如花岗石、陶瓷锦砖（又称马赛克）、大理石等镶贴到外墙基层上的一种装饰方法。贴面材料的种类很多，常见的传统的有外墙饰面砖、釉面砖、装饰彩釉砖、陶瓷锦砖（马赛克、纸皮砖）、玻璃锦砖（玻璃马赛克）、大理石、花岗石、合成石饰面板等，近年来，新型罩面板饰面安装流行起来了，如外墙装饰保温板等。

3.1 饰面砖粘贴 饰面砖主要用于外墙的有：釉面砖、外墙面砖、陶瓷砖、陶瓷锦砖（玻璃马赛克砖）、劈离砖、抛光砖、玻化砖等。一般经过基体处理、抹找平层、刷结合层、浸水选砖、预排（排砖、风格、弹线）、镶贴、擦缝等工序，有无缝镶贴、划块留缝镶贴、单块留缝镶贴等，现在多采用聚合物水泥砂浆和特制的粘接剂进行粘贴。在有保温层时，按要求打栓锚保温钉，保温抹面层施工时使用加强网格布进行加强，然后进行饰面砖施工。对于外墙瓷砖粘贴高度，现行标准没有进行限制，仅对外墙饰面砖的粘结强度有规定。但在建筑实践中，因饰面砖直接镶贴于外墙面作为饰面，其安全性与耐久性一样存在问题而受到质疑，饰面砖起鼓、脱落等质量事故也屡见不鲜，使建筑物变的面目全非，不仅影响环境美观，而且威胁到人身安全。

3.2 饰面板安装 饰面板安装有天然石材的花岗石、大理石板、板岩、砂岩、青石板等，还有人造石板和合成石饰面板等，其安装方法一般有“贴”和“镶”两种，边长不大于400mm，且安装高度在一个楼层3m以下时，通常采用粘贴的方法安装，大规格的饰面板一般采用镶的方法，经过基体处理、绑扎钢筋网、钻孔、安装固定、灌浆、嵌缝等程序。

3.3 外墙外保温饰面的新技术：外墙保温装饰板 建筑保温与结构一体化技术是对传统建筑外保温技术的一次重大变革，它将保温功能与墙体维护功能融为一体，从根本上解决了结构保温和结构防火的关键问题，解决了外保温技术普遍存在的质量通病，并实现了保温系统与建筑物同寿命，是实现建筑节能、发展绿色建筑的良好途径。外墙外保温装饰板，解决了以往建筑外墙外保温中出现的墙体裂缝现象，也解决了当前外墙面花色材料单一的问题。通常采用外墙龙骨干挂粘贴法施工，安装使用非常安全方便，四季皆宜。主要优点有：①保温隔热降耗节能；②轻质省地耐震防裂；③板材阻燃防水防潮；④隔音降噪绿色环保；⑤装饰性强应用范围广泛，特别是在安全性方面，有了很大的提高，其浮雕花纹和各种颜色有较好的装饰效果。

3.4 “三新”技术案例：亚士创能TPA保温装饰成品板 随着我国在科技和经济领域的快速发展，装修装饰工程的设计、施工、材料发生了很大变化，并且由于生活水平的提高，人们的要求和审美观也发生了很大变化。TPA保温装饰成品板是一种复合新型材料，它综合了四个行业的技术：涂料行业技术、涂装行业技术、无机板行业技术、保温行业技术等，由饰面涂层、面板骨架层、保温芯材层复合而成。成品板饰面涂层主要有装饰和保护两大功能，其最终装饰效果是通过在饰面涂层使用仿石涂料、天然真石漆、彩滑石涂料、仿金属板氟硅漆、仿铝塑板氟碳漆等饰面涂料表现出来，并且，强化了其耐久性、耐冻融循环、阻止积雪雨水长期侵蚀的密水性、以及自洁性四个方面的保护功能，改善了外墙装饰保温板自身的一些不足。

3.4.1 TPA成品板采用的保温芯材是TPS真金板，学名为热固型改性聚苯板，它与几种常用的保温材料主要参数对比见表1。

从表1可以看出，真金板具有轻质化、导热系数低、尺寸稳定、吸水率低、综合成本低、防火等级较高等功能特性。

3.4.2 TPA成品板系统由TPA成品板（线条）、TPA成品线条、专用锚固件、专用粘接剂、透气阀、保温嵌缝条、耐候密封胶等组成，通过专用粘结剂粘贴，并采用面板开槽锚固的方式安装于墙体上，它与几种常见的外墙外保温系统对比见表2。

4 喷涂类饰面

建筑物的装饰和保护虽有多种途径，但采用涂料却是最简便、经济且维修更新方便的方法，它色彩丰富、质感逼真、施工效率高。外墙建筑涂料主要有无机高分子涂料、丙烯酸类建筑涂料等。但近几年来，建筑涂料发展迅速，功能性涂料越来越多，具有优异的装饰和保护功能，可展现仿石材、仿铝板、仿瓷砖等多种质感效果，能够有效的保护墙体，具有优异的弥盖裂纹、防水、耐玷污、耐化学品等功能，为建筑物提供全方位的保护，体现新材料的风采。

4.1 涂料的组成 涂敷于物体表面能与基体材料很好的粘结并形成完整而坚韧保护膜的物料称为涂料。一般按涂料中各组分起的作用，可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质；从化学组成上可分为有机高分子涂料和无机高分子涂料，常用的有机高分子涂料有溶剂型、水溶型、乳胶漆（涂料）。建筑涂料的产品种类繁多，无机高分子外墙建筑涂料主要有碱金属硅酸盐类、胶态二氧化硅类、丙烯酸类等。施工方法以喷涂效果最佳，也可以刷涂和滚涂。

4.2 喷涂类外墙涂料的分类 喷涂类外墙涂料分为合成树脂乳液外墙涂料（外墙乳胶漆）、溶剂型外墙涂料、水溶性无机涂料、无机有机复合涂料。主要有以下几种效果：厚质艺术漆、仿金属板氟硅漆、仿铝塑板氟碳漆、真石漆、弹性艺术漆（弹涂墙面仿藤谷花岗石、弹涂墙面仿彩色花岗石）、浮雕艺术漆（喷硬质复层花纹涂料）、浮雕氟碳漆等。

喷涂料墙面一般做法为：基层处理刷素水泥浆一道（内掺建筑胶）12厚1：3水泥砂浆打底扫毛或划出纹路6厚1：3水泥砂浆扫平喷（刷）外墙涂料。对于弹性艺术漆、真石漆、浮雕艺术漆等则需要在水泥砂浆扫平后先喷封底涂料一遍，增强粘接力；其次再喷装饰主体涂料（厚涂料），待六成干时进行花纹造型；最后喷水乳型带色罩面涂料二遍，工序较普通喷涂料墙面多。

4.3 外墙涂料的优缺点 外墙涂料在环保、生产、装饰、施工、对建筑的保护、安全性、经济开支等方面都占有明显的优势，如外墙漆不存在光污染、热污染的问题，老化后的漆膜能够被环境所降解。外墙涂料在生产方面比外墙砖更具灵活性，能够确保产品的一致性，可以选择任何一种颜色，还可以按客户对产品性能的特殊要求进行产品开发。涂料的施工简单、方便、自重较轻，对建筑具有较好保护作用，主要优点有：①可任意调色，自主选择性较大；②施工完毕后，没有安全隐患；③涂料可作出各种图案和肌理，可仿金属可仿石材，高档涂料的质感甚至优于一般面砖；④使用中可根据当时的情况，及时方便的翻新；⑤高档涂料也可象幕墙一样擦洗。

4.4 涂料新技术：仿石涂料等 近年来，建筑涂料工业发展迅速，新品种、新的施工方法不断涌现。仿石涂料系列在高度达到天然石材效果的同时，克服了传统石材的弊端，与真石材相媲美，自然、质朴，为现代建筑演绎出豪华自然石材装饰效果。

4.4.1 仿石涂料的分类与优点。仿石涂料系列包括：天然真石漆、陶彩砖涂料、花岗岩涂料、天然彩滑石涂料、陶瓷自然石涂料、岩彩石涂料等几大系列近千个品种。根据业主的要求选择合适的产品，可最大限度满足业主的装饰需求。它的突出优点是：①喷涂效果庄严肃穆，能充分展现出石材的自然纹理和质感；②采用天然花岗岩碎粒展现色彩，不褪色，保持长久美观；③采用丙烯酸硅乳液，长期雨淋不泛白、不泛黄，使用更耐久；④涂膜高度致密，涂层清洁干净。

4.4.2 天然真石漆按产品规格型号分为单彩自然石和多彩自然石两种，在施工过程中，采用的施工工艺也与普通饰面涂料基本一致，即基层处理（刷柔性腻子2-3遍）底层（抗碱封闭底漆1遍）中层（天然真石漆2遍）面层（罩面涂料1-2遍）。施工方法采用专用喷枪喷涂，不宜加水稀释，除大风、阴雨天气外，在5℃-35℃及相对湿度80%以下均可施工。非常适合喷涂于外墙外保温墙面，以代替传统石材。

4.4.3 花岗岩涂料、天然彩滑石涂料、陶瓷自然石涂料、岩彩石涂料等，在施工方法、工艺、环境的要求上与真石漆相同，但在外墙装饰效果上其材质与立体感是常规真石漆无法比拟的，仿石效果更为逼真，可与天然石材相媲美，高度展现了高档天然石材的豪华与大气，提升了建筑物的尊贵气质，可以演绎出较个性化的墙面装饰效果。

4.5 三新技术案例：厦光外墙漆系列 厦光漆产品体系具有优异的装饰和保护功能，可展现仿石石材、仿铝板、仿瓷砖等多种质感效果，能够有效的保护墙体，具有优异的弥盖裂纹、防水、耐沾污等功能，有各种个性化功能，全面解决建筑物更多的墙面问题，极大地提升了涂料的应用价值。主要有：厦光氟碳仿铝板涂料系列、厦光超耐久氟碳金属漆、厦光弹性氟碳金属漆、厦光水性金属漆、厦光超耐久氟碳氟漆、厦光弹性氟碳漆、厦光水性氟碳漆、厦光丙烯酸溶剂性外墙漆、厦光PU油霸超级外墙漆、厦光硅丙外墙晴雨漆、厦光全天候外墙漆、厦光丙烯酸外墙乳胶漆等，均可采用喷、刷、滚涂，一般涂底、中层腻子2遍，底漆1遍，以上面层漆2遍。

5 结语

综上所述，高层民用建筑物外墙饰面可根据自身的需要和经济条件决定。如果以高端美观为主可以全部采用喷涂料墙面，也可底部采用石材或陶瓷锦砖上部采用高端喷涂料墙面综合使用，也可选择使用外墙保温装饰一体板。但是，随着经济的飞速发展，新型建筑材料的研发和已有材料性能的不断改进，各种高效实用的施工工法的出台，外墙饰面必将向安全、美观、低耗、自重轻、成本低、容易更新的方向发展，并且，建筑饰面在改善居住条件、美化城市、美化生活环境等方面的作用必将日益得到重视，也必将更加注重建筑饰面质量和艺术效果。

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1工程概况

文章以某建筑工程为例，该建筑工程为一栋30层的住宅工程，由1个地下车库与地上30层住宅楼组成，总建筑面积为157452．5平方米，住宅地上建筑面积为107485平方米，住宅楼采用钢筋混凝土剪力墙结构，地下车库采用钢筋混凝土框架结构，基于节能、环保设计理念，该住宅工程采用了外墙保温技术，采用的节能材料包括聚苯乙烯泡沫迥料、胶粉聚苯颗粒浆料、聚氨酯硬泡体、岩棉等，通过实践获得良好的保温、节能效果。

2节能材料在建筑外墙保温技术中的应用

2．1聚苯乙烯泡沫迥料及其应用(1)材料特点:该种节能材料的主要原料为聚苯乙烯树脂，采用发泡剂进行发泡形成具有无数封闭微孔的材料。聚苯乙烯泡沫迥料具有结构均匀、尺寸精度高、抗辐射能力、良好的温度适应性、机械强度高、良好隔热性能与隔音性能、吸水率低、导热系数小等众多优点，在现代建筑节能施工中具有广泛的应用。同时，聚苯乙烯泡沫迥料在燃烧的过程中会释放苯乙烯气体，该种气体会对环境造成一定的污染。通过对聚苯乙烯泡沫迥料进行研究，研发了一种复合保温板，该种复合保温板以聚苯乙烯泡沫迥料为中间填充材料，具有效率高、施工简单、质量轻以及保温性能好等众多优点。(2)应用技术:水泥聚苯板技术，该种技术是利用聚苯乙烯泡沫迥料、发泡剂、水泥等搅拌支撑的一种外墙保温形式，根据实测表明，厚度为5cm－7cm的水泥聚苯板，其热工作性能与60cm的传统砖墙结构保温效果相当，即水泥聚苯板的保温隔热效果更好，同时还具有抗冻性、耐水性、抗冲击、施工方便等特点。

2．2胶粉聚苯颗粒浆料及其应用(1)材料特点:该种节能材料是一种高分子聚合物改性水泥基的胶凝材料，具有施工方便、抗垂流、高粘结性、传热系数大、密度大等众多特点，利用胶粉聚苯颗粒浆料粘结性高的特点，能够将其轻易的涂在建筑外墙上，并且不会出现落料的现象，尽可能的降低在涂抹施工过程中消耗，同时，保温层不会出现开裂、起壳、空鼓等问题。胶粉聚苯颗粒浆料的传热系数通常小于0．06W1T1•k，节能效果高达65%，单一胶粉聚苯颗粒建筑外墙的保温隔热效果相对较弱，经济性也相对较差，浆料中胶粉含量越多，保温层的强度越高，但是保温效果则相对较差，如果浆料中聚苯颗粒含量越多，则保温层的保温性能越好，但是保温层的强度则相对较差，应该根据地区的实际状况合理选择聚苯颗粒以及胶粉料的含量比例，以此保证建筑外墙的保温性能、强度等都能够满足实际需求。(2)应用技术:聚苯颗粒保温料浆外墙保温技术，该种技术包括抗渗保护面层、抗裂防护层以及保温层，该项技术被列为国家级工法，具有不受质量差异影响、工作效率高、劳动强度低、施工技术简便等优点，当外墙出现问题或者缺陷时，只需要采用保温料浆进行补平即可。同时，该种节能保温墙体的保温层中还添加了聚苯乙烯泡沫塑料、矿棉、珍珠岩以及木屑等，保温效果非常好。

2．3聚氨酯硬泡体及其应用(1)材料特点:该种节能材料是由微小封闭泡组成的高分子合成材料，主要原料包括异氰酸酯与聚醚多元醇，在专用设备混合发生器中添加泡沫稳定剂、发泡剂以及催化剂等助剂，在上述助剂的作用下产生雾化反映，形成闭孔率超过95%的硬泡体化合物。聚氨酯硬泡体的导热系数远远低于传统的保温材料，具有施工方便、工期短、延伸率高、抗断裂能力强、粘结性能好、强度高、保温效果好、环境污染少等优点。但是，聚氨酯硬泡体外墙保温技术和传统保温技术相比，其施工技术难度更高，并且在施工质量还受到风力、湿度以及温度的影响，同时该种节能材料的价格相对较高，通常应用在发达国家或者高档建筑外墙保温工程中。(2)应用技术:喷涂聚氨酯硬泡外墙体保温技术，该项技术属于一种新型的建筑外墙保温技术，虽然技术尚不完善，但是其优点非常明显，包括以下几种:首先，该种保温技术适用范围非常广，无论是圆形、顶面、凹面还是平面，都能够直接进行喷涂，省去了模具，既能够提高施工效率，又能够降低施工成本;其次，聚氨酯硬泡体组合材料是均匀、透明的液体，不会出现不均匀或者凝固物的现象;再者，喷涂成型之后，不会产生缝隙，保温结构是一个整体的系统，不仅保温效果良好，而且还为建筑外墙涂刷、装修施工等提供了很大的便利。

2．4岩棉(1)材料特点:该种节能材料的原料为辉绿岩、玄武岩等天然岩石，经过高温熔融，再采用高速离心设备进行离心将高温熔融体制成非连续性纤维，岩棉纤维直径介于4μm－7μm之间，长度为20cm左右，具有不蛀、耐腐、不燃、隔声、隔热等性能，添加憎水剂处理之后，具有不吸水的特点。(2)应用技术:岩棉外墙保温技术是采用岩棉板为保温层，将保温层设置在外墙结构外侧，这样能够形成特殊的建筑外墙保温系统。岩棉外墙保温系统具有隔音性能强、防火性能高、透气性良好等众多优点，不仅能够适应于既有建筑的节能改造，也能够适用于新建筑的保温隔热设计。岩棉保温系统在建筑外墙中的应用，能够有效的降低外墙的传热系数，在供热条件相同的状况下，在夏季，能够显著降低室外气温与太阳辐射的综合作用，降低室内温度;在冬季，能够尽可能的降低墙体热损失，提高室内墙体温度。

3结束语

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有机磁性纤维是一种功能纤维，其纺织产品具有一定的磁疗作用。本文详细描述了当前有机磁性纤维的制备技术及其定性检测方法。

关键词：有机磁性纤维；定性方法；定量方法；磁保健

随着人们生活水平的提高，人们对于自身的健康越来越重视，与此同时，纺织产品的医疗保健作用也引起人们的广泛重视，各种有益于身体健康的医疗保健纤维应运而生，有机磁性纤维便是其中的一种功能纤维。

磁性材料及其应用早在古代已被开发，根据需要可将磁性材料加工成不同形状，诸如块状、薄膜状、颗粒状、粉状、纤维状等。磁性纤维是一种纤维状的磁性材料，可细分为磁性纺织纤维和非纺织纤维。纺织工业需要的是磁性纺织纤维，它是一种兼具纺织纤维特性和磁性的材料，它的出现，彻底改变了长期应用硬磁材料缝合到服装中生产产品的历史[1]。

用磁治病，在我国历史悠久。人体细胞是具有一定磁性的微型体，人体自身也具有生物磁场。施加于人体的磁场如果始终保持在理想平衡状态，酶的特性就可以有效地激活，促进人体新陈代谢，提高人体免疫功能，达到医疗保健作用[2-3] 。目前，市场上常见的磁保健织物的磁场强度虽然相对较弱，但是由于产品贴近人体，最大限度地减小了两者间的距离，以至达到零距离接触，所以可使磁保健作用得到最大的发挥。

1 有机磁性纤维的制备技术

磁性纺织纤维根据基体纤维的材质不同可分为金属（或合金）磁性纤维、有机磁性纤维（基体为有机高分子）和无机磁性纤维（基体为无机材料）。有机磁性纤维是指以有机高分子为基体进行物理、化学的改性而制的，在人们日常生活中应用较多，其制备方法因其基体的不同而不同。目前，常用的制备方法有共混纺丝法、腔内填充法、原位复合法、静电纺丝法、表面涂层法等。

1.1 共混纺丝法

共混纺丝法是制备有机磁性纤维的常用方法，它是将粒径小于1微米的磁性物质微粒或纳米磁粉混入成纤聚合物的熔体或纺丝原液中，经熔纺或溶液纺纺成磁性纤维。磁性纤维的性能主要取决于加入的磁性微粒的量和粒径。它最大的优势在于既可以混入硬磁粉粒也可以混入软磁粉粒，熔融和溶液纺丝场合下都可应用，且可制备磁性复合纤维或异形截面纤维，但缺点是混入磁粉的量通常较低，使其磁性能受到影响，而且纤维本身的物理机械性能也会受到影响。

共混法是开发应用较早的一种方法。1994年日本专利[4] 公开了一种在共混纺丝法的基础上制备芯-鞘型（皮芯型）和三层并列型（三明治型）两种磁性复合纤维的方法，前者芯层具有磁性，后者中间层具有磁性。日本专利[5]公开报道用1%～5%粒径小于1?m的天然或永磁性物质组成分散体系的成纤聚合物熔体通过置于外磁场中的喷丝头高速熔纺制成磁性纤维。陈明南等 [6]通过纳米磁粉的化学加工法和物理加工法，并采用共混纺丝法制备了磁性粘胶纤维，通过试验可知，磁粉加入量以4%～8%左右为宜，过多则不利于纺丝进行，过少则达不到磁疗的作用。

齐鲁等[7-8]将一定量的聚合物、磁粉、抗菌剂和改性剂均匀混合后，在 180℃～270℃温度下经双螺杆挤出、造粒制得纺丝母料，经纺丝制出卷绕丝；再将其于 65℃～95℃温度下拉伸2～4倍制得具有皮芯结构的磁性聚丙烯纤维。测试结果表明，该种纤维的磁性能在1G～15G，微波反射衰减 2dB～10dB等。它具有磁性保健功能、远红外线发射性能，而且还具有一定的屏蔽微波和 X射线的防护功能。

1.2 腔内填充法

该方法主要用于磁性天然纤维素纤维的制备。由于纤维中含有胞腔，因此可通过物理方式将磁性微粒填充到纤维内部。具体过程是：将超细磁性微粒和纤维先后悬浮分散在水介质中，通过剧烈搅拌使大部分磁性微粒填充至纤维胞腔，小部分吸附在纤维表面的磁性物质可经充分水洗去除，最后加入适量的助留剂协助磁性颗粒稳定地滞留在纤维胞腔内。该方法制得的磁性纤维其表面清洁，纤维强力损失少， 可用于制备磁性纸。

S.Zakaria等[9]利用腔内填充法成功制备出了磁性纤维素纤维，并以聚乙烯亚胺（PEI）为助留剂提高了细胞腔填充度，最大填充度达23.5%（相对于绝对干浆），并分析了PEI的分子量、浆的干燥背景、渗透时间等对填充度的影响。于钢等[10]采用腔内填充法制备了以锰锌铁氧体为填充物的磁性纸用纤维，通过扫描电镜-能谱仪和X射线衍射仪测试表明，此方法所得纤维的细胞壁和细胞腔中都含有填充物，而且细胞壁和细胞腔内的填充物含量相近。

1.3 原位复合法

利用某些纤维中可进行阳离子交换的基团与亚铁离子发生交换，再经过一定处理使其转化为具有磁性的三氧化二铁或四氧化三铁（统称铁氧体）而沉积在纤维的无定形区中，所生成的磁性物质（微粒）在纤维中所处位置因和进行阳离子交换基团的位置一致，故称为原位复合法。由于磁性微粒是在空间很小的无定形区中形成，所以尺寸通常很小，故能表现出超顺磁性[1]。

R.H.Marchessault等[11]研究了铁氧体原位复合制成磁性纤维素纤维的方法，通过亚铁离子与羧甲基纤维素钠进行离子交换，在碱性条件下形成氢氧化亚铁，再进行氧化，使纤维含有 10 nm级的铁氧体（Fe3O4）粒子。唐爱民[12]以纤维素纤维为模板，采用原位复合方法制备磁性纳米复合纤维，并探讨了 Fe2+浓度、反应温度、熟化时间、复合次数对复合反应的影响。黄次沛等[1]将粘胶轮胎帘子线经羧乙基化和磺乙基化后以原位合成法引入铁氧体，制成磁性粘胶丝。李海峰等[13]分别采用原位复合法和腔内填充法将Fe3O4磁性粒子成功地引入木浆纤维内腔中，制备出磁性纤维。X射线衍射仪和扫描电镜测试表明，内腔填充法纸张的磁性比原位复合法纸张高，原因可认为是磁性纳米粒子拥有超顺磁性。

1.4 静电纺丝法

静电纺丝制得的纤维膜具有孔隙率高、纤维精细程度高、比表面积大、均一性好等优点，在与磁性纳米纤维的复合上具有得天独厚的优势。目前，通过静电纺丝技术制备有机磁性纳米纤维主要有：通过在聚合物溶液中加入磁性纳米粉体，直接采用该溶液进行静电纺丝制备复合磁性纳米纤维；通过溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制得前驱体复合纳米纤维，再煅烧制得有机磁性纳米纤维；以静电纺丝技术制备的有机纤维为模板，利用金属盐溶胶对其进行涂覆，再煅烧制得磁性纳米纤维；利用静电纺丝与化学或者原子沉积等技术相结合，制备不同形貌和组成的磁性纳米纤维等。

何婷婷等[14]采用化学共沉淀法制备纳米四氧化三铁粒子，选用曲拉通X-100为分散剂，利用静电纺丝法制备PAN/Fe3O4磁性纳米复合材料。X射线衍射仪（XRD）验证了Fe3O4在复合纳米纤维中的存在。通过磁性试验分析了纳米复合材料的磁性性能，结果表明，所制备PAN/Fe3O4磁性纳米纤维成型良好，且PAN/Fe3O4磁性颗粒在纤维中分散均匀，其与PAN是物理复合，具有一定磁性，磁性大小可由磁性颗粒的加入量进行控制。

郭远征等[15]以PVP的乙酸溶液为助溶剂，采用静电纺丝法制备BaFe12O19/PVP复合纤维，并对其进行了磁性方面的研究。范立佳[16]通过溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合，以聚乙烯吡咯烷酮和无机盐为原料，制备了 PVP/无机盐复合纤维，经高温焙烧得到 ZnFe2O4、NiFe2O4、BaFe12O9、BaFe12O19铁氧体纳米纤维，并研究了相关的一些性能与应用。李响等[17]采用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/Fe3O4复合纳米纤维，并探讨了复合纤维的结构及性能。

1.5 表面涂层法

表面涂层法就是以适当方法将磁性物质涂布在各种纤维表面制成磁性纤维，操作相对比较简单，但由于只涂覆在表面，所以耐久性差，影响其使用寿命。这种方法用于无机磁性纤维制备的研究较多，但它同样适用于有机磁性纤维的制备。黄小忠等[18]利用表面涂层技术把铁氧体涂敷在碳纤维表面，制得具有连续磁性涂层的碳纤维。

2 有机磁性纤维产品的测试方法

磁性纤维产品的磁性强度一般用磁通量或磁感应强度来表示。虽然这些纤维制品的磁性属于弱磁，但可用仪器进行测试。目前，市场上已经涌现出大量的磁保健制品，但是由于国家、行业产品标准的制定往往滞后于产品的开发，所以对于磁纤维的定性、定量检测的方法尚无统一的规定，市场上功能纺织品的标注也相当混乱，长此以往，势必不利于产业的健康发展和市场的规范，更不能有效地保护消费者的合法权益。

2.1 电磁感应法——磁通计法

磁感应强度是表征环境中磁场强度大小的物理量。磁性织物的磁性很弱，多用于贴身衣物的制作，人体与织物紧密贴合，织物表面和人体表面相当于两个完全平行的曲面，因为对人体产生磁保健功效的主要是垂直于织物的法向磁场分量，所以可以使用磁性织物表面磁感应强度的法向分量作为磁性织物磁性测量的目标量。因此，磁通计测量法可作为磁保健织物的定性测试。由于磁性织物的磁性很弱，故通常在测试之前需进行必要的充磁处理，如NS式充磁法。这种方法较为方便，几乎适用于全部的磁性纤维产品。

于高杰[19]采用CH-1600 型高精度特斯拉计对市场上几种有代表性的有机磁性织物进行了测试研究。结果表明，磁性织物作为一种特殊的磁体，磁性强弱可用织物表面磁感应强度值表示；磁性织物的表面磁感应强度值很低，一般在 0.03mT 左右，测量仪器的分辨力要在1×10-3mT 以上；织物表面磁感应强度分布不均匀，具有区域性，织物表面磁力线相互交织成网状，当运动时，便会对人体相应组织及穴位产生复合交变式磁保健作用。目前，我国已制定了磁性织物测试标准FZ/T 01116—2012，但仅描述了织物的磁属性问题。

2.2 电镜-能谱联合测试法

目前，市场常见的有机磁纤维的制备采用比较多的方法是共混直接纺丝法，该方法制得的纤维内部与表面分布有磁性微粒，故可以在扫描电镜下观察其表观结构进行初步的判别，然后再结合能谱测试仪进行磁性纤维元素定性分析，从其是否含有磁性元素进一步区分磁性纤维与非磁性纤维。能谱仪能够测出除氢、氦之外的其他元素，故可用于磁性纤维磁性元素的检测。目前，常见的磁性纤维所含有的磁性元素主要有铁、钴、镍、硅、铬等。

图1 磁性丙纶纤维

图2 普通丙纶纤维

如图1所示，它是一种磁性丙纶纤维，由于磁性微粒的加入，使得磁性纤维表面具有较多的粒状物，这也使得它与普通丙纶纤维（图2）有较大的区别。表1为两种纤维的表面元素分析测试结果。

表1 纤维表面元素分析测试

从表1可以得出，磁性纤维所含的磁性元素主要是Fe元素，而普通的丙纶纤维除氢外全部是C元素，没有磁性元素。因此，可以运用此方法进行磁性纤维的检测。

电镜-能谱联合测试法在运用上有一定的局限性。通过大量的试验测试可知，天然纤维由于生长环境的影响，其自身含有许多的杂质，对能谱测试结果会造成一定的干扰；化学纤维由于其加工方式与天然纤维的不同，使其含杂率很低，故能谱仪测试法准确率较高；含有这些磁性元素的纤维并不一定都具有磁性，故这种测试方法只适用于已知是磁性纤维的前提下，用来进一步判断其含有的磁性元素，或用于磁性混纺织物的磁性纤维含量测试分析。由于磁性纤维具有一定的磁性，对电镜设备具有一定的干扰，在测试前需进行消磁处理。

3 结束语

虽然磁纤维的研究与应用技术日趋成熟，但当前的磁纺织品还存在许多不完善的地方和亟待解决的问题，为促进磁功能保健纺织品的快速发展，尚需在以下几个方面寻求突破：（1）建立标准的测试方法和评价机制，使检测规范化。（2）研究新型的磁性材料和添加技术，促进磁疗功能保健纺织品材料发展。（3）进一步研究磁性混纺织物快捷、方便的定量分析方法。

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高性能结构材料应用最广泛、新型环保材料备受关注、稀有金属的战略地位日益凸显。循着这3大主线,你也许能在庞大的新材料领域,找到最有现实性的投资机会。

新兴产业的奠基石

从我们穿的衣服、用的餐具、乘坐的交通工具、栖居的住宅到工作的场所,可能都正使用着新型材料;从大飞机、高铁路、新能源汽车等重点工程,到三网融合、物联网、节能环保等重要产业,都需要一系列新材料技术的突破和应用。新材料,是发展新兴产业当之无愧的奠基石。

目前全球都高度重视新材料的发展,各国选择了不同发展战略和优先发展领域。“十二五”期间,我国新材料发展重点将围绕5个方向进行:现代交通运输方向,包括轻量化汽车、高速铁路、远洋货轮等;高效清洁能源方向,涵盖了半导体照明(LED)、风电、太阳能及能量存储系统,热核聚变等;环境资源方向,包括清洁煤化工、秸秆材料综合利用,镁、稀土等稀有战略性资源材料;民生产业方向,包括城市化进程中所需要的绿色建筑材料,文化娱乐、传媒介质等领域所需的新一代显示材料,生物医药、医疗器械领域所需材料等;国防领域所需新材料。

新材料的细分领域庞杂,A股市场上涉及大约70家上市公司。目前,研究机构一般按照应用领域和研究热点,把新材料产业划分为12个主要领域,包括电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料。

中信证券通过分析全球最大的电子材料供应商美国MEMC公司,总结出选取具备投资价值新材料公司的4个条件是:行业需求前景广阔;技术与创新能力强;具备将科研成果转化为商业应用的能力,并建立起销售壁垒;拥有丰富资源,能建立起原材料壁垒。据此,中信证券重点推荐了中材科技、厦门钨业、斯米克、诚志股份,同时认为永太科技、三维丝、红宝丽、水晶光电、中信国安等具有中长期投资价值。

新型环保材料备受关注

新型环保材料包括环境净化材料、能源净化材料、环境替代材料和生物降解材料。由于节能环保是国家重点治理和投入的领域,因此新型环保材料也受到市场资金关注,但该行业投资标的总体较少,个别细分行业需要更多的政策支持。

环境净化材料主要涵盖了脱硫、脱硝和除尘3个领域,机构最看好除尘材料。2010年大气排放标准实施,袋式除尘行业将获得快速发展,预计未来5年复合增长率在40%以上。高温滤料是袋式除尘器的核心部件,行业集中度高,三维丝(300056.SZ)是该行业的第一家上市公司。它依靠产品和技术创新市场占有率不断提升,未来3年的业绩有望保持60%的增速。

能源净化材料主要应用于石油石化、煤化工、天然气等领域。国家标准要求汽油含硫量从500微克/克降至150微克/克,要求石油、天然气等能源中的硫、砷等杂质的含量不断降低,必将推动能源净化材料的发展。涉及该领域的上市公司有红宝丽(002165.SZ)和三聚环保(300072.SZ)。

其中,红宝丽是亚洲唯一拥有自主发明专利的万吨级异丙醇胺生产规模的企业,目前年产能2万吨,今年产能很有可能扩充至4万吨,实现翻番,从而成为世界上生产异丙醇胺的龙头。三聚环保是唯一一家以能源净化材料为主业的上市公司,具有持续的创新能力。

环境替代材料包括氟利昂和石棉替代材料、无磷材料等。这一领域的企业没有在A股上市的。在香港上市的东岳集团(0189.HK)生产主流制冷剂氢氯氟烃,用于代替氟利昂,市场占有率40%。

生物降解材料广泛应用于医药、农业、工业包装等领域,淀粉基、聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生物降解塑料是技术相对成熟、产业化前景最好的3种主流技术。涉及PBS材料的上市公司有鑫富药业(002019.SZ)和金发科技(600143.SH)。金发科技每年全生物降解塑料产能5000吨;鑫富药业PBS材料年产能3000吨,2009年增发的资金将部分用于年产20000吨PBS材料项目,预计5年内达产。

高性能结构材料应用最广泛

高性能结构材料一般指具有更高的强度、硬度、塑性、韧性性能,并适应特殊环境要求的结构材料,是国民经济中应用最为广泛的材料,从日用品、建筑到汽车、飞机、卫星、火箭等,都离不开它。

高性能结构材料的细分行业包括新型金属材料、高性能结构陶瓷材料和高分子材料3个领域。久立特材(002318.SZ)是国内工业用不锈钢管产量最大的企业,产品广泛应用于石油化工、天然气、电力设备制造、造船、造纸、机械制造、航空、航天等行业。东方锆业(002167.SZ)的产品主要用于核能、陶瓷、兵器、航空、高级耐火材料、光通讯器件、固体燃料电池。

濮耐股份(002225.SZ)是国内主要功能耐火材料、不定形耐火材料生产企业,钢铁炉外精炼透气砖国内市场占有率第一,国内最大钢铁行业用耐火材料制品供应商。鲁阳股份(002088.SZ)是世界第三的陶瓷纤维生产基地,产品广泛应用于工业、民用及国防军事领域耐高温、绝热部位。普利特(002324.SZ)是国内专注于生产汽车用改性塑料产品的主要企业,产品主要供应汽车零部件制造商。

上游稀有金属股炒作机会多多

稀土、钨、锑、钛、锗等小金属作为战略性新兴产业的基础材料,发展潜力巨大,掌握相关资源的上市公司从去年底至今多次受到市场热炒。为提升我国优势矿产在国际市场上的话语权,从去年至今,国家陆续出台了相关政策如整治优势矿产的开发秩序、规范行业准入、限制出口等,稀有金属的战略地位凸显,行业整合加速。近期,国家在筹划矿产地储备战略试点,首批试点将围绕稀土资源展开。未来稀有金属的发展空间将受益于战略性新兴产业的需求。

锑是生产阻燃剂的主要原材料,锑系阻燃剂广泛应用于电器制品、汽车、建材、纺织等领域。钨被称为“工业食盐”,广泛用于国防工业、航空航天、机械制造、石油钻探、特种钢、新材料等。厦门钨业(600549.SH)是国内最大的钨钼产品生产与出口企业,2010年钨钼业务的盈利能力将显著回升;同时,公司稀土冶炼业务全年扭亏为盈亦已成定局,拥有13万吨稀土资源,3000吨/年的稀土冶炼分离能力,5000吨/年贮氢合金粉产能。