纳米材料行业发展范文

导语：如何才能写好一篇纳米材料行业发展，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：纳米技术 纺织印染 应用前景 能源

目前我国已经形成了热塑性高聚物与无机纳米功能颗粒，有效复合及其复合树脂的高温、高压、高剪切细旦化纤维成形和聚丙烯基体中有机分散相的一维纳米化形态结构控制关键技术，首次实现了功能性、舒适性与可纺性的有效统一。与微米技术相比，功能组分的加入量同比减少最高可达50%，纺丝组件的更换周期从1周延长至4周，大大提高了纤维制成率，降低了设备损耗及生产成本，节省了能源。

一、纳米生态染料

1.纳米生态染料是一种新型染料，粒径小于100 nm，色牢度非常好，它符合Oeko-Tex Stan-dard l00的要求，研究人员已对纳米生态染料的概念、性质、技术创新以及应用作了专门的论述。染料染色有非常久远的历史，染料印染使纺织品五颜六色，光彩照人。但是染料印染仍存在着以下严重缺点：染色后的织物有大量浮色，必须水洗，由此产生大量废水；印染工艺长、设备多，设备投资大；能源消耗高、成本高、利润低；色牢度低，大部分产品达不到生态纺织品的要求。

2.对于某种功能来说，不同种类、不同尺度和不同晶型的粉体有着各自特有的作用，因此，将不同尺度、不同晶型、不同品种的纳米材料有选择地进行改性、复配，就可以得到具有理想功能的纳米粉体。同样，针对纺织行业的需要，经过有目的的深度加工，即可得到系列化纺织专用的纳米粉体。

3.多种功能复合即指将两种或多种功能复合于一种纺织品的研究与开发，如具有抗紫外线和抗菌功能的纤维，可用来织造泳装、登山服和T 恤衫；具有防水、透湿、抗菌功能的纤维，可用于舒适性内衣；具有抗紫外线、抗红外线和抗菌功能（凉爽、抗菌型）的纤维，可用于高性能的运动服、休闲服等。同时，应用纳米材料对纯棉或棉-化纤混纺织物进行多种功能的复合后整理，这些多功能的纺织产品都具有巨大的市场需求。

二、纳米技术在我国纺织工业应用的现状

1. 2010年我国纺织工业规模以上企业产值突破4万亿元，出口额超过2000亿美元，利润突破2000亿元，利润增幅达40%。一批有代表性的新型纤维、新型纺织技术、新型产业用纺织品和生态纺织品技术等得到广泛应用；信息技术、纳米技术、生物技术及精细化工技术在纺织领域得到快速推广。2011年是《纺织工业调整和振兴规划》实施的最后一年，淘汰落后产能，转变经济增长方式，发展结构优化、技术进步、清洁安全、附加值高、吸纳就业力强的现代纺织工业体系是行业发展的重点。

2.作为中国国民经济的传统支柱产业、重要的民生产业和国际竞争优势明显产业的纺织工业，如何在2011年开好局必将关系到未来5年能否为实现纺织强国这一宏伟目标打下坚实的基础。作为行业发展的晴雨表，在整个纺织行业的发展中一直发挥着积极的作用。中国纺织业将突出科技创新、低碳环保和可持续发展，着力展示纺织业的新技术和新趋势，从而促进整个纺织产业的提升。

3.类似这种技术的出现是为了顺应市场竞争的需要，要求企业深加工，精加工，小批量，多品种，快交货，以及加强功能性纺织品的开发。在目前的纺织品中，色织布的市场份额比例越来越高，开发的功能性产品也越来越多，如免烫，抗菌，抗紫外线，亲水整理，护肤，蓄热加工，阻燃，抗静电等等，有的是在纤维中直接添加助剂形成功能化。有的是通过整理技术形成功能化，然而总体来说，单一功能的产品比较多，而具有三种以上功能的色织布面料还比较少。

三、纳米生态技术在新型纺织原料及产品上的应用

1.有效地应用纳米材料和纳米技术，是当前制约纳米材料产业发展的瓶颈，相信纳米技术将在纺织印染领域开辟出一个崭新的天地，更多更好的纳米纺织品将成为21世纪纺织科技的新的亮点。纳米抗菌纺织品已大量面世，其发展态势看好，但其安全卫生性的研究远远滞后于产品的开发。今后将会加强这方面的研究工作，使纺织行业对纳米材料产业形成持续、有效的拉动。同时，我们还要加强纳米纺织品的相关基础研究工作，如用纳米助剂对纺织品进行整理时，纳米粒子在纺织品上的附着率、附着于纤维表面或纤维内部的方式等， 目前均尚无有效的表征和测定方法。这势必难以保证纳米纺织品的产品质量，影响纳米纺织品的研发。

2.纺织品数字喷墨印花技术是集信息、计算机图像处理和新材料等于一体的新型印花技术，是办公室喷墨打印技术在纺织品领域的延伸。涂料印染工艺因具有工艺简单、仿色准确、无需水洗等特点，在国外印染加工中得到广泛的应用，所占比重超过50%以上。

四、结语

纳米技术还存在一系列的问题，香港理工大学和东华大学已对此展开了研究，并于低温（100℃左右）下在棉织物上成功制备了锐铁矿型纳米TiO2。此外，负载在纺织品上的纳米ZnO和TiO2经紫外光照射后，在分解污物、杀灭细菌的同时也会降解纤维，导致织物强度等物理机械性能劣化。国外有研究者用一层惰性多孔质膜覆盖光触媒或利用无机材料对织物进行隔层预处理等。

参考文献

[1]郭艳茹；；用纳米技术 智能纺织品创造时尚[J]；纺织服装周刊；2007.

[2] 杨华；；纳米纺织材料的应用[J]；精细化工原料及中间体；2007.

篇2

关键词：纳米技术 服装面料 纺织品

1、纳米技术在服用抗菌纤维中的应用

1.1 抗菌材料的研究意义

随着人们生活水平的提高，各种不同功能性纤维不断涌现，纳米抗菌卫生材料及制品已逐渐为人们所接受。伴随巨大的商业利益、开发和应用纳米无机抗菌剂的抗菌纤维己成为服装服饰行业发展的主要方向之一。

抗菌防臭加工通常是采用具有抗菌、防霉能力的加工药剂处理纤维制品的加工技术。加工的目的有二：一是对纤维材料本身加以保护，包括防止纺织纤维表面附着杂色、变色、脆化和对在贮藏中的纤维制品的防微生物保护等；二是对穿着者和使用者的保护，包括预防传染病、防止织物产生恶臭、防止袜子上水虫菌繁殖、防止婴儿尿布疹、保护卧床病人和老龄者的皮肤等。抗菌材料不仅用于制作手术服、护士服和手术巾等医疗用品．还可织制抗茵、防臭的成衣、内衣、外装、鞋袜、睡衣、围裙、床单、沙等高级生活用品。

1.2 纳米无机抗菌剂的作用原理

无机系列抗菌剂包括金属元素、氧化物和多种化合物。无机抗菌剂具有热稳定性强、功能持久、安全可靠的持点。

纳米无机抗菌剂是将具有抗菌作用的成分Ag+、Cu2+、Zn2+等纳米微粒离子及其化合物通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等微粒或纳米级金属(或其离子)微粒固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，根据与金属离子结合的材料的不同，抗菌剂种类不同，但是在各种无机抗菌剂中起抗菌作用的仍然是各种金属离子，其他成分起载体的作用。纳米二氧化钛、纳米氧化锌等光催化杀菌剂，通常表现出超过传统抗菌剂(即仅能杀灭细菌本身)的性能。

对于金属离子的抗菌机理，主要有两种解释：一种是依靠在自然界中存在的一些金属离子如银离子等金属离子的缓释。抗菌产品在使用过程中，抗菌剂中的金属离子被缓慢释放出来，由于银等在很低的浓度下即能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，因此具有抗菌作用。不同的金属离子对不同的有害细菌的作用效果不一样。

对于纳米半导体，当粒子细化到纳米尺度时，光生电子和空穴的氧化还原能力大大增强，受阳光和紫外线的照射时，纳米二氧化钛和纳米氧化锌等抗菌剂在有水分和空气存在的体系中能自行分解并释放出自由运动的电子(e-)，同时留下带正电的空穴(h+)，其主要反应为：

ZnO/ TiO2+hve-+h+

e-+O2・O2-

h+H2O ・OH+H+

生成的带羟基的自由基・OH和超氧化物阴离子自由基・O2-都非常活泼，化学活性极强，能与多种有机物发生反应(包括细菌内的有机物及其分泌的毒素)，从而将细菌、残骸和毒素一起杀灭，达到消除之目的。

对于细菌，静杀菌顺序为：

Ag+＞Co2+＞Ni+≥A13+≥Zn2+≥Cu2+＝Fc3+＞Mn2+≥Sn2+＞Ba2+≥Mg2+≥Ca2+

对于霉菌，静杀菌顺序为：

Ni+≥Cu2+≥Co2+≥Zn2+=Ag+＝Fe3+=Mn3+≥Ba2+≥Mg2+≥Ca2+

杀菌作用的顺序为：

Ag+＞Cu2+≥Fe3+=Sn2+≥A13+≥Zn2+≥C02+

由此可见，Ag+杀菌效果最好．Cu2+、Fe3+虽亦有较好的杀菌效果,但这两种离子都明显带有颜色，不利于应用。

另一种是活性氧抗菌机理。半导体材料的抗菌剂在用能量大干其导带宽度的紫外线照射下吸收光能，使得导带上的电子被激发分解出能自出移动的、带负电的电子的同时也在价带上产生氧化能力很强的空穴。与水或空气作用，在有02和H20存在的条件下，导带上被激发的电子就会被氧分子捕获，产生高化学活性的活性氧自由基，而活性氧自由基极不稳定，可迅速通过歧化反应转化为较为稳定的H2O2、，H2O2作为一种活性氧化剂可以进一步作多种形式的分解，产生氢氧自由基，具有很强的氧化还原作用，从而产生抗菌作用。

2、纳米技术在服用抗紫外线纤维中的应用

2.1 纤维抗紫外线的方法

在纤维和织物中添加屏蔽紫外线的纳米级物质微粒主要有两类：一类是起反射紫外线作用的物质，习惯上称为紫外线屏蔽剂，通常选用一些金属氧化物的粉体；另一类是指对紫外光有强烈的选择性吸收，并能进行能量转换而减少它的透过量物质，习惯上称为紫外线吸收剂，通常是一些无机材料和一些有机化合物。吸收剂在吸收紫外线的能量后，转变为活性异构体，随之以光和热的形式释放这些能量恢复原分子结构。这着重介绍纳米无机材料防紫外线助剂。

材料达到纳米尺度后，比表面积增大．表面原子数、表面能和表而张力随粒径的下降急剧增加，表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等待点，导致材料的各项性能不同于正常粒子。金属氧化物粉体达到纳米级后，金属氧化物则表现出了抗菌、杀菌功能以及吸收紫外线功能等。纺织纤维中添加无机材料的关键是材料的粒径大小以及添加量问题，材料的粒径过大，添加量过高，都会影响纺丝的性能指标。粒径达到纳米级，添加少量就会达到同样效果，同时纺丝性能亦不会受到影响。纳米无机材料与普通无机材料的比较如表1所示。

紫外吸收剂用得最多的纳米无机材料，包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅。纳米三氧化二铝，纳米云母，纳米氧化铁以及部分纳米复合材料等，它们都有屏蔽UV―A、UV―B波长范围内的紫外线的特征。

2.2 抗紫外线纤维在服装面料上的应用

防紫外线纺织品的品种繁多。各国现阶段所生产的抗紫外线功能的服装为运动衫、罩衫、制服、职业服、游泳衣、童装、衬衣、野外作业服、裙装等．这些产品能够有效地为人体提供保护。女士非常注重皮肤保养，惟恐皮肤被紫外线所伤害，所以夏季具有防紫外线功能的轻薄的女装面料市场前景看好。除了女装面料之外，其他诸如具备防紫外线功能的遮阳幅、长筒袜等也会是较好的卖点；男士对这种防护功能的纺织品同样有着潜在的需求，经过防紫外线加工的了恤衫、衬衣、长短裤等男用服装的市场前景不可估量；运动服和休闲服是户外经常穿着的服装，如果生产加工出防紫外线的运动服以及休闲服(包括泳装、网球杉、高尔夫服、滑雪衫、T恤衫等)，将会是市场的另一热点；在户外进行作业所需要的工装如野外作业服、渔业作业服、农业作业服等同样需要具有防紫外线的功能。

3、纳米技术在服用远红外纤维中的应用

具有远红外功能的纤维在日常生活中有着重要的应用地位，它是一种通过高效吸收和发射远红外而具有保温、改善微循环系统、促进血液循环等保健功能的新型纺织纤维。远红外纺织纤维的创意来自于日本陶瓷业的奇想．从而开始了纤维与远红外物质的结合。由于超细陶瓷粉末具有吸收外界远红外线，并向人体发射远红外线的积极的保温作用，因此使得纺织纤维具备了促进血液循环，调节新陈代谢．减小水分子缔合度，提高细胞活性的保温保健功能。

3.1 远红外材料作用机理

远红外是波长在2.5―1000 微米的电磁波辐射，具有热效应。远红外纤维所用低温远红外材料的远红外辐射机理是其自身的晶格振动。当材料从环境或人体热量吸收能量之后．其分子中的原子或原子团处于高能量的激发状态，当原子或原子团从高能量的振动状态向低能量状态转变时，就会产生波长2.5―25微米的远红外辐射。

另外，纳米材料之所以能作为红外吸收材料，主要是因为纳米材料的尺寸远小于红外及雷达波波长，因此对这种波的透过率比常规材料要强得多，而纳米材料的比表面积比常规粗粉大3―4个数量级，对红外线和电磁波的吸收率也比常规的材料大得多，这就大大减少了波的反射率，使得红外探测器和雷达接受到的反射信号变得微弱。这一性质使其具备做军用服装用料。

4、纳米技术在服用阻燃纤维中的应用

4.1 纺织品阻燃的意义

纺织品是与人类生活、生产工作环境紧密相关的，它不仅给人们带来了前所未有的舒适与方便，同时也带来了潜在的火灾隐患。据统计，全世界每年发生的火灾给人类生命财产造成了巨大损失，因此对纺织品进行阻燃整理有着非常重要的意义。

4.2 纤维及纺织品的阻燃方法

纤维及纺织品的阻燃方法技生产过程及阻燃剂的引入方法，大致分为原丝阻燃改性和阻燃后整理两类。具体可分为共聚法、共混法和后处理法。

(1)共聚法

共聚法是在纤维聚合物分子结构上引入具有改善成纤高聚物热稳定性的芳环或芳杂环，或把含有磷、卤、硫等阻燃元素的纳米级化合物作为共聚单体引入列大分子链巾，然后再把这种阻燃成纤高聚物用熔融纺丝或湿纺制成阻燃纤维．进而织制成纺织品。目前以这种方法生产的阻燃纤维有阻燃腊纶、阻燃涤纶等。这些纤维，出于阻燃剂结合到纤维大分子链上，使其具有持久的阻燃性能。但聚合、纺织及后加工处理工艺须适当变动，其对纤维的物理机械性能及服用性能也有着显著的影响。

(2)共混法

共混法是将纳米级阻燃剂加入到纺丝熔体或浆液中以纺制阻燃纤维的方法。它要求阻燃添加剂粒度细，与树脂相密件好，能经受高温，具有良好的稳定性、不会凝聚等等o

(3)后整理法

后整理法是通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及站台等方法，将阻燃剂固着在织物或纱线上面而获得阻燃效果的加工过程。

4.3 纳米技术在共混阻燃改性纤维中的应用

将纳米阻燃剂加入纺丝熔体或浆液中纺制阻燃纤维的方法，工艺简单，对纤维原有性能的影响较小．阻燃持久性虽不如共聚改性，但比后整理法好得多。使用的添加型阻燃剂粒度要纲，与聚合体相密性好，能经受熔体的纺丝温度或在原液中有良好的稳定性，不会凝聚，不溶了凝固浴。

若采用皮芯型复合纺丝工艺，使阻燃剂位于纤维芯部，普通聚合体为皮层，则既可防止卤系阻燃剂过早地分解出卤化氢离开火焰影响阻燃性，又能保持纤维原有的外观、白度印染色性，比均相共混纺丝效果好。

4.3.1 纳米改性阻燃聚丙烯纤维

共混改性阻燃PP纤维的阻燃剂多选用溴系或磷系阻燃剂，制成阻燃母粒，在纺丝时按一定比例与聚丙烯切片共混。该方法因添加量少、成本低、工艺简单，对纤维的物理机械性能影响小，制得的阻燃纤维比普通丙纶手感柔软。因此，国内外都采用此方法对丙纶进行阻燃处理。

4.3.2 纳米改性阻燃聚酯纤维

目前占领国际阻燃涤纶市场的均是磷系阻燃剂，它属于固相阻燃机理，燃烧时发烟量小，对设备无腐蚀。阻燃涤纶的生产也多采取先制造阻燃母粒．然后再与切片共混，熔融纺丝，工艺流程与聚丙烯纤维生产基本相似。

5、结论

1）纳米技术是在纳米级这个极微小世界内进行研究的技术。纳米技术在纺织品领域的应用被公认为是高新技术的最重要源头之一，纳米技术在纺织品领域的发展也将对广大的企业和消费者产生影响。

2）纳米材料具有普通材料所不具备的优良特征，虽然纳米技术仍处于发展初期，但事实证明纳米技术是一个可以改善纺织品性能的有用工具，随着纺织品性能的提高是，附加值和附加收入也会增加。

3）纳米技术在纺织品领域虽正处于起步阶段，但充满机遇与挑战的纳米技术是未来发展的必由之路，它在纺织领域中有着极其广阔的发展前景。

参考文献

[1] 许并社等．纳米材料及应用技术．化学工业出版社，2004.1．

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【关键词】教学内容 改革 材料物理与性能

1．引言

教学质量是高校赖以生存和发展的重要保证, 而加强课程教学改革, 则是提高教学质量的重要途径。近年来,以电子、生物、航天和能源等为应用对象的材料科学已经从过去的单一性金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势, 对材料科学人才也提出了新的、更高的要求。1997 年国务院学位办颁发了新专业目录, 材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料,而是横向融合金属材料、无机非金属材料和高分子材料的基础理论于一体, 纵向充分强调理科与工科的结合。为满足社会对材料专业的需求，并与国内外“材料科学与工程”学科发展接轨, 北方民族大学制定了材料类专业的长期规划并制定了2008 本科专业培养方案。材料物理与性能学课程作为2008 培养方案中材料科学与工程本科生的专业基础课, 其教改方案已列入2009年宁夏高等教育教学改革项目。

本文从教材建设的意义与目标、课程教学内容改革、课程教学方法改进及教改初步成果等几个方面对材料物理与性能学课程建设思路进行阐述。

2．教材建设的意义与目标

《材料物理》是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课，其主要内容是利用物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系。

对于材料专业的学生来讲，化学方面的基础知识学习得较多，包括有机化学、无机化学、分析化学和物理化学等，但物理方面的基础知识却较少涉及，只有普通物理课程，而物理本身所包含的基础知识比化学更多，例如光、电、磁、热、力、辐射等。因此，给材料专业的学生补充更多的物理知识，尤其是材料物理方面的知识非常必要。而当前材料物理教材的诸多版本多数偏重理论指导，要求学生对物理分支的知识掌握太多，这不能完全适应现行本科生教育的需求，对研究生来说相对更适合一些。个别相对合适的材料物理教材因为有些内容太深无法讲透，而有些内容又太浅，对本科生来说，作为参考书使用较为适合，这是一个方面的原因。另一方面，大多材料专业都开设了材料物理性能课程，此课程包含的材料物理的基本概念又都比较缺乏。编写这本《材料物理与性能学》教材的目的就是一方面给材料专业本科生增加一些有关材料物理的基础知识，另一方面将材料物理性能方面的内容合并到一起，减少学生的课程数目。

在教材的编写过程中，注意突出了以下几方面的特色。

（1）以实际应用实例讲解材料物理学的一些基本概念和物理效应，例如：位错的运动形式分为滑移和攀移，滑移的运动形式是像蚯蚓一样以局部带动全部进行运动；为什么钢铁进行淬火后会变硬？是因为加热加速了原子的运动，突然冷却使原子来不及运动到正常格点位置就停止了，使得原子排列紊乱，阻止了位错的滑移，所以会变硬。以这样的方式来介绍材料物理学的一些基本概念和物理效应，使学生便于理解、掌握和记忆。

（2）以实验的手段讲解各种材料的性能。如：通过拉伸实验，讲解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的力学性能的异同等；通过对不同材料进行电阻测量，讲解如何利用电阻绘制材料的溶解度曲线，将此曲线应用到实际研究中。采用这样的方式设计实验，达到真正锻炼学生动手能力和创新能力的目的。

（3）加入现代新材料的内容，介绍其应用与发展。例如：复合材料、纳米材料、能源材料、生物材料等。

3．教材知识体系改革

根据材料相关行业发展需求进行教学知识体系的改革。目前材料科学发展的趋势是新型功能材料（特别是电子、光电子材料）、新能源材料、环境友好材料、生物活性材料的研究与开发，本课程针对材料发展的总体趋势和行业需求，结合我校2008本科生培养方案的指导思想，在设置材料的热学性能、力学性能和电学性能的基础上，设置了材料的介电性能、缺陷物理与性能、铁电物理与性能、磁性物理与性能、非晶态物理、高分子物理、薄膜物理。在内容的编写上，略去了大量的公式推导，注重基本概念、基本原理的讲解，同时，结合生产、生活和材料前沿科学研究中的实例对材料物理与性能进行阐释。

在每章的开始，教材以实际案例开篇来提高学生对本章内容的学习兴趣，如从材料的导热性角度解释“9.11事件”对纽约世贸中心造成毁灭性破坏的原因；从材料的导电性能与硅材料的薄膜化对太阳能发电在解决能源危机方面的重要地位与应用现状等导入案例。在每章的结尾，设置了拓展性内容，主要将章节内容相关的前沿科学发展现状、需要解决的关键科学问题呈现给学生，为学生在学完章节基本内容后进行深层次的思考和进一步利用所学内容阅读学科领域前沿知识提供了引导，如教材引入纳米材料（如碳纳米管）的热学、力学性能来拓展学生对纳米材料独特性质的认识；以超导材料的发展历史、研究现状、和应用（如磁悬浮列车）来引导学生对材料的导电性进行探求。

另一方面，针对我校2008本科生培养方案加强实践教学的指导思想，在内容设置上，教材还考虑通过学习基本内容的基础上，可以为本科生开设一些基础实验和创新性实验。结合本课程的学习，我院对本课程开设了材料的力学性能检测、硬度测定、材料热容的测定、材料热导率的测定、材料导电性能的测定、陶瓷热稳定性测定等基础实验，同时通过新建设的新能源、电磁学专业实验室，为学生提供创新性实验平台。

4．教学方法改革

教学过程是通过教师与学生之间的互动配合完成的，教学方法在教学活动中的作用至关重要，在《材料物理与性能学》的教学过程中，注重学生能力的培养，摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法，而采用“启发―引导―互动”式的教学方法，以此来实现传授知识、培养学习能力和创新能力的目的。在教学方法的改革中，采取了以下具体的教学方式

（1）采用板书与多媒体结合的方式进行知识讲解。对较为抽象的概念、模型，采用动画演示帮助学生理解，如对于位错的两种基本类型―螺型位错和刃型位错以及它们的运动方式―攀移和滑移，很难用易于理解的语言表达清楚，而采用动画演示的方式，学生很容易理解并在脑海中留下深刻的印象；如三极管的放大作用，采用动画演示即可让学生在较短时间内对其放大机理和对发射极、基极、集电极材料的不同要求了然于胸。

（2）学生讲授，集中讨论的方式。针对有些能引起学生兴趣的内容，采取学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收。比如关于铁电物理的内容，通过讲解基本理论，让学生通过查阅文献资料来挖掘铁电物理的知识在我们生活中的应用，而学生通过文献资料，利用磁性物理知识讲解了以“卡的世界”为题的关于存储卡的相关原理和技术前沿、利用材料的压电效应讲解了打火机的原理，这不仅加深了对知识的理解，还极大地调动起学生对铁电物理知识的兴趣。

（3）开放式作业题目。对于有些基本观点，随着科学的不断发展，可能遇到一些无法解释的现象，对此，鼓励学生通过查阅文献发现此类问题。例如，将块体材料的一些基本理论应用于纳米材料去解释其性能显然是不正确的，不同点有哪些？为什么不同？针对这些问题，让学生自己去解决，然后在作业中写出自己的观点。这样做的好处是，既启发了学生的主动性和创新思维，又防止了抄袭作业的现象发生。

5．初步成果与展望

《材料物理与性能学》课程已作为“21世纪全国高等院校材料类创新性应用人才培养规划教材”由北京大学出版社于2010年1月出版。《材料物理与性能学》课程是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课，授课学时为理论48学时，实验16学时。该教材已被东北大学、郑州轻工业学院、北方民族大学，以及江苏、湖北、浙江和山东等省的高等院校选用，受益学生3000多人，反映良好。

通过教学内容和教学方法的改革后，学生对材料专业产生了极大的兴趣，出勤率和听课率大大提高，学生对本课程的课堂听课率创历年新高接近100%，根据校教务系统所提供的学生对教师的教学评价结果表明，课堂满意度在90%以上，同时通过对材料物理与性能学课程的学习，我院学生申报创新性实验和挑战杯的数量明显增加，与往年相比，增加的项目主要来自与本课程相关的内容。

虽然，通过教改，我们在教学中取到了良好的初步成果，但对本课程的双语教学、精品课程建设的工作以及课程考核体系、质量监控等方面的创新还是今后对本课程改革的主要方面。

今后，我们通过总结《材料物理与性能学》的教学实践，搞清存在的问题，进一步明确课程定位，形成以贯彻向“宽基础、宽口径、重实践”的培养模式上转变的新课程体系。通过充实和丰富教学内容，完善和增加案例教学，制作和搜集影像资料，研究和制作优质课件，完善相关实践环节，使该课程教学做到目标明确、基础扎实、内容丰富和方法多样。

[参考文献]

[1]万红，白书欣.材料物理课程建设的思考[J].高等教育研究学报,2009,32:21-23.

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关键词:高分子 新型技术 化学

中图分类号:O63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0102-01

从19世纪中期开始到现在,经过了这么长时间的不断发展,高分子体系已经从高分子改性逐渐向高分子合成、构筑、光电功能高分子等方向转变。人们的生活也从高分子化学中受益匪浅,小到日常可见的材料、油漆以及涂料等,大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分离膜、酶、树脂等。现在对高分子化学的研究方向已经转向了新功能材料,在目前快速发展的情况下看,高分子化学会和其它学科相互之间相继结合穿插,一定会在纳米材料、智能等一系列研究领域中广泛使用,适应现代化可持续发展的目标,使所有研究项目都向绿色科学方向发展。

1 现如今高分子化学的发展情况

自从20世纪到现在,随着工业技术的快速发展,天然资源已经露出了疲态,科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增长,人类三大合成材料,其中包括塑料、橡胶、纤维,在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料,特别表现在合成材料,在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用,极大的支撑着人类的日常生活,是使国民经济持续发展的必要动力源泉。

2 高分子化学不同领域的使用分析

使用高分子化学的研究都处于高端技术领域,它的发展方向一定会和社会发展的方向和各种行业发展要求相适应。以后的高分子化学一定会其它领域相互融合,高分子材料的使用注定会减少人类对自然资源的依赖程度,逐渐向纳米、绿色和智能等方向转变,在实现可持续发展的目标中占据了非常重要的位置。

2.1 使地球更加绿色化

在现在很多工业发达的城市,天空中都会飘着非常浓郁的黑烟,对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色,在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面,我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明,化学行业中具有污染和治理两个方面的性质,可以对绿色使用材料进行研究,也可以继续对环境造成恶化。例如:在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等,在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶,若长期的进行排放,会对环境造成严重的影响,甚至会导致不可逆转的事情发生。

2.2 减少的自然资源的使用依赖

目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性,众所周知,石油是经过地球非常漫长孕育才出现的,另外,石油也是现如今人类社会非常重要的能源,石油资源现在正在快速的减少,而且不能快速的进行补充,所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源,这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节,对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制,也许这种物质就会满足一些行业的使用要求,当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以,在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度,并对使用材料和环境进行相互协调,这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况,可以对天然高分子进行利用,这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。

现在由石油合成的高分子材料,主要因为原子中以碳为主要元素,其中还含有少量的氮、氧等原子,所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断,大约有40～50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子,它的主链上都是硅原子,并且含有有机侧链的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不断纳米化

现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多,所以,化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中,像纳米量级的片层当中,小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列,之后产生单体聚合,聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制,这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子,但是因为没有精细的方式,没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度,所以现如今很难做到对分子的精准设计,使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计,在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式,通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制,达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化学研究路线

20世纪的人类社会是以合成材料为标志的,在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化,有意识的进行调节和修复等一系列措施,这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征,简单说就是可以对外场具有反应。

3 结语

随着社会的不断发展,人类把能源、信息以及材料称为支撑科技革命的重要力量,而且材料也是能源以及信息不断发展的基础所在。从出现合成有机高分子材料开始,人类就在不断的进行研究和探索,希望可以找到使用广泛的新型材料,可以广泛的使用在计算机、生物、海洋等一系列领域当中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不断前进,正在不断适应快速发展的今天,出现了很多功能非常强健并且广泛使用的高分子材料。

参考文献

[1]王立艳.《高分子化学》理论与实践教学的整体优化研究[J].广州化工,2012,40(4):108-109.

[2]张宏刚.新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用[J].中国高新技术企业,2011(34):63-64.

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关键词：新型材料；土工建设；应用

1 高性能混凝土材料

高性能混凝简称HPC，相对比传统的混凝土材料其工作性优良且强度和耐久度更加符合工程需要，具体表现在早期强度较高、验收强度较高以及弹性模量较高；另外HPC的耐久度也高于普通混凝土材料。即便是使用条件较为恶劣，也可以保证内部钢筋不被腐蚀，维持混凝土材料应有的坚固和耐久性；最后则体现在HPC的高可泵性以及和易性上，且使用HPC筑造的结构更加容易修整。在冬天气温环境较为恶劣的情况下HPC能够保证快速凝结且强度增长较快，不会在低温环境下凝结冰冻。而在高温环境下HPC也能够保证其塌落度符合建筑要求，对水化热程度也能较好的控制。

1.1 轻质混凝土

通过利用凝灰岩以及浮石等天然轻质骨料以及炉渣、煤矸石、煤粉灰陶粒等工业废料和人造轻质骨料制备成密度较小的轻质混凝土虽然在密度上较小，但是抗冻以及保温性能相对于其他材料具有很大的优势。且轻质混凝土的原材料是煤矸石、废弃的工业渣滓以及粉煤灰，成本较低，能够有效降低混凝土制备的成本，同时也能够变废为宝，减少污染，对于厂区以及城市的环保有促进作用，有效减少废料堆积占用空间。

1.2 低强混凝土

低强度混凝土在土工建设中被应用于桩基的垫、填以及隔离，也可以用于基础建筑和孔洞的填充，在地下的构造建筑中也经常应用。低强度混凝土主要用于调整一些特殊情况下混凝土的工作度以及相对密度，此外对于弹性模量以及抗压度等性能指标也能进行调整，加入了低强度混凝土的材料可以提高强度避免收缩裂缝的产生。

1.3 自密实混凝土

该种混凝土材料无需进行机械振捣，混凝土自身重量即可以完成其密实度的提高。虽然其材料的流动性较强，但是不易出现离析现象。而该种混凝土的排至方式较为特殊：首先该种混凝土中固体体积的50%为粗骨料；其次砂浆体积中40%为细骨料；再者，水灰配比在0.9至1.0之间；最后需要通过流动性实验最终确定材料中的水灰比以及塑化剂量。只有通过上述步骤，才能使材料性能达到最佳。

这种自密实型混凝土由于无需振捣，因此施工振动噪音较小，能够在夜间进行施工，不会扰民；且不会损害施工人员的健康；在耐久度以及质量的均匀度上性能良好；即便浇筑构件体积复杂或者钢筋分布较密的工程也易于操作；劳动量较小施工速度较快。

2 粉煤灰含量较高的混凝土材料

人们对于火山灰、粉煤灰以及微集料的认识随着科技的进步不断的加深，逐渐了解到期形态效应、活性效应以及内在潜能的作用，在外加剂技术的支持下，粉煤灰成为了混凝土的另一种重要的组成成分，并且应用范围也不断的扩大，混凝土中粉煤灰量也不断地提高。

而在混凝土中加入粉煤灰并不仅仅能够节约材料投入费用，其主要效益在于其对环境以及社会的效益。水泥的能耗以及污染度较大，因此出于环保考虑在混凝土中应当尽可能减少水泥的用量，换用工业废渣，这种可持续发展型的混凝土成为了未来建筑混凝土材料发展的必然趋势。尤其是目前国际上一些较为重视工业废料二次利用的西方国家，对于环保问题十分重视。伴随着人们社会的发展以及生活要求的不断提高，工业生产中加入了社会效益以及环境效益因素，工业废渣的使用也成了土建材料的新宠儿。

3 新型墙体材料

3.1 砌体材料

墙体欲达到保温、降低传热量的目的需要采用保温性能以及隔热性能良好的低导热系数砌体材料，并采用先进的砌筑结构。近年来土工建设大多使用一种新型的节能墙体材料是由新型的保温材料结合传统材料符合而成。常用的建筑保温材料主要有加气混凝土、泡沫塑料、矿物棉以及玻璃棉和膨胀岩，而复合材料中的另外物质则是空心砖、粘土实心砖以及空心砌块等材料砌体。复合墙体中的保温材料具有较好的绝热性，导热系数较低，这种墙体的保温性较之于单一材料墙体更强，因此能够有效降低能耗。但是相对于一般的墙体，其建筑成本较高，且在建筑结构上有着一定的要求，一般采用墙体不承重或者是框架式结构。

3.2 复合墙板

复合墙板是一种新型的节能保温墙体材料，主要由高效绝热内外墙板、保温材料复合而成，在工厂按照要求的模数以及尺寸标准进行工业化生产，包括门、窗等构件均可和墙板一体化制造，运送到施工现场安装在结构框架上，即形成房屋建筑的护结构，这是近年来发达国家采取的主要建筑形式。但是该种复合墙板不需要承受外力，因此大多厚度采用了130mm左右，质量轻，且具有较高的保温性能，施工操作便捷。

4 FRP复合材料

土木结构主要受两大问题困扰，过早退化和结构功能不足。近些年来，纤维增强聚合物（FRP）已经成为解决这些结构问题的一种可行途径。工程实践表明，FRP复合材料能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构。应用的方式有两种一是替换钢筋或钢管直接应用于新建结构中；二是用于旧有结构的维修加固，以取得良好的建筑效果。

5 智能材料

大型土木工程结构和基础设施的使用期都长达几十年、甚至上百年。在其使用过程中，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故.为了有效地避免突发事件故的发生，就必须加强对此类结构和设施的健康监测。一种称为碳纤维机敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康监测中已得到应用。它是以短切或连续的碳纤维作为填充相，以水泥浆、砂浆或混凝土为基体复合而成的纤维增强水泥基复合材料。此类材料的电阻率与其应变和损伤状况具有一定的对应关系，因此，可以通过测试其电阻率的变化来监测碳纤维混凝土的应变和损伤状况。碳纤维混凝土还具有施工工艺简单、力学性能优良、与混凝土结构相容性好等特性，因此，它不仅可以用于道路的交通车辆流和载重监控，而且可较好地满足大型土木工程结构和基础设施的健康监测技术的要求。此外，碳纤维混凝土的电热效应和电磁屏蔽特性在混凝土结构的温度自适应以及抗电磁干扰方面也具有重要的应用价值。

6 结束语

常规的土建材料同新型的纳米材料相比在强度以及塑性上要逊色许多，并且纳米材料的电学性能也是普通材料无法比拟的，很多建筑领域中通过使用纳米材料增强了建筑结构的性能。传统的混凝土材料在飞速发展的建筑业中越来越无法满足其高标准的要求，混凝土性能的提高已经成为了必然的趋势，智能混凝土是新时代土工建筑对于材料的要去，也是新兴建筑材料的发展方向。纳米材料的应用给予了混凝土更高的智能性，能够使得新型混凝土材料电阻率线性变化，具有较高的重复性以及灵敏性。新型的复合混凝土材料能够有效适应现代建筑高强度以及高传感性的要求，其发展前景不可估量。

参考文献

[1]张正雄.土木工程材料[M].北京：人民交通出版社，2008.

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发展是科学发展观的第一要义，而项目则是推进发展的重要载体。抓好科技项目建设，对推进区域自主创新能力的提高，对推动经济社会科学发展意义重大而又深远。

科技项目建设是一项涉及从引进到落地再到投产等方方面面的战略工程，每一个环节都必须遵循科学发展规律，都必须以科学发展观为指导。用科学发展观统领科技项目建设，就是要使科技项目建设符合国家产业政策、环保政策、土地使用政策，符合我市市情和经济社会发展战略及规划，符合我市产业结构调整和优化升级的要求，符合我市资源科学、合理开发的要求。

一是以科学发展为本完善项目谋划。就是要研究项目、科学地选择项目，遵循经济发展规律，在培植经济增长点的同时，将科学发展观贯穿于科技项目建设的始终。这就必须在项目谋划尤其是重点项目遴选时遵循技术含量高、产出效益好、要素成本低、产业关联度大、支撑引领作用强的项目优先的原则，选择适应经济社会协调发展，适应产业特色，利于生态建设，利于促进民生的科技项目，凡是不符合科学发展观要求的项目，即便眼前的经济效益再诱人也不予选择。当前，要围绕汽车及零部件、石油化工、船舶制造、高新技术等支柱产业积极培育碳活塞、氟塑料、海洋作业平台、led路灯等一批符合行业发展方向的重点项目，在项目安排和申请省以上项目资金方面向超声臭氧废水处理系统、非线性光学纳米材料、陶瓷活塞环等高新技术产业倾斜。

二是以企业发展为本抓好项目渠道。科技部门第一要做的就是服务企业这一发展主体，不断帮助企业挖掘项目、开发项目从而获得发展后劲。一方面，要以科技成果转化项目为重点，把进入扬州“8631”科技创新型大企业、科技型成长型企业培育范围的企业作为重点服务对象，密切关注国家、省、市科技主管部门在项目支持方面动态，本着“我们多服务，企业少跑腿”的原则，主动深入企业调研，了解企业当前面临的技术难题及技术需求，从企业的长期发展需求中把握项目工作的突破口。另一方面，要多跑省内外高校院所，充分利用高校院所项目库资源，主动采购适合我市企业需求和产业发展方向的科技成果。同时，项目挖掘过程中既看技术项目更看产业项目，既关注产业发展的重大技术需求，也关注目前企业正在建设的项目。

三是以经济发展为本加强全程服务。科技服务的要义是服务经济发展，服务的基本要求是全程跟踪有实效。在科技项目立项之初加强服务，帮助企业找准项目开发的切入点，选择技术难度大、技术关联度大，在生产和技术流程中的关键技术、瓶颈技术作为科研攻关的重点。在项目实施过程中加强服务，协调高校院所与企业的关系，加大与国内知名高校和科研院所联合建立工程技术研究开发中心、示范基地的力度，帮助项目承担单位积极争取项目资金扶持，沟通协调与有关部门的关系，按科技计划管理办法对项目进展包括项目经费使用等实施监管。在项目实施结束后加强服务，努力使项目体现预期目标和经济效益、社会效益，提高项目显示度。同时加强政策宣传、引导和科技创新氛围营造，努力为科技项目建设和技术创新创设良好的环境。通过全程服务高效服务，真正把项目建设这一系统工程，打造成推动经济社会又好又快发展的引擎工程、后劲工程。:

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化工企业面临的转型压力

在人力成本不断增加和环境保护备受关注情势下，化工行业举步维艰。据不完全统计：化工大省山东省从2015年底至2016年5月份，5个多月时间，对非法化工企业和违规化工项目进行全面清理整治，共关闭化工生产企业651家，责令整改企业2157家。全国范围内，大型化工企业也在裁员，化工行业持续低迷。随着社会进步和科技快速发展，人类仅仅使用“洋油”、“肥皂”等基础化工产品的时代已经一去不返。信息、航空、能源、生物、汽车等诸多高新科技产业，已经大量使用具有高性能指标、高技术含量和高附加值的新型化工材料，传统的中国化工企业已难以满足其需求。在此背景下，国家政府、相关企业将眼光落在了特种化工上。在升级和重构传统化工企业的同时，关注特种化工企业，并推进其导向未来的研发，是藏在转型迷雾之后的一条创新求变之路。在《中国制造2025》规划中，化工行业作为重点产业，成为制造强国战略目标的关键部分。其中，特种化工和高新材料一起被列为10大重点发展产业，成为绿色升级、智能制造、高端装备创新3大方向中的重要部分。中国化工资源配置错位的问题越来越凸显，低端产品泛滥，高端产品大量依赖进口。目前，我国特种化工行业发展面临着品类少、创新能力弱2大突出矛盾和挑战，而后者又是解决当下转型难题的关键所在。其中，石化产业面临的最大挑战，在于技术创新供给不足。为此，需要大量引进国外先进特种化工企业进入市场，及早进行大规模的产业布局，实现重要产品的国内生产，并在此基础上，促进产业基地和产业架构的优化发展。

化工企业加强管理创新之路

科技企业进步一般要靠2个轮子推动：一是管理创新，二是科技创新，两手都要抓，二者缺一不可。单靠管理创新对企业发展毕竟是有限的，也不是长久之计；科技进步是第一生产力，是企业发展的根本，因此，化工企业对管理创新与科技创新的投入要有科学的比例，控制好企业生产规模，不要影响企业生产整体科技水平的提高。具体来说如下：第一，加强管理思想的创新。创新之路布满荆棘，要有敢打“硬仗”的思想准备。注重对化工企业管理型人才的激励，对优秀的管理人才进行股权激励，包括在职分红，赠予股份，激发管理者提高管理水平，探索提升企业效益新思路的热情。鼓励管理者尝试新模式，运用新方法，以适应快速发展的市场需求。第二，新形势带来新变化，新变化迎来新机遇。有前瞻眼光的创新公司通常会专注于受到社会大趋势推动的诸多挑战或问题，如能源匮乏、绿色环保、节能增效、需求多样化等社会大趋势给市场带来诸多颠覆性变化，既是机遇又是挑战。例如在汽车领域，乘客的安全舒适、轻量化、环保生产和尾气排放都是趋势，因此给予高性能工程塑料更多机会取代金属材料，玻璃夹膜添加紫外线吸收剂减缓灼日对车内人员的灼伤，反红外颜料用于汽车涂料和塑料反射红外热能，水性涂料替代溶剂型涂料减少VOC排放和提高人员身体健康的防护，超细纤维革取代真皮座椅提高舒适性、减少了动物真皮的使用，车内饰件采用电镀铝银浆取代电镀工艺以减少环境污染，尾气三元催化降低有毒气体对大气的排放等。

化工未来产业创新发展模式

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■ 一、 国际化学年

■ 例1 2011年是国际化学年，为纪念瑞士化学家Reichstein 1933年首先合成维生素C，瑞士发行了一枚印有Vc分子（C6H8O6）的3D效果邮票（如右图，图中小短棍可表示单键、双键或叁键）。下列关于Vc说法正确的是

（ ）

A. 维生素C结构中包含了一个五元碳环

B. 从结构来看，维生素C不溶于水

C. 维生素C只具有羟基和酯基两种官能团

D. 维生素C能与氢气、溴水、氢氧化钠溶液等发生反应

■ 解析 本题主要以国际化学年为背景考查有机化学基础知识。通过结构图分析可知维生素C中有2个五元环，故A错误；维生素C中有4个羟基，羟基易溶于水，故B错误；维生素C中除了羟基和酯基两种官能团，还有碳碳双键，故C错误；碳碳双键可与氢气、溴水发生加成反应，酯基可与氢氧化钠发生水解反应，故D正确。

■ 答案 D

■ 例2 2011年是国际化学年，中国的宣传口号是“化学――我们的生活，我们的未来”。下列有关叙述错误的是（ ）

A. 在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量

B. 利用清洁能源如太阳能、潮汐能、风能来发电

C. 排放SO2或CO2都会导致酸雨的形成

D. 采用纳米二氧化钛光触媒技术，将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体进行排放

■ 解析 本题主要以国际化学年为背景考查环境保护与能源方面的知识。通过分析可知CO2溶于水生成的H2CO3不是酸雨的主要成分，不会导致酸雨的形成，而是导致温室效应，全球变暖。故C错误，根据题意选C。

■ 答案 C

■ 二、 2011年诺贝尔化学奖

■ 例3 2011年诺贝尔化学奖授予发现准晶体的以色列化学家达尼埃尔・谢赫特曼。准晶体原子排列有序，但准晶体不具备晶体的对称性。下列归类肯定错误的是

（ ）

A. 碘单质―分子晶体

B. 石墨―原子晶体

C. 铝铜铁合金―准晶体

D. 氧化镁―离子晶体

■ 解析 本题主要以2011年诺贝尔化学奖为背景考查晶体类型方面的知识。通过分析可知石墨层内作用力主要是共价键，属于原子晶体；但是层与层之间属于分子间作用力，属于分子晶体，综合分析石墨属于混合型晶体。故B错误，根据题意选B。

■ 答案 B

■ 三、 屠呦呦荣获拉斯克临床医学奖

■ 例4 2011年9月12日，中国科学家屠呦呦荣获拉斯克――狄蓓吉临床医学研究奖，以表彰她发现了一种药物――青蒿素，它是由菊科植物在低温条件下提炼出来的一种化合物，是治疗疟疾的特效药，其结构简式如图甲所示。下列有关青蒿素的说法错误的是（ ）

A. 青蒿素分子中有1个七元环、3个六元环和1个酯基

B. 青蒿素分子内的1个过氧基团是治疗疟疾的核心基团

C. 青蒿素耐高温且易溶于水，不易溶于乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂

D. 药效比青蒿素高10倍的双氢青蒿素（见图乙）化学式为C15H24O5

■ 解析 本题主要以屠呦呦获得拉斯克临床医学奖为背景考查有机化学方面的知识。通过分析可知青蒿素是由菊科植物在低温下提炼出来的，因此其应该不会耐高温。故C错误，根据题意选C。

■ 答案 C

■ 点评 本题主要考查学生获取有效信息的能力。平常在有机试题的训练中，一定要注重对题目中关键词及官能团的分析能力的培养。

■ 四、 “十二五”规划与节能减排

■ 例5 国家“十二五”规划中明确提出了节能减排的目标，以下做法不符合节能减排的是（ ）

A. 在钢铁等高耗能行业发展余热余压利用工程

B. 以煤炭气化替代燃料油和原料油的使用

C. 用第四代LED绿色光源替代白炽灯

D. 使用冰箱时，尽可能在冰箱内装满食物

■ 解析 本题主要以“十二五”规划为背景考查化学与生活方面的知识。通过分析可知冰箱内装满食物会消耗更多的电能，不符合节能减排思想。故D错误，根据题意选D。

■ 答案 D

■ 点评 能源是人类社会发展进步的物质基础，能源是向人类提供电能、热能、机械能等一切自然资源的总称。根据开发和使用情况，能源又可分为：①常规能源，如煤、石油、天然气等；②新能源，如核能、太阳能、地热能、氢能等。重点关注：新能源如新型燃料电池、高能绿色电池等的开发和利用。

■ 五、 食品添加剂问题

■ 例6 BHT（Butylated Hydroxy Toluene）是一种常用的食品抗氧化剂，合成方法有如下两种：

下列说法错误的是（ ）

A. ■ 能与Na2CO3溶液反应

B. 两种方法的反应类型都是加成反应

C. BHT久置于空气中会被氧化

D. ■ 与BHT互为同系物

■ 解析 化学与生活密不可分，休戚相关。本题主要以食品抗氧化剂BHT的两种合成方法为背景，考查有机化学方面的知识。通过分析可知方法二是酚羟基邻位上的氢被―C（CH3）3取代，因此属于取代反应。故B错误，根据题意选B。

■ 答案 B

■ 六、 空气质量与环境保护问题

■ 例7 PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也叫可入肺颗粒物，与肺癌、哮喘等疾病的发生密切相关，是灰霾天气的主要原因。它主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）等，下列与PM2.5相关的说法不正确的是（ ）

A. 大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量

B. 开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖

C. 多环芳烃是强致癌物，能吸附在PM2.5的表面进入人体

D. PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素

■ 解析 通过分析可知空气中的尘埃含有的对人体有害的元素也包括非金属元素如磷。故D错误，根据题意选D。

■ 答案 D

■ 七、 化学与新材料问题

■ 例8 纳米材料MFe2Ox（3＜x＜4）中M表示+2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，流程如下：

则下列判断正确的是（ ）

A. MFe2Ox是还原剂

B. SO2是该反应的催化剂

C. x＞y

D. SO2发生了置换反应

■ 解析 化学是材料发展的源泉，以新型材料为背景考查物质的结构和性质及化学原理一直是高考的热点。这类试题与化学基本概念及元素化合物的性质联系紧密，认真理解好题意就能顺利解答。本题主要以纳米材料MFe2Ox为背景考查氧化还原反应方面的知识。通过分析可知SO2转化为S，化合价由+4降到0价，因此Fe在反应中化合价一定会升高。故A正确，根据题意选A。

■ 答案 A

■ 八、 云南曲靖非法倾倒剧毒工业废料铬渣废料致污染事件

■ 例9 2011年8月云南发生铬渣污染事件，铬渣中因含+6价的铬而使其毒性增强。利用钛铁矿（TiO2、FeO、Fe2O3）生产钛白粉的副产品（硫酸亚铁），可以将其还原为+3价的铬，在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀。

（1） 碾碎的目的是____________。

（2） 加入过量的硫酸除让铁矿充分反应外，还起到的作用是____________。

（3） 第④步所加试剂是____________。

（4） 上述物质中可循环使用的试剂是（写化学式）____________。

（5） 写出滤液④与Na2CrO4在NaOH溶液中反应的离子反应方程式____________。

（6） 第③步中加热的目的是_________。

■ 解析 本题将元素化合物知识与生产工艺、化学反应原理结合起来，关注化学学科的应用性和实践性。本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。

■ 答案 （1） 增大接触面积，加快反应速率

（2） 抑制Fe3+、Fe2+水解，有利于钛从溶液中分离

（3） 铁粉

（4） H2SO4

（5） CrO2-4 +3Fe2++4OH-+4H2O■Cr（OH）3+3Fe（OH）3

（6） 促进TiOSO4水解

■ 点评 元素化合物知识复习要与基本实验、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。

■ 九、 绿色化学与化学价值观问题

■ 例10 2011年，北大校长的《化学之歌》风靡网络，指出下面四句歌词涉及的物质中，大多是通过聚合反应制得的是（ ）

A. “你我要温暖漂亮，化学提供，衣装婀娜”

B. “你我要吃足喝好，化学提供，营养多多”

C. “你我要飞天探地，化学提供，动力几何”

D. “即便你我的身心健康，也是化学密码解锁

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【关键词】化学建材；建筑防水材料；发展

中图分类号： TU57+7 文献标识码： A 文章编号：

一 前言

我国建筑防水材料发展概况

我国的建筑防水材料获得了较快的发展, 已从纸胎油毡逐步发展到目前的普通纸胎油毡、改性沥青油毡、高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等六大类产品, 基本形成了比较齐全的工业体系。

1、沥青基防水卷材

沥青基防水卷材主要有普通沥青防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材。

普通沥青防水卷材是用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青, 表面撒布粉状、粒状或片状材料支撑可卷曲的长条状防水材料。常见的有: 沥青纸胎油毡、沥青玻纤胎油毡、沥青麻布胎油毡等, 这类卷材的施工仍采用传统的热沥青玛 脂作粘结材料, 由于其热熔施工操作过程中的环境污染问题, 另外其本身低温柔性差、高温易流淌、易老化、防水耐用年限较短, 现已多个省市下文禁止在城区使用纸胎油毡, 近年来, 纸胎沥青油毡的生产销售量逐年下降。

高聚物改性沥青防水卷材主要品种有SBS 改性沥青防水卷材和APP 改性沥青防水卷材, 这类卷材是用热塑性弹性体树脂SBS 或合成橡胶APP 将沥青改性后浸涂到玻纤胎、聚酯胎或玻纤聚酯复合胎上, 两面再覆以粉状、粒状、片状的聚乙烯膜、板岩、铝箔等保护层, 形成高聚物改性沥青防水卷材。目前, 高聚物改性沥青防水卷材的施工通常采用火焰枪热熔和冷玛 脂粘结, 部分工程采用冷自粘施工法。在高聚物改性沥青防水卷材系列中, SBS 的应用量明显多于APP, 聚酯胎防水卷材明显多于玻纤胎防水卷材。

2、高分子防水卷材

我国的高分子防水卷材主要包括EPDM 、PVC、氯化聚乙烯( CPE) 、氯化聚乙烯橡胶共混、再生胶、土工防渗片等,近年来获得一定的发展。我国已先后从日本引进了10 条EPDM 生产线, 近几年又增加了几条国产的正规生产线, 还有10 多条小线, 销售量有了新的增长, 但估计不会超过300 万m2。产品主要是黑色均质无增强硫化型的, 最近又有了非硫化型EPDM 共混卷材和非硫化增强型EPDM 复合防水卷材, 此外还有自粘复合防水卷材及自粘丁基橡胶密封带。我国自行开发的PVC 防水卷材由于增塑剂迁移等问题未过关, 虽有几家防水材料公司生产, 但均未站稳市场, 只有中外合资的济南渗耐鲁泉防水材料公司生产的以无纺布作背衬的PVC 防水卷材, 产品质量良好, 有一定销量。我国的CPE 防水卷材包括以玻璃布增强的CPE 卷材、CPE-橡胶共混卷材、CPE 弹性体卷材等, 近期销售量约为650 万㎡。地下和土木工程需要的防水、防渗材料, 包括低密度、高密度、线性聚乙烯、乙烯乙酸乙烯( EVA) 共聚物、乙烯共聚物沥青( ECB) 、聚乙烯丙纶双面复合防水卷材等。

3、防水涂料类

防水涂料从70 年代开始应用以来, 发展迅速。据有关资料介绍, 国内有一定生产规模的有200 多家( 不包括油毡厂生产涂料的企业) , 主要产品分为高分子防水涂料, 中档改性沥青和低档沥青基防水涂料三大类。高分子防水涂料目前主要有聚氨酯、硅橡胶防水涂料, 水型三元乙丙橡胶复合防水涂料,CB 型内烯酸酯弹性防水涂料等; 改性沥青防水涂料有氯丁胶乳沥青、SBS 改性沥青、丁苯胶改性沥青、聚氯丁烯煤焦油等防水涂料; 沥青防水涂料有膨润土沥青、水性石棉沥青、石灰沥青、乳化沥青等防水涂料。全国年产量达10 万吨以上。其中20% ~30% 的产量为中高档产品, 在以上各类产品中, 还可分为溶剂型和水乳型。

二 建设市场发展趋势

随着建设事业各项改革进一步深化, 工程建设取得新的成就, 城市和村镇面貌发生了较大变化。城镇住房建设呈现持续、快速增长趋势, 平均每年完成城镇住宅竣工面积达4. 4 亿平方米, 村镇住宅建设年均完成6. 5 亿平方米, 城乡居民住房条件有了较大改善, 居住水平有了很大提高。九五期间, 建筑业还完成城市基础设施和各类工业、能源、交通、水利、文教、科研、军工等基本建设和更新改造工程24. 7 万项。建设事业发展面临的主要形势是:加快推进城市化进程, 城乡发展与资源、环境的矛盾越来越尖锐, 国民经济持续增长和人民生活水平不断提高, 要求住宅产业继续保持较快增长, 西部大开发战略的实施将使工程建设总体规模继续扩大, 对确保工程质量提出了更高要求, 加入WTO 以后, 我国的建设事业将面临新的机遇和挑战。如今建设事业的发展目标和主要任务是:加速推进城市化进程, 城市化水平每年提高1 个百分点左右。加强城市基础设施建设和城市管理, 形成优美、协调、良好的人居环境。加大城市污水处理设施建设, 争取用五年时间,使西部地区城市污水处理率达到40% ; 加快城市立交桥、停车场及行人过街桥涵建设, 发展城市快速路系统; 百万以上人口的大城市要加快修建城市快速轨道交通等。把住宅建设真正培育成为国民经济的重要产业, 建立规范的建设市场运行与管理体系, 提高建设工程质量。到2005 年, 全国设市城市数量增加到710 个左右, 建制镇发展到18800 个。城市化水平达到35%左右。全国城市市政公用设施固定资产投资9900 亿元。全国城乡住宅累计竣工面积达到57 亿平方米( 平均每年11. 4 亿平方米) , 约6000 万套; 其中城镇住宅竣工面积27 亿平方米; 农村住宅30 亿平方米。解决城镇住宅的工程质量和功能质量通病, 初步满足居民对住宅适用性的要求, 初步建立住宅及材料、部品的工业化和标准化生产体系。2005 年, 建筑业总产值达到26700 亿元, 建筑业增加值达到8500 亿元, 建筑业增加值占国内生产总值的比例达到6. 7%。2005 年, 科技进步对建设事业的贡献率达到35%, 建设科技创新机制基本建立。

三 化学建材以及防水材料展望

由于现代建筑尤其是高层建筑的使用期一般都远不只十年, 许多房屋使用会达百年以上, 为此, 寻找一种耐候性更好、防水保质期更久的材料一直是工程科研工作人员的课题, 目前的化学建材以及防水材料的最新发展主要有如下方面:

1. 开发防水性能更好、耐老化性更久的含有机硅橡胶或表面涂有机硅或有机氟聚合物的卷材, 并开发粘合力强、固化快、耐老化性同等优良的含有机硅或有机氟高分子的粘接密封剂与之匹配使用, 或者采用其它切实可行的施工工艺解决卷材接缝之间的可能渗漏问题, 使防水保质期达30 年以上。

2、开发含有有机硅、有机氟的水基型高分子防水胶，并能与更多的水泥混合且一并固化, 形成高耐水、高耐候的有机无机复合防水层, 使防水保质期达30 年以上, 甚至可使防水层与建筑物寿命一样长,这是防水材料最重要的发展趋势之一。

3、开发无溶剂、无环境污染的高效、高耐候建筑防水( 涂料) 胶例如高分子有机硅防水密封胶，单组份或多组份反应型无溶剂快固型聚氨酯防水密封胶, 这类产品开发的主要方向是寻找更廉价的有机硅及聚氨酯基础原料( 单体) 的合成工艺路线, 并大规模生产, 以降低产品价格。

4. 开发具有良好的防水性能, 同时又具有良好的隔热性能, 且施工方便, 耐老化性好的新型防水材料, 例如双组份闭孔现场发泡聚氨酯防水胶已有研制报道。

5. 高固含量低粘度水基型水泥基聚合物乳液防水胶, 例如纯丙、纯有机硅乳液型或硅丙乳液或氟丙乳液型防水胶的研制, 因为作为建筑防水材料, 在施工时一般都要求屋面基本干燥, 且施工后胶干得快,而低含水量的高分子乳液必然会比高含水量的干得快, 或可以带湿施工, 从而缩短工期。

6. 纳米无机材料填充的有机高分子复合防水卷材或防水涂料( 胶) 的开发, TiO2、ZnO 及SiO2 等无机纳米材料对紫外光有很强的屏蔽作用而使有机高分子免遭阳光的照射而降解变质, 从而使有机物的高弹性及防水性可更持久地保持。

7. 开发单组分或双组份高弹性高耐老化性无溶剂热熔或非热熔反应型喷涂防水涂料, 例如从理论上讲, 丙烯酸酯, 有机硅、聚氨酯, PVC 等许多高分子都可制成符合上述要求的热熔喷涂防水涂料( 胶) ,使防水施工更为简便快速, 从而大大缩短工期, 也可彻底消除接缝与阴阳转角渗漏问题。

8. 开发有机高分子与无机高分子复合物卷材,例如有人认为将高耐候的有机高分子乳液与高耐候的水泥等无机高分子混合后制成复合卷材将比纯有机高分子材料具有更好的抗老化性, 比纯无机高分子材料具有更好的抗开裂渗漏性, 这方面已有新产品问世。

四 结论

目前, 我国化学建材和防水材料市场的发展与国外先进水平还有很大的差距, 新型材料的市场占有量还比较低, 国家行业职能管理部门必须加大市场规范力度, 积极发展应用新型技术和新型材料, 改革建设市场管理体制, 尽快实行工程质量保证期制度, 以加快促进我国建筑材料市场的发展。

【参考文献】

［1］ 李晓东． 论建筑防水材料［J］． 林业科技情报， 2008，40( 3)

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关键词：建筑材料；环境问题；办法

Abstract: at present, with the rapid development of economy, environmental problems become more and more serious. Social from all walks of life in all kinds of environmental pollution and environmental protection to the attention of more and more high. Today is going to talk about building materials of serious effects on the environment, it is also closely related with our life. Here mainly explain the impact of building materials on the environment and the corresponding solutions.

Key words: construction materials; Environmental problems; Way to.

中图分类号： TU5文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

21世纪的社会，人类最关注的问题就是环境问题。自然灾害的频繁发生，人为的肆意破坏，让人类越来越重视到环境问题的危害。保护环境是每个人的责任，这里面建筑材料也是污染环境的重要部分。笔者认为，建材行业的人士更需要引起重视，因为从这里说明建材行业与环境的污染和保护是脱不开关系的。本文陈述了建筑材料对环境的污染及提出了针对性的治理办法。

一、建筑材料对环境造成的污染

1.对环境的隐形污染

1)建筑材料造成的气体污染。在水泥、钢筋等建材的生产过程中，会由于煤、燃气、油过度燃烧排出CO，SO，H S、NOx、CO2和有机物二恶英、呋喃等有毒气体，这些对人体的健康和大气的污染都将会造成严重的影响。CO2会产生大气污染，是温室效应形成的主要原因。硫化物会形成酸雨，而CO等气体可与人的红细胞一旦结合，就会给人的身体造成很大的威胁。

2）建筑材料造成的光污染。在建筑城市的高楼大厦中，有些厂商会用一些不合格的建筑材料，这些材料是不利于汽车尾气的排放和光化学产物的扩散，从而促使NOx等气体不知不觉的深入到人体中，危害人体健康。同时，还有某些建筑材料同时会造成一些不利的光反射，这样就会导致交通事故的频繁发生，在某种程度上也影响了社会的交通治安，影响社会的和谐发展。

3）放射性因素的污染。建材的放射性污染主要就是身体内的辐射和身体外的辐射，这些辐射主要是来自放射性元素铀、镭、钍等衰变产物氡。氡不仅能够溶解于水和许多液体中(如酒精、石油、甲苯等)，而且能溶解在血液和脂肪中。由于氡在人体内组织的溶解度很低，当人体吸入氡之后，这些氡的衰变产物就会持续不断的在人的呼吸道表面沉积下去，基本上都是积累在局部区域。所以如果人在高浓度氡气长期出现的环境下工作生活，就很有可能导致肺癌。

2.对环境的显性污染

1)建筑材料造成的粉尘污染。有些建筑材料在生产过程中没有达到国家规定的标准，在使用的过程中会有大量的粉尘出现，这些粉尘一旦漂浮在空气中，就会被人们呼吸进去，人类就容易出现呼吸道疾病。同时，这些东西长时间漂浮在空气里也会影响空气的可见度，从而导致整个大气的环境会更加严重，影响人类的正常工作和生活秩序。最后可能影响这个社会的发展和进步，甚至会波及到全球的环境。

2）建筑材料造成的水污染。有些建筑材料中具有某些物质能和水发生作用，这些可能在使用的过程中形成一定的水污染。水乃人类的生命之源，如果连人类的生命之源都被破坏了，那将会造成大幅度的不可想像的影响。南方是旱灾发生的频繁之地，况且很多地方也才前不久经历了旱灾，在这个不一样的时间段，水资源更显得宝贵。所以，建筑材料对水的污染也是必须引起我们的高度重视。

3）有机物挥发及含重金属颜料的污染。据相关媒体报道，目前在我国国内的建筑物有很多不合格，其中在建筑物中的的装饰材料都不同程度地含有有机溶剂、甲醛、苯、氯化烃等有机物，油漆、涂料和胶粘剂等化工原料是室内的苯的主要来源。一旦人在短时间内吸人高浓度的甲苯、二甲苯，就很可能出现中枢神经系统麻醉；若人长时间接触则会引起慢性中毒， 头痛、失眠、精神萎靡不振、记忆力衰退等症状。据世界卫生组织确认，苯化合物已经被确定为强烈致癌物质。另外，甲醛在装修板材中的胶粘剂也都或多或少地存在。据报道，导致鼻癌和呼吸系统癌变的重要原因之一就是甲醛释放量超标的缘故。

二、 治理污染的相关措施

1）政府应该加大环境保护的宣传力度，努力加强人们的环保意识和自我保护意识，开展环境保护的相关讲解活动，尤其是使人们加强学习关于建筑材料相关污染方面的知识，从而使人们更好的意识到建筑材料对环境污染造成问题的严重性，深入贯彻“保护环境，从我做起”的宗旨。

2）由于一些隐性的污染难以通过人工处理来治理，如果利用先进的科学技术处理这些隐性污染的元素，开发一些物美价廉的抗菌材料和空气净化材料，研究可以排除有毒气体的物质，那么解决这些问题就会事半功倍。目前，解决隐性污染的关键技术可以通过光催化技术。同时，选择一些植物来进行相关的实验研究，研究成功的植物可以做一个试点使用，来对抗有毒有害气体，这样就可以更好的服务于大众。

3）生产新型建材材料不仅要通过科学技术的创新，还要思想上的创新。相关的技术研究部门可以利用新兴的功能材料科学、纳米材料科学理论来解决环境协调问题；通过研究动、植物的环境协调理论，把仿生科学应用到建材领域。可以先在动物和植物上做研究，利用动物和植物变色，调节温度的能力等各种适应环境的能力，发掘出相应的观念，开发新产品。进而生产一些环保产品，结合环保的思想，对建筑材料不断改进，这将会是建筑材料行业发展和进步的重大突破。

4）由于一些厂商不按照要求使用一些不合格的建筑材料，所以我们可以进一步完善法律法规，着重细化关于这方面的法律法规，这样可以对生产厂家，豆腐渣工程进行产生一定的监督作用。同时相关的质检局部门和公安部门应该严厉打击不法厂商违规生产的行为，惩罚那些无视人们健康的不法分子，并需要那些不法人士付出相应的代价来负起他们应该承担的责任，从而规范建材行业，实现建材行业的高服务，高质量的行业标准。

结语

人类只有一个地球，人类的生命也只有一次，创建一个可以让人类赖以生存的环境是人类共同的愿望。我国政府十分重视环境的保护，比如水体污染、酸雨、温室效应、臭氧层破坏等都是全球性的问题，已是各国政府关注的焦点。我们生存的地球环境面临着污染的危机。因此社会各行业必须始终坚持可持续发展的道路。作为建筑行业同样是任重而道远，建筑业对造成环境污染也是很大的，所以更需要大力发展环保型建筑业，这样可以尽早实现绿色家园的愿望，同时也让我们这个社会变得更加和谐，促进社会的快速发展和进步。

参考文献

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[3]张成联绿色家居绿色建材『J1_装饰装修天地，1999，9：34—34．

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