高分子材料研究方向范文

导语：如何才能写好一篇高分子材料研究方向，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：功能高分子材料；研究现状；发展前景

一、功能高分子材料的概念及开发意义

功能高分子材料，是指具有一定传递或存储物质、信息及能量作用的高分子和高分子复合材料。这使得功能高分子材料不仅具有原来的力学性能，同时还兼具如光敏性、导电性、化学反应活性、生物相容性、选择分离性、能量转换性等一系列其他特定性能。按照其功能划分，功能高分子材料主要可分为4类：①物理功能：具体包括超导、导电、磁化等功能；②化学功能：具体包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具体来说包括生理组织及血液的适应性等；④介于化学、物理之间的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。

功能高分子材料由于具备特殊的功能，受到了各个领域的广泛重视，特别是其不可替代的诸多特性都为很多领域的技术进步提供了基础和前提，甚至已经因此而诞生出了一批先进的、符合社会发展潮流的新产品。因此，当前各国都加大了对功能高分子材料的人力物力财力投入，面对时间各国的竞争，我国也需要尽快加大对功能高分子材料的研发力度，从而摆脱我国国防、电子、医药和其他尖端领域严重依赖国外功能高分子材料市场的困境。

二、功能高分子材料的研究现状分析

目前针对功能高分子材料的研究和应用现状，主要集中于功能高分子材料的光功能、电功能、生物功能以及反应型功能应用这几个方面：

1.光功能高分子材料

目前的光功能功能高分子材料的研究和应用主要体现在光固化材料、光合作用材料、光显示用材料以及太阳能光板这几个方面，这些具体的应用能通过对光的吸收、储存、传输、以及转换功能，实现对光能的有效利用。例如，目前已经能够通过光功能高分子材料的运用实现光传导来帮助植物的光合作用。此外，运用光功能高分子材料实现手机的太阳能充电也已经成为现实。

2.电功能高分子材料

电功能高分子材料，除了具备良好的导电性能外，其电导率还能根据应用状况的不同，在半导体、金属态和绝缘体的范围进行变化。此外，由于电功能高分子材料一般密度较小、易于加工，同时具备良好的耐腐蚀性，在当前的工业领域中也被广泛的应用。

3.生物功能高分子材料

生物功能高分子材料在生物领域被广泛的应用。如常见的有，由生物功能高分子材料所制成的人体植入物（视网膜植入物、脑积水引流装置等）以及人体义肢等。

4.反应型功能高分子材料

这种高分子材料是一种具备很强化学活性的高分子材料，能够有效的促进化学反应。它是通过对构建高分子骨架，并将小分子反应活性物质通过离子键、共价键、配位键或物理吸附作用进行骨架填充，以实现高分子功能才能的强化化学合成与化学反应的效果。

三、功能高分子材料的发展前景及趋势分析

功能高分子材料具备很多优势特征，这些都使得其更加符合经济发展和社会发展的需求，这也使得功能高分子材料的研究工作在各国的竞争中日益白热化。而去随着投入的不断深化，和技术的不断完善。新型功能高分子材料必然在我们的尖端科学及日常生产生活中扮演越来越重要的角色。功能高分子材料的几种发展趋势。

1.复合高分子材料

目前，功能高分子材料正逐步由均质材料向着复合高分子材料的方向发展，同时其材料的功能也向着多功能材料的方面发展。复合高分子材料往往是在一种基体材料（如金属、陶瓷、树脂等）上，加入增强或增韧作用的高聚物，再通过将多相物复合成一体，就形成了新的复合高分子材料，这种高分子材料能够充分发挥各相的性能优势，因此具有广泛的发展应用前景。在今后的发展中，航天科技、医疗卫生、生活家居、甚至汽车制造等领域，都需要各种高性能的复合高分子材料。

2.环境友好型高分子材料

经济的粗放发展，给整个地球h境都带来了深重的灾难，而随着人们对环保问题的日益重视，各国对各种材料的生态可降解性要求也日益突出。因此，环境友好型高分子材料的开发和深入研究工作，也引起了各国的重视。当前，生物降解技术和环境友好型高分子材料技术大多掌握在发到国家，我国目前还处于追赶阶段。随着世贸组织对环保观念的更加重视，环境友好型高分子材料在产品中的应用优势也将日益显著，为了把握这一趋势，我国要积极开发研究出有自主知识产权的生物降解技术和环境友好高分子材料。

环境友好型高分子材料，通过易水解的高分子的作用在各种生物酶的作用下，能够加速材料的水解反应，帮助材料进行生物降解。这种高分子材料目前研究的重点方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及缓释性等方向。

3.隐身性能高分子材料

隐身性能高分子材料的研究应用主要在军事领域，其也是当前各国的尖端军事技术的研究方向之一。以往的隐身材料多采用超微粒子和细微粉，实践证实，通过吸收衰减层、激发变换层以及反射层等多层材料的微波吸收，能够取得一定的吸波效果，达到隐身的目的。但是，由于材料制备复杂，且雷达技术的日益发展，给隐身技术提出了更高的挑战。此后，隐身性能高分子材料必然是向着厚度更小、质量更轻、功能更多以及频带更宽的方向发展。

篇2

关键词：医用高分子；医疗器械；生命质量；共价键连接

中图分类号：R197 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0002-02

1 医用高分子的发展简史

在各种材料中，高分子材料的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最为接近，因此成为各种医疗器械材料的最佳选择。医学领域的飞速发展，使功能型高分子材料在医学界应用提供了可能。当人体组织和器官受到严重外伤时，进行组织和器官修复最常用的方法是器官移植。在少数情况下，人体自身的组织和器官可以满足需求。然而对于某些特殊的组织器官，为了满足医学治疗的需求，人们自然设想利用其他材料修复或替代受损器官或组织。进入20世纪，功能型高分子材料的研究因医学领域的发展而提上日程，合成高分子材料的出现为新型医用材料的选择提供了更多的选择。

1936年有机玻璃用于假牙齿制作；1943年赛璐珞模拟人工肾用于血液透析；1950年出现可以制作人工肋骨的有机玻璃类材料；20世纪50年代广泛应用有机硅聚合物；1951～1954年开始制作人工血管、食道、心脏瓣膜、心肺；1958年出现跨越性的变化，开始了人工肾的制作。

已经使用的医用高分子材料有上百种，由此而制造的各种不同性能的材料则有上千种，但这些材料都是简单的使用或适当改性。随着科学的发展，新型功能高分子材料不断推出。在相当长一段时间内，生物相容性材料、组织工程与再生学材料、纳米生物材料、生物矿化材料和仿生材料，都是医用高分子材料研究中的热点和难点。

2 医用高分子材料的特殊要求

医用高分子材料的选择应用的要求相当严格，相关的医用材料研发周期较长，材料使用前必须经过体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段。相关医疗器械的市场化之前，要通过国家药品和医疗器械检验部门的批准，且申报审批程序周密而复杂，所以医用高分子材料比一般性的材料研发成本高。医用高分子材料及器械在人体临床的要求，通常可以概括为以下六个方面：（1）功能性：因生物材料的用途而不尽相同，例如药物缓释的性能；（2）相容性：医用材料或器械与生物体之间的相互作用，指应用材料的无毒性、无致癌性、无热原、无免疫排斥等各种反应；（3）稳定性：主要指耐生物老化性；（4）可加工性：能够加工成各种人体器官的复杂形状；（5）机械强度：在极其复杂的人体环境中，长期植入体内不会减小机械强度；（6）抗消毒性：能接受环氧乙烷气体消毒、酒精消毒、紫外灭菌、高压煮沸等而不产生变性。

3 医疗器械发展趋势

医疗器械加工将呈现出国际化、新材料、微型化的趋势，新材料如液体硅橡胶体、固体硅橡胶，可用于医用导管和球囊的制作、整形外科和护理伤口，各种硅橡胶都具有良好机械性能与医疗安全性能。目前使用的软触感热塑弹性体材料TPE，广泛应用于手术排液管、止血带、蠕动泵软管、导尿管、手术室围帘、各种疗伤用品等的生产。塑性体、弹性体、纤维树脂、线性聚乙烯、聚碳酸酯树脂已长期应用于医疗设备和装置的生产以及保健卫生用品的生产。超高分子量聚乙烯广范应用于过滤和低磨耗功能件在医学整形领域中。医用微挤出成型技术挤出直径仅为0.002英寸（0.0508毫米）的医用导管，应用于微创手术等医疗领域。

19世纪60年代，医用高分子材料开始进入一个崭新的发展时期。美国国立心肺研究所，多学科的交叉融合，品种丰富，性能完善，功能齐全。在21世纪，医用高分子开始跨入全新时代。除大脑之外，所有的组织和脏器几乎都可以用各种高分子材料来取代。从应用情况看，人工器官的功能从部分取代向完全取展；从短时间应用向长时期应用发展；从大型向小型化发展；从体外应用向体内植入发展；从与生命密切相关的部位向人工感觉器官、人工肢体发展。

4 生命质量在社会医学领域的研究进展

随着经济文化的飞速发展，生命质量越来越受到各国人们的广泛关注，生命质量逐渐成为衡量社会文明程度的重要标志。如何提高人们生命的质量成为社会医学、经济学等学科领域面临一个重要课题。生命质量的研究，对人类社会发展的定义、历史、进展的方向、历史性问题等都具有重要的意义。

社会医学领域内生命质量的研究已经经历了3个时期。一是研究早期，早在1929年，Ogburn就对生命质量的研究表示了极大的兴趣，开始了对生命质量现象的研究。二是成熟期，1957年Gurin联合美国多所院校的心理生理卫生学院在全国范围内进行了抽样性质的调查，研究人民的精神健康和关于幸福感的观念。三是分化期，生命质量研究在社会学和医学的交叉学科领域得到了跨越性的发展，并逐渐呈现出关于生命质量研究热潮。

医用高分子在医学临床的使用是生命质量提高的一个重要体现。人工器官的移植使人们免除异体移植而可能带来的抗体免疫之苦。医用高分子人工心脏瓣膜、支架为心血管患者生命的延续提供了可能。血液透析的赛璐珞薄膜使肾病患者免受病痛的折磨。医用高分子的应用不仅能够使患者的生命得以延续，更能够减轻甚至消除病人因疾病而带来的痛苦，是生命质量得以提高的一个重要体现。

5 结语

生命质量的研究首先从人的生物属性作为基本起点，进一步研究人的各种社会属性，从多维的角度反映人类个体、在群体中的健康情况。生命质量的研究同时需要医学、心理学、经济学、社会学等多种学科的共同参与，医用高分子材料和医疗器械的应用更符合社会发展和人们对于提高生命质量的真实需求。

参考文献

[1]赵成如，夏毅然，史文红.医用高分子材料在医疗器械中的应用[J].中国医疗器械信息，2006，12（5）：9-10.

[2]张承焱.医用高分子材料的应用研究及发展（二）[J].中国医疗器械信息，2005，（11）：17-22.

[3]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人，1997，（11）.

[4]王守德，刘福田，程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报（自然科学版），2002，（1）.

[5]李鹃，王宏，.生命质量在社会医学领域的研究进展[J].中国社会医学杂志，2010，27（2）：65-67.

[6]胡国清，孙振球，黄正南.生活质量研究概述[J].湖南医科大学学报（社会科学版），2001，3（2）：48-51.

篇3

关键词：高分子材料新型材料市场应用农业领域

1.前言

随着社会的发展，我国的科技有了崭新的发展机会以及广阔的发展平台，高分子材料科学也处速发展的状态。经过多年的发展，高分子材料已经在我国市场上的多个领域得到了十分广泛的应用。值得一提的是，合成高分子材料凭借着其独特的优良性质以及相对良好的使用性能，在市场上已经占据了比较重要的地位。伴随着时代的持续发展，人们对新型高分子材料也相应的提出了更高的要求，因此，为了适应人类的需要，对新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料简述

高分子化合物是高分子材料的组成基础，构成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性质便是其构成基础聚合物所具有的性质了，其含有的主要材料所具有的特性，便是这种高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和无机非金属材料以及金属材料是在当前的市场上应用的材料主体，是应用性材料科学的主要内容。在三者当中，属高分子材料最受欢迎，由于其优良的性能得以广泛的应用，在整体的新型材料的市场上都占据着重要的地位。在全球范围内的材料市场上，高分子材料的发展一直都没有停止，反而是以高速的发展形态展现在人类的面前。例如，合成树脂的数量在十年之内几乎增加了一百倍，高分子材料的飞速发展，给人类的生活带来了极大的便利以及翻天覆地的变化。塑料便是一种典型的高分子材料，塑料的用途广泛，传统的木材和水泥的年产量加起来也远远没有塑料的产量高。合成橡胶的产量也大于天然橡胶的产量，合成纤维一年的产量几乎达到了羊毛和棉花等人造纤维或者天然纤维总产量的二倍之多。还要合成树脂的发展等等。但是，即使高分子材料在我国取得了很大的研究进展以及生产应用，但是相比于世界上的发达国家，我国的科技仍然是较为落后，与各大发达国家存在着较大的距离。

高分子材料于一九三零年问世，至今已经发展了将近九十年的时间。但是一直到二十世纪末期，高分子材料才正式收到人类的重视和研究。科技处于不断的进步当中，人类对新型高分子材料的需求也在不断增加。例如大家都熟知的纳米材料，纳米高分子材料是一种聚合物基材以及纳米微粒的复合材料，这种材料具有独特的优良性质，在研究纳米材料的时候，要以其潜在的性质为依托，寻找最有效、迅速的开发方式。

2.新型高分子材料的应用概述

高分子材料作为材料市场的后起之秀，发展速度十分迅速。并且在整个材料市场上的应用十分广泛，在各行各业，在我们生活中的各个角落都能见到高分子材料的身影。例如在功能材料方面随处可见高分子材料，在结构材料方面高分子材料也表现出其难以比拟的优势。新型高分子材料的主要分类为：光功能材料和高分子分离膜，高分子复合材料以及该分子磁性材料。所谓光功能材料即是指这种材料能够对光进行吸收和转换，或者透射和储存。所谓高分子分离膜材料，其本身是一种薄膜性质的材料，即是利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜，它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献，并且分离效率高，使用条件好。所谓高分子复合材料是指有多种具有不同的性质的物质所复合而成的多相材料。这种材料聚集了多种材料的特征，优势十分明显，例如复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。所谓高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一种复合形式，也属于高分子复合材料的一种。这些新兴的高分子材料已经渗透进了人类生活的各个领域，在医疗行业以及工业行业都做出了重大的贡献

3.举例说明新型材料在农业领域的应用

科技的进步无疑大大促进了农业的发展，我国是一个农业大国，新兴材料在农业领域的应用，对促进农业的发展发挥了很大的作用。

在我国农业以及工业的生产领域，木塑复合材料的应用十分常见，木塑复合材料大多应用在农业领域，这种高分子材料具有以下优点：韧性好，较高的强度，可再生性好并且能够耐腐蚀。因此，木塑复合材料能够在一定程度上取代传统的钢铁材料，故在我国农业领域具有广泛的应用前景。在我国大片的庄稼地中，大量存在着秸秆这种新型材料，我国对秸秆加以利用的研究已经投入了很大的精力。秸秆用于沼气发电，秸秆用于提取纤维素制作高能燃料等，将秸秆作为一种重要的新型材料仍然需要研究。部分农作物的生长需要在温室中进行，因此温室大棚便是农业领域当中的必需品。新型温室大棚保温材料能够在白天充分吸收阳光，并自动进行恒温工作的处理，在夜晚能够使大棚内维持同样的温度和空气中的湿度。这种采用新型温室大棚保温材料的温室能够使植物自然生长，提高了农业产量和质量。对于温室材料的研究，最主要的研究性能便是其保温性能。新型温室保温材料的研究意义重大。

4.新型材料的发展前景

我们现在共同的目标是可持续发展，新型材料的开发能够满足人类对可持续发展目标的推进，新型材料能够凭借其优良的性能以及可重复利用的特点为人类社会的发展做出重要贡献。但是，我们要时刻铭记，新型高分子材料的发展要坚持以下原则：首先，新型高分子材料的使用不能对环境产生污染，其次，新型高分子材料要尽量追求成本低廉，能够满足大部分人的需求。目前我国所研究出的新型高分子材料大多价钱昂贵，因此，寻找廉价的基础材料作为高分子材料的生产成本至关重要，原材料的选取和加工工艺的选择都是未来新型高分子材料的研究重点问题之一，人类也从未停止过对新型高分子材料的探究工作。同时，要对新型高分子材料进行宣传，让大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次强调，不能以牺牲环境为代价去发展新型高分子材料，才能让这种高分子材料对我们的社会发展发挥重要的作用。

参考文献： 

[1]谭志坚，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89. 

[2]祁春媛，方东辉，任小杰.木塑复合材料在农业机械上的应用 

[J].黑龙江水利科技，2014，42（5）：149-151. 

篇4

关键词：高分子专业；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0098-02

长期以来，国内高校高分子材料专业教学偏重理论课，专业实验课所受重视程度不够，基本上还是传统的实验。针对现存问题，笔者所在高校进行了高分子材料专业实验教学改革，取得了良好的教学效果。鉴于此，高分子材料本科专业实验教学改革应着力于以下五个方面。

一、正确认识实验教学的作用，提高实验课程在专业培养计划中的比重

正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比，更具有直观性、趣味性和连贯性，对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础，但比理论教学内容更加注重实际，强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节，能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学，对实验教学重视不够，因而高分子材料专业实验教学课时少，在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况，本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学，另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样，高分子材料专业实验教学课时大幅增加，为保证实验教学质量打下了基础。

二、引入开放式实验教学模式

集中实验教学有其本身的优点，能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能，引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而，所有专业实验都集中开课的话，学生实验的积极性和主动性难以提高，主观能动性不能得到很好的调动，不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点，需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练，具备基本实验技能之后，新增了综合性与设计性创新性实验，以激发主观能动性，锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验，学生根据自己的课表选择实验时间，预约实验平台进行实验，可提高学生的实验主动性，也能解决实验场地与时间难以安排的问题，从而弥补了集中实验教学的缺陷。

三、补充更新实验仪器设备，并将科研仪器用于实验教学

由于全校化学实验教学的整合，高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降，并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费，补充更新了实验教学设备，保证学生能及时开展实验。同时，针对开展综合性实验和设计性创新性实验，为缓解实验教学仪器设备的不足，学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成，属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台，具有较大的规模，总面积达900平方米，拥有50余台先进精密的大中型仪器设备，并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外，还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备，面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学，并可免费使用各课题组自有的仪器设备。

四、对实验教学各部分内容进行合理组织，分阶段进行教学

1.加强基础实验，训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主，侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练，以巩固和加深对专业基础理论的理解，培养学生基本实验操作技能，是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练，为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容，可以安排如表1所示的20个基础实验，基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。

2.增加综合性实验，提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合，去解决比较复杂的实验问题，其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性，难度也要适中，最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合，实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上，再通过综合性验的训练，让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程，掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行，在大学第六个学期开课，综合性实验目录如表2所示。

3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作，共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计，训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选，共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料，了解课题研究背景与创新性，明确研究目标，提出具体实验方案。与指导教师讨论，修改、确定实验方案，最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上，可通过学校的PRP（Participation in Research Program）项目，开展创新性实验工作，这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目，有专门经费支持。通过师生互选，共同申报该类项目，学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成，属于开放式实验，包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。

设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出实验项目、实验目的，学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤，在老师指导下完成实验，最后总结，写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练，动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高，逐步了解科学研究的思路和方法，全方位地提升学生的创新能力。

五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式

学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节，也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端，需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型，成绩评价有以下三种方式。对于基础实验，出勤和实验预习报告占20%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占30%。对于综合性实验，实验开题报告占30%，实验操作技能及实验结果占50%，实验报告占20%。对于设计性综合性实验，考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成，分别占60%与40%的比重，强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。

综上所述，对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践，并通过这一系列专业实验的科学训练，高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器，达到掌握基本的实验技能和实验方法，综合运用专业知识的能力得到加强，分析与解决问题的能力显著提高，为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。

参考文献：

[1]卞军.高分子材料与工程专业基础实验教学改革探析――借鉴美国大学理工科实验教学及管理经验[J].教育教学论坛，2014，（9）：26C28.

[2]韩哲文高分子科学教程[M].第2版.上海：华东理工大学出版社，2011.

篇5

关键词： 高分子化学 教学改革 教学创新

高分子化学是高分子专业理工科学生的必修课，也是高分子科学及材料科学的理论基础，在高等学校化学相关专业占有较大比重，与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并列成为第五大化学。因此，如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生，并能够指导实践应用，已成为众多教学工作者的共同目标。作为一名高分子化学的教师，笔者在讲授高分子化学课程中，对课堂教学方式与方法，多媒体教学手段，实验教学，以及与生产生活的结合等方面进行了探讨和思考。

1.教学与科研讲解相结合

高分子化学是一门年轻的学科，发展历史较短，许多理论尚不成熟。随着时代的不断进步，新的聚合方法和新的合成技术不断涌现，对传统的高分子化学概念提出了挑战，同时也导致高分子化学教材的更新不能与科技同步。因此，在教学中，教师可以及时在传统教材内容的基础上补充近年发展的关于高分子化学的前沿科学技术和研究方法，结合国内外科研的最新研究成果和动向进行介绍与讲解，使教学内容始终跟上时代的步伐，开阔学生的视野，激发他们对高分子化学课程学习的热情。教师还可以推荐一些期刊、数据库和书籍，引导学生根据自己的兴趣自主学习，扩大学生的知识面，积极探索高分子化学的新领域。此外，在课堂上，对本专业老师的研究项目及最新研究成果进行介绍，如在配位聚合的讲解中，笔者就结合自己的研究方向，讲解通过开环易位聚合及非环二烯烃易位聚合方法合成不同拓扑结构的可降解聚合物用于纳米材料和生物医药。同学们对高分子化学的某些知识有了更深的了解，从而调动了学习和科研的积极性、主动性[1]。

2.多媒体和板书授课相结合

高分子化学中聚合反应机理与动力学理论比较抽象，难以理解[2]。多媒体教学作为一种当前基本普及的教学手段，可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果，将高分子化学中微观反应历程形象逼真地显示在屏幕上，大大增加单位时间内学生掌握知识的数量。此外，对于工科院校高分子材料专业的学生，毕业以后多数去工业研究部门或工厂工作，除了要掌握理论知识外，还要将理论与实际相结合。因此，在高分子化学的讲授中应加入一些聚合物生产工艺部分的内容，对于这些内容的讲解，都涉及生产流程，应用Flash作出动态的流程图，帮助学生了解实际的生产过程，为以后的工作打下基础。然而，先进的教学手段不等于能达到良好的教学效果，关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合，从而实现它应有的价值。讲授中发现，有很多需要理论推导的公式，例如自由基聚合中关于聚合动力学公式的推导，通过多媒体与板书相结合进行讲解，学生能够更容易理解和掌握。首先利用板书对相关公式进行详细推导，一步一步地传授给学生，然后与多媒体结合讲解，并进行归纳和总结，这样可以将结果表示得更清晰明确，更有助于加深学生对公式的记忆。

3.探究式与启发式教学相结合

高等教育的任务不仅是传授知识，而且要教给学生学习知识的方法，让学生积极思考，充分发挥想象，勇于探索和创新，培养自学能力。教学是教师和学生的双边共同活动，在教学时，教师应经常向学生阐明“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”的道理，引导学生自由发表观点，从而拓宽学生思路，变被动学习为主动学习，培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。在课堂上，教师采用讲授、提问、练习、讨论相结合的互动式教学启发学生，学生积极参与。这样不仅活跃了课堂气氛，而且学生感到上课很轻松，渐渐对该课程感兴趣，从而促进对知识的理解和探索。如教师可以在课堂上就某一主题或知识点专门进行讨论，大家畅所欲言、各抒己见，培养发散思维能力。此外，还可以让学生走上讲台，参与到教学工作中。例如在讲到连锁聚合反应时，科研将学生分成小组，各自选择一种聚合反应，学生通过查阅文献，制作多媒体在课堂进行讲解，其他同学向其小组成员提问。通过文献调研、讲解、回答问题，锻炼学生学习的主观能动性与综合能力，对学生基本的科研能力进行培养，老师也能从学生图文并茂、生动形象地演讲中获得很多新的知识[3]。

4.理论知识与实验教学相结合

化学是一门以实验为基础的科学，在化学教学中，实验占有十分重要的地位。高分子化学实验是高分子化学理论教学课程的重要组成部分，也是工科学生理论联系实际的纽带。实验教学不仅能使学生更好地理解课程中的理论知识，而且对提高学生学习本课程的积极性，培养学生的思维能力，操作能力，观察和解决实际问题的能力也有着极其重要的作用。高分子化学重点讲述聚合反应的机理和实施方法，其实验结果往往得到的是一些聚合物产品。我们可以选择一些和学生平时生活、学习关系紧密的实验内容来做。比如，以前我们开设了“聚甲基丙烯酸甲酯的制备”实验，目的是让学生了解和掌握自由基聚合反应的原理及反应条件对产物性能的影响，在实验中发现，学生的积极性并不高。学生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么东西。为此，我们将这个实验换成“聚乙醇缩甲醛的制备”这个实验，同学们的兴趣一下子提高了许多。因为他们了解到这就是平时用的胶水，在实验过程中尤其积极认真。很多同学还带着空瓶子，做完实验将自己制得的样品带回去。这虽然是一个实验的调整和改变，但是通过这些，不仅使学生进一步学习和掌握了高分子化学的相关理论知识和高分子化学实验的基本操作，提高了学生做实验的积极性和主动性，而且使学生深刻认识到了高分子化学是一个和人们的日常生产生活息息相关的学科，激发了他们对该专业的热爱[4]。

5.高分子化学与社会生活相结合

以塑料、橡胶、纤维、涂料等为代表的高分子材料与人类社会的生产实践密切相关，且已经深入到日常生活的各个方面。然而，目前许多高校在讲授时，对基础理论方面的介绍非常系统、深入，但在高分子的应用和日常生活的联系方面相对弱一些。因此，教师在进行理论教学的同时，应结合高分子的特点，注重积极联系实际的生活和应用，在传授学生理论知识的同时，还要培养其对身边各种聚合物的认知能力。例如，在第一次上课时，可以介绍身边的高分子材料，看到保鲜膜就知道是聚乙烯，看到一次性饭盒知道是发泡聚苯乙烯，看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等，掌握一些基本的生活技能。此外，有些高分子材料还能很好地引出课程内容。比如女生都非常熟悉的尼龙袜就是缩聚反应的典型代表――尼龙。此外，还可以提示学生在买鞋的时候，如果售货员告诉是聚氨酯材料的，你就可以知道并不是天然的“皮”，而是人工通过缩聚反应合成的高分子材料。在教学过程中，还应当密切结合社会热点与时事。如当前我们国家面临大量废弃塑料难以降解造成严重的白色污染问题、2010年上海市静安区“11.15”重大火灾等，培养学生社会的责任心、思考能力和研究能力[5]。

教学方法的改革是高校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的过程，需要对教学过程中的各个环节认真研究，层层贯彻。随着教学改革的不断深入，我们将继续探索，总结经验教训，为培养优秀的应用型创新人才作出不懈努力。

参考文献：

[1]于淑娟.高分子化学教学改革的实践与探索[J].广西师范学院学报（自然科学版），2009，26（3）：123-125.

[2]潘祖仁.高分子化学（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2011.

[3]张镭.高分子化学教学的改革与探索[J].高分子材料科学与工程，2002，18（3）：202-203.

篇6

【关键词】塑料材料，导热性能，填充材料

Abstract： This article is read in the literature， newspapers and network retrieval， based on the analysis and summarization of characteristics， understand， conductive plastic material application， development， through the application of field data and the present situation of plastic heat conduction material. Study on dynamic thermal plastic material in the present stage of our country， to obtain the relevant theories and related data. The thermal conductive plastic materials are increasingly focused on environmental protection， green， efficient direction.

Keywords： Plasticmaterials； Thermal conductivity； Filling

一、概念

塑料材料是一种聚合物，也被称为聚合物或大分子，通常被称为塑料或树脂。这样的聚合物是由小分子多具有结构简单和低分子量的优点，通过共价键结合的形式。有不少品种的聚合物，如果只是分类热的变化，它可以简单地分为两类。塑料为我们带来的方便真的是太多太多了，不用一一例举看看我们身边的物质。假如我们离开了塑料将会是什么情况。

二、分类

按用途来分的话，塑料可分为通用塑料、工程塑料和特种工程塑料三种，性能和价格都是按顺序逐渐上升的。最常见的是通用塑料，性能也是最普通的，它包括了ABS和PE还有PVC等等，价格在20元/KG左右。然而工程塑料价格较高，一般在20-100元每千克不等。特种工程塑料的话，性能就是相当高级了，几乎能满足各种苛刻的要求，其多半运用机、航天飞船、坦克等。

三、导热性塑料材料导热塑料材料的研究

大多数的塑料材料是饱和的系统程序，没有自由电子，热传导主要取决于晶格振动，这是一个负荷，它导热系数是由公式Ks=（1/2）VsLsCv来进行处理。但是，塑料材料的分子链大多数是没有规定相互乌结构的缠结在一起并且相对分子量都较大，因此导致塑料材料不能够完全进行结晶，所以其中具有一部分非晶的成分；同时，塑料材料的分子质量也有多分散性这一特点，导致分子的大小并不是完全相等的，同样难以形成一个完整的晶格；并且分子之间链振动的存在对声子进行反复散射，这就是普通塑料材料导热性能较低的原因。

四、导热塑料材料的发展趋势

现在塑料的导热性能的研究与开发已吸引了许多在世界上的研究兴趣，并取得了比较好的塑料材料，热传导数学模型取得了很大的进步，在逐渐减少计算误差和实际误差，在使用的计算机模拟，使用的热塑性材料的热导率影响的分子动力学模拟研究的概念，发挥了重要的作用，由于科学水平的和一起的限制人类对导热塑料的研究还不是很深入，理论上的研究和探索还需要进一步的挖掘。

20世纪90年代以来，聚合物复合材料导热系数预测的数学模型研究取得令人满意的进展，纳米复合技术的引入为导热高分子材料研究提供了新的机遇和挑战。但是，高导热聚物本体材料和填充聚物复合材料在导热机理、应用开发等方面的研究和电材料相比还是有很大差距，所以纳米导热填料、聚合物基体与导热填料纳米复合新技术的研究和开发，聚合物复合材料导热模型的建立、导热机理特别是聚合物基体与导热填料界面的结构与性能对材料导热性能的影响及导热通路的形成等应成为导热功能填充聚合物复合材料的研究方向。

参考文献：

[1]储九荣，张晓辉，徐传骧.高分子材料科学与工程，2000，16（4）：17～21

[2]马传国，容敏智，章明秋.导热高分子复合材料的研究与应用.材料工程.2002（7）40～45

[3]肖琰，魏伯荣，杨海涛等. 填充型导热塑料[J]. 中国塑料，2005（4）：12～16

[4]Sugimto Totoshio， Kawaguchi Sadahiko. Castable Epoxy Compositions and Their Cured Products[P].Jpn Kokai Tokkyo Koho，JP 06157718，1994.

[5]MihaiRusu， Nicoleta Aofian， Daniela Rusu. Properties of Iron Powder Filled High Density Polyethylene[J].Journal of Applied Polymer Science，2001，21：469～487

[6]Tavman IH. Int Commu Heat Mass Transfer，1998，25（5）：723-728

篇7

关键词：纤维素 化学改性 热塑性加工

0 引言

石油基高聚物由于其良好的使用性和加工性，在工业生产和日常生活中占据有重要地位，但是由于其难降解性对环境造成的危害以及石油资源的日益枯竭，人们愈加重视开发可再生的替代材料。纤维素是自然界最丰富的可再生资源，广泛存在于绿色植物以及海洋生物中，具有可再生性，生物可降解性和天然的生物相容性，并且具有低密度、高强度和刚度好的特性，这已使它成为最重要的天然高分子材料。

1 纤维素的化学结构

纤维素是由D-吡喃型葡萄糖单元（AGU）通过β-1、4糖苷键以C1椅式构象连接而成的线型高分子。纤维素的一个结构单元中在第2、第3、第6位碳原子上有3个活泼的羟基基团，其中C2、C3位上的羟基是仲羟基，C6位上是伯羟基。由于大量羟基的存在，使纤维素分子之间与纤维素分子内部形成了密度很高的氢键，导致纤维素在受到高温作用时在融化之前就分解了，因此无法直接用注射、挤出等传统的热塑性加工方法生产纤维素制品。为了可以使用热塑性加工的方法生产纤维素制品，必须对其进行化学改性，利用与羟基有关的一系列化学反应，如酯化，醚化，接枝共聚等反应合成纤维素衍生物，则有可能实现热塑性加工。

2 纤维素酯类

纤维素酯类包括有机酸酯与无机酸酯。纤维素无机酸酯中比较重要的是硝化纤维素。硝化纤维素是由纤维素在25-40℃经过硝酸和浓硫酸混合算硝化而成的酯类，混合酸中，硝酸参与酯化反应，浓硫酸则起着使纤维素溶胀和吸水的双重作用。不同取代度的硝化纤维素应用于不同的地方，高硝化纤维素可用作火药，低硝化的纤维素可用作塑料、片基薄膜等。纤维素有机酸酯中比较重要的是醋酸纤维素。醋酸纤维素是以硫酸为催化剂经冰醋酸或者醋酐乙酰化而成的酯类，理论上可以得到取代度为3的醋酸纤维素，但是由于纤维素的高结晶度的影响，产物的取代度往往在2.2-2.8之间，可以用作塑料、纤维、薄膜等。现在作为商品使用的纤维素酯类有一个普遍的缺点：其融化温度和热分解温度之间的温度间隙太小，在加工的过程中，经常需要加入增塑剂来加宽加工温度，但是增塑剂在材料的使用和加工过程中泄露和挥发比较严重，使材料的使用性能受到了影响。

3 纤维素醚类

纤维素醚是由纤维素与NaOH反应后，与各种功能单体如单氯甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷等进行醚化反应，经水洗副产物盐及纤维素钠而得到。纤维素醚一般根据其离子性分为4类[1]：非离子纤维素醚：主要是纤维素烷基醚，包括甲基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚等。阴离子纤维素醚：主要是羧甲基纤维素钠、羧甲基羟乙基纤维素钠。阳离子纤维素醚：阳离子纤维素醚主要有3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵纤维素醚。两性离子纤维素醚：两性离子纤维素醚的分子链上既有阴离子基团又有阳离子基团。

4 纤维素接枝改性

接枝改性方法可以引入不同的支链聚合物，在纤维素材料固有的优点的基础上，得到同时具有纤维素主链和支链聚合物双重性能的功能材料，从而大大扩展了纤维素的应用范围。但由于纤维素分子中存在大量的氢键导致纤维素材料的高结晶度，使需要接枝反应底物通常无法进入纤维素内部，反应只发生在材料表面部分，这大大增加了反应难度，纤维素的接枝改性也很难以实现工业化。因此，更多的是使用熔化性好的纤维素衍生物进行接枝改性。例如，在二醋酸纤维素(CDA)引入生物高分子基团不仅可以降低加工温度，而且还可以使CDA的接枝共聚物具有一定的生物学性质。聚乳酸是一种无毒，具有优良的加工性能，生物降解性能、力学性能和生物相容性的高分子材料。Teramoto[2]的合成一系列不同接枝率的醋酸纤维素-聚乳酸接枝共聚物，发现该共聚物的玻璃化转变温度Tg和聚乳酸的摩尔取代度(MS)有关系，当0＜MS≤8 时玻璃化温度大幅上升，当MS≥14时聚乳酸侧链开始结晶。因为聚乳酸是可降解材料，聚乳酸短链引入纤维素分子将得到可以完全降解的高分子材料，乙基纤维素(EC)当第一个工业化非离子纤维素醚，其质地坚韧，在很宽的温度范围也可以把机械强度和灵活性。乙基纤维素为疏水型聚合物，引入亲水性高分子短链后将得到两个亲密型共聚物。Shen等[3]采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法，引发了苯乙烯（St）核甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝乙基纤维素的反应，分别合成了高接枝率的共聚物EC-g-PSt，EC-g-PMMA，发现刷状接枝物能被云母吸附，并且分子呈棒状，TEM和AFM结果显示了接枝物能在丙酮中形成核-壳结构的球状胶束。

5 结语

纤维素是自然界最丰富的自然资源，在未来石油资源越来越匮乏的情况下，纤维素必将成为重要的工业原料。本文总结了几种纤维素热塑性加工的化学改性的方法，在未来的能源形势下，将会有更多针对纤维素化学改性的方法从而获得更加丰富的纤维素衍生物产品。同时，考虑到化学改性的方法环境污染大，生产周期长，以不进行化学改性而通过其他方法对纤维素直接进行塑性加工的方法也会有较大的发展。

参考文献：

[1]张光华，朱军峰，徐晓凤.纤维素醚的特点、制备以及在工业中的应用[J].纤维素科学与技术，2006，14（1）：61～65.

[2]王彦斌，苏志锋，赵耀明. 纤维素及其主要衍生物接枝改性的研究进展[J].合成材料老化与应用，2009，38（4）：35-39.

[3]Shen D W ，Yu H，Huang Y.Synthesis of graft copolymer of ethyl cellulose through living poly-merization and its self-assembly[J].Cellulose，2006，13:235-244

篇8

关键词：新材料；新工艺；应用研究

1前言

科学技术和人类文化艺术的有机融合诞生了工业设计，而工业设计想要发展就需要材料的应用和加工技术的不断发展，这不仅关系到设计的内涵也关系着设计的实用性。下面我们就浅谈了一下新材料和新工艺的应用研究。

2如今材料和工艺的发展概述

材料的开发，最原始的石器时代使用的兽皮、泥土等天然的材料，到了后来是用火制造的材料，再到了二十世纪主要是利用物理和化学原理合成的材料，其中有合成高分子材料、功能高分子材料和合金材料等。到了二十世纪五十年代出现了如金属陶瓷等材质的复合化材料，二十世纪后期主要是利用信息技术等。到了二十世纪，材料的材质种类愈加丰富，工艺水平也愈加的丰富多彩，这其中有锻造工艺、压力加工工艺等。

3新材料和新工艺在工业设计的应用研究

3.1关于新材料的应用研究

3.1.1新型造型结构材料的分类

新型的造型结构材料，主要要新型金属材料、新型高分子材料、新型复合材料、新型玻璃材料以及其他结构的结构材料。新型的金属材料主要分为两种，分别是保节灵超薄钢片和金属材料。其中的保节灵超薄钢片的灵活性非常强，可以随意的弯曲，而且材料的外观和色彩因为材质是聚合物的关系可以随意更换，这样这种材料的外观就会非常鲜亮和美丽。而金属材料是融合了聚合物塑料和非晶体结构材料，它具有一般金属材料达不到的热稳定性，这样就能够成形的非常容易。新型高分子材料主要是Ecoflx和Ecovio以及Prity材料。第一种材料的是一种特殊的可以降解的材料，它因为较好的弹性和耐候性经常被应用到包装的领域。第二种材料则是触摸起来的质感非常强烈，而且因为是含有凝胶剂聚氨酯的材料所以在外观和形态上可以根据洗好进行改变，这种材料不仅有多样的色彩和舒适的触感，而且无毒无害。新型玻璃材料主要分为纳米金刚材料和视觉控制玻璃以及超薄玻璃三种。纳米金刚玻璃的质地非常的坚硬，这是因为它的表面涂了一层碳，其主要应用在MP3上，金属的质感并且不会留下痕迹，非常的时髦。第二种玻璃中间有一层透明的玻璃和上色玻璃，这种玻璃跟随者电流的变化也会产生变化，这样它便主要能有效的调节我们的生活。第三种材质被称为世界上最薄的玻璃，其因为十分的轻薄主要应用在各种的电子设备屏幕上。其它的新型材料主要是光线互动材料、半透明混凝土和织物材料等。

3.1.2新型功能材料研究

如今的新型功能材料主要分为四个方面，能够自我修复、高性能纳米复合稀土材料的、聚异丙基薄膜和具有记忆能力的玻璃。第一种材料的可以在复合物基底的基础上进行自我修复，主要应用在汽车、飞机等微型芯片制造业。第二种主要是可以通过控制薄膜的厚度从而控制硬磁相和软磁相的晶粒排序，此材料如今还在发展阶段。第三种材料的特点是融合了疏水性和亲水性，根据温度的不同有所变化，用此制造服装具有较好的保暖冰凉作用。最后一种材料是运用太阳光和其他光储存能量而后释放的方式进行记忆，这样通过各种线路的照射就能储存信息，其材料采用的是稀土，用途相当广泛。

3.2关于新工艺的应用研究

3.2.1新工艺的分类

新型的工艺在工业设计中主要分为新型成型工艺、新型加工工艺和新型表面处理工艺。新型成型工艺主要是分为混动态成型技术、快速成型技术两种。第一种材料的凝练、分散效果极佳，多应用在电子、运输业。第二种材料的柔韧性加好，主要应用于工业设计和绘图等等。新型加工工艺主要分为仿生电火花加工技术、二氧化碳激光切割技术两种。第一种可以将原来的加工直孔或简单弯孔转变成较为复杂的曲线孔，其中研制出来的仿生机器人不仅结构简单、动作敦实，并且加工出来的曲线孔非常的光滑而且形状的简单。第二种是应用借光切割的手段来进行分割，这样的材料清洁、安全没有污染。

3.2.2新工艺的发展方向

如今的新型工艺主要体现在各种学科交叉和部门参与的工艺、各种材料的开发和应用更加密集、材料的结构和工艺越加小型的工艺和材料多朝向仿生智能。值得提出的原先的材料主要是被动型，材料和结构都比较单一，很难变成一个智能的东西，如今的材料研究方向是使得其智能化。也就是未来的方向更加的倾向于精密而成型的技术、微细的技术加工和多样化的表面处理等。

4建立工业设计的材料与工业数据库

建立数据库的重要意义。如今的材料和工艺数据库资源非常的分散导致维护和更新阻力非常大，所以建立数据库意义重大。而且工业设计和材料和工艺具备不同往常的特殊性，这不仅要考虑到不同尺寸、形状的材料，也要考虑到材料的外观和性能，所以建立数据库意义重大。最后是工业设计材料和数据库也能使得设计师更加快速直观的获取信息，从而进行更好的设计和创造。

5小结

对于面向工业设计的新材料与新工艺的应用研究，其中提出了很多新材料和工艺，但是还需要建立工业设计的材料和工业数据库。对于新材料和新工业是在一个不断探索的阶段，需要各方的不断努力。

作者:张倩倩 单位:广州现代信息工程职业技术学院

参考文献：

[1]夏燕靖.对我国高校艺术设计本科专业课程结构的探讨[D].南京艺术学院,2007.

篇9

关键词：煤矿立井；突水治理；堵水案例

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）32-0093-02

1 概况

该矿立井位于井田的东北区域，设计井筒垂直深度300m，水平大巷沿煤层顶板布置在煤层中，井底马头门处底板标高+347m。井底罐窝底位于马头底板标高下20m处标高为+327m。

5号煤层底板至奥陶系石灰岩顶面距离18.05～38.92m，一般厚度20m左右。也就是说井底罐窝底底板可能破强含水层峰峰二段。

煤层底板太原组K2灰岩和石英砂岩属直接充水含水层，其水量稍大，充水强度稍强，由于太原组下部隔水岩层不稳定，该含水层与富水性强的奥灰岩溶水发生水力联系时，极有可能造成矿井突水。

煤系沉积基底为奥陶系灰岩，该层含水空间以溶蚀裂隙为主，富水性强且及不均匀，岩溶水连通性良好，区域性水位标高为+372.00m，由于太原组下部岩层隔水性能不稳定，奥灰水将对煤层开采标高+372以下均会构成威胁。

该矿煤混合立井净直径为5m、掘进直径7m、马头门底板标高为煤层底板标高、2012年12月底当罐窝掘至马头门下12.5m时即+334.8m时井筒与井壁结合部出现透水，透水量50～70m3/h，根据化验结果初步断定水源为间接裂隙导入的奥陶纪灰岩岩溶水。突水导致混合立井停工直至2013年5月的突水治理工作竣工后才正常施工。

2 治理方案

2.1 设计方案

用建筑架管在罐掘进底板上搭1.0m处搭建工作平台、以便钻机在水面上施工导水孔；在罐窝底四周施工132mm导水钻孔并安装108mm导水管；因为罐窝底板经常因为排水问题有一定深度的积水，所以无法用常规材料固结导水管，我们选用高分子亲水材料美固德作为导水管固结材料；用60m3/h流量管道泵将导水孔中水排出，使井底不再积水以便于施工；导水孔工作正常后在罐窝底按设计施工周边和中介底板改造注浆加固钻孔，以改造加固罐窝底以下15m（设计7m突水防护层）范围的底板，以防后期向下延深罐窝至马头门以下20m时突水。

图1

2.2 因故变更方案

因施工过程中发现矿井总排水能力不能满足施工中透水量增加需要的排水量，故方案调整如下：

（1）撤除搭建的工作台钻机，放弃原来搭建的钻机平台；（2）用机砖垛和10cm木板在罐窝底板上搭建（水面以上）搭建一个混凝土承载平台，平台高度1000mm，平台下部为容纳积水空间；（3）在平台上施工2.6m厚混凝土，混凝土标号为C30、并在混凝土中参入防渗剂和少量速凝剂；（4）平台上的混凝土中预埋800mm混凝土管和4根108导水管，导水管下部与井壁壁根相接，在800mm混凝土管放置530mm塔式排沙水泵，水泵扬程50m流量80m3/h，水泵主要用于平台施工期间泵水；（5）平台上108mm导水管用于平台施工期间导水及平台凝固后向平台下容水空间注浆，同时在混凝土施工期间预埋9个后期深部注浆的133mm一级注浆套管；（6）混凝土凝固后，从井壁和混凝土管周壁之间及预埋的800mm管路四周预埋的高分子注射管中美固得高分子材料，以防用混凝土充注平台下空间时这些部位泄压泄水；（7）从800mm混凝土管中抽出排沙泵，用混凝土充注平台下部预留容水空间后再高压从800mm管道中、平台于井壁之间预埋的美固得注射管高压注入亲水高分子材料；确保原来预留的下部空间充满充实，再用混凝土和美固德充注下部预留空间时导水管路必须能正常导水。

3 施工工艺

以上工作完成后形成一个可靠的无水平台，用平台上的钻机从9个预埋的133mm一级套管中（套管上安装高压截止阀）施工直到平台下垂直18m的钻孔、并通过钻孔向深部以3～5MPa的压力注射水泥；水泥、胶泥土混合浆液。

4 治理效果

经过为时30天的施工，9个注射孔注入水泥150吨、胶泥土100多吨、2013年5月中旬爆破起除了2.6m混凝土止浆盖层及1m混凝土、美固德注射复合层，直至原来突水面，并向下再掘8m至标高+326.8再无突水、积水的踪影，收到了很好的治理结果。

5 分析及结果

第一次搭建平台施工失败的主要原因是矿井井底排水系统能力小，钻机平台下的突水点涌水不能及时排尽并经常处于积水较深的状态，更换流量和扬程较大的排沙泵后系统管路不能满足原来井底断层破碎带涌水、新钻孔涌水及钻机施工排出水需要，不得已调整为第二套施工费用较高的至浆盖方案。

篇10

关键词：古树名木；复壮养护

中图分类号：S788 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170533194

据初步统计，湖南省百年以上的古树名木近20万株，广泛分布在乡村、城市，是全国古树名木资源大省。由于生态环境的恶化，及诸多急功近利的原因，使得很多古树呈现不同程度的衰弱症状，有的因未能及时救护，导致死亡。因此，开展古树名木的复壮养护技术的研究显得十分重要。

1 国内外技术发展趋势

及时掌握信息，预防为主。对区域内资源进行分类挂牌建档；对每株古树名木个体进行专业监测监控；按时进行常规预防。随着科学技术的不断发展，对古树名木的复壮措施也在不断的革新。如对根部的处理，采用分子技术进行促根；树体修补和支撑不再采用由于热胀系数的差异可能对树体产生2次损伤的混凝土或三合土，而是采用热胀系数相近的高分子材料。2016年5月关于古树名木保护与建立补偿机制会议在重庆的成功召开，必将对复壮养护技术的研究深入产生极大的推动作用。

2 古树名木衰弱的主要因子

导致古树名木衰老死亡的原因主要分为内因和外因2个方面。内因：树龄高、自身生理机能下降和树势减弱，树型较高大，树干木质腐朽中空，很容易被外力折损，抗病虫害能力降低，抗风雨侵蚀力减弱等；外因主要有：生态环境的改变、人为破坏、火灾和病虫害[1][2]。

3 古树名木复壮养护主要技术措施

复壮养护是指运用科学合理的技术措施，使原本衰弱的古树名木重新恢复正常生长，延缓其生命的衰老过程。对古树名木的复壮养护措施主要包括地下、地表、地上3大部分。

3.1 地下根系和土壤的处理

3.1.1 排水沟

在古树名木树冠投影边缘开挖排水环沟，沟宽0.4m×深0.4m，做到排得走、不积水。

3.1.2 换土

树部土壤板结不良，可根据树种特性实行增沙或增透。如需换土，在树冠投影范围内，挖去50～100cm深的土层，再回填通透性良好的表层土[3-4]。

3.1.3 增加土壤肥力

古树对肥料的需求量不会太大，只在冬季于树冠投影圈内侧，挖深约30cm左右的施肥沟，埋放复合肥，以磷肥为主，生长期不能施肥。有机肥必须充分沤熟，以免根感染腐烂。

3.1.4 及时补充水分

在湖南，古树的生境条件一般不会缺水，只在干旱月份注意浇水补水，对陡~地形地势上的古树应加以特别重视。

3.1.5 地面铺井形砖和栽花灌木

为确保土壤松软通气，在地面上铺置特制井形砖，砖与砖之间不勾缝；或种植花灌木，并围栏杆禁止游人践踏[5]。

3.1.6 拆除铺装与砼

铺装与砼影响土壤中的空气交换及根系呼吸，必须拆除铺装及砼，只在必须铺装的用透气砖或井型砖代替。

3.1.7 打孔改良土壤

如土壤板结不是特别严重，可通过打孔来解决，孔的深度需达70～90cm，孔径在4～5cm为好。在树冠投影边缘打孔铺通气性好的活性炭与专用肥；打孔位置选择应避免损伤主要根系。

3.2 地表根部的处理

保护根在古树周围设围栏，对于地面的根覆土并加设罩网，以保护古树的根干皮；促毛细根法以树干为中心，以3m为半径，并参照树冠的投影，进行土方开挖。沿根铲土，确保不伤大根，根据实地情况，挖深50～100cm，对根径D2cm以上的根进行断根并环剥，根系截面及环剥口涂抹1：5BT生根剂黄泥，然后回填客土，结合浇水加托布津杀菌消毒。第2年，结合补水进行增肥。

3.3 κ鞲傻乃鹕诵薷

3.3.1 伤皮治疗

采用皮再生素修复。对一些再生力强的树种如杜仲、厚朴，树皮损伤面积不大，一般不超过20cm，可采用涂抹皮再生素进行修复，修复处用薄膜包扎好，经过一段时间的生长就能与原皮一样分；贴皮修复，树皮与木质部未分离，或分离皮层未脱落的轻伤口，将树皮与伤口复位对严，按贴上去，覆盖簿膜随即用麻绳或草绳缠绑紧密[6]。

3.3.2 树干修复

清理树体上的腐烂木质和割除感染的皮组织；清除树干树洞内的腐朽木质；喷洒防白蚁耳剂与1：15硫酸铜溶液及石硫合剂原液；涂清漆防水；最后是采用高分子材料进行修补修复。

3.4 对树体的处理

3.4.1 整理与修剪

鉴于古树名木的特殊价值，径大于5cm的树枝不得随意修剪，如因木质腐烂、枯死、病死确需截除，须以保持其原来面貌为基准。截除大枝时应注意做到不劈裂、不断皮、不抽心，还应使锯口平整，不形成大小面或台阶。伤口在愈合封口前，每年应对其进行1～2次消毒、涂防腐剂[4]。

3.4.2 树体加固

主要有3种方法：修补树干树洞并用高分子材料填充补洞；仿生支撑，即用水泥塑制成与古树皮相仿的立柱来支撑树干树枝，以防止树体倾倒与树杈劈裂，上端与树干接触处加橡皮垫，以免损伤树皮；弹性支撑，即用绳索将树干吊紧，起到预防与保护作用。一般在被支撑的树杈距地面较高、或数量较多时，采用此法，绳索和树皮接触处应垫上橡皮等柔软物，以保护树皮。

3.5 对树叶部位的处理

当前，由于城市空气PM10、PM2.5等的污染，常绿古树树叶部分灰尘较多，影响光合作用，在重点景区的影响观赏效果，应定时清理枯叶，对树体树叶进行清洗[5]。

3.6 对伴生植被的处理

应控制古树名木周边速生树木和附生、寄生、藤本等竞争植物的生长，创造通风、透光、卫生的古树名木生存环境。孤立或群状生长的古树，应当配置有益于改良土壤和古树生长防护的低矮阴生植物。

3.7 防治有害生物

坚持“预防为主，综合防治”。根据树木特性，优先应用物理防治和生物防治，积极保护有害生物天敌，合理使用农药，减少环境污染。

3.8 防自然灾害

有的古树在雷击后因未及时采取补救措施很快死亡，因此树体高大、位于空旷处生长的重要古树应加设避雷针。如果遭受雷击，应立即将伤口刮平，涂上保护剂，堵好树洞，以免伤情发展。古树群需特别注意防止火灾，建立防火隔离带。

4 发展趋势

随着分子技术的发展，对古树根部的复壮重生处理技术措施将更为高效和精准。对树干树洞的修复，以前多采用三合土或混凝土，但由于热胀系数的不一致，有可能对树体造成2次伤害；采用高分子材料，如弹性环氧胶用于修补树干树洞，可避免对树体造成二次伤害。

5 关于复壮养护的建议

鉴于全国大部分省已建立了专业的古树名木复壮养护队伍，有的省扶持成立了专业公司，建议湖南省加大支持力度，依托相关科研机构，尽快建立专业的复壮养护队伍。尽快形成复壮养护技术措施规程，用于规范指导各地的古树复壮养护。

参考文献

[1]郭志安，高志伟，高明月.古树名木保护措施[J].林业科学，2014（09）：210-211.

[2]吴竹林.城市公园古树名木的复壮和保护措施[J].宁夏农林科技，2010（04）：79，91.

[3]苏泽源.保护古树名木的方法探讨[J].西南科技大学学报，2003，20（02）：67-70.

[4]严崇惠.古树名木衰败原因和复壮技术[J].福建林业科技，2006，33（01）：213-215.

[5]姜广翔.古树名木的养护管理技术措施[J].山东林业科技，2006（02）：62-73.