高分子复合材料发展前景范文

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关键词：生物医学材料；生物相容性；应用现状；发展前景

引言

生物医学材料是一种毒副作用较小，生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料，它对人的生命，组织器官是无害的。它的发展是以提升人类卫生健康水品，疾病治疗，医疗保健为目的一种生物材料。生物医学材料主要以生物高分子材料，生物陶瓷材料，生物医学复合材料及生物金属材料和生物医学衍生材料为主。现如今生物医学而材料已经广泛应用于医学领域和科研领域。

一、生物医学材料的分类

1、医用高分子材料

所谓生物医学材料领域中发展最好的领域，医用高分子材料自改革开放以来就发展非常迅速，现如今医用高分子材料已经研究出了许多性能量好，应用广泛的制成品。医用高分子材料有很大的便利之处是原材料比较容易获取，加工制成品比较简单，而且研究发现人体大部分组织器官的软组织部位，比如血管，呼吸道等都是由高分子材料构成，这一特点使得医用高分子材料的应用越来越受到人们的重视。

2、生物陶瓷材料

生物陶瓷材料也可以因为其化学组成而被叫做生物无机非金属材料，它也是具有大部分生物医学材料共有的生物特性，它是一种具有很好的生物相容性，与医用高分子材料相比生物陶瓷材料化学性质极其稳定。从性能上来讲，生物陶瓷材料与生物体具有高度亲和性，毒副作用非常小，也很少与生物体产生免疫排斥反应。由于生物陶瓷材料的这些良好特性，近年来也逐渐被研究开发，现已经普遍受到关注。生物陶瓷材料可以分为惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每类生物陶瓷材料都逐渐被广泛利用。

3、医用金属材料

生物金属材料顾名思义具有很强的机械强度，因为这种材料的组成主要是金属或者合金，它的化学组成决定了此种材料具有很好的抗疲劳特性。钛合金和钴合金就是被广泛使用在临床上为人所熟知的医用类金属材料，另外还有不锈钢。它们三者常作为植入材料，主要运用于骨和牙等硬组织的替换。比较常用在临床上的是贵重金属例如金，银和铂，当然一些常见材料比如铁、镁及铜等都有应用于临床试验上，只是这些金属的生物特性不是很好，因此尚未受到专家认可。

4、生物医学复合材料

生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料混合而成，比如现运用于临床的一些生物传感器就是由高分子材料结合生物高分子形成的。另外，人工骨头也可以有碳和钛复合而成。

5、生物医学衍生材料

生物医学衍生材料是将生物组织进行特殊处理形成的，虽然它已经不具有生物活性，但是由于它有着天然生物相同的构型因而在人体修复和替换的过程中成功率比较高。

二、生物医学材料的应用现状

生物医学材料作为一项发展迅速的高新技术产业，它的发展已经受到全世界的普遍关注。现如今随着分子材料和人造器官的广泛使用，生物医学材料交叉着诸多学科成为创新材料的重要组成部分。生物医学材料的运用虽然在亚洲地区发展较快，但目前还主要在经济发达国家具有竞争优势。发达国家现已逐步形成生物材料工业体系，创新材料制成产品比较多，每年的销售额也非常巨大，甚至可以达到药物市场的销售额。目前，主要的生物材料产品中具有代表性的有：人工器官、人工关节、人工股骨头都是运用生物医学材料来替代的。

三、生物医学材料的发展前景

生物医学材料作为新技术革命中高新技术产业，将成为国民经济发展的一个重要驱动力。就我国而言，人口众多、人口老龄化、交通拥挤及卫生医疗状况需要改善的国情来讲，人们在生活水平不断提高的同时对医疗保健的要求越来越高，同时对行业创新的提升具有迫切需求。生物医学材料工业体系解决了众多疾病难题，促进了医疗水平和提高了疾病治疗成功率。现如今，国家已经充分认识生物医学材料的V大发展前景，并投入大量资金用于技术研究、仿制到创新。在全区，如今生物医学材料的发展已经能够与汽车行业在经济发展中的地位相比，销售市场和销售额大幅度扩增。

四、结语

综上所述，生物医学材料具有如此强大的经济竞争实力，具有极大的发展前景。我国这场新技术革命中不仅面临国内设施条件的制约，而且被发达国家的材料工业体系所发展的巨大市场所冲击着。我国争取在新技术革命中能够占一席之地，必须加大对生物材料的研究和运用，从仿制到创新，加强知识产权的保护的同时也要积极向发达国家学习，迅速转化成产业成果，重点突破，追踪生物材料的前沿，形成竞争优势。在国家的重点关注和支持的情况下，生物医学材料这种高新技术产业即将在中国迅猛发展。

[参考文献]

[1]何天白，胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京：化学工业出版社，2001.95～98.

[2]冯凌云，陈晓明.生物陶瓷材料的生物学性能评价[J].武汉工业大学学报，1998，（18）.

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关键词：磷系阻燃剂；阻燃机理；种类；展望

1、引言

随着高分子材料科学与工程的发展，各种高分子复合材料正在逐步取代传统材料而应用于社会生产与生活的各个领域。但是，高分子复合材料具有优越性能的同时，还具有可燃性，这给人们的生产与生活带来了一定的隐患，因此，对于高分子复合材料的燃烧特性以及防火技术的研究具有重要的意义。阻燃剂在塑料助剂中的消耗量仅次于增塑剂，己成为塑料助剂中用量第二的大品种，其中，磷系阻燃剂由于其自身的特点与优势，非常符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。

2、磷及磷化合物阻燃机理

阻燃剂的使用能够有效的延缓和抑制高分子材料的燃烧传播速度，以及被热引燃的概率，是高分子复合材料工业中的一种重要助剂。磷及磷化合物由于其自身特点和性能，在很早之前就己被当做阻燃剂来使用。它的阻燃机理主要是在高分子材料以及氧化剂或热源之间形成隔离膜，从而达到阻燃效果。按磷化合物在不同反应区所起的阻燃作用可分为凝聚相中阻燃机理和蒸汽相中阻燃机理两种。

加入磷系阻燃剂的高分子材料在进行燃烧时，磷化合物受热分解，产生化学反应，生成聚偏磷酸，由于聚偏磷酸是一种不易挥发的稳定化合物质，因此可以在高分子复合材料表面形成一层有效的保护膜，防止复合材料燃烧，起到阻燃作用。另外，聚偏磷酸具有较强的吸水或脱水效果，可以形成具有一定厚度的不易燃烧的碳层，从而起到阻燃作用。含磷阻燃剂也是一种自由基捕获剂。利用质谱技术可发现，任何含磷化合物在复合材料燃烧时都能形成P0・，然后与燃烧区域范围内的氢原子产生化学反应，起到抑制燃烧的作用。

另外，磷系阻燃剂在阻燃过程中可以产生一定的水分，这些水分一方面可以稀释气相中的可燃物浓度，另一方面也可以降低凝聚相的温度，从而可以更好的起到阻燃的作用。

3、磷系阻燃剂种类

根据磷系阻燃剂的组成和结构的不同，可将其分为无机型磷系阻燃剂、有机型磷系阻燃剂以及复合型磷系阻燃剂三大类。其中，无机型阻燃剂主要包括红磷和磷酸盐两类，有机型阻燃剂主要包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和磷盐等，而复合型阻燃剂主要就是指膨胀型阻燃剂。

3.1　无机型阻燃剂

红磷又名赤磷，具有高效、抑烟以及低毒等优点，是一种性能优良的阻燃剂。但是在实际应用过程中，红磷也具有许多不良之处：因为红磷的着火点较低，所以具有易燃的特点，并且粉末易爆炸，受潮时容易氧化成酸，释放出有毒气体，同时，在实际应用过程中不易均匀的分散于高分子复合材料之中。为了有效的克服这些缺点，提高其性能，各国化学工业的公司或企业都对红磷表面的改性进行了研究，推出了用有机物或无机物来包覆红磷等包覆红磷的产品。红磷作为阻燃剂还没有在我国进行广泛使用，对于它的研究目前还比较少，但是，由于它具有广泛的应用前景，因此仍然还应当引起重视和注意。

聚磷酸铵是一种性能良好的无机磷阻燃剂，是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域之一。聚磷酸铵的阻燃元素含量较高，同时热稳定性能也较好，另外，还具有价钱较低、毒性较少、阻燃性能持久等优点。聚磷酸具有脱水效果，可使高分子复合材料脱水炭化形成一层碳层保护层，将复合材料与氧气、热源等隔离，起到很好的阻燃作用。聚磷酸铵虽然成本较低，使用简单方便，效果也不错，但是在应用中也具有一些不可避免的缺点。例如，在空气中容易受潮，用于棉织物则对其强度影响较大，用于纸张则会使纸张发黄变脆。通过研究可知，聚磷酸铵的微胶囊化可以有效的防止其在空气中的受潮，从而增强它的阻燃效果。另一方面提高聚磷酸铵的聚合度也可以增强它的阻燃整体效果。

3.2　有机型阻燃剂

有机磷化合物是添加型阻燃剂，其中，磷酸酯系列是有机磷阻燃剂的主要系列。由于磷酸酯成本较低、资源丰富，与高分子复合材料的相容性较好，因此被广泛的应用于有机型磷系阻燃剂之中。磷酸酯阻燃剂主要可分为含卤类和无卤类两种。无卤类磷酸酯阻燃剂可抑制燃烧后的残余物，产生较少的腐蚀性气体；含卤类磷酸酯由于同时含有卤素和磷素，因此阻燃效果较为理想。表1为无卤类和含卤类磷酸酯阻燃体系的比较。

相对于磷酸酯来说，亚磷酸酯的研究用于阻燃的较少，大多都是偏向于抗氧剂以及防老剂等方向的发展。亚磷酸酯类阻燃剂的作用主要是用于聚氨酯泡沫塑料薄片与无纺布人造革等面料的阻燃。

膦酸酯系列阻燃剂化学稳定性较强，具有耐水耐溶剂性，是一类很有发展前途的阻燃剂。该阻燃剂是一类具有良好的耐热性、较高的稳定性以及优良的耐水性的添加型阻燃剂，主要用于聚酯纤维的阻燃。

磷盐系列的阻燃剂代表主要为氯化四羟甲基磷，它的主要用于棉纱以及棉织品的阻燃处理。属于早期开发的织物阻燃剂，但是因为在使用和制造过程中可能产生一些具有致癌性的物质，故现在很少使用。目前己对其进行了改性研究，开发出一系列的新型产品，并应用在防雨布、军用棉布和工作服的阻燃处理。

3.3　复合型阻燃剂

复合阻燃剂主要是利用种类的阻燃剂的协同效应来提高阻燃的效果。目前对于此类复合型阻燃体系的研究较为广泛。主要成果有添加型复合磷系阻燃剂和化合物型复合磷系阻燃剂。添加型复合磷系阻燃剂是一种实用且较为简单的提高阻燃效果的方法，含氮化合物阻燃剂本身毒性低，且燃烧的产物毒性也较低、并且燃烧过程产生的腐蚀性气体较少，是通过凝聚相和气相的阻燃，阻燃效率高；化合物型复合磷系阻燃剂主要是氮－磷、氮－磷－澳、氮－磷－氯、澳代磷酸醋、氯代磷酸醋化合物。由于同一阻燃剂分子中含有多种阻燃元素，阻燃元素的协同效应使聚合物材料的阻燃效果提高。

4、对于磷系阻燃剂的展望

磷系阻燃剂具有低毒、低烟、低卤甚至无卤的特性，并且效率高、用量少，在阻燃剂领域备受关注，尤其是在我国，有着更大的发展空间和潜力。同时，由于其自身的表面处理技术不够完善、一些阻燃剂相容性差、有机磷系多为液体、热稳定性较差、发烟量大、挥发性大等缺陷，使其的应用受到了一定的限制。所以，对于磷系阻燃剂的研究还在继续中，具体有以下一些方面：开发对材料性能影响小，且高效低毒的阻燃剂；开发有机磷阻燃剂和无机纳米阻燃剂相协同的阻燃机理，研制出新型的复合阻燃剂；加强开发带有像P、N、cl、Rr等多官能团的阻燃剂或者与其他卤素于一身的阻燃剂，由于分子中的各种协同作用，促进了阻燃的效果。

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关键词：胶原生物医用材料；优势；临床医学应用

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期间，同机体之间不产生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象；②具有生物功能性，在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能；③具有生物可靠性，无毒性，不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应（即“三致物质”），有一定的使用寿命，具有与生物组织相适应的物理机械性能；④化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类：①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换，有钴合金（Co-Cr-Ni）、不锈钢、钛合金（Ti-6Al-4V）、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类，广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类，通过分子设计与功能拓展，即合金化、共混、复合（ABC）等技术手段，可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羟基磷灰石、生物活性玻璃等）。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成，取长补短，达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质，结构复杂，根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛，资源丰富，性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

（1）低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性，20世纪90年代研究发现，其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质，在提取胶原时，除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白，能得到极弱免疫原性的胶原材料。（2）与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点：①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长；②胶原不但可增加细胞黏结，而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。（3）止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料，其降解性作为器官移植的基础。（5）物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构，使其具有很高的强度，可满足机体对机械强度的要求；另外通过进一步的交联增强其强度，而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。（6）组织工程（Tissueengineering）。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色，大量应用于临床，前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2]（1）手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆线；或者与组织反应大，引起发炎、造成伤口瘢痕明显；或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度，又有可吸收性；使用时有优良的血小板凝聚性能，止血效果好，有较好的平滑性和弹性，缝合结头不易松散，操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能，制备的可吸收缝合线有：①纯胶原可吸收缝合线；②胶原/聚乙烯醇共混复合；③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线；④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。（2）止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料，且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体，可被组织吸收，无毒、无副作用的医用功能纤维，相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用，能使创口渗血区血液很快凝结，被人体组织吸收，一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。（4）代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时，最佳方法必须立刻输血，但众所周知，血液来源非常困难！而且不能长久保存，输血之前还需鉴定血型和配型。因此，寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视，且符合血浆的条件和性质，国外已大量使用，我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定（Gelofu-sine）海星明胶和血代（Haemaccel）。（5）水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体（三维网络），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶胀性、柔软性和弹性，以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键（范德华力、氢键等）。水凝胶是高分子凝胶中的一类，可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶（互穿网络水凝胶），现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。（6）敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料（常用植物纤维纱布）、生物敷料（胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。（7）人工皮肤。人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法，一是提高胶原的机械强度；二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年来组织工程（一门多学科的交叉科学）研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是涤纶纤维编织的人工血管，但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨体聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多种方法进行改性，以适应血管植入的要求。此外，还有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸异构体（PLLA）等。（9）人工食管。分为两种，一种是用自身的其他组织或器官（如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等）加工而成，现已广泛应用于临床，优缺互见；另一种是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管（PET）、碳纤维管等。近年以来，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。（10）心脏瓣膜。分为机械瓣膜（金属瓣）和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。（11）骨的修复和人工骨。目前仍以金属（不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金）为主；高分子材料，诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（结晶氧化铝、羟基磷灰石）以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料，在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“诱导成骨”、“传导成骨”，实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面：一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质（ECM）的替代物；二是种子细胞；三是组织工程骨的组织还原（骨缺损修复）。（12）角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜；人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。（13）药物载体。药物载体由高分子材料充当，大多数为传递系统，其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。（14）固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体，其特点：①胶原本身是蛋白质，对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的；②胶原蛋白成膜性好，可制成各种酶膜；③胶原蛋白肽链上具有许多官能团，诸如羧基、氨基、羟基等，易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性，在体内可被逐步吸收，交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能，且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位，详见图1[3]。

3结语

随着社会文明的不断进步，生命至上理念不断深入人心，天赋人权，生命是任何人都不能剥夺的最高权利，人类对身心健康和生活质量越来越重视。当前，新型材料更多的应用于医药和临床，尤其如胶原基生物材料，以其独特的优势和优异的性能在这一领域大显身手。科技改变未来、改变生活，天然高分子与合成高分子材料通过共混、复合、合金化、纳米化等技术手段，制备成多种新颖独特的新材料和新产品。尤其应用于临床和组织器官工程挽救了数以万计的人类生命并提高了生命质量和延长了寿命。随着3D打印技术在生物医疗领域的快速发展，如何制备出适合3D打印的不同类型胶原蛋白材料，并保证在打印过程中蛋白不变性、强度可控、易塑性等成为研究的新课题[4]。

当今，是生物高分子时代，随着科技发展日新月异，生命科学和生物材料研究的不断深入。生物医药是“十四五”的新兴产业链。胶原在生物医学、医药、组织器官工程和临床医学的应用将更加光明，潜力非常巨大。开发应用必将成为广大科研人员研究的重点和热点，我们将拭目以待有更多的新型材料和产品为人类的健康服务并造福人类。

参考文献：

[1]王璐，但卫华，但年华.胞牛皮源高层级胶原聚集体的制备与表征[J].皮革科学与工程.2019，29（05）:16-22.

[2]将挺大胶原与胶原蛋白[M].化学工业出版社，北京，2006.03：186-251.

[3]韩冬冰，王慧敏.高分子材料概论[M].中国石化出版社，北京，2008.07:126-142.

篇4

关键词：白色污染； 聚乳酸； 降解

前言

S着塑料的广泛应用和产量的持续增大。“白色污染”问题己变得越来越严重，成为当今世界最严重污染源之一，己受到各国的重视，并且制定了相关的法律政策来处理。现在各国除了研究如何回收废弃塑料外，更多的精力是研究可降解的高分子材料，从而在根本上解决塑料的“白色污染”问题。主要原因是高分子材料的回收利用，从理论上讲，可以解决环境污染，也可以解决资源短缺的问题，但在实施过程中，往往受到高分子材料本身性质、技术及成本等的限制；而研究开发可降解的高分子材料则成为20世纪70年代以来重要课题，受到世界范围内的关注仁。

1可降解性高分子材料的降解机理

高分子材料的生物降解是指在生物（主要是指真菌、细菌等）作用下，聚合物发生降解、同化的过程、生物降解主要取决于聚合物分子的大小和结构、微生物的种类以及环境因素。聚合物的降解机理十分复杂，一般认为材料在体内的降解和吸收是受生物环境作用的复杂过程，包括物理、化学和生化因素。物理因素主要是外应力，化学因素主要有水解、氧化及酸碱作用，生化因素主要是酶和微生物。由于植入体内的材料主要接触组织和体液，因此水解（包括酸碱作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解机制。

2聚乳酸的降解性能

与大部分热塑性聚合物相比，PLA具有更好的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的C-O水解，然后在酶的作用下进一步降解，最终生成无害的水和二氧化碳。由于具有降解性能，故人们担心其使用寿命。实际上，PLA的降解速度相对比较缓和；更为重要的是，PLA的降解总是在先行水解之后才可能酶解。依照聚合物的初始相对分子品质、形态、结晶度等，PLA降解的速度可从几星期到几个月甚至是1～2年。但如果与微生物和复合有机废料混合埋入地下，它的降解速度会加快。因此它是一种理想的生物降解材料，特别适宜于2～3年的短期用途。影响PLA降解速度的因素主要有结晶度、玻璃化转变温度、相对分子质量和介质的pH值等。水先渗入聚乳酸的无定形区，导致酷键断裂，当大部分无定形区己降解时，才由晶区边缘向晶区中心逐步降解。晶区降解速度很慢，因此结晶度大小对降解速度有很大的影响。玻璃化转变温度低于水解温度则水解加快。相对分子质量越小及其分布越宽的PLA降解速度越快，这是因为相对分子质量越大，聚合物的结构越紧密，内部的酷键越不容易断裂，并且相对分子质量越大，降解所得的链段越长，易溶于水中，产生的H+越少，使pH值下降缓慢。酸或碱都能催化PLA水解，介的pH值也是影响PLA降解速率的重要因素。

3 PLA共混改性的研究进展

通过与韧性聚合物共混，也是常用的改进聚乳酸柔性的途径，目前人们己经研究的很多共混体系，如乙烯一醋酸乙烯共聚物（poly（ethylene-vinyl acetate））、聚4-乙烯基苯酚（poly（4-vinylphenol）、聚ε-己内酯、聚3羟基丁酸酯（poly（3-hydroxybutyrate）等。

沈一丁等[4]将热塑性淀粉（TPS）与聚乙二醇（PEG）、聚乳酸（PLA）共混后，采用溶剂蒸发法制备出完全生物降解的聚乙二醇改性淀粉/聚乳酸薄膜（SPLA）。聚乙二醇增塑SPLA薄膜，有效的降低了玻璃化转变温度和热塑性淀粉和PLA的相容性，体系的耐水性、强度均随着PLA含量的增加而增加，不过这种薄膜的强度和柔性并没有得到改善。

龚华俊等[5]采用超声辅助原位湿法合成多壁碳纳米管/轻基磷灰石纳米复合材料（MWNTs/HA），并通过溶液浇铸法制备了PLA/MWNTs/HA复合材料薄膜，静态力学和动态力学性能分析表明，当MWNTs/HA为0.05～0.10份时，对复合薄膜有一定的增韧效果，复合膜的玻璃化转变温度随着MWNTs旧A用量增加呈上升趋势。

PCL除可以和PLA共聚形成共聚物改善柔性外，还可以与PLA共混来改善PLA基体的脆性。直接共混PLA和PCL，两种组分是不相容的，两者混合时必须添加一定的相容剂。Wang等在PLL刀PcL体系中，以亚磷酸三苯酯（TPPi）为催化剂，在熔融状态下进行混合。结果表明，在共混过程中发生酯交换反应，生成界面相容剂，促进组分均匀分布，提高体系的机械性能，并大大改善了体系的柔性，当添加TPPi2%时，PLLA/pCL（80/20）断裂伸长率从28%提高到了128%。

顾书英等[11]采用熔融挤出法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PBAT）共混物，发现低含量低的PBAT的加入适当的提高了聚乳酸的断裂伸长率，不过共混物的拉伸、弯曲性能也有所降低。当PBAT含量较高时，共混物断面的SEM照片可以明显观察到两相不相容。

4 聚乳酸在包装领域的生产应用现状

聚乳酸作为包装材料有其独特的优势，可以说，聚乳酸包装材料完全可以替代传统的包装材料，在很多方面更优于传统包装材料。与传统热塑性塑料相比，聚乳酸作为包装材料有以下优点[13]：

（l）完全折叠性和缠结保持力取向性的PLA薄膜具有和玻璃纸膜、金属薄片等相媲美的完全折叠性和缠结保持力，即可以弄皱或折叠，这些普通塑料膜是不具备的。

（2）高的光泽度和透明度PLA的高透明性和光泽度可以和玻璃纸以及聚对苯二甲酸乙二酯相比，是普通聚丙烯薄膜的2～3倍，低密度聚乙烯的10倍。

（3）阻隔性能和良好的印刷性能乳酸的基本重复单元使得PLA是一种内在极性的材料，这种高的极性导致聚乳酸具有高的表面能，从而产生良好的印刷性能，此外它还能够阻止脂肪族分子的透过，具有很好的抗油性。

（4）低温热封性能无定形聚乳酸薄膜的热封温度和EVA（巧%）相同，都在80～85℃之间。

以上的这些优点，注定聚乳酸会在包装领域大放异彩，就目前的生产状况来看，聚乳酸薄膜开发应用的前沿集中在日本和美国，国内仅仅出于起步阶段。

5 可降解塑料的开发趋势及发展前景

可降解塑料尽管存在种种问题，但它的发展方兴未艾，以下几个方面代表了可降解塑料的发展方向：（1） 积极开发高效廉价光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂和稳定剂等，进一步提高可降解塑料的准时可控性、用后快速降解性和完全降解性。（2）为避免二次污染，同时保证有丰富的原料，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料将会越来越受到重视。（3） 水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而备受瞩目，也成为环境适应性材料的又一热点。（4） 充分利用基因工程技术培育可生产聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

可降解塑料的发展，不但在一定程度上缓解了环境污染，而且对日益枯竭的石油资源也是一个补充。许多国家已开始考虑用生物可降解塑料代替部分石油化工合成塑料，并陆续颁布了一些法规，如意大利的立法规定自1991 年起所有包装用塑料都必须可降解，我国也已开始考虑禁用不可降解的塑料制品。据日本生物降解塑料实用化检讨委员会预测，今后10 年内全世界生物可降解塑料的市场规模为130 万吨。我国每年产生的塑料垃圾达100 万吨以上，若其中的20 %以降解塑料取代的话，需求量也在20 万吨以上，市场潜力是很大的。可降解塑料的发展适应了人类可持续发展的要求，因此，可降解塑料的发展前景是美好的。

参考文献

[1]王岩，陈复生，姚永志，等.粮食与饲料工业，2005，3：21～22

[2] 任杰.化学工业出版社.北京.2003.10

[3]黄俊俊，宋跃明，刘立眠，王军.中国修复重建外科杂志，2004，18（l）：21～24

[4]贺小虎，章庆国，李新松.中国临床康复2005，9（38）：36～38

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

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

一、高分子抗静电的方法概述

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

（一）添加导电填料

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

（二）与结构型导电高分子材料共混

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

（三）添加抗静电剂法

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

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

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

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

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

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

三、结语

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

（一）加大新品种开发力度

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

（二）加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

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

参考文献

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

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关键词：高岭土；深加工；纳米；超细

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.101

随着时代的发展，科技的进步，我国对于高档高岭土的需求不断增强，在此情况下，最需要做的就是不断增强我国的高岭土的质量、提高高岭土的档次，加强高岭土深加工的科学技术含量。纳米技术的出现可以说是革命性的改变，纳米颗粒因其具有很多特性在不断刷新着人民对传统应用的观念，由此看来，想要提高高岭土的档次，增强其深加工的技术含量，那么将纳米技术与高岭土进行有机结合势在必行，也就意味着高岭土的未来发展方向就是高岭土纳米化。那么我们就如何对高岭土进行深加工这个问题来进行深入的探讨。

1 纳米高岭土的新特性与应用

当高岭土的颗粒达到纳米量级后，那么就会出现纳米微粒所具有的独特的特性。

（1）纳米高岭土微粒的表面效应。此时的纳米高岭土粉体的颗粒将会变得更加细小，而且其表面积也会增大，致使颗粒表面的原子数不断增多，又因为原子配位的不足及高表面能，导致原子的活性非常高，而且很不稳定，这样就使其与其他原子结合的可能性大大增加。充分利用此特性，将纳米高岭土与橡胶、塑料进行有机结合，致使纳米微粒与橡胶、塑料中的高分子有机物分子强强联合，大大增强其作用力与相容性，使得复合物的结构更加的致密。通过将纳米高岭土与橡胶、塑料进行有机结合，其所得的复合物的力学强度、耐磨性、耐腐蚀性以及材料本身的加工性都得到了质的飞跃，这样的工艺较原来的传统技艺所得到的复合物在性能、质量等多方面都具有明显的优势。

在涂料方面，纳米高岭土因为其具有颗粒细微、表面活性大等特性，所以在涂料中更容易快速均匀的分散开，形成稳定均一的体系。这样就可以加强其吸附性、稳定性、耐脏性等特性。不仅如此纳米高岭土的表面和内部的原子、电子具有很大的不同，所以其具有一些特殊的光学反应。

（2）纳米高岭土微粒的小尺寸效应。 因为超细晶粒尺寸，导致高岭土粉体材料中有一大半原子都在晶界中。同时纳米晶界没有长程有序也没有短程有序的特点，原子也是随机排列的，原子会因为外界力的条件而自己发生迁移，所以其具有很好的韧性和延展性。也正是由于小尺寸增强了纳米高岭土粉体的光吸收性，同时还产生吸收峰的等离子共振频移。

在制作陶瓷领域，在制作陶瓷时加入一定的纳米高岭土能够使其结构更加致密，拥有高硬度。而且因为纳米晶界的独特特性以及其原子的随机排列的特性，致使纳米高岭土的陶瓷产品都具有很好的延展性和韧性。因此添加了纳米高岭土的陶瓷产品就会表现出硬度大、不易碎等新的特点。

因为纳米高岭土粉体能够更好地吸收光，所以针对此特性可以有效的利用，在制作消光材料、高效光热、光电转换材料、红外敏感元件以及红外隐身材料等材料时添加一定的纳米高岭土。不仅如此还可以利用纳米颗粒尺寸变化等离子共振频率就会随之变化的特性，更改颗粒的尺寸，控制吸收边的位移，以此来制造具有一定频宽的微波纳米吸收材料，应用于电磁波屏蔽、隐形飞机等领域中。上述的纳米高岭土的应用只是简单片面的阐述和分析，其更多的特性以及应用领域仍需要进一步的探讨和研究。

2 深加工纳米高岭土的相关方法

在当今的科研领域中，针对于高岭土纳米化的研究仍是一个比较前沿的研究课题，而且目前所有的研究都还仅限于实验室阶段，并没有在实际的工业中应用。目前，针对于纳米高岭土的制备方法主要分为三种方法即：化学合成法、分级法、插层法；其制备结果上大致也分为三类即：纳米高岭土粉体的制备、纳米高岭土固体、复合材料的制备。

（1）化学合成法：目前我国制作的合称高岭土的方法就是通过偏铝酸钠与酸性硅溶胶为原料进行一定的化学反应继而得到纳米级硅酸铝。其具有纯度高、稳定性强等特点。但是其具体的成本和工业价值并没有具体的文章描述。

（2）分级法：依据斯托克斯法则，想要知道某一沉降范围内微粒的大小可以依据微粒的沉降深度来进行判断，纳米级高岭土可以从超细高岭土在液体中沉降可得到，但是这样的方法成本很高，出产率也不高，所以在工业上并不合适。

（3）插层法：依据目前的技术水平，此方法为最为有效和经济的制备方法，也是最有可能普及的制备方法。高岭石为高岭土的主要成分其机构单元层是通过一层中的Al0：（0H）。八面体的羟基与另一层中的Si0。氧原子形成氢键而相互结合，其中一部分有机小分子能够直接破坏高岭石层与层之间形成的氢键，到达高岭土的层间，以此来增大高岭石层间距，致使高岭石层与层产生剥离现象。能够到达高岭石的有机物有：甲酰胺（FA）、N 甲基甲酰胺（NMF）、二甲基酰胺（DMF）、N 甲基乙酰胺（NMA）、水合联胺（肼）、二甲基亚砜（DMSO）等。而影响其插层的因素主要有：其自身的特性、温度、压力、酸碱值、粉粒大小等等。当含水量为1O 士、温度为423K时能够提高其插层速度。而压力和酸碱值对其速度影响不大。

想要得到亚微米级至纳米级的高岭土粉体，就需要先通过有机物插层，然后再进行机械研磨，最后进行去除有机物的工序，@样就可以得到了。那么想要得到纳米高岭土复合材料，就需要将插入高岭土层问的有机小分子更换为有机高分子，继而形成复合物，与此同时再进行剥离作用就可以得到纳米级的高岭土复合物了。上述的制备都还仅限于实验室，若想投入到工业生产仍需要继续研究和大量的实验。

3 结语

上述的制备纳米级高岭方法并不全面，仍有很多的方法和理论在研究中，所以高岭土纳米化的研究和发展前景是非常可观的，其发展前途不可限量。

参考文献：

[1]任子平，鲁安怀，周平，方勤方.高岭土有机改性实验研究[J].岩石矿物学杂志，2011（04）.

[2]丁生祥，冯有利.高岭土表面改性方法与应用[J].矿业工程，2009（01）.

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摘要：新型防水材料在日常的生活中充当着越来越重要的角色，防水材料的种类也日渐增多。本文主要针对在不同的工程中，如何选用防水材料的，进行了相关阐述。

关键词：防水材料；种类；选材；推广；应用

Abstract: The new waterproof materials play an increasingly important role in the daily life; the type of waterproof material is also increasing. This paper described how to use waterproof materials in different project.    Key words: waterproof material; species; selection; promotion; application

新型防水材料是相对传统石油沥青油毡及其辅助材料等传统防水材料而言的，其“新”字一般有两层含义，一是材料“新”，二是施工方法“新”改善传统防水材料的性能指标和提高其防水功能，施工一次性完成，取代了三毡四油的复杂施工方法，从而减少了工人的劳动强度和施工的危险成度。我国建筑的渗漏现象比较严重，为了尽快改善我国防水工程的现状，建设部采取了一系列综合治理的措施，制定了发展、推广、应用建筑防水新材料和防水施工新技术的政策法规，通过几十年的努力。我国新型建筑防水材料发展迅速，已经形成品种门类齐全、低、中、高档次齐全的材料体系。

一、新型防水材料的种类

新型防水材料主要包括改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏材料、刚性防水材料等。

1、改性沥青防水卷材

改性沥青防水卷材主要品种有SBS改性沥青卷APP改性沥青卷材、丁苯橡胶改性沥青卷材等。

2、高分子防水卷材

高分子防水卷材主要有三元乙丙橡胶、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材等。

3、防水涂料

防水涂料中高档涂料如聚氨酯涂料、橡胶和树脂基涂料；中档涂料如氯丁橡胶改性沥青涂料及其他橡胶改性沥青涂料；低档涂料主要有再生胶改性沥青涂料、石油沥青基防水涂料等。

4、密封材料

密封材料起步较晚，主要用于中空玻璃、窗户、幕墙、石材和金属屋面的密封。主要品种有硅酮、聚硫、聚氨酯、丙烯酸、定基橡胶等。

另外快速堵漏剂、外墙防水剂、放挡水、稳挡水、墙克漏、水凝液、防水宝、堵漏停、堵漏能、确保时、注浆堵漏王、止水带、遇水膨胀橡胶、膨润土止水板、抗压密封剂等防水漏材料。

二、建筑防水材料的选用

新型建筑防水材料在建筑总造价中的比例不大，但是它对建筑物使用功能的作用是非同小可的。当前防水材料，高、中、低档，品种多样、性能各异，在保证工程质量同时又降低工程造价对各种防水材料的如何选用就显得尤为重要。现在就一些选材的基本原则提供一些参考。

1、根据不同的工程部位选材

（1）屋面：屋面长期春、夏、秋、冬、阳光、雨、雪直接侵蚀，温、湿度变化大，屋面板会发生伸缩，因此应选用耐老化性能好的、延伸性好的、耐热度高的材料，如SBS改性沥青、三元乙丙片材活沥青油毡等。

（2）地下：根据地下工程长期处于潮湿状态又难维修，但温差变化小等特点，需采用刚柔结合的多道设防，除刚性防水剂外，还应选用耐霉烂、耐腐蚀性好的、使用寿命长的柔性材料，在垫层上做防水时，应选用耐穿刺性好的材料，如厚度为3mm或4mm的玻纤毡、聚酯胎改性沥青卷、玻纤毡油毡等。当使用高分子防水基材时必须选用刚性好的粘结剂，基材的厚度应不小于1.5mm。选用防水涂料时应选用成膜块的，不产生再乳化的材料，如聚氨酯、硅胶防水涂料等，其厚度应不小于2.5mm。

（3）厕浴间：厕浴间一般面积不大，阴阳较多，而且各种穿楼板管多、卷材、片材施工困难，宜选用防水涂料，涂层可形成成体的无缝涂膜，不受基面凹凸形状影响，如JS复合防水涂料、氯丁胶乳沥青涂料、聚氨酯防水涂料等。对穿楼板的管道，可选用密封膏或遇水膨胀橡胶条处理

2、根据建筑功能不同的要求选材

（1）上人屋面：由于上人屋面在防水层上还要做贴铺地砖等处理对防水层有保护作用，防水层不直接暴露在外，因此对耐紫外光老化性能稍差的，但其延伸性、防水性、抗拉强度等性能好的材料均可采用。如聚氨酯类防水涂料、玻纤毡沥青油毡、聚氯乙烯防水卷材等。非上人屋面，防水层可直接暴露，可选用SBS矿物粒材，活铝箔覆面的卷材，防水层表面不需做保护层。

（2）种植屋面：为了绿化屋面，在屋面上要种植花草，因此对土层下防水层要求具有防水性还之外，还耐腐性好，耐穿刺、能防止植物根的穿透，宜选用柔性复合材料，APP或SBS改性沥青卷材，也可在刚性防水表面加防水涂层的多道防水设防。

（3）有振动的工业厂房屋面：对大型预制混凝土屋面，除设计结构的考虑外，首先要选用延伸性好的、强度大的材料、厚度为1.5mm以上的高分子方式片材，如三元乙丙片材、共混卷材、4mm或3mm以上的聚酯胎改性沥青卷材，不应选用玻纤胎沥青卷材、玻璃布为加的氯化聚乙烯卷材

3根据工程条件选材

（1）工程等级：对有特殊要求的一级和二级建筑，应选用高聚物改性沥青或合成高分子片材，对三、四级一般建筑或非永久性建筑，也可采用沥青纸胎油毡。等级高的建筑不但要选用高档次的材料，而且要选用高等级的优等品、一等品、一般建筑可选用中低档的、合格品。

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关键词：绿色包装；定义材料；策略

一、绿色包装概述

绿色包装是指能够循环再生利用或降解，节约资源和能源，并且在包装产品的整个生命周期中（从材料、制品加工到废弃物处理全过程）能够对人体健康及环境不造成公害的适度包装。绿色包装又可以称为无公害包装，它是以天然植物为原料研制而成，对生态环境和人类健康无害，有利于回收利用，易于降解、可持续发展的一种环保型包装。

二、绿色包装材料分类

绿色包装材料就是对人体健康无害，对生态环境有良好保护作用和回收再用的包装物料。

(一)重复再用和再生的包装材料

重复再用包装，如啤酒、饮料、酱油、醋等包装采用玻璃瓶反复使用 。再生利用包装，例如聚酯瓶回收后，可用物理和化学两种方法再生。物理方法是指直接彻底净化粉碎，无任何污染物残留，经处理后的塑料再直接用于再生包装容器。 化学方法是指将回收的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）洗涤粉碎之后，在碱性催化剂作用下，使PET全部解聚成单体或部分解聚成低聚物，纯化后再将单体或低聚物重新聚合成再生PET树脂包装材料。

包装材料的重复利用和再生，仅仅延长了塑料等高分子材料作为包装材料的使用寿命，当达到其使用寿命后，仍要面临对废弃物的处理和环境污染问题。

(二）可食性包装材料

20世纪70年代，普鲁兰树脂作为人工合成可食性包装膜，已工业化生产。它可作粘性、中性、非离性的不胶化水溶液，其水溶液经干燥或热压制后可做仪器包装，其光泽、强度、耐折性能都比高链淀粉制得的薄膜好。

几十年来,大家熟悉的糖果包装上使用的糯米纸及包装冰激淋的玉米烘烤包装杯都是典型的可食性包装。我国早在12～13世纪就已用蜡来涂桔子、柠檬来延缓它们的脱水失重，延长果蔬货架寿命。现在一般采用的可食性保鲜膜，已发展成具有多种功能性质的，具明显的防水性及一定的可选择透气性，因而在食品工业，尤其在果蔬保鲜方面，具有广阔的应用前景。

（三）可降解材料

可降解塑料包装材料具有传统塑料的功能和特性，又可以在完成使用寿命之后，通过阳光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用，可以在自然环境中分裂降解和还原，最终以无毒形式重新进入生态环境中，回归大自然。包装材料的可降解形式有光降解、生物降解、化学降解（氧降解、光／氧降解、水降解）等。

1、光降解型

聚合物在光照下受到光氧作用吸收光能，主要是紫外光，发生断链反应而降解成为对环境安全的相对分子质量低的化合物。这类对光敏感的聚合物，称为光降解高分子材料，如乙烯基酮等。

2、生物降解型

生物降解高分子材料是指在自然环境中通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料，根据降解特性，它又可以分为部分降解型和完全降解型，如生物塑料和淀粉塑料等。

（四）纸材料

纸的原料主要是天然植物纤维，在自然界会很快腐烂，不会造成环境污染，也可回收重新造纸。纸材料还有纸浆注型制件、复合材料、建筑材料等多种用途。纸浆模塑制品具有质轻、价廉、防震等优点，还具有透气性好，有利于生鲜物品的保鲜，在国际商品流通上，被广泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕挤压物品的周转包装上。

随着科学技术的快速发展和人们对环境保护的日益关注，包装用纸正向功能性发展。

三、实施绿色包装的策略

绿色包装的概念深入人心，实施绿色包装还需要政府和企业的共同努力。

(一)政府方面

制定和完善绿色包装材料法律制度。可借鉴发达国家的经验，主要有以下几种:一是以立法形式规定禁止使用某些有毒有害包装材料，如立法禁止使用含有铅、汞和铜等成分的包装材料;二是建立存储返还制度，禁止使用不能再利用的器具和不能达到特定的再循环比例的包装材料。许多国家规定，含酒精饮料及软饮料一律应使用可循环使用的容器，若不能达到这一标准，则拒绝进口；三是实行税收优惠或罚金等“绿色税”制度:即对生产和使用包装材料的厂家，根据其生产包装的原材料或使用的包装中是否安全，或部分使用可再循环的包装材料，分别给于免税、低税优惠，以鼓励使用可再生的资源；四是倡导适度包装。如美国就以商品包装复杂豪华程度按照一定的比例作了规范限制，过度包装超出要求则重罚，以此迫使厂家简化包装，日本甚至提出零包装的想法。

（二）企业方面

1、强化绿色包装意识

目前不少企业绿色包装意识淡薄。在“绿色浪潮”的时代，作为企业应提高绿色包装意识，树立科学发展观念。企业应该理解，并非所有限制有害环境的商品进口都是贸易保护主义行为；企业应该知道，为了社会的持续发展，约束甚至惩罚污染和破坏环境的行为是必要的；企业更应该清醒地认识到，发展绿色包装既能降低能耗成本、减少污染，又能提高企业形象，还能增加消费者对企业的认同和信任，从而提高产品的市场竞争力。

2、包装标志实行绿色化

人们购买商品时由更多关注商品的质量、关注包装的精美，开始转向更多关注商品是否符合环保要求和包装是否具有绿色标志 。

3、包装材料使用绿色化

绿色包装材料强调的是不造成资源浪费并且对人体及环境不造成危害。绿色包装材料对发展绿色包装有非常重要的作用，开发使用绿色包装材料是当前各国关注的重点。企业包装材料使用绿色化要求做到：必须避免使用含有毒性的材料；尽量使用重复再用和再生材料；大力开发动植物包装材料；注意选用可降解的材料。

4、流通过程绿色化

倡导绿色包装不只是在包装材料上面的改进，还要注意生产流通过程中的环保。首先要保证产品原料不掺杂掺假，无污染，在生产过程中严格按照卫生管理条例，杜绝外部环境及工作人员对产品造成污染，供应商的原材材料，半成品的质量的好坏优劣直接决定着最终成品的性能，其次要保证产品在流通过程中不受环境的危害，因此构建企业绿色物流体系就显得至关重要。实现对物流环境的净化，从环境保护和节约资源的理念考虑，实现流通管理全过程的绿色化，坚持可持续发展，经济利益、社会利益和环境利益的统一。

随着世界经济的不断发展，人类的生存环境也在不断恶化，环保事业是关系到人类生存与发展的伟大事业。坚持绿色包装对人类健康和环境保护有着重要意义。

参考文献：

1、刘喜生主编，包装材料学，1997年11月/吉林大学出版社

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关键词：材料科学概论;教学模式;高职

中图分类号：G642.2 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0258-02

材料与人类密切相关，是人类物质文明的重要基础。材料、信息和能源是现代文明的三大支柱，而材料又是一切发展和进步的前提。作为当代大学生，尤其是材料专业的大学生，有必要对生活中出现的各种材料有所了解、熟悉，拓宽专业及相关专业的知识面，《材料科学概论》就是在此背景下开设的一门课程。该课程是我院材料工程系冶金、热处理和质检三个专业开设的一门材料类理论限选课，授课时间集中在第三学期，内容包含广泛，有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料和新型材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）等，大纲要求尽量让学生对各种材料有一个广泛的系统认识，为后续的专业课学习打下一定的相关理论知识基础。结合我系教师和学生的实际情况，对《材料科学概论》的课程教学模式进行了教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等多方面的积极探索，取得了一定的成绩，并提出了一些建议。

一、调整教学内容

目前国内关于各种材料概论的教材有数十种，针对高职院校学生的学习特点和教材的难易程度，对教材进行了筛选，选定了王主编的《材料科学与工程导论》（机械工业出版社出版的普通高等教育规划教材）作为教学用书。全书共有十章，主要讲授了人类四大基础材料（金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料）的基本理论知识，并对一些传统的以及近年来新型的热点材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）进行了重点介绍，通过对材料的特点、用途和发展前景的阐述，激发了学生对材料专业的兴趣。

根据大纲要求，本课程学时安排为32学时。对于教材中的任何一种材料，都可以是一门专业，在32学时内不可能让学生全部详细地掌握各种材料，如果教师一味地追求教学进度，肯定会导致教学效果受到严重影响[1]。教师应当仔细分析教材，根据教学计划的安排，及时调整授课内容，对章节内容进行筛选优化。材料系所有专业学生在第二学期均开设了一门《工程材料》课程，学生对金属材料的知识已经基本掌握，对《材料科学概论》课程内容进行调整，剔除金属材料章节，重点讲授陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料三部分，新型材料主要以生活中的实物实例辅助讲授，非重点章节要求学生自主学习。

二、丰富教学方法

《材料科学概论》由于内容的多样性和复杂性，要求学生记忆的知识点非常多，尤其是遇到一些抽象的内容，学生更提不起学习兴趣，如何引导学生对所学知识产生兴趣是非常重要的。

首先，改变传统的“填鸭式”教学，使学生觉得上课是一件有趣的事。在教学中，教师可以适当增加教学互动环节，让学生的思维活动起来，脑子运转起来，加强师生间的直接沟通。比如非重点章节可以要求学生课后去搜集资料，做一个相关内容的PPT，在课堂上由学生进行讲解，其他学生对不懂的地方或有不同见解的地方进行提问、讨论，师生共同去解决问题。

其次，教师也可以将近年在材料方面与课本内容相关的科研、专利或课题成果引入课堂中，让学生对“神秘的”研究有一个感性结合理性的认识，比如在讲授无机非金属材料时，结合当前的热点，把“一种对烧结温度敏感的钛酸铋基无铅介电陶瓷材料”的新专利引入到教学中，让学生在学习功能陶瓷材料基本理论的同时，对相关的最前沿的技术有所了解，拓展学生的知识面[2]。

再者，课堂上教师可以运用幽默的语言和动作来描述讲解的内容，让学生在轻松欢乐的氛围下学习，减轻学习压力，增加学习兴趣。

三、优化教学手段

传统的黑板教学已经不再适应现代教学（尤其对于工科生），教师应当积极地去探索新的科学的教学手段。教学手段应当充分发挥为教学服务的特点，不应拘泥于一种手段，只要能提高教学效果都应当主动尝试。多媒体是现代教学中非常重要的一种辅助工具，教师应充分发挥其优势，将文字内容结合图片、动画、视频等资源，充分调动学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，让学生变被动、厌学为主动、想学。在使用多媒体辅助教学时要注意，教师不能一味地依赖PPT来完成教学任务，PPT的教学相较板书而言，其速度快得多，适当地结合板书，使学生在PPT学习过程中更容易做好笔记并记住知识点。其次，教师对于每堂课PPT的内容应当把握适当，内容如果太多，教师不但讲得吃力，而且学生吸收也困难;内容如果太少，对于32学时的内容而言，授课进度会受到极大的拖延[3]。结合学生的学习能力，上课内容的深浅程度，把握好每堂课的量，根据经验，最好控制在25～30页。

每节大课的最后十分钟留给学生进行讨论，对本次课的内容进行交流，查漏补缺;也可以给学生布置预习任务，为下节课的学习作好准备。

四、完善考评机制

传统的期末闭卷考试“一卷定高低”的考核形式已经不再合适，教师应当结合学生平时的各方面表现来评价一个学生的成绩。我院结合学生的实际情况，实行了“6+4”评分机制，期末卷面成绩占总评分的60%，平时成绩占总评分的40%，其中平时成绩可以根据学习内容的差异和教师的灵活掌控调整比例。比如在本门课中，授课教师采取了多种不同的考核方式进行评分：平时作业、考勤情况、堂内测验、回答问题、分组讨论、课堂纪律表现、笔记记录情况等，通过这些评分，了解学生的学习态度、学习兴趣、学习能力和知识掌握情况，根据学生的真实表现，加分、扣分，不偏不倚，让学生获得一个真实的平时成绩。学生在期末考试前获得自己的平时成绩，针对期末目标，及格抑或高分，做出相符的复习方案。

五、结语

通过近几年对《材料科学概论》的教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等方面教学模式的探索，教师积累了一定的经验，学生在新知识获取上也更加轻松。在取得一定成绩的同时，我们也应当注意，在实践中发现仍有一小部分学生在本门课的学习中非常吃力，究其原因，很大程度上因为他们是文科生，这类学生物理、化学基础差，有些甚至没学过，在碰到无机非金属材料和有机高分子材料时完全摸不到方向，最基本的概念诸如“化学键”、“官能团”等都没听说过。作为理论限选课，主要目的是让本专业学生学习与专业相关的前沿科学技术知识，但32学时的课时安排不允许教师花太多时间在讲解基本概念上，建议学院在招收材料专业学生时尽可能以理科生为主。伴随着新材料的不断涌现，知识的更新换代也异常迅速，新的教学问题也会不断呈现，只有教师紧跟时展、及时更新知识、调整教学模式，才能在传授知识的道路上立于“不败之地”。

参考文献：

[1]刘丰收，王婴，申东升.高分子材料课程教学改革与实践[J].广东化工，2011，38（1）：222-223.

篇10

引言

皮革制品是与人们生活密切相关的日用消费品，皮革不仅要有良好的外观、自然的光泽、细腻的质地、柔软的手感，还必须具备一定的阻燃性能。因此，为了确保皮革制品在火灾事故中具有高度的安全性，开发具有一定阻燃性能的皮革势在必行。皮革是一种具有独特结构的天然高分子材料，其内部存在的大量空隙，为空气的进入以及流通提供了便利条件;同时原料皮在生产过程中所经历的各种工艺操作，均会对皮革制品的燃烧性能产生不同程度的影响。目前，已报道的与皮革阻燃技术相关的研究主要包括2大类:(1)皮革生产过程中相关工艺对皮革阻燃性能的影响，如复鞣［1］、加脂［2］、涂饰［3－4］等;(2)皮革生产过程中添加阻燃剂［5－6］对皮革阻燃性能的影响。本文即对皮革加工工艺和添加阻燃剂对皮革阻燃性能的影响进行了综述，并对近些年来出现的皮革阻燃新技术如复配技术、纳米技术及微胶囊化进行了介绍和展望。

1复鞣剂对皮革阻燃的影响

皮革制品是经一系列加工处理而得的，在加工过程中许多加工助剂如复鞣剂、加脂剂等引入到皮革中，并有涂饰剂被附着在皮革表面，这些材料均可能降低皮革的阻燃性［7］。陈高明［8］发现:采用不同有机复鞣剂，都会不同程度地降低皮革的抗燃性。如果复鞣剂起始分解温度和极大热失重温度比铬鞣革发生明火燃烧温度低，在遇火时，复鞣剂就迁移并先于胶原分解产生可燃气体，或增加可燃气体浓度而引起燃烧，从而降低了皮革的抗燃性。段宝荣等［9］研究了5种不同类型的鞣剂(醛鞣剂、植物鞣剂、合成鞣剂、三聚氰胺和丙烯酸鞣剂)对皮革抗阻燃性的影响。利用氧指数法和垂直燃烧法检验皮革燃烧所得的氧指数和有焰燃烧、无焰燃烧时间，通过检测经复鞣后皮革的抗燃性，得到各鞣剂的抗燃性能依次如下:有机磷FCC＞改性戊二醛＞合成鞣剂＞ReluganD＞荆树皮栲胶＞丙烯酸鞣剂(BMR)。

近年来，越来越多的新型复鞣剂被开发出来，新型鞣剂不仅具有阻燃效果还具有良好的复鞣填充性能，越来越受到人们的重视。李立新等［10］以氧氯化磷、季戊四醇和三聚氰胺为原料，合成了2，2－羟甲基－1，3－丙二基双磷酸二氰酯三聚氰胺盐，采用甲醛和助剂对其改性，获得了无色透明、稳定性好、水溶性好，既具有高效阻燃性又具有良好的复鞣填充性能的新型多功能的季戊四醇二氢酯羟甲基化三聚氰胺树脂鞣剂产品，产品结构式如图1所示，并对它在皮革上的应用性能、阻燃机理和鞣革用机理进行了初步研究。段宝荣等［11］采用自由基聚合法合成了一种苯乙烯/马来酸酐/丙烯酰胺(St/MA/AA)三元共聚产物，用乙二醛、三聚氰胺依次对该产物进行改性，制得一种具有阻燃性能的新型氨基树脂复鞣剂，并用于皮革的加工中，可使皮革达到难燃水平。另外他们还合成了一种戊二醛－季戊四醇改性氮磷阻燃复鞣剂［12］等，也具有很好的阻燃效果。

2加脂剂对皮革阻燃的影响

加脂剂是影响皮革阻燃性的一个重要因素，使用加脂剂进行加脂处理后，发现皮革的抗燃性会明显下降［13］。加脂剂与皮革胶原纤维形成牢固结合的可能性，相对于复鞣剂与皮革胶原纤维的结合可能更低，在加热过程中更易迁移至皮革表面，直接成为燃料，从而增加了皮革的易燃性。油脂对皮革可燃性的影响主要决定于油脂本身的挥发性、燃点和燃烧热等因素。曹向禹等［14］选择了几种常用加脂剂与豆油脚磷酸酯加脂剂作了加脂后的阻燃性能比较。结果表明:随着油脂含量的增加，各种类型的油脂都不同程度地降低了对皮革的阻燃性，加脂后皮革燃烧的容易程度为鱼油＞菜籽油＞磷脂＞SCF加脂剂＞豆油脚磷酸酯，豆油脚磷酸酯的阻燃性能较好;并初步探讨了豆油脚磷酸酯加脂剂用于皮革阻燃的机理，其机理为:在皮革受热分解之前，豆油脚磷酸酯已开始分解，在分解的过程中释放一些不燃性物质，如能产生阻燃作用的磷酸等酸源，该酸能使含碳化合物碳化，形成炭化层，该炭化层可以阻止热量向皮革内层传递，降低皮革进一步燃烧的可能性，起到阻燃效果。王全杰等［15］也分析了5种加脂剂不同用量对皮革阻燃性能的影响，试验结果表明:5种加脂剂都有降低皮革氧指数的作用，增加了皮革的可燃性。

3涂饰剂对皮革阻燃的影响

涂饰操作在皮革表面会形成一层保护膜，涂饰剂的燃烧点比皮革的燃烧点要低，在受热的情况下，涂饰剂会首先燃烧，释放的气体将起到气相阻燃的功能，所以涂饰操作能提高成革的阻燃性能。但是不同类型、不同涂层的涂饰剂对成革的阻燃性能的影响也不同。段宝荣等［16］在优化阻燃皮革工艺的基础上，选用4种成膜剂:丙烯酸树脂、聚氨酯、硝化纤维、乳酪素涂饰于皮革中，研究其对皮革阻燃性的影响。综合垂直燃烧指标和氧指数指标发现，4种成膜剂中，硝化纤维和酪素的皮革抗燃性较好，其中硝化纤维抗燃性最好，但是与空白样相比较，都降低了皮革的抗燃性，聚氨酯和丙烯酸树脂分别排列其后;经聚氨酯涂饰的皮革在燃烧过程中，伴随着大量烟雾的放出，烟密度很大;硝化纤维有焰燃烧时间长，但发烟量小，酪素与丙烯酸树脂的烟密度相差不大。

4添加阻燃剂

皮革阻燃技术要实现大的突破，皮革阻燃剂的研究开发是关键。目前国内外对皮革专用阻燃剂的开发研究还不多，仅有科莱恩、希伦塞勒赫、德瑞几家公司有一两种适合皮革特点的阻燃剂，远远满足不了皮革行业的需求［17］。按照化学组成，阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂;按照阻燃剂与基材的关系，可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。结合皮革的特点，优良的皮革阻燃剂须具备以下几点［18］:具有足够的热稳定性，阻燃效率高，与皮革吸附结合性能好，无毒或低毒、无烟，加入阻燃剂后不影响皮革的各项理化指标，产品成本低。从这些条件来看，卤素、硼系、磷系、镁铝氢氧化物较适合于皮革阻燃。其中卤素阻燃剂燃烧时会产生有毒气体，不符合阻燃剂的环保要求，已不适应阻燃皮革的发展趋势［19］。另外，由于皮革的加工操作大多是在水中进行的，因此，所选的阻燃剂必须是水溶性的，应尽可能是反应型的阻燃剂，并且添加阻燃剂后皮革制品的各种理化性能不能降低。

国外对皮革阻燃技术研究较早，KadirDonmez等在1992年曾采用不同阻燃剂和不同阻燃剂使用方法，对皮革的阻燃性能影响进行了研究［20］。Mohamed.O.A等［21］在醚化羟甲基三聚氰胺(etherifiedmethylolatedmela-mine，EMM)存在下，用PyrovatexCP阻燃剂(N－羟甲基－3－(二甲氧基膦酰基)丙酰胺)对皮革进行阻燃处理，EMM和PyrovatexCP的化学结构式如图2所示，并讨论了PyrovatexCP阻燃剂对皮革氧指数、热性能及机械性能的影响，结果显示:PyrovatexCP阻燃剂处理的皮革的氧指数和分解温度，较未处理皮革都有一定程度的提高。我国阻燃皮革的研究起步较晚。国内最早研究阻燃性皮革的是陈高明［8］，他选用比较有代表性的硼系、磷系、卤系等阻燃剂施加于皮革中，结果发现:加入阻燃剂后，皮革的阻燃性都有较大幅度的提高。此外，段宝荣等［17］选用市场上效果较佳的8种阻燃剂，以不同用量比施用于皮革生产过程中，研究其对皮革氧指数、垂直燃烧以及烟密度的影响。各种阻燃剂施加于皮革中，均能较好地提高皮革氧指数，其中FK－108B、硼砂－硼酸(7∶3)、APT可使皮革氧指数有较大幅度的提高，在增加皮革柔软度方面，APT较FK－108B和硼砂－硼酸(7∶3)效果更明显，而PES和磷酸二氢铵虽能较好地提高皮革的氧指数，但是与此同时却出现了传统阻燃剂导致皮革手感差、粒面粗糙的缺陷问题，同时也降低了皮革的柔软度。

现有的应用于皮革阻燃的阻燃剂大多来自于其它行业，如塑料、化纤、纺织等行业的阻燃剂产品。相对于合成高分子材料，由于皮革制品的特殊性，这些阻燃剂对皮革制品的理化性能都会有不同程度的负面影响，比如，皮革柔软度降低、粒面粗糙、皮重增加过大等，因此必须研究和开发适用于皮革制品的专用阻燃剂。王全杰等［22］利用季戊四醇、磷酸、三聚氰胺合成了一种笼状磷酸盐，并对其用甲酸、亚硫酸氢钠改性，发现该阻燃剂具有很好的膨胀率、热稳定性和剩炭率，皮革经阻燃处理后，其物理性能、氧指数均有所提高，且无焰时间短，显示出良好的阻燃效果。四川大学的郭文宇等［23］介绍的四羟甲基季鏻盐及其缩合物(THPS)既有鞣剂作用，又是一种低毒、交联性能强的高效阻燃剂，用于制革中作为助剂已初见端倪。THPS同胶原的鞣制作用实质上是属于醛鞣反应，THPS同胶原中氨基的反应活性比较高，同胶原交联链较短，刚性较强，因而同皮胶原的结合应该比较牢固，所形成的化学键也比较稳定，反应机理见图3。

5复配技术

利用复配技术，可发挥多种阻燃剂的各自优势，如将卤系、磷系、硼系、硅系等阻燃剂进行复合，制备出的阻燃剂具有更优异的阻燃性能。另外，氮－磷及卤、氮、磷也具有很好的复配协和性，合理的复配能增强其对皮革制品的协同阻燃效果。段宝荣等［24］利用亚磷酸二甲酯与丙烯酰胺在甲醇钠的催化作用下反应，制得中间体3－二甲氧磷酰基丙酰胺后，再利用中间体与环氧氯丙烷反应，从而将氮、磷、氯3种阻燃元素进行复配，合成出具有阻燃性能的氮－磷－氯皮革阻燃复鞣剂，产物结构式如图4所示，并将该合成的阻燃复鞣剂施加于皮革复鞣工段，试验发现，所得皮革制品的阻燃性能比未施加阻燃复鞣剂时有显著提高，且所得制品在感官指标和力学方面，均比未施加阻燃复鞣剂的皮革有显著提高。

6纳米复合材料

由于纳米材料具有高韧性、高轻度、极强的吸湿性、抗菌性等优点，因此纳米技术必将为皮革工业带来勃勃生机。目前，已经有利用纳米氧化物、无机或有机纳米粒子鞣制皮革的试验报告。纳米粒子的表面效应、量子尺寸效应，使得此种材料的耐热性和阻燃性大大提高。因此，纳米复合功能型阻燃剂是阻燃材料发展的一种新的途径。这种有机/无机纳米复合阻燃剂，不仅可以达到很多使用场合要求的阻燃要求，而且能赋予聚合物基体优异的性能，如抗静电、防紫外耐老化、抗菌防霉、分解有机毒物等，具有广阔的发展前景。李靖等［25］用三聚氰胺、双氰胺、磷酸、纳米MMT(天然蒙脱土)或OMMT(有机改性蒙脱土)为原料，合成了具有良好阻燃性能和复鞣性能的新型蒙脱土－氨基树脂纳米复合材料，并选用了4种阻燃材料，对猪蓝湿革进行处理，结果表明:4种阻燃剂均能明显提高革样阻燃性能，并且使革样无焰燃烧时间降低为零。阻燃剂的使用对革样的抗张强度、撕裂强度、断裂伸长率及收缩温度影响不大，但使革样的厚度增加，粒面更平细、紧实，革身丰满度和柔软感加强。

7微胶囊技术

微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料，将活性物固体、液体或气体包覆形成微小粒子(粒径从几纳米到几百微米的核－壳结构的微小容器)的技术。微胶囊化的方法有相分离法、聚合反应法、物理及机械法等。相分离过程又叫凝聚过程，有单凝聚和复凝聚;聚合反应法分为界面聚合法、定位聚合法和悬浮交联法;物理及机械法主要是通过微胶囊壳材料的物理变化，采用一定的机械加工手段进行微胶囊化，如溶剂蒸发或溶液萃取、喷雾干燥法等。微胶囊技术的本质就是在芯材表面包覆上一层高分子材料，或改变其物理性质，或使不相容物质隔离，或改变其表面性质增大与其他物质的相容性［26］。

鉴于有些阻燃剂由于表面性质与皮革存在差异，导致其与皮革蛋白的相容性差，结合不牢，不耐水洗。用合适的高分子材料对阻燃剂进行包覆，将大大改善其与皮革的相容性，增大与皮革蛋白的结合度，从而提高皮革制品的阻燃性。赵维等［27］采用种子乳液聚合法，使有机硅氧烷种子乳液与丙烯酸酯类单体进行聚合反应，然后利用有机硅改性丙烯酸树脂对纳米双羟基复合金属氧化物(LDH)在一定范围内进行包覆，通过对条件的优化获得粒度较小的稳定的有机硅改性丙烯酸乳液，制成的皮革涂饰剂具有优异的阻燃性、较高的强度和韧性。

8皮革阻燃技术的研究趋势

当今国内外阻燃技术的发展趋势对皮革阻燃剂的性能要求越来越高，皮革阻燃技术的发展主要在于皮革专用阻燃剂的研究开发和皮革加工工艺的优化。

(1)无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂是皮革阻燃技术的发展方向。

(2)优化皮革加工工艺。在皮革生产中通过筛选出能提高材料阻燃性能的化学品来使皮革达到一定的阻燃性，而不必另行施加阻燃剂，该法的优点在于不增加皮革加工的成本，但由于筛选出提高皮革抗燃性的化学品，所制成的皮革手感、丰满性、柔软性、弹性部分或全部都会降低，因此如何解决提高抗燃性与保持皮革良好理化性能这一矛盾，则是解决皮革阻燃的难点。

(3)多功能皮革助剂的开发。开发既有阻燃性能又有复鞣、加脂、涂饰作用的多功能皮革助剂。这种皮革助剂既可保证皮革具有良好的理化指标，同时又可提高阻燃性能，属于一举两得的方法。