高分子材料种类及用途范文

导语：如何才能写好一篇高分子材料种类及用途，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。

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关键词：高分子材料可降解生物

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2、生物可降解高分子材料的类型

按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

;3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料新晨

4、生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献：

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一、新材料

材料是社会进步的物质基础和先导，对国民经济和国防建设起着关键的支撑作用。新材料是高技术领域的重要组成部分，与信息、生命、能源并称为现代文明和社会发展的四大支柱。加强新材料的开发，对推动高新技术产业发展、促进传统产业升级换代和增强综合国力，具有重要的意义。本年度重点支持新材料领域中下列五个方面的技术和产品：1.金属材料；2.无机非金属材料；3.高分子材料；4.生物医用材料；5.精细化学品。本刊重点介绍后三种技术和产品。

高分子材料

高分子材料是新材料领域的重要组成部分，由于其具有优良的物理、化学性能和优异的加工特性，被广泛应用于信息产业、航空航天、生物医药、交通运输、机械仪表、建筑和能源等国民经济重要领域。随着新型高分子合成、改性与加工等高技术的发展，高性能高分子材料迅速崛起，新产品、新技术不断涌现。新型高分子材料的开发和广泛应用，对于推动传统产业的升级换代、新兴产业的发展壮大会起到积极的作用，必将对推动我国国民经济的发展发挥重要的作用。

本年度重点支持的方向如下。

高性能高分子结构材料

高性能高分子结构材料具有机械性能好、比强度高、耐热性好、耐腐蚀、耐磨损和易加工等特点，在各行业应用广泛，对国民经济的发展和国家安全具有重要意义。本年度重点支持：具有高强、耐高温、耐磨、高韧的高分子结构材料和复合材料；低成本化的特种工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值热塑性树脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和专用性，在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。本年度重点支持：先进功能膜材料及支撑材料；光电信息高分子材料；液晶高分子材料；形状记忆高分子材料；高分子相变材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是当前高分子材料领域研究、开发的重点之一，同时也是扩大通用塑料和工程塑料应用范围的一个重要措施。鼓励开发产业化制备技术和工业化应用技术。本年度重点支持：通过化学改性和／或物理改性(含纳米技术改性)，性能显著提高或获得特殊性能的高分子及其复合材料；高刚性、高韧性、高电性能、高耐热或导热性聚合物合金与改性材料；新型高性能热塑性弹性体；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性专用料；普通电线、电缆专用料；流延、吹塑、拉伸法生产的通用薄膜；普通管材、管件及异型材(如普通塑钢窗)；以聚乙烯、聚丙烯为基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡胶材料

新型橡胶作为三大合成材料之一，在国防工业、航空航天和交通运输等方面具有广泛的应用。为满足现代汽车工业高速、耐热、减震、密封、耐老化、耐介质、耐脉冲性的要求，优化橡胶工业产品结构，采用高性能材料，可以有效缓解资源不足和环境污染的压力。本年度重点支持：特种合成橡胶；新型橡胶功能材料及产品；为高速安全交通配套的橡胶轮胎和制品。

本年度不支持普通橡胶制品项目。

新型纤维材料

纤维是高分子材料的重要组成部分，广泛应用于纺织、信息、航空、汽车、环保、卫生、建筑等领域。我国纤维、纺织品及服装的产量均居世界第一，但产品性能档次低、附加值低，常规产品产能过剩，高档产品需进口，技术进步和产品创新仍以跟踪国外为主。新型纤维品种及其成纤高分子新品种的开发及产业化是纺织新产品创新的源头，因此必须加大技术含量高、市场前景好的新技术和新品种开发力度，加快产业化进程，推进全行业产品的升级换代，重视环境友好和清洁生产，重点支持我国自主知识产权的技术，同时支持有较高技术含量的集成创新。本年度重点支持：新型成纤聚合物开发，及应用新型成纤聚合物制备的具有特殊性能或功能的纤维；高性能纤维及其原料、半成品；环境友好及可生物降解型纤维；在确保环境保护的前提下，申报差别化纤维开发及应用项目(仅限于西部欠发达地区申报)。

本年度不支持服装面料、衬布、纱线、常规或性能仅略有改善的纤维(如：有色、异形、细旦、功能粉体添加、简单的化学改性、常规的共混等)及服装项目；不支持常规的非织造布、涂层布或层压纺织品、一般功能性纤维材料产品项目。

生态和环境友好高分子材料

随着高分子材料的迅速发展，传统高分子材料在使用过程及废弃后对环境的危害逐渐显现，白色污染已经引起了社会的关注。发展生态和环境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重点支持：以生物质来源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、单纯填充的材料、废旧高分子直接回用、单纯降解塑料制品常规制备项目。

高分子材料的加工应用技术

现代科技进步迫切需要成型加工具有优异性能和特定形态的高分子材料及制品，成型加工工艺及设备也正在向高效、节能、省料、优质方向发展。通过某些物理化学和机械手段将各种形态的聚合物成型为不同用途的制品；通过对高分子材料制品表面进行改性，可制备出具有导电、磁性、压电、屏蔽、耐蚀、耐磨等单功能或多功能应用产品。本年度重点支持：具有微孔结构的复合注射成型；高比强度、大型复杂热塑性制品成型；模内优质修饰注塑成形；先进的高分子材料制品的表面改性与应用；CAD及气辅CAE辅助等高分子加工新工艺；具有显著节能减排效果的新工艺技术。

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一、化学与新材料、新技术

材料是科学技术的先导，没有新材料的发展，不可能使新的科学技术成为现实生产力。通过对新材料的学习，使学生明确学习化学的目的，提高学习兴趣。新教材在“绪言”中首先介绍中科院北京真空物理实验室研究院人员以超真空扫描隧道显微镜（STM）为手段在Si晶体表面开展原子操纵研究，取得了世界水平的成果；李远哲教授与交叉分子束方法的研究等新科技的介绍。这既是很好的爱国主义教育，又把化学科学的进步与人类物质文明、精神文明的关系讲明，使学生理解学习化学的重要性，激发学生学好化学的社会责任感

二、化学与能源

能源也是现代社会三大支柱产业之一。随着人类经济活动的日益增大，人们对能源的需求急剧增加。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，研究化学反应中能量变化具有非常现实的意义。高中化学新教材首次在化学教学中渗透了能量观点，如，在高一化学第一章里提出如何提高燃料的利用率，开发新能源等与社会相关的问题。

三、化学与环境

保护环境已成为当前和未来的一项全球性的重大课题。新教材中介绍了臭氧层的破坏、酸雨、温室效应、光化学烟雾、白色垃圾、土壤以及水污染等环境污染问题及其防治。并将“居室中化学污染及防治”、“生活中常见污染物和防治污染”放在选学教材中。在治理这些环境污染问题中，化学已经并将继续发挥重大作用，大幅度地增强了学生的社会环保责任感，增强了学习化学的兴趣。

四、化学与生产、生活

人的衣食住行、医疗保健、生命科学等无一不和化学密切相关。高一化学新教材卤素一章介绍了“碘与人体健康”，高二化学结合有机化学知识介绍了“食品添加剂与人体健康”，并以大量的彩图形象的介绍了各类无机物和有机物的用途。高三化学在电解池教学中，常识性介绍了“以氯碱工业为基础的化工生产”，结合生产实际以及其它相关学科知识探讨“硫酸工业的综合经济效益”，树立学生的主人翁意识，这是素质教育、创新教育的一种方式。但新教材中也有一些不足之处，如：与化学问题相关的其他学科的相互渗透介绍得较少，知识体系综合化不够，这不利于提高学生解决实际问题的能力和综合素养。要充分地体现化学素养教育，还可以在有关教学内容后以常识介绍的形式将相关的其他学科知识做适当的讲解，譬如，“胶体”内容后可结合空气溶胶介绍物理学中有关空气中可见光的波长，使学生明白“晴朗的天空为什么是蓝色的”。但瑕不掩瑜，新教材较以往教材，价值定位有了很大进步。这是价值的相对真理性，它随时空环境的改变而不断更新。

五、化学教学实践基本策略

1、主题型教学策略

“化学—人类进步的关键”是高中化学新课程的总主题，在整个高中化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。如“糖类、蛋白质、油脂”可以“人类重要的营养物质”为主题；氮族元素结合生物圈中氮的循环以固氮为主题；硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题；化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题；烃以石油化工为主题。主体型教学策略可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性，有利于学生学习兴趣的激发和保持。

2、用途联系型策略

在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在学习NO的性质时，可联系医学新成就，介绍NO对人体某些疾病的治疗作用，然后提出问题：为什么大量NO吸入人体有害，而少量的NO吸入却能治疗某些疾病？在学习有机高分子材料时，可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在卤素学习时，可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学；在硅和硅酸盐学习时，可联系新型无机高分子材料等。

3、情境渗透型策略

对某些与中学基础知识有密切关系的新的应用型成果可采取情境渗透型策略。例如，进行晶体类型与性质学习时，可以将“晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等有重要影响，如许多过渡金属氧化物中的价态可以变化并形成非整比化合物，从而使晶体具有特意色彩等光学性质，甚至具有半导性或超导性。”作为情境，讨论具有NaCl型结构的NiO晶体发生晶体缺陷形成的非整比化合物NiXO的结构特征等。

4、实验探究式策略

化学是以实验探究为基本特征的，因此，化学教学也应体现这一特征，并将其作为化学教学的主模式。探究的内容有物质的组成、结构、性质、变化规律以及物质的实用性等。在教学中，可把一些演示实验改为边讲边实验，将验证性实验改为探索性实验。如：联系生物实验“空气中SO2含量的测定”，可让学生联系化学知识设计反应原理，根据具体操作，提出问题：为什么抽拉活塞时不能过快也不能过慢？设计“HCO3-结合H+容易还是CO32-结合H+容易”等探索性实验。这些都是在创设出一种问题“情境”后，发挥学生的积极性和主动性，激发学生的求知欲，进而引导学生去探索化学知识的价值活动。

5、调查研究型策略

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化工品因其产品种类和贸易方式的特殊性,常有特殊的申报要求。申报企业需要了解化工品的物质组成特征,对特定商品还需了解用途、加工方法、来源、使用方法、技术参数、结构式、包装种类、品牌型号等。

下面是结合2010年版《中华人民共和国海关进出口商品规范申报目录》(以下简称“《目录》”)对常见化工品申报错误的分析。

1 物质组成

物质组成是化工品的主要商品特征,一般是指成分、含量和分子结构特征,初级形状的塑料等高分子材料还需要申报合成用的单体的种类和比例。

【错误举例】申报商品品名:乙烯;归入29012100;未申报成分含量。

【分析】《目录》中要求大部分化工品申报成分含量,用以确定归类并进一步了解价格、许可证件等管理要求。以乙烯为例,《进出口税则商品及品目注释》规定纯度在95%及以上的乙烯归入29012100,纯度低于95%由天然气或石油制得的粗乙烯应归入271114项下。本例中的乙烯未申报含量或纯度,因此既有可能归入29章也有可能归入27章,因此报关单会被要求修改,明确含量(纯度),以满足归类的基本需要。另外根据2010年版《目录》的规定,本例还应该申报用途,另外用作气体燃料的应报明包装容器容积,散装货物应报明。

【错误举例】申报商品品名:阴离子表面活性剂;归入税号:3402110000;申报规格型号:烷基二苯醚二磺酸钠≥45%,纺织工业清洗剂用。

【分析】《目录》规定34021100项下商品申报要素为:1.品名;2.种类(阳离子、阴离子、非离子、两性等);3.成分。本例对以上三个要素都进行了申报,但成分仅申报了烷基二苯醚二磺酸钠的含量,并未申报其余部分成分,可能导致归类错误。如果产品中除烷基二苯醚二磺酸钠外,还含有其他表面活性剂、有机溶剂等成分,则应归入340290项下,并且与烷基二苯醚二磺酸钠水溶液的价格存在差距。

《目录》的注释对物质组成类申报要素说明如下:“成分”指商品所构成的部分或要素,一般指所含物质的种类;“含量”一般指所含物质的数量。化学结构式和CAS号(CAS Registry Number或称CAS Number, CAS Rn, CAS #)是用来确定物质种类的常用方法。结构式是表示分子里原子的排列顺序和结合方式的化学式,一般用来确定某种化合物种类;CAS号,又称CAS登录号,是某种物质(化合物、高分子材料、生物序列[Biological sequences]、混合物或合金)的唯一的数字识别号码。这些都是需要企业申报的要素,建议企业在申报前应了解清楚。

2 用途

化工品归类与其用途关系密切,如30章至38章的大部分商品归类均与其用途相关,因此《目录》规定这些税目下的商品要申报用途。但由于化工品用途千差万别,涉及具体应用领域的工艺和使用方法等技术细节,申报人员应首先了解该品目对用途的具体要求,然后再与相关企业核实具体使用方法和目的。

【错误举例】申报商品品名:粘合剂;归入3214900000;申报规格型号:用于材料粘合等,180kg/桶,聚硅氧烷等混合物。

【分析】《目录》规定3214900000项下商品申报要素为:1.品名;2. 成分含量;3.用途;4.包装。本例用途仅申报了用于粘合等,《进出口税则商品及品目注释》对品目3214和3506的注释,如果粘合剂仅用于粘合,但不具备密封、堵塞或嵌填缝隙类似功能,则很可能归入3506其他品目未列名的调制胶及其他调制粘合剂。后经了解发现该商品用于粘合、密封、修补玻璃、金属等材料,符合3214900000的要求,企业修改报关单,补充完整用途后予以通关。

3 外观

【错误举例】申报商品品名:忆可恩修护组合;归入3401300000;申报规格型号:150G/支。

【分析】《目录》规定3401300000项下商品申报要素为:1.品名;2.用途;3.外观;4.包装;5.品牌。本例未申报外观,根据《中华人民共和国海关进出口税则》(以下简称《税则》)对品目3401的描述“肥皂;作肥皂用的有机表面活性产品及制品,条状、块状或模制形状的,不论是否含有肥皂;洁肤用的有机表面活性产品及制品,液状或膏状并制成零售包装的,不论是否含有肥皂;用肥皂或洗涤剂浸渍、涂面或包覆的纸、絮胎、毡呢及无纺织物”及对品目3401300000的描述“洁肤用的有机表面活性产品及制剂,液状或膏状并制成零售包装的,不论是否含有肥皂”,该进口商品外观必须符合液状或膏状才能归入该税号项下。由于未申报外观不能确定是否为液态或膏状,因此不能确定是否归入该税号项下,必须要对该商品外观描述情况才能予以通关。

4 加工工艺

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（一）注重基本概念和基本原理，开展共性和个性相结合的分类教学

本课程的教学内容涉及高分子材料研究中典型的7大类15种仪器分析方法，每种方法都有其原理、仪器组成、制样要求和应用实例，课程内容非常丰富。如果授课时面面俱到，学生一定会疲于记忆，淹没在大量的知识碎片中。而且，随着新材料和新表征方法的不断涌现，学生需要了解的知识会逐年增多。这就要求课程教学必须抓住重点，主次分明。作为本科生教学，本课程的重点应放在基本概念、基本原理的讲授上。我们将种类繁多的分析方法归结为7大类，即色谱法、质谱法、光谱法、波谱法、热分析法、显微镜和X射线衍射，并分类进行介绍。教学中首先着重介绍每一类方法共性的基本概念和原理，其次在共性基础上，介绍各种方法的个性和方法之间的差异，从而突出重点，理清脉络。例如讲授色谱法时，我们首先强调色谱最基本的分离功能原理，即依据不同组分在固定相和流动相中的分配系数不同导致保留时间不同的原理而实现分离，并介绍最基本的气相色谱法。在此基础上，我们再讲解，由于高分子材料不能气化，因此在气相色谱仪前加装裂解器，将大分子链在高温下断裂为可气化的小分子碎片并进行分离分析，即为裂解气相色谱；将高分子材料作为固定相，通过研究不同温度下特定小分子在其中的保留时间变化来研究高分子材料的状态变化，即为反相气相色谱；如果不依赖相互作用，而仅是以分子线团尺寸为分离依据，即为凝胶渗透色谱。按照这样的教学思路，学生在掌握了气相色谱之后，只需了解其他各种色谱方法与气相色谱的不同之处，以及由此引申出来的在样品制备、数据分析和应用等方面的独特之处即可，而无须记忆大量的知识。这样的方法有利于学生了解同类的不同分析方法之间的相互关系，形成归纳—推理的学习模式，从而可以举一反三。

（二）采用启发和推理式教学

为了让学生能够学活学透，在介绍每一种仪器分析方法时，我们都通过三个问题串起全部内容，即why（仪器为什么能工作，即仪器工作原理）、how（仪器怎么工作，即仪器组成及各部分结构和制样要求）和what（仪器能干什么，即可能的应用）。教师在课堂上把分析方法的原理讲深讲透，之后从原理出发通过一个个问题引导学生层层递进，推理出仪器组成、制样要求和可能的应用。例如红外光谱仪的基本原理是用一定范围的红外光照射样品，其中不同官能团的振动会吸收不同波长的红外光，使得出射光在特定波长处的能量下降。从基本原理出发，学生们提出红外光谱仪的基本组成部分应该包括红外光源、样品室和检测器，然后又发现必须要有分光部分，这样才能知道是哪个波长的光被吸收了。经过提示，他们发现这样组成的仪器（即传统的光栅红外），其分辨率和测试效率相互矛盾。此时，我们再介绍从原理上实现重大革新的迈克尔逊干涉仪，即采用全波长同时照射样品，同时检测并通过傅里叶变换得到对单个波长的吸收情况（即现在广泛应用的傅里叶变换红外），从而实现分辨率和测试效率的同步提高。经过多次训练后，学生越来越自觉地采用这样的推理式学习方法，不仅知识掌握得很牢固，自学能力、独立思考能力和分析问题的能力也得到了锻炼。

（三）强调知识之间的相互联系

本课程与高分子化学、高分子物理和聚合物成型加工的课程内容密切相关。这些课程分别介绍了高分子材料的分子链结构、聚集态结构、各种物性及如何成型，而本课程介绍的各种仪器分析方法则是表征这些结构和性能的手段。没有表征方法，研究人员就是聋子、瞎子，无法了解高分子材料的结构和性能，而不了解高分子材料的结构和性能特征，也就无法针对不同的材料特点进行表征方案的设计，并对表征结果进行合理的数据分析和足够的信息挖掘。本课程的名称也恰恰反映了既要了解高分子材料，也要掌握仪器分析方法的特点。此外，本课程还鼓励学生就一个问题进行分析，寻找多种解决方案，并比较这些方案得到的结果之间的差异，从而了解不同分析方法解决问题的不同角度，以此来打开学生的思路。例如高分子材料的结晶有多种研究方法，我们可以采用示差扫描量热（DSC）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）等来研究结晶度，也可以利用偏光显微镜、电子显微镜等来观察结晶形貌，还可以利用XRD、光散射等方法来测定晶型和晶胞参数。同样研究结晶度，DSC依据的是结晶／熔融过程的吸放热，IR依据的是分子的规整排列引起的特征峰的变化，XRD依据的是晶体对X射线的衍射。其中，DSC和XRD反映的是结晶的长程有序，而IR还可反映短程有序。因此，这三种方法得到的结晶度常常是不一致的。通过对比这些差异，学生对各种方法的特点理解得会更深入。

（四）在教学过程中灌输工程实际的概念

本课程的实践性很强，教学中采用了大量的实际科研工作案例，开展案例教学。实际案例的一个典型特点就是根据不同的材料特点，即使是对同样的一个问题进行分析，也可能会形成不同的分析方案，因此需要具体问题具体分析。在对这些实例进行分析的过程中，教师要注意不断融入工程概念，逐渐转变学生习惯套公式、定理解题的僵化思路。在课后作业中，我们有意给出冗余条件或不提供可以通过文献检索得到的数据，强调有效数位等基本概念，要求学生就原始数据进行数据的有效性分析和误差分析等。这样能够促使学生根据千变万化的实际情况形成分析问题和解决问题的思路，从而具备分析问题和解决问题的能力。

（五）有挑战性的作业

本课程的作业大多是我们根据科研实际案例自行编写的。由于与实践结合紧密，当材料、要求及前提条件不同时，作业就存在多条思路、多个层次、不同答案。因此，每次作业都是一次实战演习，学生都要花很多心思去完成。由于作业没有标准答案，因此都由任课教师自己批改，仔细订正学生的错误，并在参考文献引用、数据处理、作图等多方面严格要求学生，培养学生严谨的科学作风。例如一道作业题：用反相气相色谱（IGC）分别研究聚苯乙烯（PS）和聚丙烯（PP），请描述探针分子保留值随温度的变化规律，并画出分析结果的示意图，试说明两者的差异，并分析原因。这道题考查的内容分为5个层次：1．一般情况下PS和PP的结晶性。要求学生知道PS一般为无定形态，而PP则可结晶，并由此画出示意图。2．两者的特征转变温度。PS的玻璃化温度约为100℃，PP的熔点约为160～170℃，这两个温度应该在示意图中标出。3．两者的特例。全同PS可结晶，而无规PP不结晶。4．不同状态下曲线的斜率。玻璃态、橡胶态及熔融态下探针分子的扩散系数不同，所以相应曲线的斜率应不同。5．实际测定的可能性。PP的玻璃化温度低于零度，一般在IGC方法中无法测得。本题一般要求学生能回答前两个层次。但是，事实上学生的能力非常强，每年都有学生答出3～4个层次，这对于训练他们从多个角度深入考虑问题非常有益。在教学内容之外，本课程还结合教学方法和教学内容，引导学生形成积极的世界观和建立科学的方法论。例如本课程引导学生通过分析不同分析方法之间、不同课程之间，乃至不同学科之间的关联，体会事物之间的普遍联系；通过将一种分析方法在此处的局限性变成在彼处的用途，告诉学生要用辩证的眼光看待问题；通过介绍不断发展的仪器分析方法，让学生了解事物是处于不断发展变化中的，不能用僵化的观点看待问题；通过带领学生用一条条主线来贯穿所学知识，帮助他们掌握科学的学习方法。

二、结语

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聚合物微球的制备方法较多，乳液聚合、无皂乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合、种子溶胀法、无重力种子聚合等。国内外学者对近年来各种微球制备方法进行了深入研究，发现分散聚合法和种子聚合法是制备微米级大粒径单分散聚合微球的两种比较有效的方法[1]。种子聚合由于微球溶胀的局限性，用一步聚合无法得到所需尺寸和形态的微球，必须采用两步，甚至多步溶胀法等来达到要求，条件苛刻，难以控制；分散聚合则可以一步聚合达到粒度均匀的微米级产品，这也是目前国内外制备大粒径单分散聚合微球的常用方法。

1 分散聚合基本概念

分散聚合(dispersion polymerization)是一种特殊类型的沉淀聚合，它的聚合物微粒尺寸可以控制，且不溶于分散介质，但是反应单体却能溶于分散介质，整个反应体系需要借助分散剂稳定，这样的聚合方法可以称之为分散聚合。

有人认为分散聚合是乳液聚合和悬浮聚合的统称，因为乳液聚合和悬浮聚合的反应开始都是通过分散剂将反应体系中的单体小液滴分散到另一种液体中，同时通过一定的反应条件逐渐反应形成固体聚合物，同时能够均匀的分散在反应体系中。还有人把微悬浮聚合也认为是分散聚合，因为微悬浮聚合也是单体液滴直接转化成聚合物粒子，只不过反应机理稍有差别，单体液滴是经高速搅拌分散在水相介质中，加入稳定剂而使其分布的均匀一致，加入引发剂，是单体液滴反应成为聚合物粒子。分散聚合体系的特征如下：①聚合物颗粒球形好，粒径大(与乳液聚合相比)，粒径分布窄；②粘度低，无拉丝性，干燥快，不会使基材变形和生锈，可以在低温下使用，其施工性能良好；③可选用毒性低和危险性小的分散介质，可减少对环境的污染。因此分散聚合法特别适合于制备各种类型的涂料、薄膜、染料等。

目前，分散聚合方法主要用于聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯微球(PMMA)等类型的微球的制备。中科院赵中璋[2]等人制备了一种富含环氧基的粒径均匀的聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PGMA)，这种聚合物在物理结构和化学性能方面都具有良好的发展前景。在对苯乙烯（phenylethylene；styrene）和甲基丙烯酸甲酯（Methyl methacrylate；Methacrylic acid，methyl ester）在极性介质的研究中发现:甲醇和乙醇在水性介质体系中的研究很多，对分散介质的选择方面应该考虑可溶于单体和稳定剂，不溶于聚合反应生成的聚合物；同时，国内外的学者通过对分散聚合反应过程机理的研究发现，对控制聚合物微球粒径大小的重要因素是分散介质对生成聚合物的可溶性大小。但是，目前在分散聚合体系的研究中，一直存在争议的是微球的粒径和粒径分布的影响因素是不是取决于稳定剂的使用。

国内主要由天津大学曹同玉等专家对分散聚合法制备聚苯乙烯微球进行了探索和功能化基础研究[3]。

2 分散聚合法机理

目前的研究理论认为：分散聚合主要包括两个阶段，一是聚合成核阶段，二是聚合物微粒增长阶段。从反应的来说，主要反映两种机理，一是齐聚物沉析机理；二是接枝共聚物聚集机理。

齐聚物沉析机理：在反应未开始的时候，反应体系表现为均相体系，所有的反应物(单体、共稳定剂、稳定剂、引发剂)全部溶解在介质中；体系升高一定温度后，引发剂引发反应物的聚合并反应分解成自由基形式，最后反应生成的齐聚物溶于介质；当反应达到临界齐聚链长时，吸附稳定剂、共稳定剂，在其表面上形成稳定的核，并开始从介质中沉淀并析出来；齐聚物表面上生成的稳定核后吸收单体、自由基，吸收完成后本身会形成一种被单体溶胀的颗粒，稳定核在溶胀的颗粒中进行聚合反应，如此反复，直到反应物单体被完全耗尽，此时反应体系中止。

接枝共聚物聚结成核机理：反应体系在开始时均为均相体系，随着反应的进行，反应温度升高，反应体系产生自由基，自由基进行接枝反应，位置为稳定剂分子链活泼氢，反应形成接枝共聚物产物。共聚物中的链随着反应的进行不断的聚结到一起形成核，在此过程中，稳定剂产生的链则链接到介质，成核小颗粒主要是依靠其位阻效应才能牢固的悬浮在介质中，随着聚合反应的进行，介质中的单体被颗粒陆续不断地吸收，反应颗粒持续增大，直至反应结束。

通常情况下，分散聚合反应主要是按照齐聚物沉淀成核机理进行，同时参与成核的还有稳定剂的接枝共聚物。在此过程中，对稳定粒子其作用的主要是稳定剂分子和稳定剂的接枝共聚物。稳定剂分子的稳定机理主要是通过吸附作用吸附到离子表面，这种吸附是物理吸附，吸附的附着力比较弱，可通过介质将其从粒子表面清洗下来，所以这种吸附是可逆吸附的一种。而稳定剂的接枝共聚物的吸附原理解释为反应聚合物接枝链段以具有活性的自由基的形式或者以聚合物链的形式固着在反应粒子内，属于不可逆的锚式吸附。都不能用介质溶液清洗的方式清洗。若接枝共聚物以活性自由基的形式吸附时，则聚合物粒子继续进行反应，稳定剂的分子主链则转向介质内进行反应。

天津大学曹同玉教授[4]着重研究了分散聚合反应的的动力学部分及分散聚合体系的稳定机理，采用了本体聚合法制备的聚苯乙烯纤维和分散聚合法聚苯乙烯纤维的沉淀实验。

其认为用本体聚合法制备的纯聚苯乙烯纤维和经清洗处理的分散聚合聚苯乙烯纤维漫反射红外光谱图有较明显的不同，这就说明利用分散聚合法制备的聚苯乙烯（PS）纤维分子链的化学结构已经异化。

3 结束语

分散聚合作为制备单分散微米级高分子微球的一种新的聚合方法，具有其他方法相比具有非常独特的功效，学术界的学者对这种新的聚合方法表现出了高度的广关注与重视。然而，关于影响制备高分子微球时的因素还有待进行进一步的优化设计以及根据需要制备出来的相关多元聚合功能高分子微球的产品，这分散聚合法未来重点研究的方向，它也必将使分散聚合技术以及相关表征手段的研究得到进一步深化。

参考文献：

[1]段海宝等.大粒径单分散高聚物微球制备研究进展[J].高分子材料科学与工程，2003；19(5)：28-31.

[2]赵中璋，杨树明，杨彦果等.分散聚合制备粒度均匀的聚甲基丙烯酸环氧丙酯微球.高分子学报，1999，1(1):31-36.

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面向工业设计的新材料与新工艺的应用研究，本文首先对如今材料和工艺的发展进行概述，然后介绍了新材料和新工艺在工业设计的应用研究，最后提出了要建立工业设计的材料与工业数据库。

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。

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.

[2]马自勤.现代工艺管理及若干关键技术研究[D].大连交通大学,2008.

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关键词：农药；缓释；剂型

化学防治是农作物病虫草害防治的主要方法，在农业生产中发挥着重要的作用，也带来了诸如农药残留、环境污染及抗药性等问题。在大力发展无公害农业的今天，并不意味着排斥农药的使用，在无公害农产品的生产中仍然需要使用农药，只是对其提出了更高的要求。农药常规剂型一般利用率只有20％～30％，在释放到靶标物过程中的损失率在50％～60％。农药常规剂型存在有效成分释放速度快、药效持效时间短、用药量大等缺点，不仅在经济上是一种浪费，而且造成了环境污染。对农药的加工剂型进行改进是提高农药利用率，降低农药残留的有效途径之一。缓释剂可使农药的释放在数量、时间和空间上加以控制，可有效提高农药的利用率，是安全、高效、经济地使用农药的理想剂型。

1农药缓释剂

有害生物的发生危害是导致农业减产的一个重要因素之一。在有害生物的化学防治中，如果单考虑防治效果，稳定性好、残效期长的农药是最理想的农药。但这种类型的农药分解速度慢、残留时间长，有可能进入到人类食物链中危害人体健康，应当尽可能限制使用。在使用残效期短的农药时，为了维持一定的残留就必须施用高于有效剂量的药量，或增加施药次数，这样既易产生药害，增大残留，污染环境，又费工费时，很不经济。为了发挥残效期短的农药的作用，可以通过农药加工手段，根据有害生物的发生规律、危害特点及环境条件，使农药按照需要的剂量、特定的时间持续稳定的释放，以达到最经济、安全、有效地控制有害生物的目的，利用这种农药加工手段制成的农药剂型，称为农药缓释剂。

2农药缓释剂的特点

农药缓释剂可以更经济合理地使用农药.把农药对环境的污染程度降至最低，在农业有害生物的防治中具有广泛的应用前景，其具有如下特点：

(1)农药缓释剂能改善药剂的物理性能，减少漂移，还可将液体农药固体化，方便贮存、运输、使用和包装处理。(2)农药缓释剂减少了环境中光、空气、水和微生物对农药的分解，减少了挥发、流失和相互起化学反应的可能，并改变了释放性能，从而使持效期延长，用药量减少，施药时间间隔拉长，省工省药。(3)农药缓释剂使药剂的释放剂量和时间得到了控制，使药剂的性能得到提高。(4)农药缓释剂可以控制释放，使高种低毒化，避免或减轻了高毒农药在使用过程中对人畜及有益微生物的急性中毒和伤害，降低了原药的急性毒性，减轻了残留及不愉快刺激气味，减少了对环境的污染和对农作物的药害，从而扩大了农药的应用范围。

3农药缓释剂的类型

农药缓释剂分为物理型农药缓释剂和化学型农药缓释剂。物理型农药缓释剂主要依靠高分子化合物和原药间的物理结合形成。化学型农药缓释剂是原药与高分子化合物之间通过化学反应结合而成。

3.1物理型农药缓释剂

3.1.1微胶囊剂

微胶囊剂是以天然或合成的高分子材料作为囊壁，通过物理法、化学法或物理化学法将另一种物质包裹起来形成一种具有半透膜的微型胶囊。因囊皮可以阻隔光、氧、水等对农药的降解作用，该剂型特别适用于信息素、昆虫激素、引诱剂等用量小防效高的农药。农药微胶囊剂以无毒可降解载体为壳材料，加工工艺简单，容易操作，成本低廉，解决了微胶囊剂研发与生产中的关键问题，为农药微胶囊剂的推广和使用创造了条件，是农药剂型中技术含量高的一种，它将成为今后农药新剂型的发展方向。

3.1.2包结化合物原药分子通过氢键、范德华力、自由电子接受偶极矩感应及极化等作用，与另外的化合物形成不同空间结构的新分子化合物。这种新分子化合物改变了被包物的理化性质，如稳定性、挥发性、溶解性、气味和颜色等，起到了保护和控制释放作用，从而提高了被包物的稳定性，延长了持效期，降低了毒性等。祝志峰利用甲醛为交联剂，在淀粉囊化农药过程中，对淀粉囊材进行交联，有效地降低了淀粉胶囊制品的水溶胀程度和胶囊药剂的释放速度。郝英俊等用环糊精包络水不溶的代森锰锌农药后，可以提高农药的稳定性、水溶性、乳化性，从而延长了药效期。古俊等将β一环糊精与农药形成包含物，对有机农药具有增溶作用。这种方法在增加疏水性农药的水溶性和清除环境中的有机污染物等方面具有广阔的应用前景。

3.1.3均一体在温度适宜的条件下，将原药均匀地分散于高分子化合物或弹性基质等其他基质中.形成固溶体、凝胶体或分散体，然后按照使用的需要，加工成型制成的缓释剂称为均一体。梁涛等日将戈菊酯、稳定剂、增效剂及香精等与载体加工制成块状固体缓释剂，按照国家标准检测，其灭蚊效果由原来的10min以内的有效时间延迟到了2月以上。Sopena等用溶剂挥干法制成哒草伏的乙基纤维素微球，其制作简单，原料易得，残效期长，使用方便，用途广泛，缓释时间随配方的改变而不同。其缺点主要表现在：(1)活性成分含量不高。(2)体积大。(3)成型过程中需要高温，易造成活性成分损失。(4)初期释放速度快，后期释放速度降低。

3.1.4吸附性制品吸附性制品是将药剂吸附于无机、有机或天然吸附性载体中形成的一种农药剂型。沸石、膨润土、锯末、硅藻土、氧化铝、离子交换树脂或合成的粒状载体均可作为吸附性载体。周本新等口将纤维片浸入敌敌畏、苯二甲酸酯及硅油混合物中，在外面封一层塑料膜，留2％面积不封闭.使农药缓释，残效为90 d以上。Celis等日以含有机和无机阳离子的黏土作为吸附载体，制成持效期长、化学稳定性好的缓释剂。Gary等将C02在溶液中乳化以提高树脂微球对药剂的负载量，这种方法在缓释剂制作中具有广泛的应用前景。Hermosin等㈣以有机黏土作为载体制作成除草剂2.4-D的吸附型农药缓释剂，有效地延长了土壤处理剂作用效能.减少了在运输过程中农药的大量损失，提高了农药的药效。

3.2化学型农药缓释剂

化学型农药缓释剂是利用农药本身的活性基团(如-COOH，-OH，-SH，NH2等)，在不破坏原农药结构的前提下，自身缩聚或与天然或合成的高分子聚合物直接或间接化学结合。形成在自然界可以逐步降解的新高分子农药。化学型农药缓释剂的释放速度取决于新组合化学键的稳定性、分解和扩散的速率，即连结基的种类和新化合物的亲水性、高分子侧链的体积、交联程度、立体结构以及外界环境因素等等。而连结底物的农药量决定了有效释放所维持的时间。按照聚合物与农药的主要连结方式不同，化学型农药缓释剂主要可以分为以下4类：

3.2.1原药与高分子化合物直接结合原药与高分-子化合物中含有的OH、-SH、-NH2、-CHO、-COOH、

一S03H、-H3PO2等基团均可发生化合反应.形成具有缓释作用的高分子农药。刘冬雪等将杀菌剂多菌灵链接在高分子载体上，生成的高分子型化学杀菌剂本身不表现出杀菌活性，在使用环境下发生化学键的断裂，释放出足够量的多菌灵使持效期由原来的7～10d变为30～40d。

3.2.2农药自身聚成高分子农药农药可以自身聚合形成高分子缓释性农药。如水中的防污剂砷酸钠单独或在硫磺存在下熔融脱水生成的无机酸酐，具有一定的缓释性。

3.2.3原药与无机或有机化合物反应，生成络合物或分子化合物锦宏等研究表明草甘膦与阴离子层状材料镁铝水滑石和镁铝双金属氢氧化物通过共沉淀法组装得到超分子结构插层农药缓释剂，缓慢释放出草甘膦。Baljit Singh等利用淀粉藻酸盐与钙交联络合硫代氨基甲酸盐类杀菌剂制成农药缓释剂，通过小剂量的逐步释放，从而解决了大量施用过程中对环境和人类健康的危害。Brunan等将二烷基硫酸钠和葵二酸阴离子嵌人镁铝有机水滑石中制成了层状材料，再与特丁津络合形成特丁津OH络合体.在水溶液中能够缓慢地释放特丁津，减少淋溶过程中的损失。

3.2.4通过交联剂与高效化合物结合通过位于母体农药和高分子化合物之间起桥梁作用的带有双活性基团或多个活性基团的分子和交联作用结合也可以形成农药缓释剂。Selala等将杀菌剂仲丁胺与马来酸酐-苯乙烯共聚物反应制得了聚合物农药。Martin等用氯乙酸作为架桥剂，将萘乙酸连接到纤维素上，延长了残效期。Kim等将氯甲基苯乙烯与2.4-D反应后的生成物与丙烯酰胺聚合得到了高分子农药。这种方式扩大了可用于制备化学型缓释剂的农药和高分子化合物的范围，使一些没有-C00H，但是有OH、-SH、-NH2、-NH等基团的农药有希望制成化学型缓释剂或具有新的生化性能，从而提高其应用价值。

4农药缓释剂研究中存在的问题及发展方向

近十几年来.农药缓释剂的研究有了迅速的发展，特别是适应了日益严峻的环境保护的需要。虽然农药缓释剂研究取得了一定的成功，但仍存在不少亟需解决的问题：

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[关键词]消防水袋；结构；设计

中图分类号：U7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0320-01

1 消防水带的分类与结构

1.1分类

按结构消防水带一般分为三类。

（1）有衬里消防水带。该水带是比较常见的种类，主要指利用橡胶和其他高分子材料作为内衬里的消防水带。同时根据编织层外部结构，可以将其细分为涂层水带、双面胶水带和无涂层水带。根据其结构特性，涂层水带和双面胶水带优点较多，具有优良的耐老化、耐磨、耐化学品腐蚀和耐油的性能，而且清洁方便。另外根据编织层自身结构，又可将其细分为双层织物水带和单层织物水带。

（2）消防湿水带。该水带主要用于特殊场合，相对高级。其结构是在带体上制备有整齐排列的针孔，使用时在一定的压力下，水带中的灭火介质（水或者其他灭火物质）能够均匀渗透出来并附着在带体外部，在火场能够起到保护水带的作用。

（3）无衬里消防水带。该水带是早期使用的种类，水带内没有衬里，只有麻、棉等织物层，漏水现象严重，现在已经被淘汰使用。

按用途消防水带可分为四类。

（1）输送消防水带。主要用于消防车与消防泵、消防车与消防车之间以及其他工农业生产中需要远距离输送水的水带，一般按输送压力的不同分为低压输水和高压输水两种。

（2）作战消防水带。主要用于火灾事故现场（如工厂、生活小区以及高层建筑等）供消防人员灭火用的消防水带。

（3）吸水管。主要用于从河流、湖泊或水井中抽水的软管，其原理是利用真空作用从无压水源吸水利用。

（4）森林消防水带。主要用于野外（如园林、森林、草场等）灭火的水带，一般比作战消防水带口径小。

1.2 结构

常见消防水带是由衬里和经纬线编织的筒状织物层，通过胶粘剂或硫化组合而成的圆形或扁平管状体。它具有规定的长度而且柔软可盘卷。

不同的场合需要用到不同的消防水带，但是其基本结构都包含衬里、织物层、覆盖层、涂层和胶粘层五部分。

衬里是消防水带内壁附着的一层防水层，它不仅光滑而且具有规定的强度，足以保证顺利输送水或其他灭火材料。衬里一般是由橡胶、TPU、PVC等高分子材料制成的。

织物层是整个水带的骨架成型材料，一般由锦纶、棉、聚酯等纤维材料制成，具有优异的耐磨和耐高压性能。

覆盖层和涂层是消防水带外层覆盖的高分子材料，主要使用丙烯酸酯涂料、聚氨酯涂料、弹性体、橡胶等材料。它们具有防水防热防腐蚀、耐磨耐老化和阻燃性能，能够有效对衬里和织物层起保护作用。

胶粘层是将衬里、织物层、覆盖层粘合起来的高分子材料，能够使三者牢牢结合组成一个整体。一般使用溶剂型PU胶水、橡胶型固体胶粘剂、聚烯烃热熔胶和PU固体热熔胶作为胶粘层。

2 消防水带的设计

根据消防水带的使用环境和使用要求，消防水带必须具有耐高压、耐老化、耐腐蚀、耐磨损、耐高低温性和耐弯折性，同时要求柔软轻便。

2.1 衬里

衬里一般要求内壁光滑不折皱、厚度均匀，具有一定的弹性和强度，同时还具有防水防霉变，耐低温和耐老化性能。某些特殊场合使用的水带衬里还必须具有耐化学品腐蚀、耐高温、耐油等性能。水带衬里的物理性能要求如下：橡胶衬里的拉伸断裂强度不小于8.30MPa，断裂伸长率不小于400%；乳胶衬里的拉伸断裂强度不小于12.41MPa，断裂伸长率不小于700%。常见水带衬里的要求如下：

（1）TPU衬里。用TPU制成的衬里力学强度大，耐磨性能、弹性、耐腐蚀性能、耐低温性能、耐老化性能和耐油性能优异。其物理性能一般要求拉伸断裂强度不小于13.80MPa，断裂伸长率不小于400%。根据化学结构的不同，TPU可分为聚醚型、聚酯型和聚碳酸酯型。当前我国一般使用聚醚型TPU生产高品质消防水带衬里。

（2）PVC衬里。与TPU衬里相比，PVC衬里水带价廉质轻，生产工艺简单，具有优良的耐油性和耐候性，适合大批量生产和使用。其物理性能一般要求拉伸断裂强度不小于8.30MPa，断裂伸长率不小于400%。市场上常见的软质透明PVC材料，其邵氏A型硬度为55～65度，拉伸断裂强度不小于13.00MPa，断裂伸长率不小于450%。此外，由于PVC材料本身具有优良的阻燃性能，所以有阻燃要求的水带必须选用PVC材料。

2.2 织物层

2.2.1 设计要素

（1）机上口径。机上口径指的是圆织机上定径环的直径，它决定了水带的内径，也就是织物层口径。

（2）爆破压力。国家标准对水带的爆破压力有明确的要求。根据水带需要达到的最高爆破压力进行理论计算和实验设计，才能确定经纬线股数、根数和密度。一般认为爆破压力与经线和纬线的捻度有关。

（3）纹路。织物层一般有斜纹和平纹两种外观纹路。斜纹是指在织物层表面形成倾斜纹路，一般水带使用二上一下斜纹的方式。平纹是指经纱与纬纱以一上一下方式交织而成。

（4）下机长度。下机长度指的是织物层从圆织机上截断后的长度。下机长度决定水带长度，一般通过水带热硫化工艺和编织工艺来确定。

（5）保型性。消防水带必须具有一定的保型性，该性能可以保证水带在使用过程中不易弯折，从而使灭火剂畅通喷射。

2.2.2 爆破压力

根据熊助孝[1]的计算，水带爆破压力大部分由织物层的强度提供，可以忽略衬里和覆盖层提供的强度。从安全角度考虑，标准要求水带破裂时应先断纬线而不能先断经线。工厂在生产水带时还应从实际出发，合理的选择原材料并调整编织工艺。水带爆破压力的主要影响因素有生产工艺和设计两方面。

（1）生产工艺。在经纬线并线时加捻可以有效提高断裂强度，但捻度过高反而使其断裂强度下降，而且水带柔软度会降低，所以实际生产时，捻度一般控制在30～200 T・m 左右。另外，并线时单股长丝张力不均会导致并线后的断裂强度小于各单股的合力。第三，圆织机上梭轮、孔板、跳杆弹簧、张力簧等不光滑也会使断裂强度下降。

（2）设计因素。一般认为影响水带爆破压力的主要因素是经纬线的断裂强度、断裂伸长率和水带初始纬线密度。所以制备经纬线时要选择高断裂强度、低断裂伸长率的材料，在不影响水带质量和柔软度的前提下可适当提高纬线密度。

2.3 覆盖层

双面胶水带含有一层覆盖层，材料通常与衬里一致，厚度略小。覆盖层一般设计为沿长度方向具有类似“加强筋”的结构，该结构可提高水带的耐磨性，提高消防人员对水带的抓持力。

2.4 涂层

水带外表面使用由聚丙烯酸酯、PU等高分子柔性涂料制成的涂层。国内生产厂家一般使用水性PU涂料或水性苯丙乳液作为水带涂层的主体材料，根据需要可向其中添加增稠剂、固化剂、颜料、催化剂、分散剂等助剂，

2.5 胶粘剂层

胶粘剂层就是将衬里、覆盖层与织物层粘结在一起的物质。根据衬里、覆盖层和织物层材质的不同，需要选用不同的胶粘剂。例如，三元乙丙橡胶制成的衬里或覆盖层可以选用橡胶型固体胶粘剂或聚烯烃热熔胶，TPU和PVC衬里或覆盖层可以选用PU固体热熔胶或溶剂型PU胶水。

参考文献

篇10

[关键词]ABS树脂， 研究进展， 应用

中图分类号：TQ322.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0057-01

前言

工程塑料是指一类高性能的高分子材料，它可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，并且能在较为苛刻的化学物理环境中使用，一般可分为结构型工程塑料和复合型工程塑料两大类。

一、ABS工程塑料性能

复合型工程塑料就是采用ABS，即合金化、共混、复合等技术，通过简便的加工工艺，对通用塑料进行改性，使其成为工程化和高性能化的塑料。

ABS树脂不仅具有韧性，硬度.刚性相均衡的优良力学性能，而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性等性能，是一种用途极广泛的热塑性工程树脂。

ABS具有优良的综合性能：

（1）耐腐蚀：ABS为高分子聚合物，化学稳定性高，能抵抗腐蚀性盐水溶液

和含有流体腐蚀剂的有机物（如原油和食物）等。

（2）韧性好：ABS具有较好的抗冲击强度，在-40℃也能保持韧性。

（3）耐紫外线：化学键结构稳定，耐紫外线。

（4）耐候性好：当ABS制品长期暴露在大气中，暴露表面会有一些微小的变化，将使表面光泽降低，但这种变化仅限于暴露的表面层。

（5）无毒性：不含任何金属稳定剂，不会有重金属渗出污染，符合环保要求等。

二、ABS树脂应用进展

ABS工程塑料性能优良，可替代金属作结构材料，被广泛应用了电子电器、汽车交通运输、机械设备及日常生活用品等领域。工程塑料的发展非常迅速，每年都以7%～10%的惊人速度增长。

2.1 ABS树脂在汽车工业中的应用

目前，发达国家每辆汽车的塑料用量平均约为200kg.约占整车自重的20%。在车用塑料中，ABS树脂约占塑料总量的10%，在汽车工业中的应用逐步增加。

（1）在仪表板上的应用

汽车仪表板按结构和用材可分为硬质和软化仪表板两大类。硬质仪表板结构简单，立体部分为同一材料构成，只需一次注塑即可成型；软化仪表板由表皮、缓冲层和骨架三部分构成。ABS树脂具有优良的耐热性、耐冲击性和刚性，适合于制作仪表板。

（2）在车身外板上的应用

汽车塑料化的最大难题是车身外板的塑料化，即钢板车身塑料化，其用量最大。车身外板包括前后挡泥板、隔板（门和外壳）和面板。ABS树脂与工程塑料的合金具有优良的耐热性、耐冲击性和刚性，可用于车身外板。

（3）在内装饰板上的应用

现代汽车内饰板大多为整体成型，外观豪华，一般选用ABS树脂。ABS树脂通常采用注塑或热成型制造骨架，外表复合装饰面料，并广泛用于汽车方向盘上。ABS树脂具有良好的耐热性和吸音减震性，可用于制作汽车隔音板。汽车门锁主要包括内、外手柄部分，连结部分和锁体部分。手柄是汽车门锁的操纵机构.外手柄暴露在车外，工作条件苛刻，要求有较好的耐候性，一般采用PC/ABS合金；内手柄在车体内部，要求条件相对宽松，可用ABS树脂制作。ABS树脂还可用于汽车保险杠上，汽车保险杠上使用的主要是ABS合金。

2.2 ABS树脂在电子电器工业中的应用

ABS树脂成型加工性和机械加工性较好，广泛用于电冰箱、电视机等电子电器工业中。

（1）在电冰箱上的应用

电冰箱主要用于食品贮藏.所以使用的ABS树脂除力学性能外，还要求无毒、无霉、无臭等。此外，还出现了保鲜冰箱用抗菌ABS树脂，其抗菌性能主要由抗菌剂的作用而产生。

（2）在电器上的应用

电视机上使用的ABS树脂主要用于外壳、后盖、电视接收机前屏板、电视机频道盖、旋扭、天线插座、线圈骨架、接线板等零部件。洗衣机中使用的ABS树脂主要用于内胆、外壳、装饰板、开关、旋扭、马达底板、排水阀等零部件。

计算机使用的电流是高频微电流，容易发生由于外界干扰而发生的动作错误或图像障碍，同时它本身也向外发射电磁波，形成了电磁波公害。因此，要求其壳体用ABS树脂具有电磁屏蔽性以及优良的阻燃性、流动性、表面光泽性、抗冲击性、尺寸稳定性和耐热性等，以适应计算机小型化、多功能化、安全化的发展趋势。ABS树脂主要用作计算机外壳、工作台、监视器、键盘、显示器、软盘等。

2.3 ABS树脂在其他方面的应用

（1） ABS树脂在建材工业中的用途90%以上是管材.ABS管可分为给水管、排水管和低发泡管。

卫生洁具用ABS树脂应具有优良的耐热性、抗冲击性、刚性、保温性以及小的吸水性。ABS装饰板主要使用于办公楼、宾馆、浴室、游泳池、门框、窗框等领域。

（2）ABS树脂适合于制作花园家具、学校或露天体育场的椅子、书柜等；还适于制作娱乐用车辆、滑雪车、滑雪板、小船、旱冰鞋等；在轻工产品中，ABS树脂常用作摩托车、自行车等；在机械和仪表工业中，ABS树脂常用作齿轮、螺栓、轴承等；另外，ABS树脂还适于制作玩具汽车、玩具积木、玩具枪等。

三、ABS树脂研究发展方向

3.1 耐热ABS树脂

耐热ABS树脂具有良好的抗冲击性和耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

3.2 透明ABS树脂

透明ABS树脂（MABS）的特点是透明度高，耐溶剂性好，而且冲击强度、机械强度高。MABS的透光率可达85%以上，其机械强度超过同样透明的MBS树脂。同时MABS具有优良的抗冲击强度和缺口冲击强度，甚至低浊抗冲性能也很好，它还具有很高的抗弯强度和表面硬度，而且所得制品具有较大的扭曲刚性。与其它透明树脂相比，MABS占有一定的优势，从而使MABS在新的应用领域方面独树一帜。

3.3 阻燃ABS树脂

由于ABS树脂在居民住宅、家电、管道等方面有广泛的使用，其阻燃特性显得尤为重要。ABS阻燃的常用方法是添加化学阻燃剂。无机添加型阻燃剂具有热稳定性好、毒性低或无毒、不产生腐蚀性气体、在存贮过程中不挥发，不易析出、有持久阻燃效果等优点，是一种既简单而又富有实效的方法。

3.4 ABS合金

ABS合金是为使ABS树脂达到某一性能通过改性所得的塑料聚合物的统称。常见的ABS合金有ABS/ PC、 ABS/ PA、ABS/PBT、ABS/PVC等，ABS合金的种类已达几十种， 并且由二元向三元、多元化方向发展。通过ABS树脂与PVC的共混改性，提高ABS的冲击强度，耐热性、耐化学腐蚀性，赋予阻燃性和抗静电性以及降低成本等优点，已经成为ABS合金研究领域的重要分支。

结束语

ABS树脂的综合性能良好，用途广泛，ABS树脂的发展方向是向高性能、多功能的专用树脂发展。高性能化和合金化大大提高了ABS树脂的综合性能，不仅满足了终端产品的高性能化要求，提高了ABS树脂的附加值和竞争力，而且拓宽了应用领域。

参考文献

[l]程曾越，谢培生，吴本仁等.通用树脂实用技术手册[M].中国石化出版社，l999.