時(shí)間：2023-09-15 17:30:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高分子材料發(fā)展趨勢，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：功能高分子材料；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景
一、功能高分子材料的概念及開發(fā)意義
功能高分子材料，是指具有一定傳遞或存儲(chǔ)物質(zhì)、信息及能量作用的高分子和高分子復(fù)合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學(xué)性能，同時(shí)還兼具如光敏性、導(dǎo)電性、化學(xué)反應(yīng)活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分，功能高分子材料主要可分為4類：①物理功能：具體包括超導(dǎo)、導(dǎo)電、磁化等功能；②化學(xué)功能：具體包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具體來說包括生理組織及血液的適應(yīng)性等；④介于化學(xué)、物理之間的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具備特殊的功能，受到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了基礎(chǔ)和前提，甚至已經(jīng)因此而誕生出了一批先進(jìn)的、符合社會(huì)發(fā)展潮流的新產(chǎn)品。因此，當(dāng)前各國都加大了對(duì)功能高分子材料的人力物力財(cái)力投入，面對(duì)時(shí)間各國的競爭，我國也需要盡快加大對(duì)功能高分子材料的研發(fā)力度，從而擺脫我國國防、電子、醫(yī)藥和其他尖端領(lǐng)域嚴(yán)重依賴國外功能高分子材料市場的困境。
二、功能高分子材料的研究現(xiàn)狀分析
目前針對(duì)功能高分子材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應(yīng)型功能應(yīng)用這幾個(gè)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應(yīng)用主要體現(xiàn)在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽能光板這幾個(gè)方面，這些具體的應(yīng)用能通過對(duì)光的吸收、儲(chǔ)存、傳輸、以及轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)光能的有效利用。例如，目前已經(jīng)能夠通過光功能高分子材料的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)光傳導(dǎo)來幫助植物的光合作用。此外，運(yùn)用光功能高分子材料實(shí)現(xiàn)手機(jī)的太陽能充電也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
2.電功能高分子材料
電功能高分子材料，除了具備良好的導(dǎo)電性能外，其電導(dǎo)率還能根據(jù)應(yīng)用狀況的不同，在半導(dǎo)體、金屬態(tài)和絕緣體的范圍進(jìn)行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時(shí)具備良好的耐腐蝕性，在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中也被廣泛的應(yīng)用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。如常見的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網(wǎng)膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。
4.反應(yīng)型功能高分子材料
這種高分子材料是一種具備很強(qiáng)化學(xué)活性的高分子材料，能夠有效的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。它是通過對(duì)構(gòu)建高分子骨架，并將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵或物理吸附作用進(jìn)行骨架填充，以實(shí)現(xiàn)高分子功能才能的強(qiáng)化化學(xué)合成與化學(xué)反應(yīng)的效果。
三、功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢分析
功能高分子材料具備很多優(yōu)勢特征，這些都使得其更加符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國的競爭中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術(shù)的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學(xué)及日常生產(chǎn)生活中扮演越來越重要的角色。功能高分子材料的幾種發(fā)展趨勢。
1.復(fù)合高分子材料
目前，功能高分子材料正逐步由均質(zhì)材料向著復(fù)合高分子材料的方向發(fā)展，同時(shí)其材料的功能也向著多功能材料的方面發(fā)展。復(fù)合高分子材料往往是在一種基體材料（如金屬、陶瓷、樹脂等）上，加入增強(qiáng)或增韌作用的高聚物，再通過將多相物復(fù)合成一體，就形成了新的復(fù)合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發(fā)揮各相的性能優(yōu)勢，因此具有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。在今后的發(fā)展中，航天科技、醫(yī)療衛(wèi)生、生活家居、甚至汽車制造等領(lǐng)域，都需要各種高性能的復(fù)合高分子材料。
2.環(huán)境友好型高分子材料
經(jīng)濟(jì)的粗放發(fā)展，給整個(gè)地球h境都帶來了深重的災(zāi)難，而隨著人們對(duì)環(huán)保問題的日益重視，各國對(duì)各種材料的生態(tài)可降解性要求也日益突出。因此，環(huán)境友好型高分子材料的開發(fā)和深入研究工作，也引起了各國的重視。當(dāng)前，生物降解技術(shù)和環(huán)境友好型高分子材料技術(shù)大多掌握在發(fā)到國家，我國目前還處于追趕階段。隨著世貿(mào)組織對(duì)環(huán)保觀念的更加重視，環(huán)境友好型高分子材料在產(chǎn)品中的應(yīng)用優(yōu)勢也將日益顯著，為了把握這一趨勢，我國要積極開發(fā)研究出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物降解技術(shù)和環(huán)境友好高分子材料。
環(huán)境友好型高分子材料，通過易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下，能夠加速材料的水解反應(yīng)，幫助材料進(jìn)行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點(diǎn)方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。
3.隱身性能高分子材料
隱身性能高分子材料的研究應(yīng)用主要在軍事領(lǐng)域，其也是當(dāng)前各國的尖端軍事技術(shù)的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細(xì)微粉，實(shí)踐證實(shí)，通過吸收衰減層、激發(fā)變換層以及反射層等多層材料的微波吸收，能夠取得一定的吸波效果，達(dá)到隱身的目的。但是，由于材料制備復(fù)雜，且雷達(dá)技術(shù)的日益發(fā)展，給隱身技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質(zhì)量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞 本科教育 課程改革 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?創(chuàng)新意識(shí)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
高分子材料以其質(zhì)輕、耐蝕、易加工等性能，正處于迅速發(fā)展時(shí)期，隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，越來越多的企業(yè)迫切需要大量創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的高分子材料專業(yè)人才。建立面向市場和企業(yè)，適應(yīng)現(xiàn)代高分子材料發(fā)展要求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和競爭能力強(qiáng)的復(fù)合型專業(yè)人才，已成為現(xiàn)有高校高分子材料與工程專業(yè)所面臨的重要問題。①②③④本文結(jié)合我校高分子材料與工程近年來的教學(xué)實(shí)踐，提出構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層次、按模塊進(jìn)行，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、綜合性和創(chuàng)新性，增加實(shí)踐教學(xué)比重，改變實(shí)踐教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)科平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
1 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)不同于理論教學(xué)，在很長時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)得不到應(yīng)有的重視，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)附屬于理論教學(xué)，在實(shí)際教學(xué)過程中多是驗(yàn)證性和認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)式、設(shè)計(jì)性以及綜合性實(shí)驗(yàn)偏少，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和工程化能力的培養(yǎng)。高分子材料與工程專業(yè)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，以塑料、橡膠、膠黏劑、纖維、涂料為代表的高分子材料已在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用，因此培養(yǎng)更多創(chuàng)新能力的從事高分子材料的合成、改性、共混復(fù)合、加工成型等方面的高素質(zhì)人才是社會(huì)發(fā)展的必然要求。
以高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)為核心，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，通過按模塊教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，增加以新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)為導(dǎo)向的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，兼顧趣味性和挑戰(zhàn)性，通過老師的引導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生如何分析問題和解決問題，提高學(xué)生工程創(chuàng)新能力。我校高分子材料與工程專業(yè)成立于1994年，2005年被批準(zhǔn)為湖北省立項(xiàng)建設(shè)本科品牌專業(yè)，并于2010年通過合格驗(yàn)收，同年被批準(zhǔn)為國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，2012年被批準(zhǔn)為湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目，是我校首批在一本進(jìn)行招生的專業(yè)。高分子材料與工程專業(yè)是與湖北省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展聯(lián)系緊密的應(yīng)用型本科專業(yè)，在湖北省內(nèi)乃至中南地區(qū)具有較大影響，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)了大批高層次應(yīng)用人才，并提供了大量實(shí)用型科技成果。
2 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體措施
2.1 構(gòu)建創(chuàng)新性人才實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案，改革實(shí)驗(yàn)課程體系
制定創(chuàng)新性人才實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案。高分子材料與工程專業(yè)是培養(yǎng)高分子材料及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)，通過理論學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練，掌握材料的制備、加工、分析測試等基本方法，能從事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成與相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)和技術(shù)管理等工作的創(chuàng)新型高級(jí)工程技術(shù)人才。⑤堅(jiān)持“夯實(shí)理論基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)口徑、增強(qiáng)工程和創(chuàng)新能力、提高科學(xué)素質(zhì)”的人才培養(yǎng)思路。⑥注重理論和實(shí)踐相統(tǒng)一，重視工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)對(duì)新材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展趨勢和人才需求研究，吸納相關(guān)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和用人部門共同研究課程計(jì)劃，制定與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展需要相結(jié)合的培養(yǎng)方案。
改革實(shí)驗(yàn)課程體系。結(jié)合現(xiàn)代高分子材料發(fā)展?fàn)顩r，及時(shí)完善高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，補(bǔ)充高分子材料新技術(shù)、新工藝，參考國外知名大學(xué)的具體措施，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課程體系與教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行全面的改革，建立有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)體系。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知能力的不同階段和理論課程進(jìn)度計(jì)劃，按模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。形成了由“化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、 “高分子工程實(shí)驗(yàn)” 和“高分子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)” 四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成的高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。其中化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K不僅包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且還涵蓋儀器分析和化工原理實(shí)驗(yàn)，在編制新的實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)，結(jié)合高分子材料與工程專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有目的的篩選、分類、整合和更新，突出學(xué)生基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包含高分子物理和高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅鞏固學(xué)生所學(xué)的高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論，而且培養(yǎng)學(xué)生制備高分子材料、測試材料物理性能及高分子的結(jié)構(gòu)表征和測試等技能。高分子工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括橡膠、塑料、膠粘劑、涂料四大實(shí)驗(yàn)，從材料加工、成型、性能測試以及應(yīng)用，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，分析和解決實(shí)際問題的能力。高分子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K是教學(xué)的最高層次，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，有針對(duì)性選取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，應(yīng)體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)性、綜合性和創(chuàng)新性。
2.2 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)與改革，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力
近50年來，高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如，造粒用擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn)，產(chǎn)量有了極大的提高。20世紀(jì)60年代主要采用單螺桿擠出機(jī)造粒，產(chǎn)量約為3t／h；70年代至80年代中期，采用連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒，產(chǎn)量約為10t／h；80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒，產(chǎn)量可以達(dá)到40-45t／h，今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達(dá)60t／h。在l950年，全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀(jì)90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長率為5．8％，2000年增加至1．8億t至2010年，全世界塑料產(chǎn)量將達(dá)3億t，此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu)，加速采用大規(guī)模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對(duì)汽車越來越重要．汽車規(guī)模的不斷擴(kuò)大和性能的提高帶動(dòng)了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷，提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。
據(jù)悉，目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料（如鋼鐵等）。因此，汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外，汽車中約90％的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具，在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家，模具產(chǎn)業(yè)超過50％的產(chǎn)品是汽車用模具。目前，高分子材料加工的主要目標(biāo)是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展；成型加工方面，從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變，并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。
二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究
（一）聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī)，可以解決其它擠出機(jī)（包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī)）作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段，但我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯（PC）連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備，我國每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。
目前國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品，都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題．另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機(jī)械振動(dòng)場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn)，解決了振動(dòng)力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問題，同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項(xiàng)新技術(shù)使我國聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿，并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。
（二）以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)
1.信息存儲(chǔ)光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長、能耗大、儲(chǔ)運(yùn)過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題，將光盤級(jí)PC樹脂生產(chǎn)、中間儲(chǔ)運(yùn)和光盤盤基成型三個(gè)過程整合為一體，結(jié)合動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)，研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備，達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
2.聚合物／無機(jī)物復(fù)合材料物理場強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動(dòng)剪切力場作用下對(duì)無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)（粒子設(shè)計(jì)），在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下，利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物／無機(jī)物復(fù)合材料。
3.熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動(dòng)力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化．解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備，提高我國TPV技術(shù)水平。
三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
近年來，各個(gè)新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級(jí)火炬計(jì)劃預(yù)備項(xiàng)目和國家“八五”、“九五”重點(diǎn)科技計(jì)劃（攻關(guān)）等項(xiàng)目同時(shí)，非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化，完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項(xiàng)目20多項(xiàng)，創(chuàng)辦了廣州華新科機(jī)械有限公司和北京華新科塑料機(jī)械有限公司，使其有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個(gè)規(guī)格系列，近兩年在國內(nèi)20多個(gè)省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺(tái)（套）。銷售額超過1．5億元，還有部分新設(shè)備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家．產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如PE電磁動(dòng)態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線2000年和2001年僅在廣東即為國家節(jié)約外匯近1600萬美元，每條生產(chǎn)線一年可為制品廠節(jié)約21萬k的電費(fèi)。塑料電磁動(dòng)態(tài)注塑機(jī)已開發(fā)完善5個(gè)規(guī)格系列，投入批量生產(chǎn)并推向市場；塑料電磁動(dòng)態(tài)混煉擠出機(jī)的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成，目前開發(fā)完善的4個(gè)規(guī)格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場目前新設(shè)備的市場需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對(duì)廣州華新科機(jī)械有限公司進(jìn)行重組。將技術(shù)與資本結(jié)合，引入新的管理、市場等機(jī)制，爭取在兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。我國已加入WTO，各個(gè)行業(yè)都將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
綜上所述，我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路，打破國外的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變；把握技術(shù)前沿，培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進(jìn)程，加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
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關(guān)鍵詞：生態(tài)化工；環(huán)境友好；高分子材料；化工產(chǎn)業(yè)布局
中圖分類號(hào)：F061.3 X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-0992（2011）04-0018-01
近年來隨著我國改革開放的不斷深入，國內(nèi)市場的國際化發(fā)展進(jìn)程加快，化學(xué)工業(yè)繁榮與環(huán)境污染的矛盾日趨突出，環(huán)境保護(hù)問題給我省化工行業(yè)的發(fā)展帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。保護(hù)與改善人類賴以生存的環(huán)境是世界各國共同的課題。實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)今世界發(fā)展的主流。所謂“可持續(xù)發(fā)展”，是指經(jīng)濟(jì)發(fā)展既能滿足當(dāng)代人們的需要，又不危及后代的需要，即“經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)”。 可持續(xù)的發(fā)展是科學(xué)發(fā)展觀的基本內(nèi)容，其內(nèi)涵概括為“堅(jiān)持以人為本，樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人的全面發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展，就是促進(jìn)人與自然的和諧，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，堅(jiān)持走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，保證一代接一代地永續(xù)發(fā)展。全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是擺在廣大化工建設(shè)者面前的重要任務(wù)。
一、我省化工行業(yè)發(fā)展及環(huán)保工作現(xiàn)狀
化學(xué)工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域及人民生活密切相關(guān)，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。我省化學(xué)工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了門類齊全、品種配套、基本可滿足國內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。大型煤制甲醇及醋酸、節(jié)能型尿素、聯(lián)堿、高壓法三聚氰胺、尼龍化工等產(chǎn)品技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。河南煤化、中平能化、洛陽石化等大型企業(yè)集團(tuán)具有相當(dāng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模，心連心化肥、安棚堿礦、昊華宇航等行業(yè)骨干企業(yè)規(guī)模和競爭力明顯提高，為我省化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。
我省在為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，化學(xué)工業(yè)的各項(xiàng)污染也名列前茅，環(huán)境影響嚴(yán)重，節(jié)能減排壓力加大。河南化工行業(yè)的平均能耗較高，為減少對(duì)環(huán)境的污染，化工行業(yè)做了大量的工作，取得了明顯成效。尤其是在國家治理污染、限制污染排放量、達(dá)標(biāo)排放的活動(dòng)中，我省在集中力量治污方面取得了很大成績。但限于歷史原因和現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件，化工企業(yè)的污染現(xiàn)狀仍然相當(dāng)嚴(yán)重，治理污染的任務(wù)仍然十分繁重。深入研究開發(fā)新型環(huán)境友好高分子材料，進(jìn)一步加強(qiáng)化工環(huán)保工作對(duì)建設(shè)生態(tài)河南有著重要的作用和影響。化工行業(yè)治理“三廢”污染，實(shí)現(xiàn)省政府提出的“生態(tài)省建設(shè)”目標(biāo)，建立我省化學(xué)工業(yè)以低消耗、無污染或少污染、高產(chǎn)出、循環(huán)型為特征的生態(tài)工業(yè)，具有重要意義。
二、 全面建設(shè)“生態(tài)化工”的對(duì)策和措施
2012年我省的化工環(huán)保目標(biāo)是，化學(xué)工業(yè)單位工業(yè)增加值能耗下降15%，廢水、二氧化硫、粉塵等污染物排放降低8%。主要產(chǎn)品綜合能耗進(jìn)一步降低，合成氨綜合能耗小于1.6噸標(biāo)煤/噸氨，甲醇綜合能耗低于1.8噸標(biāo)煤/噸甲醇，燒堿綜合能耗低于500公斤標(biāo)煤/噸燒堿(以30%計(jì))。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，建設(shè)生態(tài)化工應(yīng)采取如下措施：
（一 ）調(diào)整全省化工生產(chǎn)布局
建設(shè)生態(tài)化工是我省化學(xué)工業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本要求，是實(shí)現(xiàn)化工和社會(huì)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，主動(dòng)適應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢和提高綜合競爭力的需要。生態(tài)化工是按生態(tài)經(jīng)濟(jì)原理和知識(shí)經(jīng)濟(jì)規(guī)律組織起來的基于生態(tài)系統(tǒng)承載能力、具有高效的經(jīng)濟(jì)過程及和諧的生態(tài)功能的網(wǎng)絡(luò)型進(jìn)化型化學(xué)工業(yè)，它通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的生產(chǎn)體系或環(huán)節(jié)之間的系統(tǒng)耦合使物質(zhì)和能量多級(jí)利用、高效產(chǎn)出或持續(xù)利用。發(fā)展生態(tài)工業(yè)是化學(xué)工業(yè)走向新型工業(yè)化的必由之路。
以往，河南省化工企業(yè)布局分散，導(dǎo)致投入產(chǎn)出比小、環(huán)境壓力大。而集中起來，就能形成關(guān)聯(lián)和互補(bǔ)，解決傳統(tǒng)工業(yè)的弊端，實(shí)現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。《河南省化工產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》中指出要依托大型企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，大力推進(jìn)與國內(nèi)外大型企業(yè)的戰(zhàn)略合作，加快重大基地建設(shè);形成骨干企業(yè)為主體、產(chǎn)業(yè)基地為支撐、資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的產(chǎn)業(yè)格局，進(jìn)一步增強(qiáng)化工產(chǎn)業(yè)在全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支撐地位。堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)桨l(fā)展，提高可持續(xù)發(fā)展能力。按照上下游銜接關(guān)系，完善優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈條，提升產(chǎn)業(yè)競爭力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，強(qiáng)力推進(jìn)節(jié)能減排，加強(qiáng)資源合理循環(huán)和梯級(jí)使用，切實(shí)提高資源利用效率。
（二）推行清潔生產(chǎn)工藝
清潔生產(chǎn)是指采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、改善管理、綜合利用清潔的能源和原料等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。化工清潔生產(chǎn)涉及兩個(gè)全過程控制：生產(chǎn)全過程和產(chǎn)品使用全過程，即利用無廢生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)零排放或減少排放；在產(chǎn)品使用過程中，也不對(duì)環(huán)境造成破壞。
（三）重視源治理是實(shí)現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的主渠道
重視源治理是實(shí)現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的主渠道，目前高分子材料的開發(fā)應(yīng)沿著：a、減量化-減少材料的用量；b、資源化-可回收利用；c、無害化-可環(huán)境消納；d、清潔化-可進(jìn)行清潔生產(chǎn)；e、節(jié)能化-降低成型能耗等五個(gè)方面努力，為了達(dá)到上述目的，我們必須大力研究和利用相關(guān)行業(yè)的納米技術(shù)、原位復(fù)合技術(shù)、反應(yīng)型擠出技術(shù)、動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)、超臨界回收技術(shù)、輻射技術(shù)、降解技術(shù)、礦物深加工技術(shù)等。由此可見，高分子材料的研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)圍繞著開發(fā)特種功能的高分子材料，目的在于使材料環(huán)境友好，減緩對(duì)地環(huán)生物圈的不利影響。
三、環(huán)境友好型高分子材料開發(fā)是建設(shè)“生態(tài)化工”的重要課題
傳統(tǒng)的材料研究、開發(fā)與生產(chǎn)往往過多的追求良好的使用性能，而對(duì)材料的生產(chǎn)、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源，并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人類生存的嚴(yán)峻事實(shí)重視不夠。 環(huán)境友好型高分子材料是在人類認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要戰(zhàn)略意義和世界各國紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下提出來的，是國內(nèi)外材料科學(xué)與工程研究發(fā)展的必然趨勢。
隨著高分子材料的快速發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，高分子材料已成為社會(huì)發(fā)展和人類生活不可缺少的組成部分，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要的作用。然而，它同時(shí)通過生產(chǎn)和使用的每一個(gè)步驟（如加工、使用、回收和遺棄等）對(duì)環(huán)境產(chǎn)生各種各樣的壓力和負(fù)擔(dān)。因此，近年來越來越重視發(fā)展環(huán)境友好的高分子材料。廣義上講，具有耐用、好的價(jià)格性能比、易于清潔生產(chǎn)、可回收利用、可環(huán)境消納等性能的高分子材料，都應(yīng)屬于環(huán)境友好材料研究開發(fā)和推廣的范疇。環(huán)境友好型高分子材料是指在生產(chǎn)、使用、廢棄過程中均不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的損害的材料，即具有高性價(jià)比、易于回收利用、采用節(jié)能環(huán)保方式生產(chǎn)、廢棄后在環(huán)境中完全降解，對(duì)自然環(huán)境、人類、生物圈無害或相對(duì)危害較小的材料，均稱為環(huán)境友好型材料。
[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)；科研項(xiàng)目；人才培養(yǎng)
隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子材料已滲透到日常生活和工業(yè)的各個(gè)部門，新的高分子聚合反應(yīng)、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，是學(xué)生深入理解高分子化學(xué)理論課程和進(jìn)行高分子化學(xué)材料研究的必備課程，對(duì)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有著重要的作用[1-3]。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基本是教師講解、學(xué)生操作、學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、教師評(píng)分等。這種教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程缺乏足夠的重視，往往只是按部就班地操作完，最后實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠拿到合格的成績就足夠了，在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏對(duì)過程和細(xì)節(jié)的深入思考，因此不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[4-6]。高分子化學(xué)是一門與時(shí)俱進(jìn)的課程，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種發(fā)展趨勢。因此，為了提高學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的熱情與積極性，采用科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的教學(xué)模式，不僅能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研能力，也為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才添磚加瓦。
1傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題
傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般是固定的，即教師講解理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作示范、學(xué)生根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮屠蠋煹囊筮M(jìn)行程序化操作、學(xué)生課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并交給老師、教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分等。學(xué)生在這種教學(xué)模式下很少會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和細(xì)節(jié)等進(jìn)行思考與討論。對(duì)大部分學(xué)生來說，只要最后的實(shí)驗(yàn)考核是合格的就足夠了，因此學(xué)生們往往是抱著完成任務(wù)的態(tài)度做實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉，但是難以督促學(xué)生學(xué)以致用，導(dǎo)致理論課和實(shí)驗(yàn)課是完全分離開來的，難以結(jié)合在一起。另外，這種固定模式和程序化的實(shí)驗(yàn)課程，難以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才。高分子化學(xué)的發(fā)展與變化日新月異，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種變化趨勢，從而使得學(xué)生們更加深入地理解高分子化學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。然而，由于實(shí)驗(yàn)室資源與資金的缺乏，傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容經(jīng)常是幾年都固定不變的，對(duì)學(xué)科的新發(fā)展、新知識(shí)、新變化沒有吸收與提升。這種內(nèi)容固定、操作按部就班的實(shí)驗(yàn)課程很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，更難以引起學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)的熱愛與興趣。
2科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
高校教師一般會(huì)以自己的研究領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ)，進(jìn)行相關(guān)科研項(xiàng)目的申報(bào)。這些科研項(xiàng)目相對(duì)于高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)來說，都是一些具有前瞻性和創(chuàng)新性的研究。因此，將高校教師的科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，具有重要的意義。
2.1科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的意義
高分子化學(xué)是一門與時(shí)俱進(jìn)的課程。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)主要以傳統(tǒng)高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主，相應(yīng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是以合成或改性傳統(tǒng)高分子材料為主。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子化學(xué)領(lǐng)域的新材料層出不窮，這不僅體現(xiàn)在生活、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的新型功能材料。在科研項(xiàng)目中，高分子化學(xué)材料的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，高分子化學(xué)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目在化學(xué)領(lǐng)域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項(xiàng)目中，涉及到的高分子化學(xué)材料通常具有較好的新穎性。因此，將科研項(xiàng)目的內(nèi)容融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，不僅能夠豐富高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和積極主動(dòng)性，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科研思維。同時(shí)，教師也可能從學(xué)生們的思考與討論中，獲得新的想法。
2.2科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的方法
高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間一般比較長。在等待的過程中，學(xué)生基本是在聊天，有的學(xué)生甚至在打游戲，很少有同學(xué)利用這個(gè)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考或者討論。這不僅浪費(fèi)了寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間，而且不利于實(shí)驗(yàn)的開展。即使后面實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了問題，學(xué)生也不會(huì)花費(fèi)過多的時(shí)間去尋找原因。因此，老師可以利用學(xué)生在等待實(shí)驗(yàn)的過程中，將科研項(xiàng)目中較為簡單且與實(shí)驗(yàn)有聯(lián)系的部分拿出來與學(xué)生討論。首先，將教師科研項(xiàng)目中與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容拿給學(xué)生分組討論，通過與自己的實(shí)驗(yàn)比較分析，并結(jié)合理論課程和實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)，讓學(xué)生提出問題。進(jìn)一步，根據(jù)提出的問題，讓學(xué)生先自己進(jìn)行分析，得出結(jié)論后與老師進(jìn)行討論。然后，老師根據(jù)學(xué)生的討論情況，引導(dǎo)學(xué)生提出解決問題的方法。最后，根據(jù)以上討論的內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，并鼓勵(lì)感興趣的學(xué)生利用課后時(shí)間進(jìn)入教師所在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深入的探索與研究。例如，傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有一部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”，如果老師的科研項(xiàng)目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內(nèi)容，就可以拿出來與學(xué)生進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實(shí)踐”這一過程，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研意識(shí)，為將來進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行畢業(yè)論文課題研究或科研項(xiàng)目研究打下良好的基礎(chǔ)。
2.3將科研項(xiàng)目內(nèi)容融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一般會(huì)有多個(gè)老師負(fù)責(zé)。每位老師都有自己的研究領(lǐng)域或?qū)＜继亻L。高分子學(xué)科之所以發(fā)展如此迅速，其中很重要的一個(gè)原因是其具有比較強(qiáng)的應(yīng)用性。因此，根據(jù)帶教老師的研究領(lǐng)域，可以對(duì)現(xiàn)有的一些高分子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。例如，在“雙酚A環(huán)氧樹脂的制備”實(shí)驗(yàn)中，主要內(nèi)容是環(huán)氧樹脂的制備和環(huán)氧值的測定，而沒有涉及到環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。如果帶教老師的研究領(lǐng)域和科研項(xiàng)目與環(huán)氧樹脂相關(guān)，可以根據(jù)自己的科研項(xiàng)目內(nèi)容，在與其他帶教老師及實(shí)驗(yàn)中心討論后，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及應(yīng)用。例如，可以增加不同制備時(shí)間下環(huán)氧樹脂的制備實(shí)驗(yàn)，研究不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)氧值的影響。同時(shí)，將具有不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)實(shí)驗(yàn)，研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響。這種將科研項(xiàng)目內(nèi)容與高分子實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的方式，不僅保留了經(jīng)典高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，同時(shí)豐富了實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和方式，改變了傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一層不變的局面。此外，這種目的導(dǎo)向性的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，容易引起學(xué)生的思考與興趣，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識(shí)具有重要意義。
2.4將科研項(xiàng)目的資源與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)共享
由于資金或平臺(tái)的限制，大學(xué)生的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程往往只進(jìn)行最基礎(chǔ)的研究，學(xué)生缺少進(jìn)一步深入探索的機(jī)會(huì)與平臺(tái)。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺(tái)，因此，可以利用高校教師的實(shí)驗(yàn)室資源和平臺(tái)，為那些對(duì)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容感興趣的學(xué)生提供進(jìn)一步研究的機(jī)會(huì)。例如，在“線性酚醛樹脂的制備”實(shí)驗(yàn)中，主要內(nèi)容是線性酚醛樹脂的制備和固化，沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學(xué)性能。眾所周知，酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應(yīng)用。盡管這些性質(zhì)屬于高分子物理領(lǐng)域范疇，但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內(nèi)容。因此，該實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，可以帶領(lǐng)對(duì)酚醛樹脂感興趣的同學(xué)，進(jìn)入研究酚醛樹脂教師的實(shí)驗(yàn)室。將學(xué)生實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究，并要求學(xué)生提交相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和心得體會(huì)。通過這種方式，不僅能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解與認(rèn)識(shí)、激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，還能夠幫助對(duì)科研感興趣的同學(xué)提前了解和掌握一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與技術(shù)，為將來進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科研項(xiàng)目工作打下基礎(chǔ)。
2.5鼓勵(lì)學(xué)生將高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展為大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目
目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目，例如大學(xué)生開放性實(shí)驗(yàn)、“互聯(lián)網(wǎng)+”項(xiàng)目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、創(chuàng)新計(jì)劃等。這些項(xiàng)目的開展，離不開教師科研項(xiàng)目與平臺(tái)的支持。在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師通過將科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考與創(chuàng)新，提出自己的想法與觀點(diǎn)。由于大學(xué)生專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能尚有不足，他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實(shí)踐”模式，與學(xué)生進(jìn)行深入討論，直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，一般要求學(xué)生具有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力，且申請(qǐng)的項(xiàng)目要有一定的新穎性，這就要求在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維方面下功夫。將大學(xué)教師的科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)與科研思維，有助于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展為創(chuàng)新研究項(xiàng)目。
關(guān)鍵詞：高分子阻尼材料；減振降噪；環(huán)保
一、高分子阻尼材料的工作機(jī)理
高分子阻尼材料的工作機(jī)理是在交變應(yīng)力等作用到聚合物時(shí)，由于因鏈狀大分子必須花費(fèi)一定時(shí)間去克服鏈段間的內(nèi)摩擦阻力才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在應(yīng)力變化過程中，變形往往會(huì)更為緩慢，特別是在某種頻率或溫度下這種滯后表現(xiàn)的更為明顯。這種變形滯后必須消耗更多的能量所以減小了振動(dòng)體動(dòng)能，最終實(shí)現(xiàn)減震的效果。
現(xiàn)如今，阻尼材料已經(jīng)有了更多的發(fā)展，新型阻尼材料的出現(xiàn)讓高分子阻尼材料的工作機(jī)理變得更為復(fù)雜，因此用傳統(tǒng)的方式來解釋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)代的學(xué)者為了更好的解釋高分子阻尼材料的工作機(jī)理，試圖從粘彈性性能和微觀分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系來進(jìn)行剖析。學(xué)者Fradlin是最早定義阻尼性能和分子結(jié)構(gòu)關(guān)系的，他認(rèn)為互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物具有協(xié)同效應(yīng)，它可以使兩聚合物之間相互交聯(lián)而限制相區(qū)，促使分子水平混合，從而具有寬廣的阻尼峰。Thomas指出，聚合物中各個(gè)分子基團(tuán)對(duì)阻尼的貢獻(xiàn)不僅與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與在聚合物分子中所處的位置有關(guān)，進(jìn)而定量地提出了基團(tuán)貢獻(xiàn)分子理論。相關(guān)學(xué)者的分析，加深了對(duì)高分子阻尼材料的研究，讓新型高分子阻尼材料能夠應(yīng)用的更為廣泛，也擴(kuò)寬了高分子阻尼材料的研發(fā)領(lǐng)域和設(shè)計(jì)水平。
二、高分子阻尼材料的結(jié)構(gòu)性能
傳統(tǒng)的高分子阻尼材料具有一定局限性，結(jié)構(gòu)上呆板和單一的特性約束了使用者的使用需求，其主要包括離散型、約束型和自由型阻尼結(jié)構(gòu)。最近這些年以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子阻尼材料已經(jīng)取得了更多的研究進(jìn)展，在設(shè)計(jì)上取得了矚目的成就，其中最值得關(guān)注的便是復(fù)合型高分子阻尼材料。它主要是通過簡單物理組合來實(shí)現(xiàn)各種單一阻尼材料的混合，并轉(zhuǎn)換其中的性能和結(jié)構(gòu)從而衍生出具有更多性能的高分子阻尼材料。
（一）具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)在阻尼層和基本彈性層之間添加了一層隔離層，這是它和自由阻尼結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別點(diǎn)。隔離層的主要材質(zhì)是鋁蜂窩、紙蜂窩、硬質(zhì)泡沫塑料等，具有高剛度、輕質(zhì)的性能特點(diǎn)。在彎曲振動(dòng)力作用于基本彈性層時(shí)，這個(gè)隔離層將拉壓變形的力度增大，從而阻尼層材料的能效隨之增加，類似于杠桿放大的作用，所以也叫擴(kuò)變層。具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
（二）吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)和具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在一定相似之處，但是中間的聚氨酯泡沫不具備高剛度的物理特性，它呈現(xiàn)出的是柔軟的特性。因此，吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)往往在低頻震動(dòng)上具有更好的效果，如圖2所示。
圖2 吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
為適應(yīng)低頻振動(dòng)，增加了泡沫層，該泡沫層就相當(dāng)于一根很軟的彈簧，而普通阻尼層就相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量塊，故其本身就構(gòu)成質(zhì)量彈簧減振系統(tǒng)，根據(jù)隔振理論，其有效隔振頻率k的范圍為k≥ 2 P，式中P為質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率，可由下式求出：
式中m為上層普通阻尼材料的質(zhì)量，k為泡沫層的剛度，只要泡沫層很軟，就意味著P很小，有效隔振頻率就更低。適當(dāng)選擇質(zhì)量及彈簧，便可控制有效隔振頻率范圍。
（三）消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的組成材料是對(duì)聲音具有特定作用的，纖維型或是泡沫型阻尼材料內(nèi)部有著空洞結(jié)構(gòu)，在聲波進(jìn)入到這些空隙中時(shí)，孔壁和空氣之間具備摩擦力，伴隨空氣間的粘性力，材料細(xì)纖維和空氣產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)能隨之降低，因此消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的消聲效果較為明顯。
（四）用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)，顧名思義是運(yùn)用到地震災(zāi)害中去的阻尼材料。把建筑物同地震運(yùn)動(dòng)相隔離的主要條件，一是支承座既能確保建筑物和其地基在水平方向上柔性連接，又能在垂直方向上提供足夠的支承剛度，二是支承座具有吸收振動(dòng)能量的能力，圖6即為其原理圖。
圖5 用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)原理圖
三、應(yīng)用及發(fā)展趨勢
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高分子阻尼材料也得以展開深入研究，并應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域中去。現(xiàn)如今的高分子阻尼材料主要呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢。
一是高分子阻尼材料的寬溫域和高性能。高性能阻尼材料的要求主要為材料在寬溫域內(nèi)應(yīng)具備高損耗因子（tanδ）。互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）由于網(wǎng)絡(luò)間的相互貫穿、強(qiáng)迫互容、協(xié)同效應(yīng)及特殊的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)、雙相連續(xù)等形態(tài)特征，可有效拓寬高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），這已成為目前制備此類材料頗具前景的方法。
二是高分子阻尼材料需要對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小。由于當(dāng)前社會(huì)環(huán)境壓力不斷增大，因此對(duì)于任何新型材料都要求具備較好的環(huán)保性能，因此高分子阻尼材料也朝著無溶劑型材料、高固體分、水性材料方向發(fā)展，從而具備環(huán)境友好性。
三是高分子阻尼材料的精細(xì)化和智能化。隨著科技的發(fā)展，高分子阻尼材料已經(jīng)朝著智能方向不斷發(fā)展，也表現(xiàn)出更多的應(yīng)用前景。在未來的研究工作中，改進(jìn)智能材料成為了重中之重，只有這樣才能符合科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要。
四、結(jié)語
現(xiàn)如今，高分子阻尼材料已經(jīng)在全世界各地廣泛應(yīng)用開來，也形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，德國漢高便是行業(yè)里的重要代表。在未來的發(fā)展過程中，高分子阻尼材料已經(jīng)朝著寬溫域、高性能、環(huán)境友好型、精細(xì)化和智能化的方向不斷發(fā)展，也成為了各個(gè)生產(chǎn)S家研發(fā)的重要考慮因素，特別是在開發(fā)環(huán)保型材料，水性材料和無溶劑材料方面成為了該領(lǐng)域研究中的重中之重。相信只要加快材料的綠色化進(jìn)程，高分子阻尼材料將會(huì)表現(xiàn)出更為重要的應(yīng)用作用，逐步縮小我國同國外材料發(fā)展的距離。
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1納米復(fù)合材料理論概述
1.1雙體復(fù)合材料雙體復(fù)合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到二維薄膜材料中，粒子在彌散過程中會(huì)產(chǎn)生均勻或不均勻兩種分布狀態(tài)，這兩種分布狀態(tài)的復(fù)合結(jié)構(gòu)都具有一定的穩(wěn)定性。均勻和非均勻彌散狀態(tài)的薄膜基體表現(xiàn)出的層狀結(jié)構(gòu)具有明顯的差異性，納米粒子分散混亂的材料的構(gòu)成層級(jí)種類很多，分散有序、均勻的材料層級(jí)種類較少。1.2 多體復(fù)合材料多體復(fù)合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到三維固體中，納米粒子會(huì)通過外力作用，深入固體組織結(jié)構(gòu)，改變其分子集團(tuán)的分布情況，進(jìn)而影響三維固體的物理性能和化學(xué)性能。多體復(fù)合材料的應(yīng)用前景非常好，是當(dāng)今納米材料科研工作者研究的重點(diǎn)問題。
2納米復(fù)合材料發(fā)展趨勢分析
2.1納米復(fù)合涂層材料納米復(fù)合涂層材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并且柔韌性好、硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)，在工程材料表面涂抹這種防護(hù)材料不僅可以防止工程材料的破損，還能增加工程材料的防護(hù)功能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合涂層材料得到了顯著發(fā)展，單一納米結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬蛹{米結(jié)構(gòu)。美國著名納米工程材料研究專家普修斯于2012年成功研制出了復(fù)合涂層納米材料，這類納米材料的抗氧化性能非常好，可以在高溫條件下保持不褪色、不熱化。對(duì)其材料進(jìn)行強(qiáng)度檢測可發(fā)現(xiàn)，該材料的涂層硬度高達(dá)20.SGpa，是碳鋼強(qiáng)度的35倍。具體工藝流程如下：首先，用激光蒸發(fā)法去除鋼表面的納米結(jié)構(gòu)，將金剛石納米粒子涂抹在鋼表面；之后，重復(fù)上述工藝步驟，在鋼表面上涂抹兩層金剛石納米粒子；最后，在高溫條件下對(duì)鋼表面材料進(jìn)行擠壓復(fù)合。經(jīng)過多次擠壓，納米復(fù)合涂層材料就此形成，經(jīng)過加工，鋼材料的硬度提高了23.4倍。2.2 高力學(xué)性能材料高力學(xué)性能是突出材料的強(qiáng)度、硬度等物理性能，工程材料經(jīng)過力學(xué)改性之后，其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。對(duì)原始材料進(jìn)行改性實(shí)驗(yàn)雖然在一定程度可以提高材料的某些力學(xué)性能，但這種性能的提升具有很強(qiáng)的局限性，并不能真實(shí)的體現(xiàn)出材料的力學(xué)極限。經(jīng)過納米復(fù)合材料改性，高力學(xué)性能材料得到了非常顯著的研究成果。高力學(xué)性能材料發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）高強(qiáng)度合金。采用晶化法可以大大提升納米復(fù)合合金材料的力學(xué)性能，對(duì)金屬進(jìn)行納米復(fù)合實(shí)驗(yàn)，可以將材料轉(zhuǎn)變成復(fù)合型納米金屬，如將鋁進(jìn)行納米復(fù)合實(shí)驗(yàn)，鋁會(huì)轉(zhuǎn)化為過度族金屬，這種金屬結(jié)構(gòu)的延展性和強(qiáng)度非常高。（2）陶瓷增韌。納米粒徑很小，所以納米粒子很容易就可滲透到細(xì)小分子結(jié)構(gòu)中，粘合關(guān)聯(lián)性并不緊密的各分子基團(tuán)。在陶瓷增韌領(lǐng)域納米復(fù)合材料起到了很好的促進(jìn)作用，在碳化硅粉末中加入粒徑為10μm的碳化硅粗粉，在高溫高壓條件下進(jìn)行合成，合成之后碳化硅的物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的改變，煅燒后的陶瓷材料的柔韌性明顯增強(qiáng)了，斷裂韌性提高了34.23%。2.3 高分子基納米復(fù)合材料高分子材料近幾年在我國工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，高分子材料的物理性能穩(wěn)定且可塑性好，所以在裝飾行業(yè)中的發(fā)展前景非常廣闊。采用納米復(fù)合方式結(jié)合高分子基是我國納米工程材料正在研究探討的重要課題，目前我國科研專家已初步完成了部分高分子基納米復(fù)合材料的研制工作。具體表現(xiàn)在：將鐵和銅粉末按照4:5的比例進(jìn)行研磨，研磨均勻后用高粒子顯微儀器提取鐵銅合金粉體，通過顯微鏡觀察可知這種粉體的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，晶粒間的距離很短。這種粉體和環(huán)氧樹脂基團(tuán)進(jìn)行復(fù)合實(shí)驗(yàn)可以研制出高強(qiáng)度的金剛石材料，并且其材料還具有很強(qiáng)的靜電屏蔽性能。2.4 磁性材料磁性材料是我國工業(yè)材料中研究難度最大的課題之一，因?yàn)榇判圆牧系碾姶怒h(huán)境不好判斷，所以在應(yīng)用時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)合材料因磁性過大導(dǎo)致使用。隨著納米復(fù)合材料的研發(fā)和投入使用，磁性材料將進(jìn)入全新的發(fā)展階段。人們?cè)陬w粒膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁阻效應(yīng)，納米粒子在空間流動(dòng)會(huì)被周圍磁場帶入順磁基體當(dāng)中，空間中的銅、鐵、鎳等磁性粒子都會(huì)附著在納米粒子上。經(jīng)過金屬粒子和納米粒子的復(fù)合，顆粒膜材料不僅會(huì)擁有強(qiáng)大的電磁感應(yīng)，還會(huì)具有較高的耐熱性能。2.5光學(xué)材料傳統(tǒng)光學(xué)材料的綜合應(yīng)用能力很差，其材料的物理性能大多只能滿足導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其硬度和穩(wěn)定性都很差。納米復(fù)合材料誕生之后，人們逐漸找到了納米粒子的發(fā)光原理。不發(fā)光的工程材料當(dāng)減小到納米粒子大小時(shí)，其粒子周圍會(huì)因光色折射產(chǎn)生一定的光。在可見光范圍內(nèi)這些粒子會(huì)不斷產(chǎn)生新的光，雖然這些材料的納米粒子發(fā)出的光并不明顯，且穩(wěn)定度也很差，但是科研專家可以從這方面入手，研究納米復(fù)合材料的發(fā)光性能。將具有代表性的工程材料作為可發(fā)光體，并對(duì)其分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為納米粒子大小的發(fā)光體系，探討如何提高其發(fā)光強(qiáng)度、完善其結(jié)構(gòu)發(fā)光性能。由此可見，納米復(fù)合很可能為開拓新型發(fā)光材料提供了一個(gè)途徑。納米材料的光吸收和微波吸收的特性也是未來光吸收材料和微波吸收材料設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。
3結(jié)語
通過上文論述可知，利用納米粒子超強(qiáng)的附著能力，可以將納米工藝和傳統(tǒng)材料有機(jī)的結(jié)合在一起，這種復(fù)合型納米材料具有重要發(fā)展意義。當(dāng)今社會(huì)納米復(fù)合材料的研究價(jià)值最高，其不僅在材料研究領(lǐng)域占有重要地位，在企業(yè)的發(fā)展中也是不可或缺的重要組成。
作者：段家寶 李新明 李常勝 單位：大連理工大學(xué)
1．1數(shù)據(jù)來源
以中國知網(wǎng)(CNKI)的《中國科技成果數(shù)據(jù)庫》為數(shù)據(jù)源，采用“名稱+關(guān)鍵詞+成果簡介”的組合檢索策略，以“生物*醫(yī)用*金屬”、“生物*醫(yī)用*高分子”、“生物*陶瓷”、“生物*復(fù)合材料”、“生物*醫(yī)學(xué)*衍生物”為檢索詞，對(duì)2000－2010年間我國科技成果產(chǎn)出進(jìn)行檢索與數(shù)據(jù)清洗，得到1772條題錄。
1．2方法
使用TDA、Excel2010和Origin等統(tǒng)計(jì)與繪圖軟件為分析工具，從科技成果計(jì)量分析的角度，對(duì)相關(guān)科技成果數(shù)量進(jìn)行數(shù)值模擬與計(jì)算，研究我國尤其是中國科學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)材料科技成果的年度分布、科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分布等，并進(jìn)行對(duì)比分析、描述和數(shù)據(jù)挖掘等深入研究。
2結(jié)果
2．1科技成果產(chǎn)出數(shù)量趨勢
我國生物醫(yī)學(xué)材料科技成果數(shù)量的縱向變化規(guī)律，反映了生物醫(yī)學(xué)材料的受關(guān)注程度和發(fā)展速度。2006－2009年是生物醫(yī)學(xué)材料科技成果的高峰時(shí)期，與我國的生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)研發(fā)投入主要分布在近5年即“十一五”相吻合。中國科學(xué)院系統(tǒng)在該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢與全國基本一致。圖1我國生物醫(yī)學(xué)材料技術(shù)成果產(chǎn)出年度分布
2．2我國科技成果產(chǎn)出內(nèi)容分析
統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，生物復(fù)合材料在近年發(fā)展最為迅猛，從2006年開始取得跨越式發(fā)展，至2010年累計(jì)取得411項(xiàng)成果;而醫(yī)用金屬(188項(xiàng))、醫(yī)用高分子(177項(xiàng))、生物陶瓷(189項(xiàng))、生物醫(yī)學(xué)衍生物等材料(209項(xiàng))的發(fā)展速度低于生物復(fù)合材料，比較平穩(wěn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，從2000－2010年，中國科學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)材料科技成果也主要集中在生物復(fù)合材料方面，共計(jì)62項(xiàng);其他4種生物醫(yī)學(xué)材料科技成果產(chǎn)出相對(duì)較少，分別為生物醫(yī)學(xué)衍生物37項(xiàng)，陶瓷材料31項(xiàng)，醫(yī)藥高分子32項(xiàng)，醫(yī)用金屬材料35項(xiàng)。
2．3科技成果產(chǎn)出地區(qū)分布
分析我國主要省市在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的科技成果產(chǎn)出，有助于挖掘不同地區(qū)間研發(fā)力量的差異，合理配置資源，進(jìn)行深入研發(fā)。重點(diǎn)對(duì)我國北京市、上海市、江蘇省等7個(gè)省市進(jìn)行了技術(shù)領(lǐng)域構(gòu)成計(jì)量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各主要省市生物復(fù)合材料研發(fā)成果仍然占據(jù)主體，生物醫(yī)用金屬材料科技成果的產(chǎn)出以北京市、天津市與江蘇省較多，生物陶瓷技成果的產(chǎn)出以上江蘇省與湖北省較多，詳見圖2。表明這些省市在生物醫(yī)學(xué)工程某些關(guān)鍵材料的研究方面已占據(jù)先機(jī)。
2．4科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
2．4．1生物醫(yī)用金屬材料科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
醫(yī)用金屬材料是一類生物醫(yī)用的金屬和合金，是臨床應(yīng)用最廣泛的植入材料，主要用于骨和牙等硬組織的修復(fù)和替換，心血管和軟組織的修復(fù)以及人工器官制造中的結(jié)構(gòu)元件［5］。檢索結(jié)果顯示，2000－2010年間共有醫(yī)用金屬材料相關(guān)的科技成果278項(xiàng)，大部分科研機(jī)構(gòu)只有零星的成果產(chǎn)出，只有少數(shù)機(jī)構(gòu)多年來保持著可觀的科技成果產(chǎn)出。科技成果數(shù)量排名前3位的機(jī)構(gòu)有中國科學(xué)院、南開大學(xué)、四川大學(xué)，分別完成科研成果36，12，6項(xiàng);其他科研單位如浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等成果數(shù)量達(dá)到5項(xiàng);其他均少于5項(xiàng)。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，山西煤炭化學(xué)研究所(5項(xiàng))、金屬研究所(4項(xiàng))在醫(yī)用金屬材料上也取得較多科技成果。表明我國各主要機(jī)構(gòu)的生物醫(yī)用金屬材料技術(shù)科技成果數(shù)量不均衡。
2．4．2生物醫(yī)用高分子科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
醫(yī)用高分子材料是指在生理環(huán)境中使用的高分子材料［6－7］。2000－2010年間共檢索出醫(yī)用高分子材料相關(guān)的科技成果263件，科技成果數(shù)量排名前5位的是中國科學(xué)院、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)、清華大學(xué)、江南大學(xué)，分別獲得科研成果32，8，5，5，5項(xiàng)，其成果數(shù)量占相關(guān)成果總數(shù)的21%;其他單位的成果數(shù)量均在5項(xiàng)以下。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，醫(yī)用高分子材料科技成果數(shù)量排名前3位的是微生物研究所、上海藥物研究所、上海有機(jī)化學(xué)研究所，所獲成果數(shù)量分別是4，3，3項(xiàng)，這10項(xiàng)科技成果占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的31%。
2．4．3生物陶瓷科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
生物陶瓷包括精細(xì)陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和單晶［8］。2000－2010年間共檢索到生物陶瓷相關(guān)的科技成果323項(xiàng)，多個(gè)科研機(jī)構(gòu)在生物陶瓷研究中取得了較好的研究成果，科技成果在5項(xiàng)以上的機(jī)構(gòu)有10個(gè)，其中中國科學(xué)院、武漢理工大學(xué)、清華大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)分別完成科研成果33，18，13，11，10項(xiàng)，前5名機(jī)構(gòu)成果數(shù)占總成果數(shù)的26%。在中國科學(xué)院院系統(tǒng)，生物陶瓷科技成果數(shù)量最多的有上海硅酸鹽研究所、過程工程研究所貢獻(xiàn)了20項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的65%。
2．4．4生物復(fù)合材料科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
生物復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同生物相容性優(yōu)良的材料復(fù)合而成的生物醫(yī)學(xué)材料，可以最大限度地模仿人體組織與器官的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)組織的修復(fù)與再生，是最有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的組織與器官替代和修復(fù)材料［9］。2000－2010年間共檢索到生物復(fù)合材料相關(guān)的科技成果582項(xiàng)，可謂成果豐碩。多個(gè)科研機(jī)構(gòu)取得了眾多成果，成果數(shù)量在10項(xiàng)以上的機(jī)構(gòu)有9個(gè)，其中中國科學(xué)院、清華大學(xué)、四川大學(xué)、上海交通大學(xué)、暨南大學(xué)分別獲得63，24，18，17，13項(xiàng)，上述前5名機(jī)構(gòu)的成果數(shù)占總成果數(shù)的23%。在中國科學(xué)院系統(tǒng)，生物復(fù)合材料科技成果數(shù)量排名前5位的是上海硅酸鹽研究所(12項(xiàng))、長春應(yīng)用化學(xué)研究所(8項(xiàng))、生態(tài)環(huán)境研究中心(5項(xiàng))、金屬研究所(5項(xiàng))、蘭州化學(xué)物理研究所(4項(xiàng))，總共貢獻(xiàn)了20項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出量的55%。
2．4．5生物醫(yī)學(xué)衍生物科技成果產(chǎn)出機(jī)構(gòu)分析
生物衍生材料是經(jīng)過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)學(xué)材料。由于它具有類似天然組織的構(gòu)型和功能，在人體組織的修復(fù)和替換中具有重要作用，主要用作皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等［10］。2000－2010年間共檢索到相關(guān)科技成果326項(xiàng)，獲得5項(xiàng)以上科技成果的機(jī)構(gòu)10余個(gè)。其中排名前5名的是中國科學(xué)院、南開大學(xué)、中國海洋大學(xué)、武漢大學(xué)、中國藥科大學(xué)，分別獲得科研成果36，13，9，8，6項(xiàng)，累計(jì)成果數(shù)占總成果數(shù)的23%。中國科學(xué)院系統(tǒng)中，成果數(shù)量排名前5的是上海有機(jī)化學(xué)研究所(4項(xiàng))、長春應(yīng)用化學(xué)研究所(4項(xiàng))、上海應(yīng)用物理研究所(4項(xiàng))、生物物理研究所(3項(xiàng))、上海原子核研究所(2項(xiàng))，總共貢獻(xiàn)了17項(xiàng)科技成果，占中國科學(xué)院總產(chǎn)出的46%。
關(guān)鍵詞：抗氧劑；結(jié)構(gòu)；性能；關(guān)系；發(fā)展趨勢
1 前言
聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)線性，經(jīng)EPS電子加速器輻照后，線性分子間發(fā)生交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的輻射交聯(lián)聚乙烯材料具有“記憶效應(yīng)”，將其加熱擴(kuò)張、冷卻、定型，制成的各種熱縮制品。施工時(shí)，熱收縮制品經(jīng)加收縮而緊緊地包覆在被包物體上， 被廣泛應(yīng)用在石油、化工、天然氣、通信電纜、動(dòng)力電纜、家用電器、市政工程領(lǐng)域供水及其它管道接頭焊口和彎頭密封與防腐等隨著塑料高速加工設(shè)備的不斷改進(jìn)與提升，越來越多的企業(yè)希望采用高速高溫工藝來提高生產(chǎn)效率、降低成本和提高市場競爭能力，因而對(duì)改性聚乙烯的性能要求和質(zhì)量穩(wěn)定要求日益提高。
由于改性聚乙烯中的LLDPE（線型低密度聚乙烯）在高溫和高剪切作用下容易產(chǎn)生交聯(lián)，一旦形成凝膠就會(huì)出現(xiàn)白點(diǎn)等質(zhì)量缺陷。因此。如何保證改性聚乙烯在生產(chǎn)及其后續(xù)加工過程中的穩(wěn)定是品質(zhì)控制的一個(gè)關(guān)鍵因素，抗氧劑的選擇和用量顯得非常重要。
按技術(shù)要求，熱收縮制品在惡劣環(huán)境下的壽命至少達(dá)到50年，對(duì)耐老化性能提出了苛刻要求。近些年，人們通過對(duì)抗氧劑的研究與改進(jìn)，開發(fā)出許多適用于特殊用途的抗氧劑。其中，抗氧劑的分子結(jié)構(gòu)與抗氧性能的關(guān)系是問題的關(guān)鍵。
2 抗氧劑的選取應(yīng)注意的幾點(diǎn)
結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，不同結(jié)構(gòu)氧化劑的電子云排布直接影響氧化劑氧化性質(zhì)強(qiáng)弱，然而這也從側(cè)面幫助我們?cè)谘趸瘎难趸瘎┻x取中應(yīng)注意的問題，聚乙烯的氧化機(jī)理可得出以下結(jié)論， 作為氧化劑具有以下性質(zhì)更適合工業(yè)生產(chǎn)。
（1）性質(zhì)活躍的氫原子， 相對(duì)條件下再其具有較高分子鏈的氫原子更易被還原。
（2）自由基應(yīng)具有較強(qiáng)穩(wěn)定。
（3）本身性質(zhì)難以被氧化。
聚乙烯加工環(huán)境為高溫，所以，作為聚乙烯的抗氧劑熱穩(wěn)定性和沸點(diǎn)應(yīng)該足夠高， 如果在加工過程中分子分離或揮發(fā)則在大多情況下會(huì)影響其性質(zhì)， 并會(huì)產(chǎn)生一系列環(huán)境問題，空氣污染或治理都會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度且影響經(jīng)濟(jì)增長，作為聚乙烯的氧化性也應(yīng)具有較好相容性， 相互之間不反應(yīng)易于分散這樣才能保證在工業(yè)生產(chǎn)中抗氧化劑的分散均勻，在材料的抗氧化方面起到較好作用。
2.1 胺類物質(zhì)及受阻胺類衍生物
胺類抗氧劑具有較好的抗氧作用，對(duì)光、熱也有較好的防護(hù)作用，因此受到更加廣泛的認(rèn)可。因現(xiàn)在社會(huì)對(duì)空氣污染指數(shù)和室內(nèi)外生活環(huán)境要求不斷提高，因此胺類氧化劑性質(zhì)更加符合大多數(shù)人們的要求，通過資料翻閱及顯示應(yīng)用的一些實(shí)踐筆者總結(jié)出幾種增強(qiáng)胺類抗氧劑抗氧化性能較好的方法：氧化偶合以及與硫代氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸鋅、非活性鉬酸酯、非活性硼酸酯和堿金屬鹽添加劑協(xié)同.受阻胺類抗氧劑研究倍受關(guān)注，原因是受阻胺類化合物抗氧劑的光、熱穩(wěn)定性能優(yōu)良，除作為抗氧劑外還可作為光穩(wěn)定劑，且對(duì)環(huán)境損害較小與色才變化均小。所以在較穩(wěn)定的胺類氧化劑或者兼容性較好氧化劑中加入一些性質(zhì)良好官能團(tuán)，給抗氧劑增添許多優(yōu)良性能，這是受阻胺類抗氧劑的發(fā)展趨向，胺類的衍生物也是具有發(fā)展前景的一類物質(zhì)。
2.2 結(jié)構(gòu)、數(shù)量酚類影響其性質(zhì)
分子結(jié)構(gòu)直接決定酚類氧化劑的功效，受阻酚類的抗氧劑活性依賴于取代基的數(shù)量和種類。作為胺類物質(zhì)的前瞻物質(zhì)其受阻酚及其衍生物更受歡迎。
2.2.1 對(duì)位取代物-R3類結(jié)構(gòu)對(duì)氧化劑的影響
對(duì)位取代基團(tuán)有兩種功能，一取代基的供電性增加酚類羥基上氧原子的電子云密度， 二通過對(duì)位取代基的誘導(dǎo)效應(yīng)來定位對(duì)位的自由電子。對(duì)位取代基的這些功能加速了羥基上氫原子和氧原子的分離， 進(jìn)而提高了與自由基反應(yīng)的速率常數(shù)k。一些供電子基團(tuán)例如甲基、叔丁基和甲氧基在酚的2，4，6位置發(fā)生取代，增加了抗氧活性，。而吸電子基團(tuán)例如鹵素，硝基或羥基則降低了酚的抗氧活性。而對(duì)于引入對(duì)位的苯環(huán)推電子基團(tuán)對(duì)于大幅提高分子前線軌道能級(jí)，改變前線軌道電子云分布，明顯增強(qiáng)可見光范圍內(nèi)的吸收強(qiáng)度。
2.2.2 氧化劑鄰位基團(tuán)-R1， -R2對(duì)其性質(zhì)影響
鄰位基團(tuán)主要起空間影響。如果-R1， -R2體積較大， 則由于分子的配制使苯環(huán)與羥基不易處于同一平面上， 妨礙氧原子的P軌道上的電子與苯環(huán)上的電子共軛， 使取代酚分子喪失因共振作用產(chǎn)生的穩(wěn)定， 結(jié)果是使-OH 上的H 容易脫離。當(dāng)-R1， -R2體積過大時(shí)也會(huì)因?yàn)榭臻g障礙使得自由基不易與-OH 接近， 從而不易起捕捉自由基的作用，。以上兩點(diǎn)是矛盾的。一方面叔丁基的空間位阻足以對(duì)酚羥基提供保護(hù)， 另一方面鄰位上甲基基團(tuán)的抗氧反應(yīng)速率更快，因此增加了抗氧活性。而且在耐NOx 著色與硫酯類輔助抗氧劑協(xié)同穩(wěn)定化方面更具優(yōu)勢。
2.2.3 間位取代基-R4的影響
研究表明，僅具有間位取代基的酚類，其抗氧性質(zhì)幾乎無法體現(xiàn)。然而鄰位取代基的酚類卻性質(zhì)良好， 如鄰甲氧基酚如果肚子作為氧化劑無法凸顯其氧化性能， 然而參加了間位取代反應(yīng)的產(chǎn)物如烷氧基或氨基， 這些酚類物質(zhì)氧化功效較為理想。結(jié)構(gòu)含有鄰位甲氧基的酚類物質(zhì)作用下， 烷氧基獲得對(duì)位取代基類似作用， 我們把這種獲得的功效間位取代基的“第二類取代基效應(yīng)”。
2.3 分子量對(duì)抗氧性能的影響
大多數(shù)高分子材料需在高溫條件下空氣中加熱至220 ～350℃ 才具有較好的流動(dòng)性，才能成型為可用的部件，如何確保高分子材料在加熱過程不氧化，不使各項(xiàng)性能下降，抗氧劑對(duì)于熱量高低的耐抗性也至關(guān)重要。分子量的提高可以在一定程度上提高其對(duì)熱量的耐抗性，然而分子量的提高也伴隨著結(jié)構(gòu)變化直接影響分子的性質(zhì)，高具有分子的抗氧劑不僅能聚合、共聚和大分子相互作用而獲得。然而對(duì)異氰酸的研究發(fā)現(xiàn)通過其酯化反應(yīng)也可獲得理想的高分子氧化劑， 且其對(duì)溫度耐抗性強(qiáng)分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
3 結(jié)束語
抗氧劑經(jīng)歷了幾十年的篩選比對(duì)，特別是化工業(yè)發(fā)展飛快的近十年，科研工作者不僅掌握了本來具有物質(zhì)的性質(zhì)，然而分子革命的成果與運(yùn)用也在了解和運(yùn)用中指導(dǎo)著氧化劑、還原劑及其搭配材料的一系列變革，不斷關(guān)注氧化劑的飛速發(fā)展，懸系不同國家氧化劑為我所用并開拓創(chuàng)新，增加我國核心競爭力，把“中國制造”變?yōu)椤爸袊鴦?chuàng)造”提高我國熱收縮產(chǎn)品性能。加強(qiáng)對(duì)抗氧化機(jī)理的研究，可快速提升我國熱收縮材料的市場競爭力。
參考文獻(xiàn)
[1]李新芳，王學(xué)業(yè)，劉萬強(qiáng)，等.計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)[J].2005，22（4）：287～290.
關(guān)鍵詞：碳酸鈣；表面改性；活性碳酸鈣
前言
碳酸鈣是一種白色粉末，無味無臭的化合物，它有很多俗稱，像灰石、石灰石、大理石等等。碳酸鈣不溶于水，但是卻溶于像鹽酸等這樣的酸，溶解在酸中會(huì)放出大量的氣體。碳酸鈣在地球上很常見，不僅存在動(dòng)物的骨骼或者外殼中，也存在于方解石、大理石等巖石中。碳酸鈣有無定型和結(jié)晶型兩種形態(tài)，碳酸鈣是一種無機(jī)化合物，也是一種粉末產(chǎn)品。碳酸鈣憑借著價(jià)格低廉、無毒無味、白度高、硬度好等特點(diǎn)在橡膠和塑料生產(chǎn)過程中廣泛用作填料碳[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在塑料制品制造過程中無機(jī)填料大部分是碳酸鈣，約占填料用量的70%。碳酸鈣分為天然礦石粉碎而得的重質(zhì)碳酸鈣（GCC）和經(jīng)過化學(xué)過程生產(chǎn)的沉淀碳酸鈣（PCC）[2]。因PCC的生產(chǎn)工藝復(fù)雜且昂貴，同時(shí)會(huì)帶來環(huán)境污染，今后的發(fā)展趨勢是更多的使用GCC代替PCC[3]。
通常未經(jīng)過改性的GCC具有親水性表面，然而其與極性有機(jī)聚合物的親和性較差，在基料中易造成分散的不均勻或積聚現(xiàn)象，從而導(dǎo)致填料與聚合物之間產(chǎn)生相異界面，這種缺陷容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，以致填充復(fù)合材料機(jī)械力學(xué)性能下降，發(fā)生斷裂現(xiàn)象[4]。
1 碳酸鈣改性方法及特點(diǎn)
1.1 粒徑細(xì)化
使GCC粉末粒度微細(xì)化或超微細(xì)化，以提高填充劑在制品中的分布均勻。主要對(duì)傳統(tǒng)的碳酸鈣生產(chǎn)工藝的碳化、粉化及脫水干燥等技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造，使其生產(chǎn)工藝變的復(fù)雜了，條件也變得難以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)品成本提高很多。納米活性鈣加入到高分子體系中，因?yàn)槠漕w粒屬于納米級(jí)，對(duì)體系的流變特性可以產(chǎn)生一定的影響，因此人們對(duì)在高分子體系中加入納米活性鈣所產(chǎn)生的流變性能影響的研究也越來越重視，所以對(duì)其的發(fā)展也越來越深入了，未來的情景很美好，很值得開拓它。
1.2 表面改性
使用改性活化劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性。表面改性是指用物理、化學(xué)、機(jī)械和其它方法對(duì)粉體材料表面進(jìn)行改性處理，根據(jù)應(yīng)用的要求，有目的性地改變粉體材料表面的物化性質(zhì)[5]。主要是采用兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)（分子的一部分能與無機(jī)表面結(jié)合，一部分可以有機(jī)物分子發(fā)生反應(yīng)）對(duì)GCC進(jìn)行表面改性，工藝設(shè)備較為簡單和便宜，是目前碳酸鈣改性的主要發(fā)展方向。表面改性的方法很多，像局部反應(yīng)改性、表面包覆改性、高能表面改性及機(jī)械化學(xué)改性。
GCC的表面活化改性方法根據(jù)生產(chǎn)工藝不同分為：干法改性和濕法改性兩大類。干法改性因?yàn)椴僮鞣奖悖男缘牧看蠖鴱V，所以相對(duì)濕法更廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但是其改性的效果與機(jī)械設(shè)備有很大的關(guān)系，如果改性的方法不當(dāng)，將會(huì)大大影響其改性的效果，所以選擇合適的設(shè)備進(jìn)行改性和適當(dāng)?shù)姆椒ê苡斜匾８煞ǜ男源蠖鄬儆谖锢淼母男苑椒ǎ诟咚倩旌蠙C(jī)中先加入碳酸鈣，達(dá)到一定的溫度，然后加入改性劑，從而使得改性劑粘附在碳酸鈣粉體表面，形成一層改性劑的包覆層，從而碳酸鈣得到改性。這種方法步驟簡單，易于大批量操作，所以可以較為普遍的應(yīng)用于造紙、橡膠、塑料等行業(yè)之中；濕法改性是在碳酸鈣中加入一定的溶劑，然后在分次加入改性劑，使其形成飽和溶液，然后可以通過超聲震蕩或是機(jī)械攪拌，通過時(shí)間、溫度、改性劑用量，從而得到改性最佳的條件，制備出高活性的碳酸鈣。干法工藝簡單但完全依靠混合機(jī)進(jìn)行很難均勻包覆，更適用于一些對(duì)成本要求高，對(duì)表面改性均一性要求不高的產(chǎn)品，一般可以取得較理想的結(jié)果；然而濕法改性在液相中進(jìn)行，經(jīng)過一系列的操作可以比較均勻的改性且產(chǎn)品性能均一，是目前產(chǎn)品常用的表面改性方法[6]。對(duì)于超細(xì)GCC的改性，提高表面改性效果、降低改性成本是目前的發(fā)展必然趨勢。提高表面改性效果可以通過改善表面改性方法、改性設(shè)備和改性劑配方著手；降低改性成本可以通過減少表面改性劑用量和降低改性過程的能量消耗考慮。
2 常用的表面改性劑
目前可對(duì)碳酸鈣表面改性的改性劑根據(jù)其結(jié)構(gòu)與特性可以分為表面活性劑、偶聯(lián)劑、聚合物等。
2.1 表面活性劑
表面活性劑主要有陰、陽離子、非離子和高分子表面活性劑。通過大量實(shí)驗(yàn)，如王昌建等研究了不同表面活性劑對(duì)碳酸鈣的改性效果，結(jié)果表明陰離子型表面活性劑效果最佳，形成合適的復(fù)配物的其改性效果更佳。由于性價(jià)比較好，硬脂酸和硬脂酸鹽作為常見的改性劑。世界上首次研究碳酸鈣改性實(shí)驗(yàn)，并且獲得成功的是白艷華系列，通過在碳酸鈣表面包裹硬脂酸作為改性劑的制備方法，常見包裹脂肪酸為羥基、巰基的脂肪族、氨基、芳香族酸或是鹽。碳酸鈣表面性質(zhì)為親水性，而摻雜在高分子當(dāng)中都是親油性的，兩者的分散性很差，所以通過脂肪酸中的RCOO-與碳酸鈣當(dāng)中的Ca2+或是CaHCO3+組分產(chǎn)生脂肪酸鈣沉淀物，達(dá)到碳酸鈣表面親油性的效果[7]。
2.2 偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑可將高分子基體和粉體（無機(jī)礦物）在性質(zhì)方面差別懸殊的材料經(jīng)過界面層穩(wěn)固的結(jié)合在一起，是由于分子中一部分非極性基團(tuán)可與有機(jī)高分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或纏繞；分子中另一部分極性基團(tuán)會(huì)形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵合，這是由于極性基團(tuán)可與粉體表面的各種官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，可以看出偶聯(lián)劑是一種兩性的物質(zhì)結(jié)構(gòu)[8]。常見的偶聯(lián)劑有以下幾種。鈦酸酯偶聯(lián)劑：鈦酸酯偶聯(lián)劑改性碳酸鈣的過程為鈦酸酯偶聯(lián)劑的水解烷基與碳酸鈣表面的自由基形成化學(xué)鍵，使碳酸鈣表面有一層碳酸脂單分子膜，鈦酸脂的另一端與高分子化合物作用形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。用鈦酸脂偶聯(lián)劑改性的碳酸鈣填充的高分子聚合物有明顯的加工性能和物理機(jī)能；硅烷偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑是開發(fā)最早，應(yīng)用最多的一種偶聯(lián)劑，他的作用是使碳酸鈣粉末表面硅烷化；鋁酸酯偶聯(lián)劑：鋁酸酯偶聯(lián)劑常溫下是固體、有色、無毒，鋁酸酯偶聯(lián)劑能夠與碳酸鈣形成不可逆的化學(xué)鍵。
2.3 聚合物
聚合物可在碳酸鈣的表面定向吸附，被聚合物吸附后的碳酸鈣具有電荷特性，其表面也形成了物理和化學(xué)吸附層，從而阻止了碳酸鈣粒子團(tuán)聚結(jié)塊，即改善了碳酸鈣粒子的分散性。通常，聚合物改性碳酸鈣有以下幾種方法：碳酸鈣表面被聚合物單體吸附、聚合，從而在碳酸鈣表面形成一薄層；使高聚物溶解在溶劑中然后再吸附在碳酸鈣表面[2]。通過用MAH進(jìn)行改性得到的碳酸鈣作為填料，從而制成PP基復(fù)合材料，研究結(jié)果表明，加入了MAH等改性劑的碳酸鈣有了更好的性能，相比如未改性的碳酸鈣加入作為填料，力學(xué)性能均有大大的改善，主要原因是改性之后其粉體的表面能大大的降低，分散性也大大提高。
3 結(jié)束語
當(dāng)前在塑料、橡膠等現(xiàn)代高聚物材料、高分子復(fù)合材料、功能性材料以及印刷、涂料等工業(yè)領(lǐng)域中，碳酸鈣填料占有極其重要的地位。不僅可降低高聚物基復(fù)合材料或高分子材料的成本，而且還可以提高材料的硬度、剛性、尺寸穩(wěn)定性，并賦予這些材料一些特殊的物理化學(xué)性能，比如阻燃性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性以及環(huán)境可消納性等[5]。所以，只有通過合理的改性方法和改性劑的優(yōu)化選擇才可以更好的得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)與物理;教學(xué)改革;科學(xué)研究;創(chuàng)新能力培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）43-0083-02
一、《高分子化學(xué)與物理》課程特點(diǎn)
經(jīng)過高分子科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，高分子的理論發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)滲透到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，具有鮮明的學(xué)科交叉特色。高分子化學(xué)與物理的研究成果已經(jīng)進(jìn)入了我們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)方面[1-6]。作為一門多學(xué)科交叉、實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，高分子對(duì)各個(gè)工業(yè)部門和科技領(lǐng)域的滲透作用已成為不爭的事實(shí)，所以在現(xiàn)行中國高等教育的本科專業(yè)中，如化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、材料物理、復(fù)合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環(huán)境工程等許多非高分子專業(yè)都將高分子相關(guān)知識(shí)作為必修課和選修課。
非本專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)在于闡述現(xiàn)代高分子科學(xué)已成熟的基本概念、基本知識(shí)、基本原理和基本測試方法，對(duì)涉及高分子科學(xué)研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產(chǎn)品介紹等內(nèi)容點(diǎn)到為止，該課程的學(xué)習(xí)為輕化工程專業(yè)學(xué)生開啟了一扇通往高分子科學(xué)的窗戶，引導(dǎo)學(xué)生了解高分子化學(xué)在高分子學(xué)科中的地位，通曉課程的主要研究對(duì)象和研究內(nèi)容，為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)和高分子在染整中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[1，2]。通過多年的教學(xué)實(shí)踐證實(shí)，對(duì)于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來說，《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)呈現(xiàn)以下幾方面的特點(diǎn)。
（一）基礎(chǔ)課程，銜接不夠
對(duì)于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，高分子的學(xué)習(xí)顯得尤為重要，一方面后續(xù)課程（如《纖維化學(xué)與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學(xué)》等）的學(xué)習(xí)必須以高分子為學(xué)科背景，另一方面大學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)分實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃和本科畢業(yè)論文等實(shí)踐性環(huán)節(jié)的開展也必須要有高分子基礎(chǔ)，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識(shí)和應(yīng)用，開設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》學(xué)科平臺(tái)課程。該課程的學(xué)習(xí)必須以《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無機(jī)化學(xué)》的課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，但江南大學(xué)輕化工程專業(yè)將《高分子化學(xué)與物理》課程設(shè)置在大二下學(xué)期，《物理化學(xué)》等課程也在此學(xué)期開設(shè)，因此課程開設(shè)時(shí)間過早，缺乏基礎(chǔ)課程的知識(shí)，建議在大三上學(xué)期開設(shè)，以期獲得較好的教學(xué)效果。
（二）內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，課時(shí)緊張
《高分子化學(xué)與物理》課程主要包括高分子化學(xué)和高分子物理兩個(gè)部分，其中高分子化學(xué)部分包括高分子科學(xué)的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應(yīng)與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)（如鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等）、分子運(yùn)動(dòng)、力學(xué)狀態(tài)與轉(zhuǎn)變，物理性能等。對(duì)于高分子專業(yè)的本科階段，通常會(huì)開設(shè)《高分子化學(xué)》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學(xué)時(shí)不等;而對(duì)于輕化工程專業(yè)，只開設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》一門課程，48學(xué)時(shí)，相對(duì)來說內(nèi)容多、課時(shí)少。在這樣的情況下，教學(xué)活動(dòng)的有效開展、課程體系的完善、講授內(nèi)容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對(duì)任課老師是一種不小的挑戰(zhàn)。
（三）注重理論，缺乏實(shí)踐
《高分子化學(xué)與物理》是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，但輕化工程專業(yè)只開設(shè)理論學(xué)習(xí)課程，沒有相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。為了使學(xué)生能夠更好地掌握課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、解決問題能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)顯得非常迫切，能夠讓所學(xué)知識(shí)與理論在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生從最初的原料出發(fā)，選擇合適的聚合方法與聚合反應(yīng)，得到在實(shí)際生活中真正用得上的高分子產(chǎn)品。
二、教學(xué)改革舉措
針對(duì)輕化工程專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》的課程特點(diǎn)，結(jié)合本校的實(shí)際情況，要求學(xué)生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠了解高分子的應(yīng)用，重點(diǎn)培養(yǎng)他們的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，作者經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐和摸索，總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)改革舉措。
（一）規(guī)劃本科培養(yǎng)方案，合理調(diào)整課程設(shè)置
目前我校輕化工程專業(yè)的課程設(shè)置還存在一定的問題，建議對(duì)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行修改，在《高分子化學(xué)與物理》授課前完成《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣，便于更好地掌握相關(guān)理論與知識(shí)。
（二）多媒體資源課件與傳統(tǒng)板書有效結(jié)合
多媒體課件具有豐富表現(xiàn)力、良好交互性和極大共享性等特點(diǎn)，它可以將枯燥乏味的理論知識(shí)直觀化和形象化，能夠充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。但在運(yùn)用多媒體教學(xué)的同時(shí)也出現(xiàn)了諸如教師幾乎不寫板書，學(xué)生不記筆記等問題，嚴(yán)重影響了教與學(xué)的質(zhì)量。建議對(duì)任課教師的教學(xué)大綱、考核方式、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)等相關(guān)教學(xué)文件進(jìn)行監(jiān)督，要求授課過程中課件放映與傳統(tǒng)板書相結(jié)合，將學(xué)生上課情況、學(xué)生主動(dòng)參與積極性、平時(shí)作業(yè)等與學(xué)生的最終成績掛鉤，進(jìn)行綜合評(píng)定。
（三）增設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，提高學(xué)生實(shí)踐能力
《高分子化學(xué)與物理》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充，通過直觀的現(xiàn)象和結(jié)果驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的真實(shí)性，幫助學(xué)生理解所學(xué)理論知識(shí)，因此實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)顯得尤為重要，建議在輕化工程專業(yè)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，但涉及的實(shí)驗(yàn)眾多，要求任課老師充分考慮實(shí)驗(yàn)的可操作性、重復(fù)性和可行性等方面，認(rèn)真編寫實(shí)驗(yàn)講義。此外，學(xué)校和學(xué)院應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施建設(shè)，突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論課程教學(xué)的傳統(tǒng)框架，增加啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)所占比例額，注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合，開動(dòng)學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的潛質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
（四）理論聯(lián)系實(shí)際，注重啟發(fā)式教學(xué)
《高分子化學(xué)與物理》是一門相對(duì)來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現(xiàn)代社會(huì)生活中衣、食、住、行、用等各個(gè)方面，因而在課程講授時(shí)注重理論聯(lián)系實(shí)際，將抽象的概論、理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，將對(duì)課堂教學(xué)效果起到重要的促進(jìn)作用。
三、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
（一）培養(yǎng)方案中開設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課
為了提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，可以嘗試在本科培養(yǎng)方案中針對(duì)大學(xué)新生開設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課，以趣味講座和座談的方式進(jìn)行專業(yè)介紹，了解專業(yè)背景，告知學(xué)生輕化工程這個(gè)專業(yè)是以化學(xué)與高分子為學(xué)科背景的，加強(qiáng)學(xué)科平臺(tái)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。
（二）實(shí)施學(xué)生雙導(dǎo)師制
全面推進(jìn)學(xué)生雙導(dǎo)師制是確保創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師組成課程小組，共同確定課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教材及承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，使專業(yè)理論課程與行業(yè)實(shí)際需求緊密結(jié)合。
（三）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)課程采用自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)大綱的規(guī)范下完成實(shí)驗(yàn)要求，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。在國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目、江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目和江南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等資助下，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的全參與和全覆蓋，指導(dǎo)教師從選題開始就應(yīng)該注重基礎(chǔ)理論知識(shí)在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。
（四）強(qiáng)化學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是學(xué)生畢業(yè)離校前最后一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此可以從課題的選擇、采取的技術(shù)路線、擬采用的研究方法和達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)等方面進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生所學(xué)知識(shí)與理論的應(yīng)用，提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。同時(shí)，輕化工程專業(yè)的畢業(yè)生中從事與高分子相關(guān)行業(yè)的人數(shù)眾多，學(xué)科交叉特色鮮明，為學(xué)生的出國深造、攻讀研究生和就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的高分子基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
根據(jù)國內(nèi)外行業(yè)需求和自身特色，通過教學(xué)改革與實(shí)踐，圍繞復(fù)合型、創(chuàng)新型染整專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、科學(xué)素養(yǎng)與人文情懷相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，注重理論知識(shí)的傳授與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相結(jié)合，全面提高和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：防水設(shè)計(jì)；防水材料；細(xì)部構(gòu)造
Abstract: building leakage (especially roof) is a common building quality "disease", one of the law at present, there is no cure. Through to the waterproof material selection, waterproof design, waterproof construction management and use of the maintenance briefly, in order to achieve leakage phenomenon of building the change.
Keywords: waterproof design; Waterproof materials; Detail structure
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1.引言
據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國城市建筑的滲漏率平均高達(dá)70％，新建房屋兩年內(nèi)出現(xiàn)滲漏的比例平均為57％，而世界先進(jìn)國家的滲漏率只有5％，法國的滲漏率只有千分之幾，由此看來，我國的防滲漏技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比還存在很大的差距。我國每年用于維修的費(fèi)用達(dá)幾十億，房屋滲漏已成為建筑工程的通病，嚴(yán)重影響到人們的正常生產(chǎn)和生活。屋面防水是屬于一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到材料選擇、體系構(gòu)造設(shè)計(jì)、施工工藝措施、保護(hù)管理等方面的密切配合，材料是基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)是前提，施工是關(guān)鍵，管理是保證。其質(zhì)量直接關(guān)系到房屋的使用功能，生活質(zhì)量和人居環(huán)境，如何制定有效的防水措施，徹底治理滲漏，保證房屋建筑的使用功能，已成為建筑業(yè)刻不容緩的大事。本文主要從防水等級(jí)，防水材料，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)三方面來闡述屋面防水問題。
2.選擇合理的防水等級(jí)及屋面防水材料
根據(jù)國家規(guī)范要求，屋面防水等級(jí)分為四級(jí)，使用年限和設(shè)防要求分別為：一級(jí)25年，三道或三道以上防水設(shè)防，二級(jí)15年，二道防水設(shè)防，三級(jí)10年，一道防水設(shè)防，四級(jí)5年，一道防水設(shè)防。根據(jù)建筑物類別選擇好等級(jí)是很必要的。
屋面工程所采用的防水材料應(yīng)有材料質(zhì)量證明文件，并經(jīng)指定質(zhì)量檢測部門認(rèn)證，確保其質(zhì)量符合《屋面工程技術(shù)規(guī)范》(GB50207--94)或國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。材料進(jìn)入施工現(xiàn)場后，施工單位應(yīng)按規(guī)定取樣復(fù)檢，經(jīng)復(fù)檢合格，提出復(fù)檢試驗(yàn)報(bào)告方可在防水工程中應(yīng)用，嚴(yán)禁在工程中使用不合格的防水材料．
防水材料選擇應(yīng)滿足主要物理性能指標(biāo)的要求，考慮施工的環(huán)境條件和工藝的可操作性、相容性，廢棄后可以回收再用的高性能、多功能復(fù)合防水材料，它可以分為剛性和柔性兩種防水材料。
2.1柔性防水材料
柔性防水材料有一定的延伸性和適應(yīng)變形能力，如高聚物改性瀝青防水卷材、合成高分子防水卷材、合成高分子防水涂料等。
2.1.1改性瀝青防水卷材
改性瀝青防水卷材是在原有的瀝青卷材的基礎(chǔ)上加以技術(shù)處理，以形成經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的新型防水材料。主要有SBS彈性體改性瀝青和APP改性瀝青防水材料兩種。SBS彈性體改性瀝青防水材料是以聚脂纖維等為胎體，以SBS橡膠改性瀝青為面層，兩面覆以隔離材料或表面粘連塑料薄膜而制成的建筑防水材料(簡稱SBS卷材)，具有防水性能好，延伸率高、耐低溫、使用壽命長、施工方便等特點(diǎn)。APP的構(gòu)造及使用性能與SBS卷材基本相同，只是以無規(guī)聚丙烯（APP）等為瀝青的改性材料形成的，也是目前使用較多的防水卷材之一。
2.1.2高分子卷材
高分子卷材以橡膠和樹脂為主體制成，具有彈性好、使用壽命長、易施工、質(zhì)量輕、污染性低等優(yōu)點(diǎn)。近些年來建筑上常用的防水材料有三元乙丙橡膠卷材、聚氯乙烯(PVC)防水卷材防水卷材等系列產(chǎn)品。它們?cè)瓌t上都是塑料或橡膠經(jīng)過改性，或兩者復(fù)合以及多種材料復(fù)合，得到滿足防水的制品。目前，科技含量較高的超高分子聚氯乙烯(uHMwPvc)改性氯化聚乙烯(C P E)防水卷材已經(jīng)問世。其強(qiáng)度、耐老化、耐高低溫等綜合性指標(biāo)均超過高分子材料。高分子或超高分子卷材防水主要取決于卷材和粘結(jié)劑質(zhì)量和相應(yīng)的施工工藝，且價(jià)格較貴，給推廣帶來一定的難度。
2.1.3合成高分子防水涂料
防水涂料具有對(duì)形狀復(fù)雜、變截面以及設(shè)施較多的屋面，容易施工并能形成連續(xù)、彈性、無縫、整體防水層的特點(diǎn)。
2.2剛性防水材料
剛性防水材料有細(xì)石防水混凝土、金屬板、各種瓦材等抗拉強(qiáng)度低等材料。其中以細(xì)石防水混凝土為主要?jiǎng)傂苑浪牧稀?/p>
細(xì)石混凝圭雖具有憎水性和密實(shí)性。但不足以防水。由于水中多余水的蒸發(fā)形成了許多空隙和毛細(xì)管網(wǎng)造成滲漏，細(xì)石混凝士只有通過增加防水劑、采用微膨脹和嚴(yán)格控制水灰比、加強(qiáng)振搗以提高密實(shí)性才能作為屋面的剛性防水層。為適應(yīng)剮性防水層變形，需要配制鋼筋網(wǎng)片。剛性防水層的主要優(yōu)點(diǎn)是施工方便、節(jié)約材料、造價(jià)經(jīng)濟(jì)和維修方便。但由于混凝土溫度收縮裂縫，以及較多的節(jié)點(diǎn)，這些都構(gòu)成了滲漏的隱患。
3.屋面防水設(shè)計(jì)及細(xì)部構(gòu)造
屋面防水工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是節(jié)點(diǎn)密封構(gòu)造處理，據(jù)統(tǒng)計(jì)，節(jié)點(diǎn)細(xì)部滲漏占屋面防水層滲漏總數(shù)的70％，節(jié)點(diǎn)細(xì)部是屋面結(jié)構(gòu)變形、溫差變形、干縮變形的薄弱環(huán)節(jié)，且節(jié)點(diǎn)部位表面復(fù)雜，工作環(huán)境差，易變形破壞，造成節(jié)點(diǎn)細(xì)部施工難度大。而女兒墻、穿屋面管道和水落口的節(jié)點(diǎn)防水是屋面防水工程設(shè)計(jì)重中之重。
3．1女兒墻
女兒墻的防水施工要做好下部的附加層，鋪貼立墻卷材要滿貼，涂刮要均勻，壓實(shí)應(yīng)一致，將下面的空氣全部排走。水泥砂漿，塊體材料或細(xì)石砼保護(hù)層與女兒墻之間應(yīng)予留寬度為30mm的縫隙，并用密封材料嵌填嚴(yán)實(shí)。另外找 坡層的排氣設(shè)計(jì)對(duì)屋面的防水起著非常重要的作用，現(xiàn)在國內(nèi)的找坡層設(shè)計(jì)上較多采用水泥珍珠巖材料，由于整個(gè)防水工程一般施工較長，施工期間難免遭遇下雨，而珍珠巖一旦遇水就會(huì)粘合成塊產(chǎn)生較多的孔隙，這些孔隙會(huì)將水分藏匿其中，施工后遇熱將導(dǎo)致水汽膨脹，使整個(gè)覆蓋層上拱開裂，甚至可達(dá)4cm的上拱高度，這種
上拱作用不僅導(dǎo)致找平層開裂，也連帶破壞了防水系統(tǒng)的完整性。所以在找坡層設(shè)的分格縫可兼作排氣道，排氣道宜縱橫設(shè)置間距為6m，犀面面積每36m宜設(shè)一個(gè)排氣孔。排氣孔的設(shè)置避免因水汽造成的收縮、溫度變化等原因形成裂縫而引起滲漏。
3．2穿屋面管道節(jié)點(diǎn)防水
穿屋面管道防水也是防水的重點(diǎn)，凡管道穿屋面時(shí)，在澆屋面板混凝土?xí)r必須先予埋鋼套管，套管上焊上止水環(huán)，在立管上再套上一截套管做滴水線同時(shí)把卷材或鍍鋅鐵皮收頭于套管內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)須在管道四周與混凝土間留有凹槽，一般20 X20(mm)，填嵌密封材料，并將管根部墊高，做成1／10排水坡，以利排水，然后做防水層，伸出屋面防水層管道還要求防水層與管道弊扎牢固，再以密封膏密封，地下室、蓄水池和衛(wèi)生間采用套管防水處理，即澆灌混凝土?xí)r先預(yù)埋套管，并焊有幾道止水片，當(dāng)管道通過套管后，兩端用密封材料填嵌。
3.3水落口節(jié)點(diǎn)防水
水落口是屋面排水的總出口，若處理不規(guī)范極易造成堵塞而溢水或沿水落口漏水。其設(shè)計(jì)要選擇與防水材料相適應(yīng)的水落口配件及水落口管徑，在水落口與基層交接處留有凹槽，密封材料嵌固，對(duì)水落口的標(biāo)高與坡度要合理確定，一般水落口四周500ram范圍內(nèi)排水坡度不小于5％，防水材料選用涂料宜做成無接縫的整體涂膜，并鋪設(shè)附加層和防水層。
4.屋面防水施工要求
4.1對(duì)屋面施工前的技術(shù)準(zhǔn)備
屋面工程施工前，施工單位應(yīng)組織技術(shù)管理人員會(huì)審屋面工程圖紙，掌握施工圖中的細(xì)部構(gòu)造及有關(guān)技術(shù)要求并根據(jù)工程的實(shí)際情況編制屋面工程的施工方案或技術(shù)措施。
4.2適應(yīng)新型防水施工技術(shù)發(fā)展
防水施工工藝的發(fā)展是現(xiàn)代新型建筑防水技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志之⋯。各種新型防水材料如改性瀝青、熱溶油氈、玻纖胎和化纖胎油氈、高分子材料等的出現(xiàn)，需要有與之相配套的施工方法。與防水卷材相對(duì)應(yīng)的施工方法的研究與發(fā)展迅速得到各國重視。如防水卷材施工工藝由傳統(tǒng)的熱粘貼發(fā)展到冷粘貼、熱溶粘貼、熱風(fēng)焊接、自粘法、壓埋法和機(jī)械固定法；粘貼方法除滿貼外，出現(xiàn)了空鋪、占粘、條粘等方法。防水涂料施工出現(xiàn)了冷刷涂、噴涂等工藝。這些施工方法經(jīng)不斷完善而形成―套完整的施工技術(shù)體系，大大提高了建筑物的防水性能和防水層的耐久年限。
4.3加強(qiáng)建筑防水施工管理
另外，加強(qiáng)施工期問的質(zhì)量監(jiān)督和做好完工后的定期維護(hù)，也是避免建筑物滲漏的關(guān)鍵所在。如是否按設(shè)計(jì)、規(guī)范要求施工，卷材接縫是否合格等，要由建設(shè)單位管住管好。諸如構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的處理，要精心細(xì)致。保證不留隱患。工程完工交付使用后，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)屋面排水溝要經(jīng)常疏通，以免堵塞產(chǎn)生積虎，導(dǎo)致局部節(jié)點(diǎn)滲漏。
4.4防水層施工質(zhì)量的控制
(1)防水層施工前，必須將基層上的塵土、砂粒、碎石，雜物、油污及砂漿疙瘩清除干凈，在施工過程中還應(yīng)隨時(shí)清掃。
(2)防水層施工順序：當(dāng)有高低跨時(shí)，應(yīng)按。先高后低”的原則，在同一跨中應(yīng)按“先遠(yuǎn)后近”的原則，從最低標(biāo)高處開始。
(3)防水卷材鋪貼方向要按坡度大小確定。上下層及相鄰兩幅卷材搭接應(yīng)錯(cuò)開；卷材搭接方法，寬度應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定，鋪貼卷材時(shí)，不得污染檐口的外側(cè)和墻面。
(4)各種卷材和不同工藝的卷材搭接寬度不應(yīng)小于規(guī)范值。
5結(jié)語
綜上所述，高質(zhì)量的屋面防水，應(yīng)設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的防水工程方案，施工中嚴(yán)格執(zhí)行屋面防水規(guī)范要求，認(rèn)真處理細(xì)部構(gòu)造，采用相應(yīng)的屋面裂縫控制措施，才能徹底解決屋面滲漏問題，形成有效的防水體系。
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