高分子材料的力學(xué)性能精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱填料；熱導(dǎo)率；絕緣高分子材料；應(yīng)用

填充型導(dǎo)熱絕緣高分子材料通常就是在普通的絕緣高分子材料當(dāng)中加入適量的導(dǎo)熱填料，借助導(dǎo)熱填料之間相互的作用在體系當(dāng)中會形成與網(wǎng)狀或者是鏈狀導(dǎo)熱網(wǎng)對其導(dǎo)熱的性能進行有效的改進和完善，這種材料在材料合成和加工的過程中會改變分子和鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，從而獲得導(dǎo)熱分子結(jié)構(gòu)，當(dāng)前，國外的高導(dǎo)熱絕緣高分子下料主要是填充型的材料，能夠有效的提高絕緣系統(tǒng)自身的導(dǎo)熱性能。

1 氮化物填料極其應(yīng)用分析

氮化物填料中主要由氮化鋁、氮化硼和氮化硅等物質(zhì)，這種物質(zhì)自身具有非常高的導(dǎo)熱率，同時，其還具備非常強的點絕緣性能，和耐高溫的特性，所以這種材料也得到了十分廣泛的應(yīng)用。氮化鋁通常是以四面體為單位結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的共價鍵化合物，其自身具備六方晶體，此外在導(dǎo)熱系數(shù)方面也相對較高，是一種白色或者是灰白色的晶體，這種材料本身具有非常好的力學(xué)性能，介電性能下降也不是非常的明顯，此外氮化鋁在吸潮之后會和水發(fā)生分解反應(yīng)，水解所產(chǎn)生的氫氧化鋁會使得導(dǎo)熱通路出現(xiàn)中斷的問題，這樣也就對聲子的傳遞構(gòu)成了一定不利的影響，所以產(chǎn)品自身的導(dǎo)熱率比較低。如果只是采用氮化鋁完成填充過程，就能夠體現(xiàn)出非常高的導(dǎo)熱率，但是體系粘度會呈顯著的上升的趨勢，這樣一來也對其推廣和應(yīng)用產(chǎn)生了較為不利的影響。

氮化硼在結(jié)構(gòu)上是一種六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)，其在結(jié)構(gòu)上和石墨有著非常強的相似度，熱膨脹系數(shù)也不是很高，熱穩(wěn)定性很好，但是其在價格上也相對比較高，雖然熱導(dǎo)率比較高，填充之后粘度會在短時間之內(nèi)上升，這樣也對材料的應(yīng)用構(gòu)成了一定不利的影響。

氮化硅通常就是采用人工合成的方式將硅和氮元素組合到一起的新型材料，這種材料主要有α和β兩種類型的晶體，都是六方晶體的形式，因為α-Si3N4的晶體顆粒當(dāng)中含有晶格應(yīng)力，自由能比β相更高，因此在穩(wěn)定性上并不是很好，β-Si3N4結(jié)構(gòu)當(dāng)中不蹲在晶格應(yīng)力，所以用這種物質(zhì)當(dāng)作填充材料能夠形成顆粒網(wǎng)絡(luò)，這樣也就使得熱導(dǎo)率有了十分顯著的提升，在這樣的情況下，其也具備非常好的力學(xué)性能，在生產(chǎn)的過程中βSi3N4應(yīng)用更為廣泛。研究人員將納米氮化硅為熱導(dǎo)材料來制作充硅橡膠。制成的橡膠具有非常好的熱導(dǎo)性能、物理性能和加工的性能。

2 氧化物填料應(yīng)用分析

氧化物填料比較常見的有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅等物質(zhì)。在實際的應(yīng)用中，其具有非常好的導(dǎo)熱能力，電熱絕緣的性能也得到了非常顯著的改善，氧化物填料主要是采用與氮化物填料相結(jié)合的方式來完成絕緣高分子材料的填充處理，這樣就可以十分有效的提升材料自身的導(dǎo)熱效率，確保電性能具有非常強的穩(wěn)定性，從而是的生產(chǎn)的成本降到最低的水平。

針狀的氧化鋁在價格上存在著非常大的優(yōu)勢，但是其填充量不不是很大，在液體硅膠當(dāng)中，普通的針狀氧化鋁最大的填充量是300份，所以產(chǎn)品的導(dǎo)熱效率會受到一定的限制，球形的氧化鋁填充量非常大沒在液體硅膠當(dāng)中，其填充量能夠達到600-800份，同時其所得到的產(chǎn)品價格要比其他的方式更高。在研究中發(fā)現(xiàn)，采用氧化鋁當(dāng)作導(dǎo)熱填充料對環(huán)氧樹脂進行填充，其填充量達到9成的時候，其所制得的多層線路印制板熱導(dǎo)率非常高。

氧化鎂的價格低，在空氣中易吸潮，增粘性較強，不能大量填充，且耐酸性差，很容易被酸腐蝕，限制了其在酸性環(huán)境中的應(yīng)用。研究人員以MgO（40-325目）為導(dǎo)熱填料共混填充聚苯硫醚（PPS），發(fā)現(xiàn)MgO填充量為80%時，PPS復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達到3.4W/（m?K），并保持較好的力學(xué)性能和電絕緣性能。

氧化鋅的粒徑及均勻性很好，適合生產(chǎn)導(dǎo)熱硅脂，但其熱導(dǎo)率偏低，不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品；質(zhì)輕，增粘性較強，也不適合灌封。

3 碳化物填料及其應(yīng)用

碳化物填料主要是碳化硅和碳化硼填料。碳化硅（SiC）是一種共價鍵很強的化合物，常見的有六方晶系的α-SiC和立方晶系的β-SiC，類似金剛石結(jié)構(gòu)。碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等特性，同時具有熱導(dǎo)率高、抗氧化、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在微電子工業(yè)中常用于封裝材料中。但是碳化硅在合成過程中產(chǎn)生的碳和石墨難以去除，導(dǎo)致產(chǎn)品純度較低，電導(dǎo)率高，限制了其在絕緣性能要求高的材料中的應(yīng)用；而且其密度大，在有機硅類膠中易沉淀分層。

研究人員以SiC為導(dǎo)熱填料來填充環(huán)氧，發(fā)現(xiàn)納米SiC能夠促進環(huán)氧樹脂的固化，SiC粒子更易在樹脂體系內(nèi)部形成導(dǎo)熱通路或者導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，減少環(huán)氧樹脂內(nèi)部空隙率，提高了材料的力學(xué)及導(dǎo)熱性能。碳化硼（B4C）是一種耐火材料和超硬材料，熱導(dǎo)率很高，但價格昂貴，在絕緣高分子材料中應(yīng)用不是很廣泛。還有一些研究人員以碳化硼為導(dǎo)熱填料來填充天然橡膠材料，發(fā)現(xiàn)碳化硼的加入可以提高天然橡膠的熱擴散系數(shù)，且天然橡膠的熱擴散系數(shù)經(jīng)過老化后也有所提高。

4 混雜填料的應(yīng)用

將不同種類的填料按一定比例配合使用，可以充分發(fā)揮單一填料的特點，由于混雜效應(yīng)，不但可以提高熱導(dǎo)率，還可降低成本。研究人員將BN、AlN、MgO按照3∶2∶5的比例混合，再與聚醚酮、聚酰亞胺的二甲基甲酰胺溶液共混，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模塑物具有較高的導(dǎo)熱性能。還有研究人員用不飽和聚酯、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合加工制備成滿足電器.外殼使用要求的導(dǎo)熱高分子材料，其熱導(dǎo)率可提高到1.13W/（mK），且其力學(xué)性能也較好。研究人員將不飽和聚醋、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、MgO，CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合，制得材料的熱導(dǎo)率為1.13W/（mK），可用于電器設(shè)備和儀器外殼。

在導(dǎo)熱絕緣高分子材料的成型過程中，溫度、壓力、時間等因素會影響體系的綜合性能，因此需選擇合適的工藝方法，使導(dǎo)熱絕緣高分子材料的綜合性能最優(yōu)化。

結(jié)束語

當(dāng)前我國的機械、電子和電氣等領(lǐng)域都得到了高度的發(fā)展，這樣一來也就給導(dǎo)熱絕緣高分子材料提出了更為嚴格的要求，熱導(dǎo)率高同時在綜合性能上也有著上佳表現(xiàn)的導(dǎo)熱絕緣高分子材料是未來發(fā)展的一個重要的趨勢，這類材料的應(yīng)用會使得我國的很多領(lǐng)域有更好的發(fā)展前景。

參考文獻

第2篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞：聚苯胺 復(fù)合材料 合成方法

The Synthesis Of Polyaniline Composite Materials

LiushengCaoming

(College of Chemical Engineering and Energy; Zhengzhou University，Zhengzhou Henan China 450001)

Abstract:In recent years,polyaniline has attracted much attention because of its excellent properties. The study on its synthesis and doped mechanism is always one of the major research contents of polyanline.In this paper, the synthesis methods of polyanline composite materials are reviewed

Keywords:polyanlineComposite materialsSynthesis methods

一、引言

半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器是目前主要的商業(yè)化的氣體傳感器，但在應(yīng)用中存在選擇性差、操作溫度高、穩(wěn)定性也不令人滿意等問題。而以聚苯胺（PANI）為代表的導(dǎo)電高分子氣敏材料由于價廉易得、合成和制膜工藝簡單且可在常溫下工作等優(yōu)點，已成為研究的熱點。但是純的聚苯胺氣敏材料存在選擇性性差、靈敏度低以及穩(wěn)定性欠佳等缺點，并且聚苯胺為共軛的剛性鏈結(jié)構(gòu)，在有機溶劑中溶解度低、成膜性能差，不易加工成型從而阻礙了它作為氣敏材料在實際中的應(yīng)用。所以，為了克服純聚苯胺的缺點，通過選擇合適的通用高分子材料與聚苯胺復(fù)合，提高其靈敏度和選擇性；改善材料的加工成膜性能；同時使之具有很好的穩(wěn)定性，從而能夠更廣泛地應(yīng)用于氣體傳感器中。

二、聚苯胺復(fù)合材料的合成

復(fù)合材料的合成方法大致可分為：共聚法、共混法、“現(xiàn)場”吸附聚合法以及電化學(xué)合成法四種。

1.共聚法

該法是合成包含導(dǎo)電共軛鏈段的接枝或嵌段共聚物，也是獲得可溶性導(dǎo)電高分子的一種方法。這種共聚物在溶液中因界面活性能夠形成膠束，導(dǎo)電鏈段（硬段）處于核心，其含量多少決定共聚物在溶液中的凝聚性。用共聚改性的方法雖然可以在一定程度上改善聚苯胺的力學(xué)性能和加工性能，但同時使聚合物的導(dǎo)電性能下降，改善的效果并不明顯，報道的研究成果也較少。

2.共混法

共混法又可以溶液共混法、機械共混法和乳液共混法三種。

2.1溶液共混法

溶液共混法有兩種實施方法：（1）通過選用恰當(dāng)?shù)墓δ苜|(zhì)子酸，使摻雜PANI與聚合物共溶于特定的有機溶劑中，通過溶液共混方法制備聚苯胺導(dǎo)電材料，其關(guān)鍵是摻雜劑和溶劑的選擇。（2）將本征態(tài)聚苯胺和聚合物分別溶于有機溶劑中，按一定比例混合澆鑄，得到本征態(tài)聚苯胺/聚合物薄膜，再將此薄膜浸于酸溶液中摻雜，從而得到導(dǎo)電復(fù)合膜。

在第一種方案中導(dǎo)電性能的摻雜劑功能質(zhì)子酸中的功能基團、基體聚合物、溶劑、加工方法和所得共混材料的相結(jié)構(gòu)的影響。第二種實施方法在酸溶液摻雜過程中，摻雜介質(zhì)對摻雜效率有明顯的影響。

溶液共混法分散均勻、使用方便、能夠制得電導(dǎo)率較透明材料。但是導(dǎo)電聚苯胺在常用有機溶劑中溶解度小，需要耗費大量有機溶劑，容易造成環(huán)境污染。

2.2機械熔融共混法

機械共混法是制備聚合物共混材料的常用方法。將導(dǎo)電聚苯胺與基體聚合物同時放入混煉設(shè)備中，在熔融溫度下進行混煉，即可得到聚苯胺/聚合物導(dǎo)電共混材料。

機械熔融加工法既可以把導(dǎo)電聚合物粒子分散于熱塑性材料中，充分利用熱塑性聚合物的加工特性，也可以用涂覆有導(dǎo)電聚合物的熱塑性材料顆粒熱壓加工?；w聚合物、摻雜劑、溫度和加工方法的選擇，都會影響所得導(dǎo)電材料的性能。

2.3乳液共混法

乳液共混法有兩種實施方法：一種是原位乳液聚合法，即用溶劑將聚合物樹脂溶解后，加入表面活性劑制成乳液，再進行苯胺的聚合;另一種是兩步法，即先制備PANI膠乳，再與基體聚合物的溶液或乳液共混。

兩步法中，PANI膠乳的穩(wěn)定是技術(shù)的關(guān)鍵，只有在穩(wěn)定的膠乳體系中，才可以獲得性能均一的共混材料。目前多是采用PANI-DBSA膠乳體系，膠乳中PANI粒徑是納米級的，在適當(dāng)?shù)腄BSA存在下，膠乳體系是穩(wěn)定的，其分散程度和穩(wěn)定程度，隨DBSA含量的增加而增加。其中一些DBSA是摻雜劑，過量的DBSA則充當(dāng)表面活性劑。來保持體系穩(wěn)定。甚至當(dāng)PANI乳液與聚合物的溶液或乳液混合后，無須添加任何添加劑，所得分散體系也是穩(wěn)定的。

乳液聚合對聚苯胺溶解性的改善得益于聚合過程中使用的乳化劑，乳化劑往往是大分子功能質(zhì)子酸，不僅具有乳化作用，而且對生成的聚苯胺分子能進行有效的摻雜，起到模板或立體穩(wěn)定劑的作用。

3.“現(xiàn)場”吸附聚合法

該方法是將苯胺單體吸附在非導(dǎo)電聚合物基材上，通過引發(fā)聚合苯胺單體在基材表面形成導(dǎo)電薄膜，從而獲得功能性聚苯胺復(fù)合材料。例如，將纖維、紡織品、塑料等基材浸在新配制的過硫酸銨與苯胺的酸性水溶液混合物中，使苯胺在基材的表面發(fā)生氧化聚合反應(yīng)，聚苯胺可均勻地“沉積”在基材表面，形成良好的致密膜，以制成導(dǎo)電材料。

復(fù)合材料的力學(xué)性能以及熱力學(xué)性能主要由基材性能決定，這就為根據(jù)實際需要合成出具有不同熱、力學(xué)性能的聚苯胺復(fù)合材料提供了可能。

4.電化學(xué)合成法

電化學(xué)方法通常用來制備膜制品。其方式有兩種：一種是二段法，即在電解質(zhì)溶液中，在預(yù)先覆有絕緣高分子膜的電極上電解聚苯胺單體。第二種是一段法，即將聚苯胺單體、支撐高分子一起溶于電解液中，一次電解得到所需復(fù)合膜。用電化學(xué)制備復(fù)合膜，不僅可以避免使用強烈的氧化劑和有害的摻雜劑，而且可以控制其膜結(jié)構(gòu)。

三、結(jié)束語

近年來隨著氣體傳感器的廣泛應(yīng)用和氣敏元件性能的需求，聚苯胺已成為一種新興的導(dǎo)電高分子材料而受到廣大科研工作者的青睞。雖然聚苯胺的基礎(chǔ)研究和摻雜機理的研究已經(jīng)取得一定的成果，但是仍有很多問題亟待解決：聚苯胺的復(fù)合機制、導(dǎo)電機制以及進一步提高聚苯胺的性能。所以對聚苯胺這個新興的導(dǎo)電高分子材料，仍需科研工作者投入大量精力去研究！

參考文獻:

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第3篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；加工；形態(tài)控制

一、引言

高分子材料的性能與大分子的化學(xué)與鏈結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)聯(lián)，且材料形態(tài)也是重要影響因素之一。聚合物氛圍結(jié)晶、取向等幾種形態(tài)，多相聚合物擇優(yōu)擴相形態(tài)。聚合物制品形態(tài)的形成源自于加工中復(fù)雜的溫度場與外力場作用。由此可見，關(guān)于加工過程中高分子材料形態(tài)控制具有重要的研究意義。

二、我國高分子材料加工中形態(tài)控制研究現(xiàn)狀

高分子材料形態(tài)與物理力學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián)十分緊密，這也是高分子材料的重點研究課題。相較于其他材料，高分子材料具有非常復(fù)雜的形態(tài)，具體表現(xiàn)為高分子鏈的拓撲結(jié)構(gòu)、共聚構(gòu)型以及剛?cè)嵝苑浅?fù)雜，在分子設(shè)計與結(jié)構(gòu)調(diào)整中，可以對一些合成方法加以運用；其次，在高分子長鏈結(jié)構(gòu)的影響下，其熔體的粘彈性非常突出；此外，高分子具有非常寬的弛豫時間，就是受到很小的應(yīng)變作用，其產(chǎn)生的非線也會非常強烈。

對于聚合物的成型過程而言，在非等溫場、不同強度的剪切與拉伸場的影響之下，就分子尺度而言，其大分子鏈會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)；就納米與亞微米尺度而言，大分子會有結(jié)晶與取向現(xiàn)象發(fā)生，如此一來就會有超分子結(jié)構(gòu)的形成；而根據(jù)亞微米與微米尺度，多相聚合物會有不同相形態(tài)的形成，甚至?xí)霈F(xiàn)一些缺陷。而這些形態(tài)的影響因素非常廣泛，例如加工中的外場強弱、作用頻率、作用方式以及時間等。然而，現(xiàn)階段關(guān)于這些問題的研究雖然有所深入，但相應(yīng)的理論體系尚未成熟。此外，隨著新聚合物的開發(fā)不斷深入，在高分子材料加工中涌現(xiàn)出越來越多的成型加工方法，顯然這使聚合物加工中的形態(tài)控制成為了一個長期的研究課題，對于高分子物理領(lǐng)域的發(fā)展無疑有著重要的影響。

在我國，關(guān)于新材料的研究起步以跟蹤模仿為主，在知識產(chǎn)權(quán)與創(chuàng)新理論方面有所欠缺，并且基礎(chǔ)研究與技術(shù)推廣的通暢性也有待提升。其次，相關(guān)人員并不重視傳統(tǒng)材料的升級與優(yōu)化，很多高性能材料品種對進口的依賴性依然較強。再者，材料成型與加工設(shè)備也沒有得到應(yīng)有的關(guān)注，與一些發(fā)達國家相比，我國材料研究與整體發(fā)展依然存在諸多不足，顯然這與國民經(jīng)濟與設(shè)備的發(fā)展需求不相適應(yīng)。

聚合物的性能取決于形態(tài)，因此，在高分子材料領(lǐng)域中，聚合物形態(tài)與性能關(guān)系的研究一直以來都受到高度重視，然而在實踐中，我們在二者之間的結(jié)合方面的研究上依然有所欠缺，具體可以從以下幾個方面得到體現(xiàn)：

第一，在剪切速率與剪切應(yīng)力非常低的情況下，聚合物共混物相形態(tài)的演化研究不斷深入，然而在實踐中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范圍內(nèi)，顯而易見，相關(guān)研究成果對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用依然有所欠缺。

第二，基于不同條件的不同特性聚合物，其共混物形態(tài)發(fā)展與演化研究依然是主要研究內(nèi)容，而形態(tài)與性能關(guān)系的研究依然有所欠缺。

第三，在加工過程中，受到部分特殊外場的作用，聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與相形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究有待深入。

截至今日，在聚合物及其復(fù)合物的成型加工中，就算成型設(shè)備與工藝條件屬于常規(guī)，在外場作用下，人們依然沒有徹底了解結(jié)構(gòu)形態(tài)受到的影響，僅僅對一些粗略的定性關(guān)系有所認識，甚至有的推斷還是錯誤的。以雙螺桿擠出過程為例，人們僅對不同螺桿原件組合下外力場作用的不同會改變溫度場，進而對產(chǎn)品產(chǎn)量、外觀與內(nèi)在性能產(chǎn)生影響這一規(guī)律有所了解。然而這一影響的具體方式卻沒有清楚的認識，業(yè)界研究人員也無法制定出定量的指導(dǎo)方案。在管材生產(chǎn)中，不管是落錘沖擊不達標(biāo)，還是縱向收縮產(chǎn)生波動，都沒有搞清楚原因，也無法拿出改進方案，大部分情況下都是憑借經(jīng)驗進行處理。因此，現(xiàn)階段很多成型設(shè)備與工藝控制的效果是否取得理想效果，我們依然難以準(zhǔn)確判定。

一直以來，關(guān)于生產(chǎn)實踐中的問題研究一直沒有得到基礎(chǔ)工作研究人員的關(guān)注。在成型設(shè)備與工藝技術(shù)的研究與開發(fā)中，相關(guān)規(guī)劃也缺乏系統(tǒng)性?，F(xiàn)階段，我國塑料制品年產(chǎn)量超過了2200萬噸，塑料機械工業(yè)取得了迅猛發(fā)展。然而在很多企業(yè)生產(chǎn)實踐中，整個效率與質(zhì)量依然有待提升，產(chǎn)生的能耗也沒有得到有效控制。鑒于此，高分子材料成型加工將會成為未來高分子材料領(lǐng)域的研究重點，必須將側(cè)重點放在高分子材料制品的研究上來，而不是過分的關(guān)注材料這一因素，只有如此，才能夠提高高分子材料志制品質(zhì)量。

三、高分子材料加工中形態(tài)控制的研究趨勢

第一，基于常規(guī)的成型設(shè)備條件，聚合物及其復(fù)合物典型制品成型或型材生產(chǎn)在成型加工時，在設(shè)備與工藝條件改變的情況下，其形成的外場會有所差異，進而發(fā)生相應(yīng)變化，例如塑化、結(jié)晶、賦型以及流動等，這些變化會改變制品形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及性能。

第二，極端的加工條件極端會改變聚合物及其復(fù)合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，例如結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體大小等，在這類條件下，還需要盡可能對大尺寸高分子晶體的制備進行探究。

第三，在對新外場條件的分析、推斷以及設(shè)定之下，通過對聚合物及其復(fù)合物結(jié)構(gòu)形態(tài)與性能受到的影響研究，才能夠圍繞新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制備進行探索，進而實現(xiàn)高分子材料性能的改善，并將節(jié)能性、經(jīng)濟性等方面的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

四、結(jié)束語

總而言之，在未來工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展中，高分子材料的應(yīng)用具有重要意義，而高分子材料加工中的形態(tài)控制則成為發(fā)展高分子技術(shù)的關(guān)鍵。作為相關(guān)研究人員，必須結(jié)合高分子材料加工中的形態(tài)控制研究與實踐中存在的問題，采取相應(yīng)的改進與優(yōu)化對策，提高高分子加工整體水平，如此才能夠從真正意義上推動我國高分子材料加工領(lǐng)域的進步。

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第4篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

【關(guān)鍵詞】高分子材料；廢舊塑料；建筑材料；回收應(yīng)用

以塑料、纖維、橡膠為主體的高分子材料在我們的生活當(dāng)中隨處可見，高分子材料與我們的生活息息相關(guān)，我們的生活與高分子聯(lián)系也越來越緊密。隨著社會和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及人們消費習(xí)慣的改變，人們使用的高分子材料數(shù)量也迅速增加，由于通常高分子材料的使用壽命比較短，所以廢舊高分子材料的數(shù)量也大量增加。由于大量的廢舊高分子材料不能在大自然中自然降解，已經(jīng)成為環(huán)境污染的一個重要來源。

日常生活中用量最大的熱塑性高聚物聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等樹脂制品的消費量達1135萬t/年。據(jù)調(diào)查，每年產(chǎn)生廢棄物數(shù)量巨大，美國1800萬t，日本488萬t，西歐1140萬t，我國也有90萬t。

目前，廢舊高分子材料的處理方式主要是焚燒、填埋以及回收再利用?；厥昭h(huán)利用高分子材料主要有兩種，一是物理循環(huán)技術(shù)，物理回收循環(huán)利用技術(shù)主要是指簡單再生利用和復(fù)合再生利用，回收廢舊塑料制品經(jīng)過分類、清洗、破碎、造粒進行成型加工。這類再生利用的工藝路線比較簡單，生產(chǎn)量巨大，但再生制品的性能欠佳，一般制作檔次較低的塑料制品。二是化學(xué)循環(huán)利用，通過對回收的高分子廢舊材料的化學(xué)改性，生產(chǎn)達到同類或異類使用要求的產(chǎn)品。化學(xué)循環(huán)再生材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，投資高，產(chǎn)品改性徹底，但產(chǎn)量低，對回收高分子材料要求也高。

我國處理廢棄的高分子材料的技術(shù)還是比較落后，大部分只是較簡單地單純再生及復(fù)合再生。大批量的廢棄高分子材料都變成為垃圾，大量的廢舊高分子材料已經(jīng)嚴重影響了我們的日常生活如：分散在土壤中塑料地膜，易使土質(zhì)板結(jié)，影響農(nóng)作物對氧、空氣、水分、光的吸收；地面上飛散的薄膜碎片易引起火災(zāi)、污染環(huán)境；部分廢舊高分子材料在降解中釋放對人體有害的氣體及毒素。如何處理這些廢舊的塑料、纖維、橡膠等已經(jīng)成為一個日益迫切的環(huán)境和經(jīng)濟問題。

在我國，高分子材料使用量大，生產(chǎn)量也大，當(dāng)然廢舊高分子材料數(shù)量也巨大。建筑材料在我國的使用量巨大，如果這方面技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用得當(dāng)，那么將是改善我國在高分子材料處理問題上的一條重要途徑。

據(jù)統(tǒng)計，美國在20世紀(jì)末廢舊塑料回收率達35%以上，廢舊塑料品種的比例約為：包裝制品占50%，建筑材料占18%，消費品占11%，汽車配件占5%，電子電氣制品占3%。我國廢舊塑料的回收率在20%左右，建筑材料占的比例更小。我國廢舊塑料在建筑材料中的開發(fā)利用技術(shù)水平還比較低，還有廣闊前景。

隨著國家有關(guān)禁止使用粘土磚禁令的公布，開發(fā)使用新型墻體材料已經(jīng)成為一種必然趨勢，同時回收利用廢舊高分子材料技術(shù)的發(fā)展，為廢舊高分子材料復(fù)合成新型墻體材料提供了強有力的支持。目前已有許多這類技術(shù)發(fā)展相當(dāng)成熟，并用于實際的生產(chǎn)當(dāng)中。

英國威爾士Affresol公司開發(fā)出一種建造低碳住房（如下圖）工藝，采用包裝物廢棄料和加工廢料等再生廢舊塑料及礦產(chǎn)品作為原材料，而且價格合理。每一座房屋約消耗18噸本應(yīng)進行填埋的材料。

第一座這樣的積木式房屋已被英國一家室內(nèi)供暖和熱水系統(tǒng)生產(chǎn)商伍斯特博世公司訂購，房屋座落于英國伍斯特郡Warndon的工廠內(nèi)。伍斯特博世公司向Affresol公司提供利用再生加熱器回收的廢舊塑料，將保證伍斯特博世公司實現(xiàn)零廢料排放的計劃。

（1）玻璃與塑料復(fù)合而成的樣品磚

由塑料，玻璃復(fù)合而成的樣品磚已經(jīng)研制出來，在國外已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用。其中塑料組分包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯以及ABS，相同的粒徑形態(tài)，較窄的尺寸范圍和尺寸分布與近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料復(fù)合材料，其中玻璃的質(zhì)量百分比根據(jù)不同的性能要求可為15%、，30%、45%。這種材料能在235℃模壓成標(biāo)準(zhǔn)的粘土磚形狀。當(dāng)溫度在20～50℃范圍變化時，經(jīng)過抗壓實驗，發(fā)現(xiàn)其斷裂應(yīng)力是普通粘土磚的兩倍多。制備這種試樣時所要求的塑料不需要區(qū)分熱塑性和熱固性，因此它的原料來源相當(dāng)廣泛。

（2）廢舊塑料PVC做建筑線槽

在建筑施工中常使用玻璃條、有機玻璃條、橡膠、塑料條作為房屋施工用的分割線條和避水線條。這些材料的共同缺點是價格高，合肥華風(fēng)改性塑料公司，使用塑料改性新配方，新技術(shù)開發(fā)出一系列用于建筑建材行業(yè)的改性廢塑PVC線槽。不僅質(zhì)量好，工人使用方便，產(chǎn)品有不同規(guī)格型號，更重要的是這種材料價格大幅度下降。

其工藝流程：

（3）利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的張志梅等研究了利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦的工藝方法和條件，用廢舊塑料粉煤灰制成的建筑用瓦在性能上，完全可以滿足普通建筑的要求。這種建筑用瓦的研制成功，不僅可以降低成本，還是消除“白色污染”的一種積極方法。

其工藝流程：

（4）利用廢泡沫生產(chǎn)新型保溫磚

青島裕泰化工科技有限公司利用廢泡沫具有優(yōu)良的保溫性能的特點，廢物利用，再采用價格低來源廣的化工原料，將廢泡沫二次成形，研究成功了造價低廉、防火性好、保溫性能優(yōu)良的新型保溫磚。

經(jīng)測試，這種新型保溫磚導(dǎo)熱系數(shù)小于0.06W/m.K，優(yōu)于0.09W/m.K的國家標(biāo)準(zhǔn)，含水率小于8%，密度小于225kg/m3，抗壓強度大于0.21MPa，且耐候性強，適合國內(nèi)不同氣候的各地區(qū)使用，取代傳統(tǒng)珍珠巖或煤渣等保溫材料。

（5）廢棄聚酯做改性水泥砂漿

聚合物改性水泥砂漿（以下簡稱PMC）在耐腐蝕性能、固化時間及某些力學(xué)性能方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)硅酸鹽水泥砂漿。在許多情況下，聚合物的獨特性質(zhì)使其在混凝土結(jié)構(gòu)修補與保護中起到傳統(tǒng)材料無法替代的作用，既可節(jié)省大量建筑物修補資金，又加快了施工速度。但是PMC的價格昂貴，尚未被廣泛使用。

同濟大學(xué)程為莊等用廢棄的聚酯飲料瓶為原料，通過醇解、縮聚來獲得再生型不飽和聚酯，繼而開發(fā)出一種低成本、新型的“綠色”合物改性水泥砂漿，其價格適中，性能優(yōu)良，既達到環(huán)境保護的目的，又可為擴大PMC的應(yīng)用范圍開辟新路。

【參考文獻】

第5篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

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)成層級種類很多，分散有序、均勻的材料層級種類較少。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，納米粒子會通過外力作用，深入固體組織結(jié)構(gòu)，改變其分子集團的分布情況，進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，在工程材料表面涂抹這種防護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。對其材料進行強度檢測可發(fā)現(xiàn)，該材料的涂層硬度高達20.SGpa，是碳鋼強度的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，在高溫條件下對鋼表面材料進行擠壓復(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)會發(fā)生翻天覆地的變化。對原始材料進行改性實驗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的局限性，并不能真實的體現(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)在以下幾個方面：（1）高強度合金。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，對金屬進行納米復(fù)合實驗，可以將材料轉(zhuǎn)變成復(fù)合型納米金屬，如將鋁進行納米復(fù)合實驗，鋁會轉(zhuǎn)化為過度族金屬，這種金屬結(jié)構(gòu)的延展性和強度非常高。（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。在陶瓷增韌領(lǐng)域納米復(fù)合材料起到了很好的促進作用，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行合成，合成之后碳化硅的物理性質(zhì)會發(fā)生很大的改變，煅燒后的陶瓷材料的柔韌性明顯增強了，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)氧樹脂基團進行復(fù)合實驗可以研制出高強度的金剛石材料，并且其材料還具有很強的靜電屏蔽性能。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，因為磁性材料的電磁環(huán)境不好判斷，所以在應(yīng)用時經(jīng)常會遇到復(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，磁性材料將進入全新的發(fā)展階段。人們在顆粒膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁阻效應(yīng)，納米粒子在空間流動會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，顆粒膜材料不僅會擁有強大的電磁感應(yīng)，還會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，其粒子周圍會因光色折射產(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)計的一個重要依據(jù)。

3結(jié)語

第6篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學(xué)改革 課程建設(shè)

聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開發(fā)新材料、新產(chǎn)品的重要手段，是高分子學(xué)科的重要組成部分，已形成獨特的理論體系和技術(shù)方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學(xué)和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業(yè)學(xué)生最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為使學(xué)生以大工程的整體觀來了解和掌握聚合物的成型加工，這門課程將涉及諸多內(nèi)容，包括影響聚合物性能的物理化學(xué)因素、添加劑的分類和作用、配方設(shè)計方法、聚合物流變學(xué)、成型加工設(shè)備、成型工藝條件及控制等。如何使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，具備高分子材料科學(xué)的專業(yè)知識和專業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題和創(chuàng)新科研的能力，為以后從事高分子材料制品的研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)工作奠定堅實的理論與實踐基礎(chǔ)，一直是廣大高分子專業(yè)教師在教學(xué)過程中關(guān)注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

1.課堂教學(xué)改革

1.1明確培養(yǎng)目標(biāo)，強化理論基礎(chǔ)。

江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)成立于2002年，最初聚合物成型加工課程主要圍繞塑料和橡膠的主要品種及其制品的生產(chǎn)原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制等內(nèi)容開展教學(xué)。我們在總結(jié)前幾屆畢業(yè)生從事工作的實際情況和企業(yè)對本專業(yè)畢業(yè)生在知識結(jié)構(gòu)、能力要求的基礎(chǔ)上，于2012年再次修訂了本科生培養(yǎng)計劃。本科院校需要培養(yǎng)既有一定理論基礎(chǔ)，又具備較強實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，這與高職類院校主要培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實踐聯(lián)系緊密的課程，在教學(xué)過程中，仍然要重視對基礎(chǔ)理論知識的講解，讓學(xué)生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學(xué)及聚合物流變學(xué)等聚合物成型加工的基礎(chǔ)理論外，成型加工技術(shù)本身也存在系統(tǒng)的原理知識，不容忽視。教師在課程教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和最新研究動態(tài)、介紹重點科技成果，豐富和活化教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)跟上時代的步伐，讓學(xué)生能夠掌握更多、更新的專業(yè)知識。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學(xué)內(nèi)容。

在成型加工課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過程中的物理化學(xué)變化、助劑的作用及配方設(shè)計原理、各種物料的混合和分散機理，以及成型加工的設(shè)備和工藝等。與其他課程相比，聚合物成型加工的課程內(nèi)容較為龐雜而分散，理論知識的半經(jīng)驗性較強，這給課堂教學(xué)帶來了一定的困難。因此，抓住課程內(nèi)容的主線，突出理論重點就顯得尤為重要。

根據(jù)聚合物成型加工涉及的主體內(nèi)容，本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程中，要著重講明高分子材料的成型加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關(guān)聯(lián)的，制品的性能取決于高分子材料和成型加工方法及工藝的選擇，而制品的性能又反過來指導(dǎo)聚合物的改性、應(yīng)用及加工，優(yōu)化成型工藝。因此，如何抓住教學(xué)主線，讓學(xué)生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互關(guān)系，使學(xué)生融會貫通、舉一反三，是這門課程教學(xué)的重點。

在教學(xué)過程中，始終圍繞教學(xué)主線，從高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能和材料的加工原理出發(fā)，以成型加工的工程觀點為著眼點，剖析各種高分子材料成型加工的共性和區(qū)別，這樣可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統(tǒng)化，讓學(xué)生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經(jīng)驗理論所反映的實質(zhì)問題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時，分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復(fù)合材料的特性及成型工藝性能，不同加工方法和成型工藝條件生產(chǎn)制品的特點及控制條件，并通過具體的例子說明了成型加工工藝與制品性能的相互關(guān)系。這樣的講解生動地體現(xiàn)了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，使教學(xué)內(nèi)容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結(jié)合實際，強化了學(xué)生的專業(yè)知識，教學(xué)效果良好。

1.3結(jié)合課程特征，采取靈活教學(xué)方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質(zhì)有關(guān)，同時又在很大程度上受到成型加工過程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學(xué)和物理的理論問題，而且與生產(chǎn)實際密切相關(guān)。因此，本課程是一門理論性和實際性都很強的課程，如何在教學(xué)過程中將基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實際結(jié)合起來，用理論知識來解釋具體生產(chǎn)中遇到的實際問題，或以實驗和實際生產(chǎn)中的具體例子來說明基礎(chǔ)理論，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握專業(yè)知識，是本課程教學(xué)的核心問題。

因此，我們根據(jù)聚合物成型加工課程具有很強的綜合性和實踐性的特點，借助于江蘇大學(xué)目前多數(shù)教室都安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備的優(yōu)勢，將圖像、聲音、動畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學(xué)過程中，利用工廠和車間的場景圖像、成型設(shè)備的實物照片、加工工藝過程的動畫仿真模擬等信息對授課內(nèi)容進行補充和深化。這樣不但可以豐富課堂內(nèi)容，增加信息量，而且可以大大加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和印象，使學(xué)生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識，從而提高教學(xué)效率。

為進一步將課堂教學(xué)與實際生產(chǎn)結(jié)合起來，在教學(xué)中緊密貼近工廠實際，江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)專門安排了兩門為期各兩周的課程設(shè)計，即高分子材料生產(chǎn)工藝設(shè)計和聚合物反應(yīng)工程及設(shè)備設(shè)計。讓學(xué)生在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，針對具體的通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，設(shè)計出相關(guān)聚合物材料及其產(chǎn)品項目內(nèi)容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設(shè)備確定、產(chǎn)品質(zhì)量檢測，以及廠房布局和規(guī)模，等等。通過課程設(shè)計，可以有效地讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握所學(xué)知識，并獲得一定的靈活應(yīng)用的能力，為后期的畢業(yè)設(shè)計乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。

2.實驗實踐教學(xué)改革

前面已經(jīng)談到，聚合物材料成型加工是一門實踐性很強的專業(yè)課程，僅憑課堂教學(xué)是難以真正實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的，并且容易使學(xué)生學(xué)習(xí)時感覺枯燥，實際工作時不能學(xué)以致用。因此，這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學(xué)生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設(shè)備、工藝控制和生產(chǎn)線管理，對聚合物成型加工的整個工藝流程進行整體和全面的認知，他們才有可能創(chuàng)造性地利用學(xué)習(xí)的理論知識來真正解決生產(chǎn)中遇到的具體問題[3]。

目前江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)建有約200m2的專業(yè)實驗室，購置有注塑機、擠出成型機、高速混合機、平板硫化儀等成型加工設(shè)備，以及拉伸實驗機、沖擊實驗儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實驗箱等各種材料及制品性能檢測儀器。利用這些儀器設(shè)備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結(jié)構(gòu)表征及性能測試等方面有機地聯(lián)系起來，開設(shè)了一系列的綜合性實驗。比如，在聚合物的注射模塑成型實驗中，要求學(xué)生從原料的選擇開始，分析原料的結(jié)構(gòu)和性能特點，有針對性地設(shè)定成型加工工藝參數(shù)，并在注塑成型得到制品后，對其熔點、熔融指數(shù)、熱變形溫度及力學(xué)性能等進行表征和測試。通過對這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數(shù)據(jù)之間關(guān)系的分析與總結(jié)，使學(xué)生形成科學(xué)研究的思路，掌握解決實際問題的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很強的工程應(yīng)用性，需要學(xué)生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學(xué)水平和目標(biāo)，僅靠課堂的學(xué)習(xí)和實驗室實驗是不夠的，還應(yīng)該讓學(xué)生到工廠、車間參觀實踐，實地了解成型設(shè)備、工藝控制及生產(chǎn)線管理等，使學(xué)生對工業(yè)化生產(chǎn)有具體、直觀的感受。

針對這樣的問題和現(xiàn)狀，本專業(yè)積極與周邊高分子材料企業(yè)加強聯(lián)系和交流，目前已建成近10個實習(xí)實踐基地，涉及聚合物成型加工領(lǐng)域的各個方面，包括模壓發(fā)泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過與這些企業(yè)的合作，學(xué)生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工涉及的原料準(zhǔn)備和處理、設(shè)備、工藝流程、質(zhì)量控制等實際生產(chǎn)過程進行近距離的感受。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生針對成型過程中的某一感興趣的內(nèi)容，或參觀實踐中發(fā)現(xiàn)的具體問題進行資料查閱和文獻調(diào)研，對涉及該內(nèi)容和問題的基本原理和基礎(chǔ)知識進行更深入的學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學(xué)生真正將基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用結(jié)合起來，掌握科研的方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維，成為真正有創(chuàng)造力的人才。

參考文獻：

[1]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[2]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設(shè)初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程絲，王新波.高分子材料專業(yè)聚合物加工實驗的改進與探索，高校實驗室工作研究，2009，2：50-51.

第7篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

【關(guān)鍵詞】教學(xué)內(nèi)容 改革 材料物理與性能

1．引言

教學(xué)質(zhì)量是高校賴以生存和發(fā)展的重要保證, 而加強課程教學(xué)改革, 則是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。近年來,以電子、生物、航天和能源等為應(yīng)用對象的材料科學(xué)已經(jīng)從過去的單一性金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料轉(zhuǎn)向以功能材料、復(fù)合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢, 對材料科學(xué)人才也提出了新的、更高的要求。1997 年國務(wù)院學(xué)位辦頒發(fā)了新專業(yè)目錄, 材料類的專業(yè)設(shè)置不再按傳統(tǒng)分為金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料,而是橫向融合金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的基礎(chǔ)理論于一體, 縱向充分強調(diào)理科與工科的結(jié)合。為滿足社會對材料專業(yè)的需求，并與國內(nèi)外“材料科學(xué)與工程”學(xué)科發(fā)展接軌, 北方民族大學(xué)制定了材料類專業(yè)的長期規(guī)劃并制定了2008 本科專業(yè)培養(yǎng)方案。材料物理與性能學(xué)課程作為2008 培養(yǎng)方案中材料科學(xué)與工程本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課, 其教改方案已列入2009年寧夏高等教育教學(xué)改革項目。

本文從教材建設(shè)的意義與目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容改革、課程教學(xué)方法改進及教改初步成果等幾個方面對材料物理與性能學(xué)課程建設(shè)思路進行闡述。

2．教材建設(shè)的意義與目標(biāo)

《材料物理》是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是利用物理學(xué)的一些基本概念、基本原理、基本定律來說明物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、組織形貌、原子電子運動狀況以及它們與材料性能和成分之間的關(guān)系。

對于材料專業(yè)的學(xué)生來講，化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)得較多，包括有機化學(xué)、無機化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)等，但物理方面的基礎(chǔ)知識卻較少涉及，只有普通物理課程，而物理本身所包含的基礎(chǔ)知識比化學(xué)更多，例如光、電、磁、熱、力、輻射等。因此，給材料專業(yè)的學(xué)生補充更多的物理知識，尤其是材料物理方面的知識非常必要。而當(dāng)前材料物理教材的諸多版本多數(shù)偏重理論指導(dǎo)，要求學(xué)生對物理分支的知識掌握太多，這不能完全適應(yīng)現(xiàn)行本科生教育的需求，對研究生來說相對更適合一些。個別相對合適的材料物理教材因為有些內(nèi)容太深無法講透，而有些內(nèi)容又太淺，對本科生來說，作為參考書使用較為適合，這是一個方面的原因。另一方面，大多材料專業(yè)都開設(shè)了材料物理性能課程，此課程包含的材料物理的基本概念又都比較缺乏。編寫這本《材料物理與性能學(xué)》教材的目的就是一方面給材料專業(yè)本科生增加一些有關(guān)材料物理的基礎(chǔ)知識，另一方面將材料物理性能方面的內(nèi)容合并到一起，減少學(xué)生的課程數(shù)目。

在教材的編寫過程中，注意突出了以下幾方面的特色。

（1）以實際應(yīng)用實例講解材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，例如：位錯的運動形式分為滑移和攀移，滑移的運動形式是像蚯蚓一樣以局部帶動全部進行運動；為什么鋼鐵進行淬火后會變硬？是因為加熱加速了原子的運動，突然冷卻使原子來不及運動到正常格點位置就停止了，使得原子排列紊亂，阻止了位錯的滑移，所以會變硬。以這樣的方式來介紹材料物理學(xué)的一些基本概念和物理效應(yīng)，使學(xué)生便于理解、掌握和記憶。

（2）以實驗的手段講解各種材料的性能。如：通過拉伸實驗，講解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的力學(xué)性能的異同等；通過對不同材料進行電阻測量，講解如何利用電阻繪制材料的溶解度曲線，將此曲線應(yīng)用到實際研究中。采用這樣的方式設(shè)計實驗，達到真正鍛煉學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的目的。

（3）加入現(xiàn)代新材料的內(nèi)容，介紹其應(yīng)用與發(fā)展。例如：復(fù)合材料、納米材料、能源材料、生物材料等。

3．教材知識體系改革

根據(jù)材料相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求進行教學(xué)知識體系的改革。目前材料科學(xué)發(fā)展的趨勢是新型功能材料（特別是電子、光電子材料）、新能源材料、環(huán)境友好材料、生物活性材料的研究與開發(fā)，本課程針對材料發(fā)展的總體趨勢和行業(yè)需求，結(jié)合我校2008本科生培養(yǎng)方案的指導(dǎo)思想，在設(shè)置材料的熱學(xué)性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的基礎(chǔ)上，設(shè)置了材料的介電性能、缺陷物理與性能、鐵電物理與性能、磁性物理與性能、非晶態(tài)物理、高分子物理、薄膜物理。在內(nèi)容的編寫上，略去了大量的公式推導(dǎo)，注重基本概念、基本原理的講解，同時，結(jié)合生產(chǎn)、生活和材料前沿科學(xué)研究中的實例對材料物理與性能進行闡釋。

在每章的開始，教材以實際案例開篇來提高學(xué)生對本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，如從材料的導(dǎo)熱性角度解釋“9.11事件”對紐約世貿(mào)中心造成毀滅性破壞的原因；從材料的導(dǎo)電性能與硅材料的薄膜化對太陽能發(fā)電在解決能源危機方面的重要地位與應(yīng)用現(xiàn)狀等導(dǎo)入案例。在每章的結(jié)尾，設(shè)置了拓展性內(nèi)容，主要將章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的前沿科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀、需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生在學(xué)完章節(jié)基本內(nèi)容后進行深層次的思考和進一步利用所學(xué)內(nèi)容閱讀學(xué)科領(lǐng)域前沿知識提供了引導(dǎo)，如教材引入納米材料（如碳納米管）的熱學(xué)、力學(xué)性能來拓展學(xué)生對納米材料獨特性質(zhì)的認識；以超導(dǎo)材料的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、和應(yīng)用（如磁懸浮列車）來引導(dǎo)學(xué)生對材料的導(dǎo)電性進行探求。

另一方面，針對我校2008本科生培養(yǎng)方案加強實踐教學(xué)的指導(dǎo)思想，在內(nèi)容設(shè)置上，教材還考慮通過學(xué)習(xí)基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以為本科生開設(shè)一些基礎(chǔ)實驗和創(chuàng)新性實驗。結(jié)合本課程的學(xué)習(xí)，我院對本課程開設(shè)了材料的力學(xué)性能檢測、硬度測定、材料熱容的測定、材料熱導(dǎo)率的測定、材料導(dǎo)電性能的測定、陶瓷熱穩(wěn)定性測定等基礎(chǔ)實驗，同時通過新建設(shè)的新能源、電磁學(xué)專業(yè)實驗室，為學(xué)生提供創(chuàng)新性實驗平臺。

4．教學(xué)方法改革

教學(xué)過程是通過教師與學(xué)生之間的互動配合完成的，教學(xué)方法在教學(xué)活動中的作用至關(guān)重要，在《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)過程中，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，而采用“啟發(fā)―引導(dǎo)―互動”式的教學(xué)方法，以此來實現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的目的。在教學(xué)方法的改革中，采取了以下具體的教學(xué)方式

（1）采用板書與多媒體結(jié)合的方式進行知識講解。對較為抽象的概念、模型，采用動畫演示幫助學(xué)生理解，如對于位錯的兩種基本類型―螺型位錯和刃型位錯以及它們的運動方式―攀移和滑移，很難用易于理解的語言表達清楚，而采用動畫演示的方式，學(xué)生很容易理解并在腦海中留下深刻的印象；如三極管的放大作用，采用動畫演示即可讓學(xué)生在較短時間內(nèi)對其放大機理和對發(fā)射極、基極、集電極材料的不同要求了然于胸。

（2）學(xué)生講授，集中討論的方式。針對有些能引起學(xué)生興趣的內(nèi)容，采取學(xué)生講授、課堂討論的方式實現(xiàn)對知識的接受與消化吸收。比如關(guān)于鐵電物理的內(nèi)容，通過講解基本理論，讓學(xué)生通過查閱文獻資料來挖掘鐵電物理的知識在我們生活中的應(yīng)用，而學(xué)生通過文獻資料，利用磁性物理知識講解了以“卡的世界”為題的關(guān)于存儲卡的相關(guān)原理和技術(shù)前沿、利用材料的壓電效應(yīng)講解了打火機的原理，這不僅加深了對知識的理解，還極大地調(diào)動起學(xué)生對鐵電物理知識的興趣。

（3）開放式作業(yè)題目。對于有些基本觀點，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，可能遇到一些無法解釋的現(xiàn)象，對此，鼓勵學(xué)生通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)此類問題。例如，將塊體材料的一些基本理論應(yīng)用于納米材料去解釋其性能顯然是不正確的，不同點有哪些？為什么不同？針對這些問題，讓學(xué)生自己去解決，然后在作業(yè)中寫出自己的觀點。這樣做的好處是，既啟發(fā)了學(xué)生的主動性和創(chuàng)新思維，又防止了抄襲作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生。

5．初步成果與展望

《材料物理與性能學(xué)》課程已作為“21世紀(jì)全國高等院校材料類創(chuàng)新性應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”由北京大學(xué)出版社于2010年1月出版?！恫牧衔锢砼c性能學(xué)》課程是材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，授課學(xué)時為理論48學(xué)時，實驗16學(xué)時。該教材已被東北大學(xué)、鄭州輕工業(yè)學(xué)院、北方民族大學(xué)，以及江蘇、湖北、浙江和山東等省的高等院校選用，受益學(xué)生3000多人，反映良好。

通過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革后，學(xué)生對材料專業(yè)產(chǎn)生了極大的興趣，出勤率和聽課率大大提高，學(xué)生對本課程的課堂聽課率創(chuàng)歷年新高接近100%，根據(jù)校教務(wù)系統(tǒng)所提供的學(xué)生對教師的教學(xué)評價結(jié)果表明，課堂滿意度在90%以上，同時通過對材料物理與性能學(xué)課程的學(xué)習(xí)，我院學(xué)生申報創(chuàng)新性實驗和挑戰(zhàn)杯的數(shù)量明顯增加，與往年相比，增加的項目主要來自與本課程相關(guān)的內(nèi)容。

雖然，通過教改，我們在教學(xué)中取到了良好的初步成果，但對本課程的雙語教學(xué)、精品課程建設(shè)的工作以及課程考核體系、質(zhì)量監(jiān)控等方面的創(chuàng)新還是今后對本課程改革的主要方面。

今后，我們通過總結(jié)《材料物理與性能學(xué)》的教學(xué)實踐，搞清存在的問題，進一步明確課程定位，形成以貫徹向“寬基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐”的培養(yǎng)模式上轉(zhuǎn)變的新課程體系。通過充實和豐富教學(xué)內(nèi)容，完善和增加案例教學(xué)，制作和搜集影像資料，研究和制作優(yōu)質(zhì)課件，完善相關(guān)實踐環(huán)節(jié)，使該課程教學(xué)做到目標(biāo)明確、基礎(chǔ)扎實、內(nèi)容豐富和方法多樣。

[參考文獻]

[1]萬紅，白書欣.材料物理課程建設(shè)的思考[J].高等教育研究學(xué)報,2009,32:21-23.

第8篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；教育價值；基本策略

一、高中化學(xué)新教材的價值價值取向

（一）化學(xué)與新材料、新技術(shù)。材料是當(dāng)今社會三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進步的一個重要里程碑。新教材在高一教材中介紹了高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、C60等新型無機非金屬材料；在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導(dǎo)材料等金屬材料，功能高分子材料、復(fù)合高分子材料等新型有機高分子材料；高三教材中氯堿工業(yè)里新型的離子交換膜等。材料是科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，沒有新材料的發(fā)展，不可能使新的科學(xué)技術(shù)成為現(xiàn)實生產(chǎn)力。通過對新材料的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)化學(xué)的目的，提高學(xué)習(xí)興趣。

新教材在“緒言”中首先介紹中科院北京真空物理實驗室研究院人員以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段在Si晶體表面開展原子操縱研究，取得了世界水平的成果；李遠哲教授與交叉分子束方法的研究等新科技的介紹。這既是很好的愛國主義教育，又把化學(xué)科學(xué)的進步與人類物質(zhì)文明、精神文明的關(guān)系講明，使學(xué)生理解學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)好化學(xué)的社會責(zé)任感。

（二）化學(xué)與能源。能源也是現(xiàn)代社會三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著人類經(jīng)濟活動的日益增大，人們對能源的需求急劇增加。化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一，研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化具有非常現(xiàn)實的意義。高中化學(xué)新教材首次在化學(xué)教學(xué)中滲透了能量觀點，如，在高一化學(xué)

第一章里提出如何提高燃料的利用率，開發(fā)新能源等與社會相關(guān)的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”，在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”，在原電池一節(jié)介紹了化學(xué)電源和新型電池等。化學(xué)與能量、能源觀點的建立，不僅僅是為了教育學(xué)生節(jié)約能源，樹立環(huán)境保護意識，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，增強社會進步責(zé)任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力、團結(jié)協(xié)作能力等。

（三）化學(xué)與環(huán)境。保護環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環(huán)境污染問題及其防治。并將“居室中化學(xué)污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學(xué)教材中。在治理這些環(huán)境污染問題中，化學(xué)已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大作用，大幅度地增強了學(xué)生的社會環(huán)保責(zé)任感，增強了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。與化學(xué)和能源一樣，化學(xué)與環(huán)境從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，在化學(xué)教育中增強了化學(xué)與社會的聯(lián)系部分，因為環(huán)境科學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，而環(huán)境化學(xué)是解決環(huán)境問題的“鑰匙”，環(huán)境教育與能源問題的提出對提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力，培養(yǎng)公民綜合素養(yǎng)有著重要的作用。這正是現(xiàn)代化學(xué)教育的藍圖規(guī)劃，現(xiàn)代化學(xué)教育價值觀的一種重要體現(xiàn)。

二、化學(xué)教育價值實現(xiàn)的基本策略

（一）主題型教學(xué)策略。“化學(xué)―人類進步的關(guān)鍵”是高中化學(xué)新課程的總主題，在整個高中化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能體現(xiàn)這一主題。如“糖類、蛋白質(zhì)、油脂”可以“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”為主題；氮族元素結(jié)合生物圈中氮的循環(huán)以固氮為主題；硅和硅酸鹽工業(yè)、金屬和合成材料以材料為主題；化學(xué)反應(yīng)與能量、原電池原理以開發(fā)新能源為主題；烴以石油化工為主題。主體型教學(xué)策略可以使學(xué)生認識到自己所學(xué)內(nèi)容的社會價值及其實用性，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和保持。

（二）用途聯(lián)系型策略。在元素化合物教學(xué)中應(yīng)該將現(xiàn)代最新的有價值的有關(guān)元素化合物用途納入教學(xué)之中。如在學(xué)習(xí)NO的性質(zhì)時，可聯(lián)系醫(yī)學(xué)新成就，介紹NO對人體某些疾病的治療作用，然后提出問題：為什么大量NO吸入人體有害，而少量的NO吸入?yún)s能治療某些疾病？在學(xué)習(xí)有機高分子材料時，可聯(lián)系智能高分子材料、導(dǎo)點高分子材料、醫(yī)用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在鹵素學(xué)習(xí)時，可聯(lián)系海水化學(xué)資源的開發(fā)、利用和飲水與消毒化學(xué)；在硅和硅酸鹽學(xué)習(xí)時，可聯(lián)系新型無機高分子材料等。

第9篇：高分子材料的力學(xué)性能范文

關(guān)鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料這種材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟各部門以及人民日常生活等各個領(lǐng)域。但是塑料這種材料在自然環(huán)境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產(chǎn)量的增加，因此導(dǎo)致了嚴重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的處理技術(shù)（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發(fā)可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。

一、可降解塑料的定義

可降解塑料雖然至今在世界上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化定義，但是美國材料試驗協(xié)會（ASTM）在通過研究相關(guān)術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)對其定義：在特定的環(huán)境下，其化學(xué)機構(gòu)發(fā)生明顯變化，并用標(biāo)準(zhǔn)的測試方法能測定其物質(zhì)性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。

二、降解塑料的分類及降解機理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發(fā)生自由基氧化鏈反應(yīng)以及光引發(fā)斷鏈反應(yīng)，從而降解成對環(huán)境安全無害的低分子量化合物。

其中通過共聚反應(yīng)在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調(diào)節(jié)感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農(nóng)膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現(xiàn)工業(yè)化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導(dǎo)，將它添加到塑料中可以引發(fā)并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。

降解塑料向深層發(fā)展的一個標(biāo)準(zhǔn)是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應(yīng)該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導(dǎo)期內(nèi)力學(xué)性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標(biāo)準(zhǔn)就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。

2.生物降解塑料

在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學(xué)合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發(fā)現(xiàn)，酶在塑料水解、氧化的過程中發(fā)揮著極其重要的作用，是生物降解的實質(zhì)。酶會導(dǎo)致主鏈斷裂，從而相應(yīng)的降低相對分子質(zhì)量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。

生物降解必須滿足三個條件，經(jīng)歷三個階段。

條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。

擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養(yǎng)基的存在。

適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。

三個階段為：

初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使原材料分子的完整性被破壞。

環(huán)境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。

最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學(xué)反應(yīng)：

物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。

化學(xué)作用――微生物在破壞中會產(chǎn)生某些化學(xué)物質(zhì)，起到化學(xué)作用。

酶直接作用――本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應(yīng)活化能，以此來加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復(fù)合效果。含有多種化學(xué)物質(zhì)而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應(yīng)用于吹塑制成可控降解地膜，在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學(xué)性能，還具備可控性好、誘導(dǎo)期穩(wěn)定等優(yōu)點。

目前，光-生物降解塑料處理工藝的關(guān)鍵是淀粉的細化很熱結(jié)構(gòu)水的脫除，處理設(shè)備復(fù)雜，因此產(chǎn)品的質(zhì)量難以控制。由于其設(shè)備的投資需要的資金大，復(fù)雜的工藝以及缺少該方面的人才技術(shù)人員，導(dǎo)致其市場化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展步履維艱。

總結(jié)：

近年來在國內(nèi)外，可降解塑料的開發(fā)與研究已取得了一定進展，但是其技術(shù)有待進一步優(yōu)化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統(tǒng)一的定義，也缺乏確切的評價，識別標(biāo)志、產(chǎn)品檢測沒有完整的體系導(dǎo)致市場混亂。

從長遠發(fā)展的角度看，當(dāng)代人們的環(huán)保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當(dāng)前相對較成熟的是光降解塑料技術(shù)，生物降解技術(shù)由于其處在發(fā)展階段，因此是開發(fā)的熱點，光-生物降解技術(shù)則是主要開發(fā)方向之一。

參考文獻：

[1]裴曉林；應(yīng)用基因組改組技術(shù)選育L-乳酸高產(chǎn)菌株及其發(fā)酵工藝研究[D]；吉林大學(xué)；2007年.