導語：如何才能寫好一篇有機高分子材料的特性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵字：功能 高分子材料研究

一.引言

功能高分子材料一般指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料，或具體地指在原有力學性能的基礎上，還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料。功能高分子材料是上世紀60年展起來的新興領域，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領域后開發(fā)涌現(xiàn)出的新材料。近年來，功能高分子材料的年增長率一般都在10％以上，其中高分子分離膜和生物醫(yī)用高分子的增長率高達50％。

所謂功能性高分子材料，一般是指具有某種特別的功能或者是能在某種特殊環(huán)境下使用的高分子材料，但這是相對于一般用途的通用高分子材料而言。這一定義只是一個概括，不一定很確切，較多的人認為所謂功能性高分子材料是指具有物質能量和信息的傳遞、轉換和貯存作用的高分子材料及其復合材料。如有光電、熱電、壓電、聲電、化學轉換等功能的一些高分子化合物。可以看出，這是一類范圍相當大、用途相當廣、品種相當多，而又是在生活、生產活動中經(jīng)常遇見的一類高分子材料。

二．功能高分子材料

功能高分子材料按照功能特性通?？煞殖桑悍蛛x材料和化學功能材料；電磁功能高分子材料；光功能高分子材料；生物醫(yī)用高分子材料。 功能高分子材料是高分子學科中的一個重要分支，它的重要性在于所包含的每一類高分子都具有特殊的功能。

隨著時代的發(fā)展，在醫(yī)學領域中越來越迫切地需要開發(fā)出能應用于醫(yī)療的各種新型材料，經(jīng)多年的研究已發(fā)現(xiàn)有多種高分子化合物可以符合醫(yī)用要求，我們也把它歸屬于功能性高分子材料。

一般歸納起來醫(yī)用高分子材料應符合下列要求：化學穩(wěn)定性好，在人體接觸部分不能發(fā)生影響而變化； 組織相容性好，在人體內不發(fā)生炎癥和排異反應； 不會致癌變；耐生物老化，在人體內材料長期性能無變化； 耐煮沸，滅菌、藥液消毒等處理方法；材料來源廣、易于加工成型。

經(jīng)多年研究，能較好符合上述要求的高分子化合物主要有兩大類，一類是有機硅化合物，第二類是有機氟化物，最主要的兩種產品是硅橡膠和聚四氟乙烯，例如美國GE公司開發(fā)了一批主要是有機硅方面的用于醫(yī)學領域的功能高分子化合物。

三．生物醫(yī)用高分子材料

目前，除人腦外的大部分人體器官都可用高分子材料來制作。對生物醫(yī)用高分子材料，除了要求具有醫(yī)療功能外，還要強調安全性，即要對人體健康無害。目前在血液相容性高分子、組織相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬組織材料用高分子和生物復合高分子材料、醫(yī)用高分子現(xiàn)場固化材料、醫(yī)用粘合劑、固定化酶、高分子藥物釋放和送達體系等都有相應的研究。隨著環(huán)保概念的提出，生態(tài)可降解高分子材料的開發(fā)和應用也隨之日益受到重視。如聚乳酸塑料PLA，在廢棄后自然條件下，通過微生物的分解作用，只需六個月至兩年時間即可完全降解，降解反應的產物為水、二氧化碳、乳酸等是植物生長良好的促進劑，對環(huán)境無任何污染。

離子交換與吸附樹脂是一類帶有可離子化基團或其他功能性基團如親油基團的二維網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物。常用的離子交換與吸附樹脂多為球狀珠粒，其粒徑為0.3-1.2 mm。此外，還要具有高的機械性能、較好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、親水或親油性、滲透穩(wěn)定性和高的交換/吸附容量。在水/油中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化特別是在食品工業(yè)、制藥行業(yè)、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛，而且發(fā)展迅速。除一般用的離子交換樹脂外，近來還發(fā)展了具有特殊吸附功能的離子吸附樹脂:如高吸油樹脂等，這些高分子吸附劑可以從有機溶劑或有機無機混合相體系中吸附有機溶劑如各種油類。

隨著醫(yī)用科技的蓬勃發(fā)展和環(huán)境污染的日益嚴重，當今材料技術的發(fā)展趨勢一是從均質材料向復合材料發(fā)展，二是由結構材料往功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展。這種發(fā)展趨勢使得醫(yī)用復合材料和環(huán)境處理材料得到了快速發(fā)展。

四．醫(yī)用高分子材料的發(fā)展方向

可生物降解醫(yī)用高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重視, 無論是作為緩釋藥物還是作為促進組織生長的骨架材料, 都將得到巨大的發(fā)展。其中高分子納米粒子以其特有的優(yōu)點是近年來國內外一個極為重要的研究熱點。

任何一種材料都是通過其表面與環(huán)境介質相接觸的, 因此材料的開發(fā)與應用必然涉及其表面問題的研究。一般高分子材料的表面對外界響應性較弱, 但有些高分子表面的結構形態(tài)會因外界條件(如pH、溫度、應力、光及電場等) 的改變在極短時間內發(fā)生相應的變化, 從而造成表面性質的改變, 此乃智能高分子表面。因此設計這類智能表面將是生物醫(yī)用高分子材料發(fā)展的一個重要方面。通常,在組織工程的應用中,高分子材料支架要負載上生長因子,以促進組織在生物體內的再生,另一方面,把特殊的粘附因子,如粘連蛋白結合到支架上,可使聚合物表面能夠促進對某種細胞的粘附,而排斥其它種類的細胞,即支架對細胞進行有選擇的粘附。為了使生長因子和粘附因子能夠結合到可降解高分子材料上,就需要對材料進行表面改性,而有時表面改性很困難, 因此，可利用與天然聚合物雜化的方法來達到上述目的, 同時由于這些材料有良好的機械性能,又可以彌補天然聚合物強度不高、穩(wěn)定性差的缺點。可見，生物雜化材料在這方面的表現(xiàn)是相當突出的, 必將成為醫(yī)用生物高分子材料發(fā)展的一個主要趨勢。

參考文獻：

1、 焦劍.功能高分子材料.化學工業(yè)出版社,2007.7

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關鍵詞：新型 高分子材料

1、新型高分子材料的分類

1.1高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過的半透性薄膜。與以溫度梯度、壓力差、電位差或濃度梯度為動力,使液體混合物、氣體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比,具有高效、省能和潔凈的特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜的形式有多種,一般用的是空中纖維和平膜。應用高分子分離膜的推廣可以獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.2高分子磁性材料

高分磁性材料是人類在開拓磁與高分子聚合物新應用領域的同時,賦予磁與高分子傳統(tǒng)應用以新的涵義和內容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁石,后來才利用磁鐵礦燒結或鑄造成為磁性體。現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有稀土類磁鐵、鐵氧體磁鐵和鋁鎳鉆合金磁鐵等三種。它們的缺點是硬且脆加工性 差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于橡膠或塑料中制成的高分子磁性材料。這樣制成的復合型高分子磁性材料,不僅比重輕，容易加工成復雜形狀、尺寸精度高的制品,還能與其它的元件一體成型。因而這樣的材料越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為結構型和復合型兩大類。目前具有實用價值的主要是復合型。

1.3光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料指的是能夠對光進行吸收、透射、轉換、儲存的一類高分子材料。這類材料主要包括光記錄材料、光導材料、光加工材料、光轉換系統(tǒng)材料、光學用塑料、光導電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。光功能高分子材料可以制成品種繁多的線性光學材料,像普通的安全玻璃、各種棱鏡、透鏡等。利用高分子材料曲線傳播的特性,又以開發(fā)出非線性的光學元件,如塑料光導纖維等。先進的信息儲存元件光盤的基本材料就是高性能的聚碳酸脂和有機玻璃。

2、開發(fā)新型高分子材料的重要意義

從高分子材料的出現(xiàn)到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學不再只是對基礎高分子材料的開發(fā)研究。從90代開始，科學家們就將注意力轉到了高智能的高分子材料的開發(fā)上。現(xiàn)代工業(yè)對于新型高分子材料的需求日益增加。新型高分子材料的開發(fā)主要集中在制造工藝的改進上，以提高產品的性能，節(jié)約資源，減少環(huán)境的污染。就目前而言，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑的開發(fā)仍是高分子材料技術開發(fā)的熱點之一。 開發(fā)應用領域在不斷擴大。 在開發(fā)新聚合方法方面, 著重于基團轉移聚合、陰離子活性聚合和微乳液聚合的工業(yè)化。與此同時，我們要重視在降低和防止高分子材料在生產和使用過程中造成的環(huán)境污染。我們應該大力進行有利于保護環(huán)境的可降解高分子材料的研究開發(fā)。新型高分子材料的開發(fā)， 不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對于材料工業(yè)的高要求，更重要的是能夠促進能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

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【關鍵詞】功能材料；高分子；現(xiàn)狀；發(fā)展

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，是人類文明的重要里程碑，如今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。進入本世紀80年代以來，一場與之相適應的“新材料革命”蓬勃興起。功能材料是新材料發(fā)展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位，由于其原料豐富、種類繁多，發(fā)展十分迅速，已成為新技術革命必不可少的關鍵材料[1]。

1.功能高分子材料

功能高分子材料在其原有性能的基礎上，賦予其某種特定功能。諸如：化學性、導電性、光敏性、催化性，對特定金屬離子的選擇螯合性，以及生物活性等特殊功能，這些都與在高分子主鏈和側鏈上帶有特殊結構的反應基團密切相關。

2.功能高分子材料的研究現(xiàn)狀

在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料[2]。

2.1高功能高分子材料

2.1.1化學功能高分子材料

化學功能高分子材料通常具有某種化學反應功能，它將具有化學活性的基團連接到以原有主鏈鏈為骨架的高分子上。離子交換樹脂是一種帶有可交換離子的活性基團、具有三維網(wǎng)狀結構、不溶的交聯(lián)聚合物，在水中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化、溶液濃縮和凈化、海水提鈾，特別是在食品工業(yè)、制藥行業(yè)、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛。

2.1.2光功能高分子材料

在光的作用下，實現(xiàn)對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料。近年來，在數(shù)據(jù)傳輸、能量轉換和降低電阻率等方面的應用增長迅速。感光性樹脂由感光基團或光敏劑吸收光的能量后，迅速改變分子內或分子間的化學結構，引起物理和化學變化。光致變色高分子具有光色基團，不同波長的光對其照射時會呈現(xiàn)不同的顏色，而當其受到特定波長照射后又會恢復為原來的顏色。利用這種可逆反應可以實現(xiàn)信息的存儲、信號的顯示和材料的隱蔽，應用前景十分誘人。

2.1.3電功能高分子材料

依據(jù)材料的結構和組成，可將導電高分子分為兩大類：一類是依靠高分子結構本身所能提供的載流子導電的結構型導電高分子，在電致顯色、微波吸收抗靜電、等領域顯示出廣闊的應用前景。另一類是高分子材料本身不具有導電性能，依靠添加在其中的炭黑或金屬粉導電的復合型導電高分子，具有制備方便，實用性強的特點，在許多領域發(fā)揮著重要的作用，常用作導電橡膠電磁波屏蔽材料和抗靜電材料。

2.1.4生物醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子包括醫(yī)用高分子和藥用高分子兩大類。

醫(yī)用高分子材料材料科學應用于生物醫(yī)療的交叉學科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復某些組織器官的功能。醫(yī)用高分子材料作用于人體必須具備生物相容性、化學穩(wěn)定性、耐腐蝕老化、易于加工等優(yōu)點，主要用于人工器官、治療疾患、診斷檢查等醫(yī)療領域中。目前，醫(yī)用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系統(tǒng)的矯正等方面獲得了較大成果。

新型高分子藥物，具有緩釋、長效、低毒的特點，分為兩類：一類藥物即為高分子本身，可以直接用作藥物，也可以通過合成獲得某些療效。另一類高分子藥物高分子本身沒有藥用價值，而是作為藥物的載體，以離子鍵或共價鍵的形式連接具有藥理活性的低分子化合物，制成高分子藥物控制釋放制劑。一方面達到將最小的劑量在作用于特定部位產生治效的目的；另一方面使藥物的釋放速率可控，在提高療效的同時降低了毒副作用[3]。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

近年來開發(fā)的高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它可吸收自身重量數(shù)百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯(lián)度。此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業(yè)上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2 CO2功能高分子材料

在不同催化劑作用下，以CO2為基本原料與其他化合物縮聚成多種共聚物。其中研究較多、已取得實質性進展、并具有應用價值和開發(fā)前景的共聚物是由CO2與環(huán)氧化合物通過開鍵、開環(huán)、縮聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把長期以來因石化能源燃燒和代謝而排放的污染環(huán)境、產生溫室效應的CO2視為一種新的資源。利用它與其他化合物共聚，合成新型CO2共聚物材料，對解決當今世界日趨嚴重的CO2含量增高等問題有重要的現(xiàn)實意義。

2.2.3形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環(huán)多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發(fā)生變形并被保持下來；一旦給予適當?shù)臈l件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態(tài)。根據(jù)不同的觸發(fā)材料記憶功能的條件，可將其分為電致型、光致型、熱致型和酸堿感應型。形狀記憶高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在電子、印刷、紡織、包裝和汽車工業(yè)中具有良好的發(fā)展前景。

2.2.4生態(tài)可降解高分子材料

隨著人類對環(huán)境的重視，材料的可降解性成為新的性能指標，因此生態(tài)可降解高分子材料受到廣泛重視。目前我國生態(tài)可降解性高分子材料的發(fā)展還處于復制和仿制國外產品的初級階段，國外產品占據(jù)主要市場。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發(fā)應用于生命科學新型生物可降解材料，盡管已形成了多個品種，但目前應用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和緩釋性等方面仍存在較多問題，有待進一步研究[4]。

3.開發(fā)功能高分子材料的重要意義

功能高分子材料其獨特的功能和不可替代的特性已帶來各個領域技術進步，甚至質的飛躍，且在各行業(yè)已產生相當高的經(jīng)濟和社會效益，并導致許多新產品的出現(xiàn)。隨著人們對有機高分子材料研究的逐步深入和加強，功能高分子材料的方向包括兩方面：一方面，改進通用有機高分子材料，在不斷提高它們的使用性能的同時，擴大其應用范圍。另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強。因此，功能高分子材料是未來材料科學與工程技術領域的重要發(fā)展方向，必將影響人類的生產和生活產[5]。

【參考文獻】

［1］張恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在軍用包裝中的應用[J].包裝工程，2011，（23）：60～62.

［2］楊曉紅，王海英.新型有機高分子材料發(fā)展[J].科技資訊，2009，（4）：7.

［3］楊北平，陳利強，朱明霞.功能高分子材料發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].廣州化工，2011，（6）：17～18.

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目前，高分子材料的應用范圍很廣，像水處理，廢氣處理，噪聲處理中都能用到。(1)水處理及污泥處理中的絮凝劑目前，在處理污水以及污泥脫水中，國內外的慣例是使用絮凝劑有無機鹽類、無機高分子及有機合成高分子絮凝劑。使用者普遍看中的是無機絮凝劑價格便宜的優(yōu)點，但是使用過程中鐵鹽出水帶色，會對設備造成腐蝕。而有機絮凝劑性能穩(wěn)定，運用在架橋上時吸附能力強，而且其官能團多，絮凝效果好，使用范圍廣。投藥量相對于無機混凝劑的投藥量少，約為1/10。(2)離子交換樹酯所謂離子交換樹酯，其物理特性為不溶于水，具有多孔性的固體物質。它能從溶液中吸取特定的陽離子和陰離子，同時釋放出相同電荷符號的離子做等量交換，融入溶液本身。合成高分子的離子交換樹酯在水的處理中主要用于水的軟化，在處理工業(yè)廢水時，主要是去除和回收廢水中的重金屬離子。當然離子交換劑中的天然沸石、人造沸石、硫化煤這三種在高分子材料產量的上升，廢棄物也隨著增加，其環(huán)境污染也日益成為一個很大的社會性問題。

2高分子材料使用后廢棄物產生的污染

由于目前科技水平的不斷增長，無論是傳統(tǒng)產業(yè)還是新興產業(yè)對高分子材料的需求都在持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，2000年世界高分子材料達16.3億噸。在改革開放的短短幾十年時間里我國使用塑料的速度正在不斷增長，而且目前增長速度已經(jīng)躍居世界第一。高分子材料在使用過程中會產生廢棄物污染，廢棄物對土壤、海洋、湖泊河流及田野都會造成污染。固體廢棄物塑料不容易腐爛，漂浮在水面影響水質也影響美觀；若是掩埋進土壤，則會影響土質，對農業(yè)生產造成影響；若過多置于海洋、湖泊，則會危及海洋生物的生命，食物鏈也會有缺失；城市過度焚燒，影響大氣質量。高分子廢棄物主要是由包裝材料、塑料膜、管材、建筑材料等產生的廢棄物。其中包裝材料在塑料應用中占據(jù)很大比例。諸如發(fā)泡塑料餐具、一次性塑料袋等包裝塑料在塑料應用中占據(jù)很大比例，由此帶來的環(huán)境污染也非常巨大。聚苯乙烯和聚乙烯是生產發(fā)泡塑料餐具和塑料袋的原材料，但是，聚苯乙烯和聚乙烯結構穩(wěn)定，很難降解，而且容易漂浮，極易對環(huán)境造成污染，俗稱“白色污染”。其次是塑料膜和塑料管材。在塑料地膜剛剛研發(fā)時期，由于其能達到增產增收的效果，被譽為是一場“白色革命”。但十幾年的時間，地膜使用率大大運用于農業(yè)生產中，無疑成為“白色污染”的元兇。

3廢棄高分子材料的治理

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關鍵詞：高分子材料 生物質 加工改性

一、生物質高分子材料PHA的概述

近年來，我國對生物可降解高分子材料進行了深入地研究和開發(fā)，尤其是聚羥基脂肪酸酯PHA頗受關注。聚羥基脂肪酸酯是細菌胞內合成的一種高分子化合物，在營養(yǎng)不平衡的環(huán)境下，細菌把多余的物質轉換為探源和能源的儲備物，同時將水溶性小分子轉換為水不溶性的大分子PHA。PHA因具有某些合成塑料如聚丙烯、聚乙烯的物化特性，又具有獨特的生物可降解行、光學活性、生物兼容性、氣體相隔性以及壓電性等被認為是可替代傳統(tǒng)的由石油合成的、不可降解的塑料，PHA被稱為新型的生物可降解塑料。

PHA結構多樣，且因其自身結構變化擁有較多的新材料性能，所以應用前途比較廣泛。在食品包裝材料、衛(wèi)生材料、紙涂層材料、光學材料、電子工程材料以及一些一次性用品，如高檔包裝材料、新型醫(yī)學材料骨釘、骨板等方面廣泛應用。

PHA由具有光學活性的R構型降級脂肪酸單體組成，是一種線性可降解聚酯，其單體組成對自身的物理性質起決定性作用，常見的PHA材料主要有以下幾種：聚β-羥基丁酸酯（PHB）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基戊酸之（PHBV）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基己酸酯（PHBHHX）、聚-3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯（P3/4HB）等。

二、聚合物的加工改性

經(jīng)過高分子材料科學成熟的發(fā)展，通過共混、共聚和表面改性等手段對高分子材料進行化學改性或物理改性以此達到提高聚合物某些性能引起了人們廣泛的重視。將不同的聚合物混合，或者將種類相同但相對分子質量不同的聚合物進行混合，或者把聚合物和其他物料相互混合形成新的共混聚合物，通過以上的手段都可以實現(xiàn)聚合物的共混改性，聚合物共混改性后不單單是改變了聚合物的性能，更是開發(fā)了新型聚合物材料的嶄新功能，因此，聚合物的共混改性已經(jīng)發(fā)展為當今世界高分子材料工程科學中最為活躍的領域之一。PHB作為PHA中最具代表性的生物塑料，在生活的各個領域都有著廣泛的應用前景，下面以PHB為例，探究一下生物質材料的加工改性。

三、PHB的加工改性研究

1.制備聚合物

1.1制備單端槍擊聚羥基丁酸酯（PHB-OH）

用甲醇打斷大的PHB分子鏈，對PHB片段封端，從而可以制的只有一端含羥基的PHB片段（PHB-OH）。制備方法如下：氯仿作為溶劑，硫酸作為催化劑，將15gPHB溶于150ml的氯仿中，75°C回流30min后，取2.5nl濃硫酸溶于50ml甲醇中，冰浴冷卻之后逐滴地滴加到上述的回流流體中，根據(jù)自己需要可以控制回流時間，至設定時間后冷卻至室溫，然后大量蒸餾水洗滌、分液、靜置分層后棄去水層，有機層洗滌兩次后，用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾，濾液使用無水甲醇沉淀，減壓過濾，將產物放在40°C的真空烘箱里面干燥48小時以上，即成。

1.2制備不飽和端基低聚物

取1.5g干燥的PHB-OH放在事先干燥好的四口瓶中，加入50ml除水的二氯甲烷和0.2ml的三乙胺，30°C油浴中磁子攪拌，完全溶解后，低價溶有0.3ml的丙烯酰氯的二氯甲烷30ml，繼續(xù)反應3小時，過濾沉淀，濾液使用適量飽和的碳酸氫鈉洗滌兩次，使用蒸餾水洗滌三次，然后用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾之后的濾液使用甲醇沉淀，減壓過濾，最后產物常溫真空干燥，即成。

2.運用傅里葉變換紅外光譜儀對聚合物材料進行定性表征

對于已經(jīng)提純過的待測樣品，將其配置成10mg/ml的氯仿溶液，然后滴3滴在KBr鏡片上面，在紅外燈的照射下干燥形成薄膜。之后用Nicolet IR200幸好傅里葉變化紅外光譜儀對其進行32次的掃描，（該儀器分辨力為1cm-1）。觀察得到的紅外圖譜，可以確定待測物中的基因。

3.材料熱學性能測試

聚合材料的熱學性能測試，取少量樣品，通過熱失重分析儀或者示差掃描量熱儀對樣品溫度曲線進行分析。

4.材料的力學性能測試

取少量待測樣品，將其裁剪成啞鈴型樣條，使用CMT4000型號微機控制電子萬能試驗機，移動千分尺，岑亮樣條的寬度、厚度、起始標距，待位移回零之后，在室溫下儀5mm/min進行拉伸，用計算機記錄材料的應力-應變曲線，通過實驗，得到材料彈性模量、拉伸強度以及斷裂伸長率等參數(shù)。

5. PHB物理改性研究

使用增塑劑DOS，形成PHB/DOS共混體系。經(jīng)實驗驗證，共混體系隨著增塑劑DOS的含量增加，材料的拉伸強度和楊氏模量降低，斷裂的伸長率不明顯，當共混體系中DOS含量達到35%時，共混體系的機械性最好，但對于共混體系來說，DOS的增塑效果并不明顯，因此，DOS常作為輔助增塑劑。

使用乙酰檸檬酸三丁酯（ATBC）增塑PHB體系，和DOS對比，ATBC增塑效果較明顯，因為ATBC自身的機型和分子量相對比較小，能很好的茶道PHB的鏈段之間，增加PHB鏈間的距離，減小高分子鏈間產生的相對滑移摩擦力，從而達到較好的增速效果。

四、結語

PHB作為生物質高分子材料PHA的一類，有其顯著的缺點，PHB比較脆，但通過對PHB的加工改性，可以彌補其缺點，更好地發(fā)揮它的優(yōu)勢。本文通過制備共混材料、測試其熱學性和力學性，選取增塑劑材料來改善PHB的熱學性能，以及使用物理方法加工改性材料，上述一系列的加工改性方法表明了，我們可以通過物理的、化學的加工改性方法提高PHA類材料的綜合性能，賦予PHA材料新的使用性能，使其擁有更美好的發(fā)展前景。

參考文獻

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《封神演義》里有這樣一段故事：太乙真人用兩朵蓮花、3片荷葉和折成300個骨節(jié)的荷梗，做成人形，吐口仙氣，使鬧海的哪吒得以死而復生。

這當然是個神話，蓮花、荷葉，荷葉梗之類代替不了人的肢體。但是，這個故事確實反映了古代人們修補殘缺身體的美好愿望。

幻想常常是科學的先導。長期以來，人們就曾用象牙、木材、黃金以至不銹鋼、鈦合金等來修補人體，并且取得了一定的成績。不過，這些材料都是硬邦邦的，修補骨骼還可以，代替人的筋肉不行，更不能用來制做具有各種特殊功能的臟器。

合成高分子材料的出現(xiàn)，為人體醫(yī)用材料開辟了全新的途徑。高分子材料化學性能比較穩(wěn)定，具有彈性和可塑性，還有一定的機械強度，所以問世不久就應用到醫(yī)學上；開始只是用做假牙、牙托之類，后來隨著一系列具有各種優(yōu)異性能的高分子不斷被發(fā)現(xiàn)，它們在醫(yī)學上的用途越來越廣，終于形成了一個蓬勃發(fā)展的專門領域――醫(yī)用高分子。

3D變心

心臟是人體最關鍵的臟器。它的作用好比一個泵，為全身提供血液循環(huán)的動力。

泵要工作少不了閥門，心臟的閥門是4個小小的瓣膜：左心房和左心室之間的瓣膜叫二尖瓣，右心房和右心室之間有三尖瓣，另外還有左心室、主動脈之間的主動脈瓣和右心室、肺動脈之間的肺動脈瓣。它們各有各的用處，協(xié)調運作，保證血液沿著一定的方向流動；只要一個瓣膜出了毛病，就會造成血液流動不暢或泄漏、回流，嚴重時便危及生命。

修理泵的閥門是容易的，醫(yī)治瓣膜的創(chuàng)傷卻不簡單。病變嚴重的瓣膜不僅藥物治療無效，而且手術修補也難達到目的。怎么辦呢？應該研究心臟瓣膜的人工代用品。

當然，并不是什么材料都可以制作心臟瓣膜的。瓣膜要植入人的心臟，跟血液直接接觸，容易使血液凝聚，人體組織又有免疫性，總是傾向于排斥外來的物質，這就要求制作瓣膜的材料沒有毒性，不會有凝血現(xiàn)象，與機體的相容性好，不產生異物反應和炎癥。另外還要求它有極好的曲繞強度，耐疲勞，耐老化。

一些特種高分子正是具有這些優(yōu)異性能的好材料，把它們做成球形或蝶形的瓣膜，安置在人的心臟里，就能起到控制血液循環(huán)的作用。

瓣膜只是心臟的一部分。制造人工全心，用來代替完全病變了的心臟，這是全世界許多醫(yī)學家正在悉心研究的課題。人工全心有復雜的動力部分，但是它的結構材料仍然是高分子。

目前的人工全心與3D打印有機結合起來，因為3D打印技術也是依賴于生物材料而取得突破。我們都知道人體零部件都是建立在生物材料的基礎上，用生物材料打出模型，然后在此基礎上植入干細胞培養(yǎng)，讓需要的人體零部件形成組織。根據(jù)國外最近報道，體內安裝人工全心的小牛最長已經(jīng)存活了184天?？梢灶A期，用不了太久，人工全心就可以供臨床使用。

人工腎形狀多

在醫(yī)用高分子的治療領域，人工腎的研究更是一馬當先。我們可以把腎臟看做一個過濾器，血液通過的時候，它把人體新陳代謝所產生的尿素、尿酸、肌酐等一類廢物扣留，通過尿液排出體外。一旦腎臟出了毛病，這些廢物排不出去，儲積在血液里，就會產生危險的“尿毒癥”。

對于人工腎來說，最要緊的是要求它具備一種選擇性透過的性能?，F(xiàn)在一般是用醋酸纖維、聚丙烯腈等高分子材料做成透析膜，這種膜容許尿素、尿酸、肌酐等廢物通過，而將有用的成分保留下來，血液也就得到澄清了。

利用醫(yī)用高分子材料的物理特性，人工腎不再拘泥于外形，可以做成平板式、盤管式和空心纖維型等多種多樣的型式。

多才多藝的高分子材料還被用到對多種所謂不治之癥的治療上。

你也許早聽說過“腦積水病”。人體內控制腦脊液的系統(tǒng)一旦失靈，腦脊液就會異常增多，壓迫頭部，脹得很大，患者十分痛苦。

腦積水病曾經(jīng)被當作絕癥，可是現(xiàn)在用高分子材料做成引流管，里面有自動調節(jié)流速的閥門，一頭腦室，一頭連上頸靜脈，這樣，腦脊液通過引流管流進右心房，建立起新的腦脊液循環(huán)系統(tǒng)，患者的痛苦解除了，也就可以正常地生活了。

眼睛的視網(wǎng)膜脫落，患者將喪失視力?，F(xiàn)在可以用硅橡膠和滌綸布做成窄帶，壓在眼球的四周，使脫落了的視網(wǎng)膜恢復到正常的位置，病人就能重見光明。

曾經(jīng)，有一種萎縮性鼻炎實在叫人傷腦筋，它會導致病人鼻涕長流不止?，F(xiàn)在我們也找到了辦法，制成一種室溫硫化硅橡膠，未見空氣時流動性很大，一遇空氣就自動硫化變成彈性體。如果把這種高分子材料像打針一樣注射一點到鼻腔里，長流的鼻涕就會被止住。

很多人知道室溫硫化硅橡膠可以代替肌肉組織，填充臉部、胸部和臀部的缺陷。其實，它還是修補損壞聲帶的理想材料。

讓藥更有后勁

談到醫(yī)學，總不能忘了制藥。醫(yī)用高分子也為制藥打開了新局面。

用高分子材料做成的裝藥膠囊，可以使藥在指定的部位釋放，提高藥物的效用。

如果是腸子有病，病人當然希望藥物到腸里才起作用，而不愿它在途經(jīng)胃時損耗。這件事情好辦，只要選擇一種抗酸親堿的高分子材料裝進藥劑，通過胃的酸性環(huán)境時安然無恙，進入腸的堿性環(huán)境中膠囊溶解，藥劑就能物盡其用了。

平常我們打針吃藥，總是藥物剛進入人體時濃度很高，但是過不了多久，濃度就迅速降低。也就是說，藥物的后勁不足。

高分子在這里又顯神通，用它們做成藥物微囊，讓藥力均一釋放，就能得到有后勁的長效藥物，幫助我們更好地戰(zhàn)勝病魔。比如，用一種高分子膜包住避孕藥做成的避孕環(huán)，放進人體，有效時間長達一年，而它的副作用卻比一般服用避孕藥小得多。

人們還發(fā)現(xiàn)，有些高分子本身就有抵抗病毒和消除炎癥的作用。

目前醫(yī)用高分子正在不斷向前發(fā)展，它的應用范圍已從最初的口腔科、骨科擴大到腦外科、胸外科、五官科、泌尿科，婦科。近幾年，全世界已有150多萬人安裝了用高分子材料做成的人工臟器和人工血管。用醫(yī)用高分子每年救活了成千上萬人的生命。

篇7

【關鍵詞】食品包裝；高分子材料；成分；快速鑒別

在食品包裝及接觸材料中，高分子類材質占比非常多。在日常實際檢驗監(jiān)管中，不同高分子材料對應不同的理化檢測安全限量指標，在抽樣和監(jiān)督檢查工作中，核實并快速鑒別材料類別，對于做到精準檢測、做好執(zhí)法把關工作意義重大。高分子材料種類繁多，從常用的通用塑料到工程塑料、橡膠、纖維樹脂等，每種材料都有各自獨特的化學構成、微觀結構，也具有不同的理化性能。本部分圍繞部分特定的幾類常見高分子材料，重點研究并總結其快速鑒別方法。

1.紅外光譜技術在快速鑒別中的應用研究

本部分采用傅立葉紅外光譜法對相關的食品包裝材料進行快速鑒別。將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，據(jù)此可以對分子進行結構分析和鑒定。紅外吸收光譜是由分子不停地作振動和轉動運動而產生的，分子振動是指分子中各原子在平衡位置附近作相對運動，多原子分子可組成多種振動圖形。

按量子力學的觀點，當分子吸收紅外光譜發(fā)生躍遷時，要滿足一定的要求，即振動能級是量子化的，可能存在的能級滿足下式：

E 振 =（V+1/2）hn

n ：化學鍵的 振動頻率； V ：振動量子數(shù)。

任意兩個相鄰的能級間的能量差為：（用波數(shù)表示）

其中：K為化學鍵的力常數(shù)，與鍵能和鍵長有關；m為雙原子的折合質量。

發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質量和鍵的力常數(shù)，即取決于分子的結構特征。紅外光譜分析可用于研究分子的結構和化學鍵，也可以作為表征和鑒別化學物種的方法，紅外光譜具有高度特征性。

1.1 試驗處理及準備

實驗儀器：傅立葉紅外光譜儀Varain 670IR

對食品包裝材料表面進行溶脹處理，其目的是盡可能地去除食品包裝材料里的添加的其它的成分，其方法是選擇合適的有機溶劑對樣品進行浸泡或回流處理，使樣品溶脹。將樣品表面溶脹的部分刮下，去除溶劑，粉碎后，按紅外測定的溴化鉀壓片法制樣，上機分析，適當扣背景，并與標準紅外譜進行比對分析。

1.2 聚丙烯材料紅外光譜檢測

從紅外譜圖1分析可以看出：2900-2850cm-1是甲基和亞甲基伸縮振動的吸收峰；1702cm-1是測試方法引入的C=O的伸縮振動的吸收峰；1469cm-1-1431cm-1是CH2、CH3面內彎曲和面內彎曲反對稱的吸收峰；1378cm-1是CH3面內彎曲對稱振動吸收峰；經(jīng)比對表譜，和聚丙烯的相似度較高。產品的主成分聚丙烯樹脂。

1.3 聚苯乙烯樣品材料的紅外光譜

從紅外譜圖2分析可以看出：3081cm-1、3060cm-1、3025cm-1是芳環(huán)骨架振動的吸收峰；2923-2850cm-1是甲基和亞甲基伸縮振動的吸收峰；1943、1871、1799cm-1是芳環(huán)骨架泛頻的吸收峰；1703cm-1是測試方法引入的C=O的伸縮振動的吸收峰；1658cm-1、1544cm-1、1451cm-1是芳環(huán)骨架振動的吸收峰；1373cm-1是芳環(huán)的面外彎曲振動吸收峰，722cm-1芳環(huán)-CH-面外彎曲振動吸收峰。經(jīng)比對表譜，和聚苯乙烯樹脂的相似度較高。產品的主成分聚苯乙烯材質。

由于食品包裝材料的多樣性及構成食品包裝材料的材料復雜，使得采用傅立葉紅外光譜法對相關的食品包裝材料進行快速鑒別時，進行前處理時時間較長。但是當選擇合適的試劑后，試驗證明，分析結果比較理想，快速鑒別應用技術科學可靠。

2.基于理化性能差異的快速驗證鑒別方法

2.1 觀察法

各種聚合物都具有各自的外觀性狀特征，可以依據(jù)這些特征對聚合物進行初步的鑒別。塑料薄膜主要有PE、PP、PVC和PET（聚酯），粘膠纖維和醋酸纖維膜等六種。它們各自的特點如下：PET薄膜：其特點是較硬，拿在手中快速晃動能發(fā)出嘩嘩的響聲，受力折疊以后易留下折疊痕跡。PVC薄膜：按照食品安全法規(guī)定：普通懸浮聚合聚氯乙烯由于單體殘留較高而不允許作為食品包裝。不過允許單體含量較低的本體聚合聚氯乙烯用物食品包裝。仔細比較可以發(fā)現(xiàn)：聚氯乙烯薄膜比聚乙烯薄膜稍硬，但是最準確的鑒別還是燃燒法。PP和PE薄膜：目前主要是以高壓聚乙烯（即低密度聚乙烯）制作的食品包裝膜。聚丙烯薄膜由于其結晶度較高而表現(xiàn)明顯的各向異性。粘膠纖維膜和醋酸纖維膜（俗稱玻璃紙）：前者是天然纖維素經(jīng)堿化以后再與二硫化碳反應生成水溶性的纖維素黃原酸鹽，最后在硫酸浴中通過狹縫成膜；后者是纖維素經(jīng)乙?；院蟛捎萌芤悍ǔ赡?。粘膠纖維膜是一類最傳統(tǒng)、最安全的糖果包裝透明薄膜。它的特點是沒有PE膜那么柔軟，與聚酯薄膜相比較粘膠纖維薄膜在不怎么受力的情況下也很容易起皺紋，整理過程中同樣能發(fā)出聲音。燃燒試驗能夠聞到與燃燒棉纖維類似的氣味。

2.2 燃燒試驗法

不同種類聚合物具有不同的燃燒特征和氣味，依據(jù)此特征可以有效鑒別聚合物，下面列表予以比較。

2.3 溶解試驗法

各種聚合物的溶劑和溶解特性各不相同，可根據(jù)它們在常見溶劑中的溶解表現(xiàn)作出初步鑒別，現(xiàn)列表比較。

篇8

相比基礎性實驗，綜合性實驗的設置和開展對學生各課程知識的掌握在廣度和深度上均提出了更高的要求，也使得學生能夠對分屬于不同課程的知識點有了更為深刻的認識，通過相互對比和驗證，有助于專業(yè)知識的全面掌握和理解。但鑒于實驗開展仍然遵循著學生預習、老師講授、動手操作和課后交報告的傳統(tǒng)模式，雖然實驗指導老師針對實驗可以設計不同的反應歷程，讓不同組別的學生獲得迥異的結果，但實驗結論的預測性很強，一些意外問題的發(fā)生也會在指導教師的預料之中，并能夠很快給出解決方案，這對于提升學生在主觀能動學習能力的效果很有限。另外，本校開展的高分子實驗在內容的編排上還存在著較為明顯的學科界限，還不能完全融合高分子化學、高分子物理和高分子成型加工原理等課程內容，因此很有必要開設具有創(chuàng)新型的研究型實驗課程。

2實驗開設時機

鑒于此類研究型實驗的開展往往需要比較集中的時間段，高分子材料教研室經(jīng)過多次商討，確定本實驗的學時為90學時(30學時/周×3周)，將主要的實驗內容集中安排在大四上學期的最后3周內完成。此時，一方面學生已經(jīng)完成了所有的理論課程的學生和各類基礎實驗的訓練，為本實驗的開展提供了先決條件;其次，在此時間段有關校園招聘活動也會告一段落，可以保證學生有充足的時間和精力完成實驗;最后，此次實驗訓練也為下一學期的本科畢業(yè)設計(論文)的開展提供一次很好的預演，能夠有效地消除學生對畢業(yè)設計(論文)的恐慌和迷茫心理。

3實驗內容的優(yōu)化設計

根據(jù)王新平等［5］的觀點，創(chuàng)新型實驗必須具有實驗結果的不確定性和探索性、實驗設計程序的自主性和開放性，以及實驗過程的可行性和可操縱性等基本要素。因而，這類實驗的開展必然會對實驗人員(包括指導教師和學生)、實驗設備和場地等諸多方面提出了更高的要求。根據(jù)創(chuàng)新型實驗內容設計的三點原則［5］和本專業(yè)教研室老師的科研情況，教研室選擇了“導電性高分子材料的制備及其應用”這一開放性較強的實驗。通過多方面的探討和論證，我們嘗試設計了一個以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應用為主線的研究型實驗，實驗內容和所需基本學時安排如下:(1)學生分組，布置實驗的側重方向(一組在聚丙烯中的應用，一組在天然橡膠中的應用)，安排相關文獻的查詢和閱讀，著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性，溫習有關設備的操作和安全注意事項(30學時)。(2)根據(jù)分組，學生在老師的指導下搭建實驗平臺，進行聚苯胺的合成，分別采用化學氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經(jīng)過質子酸或無機酸摻雜改性的聚苯胺，經(jīng)純化干燥后備用(30學時)。(3)用高阻計測試聚苯胺的電導率，X射線衍射儀分析產物的物相結構，紅外光譜儀觀察產物的特征官能團，并在掃描電鏡下觀察產物的形貌，并比較不同組別間所得聚苯胺產物在性能和外觀上的異同(15學時)。(4)各組同學在制得合格的聚苯胺后，按照預先選定的應用方向，分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復合材料，前者在雙螺桿擠出機中完成，而后者在雙輥開煉機和平板硫化機中進行。(30學時)(5)將所得復合材料進行標準化制樣后，分別用萬能電子試驗機、擺錘式?jīng)_擊試驗機和高阻計測試復合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導率隨聚苯胺添加量的變化規(guī)律并記錄實驗結果;用掃描電鏡觀察復合材料斷面形貌，分析破壞機制，探討材料的強度和韌性變化的機理(15學時)。(6)學生整理數(shù)據(jù)，并撰寫實驗報告。報告要求參照本科畢業(yè)論文的模板和格式，須包括引言、實驗過程、結果與討論、結論和參考文獻等主要部分(30學時)。其中(1)和(6)要求學生利用課余時間分別在實驗周的前后一周內完成，不占用實驗周的學時。在整個實驗進行過程中，如因出現(xiàn)不可抗力或意外情況導致實驗進展不順利，可通過與實驗室管理人員協(xié)調，利用周六和周日的時間進行彌補，以保證學生有充足的實驗時間。通過這樣一個研究型實驗的設計和內容編排，不但使學生能夠將有機化學、高分子化學、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現(xiàn)代測試與分析技術等課程中散落的知識點進行有機串聯(lián)，還同時大大增強了學生對高分子材料從合成、表征到應用的整體認識。在實驗過程出現(xiàn)不可預料的事件時，合理引導學生利用理論知識去分析問題，并通過查找資料尋求解決問題的方法，有力地推動了學生在理論知識和實踐應用方面的融會貫通，極大地提升了學生的主觀能動性。

4實驗課程考核

本實驗的考核采用過程管理與結果考核并用的模式，主要分為以下三個方面:(1)學生實驗表現(xiàn)(40%):指導教師觀察并記錄學生在實驗中的表現(xiàn)，包括實驗時間的合理安排、實驗平臺的正確搭建、實驗藥品和原料的適用和管理，以及意外情況出現(xiàn)時的應對措施等。(2)綜合報告撰寫(40%):要求每一位學生在查閱文獻和整理資料的基礎上，獨立分析實驗數(shù)據(jù)，撰寫一份符合要求的實驗報告。(3)教師提問考核(20%):學生提交報告期間，指導教師根據(jù)報告內容進行提問，考核學生對實驗過程和報告內容的熟悉程度，同時考察學生在實驗數(shù)據(jù)分析中的邏輯性，進一步深化學生對實驗的印象，達到初步培養(yǎng)學生科研素質的目的。

5結語與展望

篇9

產學研聯(lián)合開展阻燃技術研究

東莞市柏百順石油化工有限公司(簡稱“柏百順公司”)成立于1996年。公司成立初期以有機化工溶劑經(jīng)營為主，自2002年起，公司銷售業(yè)績就邁上了新臺階。隨著公司的不斷發(fā)展和行業(yè)競爭的加強，柏百順公司逐漸意識到只有發(fā)展自主產業(yè)和多元化經(jīng)營、提高總體競爭力，企業(yè)才能做大做強，于是公司開始積極進行產學研合作，尋找途徑向高新技術企業(yè)發(fā)展。

北京理工大學材料科學與工程學院阻燃材料研究國家專業(yè)實驗室(簡稱“阻燃實驗室”)是我國唯一的阻燃材料研究專業(yè)實驗室。實驗室現(xiàn)有專兼職人員10人，包括教授5人、副教授3人、講師2人，其中國家級突出貢獻中青年科學家2人；現(xiàn)任主任為楊榮杰教授，學術委員會主任為才鴻年院士。實驗室在國家“211工程”與“985工程”項目的支持下，正在建設成為專門從事阻燃材料研究與開發(fā)、阻燃技術與材料進展學術交流、阻燃材料領域高層次人才培養(yǎng)、阻燃材料檢測及技術咨詢的基地。

高分子材料的制造與加工是東莞市支柱產業(yè)之一。隨著社會的進步與發(fā)展，這一行業(yè)迫切需要開發(fā)出具有自主知識產權的、高附加值的、更加安全和環(huán)保的產品，改變傳統(tǒng)的高投入、高消耗、高污染、低效益的發(fā)展模式。目前，東莞地區(qū)阻燃行業(yè)存在自主創(chuàng)新能力不足、核心技術缺失、競爭層次較低以及利潤水平不高的問題。在此情境下，柏百順公司以中國阻燃行業(yè)領軍人為目標，立足東莞、迅速開展阻燃技術的研發(fā)與產業(yè)化工作。自2004年開始，柏百順公司與北京理工大學阻燃實驗室展開了深入、廣泛的合作，并成為中國阻燃學會常務理事單位。通過與北京理工大學建立密切而良好的合作關系，企業(yè)的創(chuàng)新需求得到了高校的高新科技成果和人才等方面的大力支持。幾年來陸續(xù)有項目開發(fā)成功，其中“高效阻燃劑FR245”等項目已成功投產。

“高效阻燃劑FR245”的研發(fā)與產業(yè)化

當今市場所主要應用的溴系阻燃劑雖然具有極其優(yōu)異的阻燃特性和性價比，但通常溴系阻燃劑阻燃制品在燃燒過程別容易產生刺激性煙霧，同時這類阻燃劑的某些品種在降解過程中產生的有毒致癌物質如Dioxin(二英)，或者其不完全反應產物如多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚等，對人類健康和環(huán)境存在著極大的隱患。

環(huán)保型阻燃劑三一(三溴苯氧基)-三嗪作為十溴二苯醚和十溴二苯乙烷的替代阻燃添加劑，具有阻燃效率高、加工性能好、耐光和耐候性能優(yōu)異等特點，現(xiàn)已為國內各大型改性阻燃制品供應商認可，但大多數(shù)產品需要進口，國內產品在質量上尚不能滿足要求，而進口產品價格昂貴，制約了該阻燃材料的應用以及相關行業(yè)的發(fā)展。為此，有必要進行該阻燃制品的大規(guī)模工業(yè)化生產工藝研究。

“高效阻燃劑FR245”項目的具體內容為開發(fā)出一種制備三一(三溴苯氧基)-三嗪的高效工藝并實施工業(yè)化生產，采用三溴苯酚與三聚氯氰為原料，在催化劑作用下，在溶劑內合成三一(三溴苯氧基)-三嗪阻燃劑。該工藝需要解決的關鍵技術有三點：(1)實驗室有機溶劑的選擇與處理工藝；(2)催化劑去除與脫色工藝；(3)萬噸級反應釜的溫控工藝。

項目要求達到的總體目標是：三一(三溴苯氧基)-三嗪生產工藝可實現(xiàn)工業(yè)級的規(guī)模，產率大于98.5％，純度大于99％。該工藝與現(xiàn)有工藝相比，產率與純度明顯提高(原產率90％)，且生產廢水中無有害物質，符合國家化工綠色生產、循環(huán)經(jīng)濟的要求。

在明確目標和認識到技術關鍵的前提下，產學研攻關團隊制定了詳細的開發(fā)計劃，提出了多種可行的方案，逐一進行試驗，直到優(yōu)選出最佳工藝參數(shù)為止。為保障項目按照預期計劃開發(fā)成功，公司在人員配置、設備引進、實驗設施改進等多個方面做出了合理安排，最終使項目按期完成，已于2008年6月底成功投產。目前已建成年產2000噸的生產線一條，計劃兩年內實現(xiàn)年產1萬噸。

產學研攜手共建阻燃技術研究院

2007年6月。東莞市樟木頭鎮(zhèn)政府、東莞市柏百順石油化工有限公司和北京理工大學材料科學與工程學院三方簽署協(xié)議，共建“北京理工大學材料科學與工程學院樟木頭研發(fā)基地”?；卣嫉?6萬平方米，計劃投資1.5億元，主要從事高分子材料用阻燃劑的開發(fā)和生產。

為了深化雙方的合作、更好地服務地方經(jīng)濟，目前。東莞市柏百順石油化工有限公司正在與北京理工大學阻燃實驗室共同組建東莞市柏百順阻燃技術研究院。該研究院將作為一個行業(yè)性公共技術創(chuàng)新平臺為東莞乃至廣東省的阻燃行業(yè)提供服務，計劃總投資約1億元，三年時間完成基本設施和人才隊伍建設。目前，該研究院已經(jīng)試運行1年，并于2008年11月份正式獲得東莞市政府批準成立。

產學研合作培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才

篇10

【關鍵詞】氣體膜 分離技術

在二十世紀的時候，氣體膜分離技術就已經(jīng)成熟發(fā)展起來，而且與之前比較傳統(tǒng)的冷凝分離技術相比，有較大的差異，首先就是節(jié)約能源，降低能耗，其次就是分離的更加徹底，工作效率較高，而且這種技術操作起來更加簡單方便，不會造成二次污染。然而，氣體膜技術并不是完美的，因為高效的膜分離材料難找，氣體膜分離技術只能限制在某些領域應用，而不能應用在更廣闊的領域。本文通過具體的例子介紹了氣體膜分離技術在石油工業(yè)中的應用，并對實際情況進行了分析，除此之外，對氣體膜技術今后的發(fā)展趨勢做了些研究。

1 進行氣體分離膜所需要的關鍵材料

氣體分離膜技術的實施需要幾個關鍵材料，根據(jù)材料性能上的差異，可以把膜材料分為高分子材料、無機材料和金屬材料三種，詳細的說明如下：

1.1 高分子材料

高分子材料的組成成分并不是單一的，主要是由聚二甲硅氧烷、聚砜、醋酸纖維素、乙基纖維素等早期氣體所合成。在分離膜材料的實際應用中，通常也采用其他的成分應用在分離膜領域。目前大量的研究工作者開始對高性能的氣體分離膜進行多面鉆研，盡力找出各類聚合物的分子結構與氣體分離性能兩者之間的聯(lián)系。通過實際應用可得應用高分子具有很高的透氣性，在氣體分離領域有著很多的應用，并且取得了很好的應用效果。

1.2 無機材料

和高分子材料一樣，無機也是一種合成材料，目前主要有陶瓷膜，微單玻璃膜，金屬膜和碳分子薄膜等作為主要成分合成的無價材料。具有良好的化學性能和熱穩(wěn)定的無機材料，它可以在更高的溫度下工作，強酸性環(huán)境，沸石膜的無機晶體結構，具有良好的耐高溫和化學降解性能，但缺點是該分子膜的制備環(huán)境需要達到一定的條件，目前只能在實驗室中生產，在其他工廠由于無法運用嚴格的技術設備進行控制而無法量產。目前應用最多的就是無機陶瓷材料，因為其與無機膜和玻璃膜相比具有許多特點使得生產工藝簡單，易于生產，其過濾面積大，能夠使氣體分離更加徹底。

1.3 金屬材料

這里所指的金屬材料，并不包括所有的金屬，而主要是稀有金屬，尤其是鈀以及合金材料，在分離膜技術上具有較好的應用，一般用于H2的分離。鈀銀合金的特點使得其在分離膜的構成材料上得到較好的應用，這主要在就在純鈀在氣體分離的過程中會變脆，影響分離的效果。目前，鈀膜材料已應用于加氫、脫氫及氫氧化等過程。

2 氣體分離膜的應用

根據(jù)市場和油田企業(yè)的需要，氣體膜技術的應用也越來越廣泛，實際應用主要包括：

2.1 有機蒸汽的凈化及回收

氣體分離膜的應用是較為廣泛的，在石油、化工和噴涂等行業(yè)中都是必不可少的，主要原因在于在這些行業(yè)的生產經(jīng)營過程中，都會釋放出大量的有機蒸汽，這些氣體所含的許多有機物是有毒的，而且氣體中有些成分還易燃易爆，如果不對它們進行合理的處理，及時的進行凈化，整個企業(yè)的安全就存在著較大的威脅。正因為如此，才需要運用氣體膜分離技術，將這些蒸汽進行較好的分離，保證環(huán)境不被污染，回收利用有價值的氣體。我國自1989年采用了第一套膜法有機蒸汽回收裝置（主要用于汽油罐區(qū)的排放氣的回收）以來，經(jīng)過了多次改良，目前已經(jīng)能夠較好運行，一套膜的使用壽命長達4年之久，這充分表明了氣體分離技術的進步和發(fā)展。在有些化學工廠中，運用了氣體膜分離技術，不但會給企業(yè)帶來更多的具有經(jīng)濟價值的氣體，還能對周圍的環(huán)境進行保護，這樣就為企業(yè)增加額外的經(jīng)濟效益，為企業(yè)的進一步發(fā)展準備了條件。

2.2 氣體脫濕

進行氣體分離技術的過程中，還需要對氣體進行脫濕處理，一般情況下，氣體脫濕主要包括天然氣脫濕、空氣脫濕兩種。天然氣脫濕主要是處理水溶液中的第二天然氣，在處理過程中，尤其是寒冷的冬天，必須及時對水中的天然氣進行處理，且天然氣的含水量要低于6立方米。從膜中的酸性氣體脫除天然氣中分離，而且去除水分，因此沒有額外的空氣干燥脫水設備。在這方面，傳統(tǒng)的機械設備不但投資大，效果不佳，而且操作起來比較繁瑣。因此，氣體脫濕過程中采用一般是空氣除濕，其設備操作起來比較簡單，且分離效果也符合技術要求。經(jīng)過空氣除濕后，空氣露點溫度為60 ～ 40℃。達到標準的天然氣管道，將需要的水分去除，膜分離，其原理就是天然氣自身的壓力作為分離動力，這樣一來能源就會大大的節(jié)約，這種去濕過程不會添加分離劑，容易操作和控制。

2.3 天然氣中H2的脫除及油田二氧化碳回收利用

事實上，在上世紀80年代開始，國外的一些石油企業(yè)就已經(jīng)采用了三次采油的方法，這個步驟主要是將二氧化碳壓入進行自噴稱為一次采油，然后進行注水采油稱為二次采油，這兩個過程采油比較多，而當油井枯竭時，還需要進行第三次采油，也就是對殘留在井中的余油進行開采。當然，除了油田企業(yè)使用氣體分離技術外，在對城市垃圾進行處理和沼氣分離中也要采用，基本是運用二氧化碳分離膜進行分離。處理天然氣使采用膜技術，不但具有裝置小易于操作的特點，還具有良好的分離效果。

3 氣體膜分離技術的發(fā)展趨勢

氣體膜分離技術也在飛速發(fā)展，出現(xiàn)的新科技也隨之增多，目前發(fā)展趨勢主要有以下幾個方向：

3.1 不斷開發(fā)研制高效的氣體分離膜材料

經(jīng)過研究表明，聚合物的滲透性和選擇性是相反的，也就是說當聚合物的選擇性加強的時候，其滲透量就減少了，這樣的特性就導致其無法進行大規(guī)模生產。正因為這樣，科研工作者致力于新的聚合物材料的研究以克服一般聚合物的缺陷，目前研發(fā)的聚酰亞胺就是一個典型的例子。

3.2 積極開發(fā)膜組件組合及優(yōu)化

傳統(tǒng)的膜組件主要有空心纖維膜組件、卷繞式膜組件及墊套式膜組件等等，這幾種膜組件各有優(yōu)點，但同時又存在著弊端，就螺旋卷繞式膜組件來說，其粘合技術較低，且粘合寬度的減少，這就需要在今后的科研中不斷改進以加強膜分離技術的發(fā)展。

3.3 發(fā)展集成分離技術

無論哪種技術，都具有技術邊界和經(jīng)濟邊界，膜分離技術也是如此，正因為這樣，在特定的條件下，膜分離技術才能發(fā)揮出最佳的效果。于是，在實踐中，需要將膜分離技術與其它技術結合起來，這樣就會實現(xiàn)最優(yōu)的工藝組合和最低的經(jīng)濟投資，同時也擴大了氣體膜分離技術應用的領域和適用范圍，如采用固體脫硫和膜法脫水相結合，進行天然氣外輸前的凈化處理。此外，在凈化和回收鹵代烴上也研究出了新方法，就是采用膜分離和冷凝法兩者相結合的方法。

參考文獻