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高分子材料的改性范文1
生物醫用高分子材料（Biomedical polymeric ma-terials）主要用來診斷、治療與器官再生與合成，是一種新型高分子材料。當前，較為普遍的應用在藥物控制釋放、組織工程、人工器官合成、牙齒治療等領域，其高技術含量與科學意義非常顯著，并與患者的康復緊密相關，在醫療領域發揮著重要價值。鑒于生物醫用高分子材料有較多局限性，在以合成方式進入到人體以后，其細胞表面會受體接觸，發出信號用來與異體區分，沒有經過表面改性的高分子材料生物相容性非常差。為此，對醫用高分子材料表面進行改性成為人們關注的重點。
一、生物醫用高分子材料的生物相容性
（一）血液相容性
當高分子材料與血液接觸時，將不會引發凝血或者是血小板凝聚的情況，這種情況就被稱為血液相容性，溶血情況很少發生。鑒于高分子材料與血液接觸建立在材料表面，建立在材料表面合成設計是抗凝血材料的主要工作[1]。
（二）組織相容性
組織相容性就是指生物活體組織與材料接觸時，細胞、組織功能依然正常，并沒有引發炎癥、癌變的情況。而使用合成高分子依然存在一些弊端，可游離的有毒物質將在接觸生物組織過程中產生有毒物質，長期在人體中存在將產生異化反應。組織相容性要確保材料無毒、無害、不損傷組織結構，要想解決這一問題可以通過改性材料實現[2]。
二、生物醫用高分子材料表面改性
（一）物理方法
1、表面涂層
一旦異體與血液接觸，異體表面就會吸附一層蛋白質，很多血小板都粘附在蛋白質上，還有一些會以吸附形式存在于異體表面血纖維蛋白上，通過特定作用對血小板進行粘附與活化，最終導致凝血的出現。而通過生物醫用高分子材料能夠使表面增加抗凝血涂層，使生物材料表面得以鈍化，血液將不會接觸材料表面，能夠使高分子表面抗凝血型提升。Ishihara等通過研究研究合成了2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿聚合物，將其涂層到基材表面，能夠對材料凝血性能進行抑制，抑制材料凝血性能的提升[3]。Lewis等合成了交聯的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿聚合物、甲基丙烯酸月桂醇脂、甲基丙烯酸三甲氧基硅丙脂等涂層。這種合成的涂層粘合力非常強，能夠將其涂到易脫落的醫療器材元件上，增加器材的牢固性。使用方法較為簡單、能夠均勻的對生物材料表面進行涂層，吸附力將更強，防止出現脫落。
2、物理共混
將一小部分抗凝血添加劑與基材混合能夠得到良好的抗凝血材料。材料中有較多的兩性共聚物與抗凝血添加劑，在與基材融合以后，會在基材的表面聚集。將甲基丙烯酸正丁脂、2-甲基丙烯酰氧基磷酰膽堿聚合物將聚砜混合，能夠使聚砜的血液相容性增強。聚氧乙烯內部有長鏈的共聚合物也可以當成是抗凝血的添加劑，與材料混合以后使材料的抗凝血性增強，并能防止出現滲透基材的情況[4]。
（二）化學方法――表面接枝改性
改善血液相容性，提高材料抗凝血性可以通過接枝親水基團實現，這種方式下能夠使基材與表面充分聚合，進而防止出現表面脫落。用來接枝表面的有等離子體法、高能輻射法、臭氧活化法、化學試劑法等，近年來，化學固定法的出現備受人們關注。以上所有方法都是通過接枝側鏈增強對血細胞的排斥，進而減少吸附，側鏈良好的水溶性、柔順性將非常有利于血細胞正常形態維持，進而依靠生物膜實現抗凝血的目的。
1、表面接枝聚氧乙烯
良好的血液相容性是生物醫用高分子材料的重要特征，實現相容性的條件就是表面要就有長鏈結構。PEO接枝鏈表面抗凝血材料的使用得到廣泛認可[5]。因為PEO血液相容性強、親水性與柔順性均非常好，能夠與水形成一個PEO鏈，并且水合的懸掛鏈能夠使蛋白材料作用降低，進而阻止發生蛋白吸附情況。
2、等離子體表面處理
等離子體表面處理就是將材料放置在非聚合氣體當中，利用等離子體的能量粒子、活性物與材料表面發生反應，并在材料表面產生官能團，使材料表面結構改變，實現對材料的改性。比如，CH4、NH3、N2、O2、Ar等氣體。使用O2等離子體對聚丙烯中空纖維膜表面進行處理，處理過后的烷氧基等基團明顯提升，表面自由也得以釋放，材料的溶血性與血小板粘附密度將大大降低。
（三）表面肝素化
肝素是被成為最天然的抗凝血藥物，通過對凝血酶原活化進行抑制能夠使纖維蛋白網絡形成的凝血得以延緩與阻止，抗凝血效果將非常好，進而使通過導管引入的細菌感染得以減少，降低了感染的發生率。將肝素利用在醫用生物高分子材料中，能夠使抗凝血性得以改善，也可以使用物理吸附法、化學偶合法改善抗凝血型，但肝素的基本形態不變；化學耦合方法將造成結構不穩定，肝素構象將不利于形成，大大降低了抗凝血性能。
（四）表面磷脂化
通常，細胞膜外表面的最主要構成要素是卵磷脂。卵磷脂中的兩性磷酸膽堿基團有非常強的抗凝血效果，并且PC基表面呈現出惰性情況較多，將不會吸附血小板；此外，PC端基親水性非常好，能夠減少出現蛋白弱化情況，能夠對蛋白進行吸附，維持蛋白基本形態。
結語
一個良好的生物相容性是確保生物醫用高分子材料發展的目標之一，優化并提升生物相容性是醫用高分子材料應用的重點，為此，加強對高分子材料表面改性研究是非常重要的。
參考文獻
[1]羅祥林，黃嘉，何斌等.光化學固定法--醫用高分子材料表面改性的一種新方法[J].生物醫學工程學雜志，2010，17（3）：320-323.
[2]劉鵬，丁建東.等離子體表面改性技術在醫用高分子材料領域的應用[J].中國醫療器械信息，2011，11（5）：39-42.
[3]胡小洋，陳紅，張燕霞等.聚乙二醇及其衍生物改性生物醫用材料表面的血液相容性[J].高分子材料科學與工程，2012，23（6）：127-131.
高分子材料的改性范文2
關鍵字：新型高分子材料；高分子材料應用；新型高分子材料的開發
引言：
高分子材料是指由相對分子質量較大的化合物分子構成的材料。按其來源，高分子材料可分為天然，合成，半合成材料，包括了塑料，合成纖維，合成橡膠，涂料，粘合劑和高分子基復合材料。從1907年高分子酚醛樹脂的出現以來，高分子材料因其普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優點而獲得迅速的發展。然而，現在大規模生產的還只是在尋常條件下能夠使用的高分子物質，即通用高分子。它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點，而現代工程技術的發展對高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的開發與應用尤為重要。納米、導電、生物醫用、生物可降解、耐高溫、高強度、高模量、高沖擊性、耐極端條件等高性能的新型高分子材料的開發與應用不但能解決現階段的高分子材料所面臨的問題，而且也將積極地推動高分子材料向功能化、智能化、精細化方向的發展。與此同時，我國十二五計劃也將高分子材料的開發研究納入了其中，作為其重要研究方向之一的新型高分子材料的開發研究必將會極大地推動我國材料技術的發展。
一、簡述高分子材料
1.高分子材料
高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物為基礎的材料。基本成分為聚合物，或以其含有的聚合物的性質為其主要性能特征的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，通常分子量大于10000，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合體。
2.國內外高分子材料開發現狀
高分子材料與金屬材料和無機非金屬材料共同構成了應用性材料科學的最重要的三個領域。高分子材料憑借其獨特的優勢占領了巨大的市場。
世界高分子材料工業正在高速地發展著。世界合成樹脂量從1950年的1.5M工增長到2005年的212M工，每年大概以5%的增長率在迅速地增長。現在塑料的產量早已超過了木材和水泥等結構材料的總產量。合成橡膠的產量也已超過了天然橡膠，而合成纖維的年產量在上個世紀80年代就已經達到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。對于我國而言，目前我國是世界上最大的樹脂進口國，每年進口的樹脂數量大約是世界樹脂總貿易的25%到30%。我國的樹脂合成工業正高速地發展當中，樹脂合成能力也在飛速地提高中。然而與西方發達國家仍然存在著差距。
3.開發新型高分子材料的重要意義和途徑
自上世紀30年代高分子材料的出現開始到現代，世界工業科學不再只是滿足與對基礎高分子材料的開發研究，從90代開始，科學家們就將注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料開發上。現代工業對于新型高分子材料的需求日益強烈。像納米高分子材料，通常是將納米微粒與聚合物基材進行復合，利用其特殊性質來開發新產品，這比研究全新的聚合物材料投資少，周期短，生產成本低。與普通改性材料不同，納米粒子具有特殊的表面效應、體積效應、量子尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等，這些效應的綜合作用導致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，納米粒子巨大的比表面積產生的表面效應，可使經納米粒子改性后的高分子材料的機械性能、熱傳導性、觸媒性質、破壞韌性等均與一般材料不同，有的材料還具有了新的阻燃性和阻隔性。
新型高分子材料的開發主要是集中在制造工藝的改進上，以提高產品的性能，減少環境的污染，節約資源。就目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發仍然是高分子材料技術開發的熱點之一。在開發新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團轉移聚合和微乳液聚合的工業化。在第二次世界大戰中發展起來的高分子復合技術，以及出現于50年代的高分子合金化技術后。新的復合技術和合金化技術層出不窮。新型高分子材料的開發，不但能夠滿足現代工業發展對于材料工業的高要求，更能夠促進能源與資源的節約，減少環境的污染，提高生產能力，更能體現出現代科技的高速發展。
二、新型高分子材料的應用
現代高分子材料是相對于傳統材料如玻璃而言是后起的材料，但其發展的速度應用的廣泛性卻大大超越了傳統材料。高分子材料既可以用于結構材料，也可以用于功能材料。
現階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子復合材料這幾大類：
第一，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。采用這樣的薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，與以往傳統的分離技術相比，更加的省能、高效和潔凈等，被認為是支撐新技術革命的重大技術。
第二，高分子磁性材料是磁與高分子材料相結合的新的應用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺點。將磁粉混煉于塑料或橡膠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，比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等。
第三，光功能高分子材料，是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，應用也很廣泛。
第四，高分子復合材料是指高分子材料和不同性質組成的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點具有各種材料的長處，如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質。
這些新型的高分子材料在人類社會生活，工業生產，醫藥衛生和尖端技術等方方面面都有著廣泛的應用。例如，在生物醫用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料：在工業污水的處理上，在不添加任何藥劑的情況下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：開發的聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂復合材料，這些材料比強度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術方面不可缺少的材料；同樣，在藥物傳遞系統中應用新型高分子材料，在藥劑學中應用，在包轉材料中的應用等等。新型高分子材料已經滲透于人類生活的各個方面。
三、綜述
材料是人類用來制造各種產品的物質，是人類生活和生產的物質基礎，是一個國家工業發展的重要基礎和標志。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發展，技術的進步，越來越能影響人類的生活。新型高分子材料的不斷開發像納米技術、熒光技術、導電技術、生物技術等的實施必將使得高分子材料在工業化的應用中不斷進步。區別于我們已經開發研究成熟的一些傳統材料，高分子材料的研究開發存在著無窮的潛力。正如一些科學家預言的那樣，新型高分子材料的開發將有可能會帶來現代材料界的一次重大革命。
參考文獻：
[1]程曉敏，高分子材料導論[M]，安徽大學出版社2006，
[2]于金海，應用新型可降解材料修復腹壁缺損的實驗研究[J].中國知網論文總庫2010
[3]趙利利，論新型高分子材料的開發與應用[J]，科技致富向導，2011.（02）.
高分子材料的改性范文3
關鍵詞：交通；高分子材料；工程應用；人才培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0139-02
一、前言
交通擁堵已成為世界主要國家存在的交通主要問題。為解決交通擁堵和提高客運運輸能力他們正在尋求新的交通政策和解決辦法，其中最重要方法就是發展軌道交通。因為軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點，主要包括干線鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通系統。預計到2020年，我國城市化水平將超過50%，城市軌道交通累計營業里程將達到7395千米。發展軌道交通，必須要克服車輛的走行性能、輕量化、集電性能、環保、空氣力學以及其他諸如改善車內環境、提高乘車舒適度、提高耐候性和耐火性等方面的技術，而車輛的輕量化在解決其他各項技術方面起著至關重要性，高速列車的輕量化必須大量采用高分子材料及復合材料。隨著科學技術的不斷進步，具有質輕、高強度以及易成型等特點的集結構功能一體化的新型高分子材料，尤其是高分子復合材料越來越多地應用在現代軌道交通領域。
另外，隨著軌道交通的發展，尤其是鐵路的提速，噪音污染對于人類的威脅也越來越大，甚至危及生命，因此，控制振動、降低噪音已成為急需解決的重大問題。在眾多的阻尼防噪材料中，其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更為突出。高分子材料阻尼特性一直以來是一項重要的研究課題，同時高阻尼聚合物也是目前發展高性能減震降噪材料的重點發展方向。因為高分子材料具有以下特點：（1）利用其玻璃態轉化區的粘性阻尼部分，將機械能或聲能部分轉變為熱能逸散掉，通過阻尼制振降低車廂結構共振區的振動，從而減小車內噪聲。（2）利用小分子和極性高聚物之間會形成可逆的氫鍵，氫鍵在振動下會不斷斷裂和形成新鍵，最終將機械能轉化為熱能而耗散。（3）將不同的阻尼材料交替層狀排列，利用多層雜化材料疊加來有效地拓寬材料的有效阻尼溫域，通過控制復合材料的層狀結構和數量將可獲得更高阻尼值。這些特性是其他材料無法達到的。發展高分子交通材料對于發展交通具有非常重要的應用價值。在當今經濟發展的中國，開設具有交通特色的高分子材料專業，培養更多掌握高分子材料的基本知識和應用技術的人才具有劃時代的意義。
二、高分子專業特色
作為以交通為特色的一所大學，專業設置必須具有交通的特點。學校在“十三五”規劃中，就明顯地突出了交通的特色，確立了學校的發展目標，將其定為“以交通為特色，軌道為核心”發展理念，而且強調其他所有的專業建設必須緊緊圍繞著這個目標，包括學科建設和人才引進。作為與軌道交通有著非常緊密聯系的高分子材料專業更要凸現交通特色。我們在專業建設方面緊緊圍繞交通的特色，包括本科的課程設置、學科專業方向和人才引進。在課程設置方面我們更多地注重學生的實際能力的培養，以軌道交通為靶向，為交通運輸行業提供掌握高分子材料基礎知識和實際應用人才。在學科建設方面首先以高分子材料基礎理論建立學科平臺，尤其是碩士學位碩士點，目前，該專業有專材料科學與工程和化學兩個一級碩士學位碩士點來支撐；其次，按照學校的發展定位凝練學科特色，突出交通，以教授為學科帶頭人，形成專業團隊，在高分子材料與工程專業主要體現在以下幾個方面：（1）根據聚合物的流變學原理，利用共混的手段，將兩種或多種聚合物進行共混改性，以改善單一高分子材料性能，獲得更加廣泛的交通應用材料。同時通過改性可獲得較窄的玻璃化轉變溫度，以形成寬溫域、寬頻率阻尼高分子材料。（2）利用接枝共聚的化學方法，將具有一種較長鏈段或帶有功能基團的單體接枝到聚合物主鏈上，使聚合物能形成多個側鏈或者交聯，獲得新型功能通材料；同時還可以通過改性使側鏈與側鏈之間產生糾纏，實現阻尼增強的效果。（3）運用復合的方式，選擇一種較強的力學強度和較高損耗因子聚合物，通過與一些補強材料或添加第二相粒子，以形成各類具有高性能的復合材料，同時達到應用的需要。（4）利用有機硅獨特的結構，其兼備了無機材料與有機材料的性能，即具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，制備硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷。這類材料應用領域不斷拓寬，而且形成了化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系。
三、高分子專業培養模式
1.明確交通特色的培養目標。在科技發展的今天，材料已成為三大支柱產業（材料、能源、信息）之一，材料的發展水平已作為評價一個國家綜合實力的重要標志。高分子材料與工程是材料科學與工程的一個分支，它在實際生活中得到廣泛的應用。另外，高分子材料易于改性，賦予新功能性，這就使得高分子材料的應用進一步拓展。社會更加急需掌握高分子材料與工程理論知識和專業技能的專業人才。作為工科性質的大學，培養具有一定的實際操作能力，能以理論指導實踐、應用于實踐，服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。而作為交通特色的大學，高分子材料專業人才的培養必須適應當今軌道交通的需求，專業培養模式應該是“強化基礎，注重交通，突出創新”。
2.以科學研究強化專業建設內涵。專業建設內涵主要包括課程設置、教材建設和師資隊伍等內涵建設。課程體系是實現培養目標最直接的體現，是形成人才知識結構和提高能力的主要來源，是提高人才培養素質的核心，也是教學改革的重點。根據我們高分子專業的培養目標，合理地設置課程，才能高效地促進專業發展，在此，我們按照三個模塊來進行選擇和設置課程，基礎理論模塊按照國家教資委的要求設置基礎理論課程，選擇“十二五”規劃或獲獎教材，系統傳授基礎理論課程，在大一和大二上完成基礎理論課程，為專業基礎理論及專業研究方向提供理論指導；專業基礎模塊體現高分子專業特色設置課程，選擇豐富經驗的教師授課，尤其具有專業特長高級職稱教師，在高分子專業上傳授高分子專業基礎課；專業方向模塊突出交通特色，發揮專業研究方向的優勢讓學生有選擇性進入不同方向的導師團隊，團隊的導師必須具有行業經歷，尤其在專業方向上進行過專業生產實踐，承擔過或正在承擔企業項目，在校內進行專業方向模塊訓練，這樣可以做到形式不單一，課程內容不重復。在豐富教學內容的同時，又加強了師資隊伍的建設。
3.以實踐教學促進專業建設。高分子材料與工程專業與大部分工科專業有著相同的特點，重視工程實踐，該專業是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出來的，運用科學分析方法探索其內在的作用機理，采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系，并在理論指導下，將科學研究應用于生產實踐，使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善，實際上高分子專業形成過程是經過實踐到理論再實踐的發展過程。針對這一特點，我們在設置課程的同時有意側重實踐課程教學，尤其是交通特色的高分子材料實踐教學，培養學生在交通領域具有創新意識、創新能力和實踐能力。
高分子專業教學實踐分為校內和校外實踐。在校內主要包括專業基礎實驗教學、專業實驗、開放實驗、課程設計、計算機模擬實踐和畢業教學環節等實踐教學部分。而在校外主要包括認識實習、生產實習以及畢業實習等實踐環節。校內實踐是校外實踐的基礎，相互銜接，在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學，鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗活動，注重培養學生的動手能力和科研能力。校外實踐注重實訓基地的建設，形成良性互動，學生在生產實習中得到鍛煉，企業在學生的生產實踐中發現人才，能為企業使用，學校提高了聲譽，企業也大大地降低了生產成本，兩個實踐模式的有效結合，提高了學生的動手能力，加強了學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。此外，我們還探索了一條校企合作培養的模式，在學生和企業中產生很好的效應。也就是利用畢業實習階段，將有意愿到企業就業的同學以企業工程師為導師，在企業中完成畢設，打破了原來學生必須在學校的導師指導下完成畢業設計的模式。
四、結語
高分子材料應用非常廣泛，從國家發展規劃就不難發現，在“十三五”規劃中，新材料就已經成為重大科技項目之一，為在新材料、新技術、新工藝方面有重大突破，就需要更多更優秀的材料從事者。尤其是軌道交通輕量化的發展，對于材料的要求就越來越高，特別是高分子材料和復合材料，因為他們具有非常顯著的優勢。這就要求高等教育必須培養更多掌握高分子交通材料的優秀人才，因此，改革高分子材料與工程專業的教育教學，使之適應當今軌道交通發展。教學改革必須更加注重高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養、辦學質量和人才培養質量。提倡一種“強化基礎，注重交通，突出創新”的培養模式，以適合當代軌道交通發展的需要。
參考文獻
高分子材料的改性范文4
尊敬的貴公司領導：
您好!
衷心的感謝您在百忙之中翻閱我的這份自薦書，誠待您的指導。
我叫xx，是20XX屆天津渤海職業技術學院高分子材料與工程專業的畢業生。我所學的專業叫高分子材料工程，隸屬于化工系，不但學習了化工方面，如無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、化工原理、化工設備等學科的一系列知識,還進一步深造學習了高分子材料及其聚合方法、設備等所關聯的包括聚合物共混改性化學纖、高分子物理、高分子化學、高分子合成工藝學、成型工藝學、化工cad、高分子材料成型工藝設計、高分子材料加工原理等學科的一系列知識。除了專業知識的積累，還重新塑造了自己包括待人處事、注重團隊精神等優秀思想，而且經常鍛煉身體，為成為一名德智體全面發展的新時代人才而努力。
此外，我熱愛貴單位所從事的事業，殷切地期望能夠在您的領導下，為這一光榮的事業添磚加瓦;并且在實踐中不斷學習、進步。
收筆之際，鄭重地提一個小小的要求：
無論您是否選擇我，尊敬的領導，希望您能夠接受我誠懇的謝意!
祝愿貴單位事業蒸蒸日上!
此致
高分子材料的改性范文5
摘要：近年來，高分子材料成型加工技術正處于快速發展階段。本文詳細闡述了高分子材料成型加工技術的發展情現狀及其未來發展趨勢，以期為我國高分子材料成型加工技術做出有益探索。
關鍵詞：高分子材料；成型加工；發展現狀；發展趨勢
Abstract: in recent years, high polymer material molding processing technology is in rapid development stage. This paper expounds the polymer material molding processing technology development present situation and future development trend of love, to China high polymer materials forming technology to make a useful exploration.
Keywords: high polymer materials; Forming processing; Development present situation; Development trend
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
最近幾年，國防尖端工業和航空工業等特殊領域的發展要求更高性能（如輕質、高模量和高強度等）的聚合物材料，開發研制滿足特定要求的高強度聚合物迫在眉睫。本文即在此背景下，結合筆者多年實踐工作經驗，就分子材料成型加工技術做了深入淺出的探討。
一、高分子材料成型加工技術的發展現狀
最近幾年，世界高分子合成工業取得飛速進展。以造粒用擠出機為例，其結構有了較大改進，極大的提高了產量。其發展歷程如下表1所示[1]。
表1 造粒用擠出機發展歷程一覽表
時期 名稱 產量（t/h）
上世紀60年代 單螺桿擠出機造粒 3
70年代～80年代中期 連續混煉機+單螺桿擠出機造粒 10
80年代中期～至今 雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒 40～45
再以塑料為例，其發展歷程如下[2]：①1950年全世界塑料年產量約為200萬t；②上世紀90年代，塑料產量年均增長率接近5．8％；③2000年增加至1.8億t；④至2010年，全世界塑料產量高達3億t。伴隨著世界汽車工業的飛速發展，汽車對高速、節能、環保、美觀、舒適和安全可靠等方面提出了越來越高的要求，汽車性能的逐漸提高極大的促進了汽車零部件及其相關材料工業的發展速度。因此，為降低整車成本及其自身增加汽車有效載荷，提高汽車中塑料類材料的使用量便成為關鍵。
當前，高分子材料加工將朝著以下目標發展：高性能；高生產率；低成本；快捷交貨。制品方面則朝著輕質、薄壁和小尺寸等方向發展；成型加工方面則朝著全回收、低能耗和零排放等方向發展，并從大規模向較短研發周期的多品種進行轉變。
二、高分子材料成型加工創新研究技術
2.1基于動態反應加工設備基礎上的新材料制備新技術
①信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術[3]。該技術克服了傳統方式的周期長、中間環節多、能耗大、易污染及成型前處理復雜等諸多問題，將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體，結合動態連續反應成型技術，研究醋交換連續化生產技術，研制開發精密光盤注射成型裝備，達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。
②聚合物物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計（粒子設計），在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下，利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實現連續化制備聚合物/無機物復合材料。
③熱塑性彈性體動態全硫化制備技術[4]。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現混煉過程中橡膠相動態全硫化.解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備，提高我國TPV技術水平。
2.2聚合物動態反應加工技術及設備
聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機，可以解決其它擠出機作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段，但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯連續化生產和尼龍生產中的關鍵技術是縮聚反應器的反應擠出設備，我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。當前，國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品，都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題。另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程，達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點，這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。
三、高分子材料成型加工技術的未來發展趨勢
近年來，多個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預備項目和國家“八五”和“九五”重點科技計劃等項目的同時，非常注重科技成果轉化與產業化，完成產業化工程配套項目20多項，創辦了廣州華新科機械有限公司，使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列，近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺，銷售額超過1．5億元，取得了良好的經濟效益和社會效益。將技術與資本結合，引入新的管理和市場機制，爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。
四、結論
綜上所述，我國要想打破國外技術壟斷，實現由跟蹤向跨越的轉變，就必須走走獨具中國特色的高分子材料成型加工技技術與裝備的發展道路，把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究和產業界相結合，努力將科研成果轉化為實際生產力，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其相關產業的快速發展。（指導老師：孫偉）
參考文獻
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高分子材料的改性范文6
關鍵詞:高分子材料 化學 分子
中圖分類號:U465.4文獻標識碼:A
高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。
一、按特性分析高分子材料
高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。
①橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產生較大形變,除去外力后能迅速恢復原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。
②高分子纖維分為天然纖維和化學纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料,經過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結晶聚合物。
③塑料是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。
④高分子膠粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應用較多的是合成膠粘劑。
⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質,添加溶劑和各種添加劑制得。根據成膜物質不同,分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復合材料是以高分子化合物為基體,添加各種增強材料制得的一種復合材料。它綜合了原有材料的性能特點,并可根據需要進行材料設計。
二、現代新型高分子材料
高分子材料包括塑料,盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優點而獲得迅速的發展,但目前業已大規模生產的還是只能尋常條件下使用的高分子物質,即所謂的通用高分子,它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現代工程技術的發展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,這樣就出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
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性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類。現在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節約能源:利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。
2.高分子磁性材料
高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物的新應用領域的同時,而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現在工業常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣制成的復合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等特點。
3.光功能高分子材料
光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料、光轉換系統材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以制成品種繁多的線性光學材料,又可以開發出非線性光學元件,如儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學反應,可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可制成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性,可開發出光彈材料,用于研究力結構材料內部的應力分布等。
4.高分子復合材料
高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點是博各種材料之長,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質,根據應用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質的材料,制成滿足需要的復合材料。高分子復合材料分為兩大類:高分子結構復合材料和高分子功能復合材料。以前者為主。高分子結構復合材料包括兩個組分:①增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。
三、高分子材料的合成與加工
