合成高分子材料的特點精選(九篇)

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第1篇：合成高分子材料的特點范文

［關(guān)鍵詞］高分子材料  可降解  生物

        我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解機理

        生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

        生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

        2、生物可降解高分子材料的類型

        按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

        2.1微生物生產(chǎn)型

        通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共混制得。

        2.4摻合型

        在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

        3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

        傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過化學(xué)修飾和共混等方法，對 自然 界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

        3.1.2化學(xué)合成法

        模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

        3.1.3微生物發(fā)酵法

        許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

        3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的 發(fā)展 ，酶在有機介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

        3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

        目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考 文獻(xiàn) ：

第2篇：合成高分子材料的特點范文

高分子材料：以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，由千百個原子彼此以共價鍵結(jié)合形成相對分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數(shù)目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網(wǎng)狀時，這種高分子由于一般都不是平面結(jié)構(gòu)而是立體結(jié)構(gòu)，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結(jié)構(gòu)特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個結(jié)構(gòu)單元組成，高分子鏈結(jié)構(gòu)和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形成了高分子材料的特殊結(jié)構(gòu)。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結(jié)構(gòu)特征(如同分異構(gòu)體、幾何結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)異構(gòu))外，還具有許多特殊的結(jié)構(gòu)特征。高分子結(jié)構(gòu)通常分為鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)兩個部分。鏈結(jié)構(gòu)是指單個高分子化合物分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，所以鏈結(jié)構(gòu)又可分為近程和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)，也稱一級結(jié)構(gòu)，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結(jié)構(gòu)單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)是指分子的尺寸、形態(tài)，鏈的柔順性以及分子在環(huán)境中的構(gòu)象，也稱二級結(jié)構(gòu)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)等有關(guān)高聚物材料中分子的堆積情況，統(tǒng)稱為三級結(jié)構(gòu)。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎(chǔ)的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應(yīng)聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導(dǎo)熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優(yōu)點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應(yīng)。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質(zhì)輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時產(chǎn)生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。轉(zhuǎn)

塑料的應(yīng)用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂?shù)男赂拍罨谕该黛`活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發(fā)的原型總共配備了四個靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關(guān)閉。導(dǎo)軌用于連接薄板部件，形成一個牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透明的管子沿車頂結(jié)構(gòu)中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調(diào)節(jié)折疊薄板。這樣可以形成三維立體結(jié)構(gòu)，組件比平坦的薄板更加牢固。同時也大大降低了單個組件的數(shù)量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細(xì)胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結(jié)構(gòu)：纖維素是一種復(fù)雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（C6H10O5）；相對分子質(zhì)量從幾十萬至百萬；屬于天然有機高分子化合物；纖維素結(jié)構(gòu)與淀粉不同，故性質(zhì)有差異。

第3篇：合成高分子材料的特點范文

關(guān)鍵詞：高分子材料新型材料市場應(yīng)用農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

1.前言

隨著社會的發(fā)展，我國的科技有了嶄新的發(fā)展機會以及廣闊的發(fā)展平臺，高分子材料科學(xué)也處速發(fā)展的狀態(tài)。經(jīng)過多年的發(fā)展，高分子材料已經(jīng)在我國市場上的多個領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。值得一提的是，合成高分子材料憑借著其獨特的優(yōu)良性質(zhì)以及相對良好的使用性能，在市場上已經(jīng)占據(jù)了比較重要的地位。伴隨著時代的持續(xù)發(fā)展，人們對新型高分子材料也相應(yīng)的提出了更高的要求，因此，為了適應(yīng)人類的需要，對新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料簡述

高分子化合物是高分子材料的組成基礎(chǔ)，構(gòu)成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性質(zhì)便是其構(gòu)成基礎(chǔ)聚合物所具有的性質(zhì)了，其含有的主要材料所具有的特性，便是這種高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和無機非金屬材料以及金屬材料是在當(dāng)前的市場上應(yīng)用的材料主體，是應(yīng)用性材料科學(xué)的主要內(nèi)容。在三者當(dāng)中，屬高分子材料最受歡迎，由于其優(yōu)良的性能得以廣泛的應(yīng)用，在整體的新型材料的市場上都占據(jù)著重要的地位。在全球范圍內(nèi)的材料市場上，高分子材料的發(fā)展一直都沒有停止，反而是以高速的發(fā)展形態(tài)展現(xiàn)在人類的面前。例如，合成樹脂的數(shù)量在十年之內(nèi)幾乎增加了一百倍，高分子材料的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了極大的便利以及翻天覆地的變化。塑料便是一種典型的高分子材料，塑料的用途廣泛，傳統(tǒng)的木材和水泥的年產(chǎn)量加起來也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有塑料的產(chǎn)量高。合成橡膠的產(chǎn)量也大于天然橡膠的產(chǎn)量，合成纖維一年的產(chǎn)量幾乎達(dá)到了羊毛和棉花等人造纖維或者天然纖維總產(chǎn)量的二倍之多。還要合成樹脂的發(fā)展等等。但是，即使高分子材料在我國取得了很大的研究進(jìn)展以及生產(chǎn)應(yīng)用，但是相比于世界上的發(fā)達(dá)國家，我國的科技仍然是較為落后，與各大發(fā)達(dá)國家存在著較大的距離。

高分子材料于一九三零年問世，至今已經(jīng)發(fā)展了將近九十年的時間。但是一直到二十世紀(jì)末期，高分子材料才正式收到人類的重視和研究?？萍继幱诓粩嗟倪M(jìn)步當(dāng)中，人類對新型高分子材料的需求也在不斷增加。例如大家都熟知的納米材料，納米高分子材料是一種聚合物基材以及納米微粒的復(fù)合材料，這種材料具有獨特的優(yōu)良性質(zhì)，在研究納米材料的時候，要以其潛在的性質(zhì)為依托，尋找最有效、迅速的開發(fā)方式。

2.新型高分子材料的應(yīng)用概述

高分子材料作為材料市場的后起之秀，發(fā)展速度十分迅速。并且在整個材料市場上的應(yīng)用十分廣泛，在各行各業(yè)，在我們生活中的各個角落都能見到高分子材料的身影。例如在功能材料方面隨處可見高分子材料，在結(jié)構(gòu)材料方面高分子材料也表現(xiàn)出其難以比擬的優(yōu)勢。新型高分子材料的主要分類為：光功能材料和高分子分離膜，高分子復(fù)合材料以及該分子磁性材料。所謂光功能材料即是指這種材料能夠?qū)膺M(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)換，或者透射和儲存。所謂高分子分離膜材料，其本身是一種薄膜性質(zhì)的材料，即是利用高分子材料來制作成的一種具有半透性質(zhì)的過濾膜，它的典型特征是選擇透過性。這種材料對環(huán)保工作等做出了重要貢獻(xiàn)，并且分離效率高，使用條件好。所謂高分子復(fù)合材料是指有多種具有不同的性質(zhì)的物質(zhì)所復(fù)合而成的多相材料。這種材料聚集了多種材料的特征，優(yōu)勢十分明顯，例如復(fù)合材料能夠同時具備耐高溫和高強度等多種優(yōu)點。所謂高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一種復(fù)合形式，也屬于高分子復(fù)合材料的一種。這些新興的高分子材料已經(jīng)滲透進(jìn)了人類生活的各個領(lǐng)域，在醫(yī)療行業(yè)以及工業(yè)行業(yè)都做出了重大的貢獻(xiàn)

3.舉例說明新型材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

科技的進(jìn)步無疑大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，新興材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，對促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了很大的作用。

在我國農(nóng)業(yè)以及工業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域，木塑復(fù)合材料的應(yīng)用十分常見，木塑復(fù)合材料大多應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，這種高分子材料具有以下優(yōu)點：韌性好，較高的強度，可再生性好并且能夠耐腐蝕。因此，木塑復(fù)合材料能夠在一定程度上取代傳統(tǒng)的鋼鐵材料，故在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在我國大片的莊稼地中，大量存在著秸稈這種新型材料，我國對秸稈加以利用的研究已經(jīng)投入了很大的精力。秸稈用于沼氣發(fā)電，秸稈用于提取纖維素制作高能燃料等，將秸稈作為一種重要的新型材料仍然需要研究。部分農(nóng)作物的生長需要在溫室中進(jìn)行，因此溫室大棚便是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的必需品。新型溫室大棚保溫材料能夠在白天充分吸收陽光，并自動進(jìn)行恒溫工作的處理，在夜晚能夠使大棚內(nèi)維持同樣的溫度和空氣中的濕度。這種采用新型溫室大棚保溫材料的溫室能夠使植物自然生長，提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量。對于溫室材料的研究，最主要的研究性能便是其保溫性能。新型溫室保溫材料的研究意義重大。

4.新型材料的發(fā)展前景

我們現(xiàn)在共同的目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展，新型材料的開發(fā)能夠滿足人類對可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)，新型材料能夠憑借其優(yōu)良的性能以及可重復(fù)利用的特點為人類社會的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。但是，我們要時刻銘記，新型高分子材料的發(fā)展要堅持以下原則：首先，新型高分子材料的使用不能對環(huán)境產(chǎn)生污染，其次，新型高分子材料要盡量追求成本低廉，能夠滿足大部分人的需求。目前我國所研究出的新型高分子材料大多價錢昂貴，因此，尋找廉價的基礎(chǔ)材料作為高分子材料的生產(chǎn)成本至關(guān)重要，原材料的選取和加工工藝的選擇都是未來新型高分子材料的研究重點問題之一，人類也從未停止過對新型高分子材料的探究工作。同時，要對新型高分子材料進(jìn)行宣傳，讓大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次強調(diào)，不能以犧牲環(huán)境為代價去發(fā)展新型高分子材料，才能讓這種高分子材料對我們的社會發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)： 

[1]譚志堅，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89. 

[2]祁春媛，方東輝，任小杰.木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用 

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第4篇：合成高分子材料的特點范文

關(guān)鍵詞：合成類高分子材料 生物可降解 藥物載體 生物醫(yī)學(xué)

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.066

【中圖分類號】R-0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1671-8801（2013）08-0070-02

生物可降解高分子材料在主鏈上一般含有可以水解的基團(tuán)，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯鍵等，在活體環(huán)境中，這些基團(tuán)可以通過簡單的化學(xué)反應(yīng)或者酶催化作用而降解[1]，降解產(chǎn)物為水、二氧化碳等小分子，從而能夠被生物體代謝、吸收或排除，對人體無毒無害，而且這類材料具有良好的生物相容性和親和性，物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點，可用于受損生物體組織和器官的修復(fù)、重建以及藥物載體材料。

1 生物可降解高分子材料的分類

生物可降解高分子材料按其來源可以分為天然的和合成的兩大類。天然的可降解高分子如殼聚糖、明膠、纖維素、淀粉等，因具有良好的生物相容性和可降解特性而被廣泛用作藥物載體材料[2]。Hejazi等[3]用化學(xué)交聯(lián)的方法制備的四環(huán)素-殼聚糖微球，研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)PH改變微球中谷氨酰胺帶電性質(zhì)，可實現(xiàn)藥物的靶向釋放。淀粉微球在鼻癌治療中的應(yīng)用也越來越引起關(guān)注[4]。明膠是動脈栓塞療法治療腫瘤的常用天然基質(zhì)材料。近年來研制的抗腫瘤明膠微球如甲氨蝶呤明膠微球、羥基喜樹堿明膠微球等，研究證明其治療效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)給藥方法，且理化性質(zhì)穩(wěn)定。然而，天然高分子大多具有熱塑性差、成型加工困難、耐水性差，單獨使用時性能差等缺點，應(yīng)用中受到很多限制。

2 合成類高分子材料的分類

2.1 生物合成類高分子材料。合成類高分子材料可分為生物合成和化學(xué)合成降解高分子。生物合成可降解高分子主要是由微生物或酶合成，如聚羥基烷酸酯（PHAs），其具有良好的生物相容性，已被應(yīng)用于藥物載體、手術(shù)縫合線、植入材料、骨夾等生物醫(yī)學(xué)裝置。但是PHAs力學(xué)強度差、降解過慢，適合長期植入材料，為了滿足實際要求，往往將不同種類的PHAs按一定比例共混，調(diào)節(jié)材料的強度和降解速度。Hu等[5]制備了PHAs類聚酯的三元共聚物，研究發(fā)現(xiàn)其具有較粗糙的表面，親水性優(yōu)于PLA等，材料表面的骨髓基質(zhì)細(xì)胞生長量和成骨性都優(yōu)于其它PHAs類聚酯。然而這種材料價格較為昂貴，限制了它的臨床推廣。

2.2 化學(xué)合成類高分子材料。

2.2.1 脂肪族聚酯類?；瘜W(xué)合成的可降解高分子材料主要有聚酯類、聚碳酸酯、聚氨酯類和聚酸酐類等。脂肪族聚酯類是目前研究最多、應(yīng)用最廣的生物可降解合成高分子，常見的有聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）及其共聚物，它們具有良好的生物相容性、成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、降解產(chǎn)物無毒無害、降解速度和物理化學(xué)性能可以通過調(diào)節(jié)聚合物組分、組成比例和分子量來實現(xiàn)，其單體大部分來源于植物、石油、天然氣等再生資源，因此成為目前應(yīng)用最廣泛的合成類生物降解高分子材料[6]。聚乳酸（PLA）材料韌性差且降解慢，而PGA力學(xué)強度大，加工成型難度大，降解速度快，所以兩者共聚可以取長補短，通過調(diào)節(jié)兩組分比例和分子量改變共聚物的特性來滿足實際應(yīng)用要求。有時也會加入其它的聚合物來改善共聚物的性能，如把親水性的聚乙二醇（PEG）（B段）插入到PLGA、PCL、LA或GA（A段）的鏈段中，形成溫度敏感型嵌段共聚物ABA或BAB類型，用于調(diào)節(jié)共聚物的親水性和降解速度。Ruan等[7]合成了PLA-PEG-PLA嵌段共聚物，并作為水溶性抗癌藥物紫杉醇的藥物載體，研究表明PEG的加入提高了聚合物的親水性和釋藥速率。

2.2.2 聚磷酸酯類。聚磷酸酯類最近幾年報道較多，在生物醫(yī)學(xué)、塑料工業(yè)、飼料行業(yè)等都有應(yīng)用，但在藥物控釋領(lǐng)域研究尤為突出。主要原因有三[8]，其一，聚磷酸酯中的五價磷原子結(jié)構(gòu)使其更容易被修飾和功能化，可直接接枝藥物分子或活性分子；其二，磷酸酯類大量存在于人體內(nèi)，而且是細(xì)胞膜的主要組成之一，因此聚磷酸酯類在生物體內(nèi)具有很好的細(xì)胞親和性和細(xì)胞膜通透能力，而且易被水解和被酶分解；其三，腫瘤細(xì)胞內(nèi)磷酸酯酶和磷酰胺酶等的含量和活性都高于正常細(xì)胞，聚磷酸酯載藥微粒易被分解而釋放藥物，達(dá)到靶向釋放的目的。因此，聚磷酸酯作為抗腫瘤藥物的載體越來越受到重視。具有提高人體白細(xì)胞作用的茜草雙酯和磷酰二氯縮聚反應(yīng)合成的聚磷酸酯，可以作為抗腫瘤藥物5-Fu的載體，降解釋放的茜草雙酯和5-Fu可達(dá)到治療癌癥放化療引起的白細(xì)胞減少癥和抗癌的雙重功效[9]。Wang等人[10]用含陽離子的聚磷酸酯與其他聚合物合成三嵌段共聚物納米膠束，作為帶負(fù)電的小干擾RNA的基因載體，可較好的沉默細(xì)胞異性蛋白的表達(dá)。聚磷酸酯在組織工程領(lǐng)域也引起越來越多的關(guān)注。聚磷酸酯與對苯二甲酸乙酯的共聚物，可作為神經(jīng)導(dǎo)管材料，生物相容性好，有利于神經(jīng)再生長[11]。

2.2.3 聚氨基酸類。聚氨基酸具有很好的生物相容性和可降解特性，無毒無害，已廣泛應(yīng)用于藥物載體、組織工程材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但因其降解性能難控，實際應(yīng)用中常通過與其他化合物共聚，改變各組分比例、分子量等手段得到具有新特征的材料，如聚賴氨酸-聚乙二醇共聚物、聚天冬氨酸-聚乙烯醇共聚物、聚谷氨酸-氧化硅接枝共聚物、聚氨基酸-聚乳酸共聚物等。目前，研究最熱的是聚氨基酸-聚乳酸共聚物。聚乳酸具有親水性差、細(xì)胞親和性不理想、結(jié)晶度高、降解慢的缺點，對聚乳酸的改性成為研究的重點。聚氨基酸含有羥基、氨基、羧基等多個活性官能團(tuán)，可以固定蛋白質(zhì)、多肽等生物活性因子，將聚氨基酸與聚乳酸共聚，不僅可以改善聚乳酸的親水性、細(xì)胞親和性和降解速度，還可以引入活性基團(tuán)。葉瑞榮[12]等人用直接熔融法合成聚（乳酸-甘氨酸）和聚（乳酸-天冬氨酸），研究發(fā)現(xiàn)，改性后的聚乳酸為無定型態(tài)，結(jié)晶度降低，親水性和降解速度均提高，可作為藥物緩釋材料。嚴(yán)瓊姣等人[13]用3S-[4-（芐氧羰基氨基）丁基]-嗎啉-2，5-二酮和丙交酯共聚，制備了RGD多肽接枝聚（乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸）共聚物，RGD修飾后的共聚物具有很好的神經(jīng)細(xì)胞親和性和親水性，可作為神經(jīng)修復(fù)支架材料。

2.2.4 聚碳酸酯。聚碳酸酯是一類環(huán)境友好型和生物相容性較好的高分子材料，因主鏈和側(cè)基的不同而種類繁多，可通過引入功能化側(cè)基（如羧基、羥基、氨基、雙鍵等）和化學(xué)設(shè)計分子主鏈等方式，改變其親水性、降解速度和熱力學(xué)性能，同時還可以接入多肽、抗體等活性基團(tuán)。近年來在藥物控釋系統(tǒng)、手術(shù)縫合線、骨固定材料等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。聚碳酸酯根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可分為脂肪族聚碳酸酯和含芳香族主鏈的聚碳酸酯。聚碳酸三亞甲基酯（PTMC）是最常見、研究最多的線型脂肪族聚碳酸酯，在體內(nèi)生物酶的作用下可加速其降解[14]。聚碳酸酯可通過引入功能化側(cè)基、物理共混和化學(xué)共聚的方法進(jìn)行改性。Zhuo等[15]以甘油為起始原料合成了主鏈含有羥基的聚碳酸酯，研究證明該聚合物具有較好的生物相容性，羥基的引入改善了聚合物的親水性和降解特性。Albert-stson等[16]制備了以PTMC為載體的阿米替林釋藥模，但是藥物釋放速度很慢，通過PTMC與一定量的聚酸酐共混，可明顯提高阿米替林的釋放速度。商品名為Maxon的生物可吸收手術(shù)縫合線就是由32.5%（摩爾比）的TMC與GA共聚得到的Poly（GA-co-TMC），該聚合物具有很好的彈性，彌補了PTMC降解速度慢的缺點[17]。

2.2.5 聚酸酐類。聚酸酐類最早由Bucher和Slade在1909年合成。直到八十年代，人們發(fā)現(xiàn)它的易水解特性才將其應(yīng)用到藥物緩釋體系中。聚酸酐具有以下特點：①表面溶蝕的降解特性。其在人體內(nèi)的藥物釋放接近零級釋放，且無藥物暴釋現(xiàn)象。②降解速度可調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)共聚物的組成、組分比例和分子量等調(diào)節(jié)降解速度和藥物釋放速度。③具有良好的生物相容性，對人體無毒害作用。④在藥物釋放領(lǐng)域具有良好的藥物穩(wěn)定作用。目前，用聚酸酐局部控制給藥體系治療實體瘤癌癥已引起高度重視，成為研究的熱點。美國FDA已批準(zhǔn)其用于復(fù)發(fā)惡性腦瘤的輔助化療。

3 應(yīng)用和發(fā)展趨勢

目前，合成類生物可降解高分子材料在藥物控釋體系、組織工程、手術(shù)縫合線、超聲造影等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。在藥物控釋領(lǐng)域，根據(jù)作用部位不同，可加工成微球、纖維、片劑、膜、棒、納米乳和亞納米乳等。為了提高藥物的靶向性，納米顆粒和磁性納米顆粒成為研究的熱點。單個的聚合物材料因自身缺點往往不能滿足生物醫(yī)學(xué)的要求，常與其他高分子共聚、共混或引入活性官能團(tuán)，通過改變各組分配比、分子量、制備方法和條件等因素，或?qū)?cè)基進(jìn)行功能化修飾，制備出符合現(xiàn)實要求的、兼顧各自優(yōu)點的新型高分子材料。當(dāng)然，新型材料制備的經(jīng)濟(jì)成本和工藝實現(xiàn)工業(yè)化等問題也應(yīng)引起重視。未來，合成類生物可降解高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣闊。

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第5篇：合成高分子材料的特點范文

關(guān)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性功能的半透性薄膜。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(shù)相比，具有高效、省能和潔凈的特點，因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜的形式有多種，一般用的是空中纖維和平膜。應(yīng)用高分子分離膜的推廣可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)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(yīng)用領(lǐng)域的同時，賦予磁與高分子傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)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(jié)或鑄造成為磁性體?，F(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(fù)合型高分子磁性材料，不僅比重輕，容易加工成復(fù)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(guān)注。高分子磁性材料主要可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。目前具有實用價值的主要是復(fù)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?qū)膺M(jìn)行吸收、透射、轉(zhuǎn)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(dǎo)材料、光加工材料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料、光學(xué)用塑料、光導(dǎo)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(xué)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(xué)元件，如塑料光導(dǎo)纖維等。先進(jìn)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(xué)不再只是對基礎(chǔ)高分子材料的開發(fā)研究。從90代開始，科學(xué)家們就將注意力轉(zhuǎn)到了高智能的高分子材料的開發(fā)上?，F(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(jìn)上，以提高產(chǎn)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(shù)開發(fā)的熱點之一。開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大。在開發(fā)新聚合方法方面，著重于基團(tuán)轉(zhuǎn)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(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染。我們應(yīng)該大力進(jìn)行有利于保護(hù)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(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

3新型高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)代高分子材料相對于傳統(tǒng)材料（如玻璃）而言是后發(fā)展的材料，但其發(fā)展速度的應(yīng)用廣泛性卻大大超過了傳統(tǒng)材料。高分子材料不僅可以用于結(jié)構(gòu)材料，還可以用于功能材料?，F(xiàn)階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子復(fù)合材料，高分子磁性材料，光功能高分子材料這幾大類。這些新型的高分子材料在人類的社會生活、醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)和尖端技術(shù)等方方面面都有廣泛的應(yīng)用。例如，在生物的醫(yī)用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復(fù)的高效材料；開發(fā)的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂及聚酰亞胺等熱固性樹脂復(fù)合材料，這些材料比模量和比強度比金屬還高，是國防、尖端技術(shù)等方面不可缺少的材料；在工業(yè)污水的處理中，在不添加任何藥劑的情況下，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；同樣，在藥物的傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用新型的高分子材料，在包轉(zhuǎn)材料中的應(yīng)用，在藥劑學(xué)中應(yīng)用等等。

4結(jié)語

新型的高分子材料已經(jīng)滲透于人類生活的各個方面。材料是是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類用來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，高分子材料作為材料的重要組成部分越來越能影響人類的生活和工業(yè)的進(jìn)步。不同于我們已經(jīng)開發(fā)研究成熟的一些傳統(tǒng)的材料，高分子材料的研究開發(fā)存在著無窮的潛力。正如一些科學(xué)家預(yù)言的那樣，新型高分子材料的開發(fā)很有可能會帶來現(xiàn)代材料界的一次重大改革。材料是人類用來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。我國國民經(jīng)濟(jì)和高技術(shù)已進(jìn)入高速發(fā)展時期，需要日益增多的高性能、廉價的高分子材料，環(huán)境保護(hù)則要求發(fā)展環(huán)境協(xié)調(diào)、高效益的高分子材料制備和改性新技術(shù)，實施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來越能影響人類的生活，工業(yè)的進(jìn)步。

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第6篇：合成高分子材料的特點范文

一、新材料

材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，對國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)起著關(guān)鍵的支撐作用。新材料是高技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分，與信息、生命、能源并稱為現(xiàn)代文明和社會發(fā)展的四大支柱。加強新材料的開發(fā)，對推動高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代和增強綜合國力，具有重要的意義。本年度重點支持新材料領(lǐng)域中下列五個方面的技術(shù)和產(chǎn)品：1.金屬材料；2.無機非金屬材料；3.高分子材料；4.生物醫(yī)用材料；5.精細(xì)化學(xué)品。本刊重點介紹后三種技術(shù)和產(chǎn)品。

高分子材料

高分子材料是新材料領(lǐng)域的重要組成部分，由于其具有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能和優(yōu)異的加工特性，被廣泛應(yīng)用于信息產(chǎn)業(yè)、航空航天、生物醫(yī)藥、交通運輸、機械儀表、建筑和能源等國民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域。隨著新型高分子合成、改性與加工等高技術(shù)的發(fā)展，高性能高分子材料迅速崛起，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。新型高分子材料的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，對于推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級換代、新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大會起到積極的作用，必將對推動我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

本年度重點支持的方向如下。

高性能高分子結(jié)構(gòu)材料

高性能高分子結(jié)構(gòu)材料具有機械性能好、比強度高、耐熱性好、耐腐蝕、耐磨損和易加工等特點，在各行業(yè)應(yīng)用廣泛，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國家安全具有重要意義。本年度重點支持：具有高強、耐高溫、耐磨、高韌的高分子結(jié)構(gòu)材料和復(fù)合材料；低成本化的特種工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值熱塑性樹脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和專用性，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、信息功能化、生物醫(yī)用器材、物質(zhì)分離膜、能量轉(zhuǎn)換和儲能技術(shù)等工業(yè)領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。本年度重點支持：先進(jìn)功能膜材料及支撐材料；光電信息高分子材料；液晶高分子材料；形狀記憶高分子材料；高分子相變材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是當(dāng)前高分子材料領(lǐng)域研究、開發(fā)的重點之一，同時也是擴大通用塑料和工程塑料應(yīng)用范圍的一個重要措施。鼓勵開發(fā)產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)和工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)。本年度重點支持：通過化學(xué)改性和／或物理改性(含納米技術(shù)改性)，性能顯著提高或獲得特殊性能的高分子及其復(fù)合材料；高剛性、高韌性、高電性能、高耐熱或?qū)嵝跃酆衔锖辖鹋c改性材料；新型高性能熱塑性彈性體；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性專用料；普通電線、電纜專用料；流延、吹塑、拉伸法生產(chǎn)的通用薄膜；普通管材、管件及異型材(如普通塑鋼窗)；以聚乙烯、聚丙烯為基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡膠材料

新型橡膠作為三大合成材料之一，在國防工業(yè)、航空航天和交通運輸?shù)确矫婢哂袕V泛的應(yīng)用。為滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)高速、耐熱、減震、密封、耐老化、耐介質(zhì)、耐脈沖性的要求，優(yōu)化橡膠工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，采用高性能材料，可以有效緩解資源不足和環(huán)境污染的壓力。本年度重點支持：特種合成橡膠；新型橡膠功能材料及產(chǎn)品；為高速安全交通配套的橡膠輪胎和制品。

本年度不支持普通橡膠制品項目。

新型纖維材料

纖維是高分子材料的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于紡織、信息、航空、汽車、環(huán)保、衛(wèi)生、建筑等領(lǐng)域。我國纖維、紡織品及服裝的產(chǎn)量均居世界第一，但產(chǎn)品性能檔次低、附加值低，常規(guī)產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，高檔產(chǎn)品需進(jìn)口，技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新仍以跟蹤國外為主。新型纖維品種及其成纖高分子新品種的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化是紡織新產(chǎn)品創(chuàng)新的源頭，因此必須加大技術(shù)含量高、市場前景好的新技術(shù)和新品種開發(fā)力度，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，推進(jìn)全行業(yè)產(chǎn)品的升級換代，重視環(huán)境友好和清潔生產(chǎn)，重點支持我國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，同時支持有較高技術(shù)含量的集成創(chuàng)新。本年度重點支持：新型成纖聚合物開發(fā)，及應(yīng)用新型成纖聚合物制備的具有特殊性能或功能的纖維；高性能纖維及其原料、半成品；環(huán)境友好及可生物降解型纖維；在確保環(huán)境保護(hù)的前提下，申報差別化纖維開發(fā)及應(yīng)用項目(僅限于西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)申報)。

本年度不支持服裝面料、襯布、紗線、常規(guī)或性能僅略有改善的纖維(如：有色、異形、細(xì)旦、功能粉體添加、簡單的化學(xué)改性、常規(guī)的共混等)及服裝項目；不支持常規(guī)的非織造布、涂層布或?qū)訅杭徔椘?、一般功能性纖維材料產(chǎn)品項目。

生態(tài)和環(huán)境友好高分子材料

隨著高分子材料的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)高分子材料在使用過程及廢棄后對環(huán)境的危害逐漸顯現(xiàn)，白色污染已經(jīng)引起了社會的關(guān)注。發(fā)展生態(tài)和環(huán)境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重點支持：以生物質(zhì)來源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、單純填充的材料、廢舊高分子直接回用、單純降解塑料制品常規(guī)制備項目。

高分子材料的加工應(yīng)用技術(shù)

現(xiàn)代科技進(jìn)步迫切需要成型加工具有優(yōu)異性能和特定形態(tài)的高分子材料及制品，成型加工工藝及設(shè)備也正在向高效、節(jié)能、省料、優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展。通過某些物理化學(xué)和機械手段將各種形態(tài)的聚合物成型為不同用途的制品；通過對高分子材料制品表面進(jìn)行改性，可制備出具有導(dǎo)電、磁性、壓電、屏蔽、耐蝕、耐磨等單功能或多功能應(yīng)用產(chǎn)品。本年度重點支持：具有微孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合注射成型；高比強度、大型復(fù)雜熱塑性制品成型；模內(nèi)優(yōu)質(zhì)修飾注塑成形；先進(jìn)的高分子材料制品的表面改性與應(yīng)用；CAD及氣輔CAE輔助等高分子加工新工藝；具有顯著節(jié)能減排效果的新工藝技術(shù)。

第7篇：合成高分子材料的特點范文

關(guān)鍵詞： 高分子專業(yè) 《環(huán)境保護(hù)》課程 改革措施

全世界高分子材料年產(chǎn)量不斷上升，廢棄物相應(yīng)增加，由此引起的環(huán)境污染已成為一個很大的問題。高分子材料的污染包括生產(chǎn)高分子材料過程中引起的污染，以及高分子廢棄物引起的污染。前者比如：在泡沫塑料生產(chǎn)中如果采用氟氯烴做發(fā)泡劑，氣化的氟氯烴會破壞臭氧層；后者比如：包裝材料、塑料膜和管材、建筑塑料、電器塑料及醫(yī)用塑料等材料的廢棄物由于不容易降解或有毒性，對土壤、水源和大氣等都造成污染。

但高分子材料同時也可用于環(huán)境保護(hù)，比如：在水處理方面可以制造水處理設(shè)施、離子交換樹脂及離子膜等，在廢氣處理方面可以制成抗菌網(wǎng)等凈化材料，在噪聲控制方面可以制成消音材料。

所以，高分子材料對于環(huán)境保護(hù)起到正負(fù)兩方面的作用，正確利用這種材料就顯得至觀重要。高分子專業(yè)的教師尤其應(yīng)注意在教學(xué)過程中加強對學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng)，對于如何做好《環(huán)境保護(hù)》課程的教學(xué)工作，本專業(yè)系提出了如下改革措施。

一、精選組織教材內(nèi)容

本課程所選教材是劉天齊主編的《環(huán)境保護(hù)》，課程內(nèi)容全面豐富，主要分為環(huán)?；A(chǔ)知識、各類環(huán)境污染的危害與防治、環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境管理、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境保護(hù)法等內(nèi)容。針對本專業(yè)特點，專業(yè)系挑選了前三部分內(nèi)容進(jìn)行重點講授，著重介紹環(huán)境與健康的關(guān)系，以及與人們生活密切相關(guān)的水、大氣、噪聲及固體廢棄物等各類污染的產(chǎn)生機理、治理方法、國內(nèi)外最新治污技術(shù)和設(shè)備等內(nèi)容。另外還對環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保法規(guī)等內(nèi)容進(jìn)行簡單介紹，通過合理分配教學(xué)時數(shù)，使學(xué)生學(xué)起來條理清晰，重點突出，主次分明。這樣就能利用有限的教學(xué)時數(shù)學(xué)到盡可能多的知識，并學(xué)以致用，適應(yīng)工科應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需求。

二、改進(jìn)課堂教學(xué)方法

在課堂教學(xué)中，除理論教學(xué)外，還特別補充了一些從網(wǎng)絡(luò)、報紙和雜志上能反映當(dāng)時環(huán)境現(xiàn)狀的文字和影像資料進(jìn)行直觀教學(xué)，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

課堂上特別注重教學(xué)互動，調(diào)動學(xué)生的積極性，采用啟發(fā)式教學(xué)法，既活躍了課堂氣氛、又使學(xué)生學(xué)到了更多的知識。如在講固體廢棄物污染一章時，介紹什么是高分子廢棄物引起的“白色污染”，讓大家尋找日常生活中的“白色垃圾”，詢問這些污染物產(chǎn)生污染的原因、途徑及危害，讓學(xué)生思考治理途徑。此問題的提出引起了學(xué)生的注意，因為與其所學(xué)專業(yè)有關(guān)，所以會利用已學(xué)過的知識進(jìn)行深入分析和討論，大家提出各自的見解，發(fā)言踴躍。隨后教師引導(dǎo)學(xué)生對各種治理方法進(jìn)行比較，指出其優(yōu)缺點，篩選綜合治理的最佳途徑，這樣引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的思維方式。這樣的啟發(fā)討論，使學(xué)生溫故知新、學(xué)以致用，調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)積極性。

另外，還組織學(xué)生進(jìn)行專項討論。如現(xiàn)在的家庭裝修熱中，要注意哪些室內(nèi)環(huán)境污染？其中有哪些又是因高分子材料引起的污染，如何避免呢？這些問題的討論都使學(xué)生受益匪淺。課堂討論氣氛熱烈，教與學(xué)更加融洽，教學(xué)效果良好。

三、在其它教學(xué)過程中穿插環(huán)保知識

目前對于大學(xué)生的教育，既要強化素質(zhì)教育，又要拓寬知識面，這樣可以考慮將環(huán)保教學(xué)的一些內(nèi)容融入到其它學(xué)科的教學(xué)之中，高分子專業(yè)系的另外一些專業(yè)課，比如《高分子合成工藝學(xué)》、《高分子材料成型加工》、《塑料成型模具》等，在教學(xué)過程中就可對生產(chǎn)或加工過程中的一些污染產(chǎn)生機理、治理方法等作適當(dāng)介紹，對常用及最新的環(huán)保設(shè)備也可作部分介紹。

例如，教師在講授《高分子合成工藝學(xué)》時，除了講解各類高分子材料的基本性質(zhì)、制備方法、工藝過程及工藝設(shè)備等內(nèi)容外，還應(yīng)該向?qū)W生介紹合成高分子材料的兩面性，即有可能在合成過程中帶來的一系列對生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)的負(fù)面影響，穿插介紹各工藝的循環(huán)利用及廢物處理的過程，并加入廢舊高分子材料資源利用等內(nèi)容，這些應(yīng)用實例不僅吸引了學(xué)生注意力，而且在不知不覺中灌輸了環(huán)保知識。這樣既使各學(xué)科相互滲透，增加了教學(xué)的深度和廣度，又加強了理論與實踐的聯(lián)系，開闊了學(xué)生的視野。

在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上，在生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等階段將環(huán)?，F(xiàn)場教學(xué)穿插其中，這樣既節(jié)約了經(jīng)費和時間、起到了事半功倍的作用，又加深了學(xué)生的環(huán)保意識，增強了教學(xué)趣味性。

在實驗教學(xué)上，可以考慮通過計算機輔助教學(xué)，引進(jìn)應(yīng)用新實驗技術(shù)，更新實驗內(nèi)容，選用對環(huán)境友好的化學(xué)試劑和反應(yīng)，實驗微型化、系列化研究等手段，推進(jìn)高分子專業(yè)的實驗向“綠色化”方向進(jìn)行改革。從點滴入手，不斷研究、發(fā)現(xiàn)和探索綠色反應(yīng)及條件，加強綠色化學(xué)教育和環(huán)保意識，才有可能從根本上切斷污染源。這樣，學(xué)生不僅會對實驗課會產(chǎn)生濃厚的興趣，而且會切身體會到環(huán)保的重要意義。

四、改進(jìn)考試方法，鞏固教學(xué)效果

在考試方法上，常規(guī)的閉卷考試模式需要學(xué)生花費大量的時間與精力背誦一些基礎(chǔ)概念，但考試過后可能會遺忘掉很多內(nèi)容，教學(xué)效果并不能體現(xiàn)出來。我們采取開卷形式，內(nèi)容靈活多樣，包括用大作業(yè)檢查課堂教學(xué)內(nèi)容掌握情況；作社會調(diào)查，提出環(huán)保治理方案或無污染生產(chǎn)方案；設(shè)計出新型環(huán)保設(shè)備，等等，既能考查學(xué)生對環(huán)保知識的掌握程度，促進(jìn)他們對文化課的學(xué)習(xí)，又能使他們學(xué)以致用，充分發(fā)揮他們的主觀能動性和創(chuàng)造性，綜合運用所學(xué)各科知識，提出創(chuàng)造性見解，提高教學(xué)效果。

五、教學(xué)體會

通過對《環(huán)境保護(hù)》課程的教學(xué)改革可知，教學(xué)過程是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，必須不斷地探索，不斷地改進(jìn)。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該不斷更新、不斷完善，使其適應(yīng)社會發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求；教學(xué)方法要靈活多樣，教學(xué)手段和教學(xué)觀念要不斷更新，教與學(xué)要協(xié)調(diào)一致，相互促進(jìn)，這樣才能保證教學(xué)質(zhì)量和效果不斷提高。隨著近年來環(huán)境問題的日益凸顯，加強對學(xué)生的環(huán)保意識的培養(yǎng)也越發(fā)顯示出其必要性與緊迫性，廣大高校教師應(yīng)該把握一切傳授知識的機會，將環(huán)境教育真正落到實處。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉天齊，黃小林，邢連壁等.環(huán)境保護(hù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

第8篇：合成高分子材料的特點范文

專業(yè)大觀

生活在鋼筋水泥森林里的我們，對金屬材料一定不陌生。從汽車外殼到小小螺絲釘，從建筑用材到鍋碗瓢盆，處處充斥著金屬感。可以說，金屬材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，日益深入和改變著我們的生活。

金屬材料工程是一門實用性很強的專業(yè)，通過對金屬材料制備工藝及其原理的探索，研究成果可以直接應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)。該專業(yè)開設(shè)的主要課程有材料熱力學(xué)、金屬學(xué)、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)、金屬材料學(xué)、材料成型加工工藝與設(shè)備、計算機在材料工程中的應(yīng)用等。通過學(xué)習(xí)這些課程，同學(xué)們將被培養(yǎng)成為具備金屬材料科學(xué)與工程等方面的知識，能在冶金、材料結(jié)構(gòu)研究與分析、金屬材料及復(fù)合材料制備、金屬材料成型等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。

金屬材料工程發(fā)展歷史很長，基礎(chǔ)非常雄厚，可以說從事這方面研究的人員一開始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助學(xué)科雄厚的基礎(chǔ)，初學(xué)者雖然很容易入門，但入門后看見的是一片片整整齊齊的田野，仿佛沒有值得開墾的地方，要想取得突破性進(jìn)展必須下一番力氣。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)時需要注重培養(yǎng)自己的觀察和判斷能力，不盲目迷信書本和權(quán)威，要敢于放開自己的思維不斷探索新知。

經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí)，金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)生將被授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位，畢業(yè)后如果希望從事專業(yè)相關(guān)工作，可以去相應(yīng)的研究所（比如北京有色金屬研究院）參加工作，或是在寶鋼、首鋼等國有大中型鋼鐵集團(tuán)以及其他相關(guān)企業(yè)擔(dān)任中高級工程技術(shù)人員，當(dāng)然也可以選擇留?；蛘叱鰢．?dāng)你看見自己辛勤勞動的成果在鋼花飛濺中誕生，為國家和人民創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)利益的時候，你一定會由衷地感到高興。也許到時候你會發(fā)現(xiàn)自己對別的領(lǐng)域更感興趣，不要擔(dān)心，你所學(xué)的知識和方法完全可以幫助你適應(yīng)其他的工作，因為在這里養(yǎng)成的分析問題、解決問題的能力，會令你左右逢源、游刃有余。

報考點津：由于本專業(yè)涉及到金屬材料的設(shè)計、計算機的應(yīng)用等專業(yè)領(lǐng)域，因此，有創(chuàng)新意識，吃苦精神，且在繪圖、計算機等方面有專長的同學(xué)更適合報考該專業(yè)。

高?？煺眨罕本┕I(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、鹽城工學(xué)院、西北工業(yè)大學(xué)等。

專業(yè)大觀

高分子材料與工程屬于理工科類，是研究有機及生物高分子材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能和加工應(yīng)用的高新技術(shù)專業(yè)。目前高分子材料已被廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科研和國防等各個領(lǐng)域，成為我國科學(xué)研究的一個重點領(lǐng)域。

高分子材料與工程培養(yǎng)的是高新技術(shù)方面的人才，該專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)高聚物化學(xué)與物理的基本理論和高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能知識及高分子成型加工技術(shù)知識，具體的課程有有機化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物流變學(xué)、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法?？凑n程的名稱，我們會發(fā)現(xiàn)，高分子材料與工程主要涉及化學(xué)、物理、材料知識。但是，不要以為你高中的物理、化學(xué)學(xué)得好就能把高分子材料與工程專業(yè)學(xué)好，我們高中時學(xué)的物理、化學(xué)其實都只是基礎(chǔ)知識，并沒有朝深方向延伸。因此說，高中所學(xué)的物理、化學(xué)知識只能算是在為學(xué)高分子化學(xué)、物理打基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)了高分子材料與工程的主要課程后，充其量只能說你學(xué)到了知識，還不具備有開發(fā)研究高分子材料的能力。為了幫助該專業(yè)學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為技能，學(xué)生在校期間的大部分時間都被用來做實驗，同時學(xué)校也會適當(dāng)?shù)陌才乓恍┥鐣嵺`，同學(xué)們可以進(jìn)行金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)實驗、計算機應(yīng)用與上機實踐、課程設(shè)計等。此外，同學(xué)們自己還可以利用寒暑假的時間到工廠、企事業(yè)單位實習(xí)。

總而言之，只有經(jīng)過社會實踐并且反復(fù)摸索驗證課本上的理論知識，同學(xué)們才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，獲得聚合物加工流變學(xué)、成型加工工藝和成型模具設(shè)計的基本技能，具有對高分子材料改性及加工過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理的初步能力。當(dāng)同學(xué)們在學(xué)校就具有以上這些能力，那可以說已經(jīng)很優(yōu)秀了，畢業(yè)時那會是企業(yè)爭搶的香餑餑。

關(guān)于就業(yè)，高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后，可以到高分子材料及高分子復(fù)合材料成型加工、高分子合成、化學(xué)纖維、新型建筑裝飾材料、現(xiàn)代噴涂與包裝材料、汽車、家用電器、電子電氣、航天航空等企業(yè)從事設(shè)計、新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理、市場經(jīng)營及貿(mào)易部門工作，也可以到高等學(xué)校、科研單位從事科學(xué)研究與教學(xué)工作，還可以到政府部門從事行政管理、質(zhì)量監(jiān)督等工作。

報考點津：對物理、化學(xué)感興趣的學(xué)生較適合本專業(yè)。另外，由于該專業(yè)要與計算機、英語打交道，因此你要有計算機、英語方面的學(xué)習(xí)熱情。還有，按照相關(guān)招考規(guī)定，色弱、色盲者不能報考該專業(yè)。

高?？煺眨核拇ù髮W(xué)、浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、華僑大學(xué)等。

專業(yè)大觀

復(fù)合材料與工程是實用性很強的專業(yè)，它分為復(fù)合材料設(shè)計與加工和復(fù)合材料工程兩個專業(yè)方向，這樣可以術(shù)業(yè)有專攻，使同學(xué)們在成為本專業(yè)通才的同時又是某個方向的專才。

既然復(fù)合材料與工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)的是如何研發(fā)復(fù)合材料，那么復(fù)合材料究竟有何魔力驅(qū)使同學(xué)們?nèi)パ芯克兀咳藗儷@取知識時常用的方法是去粗取精，從而使知識更上一層樓。復(fù)合材料其實和同學(xué)們汲取知識的方法是一樣的，它是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料通過物理和化學(xué)復(fù)合，組成具有兩個或兩個以上相態(tài)結(jié)構(gòu)的材料。簡單的說，就是它具有合成材料共有的優(yōu)點，性能要高出任何一個合成的部分。其實，在現(xiàn)實生活中，我們會看到很多的復(fù)合材料產(chǎn)品，如休閑座椅、工藝花盆、燈飾、廣告燈箱、汽車配件、電話亭等。當(dāng)我們驚訝于復(fù)合材料與工程何以如此強悍時，羨慕和期待的眼光便落在了復(fù)合材料與工程專業(yè)上。

看著五花八門的工藝花盆、燈飾，同學(xué)們可能會難掩內(nèi)心的激動，也想自己動手制作出漂亮的燈飾。有這樣的心情，表示同學(xué)們已經(jīng)愛上了復(fù)合材料與工程專業(yè)了。由于該專業(yè)所要解決的是了解復(fù)合材料的組成特點、主要應(yīng)用領(lǐng)域、復(fù)合原理和主要制備工藝等問題，因此該專業(yè)的同學(xué)們需要學(xué)習(xí)的專業(yè)課程有復(fù)合原理、復(fù)合材料學(xué)、復(fù)合材料工藝設(shè)備、材料學(xué)概論、復(fù)合材料的實驗技術(shù)、高分子化學(xué)及物理、復(fù)合材料工藝學(xué)、復(fù)合材料聚合物基礎(chǔ)等。

羅列出這么多專業(yè)課程，你可能會發(fā)出感慨，怪不得該專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生能夠研制出許多性能各異的產(chǎn)品，因為他們所學(xué)的知識不僅專，而且全。該專業(yè)同學(xué)畢業(yè)后可以到航空航天、汽車、船舶、建材、化工防腐、電機、電子、石油、通信、國防等行業(yè)的科研院所、高校、公司、企業(yè)工作。即使是新入職的該專業(yè)的畢業(yè)生，薪酬也不會很低，一般薪水在3000左右，不過也分地域、單位和各人能力。

報考點津：能吃苦，有創(chuàng)新精神，且對化學(xué)、物理感興趣的最適合報考本專業(yè)。盡管沒有性別限制，但從往年的男女就業(yè)情況來看，男生比女生更受企業(yè)的歡迎。

高?？煺眨何錆h理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、江蘇大學(xué)、華東理工大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)等。

專業(yè)大觀

生物功能材料專業(yè)是生命科學(xué)和材料科學(xué)的前沿叉學(xué)科，是生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程和藥物釋放等交叉學(xué)科技術(shù)的迅速發(fā)展對專業(yè)人才的迫切需求而設(shè)立的。

生物功能材料專業(yè)的魅力，就在于敢于實踐李寧的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青島即發(fā)集團(tuán)成功研制出了“高性能殼聚糖纖維材料”，而它的原料就是不起眼的蝦皮、蟹殼。蝦皮、蟹殼與用來做紡織面料材料的棉花相比，在纖維等特性上相差十萬八千里，但就是這樣不可能的事實，科研人員利用甲殼素經(jīng)化學(xué)處理和拉纖工藝制備，制出了可紡性高、抗菌性強、隔熱性能好等特點的“高性能殼聚糖纖維材料”?？蒲腥藛T之所以可以變不能為可能，完全歸功于生物功能材料專業(yè)。

科研人員有如此“特異功能”，與天生無關(guān)，而在于他們都接受過生物功能材料方面的專業(yè)學(xué)習(xí)。他們必學(xué)的主要課程有：生物化學(xué)、分子生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、高分子化學(xué)、高分子物理、生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)、生物材料制備與加工、生物材料綜合實驗等專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程。要學(xué)好這些專業(yè)知識，沒有勤奮刻苦的精神，以及科學(xué)的學(xué)習(xí)方法是學(xué)不好的，因為這些課程比較深奧難懂，同學(xué)們除了在課堂上認(rèn)真聽講，認(rèn)真做好筆記，在課后消化以外，還必須給自己“加餐”，以接觸更多的相關(guān)知識。

因為生物功能材料是涉及面很廣的專業(yè)，因此一般的學(xué)校都會加大選修課的比例，主要開設(shè)的課程有：生物醫(yī)用高分子改性、組織工程學(xué)、控制釋放理論與應(yīng)用、生物可降解高分子、環(huán)境材料基礎(chǔ)等。

學(xué)習(xí)了主要課程和選修課程之后，同學(xué)們可能還會關(guān)心，學(xué)習(xí)了這么多知識，究竟能把自己塑造成一個什么樣的人才？從開設(shè)的主要課程來看，生物功能材料的目標(biāo)很明確，就是培養(yǎng)能在生物材料的制備、改性、加工成型及應(yīng)用等領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)等的綜合型高級技術(shù)人才。該專業(yè)就業(yè)面寬，同學(xué)們畢業(yè)后可在研究院所、設(shè)計院、大專院校和企事業(yè)單位工作。

第9篇：合成高分子材料的特點范文

隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，塑料產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中，給人類帶來了許多的便利，與此同時，由于人們對其大量需求致使廢棄物中的塑料越來越多，這對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因而，現(xiàn)在許多科學(xué)家都在尋找新的環(huán)境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就屬于環(huán)境友好型材料，這其中最受人們關(guān)注的就是聚乳酸（PLA），具有良好的生物降解性，在微生物作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成危害。人們之所以選擇聚乳酸作為環(huán)境友好型材料來研究，是因為聚乳酸具有強度高，透明性好，生物相容性好等優(yōu)點，可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，包括醫(yī)用、包裝、紡織等。但是由于其結(jié)晶性能差，脆性大等缺點，使其在某些性能方面存在嚴(yán)重的不足，這就嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用[1]。為了使聚乳酸能夠更好的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，研究者們對其進(jìn)行表面改性，使其性能得到改善，能夠得到更好的應(yīng)用。

1.生物可降解高分子材料

生物可降解高分子材料是環(huán)境友好型材料中最重要的一類。它是指在一定條件下，一定的時間內(nèi)，能被細(xì)菌、真菌、霉菌、藻類等微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的一類高分子材料。由于其具有無毒、生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點，生物降解高分子被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、一次性用品、農(nóng)業(yè)、包裝衛(wèi)生等領(lǐng)域。按照來源的不同，可將其分為天然可降解高分子和人工合成可降解高分子兩大類。

天然可降解高分子：有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等，這類高分子可以自然生長，并且降解后的產(chǎn)物沒有毒性，但是這類高分子大多不具備熱塑性，加工起來困難，因此不常單獨使用，只能與其它高分子材料摻混使用。

人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。這類聚酯的主鏈大多為脂肪族結(jié)構(gòu)單元，通過酯鍵相連接，主鏈比較柔軟，容易被自然界中微生物分解。與天然可降解高分子材料相比較，人工合成可降解高分子材料可以在合成時通過控制溫度等條件得到不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，從而對材料物理性能進(jìn)行調(diào)控，并且還可以通過化學(xué)或物理的方法進(jìn)行改性[2]。

在以上眾多的天然可降解高分子材料和人工合成可降解高分子材料中，天然可降解高分子材料加工困難，成本高，不被人們選中，因此，人們把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，這其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強度和剛性等性能，在諸多人工合成可降解高分子材料中脫穎而出，被人們所選中。

2. 聚乳酸材料

在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年來最受研究者們關(guān)注的一種。它是一種生物可降解的熱塑性脂肪族聚酯，是一種無毒、無刺激性，具有良好生物相容性、強度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。合成聚乳酸的原料可以通過發(fā)酵玉米等糧食作物獲得，因此它的合成是一個低能耗的過程。廢棄的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解產(chǎn)物經(jīng)光合作用后可再形成淀粉等物質(zhì)，可以再次成為合成聚乳酸的原料，從而實現(xiàn)碳循環(huán)[3]。因此，聚乳酸是一種完全具備可持續(xù)發(fā)展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。迄今為止，學(xué)者們對聚乳酸的合成、性質(zhì)、改性等方面進(jìn)行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成

聚乳酸以微生物發(fā)酵產(chǎn)物-乳酸為單體進(jìn)行化學(xué)合成的，由于乳酸是手性分子，所以有兩種立體結(jié)構(gòu)。

聚乳酸的合成方法有兩種；一種是通過乳酸直接縮合；另一種是先將乳酸單體脫水環(huán)化合成丙交酯，然后丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接縮合[4]

直接合成法采用高效脫水劑和催化劑使乳酸低聚物分子間脫水縮合成聚乳酸，是直接合成過程，但是縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，很難保證反應(yīng)正向進(jìn)行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工藝簡單，與開環(huán)聚合物相比具有成本優(yōu)勢。因此目前仍然有大量圍繞直接合成法生產(chǎn)工藝的研究工作，而研究重點集中在高效催化劑的開發(fā)和催化工藝的優(yōu)化上。目前通過直接聚合法已經(jīng)可以制備具有較高分子量的聚乳酸，但與開環(huán)聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制較難。

2.1.2丙交酯開環(huán)縮合[4]

丙交酯的開環(huán)聚合是迄今為止研究較多的一種聚乳酸合成方法。這種聚合方法很容易實現(xiàn)，并且制得的聚乳酸分子量很大。根據(jù)其所用的催化劑不同，有陽離子開環(huán)聚合、陰離子開環(huán)聚合和配位聚合三種形式。（1）陽離子開環(huán)聚合只有在少數(shù)極強或是碳鎓離子供體時才能夠引發(fā)，并且陽離子開環(huán)聚合多為本體聚合體系，反應(yīng)溫度高，引發(fā)劑用量大，因此這種聚合方法吸引力不高；（2）陰離子開環(huán)聚合的引發(fā)劑主要為堿金屬化合物。反應(yīng)速度快，活性高，可以進(jìn)行溶液和本體聚合。但是這種聚合很難制備高分子量的聚乳酸；（3）配位開環(huán)聚合是目前研究最深的，也是應(yīng)用最廣的。反應(yīng)所用的催化劑主要為過渡金屬的氧化物和有機物，其特點為單體轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，易于制備高分子量的聚乳酸。但是開環(huán)聚合有一個缺點，所使用的催化劑有一定的毒性，所以目前尋找生物安全性高的催化劑成為配位開環(huán)聚合研究的重要方向。

2.2聚乳酸的性質(zhì)

由于乳酸單體具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三種立體構(gòu)型：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）和消旋聚乳酸（PDLLA）。其中PLLA和PDLLA是目前最常用，也是最容易制備的。PLLA是半結(jié)晶型聚合物，具有良好的強度和剛性，但是其缺點是抗沖擊性能差，易脆性斷裂。而PDLLA是無定形的透明材料，力學(xué)性能較差[5]。

雖然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強度和阻隔性，但是聚乳酸作為材料使用時有明顯的不足之處；韌性較差并且極易彎曲變形，結(jié)晶度高，降解周期難以控制，熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，價格昂貴等。這些缺點嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用與發(fā)展[6]。因此，針對聚乳酸樹脂原料進(jìn)行改性成為聚乳酸材料在加工和應(yīng)用之前必不可少的一道工序。

2.3聚乳酸的改性

針對聚乳酸的以上缺點，研究者們對其進(jìn)行了增韌改性、增強改性和耐熱改性，用以改善聚乳酸的韌性和抗彎曲變形能力，提高熱穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強聚乳酸材料。

2.3.1增韌改性

在常溫下聚乳酸是一種硬而脆的材料，在用于對材料要求高的領(lǐng)域，需要對其進(jìn)行增韌改性。增韌改性主要分為共混和共聚兩種方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合過程中工藝比較復(fù)雜，并且生產(chǎn)成本高，因此在實際工業(yè)生產(chǎn)中，主要用共混法來改善聚乳酸的韌性。共混法是將兩種或兩種以上的聚合物進(jìn)行混合，通過聚合物各組分性能的復(fù)合達(dá)到改性目的[7]。為了拓展聚乳酸材料在工程領(lǐng)域的用途，研究者們常采用將聚乳酸與其它高聚物共混，這樣一方面能夠改善聚乳酸的力學(xué)性能和成型加工性能，另一方面也為獲得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途徑。

增韌改性所用的共混法工藝比較簡便，成本相應(yīng)低一些，在實際工業(yè)生產(chǎn)中更加實用。不過受到聚乳酸本身的硬質(zhì)和高模量限制，共混法改性目前主要方向為增韌、調(diào)控親水性和降解能力。

2.3.2增強改性

聚乳酸本身為線型聚合物，分子鏈中長支鏈比較少，這就使聚乳酸材料的強度在一些場合滿足不了使用的要求。因此要對其進(jìn)行增強改性，使其強度達(dá)到要求。目前主要采用了玻璃纖維增強、天然纖維增強、納米復(fù)合和填充增強等技術(shù)來對聚乳酸進(jìn)行改性，用以提高聚乳酸材料的力學(xué)性能[7]。

目前，植物纖維和玻璃纖維對增強聚乳酸的力學(xué)性能效果相差不大，但是植物纖維價格低廉，并且對環(huán)境友好，因而成為對聚乳酸進(jìn)行增強改性的常見材料。而填充增強引入了與聚合物基體性質(zhì)完全不同的無機組分并且綜合性能提升明顯，因此受到廣泛的關(guān)注。這其中，以納米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強度、氣體阻隔性、阻燃性等多種性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人體骨骼移植、骨骼連接銷釘?shù)柔t(yī)學(xué)材料。

2.3.3耐熱改性

耐熱性差是生物降解高分子材料共有的缺點。聚乳酸的熔點比較低，因此它在高溫高剪切作用下易發(fā)生熱降解，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要對聚乳酸進(jìn)行耐熱改性，用以提高其加工性能，通常采用嚴(yán)格干燥、純化和封端基等方式提高其熱穩(wěn)定性[8]。目前，添加抗氧劑是提高聚合物耐熱性的常用方法，除了采用添加改性或與其它樹脂共混改性來提高聚乳酸耐熱性，還可以通過拉伸并熱定型的方法提高聚乳酸的耐熱性，與此同時，還可以改善其聚乳酸復(fù)合材料韌性和強度。在紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。

從上述幾種改性結(jié)果來看，與聚乳酸相比，改性后的聚乳酸復(fù)合材料綜合性能等方面都得到了全面的提升，在醫(yī)學(xué)、紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。因此，聚乳酸復(fù)合材料得到了人們的喜愛與關(guān)注，并逐漸將人們的生活與之緊緊聯(lián)系在了一起。成為國內(nèi)外研究者所要研究的重點對象。

3.聚乳酸復(fù)合材料及研究進(jìn)展

3.1聚乳酸復(fù)合材料

經(jīng)過改性劑改性過的聚乳酸復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，它是以聚乳酸為基體，在其中加入改性劑混合用各種方式復(fù)合而成的。同時它具備與聚乳酸相同的無毒、無刺激性、良好的生物相容性等性質(zhì)，但是在性能方面要都優(yōu)于聚乳酸。聚乳酸復(fù)合材料在柔順性、伸長率、力學(xué)、電、熱穩(wěn)定性等方面都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，目前已經(jīng)將其應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、紡織、包裝業(yè)和組織工程等[9]領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。

聚乳酸復(fù)合材料可以在微生物的作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成任何的危害，加上其在各個方面都具有優(yōu)異的性能，可以用于各個領(lǐng)域。因此成為了新一代的環(huán)境友好型材料被國內(nèi)外的研究者們廣泛關(guān)注。目前，就聚乳酸復(fù)合材料的研究，國內(nèi)外研究者們都取得了一定的成果和進(jìn)展。

3.2聚乳酸復(fù)合材料研究進(jìn)展

由于聚乳酸作為生物相容，可降解環(huán)境友好材料，存在著結(jié)晶速度慢、結(jié)晶度低、脆性大等缺陷，將需要與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能，生物相容性等優(yōu)點的填料復(fù)合進(jìn)行填充改性[10]。這個方法成為目前國內(nèi)外研究的重點。對于聚乳酸復(fù)合材料的研究以下是國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展。

盛春英[1]通過溶液共混法制備了聚乳酸/碳納米管復(fù)合物，用紅外光譜和DSC研究了復(fù)合材料的等溫結(jié)晶和非等溫結(jié)晶性能，重點研究了CNTs的種類、管徑、管長、質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及聚乳酸分子量對復(fù)合物結(jié)晶性能的影響，以及等溫結(jié)晶對復(fù)合材料拉伸性能的影響。

范麗園[2]將左旋聚乳酸和納米羥基磷灰石用含有親水基團(tuán)的JMXRJ改性劑，通過溶液共混法，加強兩者親水性能和結(jié)合能力。以碳纖維為增強體，制備出碳纖維增強改性PLLA基復(fù)合材料。并分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、熱性能以及等溫結(jié)晶時晶球變化。

張東飛等[3]人介紹了碳納米管制備的三種方法，即石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法和激光蒸發(fā)法，并闡述了碳納米管導(dǎo)熱基本機理，對碳納米管應(yīng)用于復(fù)合材料熱傳導(dǎo)性能進(jìn)行了研究與展望。

趙媛媛[4]采用溶液超聲法，選用多壁碳納米管作為填充物，制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其進(jìn)行改性研究。以碳納米管化學(xué)修飾及百分含量的變化對其在PLLA基體中的分散性、形態(tài)、結(jié)晶行為、力學(xué)性能和水解行為的影響為主要研究對象。

張凱[5]通過對有效的碳納米管分布對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行研究。并重點從形態(tài)調(diào)控角度，調(diào)節(jié)碳納米管在高分子基體中的有效分布，構(gòu)建了高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。并從晶體排斥、相態(tài)演變、隔離的角度，設(shè)計三種不同形態(tài)的導(dǎo)電聚乳酸/復(fù)合材料，降低了材料的導(dǎo)電逾滲值。

馮江濤[6]通過采用混酸處理、表面活性劑修飾和表面接枝三種方法對對碳納米管表面進(jìn)行修飾，利用溶劑蒸發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，采用紅外吸收光譜、拉曼光譜、偏光顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、差示掃描量熱分析儀對復(fù)合材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和總結(jié)。

李艷麗[7]通過混合強酸酸化與馬來酸酐接枝相結(jié)合，對碳納米管表面修飾，增強了碳納米管與聚乳酸之間的界面相互作用，獲得了碳納米管分散均勻的聚乳酸/碳納米管納米復(fù)合材料。并且研究不同條件下碳納米管對聚乳酸結(jié)晶行為的影響，發(fā)現(xiàn)碳納米管對聚乳酸的結(jié)晶有明顯的異相成核作用。

許孔力等[8]人通過溶液復(fù)合的方法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其力學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究，而且對復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

李玉[9]通過將聚乳酸與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能、生物相容性的碳基納米填料進(jìn)行填充改性?？疾炝遂o電紡絲參數(shù)對聚乳酸纖維的形貌影響，并且考察了不同含量的碳納米管對復(fù)合纖維形貌和結(jié)構(gòu)的影響。此外，還對靜電紡絲和溶液涂膜制備工藝對復(fù)合材料性能影響。

趙學(xué)文[10]通過將碳納米粒子引入聚合物共混體系實現(xiàn)了復(fù)合材料的功能化與高性能化。并且他們提出一種基于反應(yīng)性碳納米粒子的熱力學(xué)相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增強了材料的力學(xué)性能，同時賦予了導(dǎo)電等功能。

Mosab Kaseem等[11]人通過熱、機械、電氣和流變性質(zhì)對聚乳酸基質(zhì)中碳納米管的類型、縱橫比、負(fù)載、分散狀態(tài)和排列的依賴性。對不同性能的研究表明，碳納米管添加劑可以提高聚乳酸復(fù)合材料的性能。

Mainak Majumder等[12]人通過對聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料制備和表征方面的研究，

綜述有關(guān)碳納米管在聚乳酸基質(zhì)中分散的有效參數(shù)。并且將聚乳酸與不同材料結(jié)合用來改變其性能。

Wenjing Zhang等[13]人通過溶液共混制備了一系列PLLA/碳納米管復(fù)合材料。測試了形態(tài)，機械性能和電性能。通過研究發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量達(dá)到其滲透閾值，PLLA/碳納米管復(fù)合材料的體積電阻降低了十個數(shù)量級。通過光學(xué)顯微鏡圖像顯示了納米復(fù)合材料的球晶形態(tài)，用差示掃描量熱法（DSC）測量，其結(jié)果顯示，隨著碳納米管含量的增加，冷結(jié)晶溫度升高。

Eric D等[14]人通過研究在半結(jié)晶聚合物碳納米管復(fù)合材料中，碳納米管被視為可以影響聚合物結(jié)晶的成核劑。但是，由于碳納米管的復(fù)雜性。不同的手性，直徑，表面官能團(tuán)，使用的表面活性劑和樣品制備過程可能會影響復(fù)合材料結(jié)晶。研究了半晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，形態(tài)和相關(guān)應(yīng)用。簡要介紹聚合物中的結(jié)晶和線性成核。使用溶液結(jié)晶方法揭示了界面結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

Kandadai等[15]人通過拉曼光譜分析表明PLLA和碳納米管之間的相互作用主要通過疏水的C-CH3官能團(tuán)發(fā)生。復(fù)合材料的直流電導(dǎo)率隨碳納米管負(fù)載的增加而增加。導(dǎo)電的碳納米管增強的生物相容性聚合物復(fù)合材料可以潛在地用作新一代植入物材料，從而刺激細(xì)胞生長和通過促進(jìn)物理電信號傳遞來使組織再生。

從以上國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展中，可以看到，大部分的研究者都是通過溶液共混的方法制備聚乳酸復(fù)合材料，這種方法對于國內(nèi)外的研究者們來說比較簡便可靠。并且他們將制備好后的聚乳酸復(fù)合材料通過紅外光譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、差示掃描量熱、拉曼光譜和偏光顯微鏡等手段進(jìn)行其結(jié)構(gòu)和性能的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)聚乳酸復(fù)合材料的性能在各個方面都有顯著的提高，并且可以應(yīng)用與各個領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊。聚乳酸復(fù)合材料作為新一代性能全面的環(huán)境友好型材料，國內(nèi)外的研究者們對聚乳酸復(fù)合材料的研究還在進(jìn)行著，并且對于它的發(fā)展都有很高的期待。

4.本課題的研究思路及研究內(nèi)容

4.1 研究思路

聚乳酸作為可降解生物材料，同時又具有生物相容性，力學(xué)性能好等優(yōu)點。碳納米管則具有良好的生物相容性，功能性等優(yōu)點。將兩種材料復(fù)合可以進(jìn)一步改善聚乳酸結(jié)晶性能、力學(xué)性能、賦予其導(dǎo)電性。

對于聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料的制備可以通過共混法、原位聚合及靜電紡絲法來制備，目前通常采用溶劑揮發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料。通過拉曼光譜、電子能譜、掃描電子顯微鏡、示差掃描量熱來測定其結(jié)合能、材料表面形貌以及結(jié)晶、熔融溫度等方面進(jìn)行觀察分析。