高分子材料的實際應用精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的實際應用范文

[關鍵詞]應用型本科院校 高分子材料成型加工實驗 實踐教學研究

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）22-0091-02

本文結合地方性應用型本科院校江蘇常熟理工學院在高分子材料成型加工實驗課程的教學實踐和探索，對應用型院校工科實驗的教學模式進行了研究，總結了應用型地方本科院校在高分子材料成型加工實驗課程教學方面積累的經(jīng)驗和不足。

一、當前高分子材料成型加工實驗教學中存在的問題

（一）實驗教學處于從屬地位，教育觀念和實驗內(nèi)容陳舊落后，管理考核體制不完善，對實驗系列教師考核標準不公

領導和任課教師普遍對實驗課不重視，實驗課教師在職稱晉升、待遇上都處于相對弱勢，由此導致了很多專職實驗技術人員及管理人員缺乏進取心和工作責任感；還有些學校把實驗教學依附于理論課的教學，實驗成績與理論成績的綜合即為該門課程的總成績，實驗成績占總成績的比重一般不會超過20%，導致了師生都不重視實驗教學。

（二）實驗教學缺乏系統(tǒng)性和科學性，更談不上先進性和與時俱進性

具體教學內(nèi)容上，驗證性實驗占了絕大多數(shù)，傳統(tǒng)、經(jīng)典的實驗內(nèi)容較多，體現(xiàn)現(xiàn)代高分子科學新手段的內(nèi)容較少；單個、小型、離散的實驗項目較多；注重承上啟下的連貫性、綜合性、復雜性，尤其是工程系統(tǒng)性的實驗項目較少；能夠培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的設計性、應用性實驗項目更少。

（三）教學模式落后，實驗方法具有極大的被動性

高分子材料成型加工實驗課的教學模式基本上是學生依葫蘆畫瓢，無論是雙棍開煉機塑煉實驗、密煉機塑煉實驗、雙螺桿擠出造粒實驗、熱塑性塑料測試樣品注射實驗還是拉伸實驗、沖擊強度試驗，都主要是講述各自的實驗原理、設備原理、具體工藝參數(shù)的設定；再由教師操作演示，指導學生操作機器。學生實驗時只是按照實驗指導書上規(guī)定的內(nèi)容，按部就班被動地進行，缺乏主動性，更談不上組織實驗和解決實驗中出現(xiàn)的問題。

（四）高校教學模式和培養(yǎng)人才的定位越來越同質化

導致目前工程人才培養(yǎng)上出現(xiàn)專業(yè)結構失衡、層次類型過于集中、就業(yè)率不高等現(xiàn)象的主要原因之一就是不少高校在工程人才培養(yǎng)上普遍的同質化。無論是研究型的國家重點高校、教學研究型的省部屬重點院校，還是普通的本科教學型的地方性應用型院校，在教學模式和培養(yǎng)人才定位上都趨向于一致。同一專業(yè)各層次院校的培養(yǎng)方案基本上沒本質區(qū)別，甚至有些教學型應用性院校片面追求考研升學率，還特地選用重點大學的理科教材。

二、高分子材料成型加工實驗課的改革及探索

常熟理工學院近幾年對高分子材料成型加工實驗課程的建設進行了大力改革和探索。

（一）轉變實驗教學觀念，改革實驗教材，適應教改新形勢

首先從教學管理和制度上進行改革。提高相應實驗人員的待遇，在職稱晉升和培訓進修政策上適當向實驗教師傾斜。對實驗教材進行改革，按照培養(yǎng)應用型一線工程技術人才的要求，在加強學生專業(yè)基本概念、基本理論、基本方法、基本技能培養(yǎng)的前提下，增加應用性、綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗的比例。理論聯(lián)系實際，豐富實驗內(nèi)容，根據(jù)學校所處的蘇南地區(qū)的產(chǎn)業(yè)特點和人才需求以及任課教師的橫向科研課題，在實驗講義中適當增加一些綜合性研究型經(jīng)過精煉的特色實驗項目供學生選用，例如車用環(huán)保綠色聚丙烯專用料的開發(fā)，高級環(huán)保阻燃聚烯烴電纜料的開發(fā)等。

（二）重組實驗體系，提高實驗教學的系統(tǒng)性和科學性，建立大工程的概念

注重承上啟下的連貫性、綜合性、復雜性、先進性，尤其是工程系統(tǒng)性。把高分子材料的成型加工、測試樣品制備及性能測試三個部分的實驗項目統(tǒng)一為不可分割的有機體。從原材料的選取到加工成型、性能測試做到針對一個具體的典型實用性產(chǎn)品進行實驗，如聚丙烯的增韌合金的制備。從合金的加工制備到樣品制備，性能測試，各個環(huán)節(jié)承上啟下，相互聯(lián)系。

（三）與理論課緊密結合，相互統(tǒng)一，加強實驗室軟硬件建設，改進教學方法

高分子材料加工實驗課是重要的專業(yè)必修實踐課。實驗課要與理論課教學緊密結合，不要相互割裂。要充分認識到實驗課對于應用性本科院校的重要性。撥付必要經(jīng)費把高分子材料成型加工實驗室建設完善。在經(jīng)費條件允許的情況下，投資建設一個高分子材料成型加工中心以滿足校內(nèi)教學需要。

一些重要的實驗項目，例如熱塑性塑料雙螺桿擠出造粒實驗，在教學過程中，不僅僅由教師設置好正確合理的實驗工藝參數(shù)進行實驗，還要盡量通過適當?shù)馗淖児に噮?shù)，給學生現(xiàn)場演示一下，喂料轉速過快、螺桿轉速過快及機頭溫度設置過低等會引起螺桿電流過載、熔壓超限、雙螺桿擠出機報警停機等后果，從而讓學生直觀現(xiàn)場地了解掌握雙螺桿擠出機的操作規(guī)程和注意事項，使學生印象深刻。

（四）實驗考核方式的改進

傳統(tǒng)的實驗考核成績一般由四部分按比例構成：實驗預習報告成績、平時實驗操作成績、實驗報告成績、期末實驗考試成績。一般期末考試成績占比重較小。常熟理工學院大幅度提高了高分子材料實驗考核成績占總成績的比重，使其占總成績的60%左右。這樣就要設計合理的考試考核方式。

借鑒一些學校在高分子材料設計性、研究性、應用性大實驗中的探索經(jīng)驗，把實驗期末考試和以前單獨開設的高分子材料成型加工設計課程結合起來，既兼顧了高分子材料成型加工設計的課程內(nèi)容，節(jié)約了學時，解決了實踐性學時有限的突出矛盾，又對學生的實驗成績進行了測試評定，一舉兩得。學生按照個人意愿自愿組成一個規(guī)定人數(shù)的小組，實施一個設計性、綜合性、應用性的大實驗。要求提交完整的實驗報告，包括文獻綜述、實驗部分、實驗結果和參考文獻等。實踐表明，該種考核方式既考核了學生的學習效果，又進一步提高了學生分析問題和解決問題的能力，拓寬了學生的學習視野和空間，加強了學生團隊協(xié)作精神。

（五）加強實驗師資隊伍建設，重視“雙師型”師資的培養(yǎng)

在新形勢下努力培養(yǎng)一支具有豐富實踐經(jīng)驗的“雙師型”師資隊伍，這是培養(yǎng)應用型人才的重要前提。教師不僅要傳授相關學科的理論基礎知識，還要能夠勝任引導學生熟悉生產(chǎn)崗位操作、相關設備的性能、使用領域等?！半p師型”師資隊伍的建設，一靠從工程領域引進具有相應學歷的經(jīng)驗豐富的生產(chǎn)科研專家；二靠大力進行已有師資隊伍的培訓，從學校制度層面上保障青年骨干教師到一線生產(chǎn)企業(yè)鍛煉的機會，讓教師到相關企業(yè)服務的同時，不斷豐富自己的工程實踐經(jīng)驗，從而有利于更好地從事教學和科研工作。

三、結語

高分子材料成型加工實驗課是一門綜合性與實踐性很強的專業(yè)技術課程，依據(jù)應用性本科院校的培養(yǎng)目標、教學定位，常熟理工學院在實驗課教學改革中收到了較好的效果，增強了學生的實踐動手能力，培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際的科學作風，提升了學生對本專業(yè)知識的學習興趣和在實驗中的主動性及創(chuàng)造性，加深了對所學理論知識的理解和掌握，提高了分析問題及解決問題的能力。但在實驗教學中仍然存在一些不足，例如人多機少，設備臺套數(shù)不夠，有些加工測試設備仍然缺乏等問題。希望以后能進一步加大實驗教學的改革和實驗經(jīng)費的投入，在應用型本科院校的實驗教學上繼續(xù)探索和提高，不斷滿足社會對高素質的應用型一線技術工程師日益增長的需求。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 郭福全，胡治元，余東升，等.高分子材料專業(yè)綜合性、設計性實驗教學探索[J].陜西教育，2007，（12）.

[2] 張德震，潘肇琦，唐頌超，等.拓寬學習空間、培養(yǎng)創(chuàng)新能力[J].華東理工大學教育研究，2000，（2）.

[3] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學教育研究，2011，（2）.

第2篇：高分子材料的實際應用范文

隨著高分子科學與技術的不斷發(fā)展，不論是基礎研究還是實際應用需求，都要求高分子化合物在微觀上具有較均一的結構。因此，高分子的精密控制聚合和其精細合成化學發(fā)展很快。會上，可控自由基聚合和樹狀高分子的合成占了很大篇幅。就生物醫(yī)用高分子而言，內(nèi)醋和交醋的活性開環(huán)聚合及其聚合產(chǎn)物的修飾仍有大量研究報道，包括新開環(huán)聚合催化劑、多組分聚合體系、分子量控制等。多糖類高分子的合成又有新進展，以2一甲基一(6一O一對甲苯磺酞基一1，2-二脫氧一a一D一毗喃葡糖)一【2，1一d]一2惡哇琳為單體，在10一樟腦磺酸催化下可聚合生成支化的氨基多糖，數(shù)均高分子量達到6300;由經(jīng)丙基。環(huán)糊精與PEG形成的超分子聚合物，經(jīng)L氨基酸封端后進一步在環(huán)糊精單元上負載藥物，形成了奇特的藥物控制釋放體系。NCA方法合成聚氨基酸過去只能在無水體系中進行，而以高HLB值的非離子表面活性劑為乳化劑，可實現(xiàn)y一節(jié)基一L一谷氨酸一N一碳酸配的懸浮聚合，得到均勻的聚氨基酸微球。

2生物醫(yī)用高分子材料的表面修飾

生物醫(yī)用材料一旦植人體內(nèi)，就會遇到生物相容性間題，即生命體系與材料界面之間在分子水平和細胞水平上的相互作用。生命體系為含水體系，然而具有良好加工性能和力學性能的高分子材料往往具有較強的疏水性。因此，當這些材料與機體組織接觸時，會產(chǎn)生較高的界面能。為了使材料的表面能降低，可采用等離子體輻射、電子束輻射、激光紫外輻射等技術處理高分子材料表面，從而在材料表面引人OH，COOH和CHO等極性基團，以降低材料表面水接觸角，提高親水性，使之更適用于醫(yī)用目的(抗凝血材料、眼科材料和軟組織接觸材料等)。值得特別注意的是，會上多次報道了P認和PLAGA的表面處理，以改善其表面親水性和細胞相容性，來滿足組織工程的客觀需要。

3合成高分子一生物高分子雜化材料

合成高分子和生物高分子的雜化主要是通過化學方法進行的，包括綴合、接枝聚合和生物高分子在材料表面的固定化。合成雜化材料的目的，一方面是為了通過雜化克服醫(yī)用生物大分子的某些缺點(如穩(wěn)定性、免疫原性等)或改變生物大分子的特性(如酶的催化選擇性、DNA藥物的細胞親和性等);另一方面是為了通過生物大分子在材料表面的固定化，改善生物醫(yī)用高分子材料的生物相容性。對于表面惰性材料，其表面固定化生物大分子，可在材料表面經(jīng)物理修飾活化之后進行。如果材料本身含有反應性基團，則可以直接通過化學反應固定生物大分子。在材料表面固定化肝素，可改善材料表面的抗凝血性能，用作血液接觸材料。在材料表面固定化Fibronectin及其短膚(GRGDS)、膠原樣膚等，可以改善細胞在材料表面的附著性能，用作組織工程的支架材料。

第3篇：高分子材料的實際應用范文

關鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學改革 課程建設

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，是高分子學科的重要組成部分，已形成獨特的理論體系和技術方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業(yè)學生最重要的專業(yè)基礎課程。為使學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因素、添加劑的分類和作用、配方設計方法、聚合物流變學、成型加工設備、成型工藝條件及控制等。如何使學生通過本課程的學習，具備高分子材料科學的專業(yè)知識和專業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學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)、設計和生產(chǎn)工作奠定堅實的理論與實踐基礎，一直是廣大高分子專業(yè)教師在教學過程中關注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

1.課堂教學改革

1.1明確培養(yǎng)目標，強化理論基礎。

江蘇大學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)品質量控制等內(nèi)容開展教學。我們在總結前幾屆畢業(yè)生從事工作的實際情況和企業(yè)對本專業(yè)畢業(yè)生在知識結構、能力要求的基礎上，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，又具備較強實踐能力的高素質應用型人才，這與高職類院校主要培養(yǎng)服務于生產(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，在教學過程中，仍然要重視對基礎理論知識的講解，讓學生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學及聚合物流變學等聚合物成型加工的基礎理論外，成型加工技術本身也存在系統(tǒng)的原理知識，不容忽視。教師在課程教學中應注意結合本學科前沿研究領域和最新研究動態(tài)、介紹重點科技成果，豐富和活化教學內(nèi)容，使教學跟上時代的步伐，讓學生能夠掌握更多、更新的專業(yè)知識。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學內(nèi)容。

在成型加工課程學習中，學生需要系統(tǒng)學習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變化、助劑的作用及配方設計原理、各種物料的混合和分散機理，以及成型加工的設備和工藝等。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內(nèi)容。教學過程中，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聚合物的改性、應用及加工，優(yōu)化成型工藝。因此，如何抓住教學主線，讓學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系，使學生融會貫通、舉一反三，是這門課程教學的重點。

在教學過程中，始終圍繞教學主線，從高分子材料的結構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，使教學內(nèi)容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結合實際，強化了學生的專業(yè)知識，教學效果良好。

1.3結合課程特征，采取靈活教學方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質有關，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和物理的理論問題，而且與生產(chǎn)實際密切相關。因此，本課程是一門理論性和實際性都很強的課程，如何在教學過程中將基礎理論和生產(chǎn)實際結合起來，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理論，使學生在學習過程中掌握專業(yè)知識，是本課程教學的核心問題。

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，借助于江蘇大學目前多數(shù)教室都安裝了多媒體教學設備的優(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過程中，利用工廠和車間的場景圖像、成型設備的實物照片、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生對基礎知識的理解和印象，使學生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識，從而提高教學效率。

為進一步將課堂教學與實際生產(chǎn)結合起來，在教學中緊密貼近工廠實際，江蘇大學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計，即高分子材料生產(chǎn)工藝設計和聚合物反應工程及設備設計。讓學生在專業(yè)教師的指導下，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，設計出相關聚合物材料及其產(chǎn)品項目內(nèi)容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設備確定、產(chǎn)品質量檢測，以及廠房布局和規(guī)模，等等。通過課程設計，可以有效地讓學生系統(tǒng)地掌握所學知識，并獲得一定的靈活應用的能力，為后期的畢業(yè)設計乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎。

2.實驗實踐教學改革

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，僅憑課堂教學是難以真正實現(xiàn)教學目標的，并且容易使學生學習時感覺枯燥，實際工作時不能學以致用。因此，這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設備、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)造性地利用學習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。利用這些儀器設備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結構表征及性能測試等方面有機地聯(lián)系起來，開設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，要求學生從原料的選擇開始，分析原料的結構和性能特點，有針對性地設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)之間關系的分析與總結，使學生形成科學研究的思路，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用性，需要學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標，僅靠課堂的學習和實驗室實驗是不夠的，還應該讓學生到工廠、車間參觀實踐，實地了解成型設備、工藝控制及生產(chǎn)線管理等，使學生對工業(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個實習實踐基地，涉及聚合物成型加工領域的各個方面，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，學生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工涉及的原料準備和處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產(chǎn)過程進行近距離的感受。在此基礎上，組織學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研，對涉及該內(nèi)容和問題的基本原理和基礎知識進行更深入的學習，在此基礎上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學生真正將基礎理論與實際應用結合起來，掌握科研的方法，培養(yǎng)科學的思維，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4篇：高分子材料的實際應用范文

關鍵詞：塑料制品；配方設計；理論；實踐；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）27-0063-02

從事高分子材料專業(yè)學習的學生知道，“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化學”，共同構成了高分子材料專業(yè)的三大主干基礎課程。而“塑料材料與配方設計”是高分子材料與工程專業(yè)成型加工分支下一門重要的專業(yè)課程，對合成樹脂及塑料助劑的深入了解，正確的選用塑料原料和塑料助劑，合理的進行配方設計，在塑料成型加工過程中至關重要，也是獲得品質優(yōu)良塑料制品的技術保障。然而，“塑料材料與配方設計”在課程教學環(huán)節(jié)中，只是片面的理論介紹涉及某一材料的某一性能，大部分同學覺得課堂內(nèi)容比較單一，理論性過多，實踐性較少。鑒于以上不足，為了培養(yǎng)和提高學生理論聯(lián)系實踐的能力，適應目前社會對高分子人才的實際需求，力求學生能在較短的時間內(nèi)掌握該課程的教學內(nèi)容，特別是課程理論與實踐教學有效的結合學習，改變傳統(tǒng)的教學模式，本文從以下幾個方面的教學改革進行了有效的探索。

一、圍繞人才培養(yǎng)目標，夯實課程建設的教學改革探索

立足貴陽學院的人才培養(yǎng)目標――“突出實用、服務本地”，緊扣《貴州省新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中涉及的高分子材料人才培養(yǎng)方向領域，我校根據(jù)具體情況和要求，對專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了認真地討論，不斷完善課程的教學大綱與基本要求，力求符合實際的需求。材料科學與工程本科生的課程和教學大綱應主要集中在材料科學與工程的四個基本要素――合成和加工、結構、性質、使用性能及其相互關系[1]?！八芰喜牧吓c配方設計”課程以每種塑料材料的合成、結構與性能關系、加工性能、應用性能、成型方法、改性以及最新的發(fā)展狀況等角度，完整地將通用熱塑性塑料、工程塑料、熱固性塑料展現(xiàn)在每位高分子專業(yè)學生面前，從而使學生可以完整、全面地了解每種塑料材料以及各種助劑的功效、添加量、作用機理和最新發(fā)展狀況。目的是使學生掌握高分子材料加工助劑的概況、合成、作用機理及其應用，重點掌握塑料增塑劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑和阻燃劑的結構特點和作用機理，了解其結構與性能之間的關系，熟悉塑料制品實際應用配方設計。力求緊扣工程應用型人才培養(yǎng)的目標和工程實際，從應用型本科生學習的實際出發(fā)，重視理論與工程實際的結合，突出應用性較強的內(nèi)容，有利于工程應用。通過該課程的學習，再配以一定的配方設計方法的講授，為培養(yǎng)高素質應用型人才，提高學生綜合素質打下堅實基礎。

二、完善教學內(nèi)容的教學改革探索

1.教學內(nèi)容與專業(yè)特色相結合。“塑料材料與配方設計”是我校高分子材料專業(yè)一門重要的專業(yè)課，根據(jù)在以往的教學過程中的觀察與經(jīng)驗，教學多采用傳統(tǒng)模式，課程具有與物理化學聯(lián)系密切、抽象概念多等特點，大多數(shù)學生覺得課堂內(nèi)容難以理解，不感興趣，喪失學好該課程的信心，然后就逐漸厭學甚至放棄學習。該門課程的授課對象是大學三年級的學生，處于這個時期的學生學習興趣和學習熱情處于整個大學的全盛時期，求知欲強，精力充沛。面對這樣的學生，如何有效地利用他們的求知欲，激發(fā)起學習該課程的興趣，并針對他們的缺點，制定行之有效的方法及對策，使其通過該門課程的學習，培養(yǎng)起運用創(chuàng)新教學理念、聯(lián)系科學研究和提高解決實際問題的能力，是值得我們教學工作者思考并認真對待的問題。如何圍繞塑料制品的化學組成、結構及聚合方式、添加劑及其配比以及成型加工工藝、工藝條件及其控制、成型設備等知識內(nèi)容對學生開展有效教學是一個重中之重。教學內(nèi)容必須與專業(yè)特色有效結合，在向學生傳授課程理論基礎知識的同時，又要圍繞當前貴州省高分子材料人才培養(yǎng)領域涉及的塑料成型加工新技術、新發(fā)展方向進行有效的結合介紹。遵循高分子材料的成型加工基本原理，著重對新的成型加工工藝進行研究，尤其是通用塑料與工程塑料的成型加工區(qū)別。在日常教學過程中，將高分子材料基礎理論與實際日常生活中常見塑料制品的例子相結合，開展與學生的分析和討論，啟發(fā)學生在學習過程中牢牢抓住本課程的主題思想。例如：在介紹五大通用塑料制品尤其是PVC制品生產(chǎn)時，介紹了生產(chǎn)PVC軟硬制品過程中各類助劑的選擇及添加量控制，合理的配方設計，不同的成型加工方法，以及不同成型工藝生產(chǎn)的制品具有不同的特殊性能，應用的不同的場合，讓學生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之間的關系。

2.教學內(nèi)容與科研實踐相結合。“塑料材料與配方設計”課程教學內(nèi)容應與教師科研實踐有效結合，使兩者達到互助互促的作用，以科研促進教學發(fā)展，將教師科研工作有效融入到教學實驗中，體現(xiàn)教學與科研的互動，提高學生分析問題、解決問題、實驗操作和使用計算機軟件的能力。例如：塑料制品的增韌途徑有多種方法，可將教師科研課題與相關課程知識相結合來進行教學，如聚合物納米復合材料對塑料增韌的影響，尤其是近年來較熱門的稀土偶聯(lián)劑的研究，在增加粒子與基體樹脂結合力的同時，兼顧一定的內(nèi)作用等，可以鼓勵感興趣的學生參與到教師的科研實驗中來，學以致用，加強對知識點理解的同時，拓寬視野，鍛煉科研及動手能力。

三、豐富教學方法的教學改革探索

1.傳統(tǒng)與先進多媒體輔助、計算機技術運用等教學手段相結合。傳統(tǒng)的教學手段――板書由于其單調、枯燥的特點已不能完全適應當前的教學要求，而多媒體輔助――PPT教學使原本量大、抽象、復雜、枯燥無味的理論知識，通過形象、生動、直觀的圖文并茂形式表現(xiàn)出來，調動了學生的積極性和學習興趣，便于學生對知識的理解和掌握[3]。比如通過多媒體電子課件輔助教學，對于高分子塑料制品成型加工過程中塑料助劑的作用機理的演示以及擠出成型、注射成型等成型加工過程的演示，更加直觀和生動，利于學生對理論知識的進一步掌握。塑料配方設計是指確定配方中各種助劑加入量的方法。一個塑料配方中往往包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、劑、填充劑、阻燃劑等多種添加劑。多種助劑的合理搭配，通過利于計算機技術（word、cad）來對配方設計進行科學地設計，有效地減少了實驗次數(shù)，節(jié)省實驗時間，使配方設計更加準確、快速，達到事半功倍的效果。

2.教師理論實踐指導與學生自主學習相結合。在理論教學中，我們知道塑料配方設計的方法有兩種：一種是單因素變量配方設計法；一種是多因素變量配方設計法。在課程理論教學過程中，尤其是正交設計法介紹環(huán)節(jié)，我們在教學中采用重點難點教師講授、學生自主學習的方法。學生自主學習之后，采用課堂提問的方式以檢驗學生自主學習的學習成果，讓學生了解正交設計法的使用特點，掌握多因素變量的實驗方法，優(yōu)化出最佳配方。學生具有較強的學習興趣和能力，通過教師理論指導與學生自主學習相結合，我們將學生能力激發(fā)出來，使學生的學習變被動為主動，從而收到事半功倍的教學效果。在實踐教學中，秉承貴州省的綠色發(fā)展觀念，保護自然生態(tài)環(huán)境，走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路，在塑料制品成型加工及廢舊塑料回收及再生利用中，始終貫徹綠色生態(tài)理念，對日常生活廢棄塑料，譬如食品包裝、各類飲料瓶、儲存容器及薄膜等塑料制品，有意識地進行分選挑撿，改性再生利用，將實驗課程內(nèi)容涉及到的包括塑料的混煉，塑料的雙螺桿擠出成型、注射成型等各種加工方法工藝，通過相容性混煉技術來進行廢舊塑料的再生利用。比如：回收的PP耐應力開裂性能較差且低溫脆性較大，可選擇回收HDPE及LLDPE制備再生共混物，也可以回收農(nóng)膜與PP制備合金，利用適當設備經(jīng)過混煉實施。這既增加了學生的實踐操作能力，又培養(yǎng)了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識。同時，成立課外實踐興趣小組，讓學生充分調動主觀能動性，開展探討思考，與教師共同討論分析，提出解決思路，找出解決問題辦法，提高學習興趣和逐步培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。

3.企事業(yè)工廠參觀學習。本專業(yè)目前與貴州省材料產(chǎn)業(yè)技術研究院、龍里藍圖新材料公司等企事業(yè)單位建立了良好合作關系，建立了實習基地。通過與這些合作企業(yè)的協(xié)作，學生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工所涉及的原料處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產(chǎn)過程進行近距離的感受，讓學生們了解橡膠和塑料加工過程使用的原材料、工藝方法及工藝流程以及生產(chǎn)過程中所使用的儀器和設備。將知識與生產(chǎn)進一步聯(lián)系和認識，毋庸置疑對學生有了很大的幫助。比如：參觀塑鋼門窗加工工廠時，講解員詳細地向學生介紹了加工車間的工作情況及以聚氯乙烯樹脂為基本原料進行成型工藝的加工流程。通過參觀，每一個學生都受益匪淺，知道了PVC，這也為我們以后專業(yè)方向的選擇和學習打下了良好的基礎。

隨著市場對塑料制品需求的不斷擴大以及塑料工業(yè)的高速發(fā)展，培養(yǎng)出高素質應用型人才，使其具備更加牢固的知識基礎，更加靈活地運用知識的能力，成為當務之急。本課程通過幾個方面的課程理論與實踐教學改革，極大地調動了學生的學習興趣，提高了學生的邏輯推理能力以及分析問題和解決問題的能力，在培養(yǎng)學生的積極自主學習能力、配方設計能力、實踐能力等方面都取得了良好的效果。

參考文獻：

第5篇：高分子材料的實際應用范文

[關鍵詞]應用型 地方性 高分子材料與工程 專業(yè)認證

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）06-0129-03

在教育部與財政部頒布的《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中，把“專業(yè)結構調整與專業(yè)認證”擺在了六項建設內(nèi)容之首，專業(yè)認證已被提到我國高教建設事業(yè)的議事日程。當前，在我國整個高教評估體系中，專業(yè)認證仍是一個相當薄弱的環(huán)節(jié)，雖有起步，但仍處于初級探索和借鑒經(jīng)驗的階段。因此，高校提高教育質量，保證專業(yè)教育的高水準，接受來自社會、政府、學生家長和企業(yè)的質量監(jiān)督，已經(jīng)成為必然趨勢，專業(yè)認證的促進功能日漸凸顯。

一、地方應用型本科院校的專業(yè)認證是內(nèi)涵發(fā)展的需要

近年來，地方應用型本科院校開始關注和研究應用型人才的培養(yǎng)，嘗試借鑒國內(nèi)外應用型大學的成功培養(yǎng)模式，但總體感覺無論是在理論認識上還是在實踐教學方面都比較模糊。21世紀以來，全國有相當數(shù)量的由?？粕竦奖究频钠胀ǜ咝Ｏ群蠼M建，且多數(shù)分布在省會以外的城市和地區(qū)，以省級政府管理為主的高校（如安徽省在二本和三本院校中，有超過一半的學校都是新建本科，且發(fā)展模式多為應用型），這些新建高校就具有明顯的地方性，其辦學的主要使命就是為地方和行業(yè)發(fā)展服務。然而，受長期?？平逃永m(xù)下來的人才教育觀等影響，其辦學層次雖上了一個新臺階，但在人才培養(yǎng)定位上，如何根據(jù)自身實際情況做好科學定位，培養(yǎng)符合經(jīng)濟社會發(fā)展需要的人才，實現(xiàn)辦學質量快速發(fā)展，就成為地方應用型本科院校必須研究探索的新課題和我國現(xiàn)階段應用型高等教育需要研究的方向。在現(xiàn)階段，把好高等學校專業(yè)教育的質量關已成為社會、教育行政部門和各高等學校共同關注的焦點。由于專業(yè)認證能夠把準高等教育發(fā)展的脈搏，保證專業(yè)教育的質量，進而促進整體教育水平的提高，因此，搞好專業(yè)認證工作對于高校專業(yè)建設和高校整體辦學水平的提高有著十分重大的意義。高等教育專業(yè)認證是高校專業(yè)教育的質量保障。

作為地方應用型本科院校，在其高分子材料與工程專業(yè)的認證標準制訂上，主要是從學生、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面摸清和總結高分子材料與工程專業(yè)的具體實際和自身特色，并制訂認證標準。

二、認證體系的構建

（一）學生與培養(yǎng)目標

在認證體系中的學生方面，分為吸引優(yōu)秀生源措施和學校對吸引優(yōu)秀生源的支持兩方面，學生指導依據(jù)學生綜合素質指導和專業(yè)教育指導兩個層次，學生與培養(yǎng)目標評價從學習表現(xiàn)評估、考試成績與畢業(yè)要求的一致性、學生達到培養(yǎng)目標要求的評價方式三個方面著手。在該專業(yè)認證標準中培養(yǎng)目標認證內(nèi)涵上，確定專業(yè)社會需求與學科支撐從專業(yè)社會需求狀況和專業(yè)學科支撐兩方面進行認證，專業(yè)性質與所在學校辦學定位的關系需先著力于學校辦學定位，然后分析專業(yè)與學校辦學定位關系。專業(yè)培養(yǎng)目標描述從培養(yǎng)目標與要求總體描述、主要就業(yè)領域與競爭優(yōu)勢、畢業(yè)生事業(yè)發(fā)展預期三個方面進行分析認證。培養(yǎng)目標衡量與評估從培養(yǎng)目標實現(xiàn)的衡量與培養(yǎng)目標實現(xiàn)的評估兩個角度來分析認證。保證學生的專業(yè)理論與專業(yè)（應用）技能的實際水平達到培養(yǎng)目標的要求，并具備從事本專業(yè)相關工作的較強能力。

（二）畢業(yè)要求與持續(xù)改進

該專業(yè)畢業(yè)生要求和認證標準覆蓋關系依托課程體系的設置來進行分析認證。

誠然，教學制度主要考量教學管理中的培養(yǎng)計劃制訂方式，過程控制與反饋機制從教學過程質量控制、培養(yǎng)目標實現(xiàn)評估機制，畢業(yè)生出口評估機制，課程目標達成狀況評價機制，學生對課程和學習狀況的反饋四個方面分析認證，根據(jù)反饋來實現(xiàn)持續(xù)改進，不斷完善的目的。

（三）課程體系與師資隊伍

落實高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標，主要是通過課程設置與結構合理的師資來實現(xiàn)。具體將學分定義、學分的獲得、學分分布融入課程設置，通過課程設置學分比例與該專業(yè)人才培養(yǎng)方案的對比來進行分析認證，培養(yǎng)計劃主要考量培養(yǎng)計劃修改規(guī)范過程、必修課程的先修關系、本專業(yè)分學期培養(yǎng)計劃、課程計劃與畢業(yè)要求對應關系幾個方面的情況，實踐環(huán)節(jié)側重于實驗課程、現(xiàn)場實習、課程設計，畢業(yè)設計（論文）從畢業(yè)設計（論文）工作流程、畢業(yè)設計（論文）具體任務與時間節(jié)點、畢業(yè)設計（論文）分類和評分標準、每類設計的數(shù)量和比例、分段成績比例、畢業(yè)設計（論文）清單、結合工程實際情況的畢業(yè)設計（論文）、在企業(yè)完成的畢業(yè)設計（論文）等方面進行分析統(tǒng)計。目前，該專業(yè)建設有《高分子材料與工程專業(yè)質量標準》，能夠正確反映培養(yǎng)目標定位和本科專業(yè)教學工作規(guī)律;廣大教師按既定標準自覺規(guī)范教學工作行為，效果較好。當然，這個執(zhí)行過程中是離不開教師的，因此就會有工作量等產(chǎn)生，教師工作量計算需要對教師工作量和教學鼓勵兩個方面協(xié)同性進行統(tǒng)計與分析，教師教學質量評價方法需要涵蓋高分子材料與工程專業(yè)的教學質量評價體系。

（四）支持條件

教學設施需要從學校現(xiàn)有工科專業(yè)的基礎教學實驗中心（室）、工程訓練中心、專業(yè)實驗室、教室、教學設施的信息化等方面進行統(tǒng)計分析，圖書資源狀況考量高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)圖書館網(wǎng)絡資源利用情況以及網(wǎng)絡資源和課程教學，教師發(fā)展主要從教師隊伍發(fā)展規(guī)劃、學校對該專業(yè)引進優(yōu)秀教師的支持措施、新進教師培訓與考察過程三個方面來分析，既需要學校大環(huán)境的依托，同時也要適應該專業(yè)發(fā)展的特點，尤其對于地方應用型本科院校的高分子材料與工程專業(yè)而言，雙師型師資隊伍建設更為重要。

三、認證標準的實踐

（一）學生與培養(yǎng)目標

池州學院高分子材料與工程專業(yè)2011年招收112人，2012年招生107人，2013年招生113人，三年來報到率均在90%以上，結合池州學院所在的區(qū)位以及人才培養(yǎng)面向，高分子材料與工程確立了專業(yè)素質、道德修養(yǎng)、專業(yè)能力的培養(yǎng)目標，要求該專業(yè)畢業(yè)生具備在高分子材料合成、改性和加工成型等領域從事技術研發(fā)、工藝設計、設備選型、生產(chǎn)經(jīng)營的能力或繼續(xù)深造的潛力，學生對專業(yè)的認同度比例較高，同時，培養(yǎng)目標吻合綜合素質與專業(yè)教育兩個方面。

（二）從業(yè)實踐與課程體系設置

2014屆畢業(yè)生就業(yè)率為99%，走訪部分畢業(yè)生用人單位，反映良好，2014屆畢業(yè)生共有30多人考取了南京大學、合肥工業(yè)大學等學校的化學或材料類的研究生，考研錄取率23.66%。學生的創(chuàng)新精神與實踐能力強，已立項8個國家級大學生科學創(chuàng)新項目，發(fā)表省級及以上論文2篇。其成果的取得，得益于《高分子材料與工程專業(yè)質量標準》的制訂和按照標準來搭建課程體系。課程體系設置主要有：（1）課程建設標準與理念定位正確，課程設置著力于厚基礎理論，重實際應用，博前沿知識，著重突出專業(yè)實踐類課程和工程實踐類課程;（2）建設模塊化課程群，進一步優(yōu)化課程設置，完善“公共基礎課程、專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程、專長課程、文化素質課程、集中實踐教育課程”六大模塊構成的課程體系。進一步加強實踐教學，重視實踐教學模塊，構建企業(yè)課程。在改革探索的基礎上，已編寫特色教材1部，建設1門省級精品課程，1門校級精品課程。（3）更新教學觀念，實踐教學方式立體化，更新教學觀念，改進教學方式，發(fā)揮學生學習積極性，通過建設開放實驗室，建立指導教師負責制的小組合作式的專業(yè)實驗與設計教學體系，在培養(yǎng)學生實踐能力的同時，提高學生團隊意識與合作精神。

（三）師資隊伍與支撐條件

1.建設結構合理的師資隊伍

該專業(yè)現(xiàn)有的教師中具有高級職稱的比例達到30%，碩、博士學位比例達到100%;專業(yè)帶頭人由高級職稱教師擔任，主講教師均符合崗位資格，教授、副教授每年均為本科生授課，專業(yè)主干課程基本上由副教授（含）以上職稱的教師擔任主講教師，教師隊伍的整體素質基本滿足專業(yè)人才培養(yǎng)需要，同時，要求教師取得專業(yè)職業(yè)資格和接受任職經(jīng)歷培養(yǎng)。

主講教師的主講課程與科研方向穩(wěn)定，目前，承擔在研的有4個省部級、國家級項目以及2個省級教研項目發(fā)表。

2.實驗室與實踐教學基地

高分子材料與工程專業(yè)擁有9個基礎實驗室，擁有價值250多萬元的中大型儀器設備，完全滿足了基礎實驗的教學;5個專業(yè)實驗室保證了學生的專業(yè)實驗教學;8個開放實驗室保證了學生科技創(chuàng)新工作的順利進行，豐富了學生的課外的科技活動，提高了學生的科技興趣。擁有10家校外實踐教學基地，能滿足該專業(yè)學生的實踐教學要求。

盡管國際高等教育質量認證是以機構評估為主，但是機構認證只有輔之以專業(yè)質量認證，才能夠全面確保高等學校的質量改善。一些工程教育認證標準在一些綜合實力雄厚的高校，其可行性和適用性強，有較強的學科優(yōu)勢支撐，得以較好地執(zhí)行，如要在地方性和應用型上有所創(chuàng)新和體現(xiàn)，地方應用型本科院校的工科專業(yè)就需要有可靠的教學質量，就應有較強的、合理的、全面的教育教學質量保障體系，因此其開展工科專業(yè)的質量認證是勢在必行。目前，從高分子材料與工程專業(yè)的認證實踐來看，專業(yè)認證對地方應用型本科院校保證專業(yè)質量提升效果較為明顯。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳益林，馬修水，何小其.應用型大學工程教育專業(yè)認證體系的構建[J].揚州大學學報（高教研究版），2011（2）.

[2] 羅堯.對美國高等工程教育專業(yè)認證制度的分析和思考[J].長春工業(yè)大學學報（高教研究版），2010（1）.

[3] 李濤，劉靈芝.我國高等工程教育專業(yè)認證的現(xiàn)狀分析及對策研究[J].大學教育，2012（6）.

[4] 楊林，楊其華.基于工程教育專業(yè)認證和卓越工程師培養(yǎng)計劃的地方高校應用型人才培養(yǎng)模式的構建與實踐[J].Proceedings of Conference on Creative Education，2012.

[5] 張曉衛(wèi)，張華，仲榮慧.地方普通高校轉型期學科發(fā)展策略探析[J].大學教育，2014（8）.

[6] 范愛華.我國高校專業(yè)認證實施策略研究[D].武漢：武漢理工大學，2007.

[收稿時間]2014-12-11

第6篇：高分子材料的實際應用范文

關鍵詞：磷系阻燃劑；阻燃機理；種類；展望

1、引言

隨著高分子材料科學與工程的發(fā)展，各種高分子復合材料正在逐步取代傳統(tǒng)材料而應用于社會生產(chǎn)與生活的各個領域。但是，高分子復合材料具有優(yōu)越性能的同時，還具有可燃性，這給人們的生產(chǎn)與生活帶來了一定的隱患，因此，對于高分子復合材料的燃燒特性以及防火技術的研究具有重要的意義。阻燃劑在塑料助劑中的消耗量僅次于增塑劑，己成為塑料助劑中用量第二的大品種，其中，磷系阻燃劑由于其自身的特點與優(yōu)勢，非常符合阻燃劑的發(fā)展方向，具有很好的發(fā)展前景。

2、磷及磷化合物阻燃機理

阻燃劑的使用能夠有效的延緩和抑制高分子材料的燃燒傳播速度，以及被熱引燃的概率，是高分子復合材料工業(yè)中的一種重要助劑。磷及磷化合物由于其自身特點和性能，在很早之前就己被當做阻燃劑來使用。它的阻燃機理主要是在高分子材料以及氧化劑或熱源之間形成隔離膜，從而達到阻燃效果。按磷化合物在不同反應區(qū)所起的阻燃作用可分為凝聚相中阻燃機理和蒸汽相中阻燃機理兩種。

加入磷系阻燃劑的高分子材料在進行燃燒時，磷化合物受熱分解，產(chǎn)生化學反應，生成聚偏磷酸，由于聚偏磷酸是一種不易揮發(fā)的穩(wěn)定化合物質，因此可以在高分子復合材料表面形成一層有效的保護膜，防止復合材料燃燒，起到阻燃作用。另外，聚偏磷酸具有較強的吸水或脫水效果，可以形成具有一定厚度的不易燃燒的碳層，從而起到阻燃作用。含磷阻燃劑也是一種自由基捕獲劑。利用質譜技術可發(fā)現(xiàn)，任何含磷化合物在復合材料燃燒時都能形成P0?，然后與燃燒區(qū)域范圍內(nèi)的氫原子產(chǎn)生化學反應，起到抑制燃燒的作用。

另外，磷系阻燃劑在阻燃過程中可以產(chǎn)生一定的水分，這些水分一方面可以稀釋氣相中的可燃物濃度，另一方面也可以降低凝聚相的溫度，從而可以更好的起到阻燃的作用。

3、磷系阻燃劑種類

根據(jù)磷系阻燃劑的組成和結構的不同，可將其分為無機型磷系阻燃劑、有機型磷系阻燃劑以及復合型磷系阻燃劑三大類。其中，無機型阻燃劑主要包括紅磷和磷酸鹽兩類，有機型阻燃劑主要包括磷酸酯、亞磷酸酯、膦酸酯和磷鹽等，而復合型阻燃劑主要就是指膨脹型阻燃劑。

3.1　無機型阻燃劑

紅磷又名赤磷，具有高效、抑煙以及低毒等優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良的阻燃劑。但是在實際應用過程中，紅磷也具有許多不良之處：因為紅磷的著火點較低，所以具有易燃的特點，并且粉末易爆炸，受潮時容易氧化成酸，釋放出有毒氣體，同時，在實際應用過程中不易均勻的分散于高分子復合材料之中。為了有效的克服這些缺點，提高其性能，各國化學工業(yè)的公司或企業(yè)都對紅磷表面的改性進行了研究，推出了用有機物或無機物來包覆紅磷等包覆紅磷的產(chǎn)品。紅磷作為阻燃劑還沒有在我國進行廣泛使用，對于它的研究目前還比較少，但是，由于它具有廣泛的應用前景，因此仍然還應當引起重視和注意。

聚磷酸銨是一種性能良好的無機磷阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域之一。聚磷酸銨的阻燃元素含量較高，同時熱穩(wěn)定性能也較好，另外，還具有價錢較低、毒性較少、阻燃性能持久等優(yōu)點。聚磷酸具有脫水效果，可使高分子復合材料脫水炭化形成一層碳層保護層，將復合材料與氧氣、熱源等隔離，起到很好的阻燃作用。聚磷酸銨雖然成本較低，使用簡單方便，效果也不錯，但是在應用中也具有一些不可避免的缺點。例如，在空氣中容易受潮，用于棉織物則對其強度影響較大，用于紙張則會使紙張發(fā)黃變脆。通過研究可知，聚磷酸銨的微膠囊化可以有效的防止其在空氣中的受潮，從而增強它的阻燃效果。另一方面提高聚磷酸銨的聚合度也可以增強它的阻燃整體效果。

3.2　有機型阻燃劑

有機磷化合物是添加型阻燃劑，其中，磷酸酯系列是有機磷阻燃劑的主要系列。由于磷酸酯成本較低、資源豐富，與高分子復合材料的相容性較好，因此被廣泛的應用于有機型磷系阻燃劑之中。磷酸酯阻燃劑主要可分為含鹵類和無鹵類兩種。無鹵類磷酸酯阻燃劑可抑制燃燒后的殘余物，產(chǎn)生較少的腐蝕性氣體；含鹵類磷酸酯由于同時含有鹵素和磷素，因此阻燃效果較為理想。表1為無鹵類和含鹵類磷酸酯阻燃體系的比較。

相對于磷酸酯來說，亞磷酸酯的研究用于阻燃的較少，大多都是偏向于抗氧劑以及防老劑等方向的發(fā)展。亞磷酸酯類阻燃劑的作用主要是用于聚氨酯泡沫塑料薄片與無紡布人造革等面料的阻燃。

膦酸酯系列阻燃劑化學穩(wěn)定性較強，具有耐水耐溶劑性，是一類很有發(fā)展前途的阻燃劑。該阻燃劑是一類具有良好的耐熱性、較高的穩(wěn)定性以及優(yōu)良的耐水性的添加型阻燃劑，主要用于聚酯纖維的阻燃。

磷鹽系列的阻燃劑代表主要為氯化四羥甲基磷，它的主要用于棉紗以及棉織品的阻燃處理。屬于早期開發(fā)的織物阻燃劑，但是因為在使用和制造過程中可能產(chǎn)生一些具有致癌性的物質，故現(xiàn)在很少使用。目前己對其進行了改性研究，開發(fā)出一系列的新型產(chǎn)品，并應用在防雨布、軍用棉布和工作服的阻燃處理。

3.3　復合型阻燃劑

復合阻燃劑主要是利用種類的阻燃劑的協(xié)同效應來提高阻燃的效果。目前對于此類復合型阻燃體系的研究較為廣泛。主要成果有添加型復合磷系阻燃劑和化合物型復合磷系阻燃劑。添加型復合磷系阻燃劑是一種實用且較為簡單的提高阻燃效果的方法，含氮化合物阻燃劑本身毒性低，且燃燒的產(chǎn)物毒性也較低、并且燃燒過程產(chǎn)生的腐蝕性氣體較少，是通過凝聚相和氣相的阻燃，阻燃效率高；化合物型復合磷系阻燃劑主要是氮－磷、氮－磷－澳、氮－磷－氯、澳代磷酸醋、氯代磷酸醋化合物。由于同一阻燃劑分子中含有多種阻燃元素，阻燃元素的協(xié)同效應使聚合物材料的阻燃效果提高。

4、對于磷系阻燃劑的展望

磷系阻燃劑具有低毒、低煙、低鹵甚至無鹵的特性，并且效率高、用量少，在阻燃劑領域備受關注，尤其是在我國，有著更大的發(fā)展空間和潛力。同時，由于其自身的表面處理技術不夠完善、一些阻燃劑相容性差、有機磷系多為液體、熱穩(wěn)定性較差、發(fā)煙量大、揮發(fā)性大等缺陷，使其的應用受到了一定的限制。所以，對于磷系阻燃劑的研究還在繼續(xù)中，具體有以下一些方面：開發(fā)對材料性能影響小，且高效低毒的阻燃劑；開發(fā)有機磷阻燃劑和無機納米阻燃劑相協(xié)同的阻燃機理，研制出新型的復合阻燃劑；加強開發(fā)帶有像P、N、cl、Rr等多官能團的阻燃劑或者與其他鹵素于一身的阻燃劑，由于分子中的各種協(xié)同作用，促進了阻燃的效果。

第7篇：高分子材料的實際應用范文

關鍵詞強磁場技術與應用產(chǎn)業(yè)化

六十年現(xiàn)了實用超導材料，八十年代出現(xiàn)了性質優(yōu)良的釹鐵硼永磁材料，使人們可以不耗費很大的電功率獲得大體積持續(xù)的強磁場，發(fā)展超導與永磁強磁場技術是20世紀下半葉電工新技術發(fā)展的一個重要方面。在各國高能物理、核物理、核聚變，磁流體發(fā)電等大型科技計劃推動下，整個技術得到了良好的發(fā)展。低溫鈮鈦合金及鈮三錫復合超導線與釹鐵硼永磁材料已形成產(chǎn)業(yè)，可進行批量生產(chǎn)。人們已研制成功了15特斯拉以下各種場強，各種磁場形態(tài)，大體積的可長期可靠運行的強磁場裝置，積極推進著強磁場在各方面的應用。

1998年3月投入運行的日本名古屋核融合科學研究所的核聚變研究用的大型螺旋裝置（LHD）是當今超導磁體技術水平的典型代表。裝置本體外徑13．5m，高8.8m，總重約1600t，其中4.2K冷重約850t。它有兩個主半徑3．9m，平均小半徑0．975m，繞環(huán)10圈的螺旋線圈，三對內(nèi)徑分別為3.2、5．4和10．8m的極向場螺管線圈，中心磁場前期為3特斯拉（4.2K），后期為4特斯拉（1．8K），磁場總儲能將達16億J。超導強磁場裝置需在液氦溫度下運行，從使用出發(fā)，努力減少漏熱以降低液氦消耗和研制配備方便可靠的低溫制冷系統(tǒng)有著重要的意義。經(jīng)不斷努力改進，一些零液氦消耗和無液氦的超導磁體系統(tǒng)已在可靠的使用，它們只需配有小型的制冷裝置即可持續(xù)運行，不需專人維護，使應用范圍大大擴大。

我國在超導與永磁磁體技術方面也進行了長期持續(xù)的努力，奠立了良好基礎，研制成多臺實用磁體系統(tǒng)，有些已在使用，具備了按照需求設計建造所需強磁場裝置的能力。中國科學院電工研究所研制成功的磁流體發(fā)電用鞍形二極超導磁體系統(tǒng)（中心磁場4特斯拉，室溫孔徑0．44m，磁場長1m，磁場儲能8.8兆焦耳）和空間反物質探測譜儀用大型釹鐵硼永久磁體（中心磁場0.13特斯拉，孔徑1.lm，高0.8m）代表著我國當今的技術水平，無液氦磁體系統(tǒng)的研制工作也在積極進行中。

隨著超導與永磁強磁場技術的成熟，強磁場的多方面應用也得到了蓬勃發(fā)展，與各種科學儀器配套的小型強磁場裝置已形成了一定規(guī)模的產(chǎn)品，做為磁場應用技術的核磁共振技術，磁分離技術與磁懸浮技術繼續(xù)開拓著多方面的新型應用，形成了一些新型產(chǎn)品與樣機，磁拉硅單晶生長爐也成為產(chǎn)品得到了實際應用。

醫(yī)療用磁成像裝置已真正成為一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，全世界已有幾千臺超導與永磁磁成像裝置在醫(yī)院使用，我國也有永磁裝置在小批量生產(chǎn)，研制成功了幾臺0．6—1．0特斯拉的超導裝置。除繼續(xù)擴大醫(yī)療應用?，正哉敩力开唾懄用磁成像装置釉彜业生产过程监测訓V稱費?，最近，葰志进行翑\糜詡觳馕鞴咸嗆坑肟昭壩糜詒姹餝almon魚雌雄性的實驗，取得了有意義的結果。用于高嶺土提純的超導高梯度磁選機已有十余臺在生產(chǎn)運行，磁拉硅單晶生長爐也已開始使用，但尚未形成規(guī)模，中國科學院電工研究所與低溫工程中心曾在九十年代初研制成功超導磁分離工業(yè)樣機，試制成功了兩套單晶爐用超導磁體系統(tǒng)，為產(chǎn)品的形成奠定了基礎。

總起來說，超導與永磁磁體技術已經(jīng)成熟到可以提供不同場強，形態(tài)的大體積強磁場裝置，開始形成了相應的高技術產(chǎn)業(yè)，但大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展還有賴于積極地進一步開拓強磁場應用，特別是可能形成大規(guī)模市場產(chǎn)品的開拓，根據(jù)不完全的了解，目前主要進行的工作有：

1在材料科學方面

（1）熱固性高分子液晶材料強磁場下的性能及應用。國際上在0～15特斯拉磁場范圍內(nèi)對高分子液晶材料的取向行為、熱效應、磁響應特性、固化成型過程等方面進行了研究，并作其力學性能和磁場的關系的定量分析，應用前景十分看好。

（2）功能高分子材料在強磁場作用下的研究。國際上高電導率的高分子材料、防靜電及防電磁輻射高分子材料的研究和應用取得了很大進展，某些材料纖維的電導率經(jīng)強磁場處理后，可達銅電導率的1／10，是極具潛力的二次電池材料。在防靜電服和隱形技術方面電磁波吸收材料已用于軍工領域。

（3）強磁場下金屬凝固理論與技術研究。

（4）NdFeB永磁材料的強磁場取向。在NdFeB永磁材料加壓成型過程中，采用4～5特斯拉強磁場取向，可大大提高性能，國外已開始實際應用。

2在生物工程與醫(yī)療應用方面

（1）血液在強磁場下性能的改變及對生物體的影響。國際上研究了人體及動物的全血的強磁場下的取向行為及其作用的主體——血紅細胞的作用機制；血液在強磁場下流變性能的變化；血纖維蛋白質在強磁場下的活性變化及對生物代謝作用的影響；人血在強磁場中所受磁力、磁懸浮特性和光吸收特性。

（2）蛋白質高分子在強磁場下的特性及其應用。國際上研究了磷脂中縮氨酸在強磁場下的取向作用；肌肉細胞蛋白質在磁場中的磷代謝過程；神經(jīng)肽胺酸在強磁場下的結構改變及蛋白質酰胺與氫的交換等。

（3）醫(yī)療應用。除繼續(xù)發(fā)展人體成像系統(tǒng)外，近年來國際上還研究了在4—8特斯拉強磁場下血纖維蛋白質的活性以及對血管中血栓溶解的影響；強磁場及磁場梯度對血纖維蛋白的溶解過程的影響；強磁場對動物血細胞的活性及其對心肌保護特性的影響；外加磁場對血小板流動性能的影響及其在醫(yī)療上的應用等。

3在工業(yè)應用方面

除繼續(xù)積極進行強場磁分離技術、磁懸浮技術的發(fā)展與應用外，近年來，國際上還研究了磁場對石油滯粘性能的影響及對原油的脫蠟作用；研究了磁場對水的軟化作用及改善水質的作用；研究了外加磁場對改善燃油燃燒性能及提高燃值的作用；通過在強磁場中的取向提高金屬材料的強度和韌性；通過表面吸出排除雜質、提高金屬質量等。

4在農(nóng)業(yè)應用方面

第8篇：高分子材料的實際應用范文

1.1膠原蛋白的生物學性質與功能

膠原蛋白的生物學性質與功能主要表現(xiàn)在:

(1)低抗原性,與其它具有免疫原性的蛋白質相比,膠原蛋白的免疫原性非常低。過去人們曾認為膠原不具有抗原性,近十年來的研究表明:膠原具有低免疫原性,不含端肽時免疫原性尤其低;

(2)可生物降解性(易被人體吸收);由于天然膠原緊密的螺旋結構,大多數(shù)蛋白酶只能打斷膠原側鏈,只有特定的蛋白酶才能使膠原蛋白肽鍵斷裂。在膠原酶的存在下,膠原的肽鍵將逐漸打斷而水解,膠原肽鏈的斷裂隨即造成螺旋結構的破壞,從而膠原將被蛋白酶徹底水解,這就是膠原的可生物降解性,可生物降解性是膠原蛋白能作器官移植材料被利用的基礎。

(3)生物相溶性,是指膠原蛋白與宿主細胞及組織之間良好的相互作用。因膠原蛋白本身就是構成細胞外基質的骨架,膠原分子特有的三股螺旋結構及其交聯(lián)形成的纖維或網(wǎng)絡構成細胞重要組成成分,故膠原材料無論是在被吸收前作為新組織的骨架,還是被吸收同化進入宿主,成為宿主組織的一部分,都與細胞周圍的基質有著良好的相互作用,表現(xiàn)出相互影響的協(xié)調性,并成為細胞與組織正常生理功能整體的一部分。

(4)細胞適應性和細胞增殖作用,可與細胞相互作用并能影響細胞形態(tài),各種細胞可在體內(nèi)及體外直接或間接與不同類型的膠原作用,并通過這種作用控制細胞的形態(tài)、運動、骨架組裝及細胞增殖與分化;膠原有利于細胞的存活和生長,不僅能促進細胞的增值分化,而且對細胞的分裂機能也有效果;

(5)促進血小板凝聚;膠原纖維一旦與血液接觸,流動血液中的血小板立刻與膠原纖維吸附在一起,發(fā)生凝聚反應,生成纖維蛋白,并形成血栓,進而血漿結塊阻止流血,達到促凝血作用。

(6)力學性能;天然膠原緊密的螺旋結構對高強度的力學性能起重要作用,在生物體中,膠原是為結締組織提供強度的主要蛋白組分,因而可在廣范圍內(nèi)滿足肌體對機械強度的要求。

1.2膠原蛋白制備生物醫(yī)學材料的特點

前述生物學特性與功能,使得膠原蛋白成為最有用的生物材料之一,在生物醫(yī)學領域具有廣泛用途。因膠原易加工成型,故純化的膠原蛋白可制成許多不同形式的材料,如膜,帶,薄片,海綿,珠體等,但以膜形式應用的報道最多。膠原制備膜用于生物醫(yī)學,除具有生物可降解性、組織可吸收性、生物相容性、弱抗原性外,還主要有:親水性強,抗張強度高,具有類似真皮的形態(tài)結構,透水透氣性好;高抗張強度和低延展性決定的生物塑性;官能團多,可進行適度交聯(lián)改性,從而可控制其生物降解速度;可調節(jié)溶解(溶脹)性;與其它生物活性組分一起使用,具有協(xié)同效應;可與藥物相互作用;交聯(lián)或酶處理去端肽可使抗原性降低,可隔離微生物,有生理活性,如有血凝作用等優(yōu)點。同時也存在以下缺點:膠原的分離純化及加工處理復雜,分離的膠原交聯(lián)密度、纖維大小等具有多樣性。酶解膠原速度多變,條件難于控制;且純膠原干燥后質地脆,成膜能力并不強,其膜延展性低,易干裂,抗水性差,遇水易溶脹,在體內(nèi)易降解,潮濕環(huán)境中易受細菌侵蝕而變質,此外還可能導致一些副反應,如組織鈣化等。故實際應用中,常常通過一定方法將膠原蛋白改性,通過改性避免膠原蛋白制備材料的缺點,提高膠原的拉伸強度及抗降解能力,降低膨脹率,改善膠原的力學性能與抗水性。

2改性方法

迄今為止,已見有許多對膠原蛋白改性的報道,其改性的手段主要有:(1)交聯(lián)改性法,(2)通過與其它高分子材料共混改性,該法也是膠原基材料制作中常用的方法,以下分別闡述膠原蛋白的這些改性方法的研究現(xiàn)狀。

2.1交聯(lián)改性法

指使膠原分子內(nèi)部和分子間通過共價健結合提高膠原纖維的張力和穩(wěn)定性的方法。該法又分為物理方法、化學方法和低溫等離子體法,生物學方法;其中物理方法、化學方法是最常用的交聯(lián)改性方法,生物學方法改性膠原蛋白主要在研究有關動物老化的生命現(xiàn)象中涉及,在研制膠原基生物醫(yī)學材料中少見報道。

2.1.1物理方法

通過物理手段對膠原蛋白改性有紫外線照射、重度脫水、λ射線照射和熱交聯(lián)等方法。膠原溶液如被紫外線等照射,將在分子間產(chǎn)生交聯(lián),粘度增加,生成凝膠。目前常用的紫外線交聯(lián)膠原膜的方法是將膠原膜放在鋁箔上,距離254nm紫外燈20cm高度,照射1～5h。前幾年Weadock[3]對紫外線照射的膠原膜進行力學性能和膠原酶試驗表明:交聯(lián)膠原膜的萎縮溫度Ts和抗膠原酶解的能力均顯著高于未交聯(lián)膠原膜。重度脫水也是膠原蛋白物理改性中常使用的方法,該法是通過脫水導致膠原分子間交聯(lián),從而增加變性溫度,改善膠原的性能。近年有研究者用該法改性了膠原膜,結果表明:改性后膠原膜生物相容性提高,降低了水溶性,影響了膜與成骨細胞的生物相容性[4]。物理方法改性原蛋白的優(yōu)點是可避免外源性有毒化學物質進入膠原內(nèi),缺點是膠原膜交聯(lián)度低,且難以獲得均勻一致的交聯(lián)。

2.1.2化學方法

化學方法比物理方法改聯(lián)度高,且能獲得均勻一致的交聯(lián),對調節(jié)、控制膠原的各性質均有效?，F(xiàn)已廣泛應用于各種化學試劑交聯(lián)膠原,以提高其交聯(lián)度、力學性能及生物相容性。化學改性法具體又可分為使用化學試劑交聯(lián)、側鏈的修飾、生理活性物的固定化三種方法?；瘜W試劑交聯(lián)法中常用的化學交聯(lián)劑有戊二醛、己異二氰酸酯、碳化二亞胺、疊氮二苯基磷等,其中戊二醛是目前應用最廣泛的試劑,大量實驗證明:戊二醛能提供有效交聯(lián),但有細胞毒性,且其用量難以控制。故人們一直希望有一種交聯(lián)劑,既能用于膠原材料的交聯(lián),形成穩(wěn)定、生物相容性好的交聯(lián)產(chǎn)品,又毒性低,為了達到這一目的,人們不斷開發(fā)著新的交聯(lián)劑,近年人們使用的?；B氮化物、聚環(huán)氧化物或京尼平交聯(lián)等,不會引入明顯的毒性,且可獲得理想的交聯(lián)效果[5]。所見報道中,多是使用一種交聯(lián)劑對膠原蛋白交聯(lián)改性,但基于目的不同,也有幾種交聯(lián)劑結合使用對膠原蛋白交聯(lián)改性的報道,如有研究者為了解決人工心臟瓣膜晚期鈣化問題,篩選出環(huán)氧丙烷化學改性戊二醛處理生物瓣的方法,可明顯減低瓣膜組織膠原蛋白末端游離羧基含量。動物實驗表明,經(jīng)改性后的瓣膜組織能保持較好的組織穩(wěn)定性和機械抗張強度、免疫原性測試為陰性,符合臨床應用[6]。側鏈修飾就是對膠原分子側鏈的氨基和羧基進行化學修飾,改善電荷分布,使膠原獲得新的特性的方法,例如將膠原氨基丁二酰化,可變成負電荷豐富的膠原。與未修飾膠原蛋白相比血小板粘附能,血纖維蛋白形成能都弱,有抗栓性;然而如將膠原羧基甲基化獲得的正電荷豐富的膠原,生理條件下血小板粘附能、活化能都高,生成大量血纖維蛋白,比未修飾的膠原蛋白顯示了更強的血栓性,顯然,側鏈修飾可賦予膠原新的特性。與交聯(lián)改性相比,在生物材料領域,利用側鏈修飾對膠原改性所做的工作還較少,今后,除對膠原進行適當?shù)慕宦?lián)處理改性外,還應考慮通過膠原的化學修飾來進行改性,通過將性質不同的支鏈接枝到膠原大分子上賦予膠原以新的特性,研制新一代改性材料和開發(fā)新的改性方法。生理活性物的固定化是以膠原為支撐體,將各種生物活性物質固定化后再使用,例如將表皮生長因子和骨形成因子等生物活性蛋白包容于膠原中,它能促進皮膚組織和骨組織的再生。化學方法雖然可獲得均勻一致的交聯(lián),但存在著引入外源有毒試劑,殘留試劑難清除等缺點,近幾年人們又研究了低溫等離子體技術、輻射引發(fā)等交聯(lián)改性膠原材料的新方法,一些報道[7～9]表明,低溫等離子體技術改性膠原或膠原復合膜可使材料表面引入不同基團,改變材料表面化學組分和結構,從而改變材料的特性,如使之更具有細胞識別位,提高表面能,改善表面極性等。

2.2其它高分子共混

膠原因其具有優(yōu)良的生物學性質和功能,在生物材料領域倍受關注,但單獨使用,性能單一,且因有親水性強,在體內(nèi)易被膠原酶降解等不可避免的弱點限制了它的應用。但如將膠原與其它物理、化學性質不同的合成或天然高分子共混,組成一種多相固體材料,在性能上膠原與其它高分子取長補短,互相補充,既可改善膠原材料的性能,又可制備出單一膠原材料所不具有的許多特性的新材料,從而擴大膠原材料的應用范圍,并向實現(xiàn)發(fā)展“理想”生物材料的目標邁進。膠原基“復合材料”的概念由此產(chǎn)生,以下介紹膠原與其它高分子共混形成復合材料的研究現(xiàn)狀。

2.3.1與合成高分子共混

已見報道的與膠原共混的合成高分子有許多,其中有不可生物降解的聚甲基烯酸酯及丁烯酸酯、聚氨酯、聚酰胺和可生物降解的聚乙烯醇、聚乳酸、聚谷氨酸、聚乙醇酸等,20世紀80～90年代初最有代表性的研究是聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)和聚乙烯醇與膠原共混,其報道集中于復合方法、復合機理、理化及生物學性能、材料表面和整體結構、表面修飾的方法和機理以及水凝膠的溶脹擴散等的研究,相關研究中聚甲基丙烯酸羥乙酯和聚乙烯醇主要用于與膠原復合制備水凝膠[10～11],作軟組織替代、藥物緩釋等。近幾年隨著人們對膠原蛋白以增殖細胞為首的許多生物功能的認識,利用可生物降解的聚乳酸、聚乙醇酸、聚酸酐、聚谷氨酸、聚亞乙基四乙酸等與膠原共混改性制備可吸收外科縫線、組織工程支架材料(如組織引導再生材料)的相關研究相對增多[12～13]。合成高分子與膠原蛋白共混復合制備膠原基材料存在以下問題(以膜形式的人工皮膚為例):(1)聚氨酯、尼龍等不降解高分子材料,因不能進行生理代謝,與膠原蛋白復合后只能用做外層敷料不能永久代替皮膚;(2)聚酯、聚谷氨酸等可生物降解材料,生物性能好,可降解、可代謝,是目前研究組織工程支架材料之一,但如果相對分子質量小則強度不夠,相對分子質量大難溶于水,溶解時出現(xiàn)降解,影響材料的機械強度,并且其降解之后的產(chǎn)物將使其周圍組織的酸度提高,出現(xiàn)無菌性炎癥。

2.3.2與天然高分子共混

第9篇：高分子材料的實際應用范文

關鍵詞：保水劑；抗旱；節(jié)水；緩釋

1　引言

保水劑作為一種化學節(jié)水技術，于20世紀70年代在美國農(nóng)業(yè)部北方研究中心開發(fā)成功。隨后美國、日本、法國等國家對保水劑在農(nóng)林業(yè)中的應用進行了大量的研究，并進行了大面積的推廣使用。國內(nèi)對保水劑的研究開始于20世紀80年代中期，目前大部分產(chǎn)品已有一定規(guī)模。在“八五”和“九五”期間共在全國示范推廣達1100多萬畝。目前，土壤固化劑、復合土工膜料、坡面積雨固土材料、植物蒸騰抑制劑、種衣劑等大批保水劑已經(jīng)在我國農(nóng)林業(yè)中得到了實際應用。

2　保水劑的一般性質

保水劑是一種具有三維交聯(lián)網(wǎng)狀結構的新型功能高分子材料，采用含有羧基、羥基或氨基等的親水性單體，在引發(fā)劑和交聯(lián)劑的作用下，通過聚合、交聯(lián)等化學反應而形成。高吸水性樹脂能通過水合作用迅速吸收自重幾百倍乃至上千倍的水而呈凝膠狀，常壓下對其施加壓力，水也不會從凝膠中逸出，常稱其為高吸水性聚合物。高吸水性材料或超強吸水樹脂等。

保水劑作為農(nóng)作物干旱時的“微型水庫”，具有應用范圍廣，高保水性，改良土壤，促進生長，節(jié)約肥料等多方面優(yōu)點。據(jù)資料顯示，在相同水肥條件下，使用保水劑可明顯增加作物產(chǎn)量。增產(chǎn)幅度達10％～30％。節(jié)水節(jié)肥5％～20％#在花卉等經(jīng)濟作物上，使用保水劑可明顯延長澆水時間(3天～7天)，花蕾大，持續(xù)時間長，經(jīng)濟效益高I在旱農(nóng)試驗區(qū)開展的保水劑應用試驗。結果顯示保水劑對保蓄雨水效果較好，尤其促使了作物生長后期根區(qū)土壤水分的補充和提高。

近年來由于新原料的選用和材料的復合化，保水劑的類別不僅包括傳統(tǒng)的淀粉類、纖維素類、合成類(聚丙烯酸類、聚丙烯酰胺類等)。還包括生物降解類(氨基酸類、殼聚糖類等)、有機一無機復合類、緩釋功能類(腐殖酸類)。保水劑的聚合工藝主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法，也可采用輻射引發(fā)聚合、微波引發(fā)聚合以、噴霧聚合、高溫快速反應法等方法。目前，國內(nèi)生產(chǎn)和供應保水劑的廠家多達40多家，主要有勝利油田長安集團、北京裕德隆科技發(fā)展有限公司、河北科瀚樹脂有限公司、天津晨光化工有限公司等。

3　保水劑的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在我國實施農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設、農(nóng)業(yè)結構調整和中西部開發(fā)戰(zhàn)略，農(nóng)業(yè)重點推廣旱作節(jié)水技術，而抗旱保水技術是其重要內(nèi)容。近年來，保水劑越來越受到農(nóng)業(yè)領域的重視，研究重心也開始從如何提高保水劑的性能向其在農(nóng)林業(yè)的實際應用轉移。有關保水劑的研究進展主要集中在以下幾個方面：

3.1　開發(fā)保水劑的制備新方法

新的制備方法要在保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的吸水保水性能的基礎上，提高吸水速率、改善耐鹽堿性能和產(chǎn)品凝膠強度以及熱穩(wěn)定性能，目前主要采用以下措施：引人非離子型親水基團到主鏈上；使用含有大量親水基團交聯(lián)劑；用表面活性劑對樹脂進行外層處理等。天津三農(nóng)金科技有限公司用玉米淀粉作原料，在引發(fā)劑作用下，用乙烯或丙烯單體在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚，最后接枝共聚物靠爆聚放熱自交聯(lián)，從而生產(chǎn)出高效抗旱保水劑。該方法稱為原子經(jīng)濟反應，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。楊瑞成等利用高溫快速反應法成功制備了聚丙烯酸／蒙脫上高吸水性納米復合材料。在外界溫度為20℃時，該復合材料水凝膠所需干燥時間為128h,此復合材料可望廣泛應用于西部高溫干旱地區(qū)的沙漠化治理。

3.2　研究保水劑的有機一無機復合

通過有機一無機復合方法，可制備出性能優(yōu)良、成本低廉、實用性強的吸水材料。趙娜制備出了白鱔泥／(丙烯酸一丙烯酰胺)高吸水保水材料，吸蒸餾水的倍數(shù)可以達到1900左右，同時吸自來水倍數(shù)可以達到380倍左右，吸生理鹽水能夠達到124倍，在4000r／min的情況下離心1h后，其保水能力為98.97％。內(nèi)蒙古水利科學研究院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺與凹凸棒土合成有機一無機復合保水劑?？光}、鎂離子性能明顯提高，原料成本進一步降低，與環(huán)境更友好。產(chǎn)品吸水倍率≥400倍；吸鹽倍率≥70倍；該保水荊適合中國西部年降水量小于400mm，降雨比較集中，沙漠化、鹽堿化嚴重的特點。

3.3　將常量元素、微量元素、植物生長調節(jié)劑、殺蟲劑、殺菌劑等添加到保水劑中，實現(xiàn)其多功能化

制備多功能化保水劑主要有兩種方法：一種是進行簡單的包裹；另一種是使兩者發(fā)生某種形式的化學反應。林晶將保水劑與化學肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墑，又具有緩釋肥料功效的保水緩釋肥，并以藥用植物板藍根為試驗對象進行盆栽試驗，對其保水效應及板藍根生長狀況進行觀察分析，得出了保水緩釋肥可以提高土壤的水分利用率、合理釋放土壤有效養(yǎng)分、促生長作用明顯的結論。

3.4　研究高吸水性樹脂在實際應用中與土壤、作物、肥料等的效應問題，以及對灌溉模式。耕作制度和農(nóng)業(yè)設施等的影響

目前國內(nèi)關于保水劑的實際應用的研究大多集中在增加入滲、抑制蒸發(fā)等方面。但是大面積推廣應用尚缺少理論基礎與技術指導。莊文化采用離心機法，分別研究了聚丙烯酸鈉與聚丙烯酰胺在不同的條件下對砂土、壤土、黏土持水能力的影響。結果表明高分子對砂土的作用效果要優(yōu)于壤土與黏土，因此大面積推廣應用應首先選擇在土壤偏砂的地區(qū)，實驗證明8／1萬～20／1萬用量效果較好其高分子吸持水分的約83.7％可釋放出供植物利用。楊瑞香等以華南赤紅壤為基質，采用盆栽法研究了保水劑對桉樹幼苗抗寒生長及存活率的影響。結果表明保水劑可以有效提高華南赤紅壤的保溫性能，有利于桉樹苗木抗寒生長。