高分子材料的韧性精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的韧性范文

塑化剂是一种高分子材料助剂，也是环境雌激素中的酞酸酯类，其种类繁多，最常见的品种是DEHP。DEHP化学名邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯，是一种无色、无味液体，工业上应用广泛。塑化剂，一般也称增塑剂。增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途。中国台湾厂商用一种常见的增塑剂DEHP代替棕榈油配制的起云剂也能产生和乳化剂相似的增稠效果。但是业内人士指出，DEHP、DINP等塑化剂并不属于食品香料原料。因此，DEHP不仅不能被添加在食物中，甚至不允许使用在食品包装上。

塑化剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂，又称增塑剂。凡是添加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物质都称为塑化剂。塑化剂的使用可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益。是一类重要的化工产品添加剂，作为助剂普遍应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品及清洗剂等材料中，特别是在聚氯乙烯塑料制品中，为了增加塑料的可塑性和提高塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯，其含量有时可达产品的50%。增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途，广泛存在于食品包装、化妆品、医疗器材，以及环境水体中。例如保鲜膜、食品包装、玩具等。

（来源：文章屋网 ）

第2篇：高分子材料的韧性范文

【关键词】高分子材料成型加工 教学改革 课程设计

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）14-0010-02

在高分子科学的学科构架中，形成了高分子化学、高分子物理、高分子工程三个基础性分支学科，以及功能高分子及高分子新材料两个综合性研究领域。高分子材料成型加工属于高分子工程研究的范畴，高分子工程的主要研究线索是，研究在外场（剪切力、振动力、温度、压力等）作用下，高分子的链运动、相态及结构的变化规律和控制条件，从而发展聚合物成型的新方法和新技术。

高分子材料是材料领域的后起之秀，它具有许多其他材料不可比拟的突出性能，在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域已成为不可缺少的材料。大多数高分子材料需要经过成型加工才能形成制品，无论金属、陶瓷、玻璃还是天然材料，没有哪一种材料能像高分子材料那样，其最终结构与性能都强烈依赖于加工过程。高分子材料加工过程是控制聚合物制品结构和性能的中心环节，内容涉及高分子物理、高分子化学、聚合物流变学、机械、计算机模拟等多学科，其任务是了解高分子材料的加工特性，确定最适宜加工条件，制取最佳性能产品，为合成具有预期性能的高分子材料提供理论依据。

高分子材料成型加工是高分子材料与工程专业最重要的专业核心课程之一。高分子材料成型加工的工程本质决定了它是一门多学科交叉、科学与工程紧密结合的学科。为使学生建立起大工程的观点，理解其精髓，本课程的讲授会涉及以上诸多学科的内容，要使学生在有限的学时内掌握这门课的基本内容，并且通过对高分子材料成型加工课程的学习，具有高分子材料及其制品设计、生产和研究的科学思维以及创新研究素质，无论对授课老师还是学生而言都是一个新的挑战。笔者结合自身讲授高分子材料成型加工课程的教学实践，在课程体系、教学内容、教学方法等方面提出以下几点看法。

一 加强课程的横向联系

高分子材料的生产有三大关键要素：适宜的材料组成、正确的成型加工方法、配套的成型机械及成型模具。要生产出一个有使用价值，能够利用现有成型设备进行加工的高分子材料制品，必须同时满足以上三个要素。高分子材料生产三个要素之间相互联系、相互影响，是一个不可分割的有机整体。从这个意义上来看，高分子材料成型加工与成型机械的联系应是非常密切的。

高分子材料成型加工与高分子材料成型机械是高分子材料与工程专业的两门专业基础课，这两门课程在本质上有密切的联系，高分子材料成型加工课程包括原材料树脂、助剂、配方设计、成型设备、成型模具、工艺条件及控制等方面，高分子材料成型设备课程主要讲述不同加工方法所采用的成型设备，如开炼机、密炼机、挤出机、注塑机、压延机、中空吹塑机等，从其包括的课程内容看，成型加工和成型机械相互渗透、相互联系，也有交叉重叠的内容，因此有必要对这两门课程的教学内容从整体的高度重新进行规划。

在这个原则的指导下，教师在教学中可以按照原材料、设备、工艺这三大要素组织教学内容，从而把两门课的知识点有机地融合起来，加强课程的横向联系，打破传统的教学模式，培养学生的大工程观。如在讲授聚氯乙烯（PVC）管材挤出成型工艺这部分内容时，教师首先讲授挤出所用的原材料配方（PVC树脂、各种助剂），由于PVC树脂牌号众多，不同牌号的树脂制备方法不同，树脂的性能也不同，在加工过程中所选用的工艺也会有所差异，因此，教师在开始讲授成型工艺时，有必要使学生具备原材料选择这个意识。然后介绍管材成型所需的设备（包括挤出机类型、机头口模、螺杆结构、螺杆组合、传动系统、控制系统、辅机）。如在讲解螺杆时，可分析各种螺杆结构参数对成型加工的影响，各种不同混合、混炼元件的螺杆组合所具有的加工特性，并结合PVC管材生产工艺特点，讲解生产PVC管材所用螺杆的选用原则。在讲解挤出机机头口模时，可将机头口模流道的设计、口模类型等涉及成型机械的内容引入课堂中，使学生掌握有关机头口模设计的基本原则。最后，讲授PVC管材生产的工艺条件及控制方法（螺杆转速、牵引速度、挤出机及机头温度）及其对制品性能的影响。

教学内容改革是21世纪高等教育教学改革的重点，将高分子材料成型加工与成型机械有机结合起来，重新组织课程内容既有利于教师的教学与学生的学习，增强理论教学的课堂教学效果，同时节约下来的理论教学课时可用于实践教学环节，培养学生的动手能力和创新意识，提高在社会上的竞争力，也符合高分子材料加工行业对本专业毕业生所提出来的越来越高的要求。

二 按课程主线组织教学内容

本课程以“材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线组织教学内容，重点了解和掌握高分子材料、成型加工工艺、制品性能三者的关系；材料的不同与成型加工方法的关系；同样的材料用不同的加工工艺方法或加工工艺条件，所得制品的性能为何不同；制品的性能

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* 基金项目：广东石油化工学院教育科学研究基金项目

与材料本身的性质有何关系等，强调了成型加工对制品性能的重要性，即高分子材料最终的结构与性能强烈依赖于加工过程这一独特之处，这是本课程的主题思想――高分子材料的工程特征，教师在教学过程中，将这一主题思想贯彻始终是本课程教学的首要目标。

在教学过程中，任课教师应将高分子科学基础理论与实际生产和日常用品的例子相结合，与学生进行分析和讨论，启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。对于聚合物来说，具体结构决定了它的性能，同一种链结构的聚合物，由于成型加工条件的不同，分子链的排列与堆砌方式会有所不同，从而形成不同的聚集态结构，聚集态结构不同，制品性能也大不相同。如生产聚丙烯注塑件时，聚丙烯注塑制品最终的物理性能不仅与本身分子量和结晶性等有关，而且与注射工艺条件的控制有关。不同的工艺条件导致聚丙烯具有不同的微观结构，而微观结构又直接影响聚丙烯注塑制品的强度、韧性、硬度以及成型加工等性能。如聚丙烯注塑件的光学性能会受到注射成型条件的影响，聚丙烯注塑件在冷却过程中，由于塑件不同部位的温度场、应力场的分布不同，从而会造成注塑件内不均匀的体积收缩和密度分布，因此严重影响了塑件的光学性能和力学性能。这些例子很好地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线。

三 对教学方法进行改革

1.多媒体教学

高分子材料成型加工属于专业技术课，教学内容具有很强的理论性和实践性，许多内容涉及成型机械的结构以及具体的操作过程，在学生大多缺少实际感性认识的情况下，单纯依靠文字的板书进行课堂教学，学生难以理解，教学效果不理想。因此，课堂讲授可借鉴国内一些院校的聚合物成型加工精品课程网站的教学资源来制作多媒体课件，通过结合所用的教材，有选择性地将多媒体动画仿真和图片资料补充到电子课件中，不断修改完善课件内容，增加课堂信息量，提高教学效果，激发学生的学习兴趣。为了加深学生对实际生产过程各种机械设备、操作工艺的认识，教师可通过收集各种高分子材料成型加工厂的生产视频，然后在课堂上进行播放讲解，可增加学生对高分子材料成型加工工艺的感性认识。如在讲薄膜的中空吹塑时，大多数学生对旋转机头的工作方式比较陌生，笔者通过给学生播放带有旋转机头口模的中空吹塑生产过程，学生在录像中可以很直观地看到旋转机头在工作中的运行情况，以及旋转机头如何调整薄膜厚度的工作原理，这些都使学生感受到课本的理论知识并不是枯燥的，它来源于生产实际，并对生产实际起到指导作用。

除了在课堂上引入多媒体课件外，教师还可向学生推荐一些著名的专业网站，包括美国塑料工程师学会（SPE）、美国塑料工业协会（SPI）、中国注塑技术论坛、聚合物技术网等，鼓励学生了解加工工程的前沿发展，从而提高学生的学习兴趣。

2.案例教学

为了提高学生分析问题和解决问题的能力，经常以日常生活中常用高分子材料制品进行案例教学，帮助学生认知高分子材料成型加工的整个过程，如日常用到的笔记本外壳、空调外壳、排水管、薄膜、泡沫塑料、汽车轮胎等，启发学生去思考，然后进行讨论，针对常用制品分析所用的原材料、成型方法和工艺，使学生在看得见、摸得着的实例中体会所学知识，这样的教学方法提升了学生学习效率和学习效果。在实际教学中，教师可给学生提供一些案例，如某个工厂某批次的注射件出现了应力开裂现象，试让学生讨论分析其中的原因，并提出解决方案。通过课堂讨论，学生从这一案例中可学到包括原材料、成型方法、成型工艺条件（温度、压力）、制品性能（应力开裂）在内的许多知识点，很好地将高分子材料基础理论与生产实际相结合，学生可以充分理解“高分子材料―成型加工―制品性能”这一课程的主题思想。

3.课程设计

作为大工程观教育理念的一部分，培养具有敏锐工程师意识的学生是工科教学的一个重要目标，高分子材料成型加工课程作为一门实践性很强的学科，可为学生将来走进企业站稳脚跟打下良好的基础，因此，在教学中引入项目教学的理念，让学生利用各种校内外的资源及自身的经验，通过完成给定的工作任务来获得知识与技能。本专业的课程设计是以高分子材料生产流程为主线，实现项目教学，以培养学生的创新能力。

设计内容可以典型的通用高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等）的生产任务为依托建构、设计出一个高分子材料产品生产项目（包括厂址的选择、原料选择、配方设计、高分子材料加工方法、设备的选型以及生产成本的核算等）。它有效地解决了传统教学中理论与实践相脱离的弊端，使理论教学内容与实践教学内容通过课程设计紧密地结合在一起。在设计的过程中，学生通过互联网查找大量的资料、数据，通过到企业调查，掌握了许多第一手资料，在这个过程学生可以概括性地知道所学专业的主要工作内容及其在整个生产过程中所起的作用。

四 结束语

高分子材料成型加工是一门实践性很强的专业技术课程。结合该门课程自身的特点，通过采取加强课程间的联系，抓住课程主线教学、改革教学方法等措施，力图改变该课程课堂讲授效果不高、学生学习积极性普遍较低等现象。

在不断深化教学改革的过程中，要想使学生学有所得、融会贯通，首先应提高学生在高分子材料产品的设计、生产和研究等方面的综合应用能力，从而培养具有卓越工程师意识的高分子材料专业技术人才。

参考文献

[1]申长雨、关绍康、张锐.加强课程建设 培养创新人才――“高分子材料成型加工”课程建设随想[J].中国大学教学，2008（3）：52～54

[2]胡杰、袁新华、曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报，2010（4）

[3]李宝铭、张星、郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育，2010（3）：39～41

第3篇：高分子材料的韧性范文

【关键词】 填塞材料； 鼻内镜手术； 止血效果

中图分类号 R765.9 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2013）32-0062-02

鼻内镜手术是利用高分辨、可变换视角的Hopkins内镜开展手术，使手术部位能在直视下进行，减少手术对组织造成的损伤，并且具有出血少、视野清晰、并发症低等优点，因而被广泛应用于临床治疗中[1]，鼻内镜术后为防止出血常需放置填塞材料，不同填塞材料的性能及应用效果也不相同，如何选择合适的填塞材料成为医疗工作者研究的重点，现有常用的填塞材料有纱布、高分子材料、凝胶材料及藻酸类材料等[2]，本文将不同的填塞材料应用于临床中，通过对比分析不同材料的临床应用效果，为本院今后开展类似治疗提供借鉴。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本院2011年7月-2012年7月共开展相关鼻内镜手术95例，男57例，女38例，年龄25～70岁。所有患者被随机分为观察组和对照组。观察组56例患者，男35例，女21例，平均年龄（38.4±2.7）岁，鼻内镜手术类型包括鼻腔手术和鼻窦手术，其中鼻中隔手术患者17例，下鼻甲手术患者15例，慢性鼻窦炎手术患者11例，真菌性鼻窦炎手术患者9例，其他类型手术患者4例；对照组39例患者，男22例，女17例，平均年龄（36.2±3.5）岁，鼻腔中隔手术12例，下鼻甲手术10例，慢性鼻窦炎手术8例，真菌性鼻窦炎手术7例，其他类型手术2例。两组患者的基线资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 填塞方法

两组患者经鼻内镜手术将病变彻底清除后，吸净脓血及其他分泌物，对照组患者给予高分子填塞材料止血，具体操作方法为，将Merocel高膨胀止血棉剪成大小适宜长条状，并将其表面涂抹抗生素，根据鼻内镜手术类型分层次填塞鼻腔或鼻窦腔内，随后用注射器吸取一定量止血药注射在填塞材料上[3]，填塞材料膨胀后能保持一定压力；观察组患者术后线性藻酸钙敷料填塞，将藻酸钙敷料修剪至大小适中的块状，将其填塞于手术创部，随后按照上述对照组的填塞方法再一次填塞Merocel高膨胀止血棉；两组患者均给予抗感染及止血药物治疗[4]。

1.3 观察指标

观察两组患者填塞后出血情况、并发症发生率，同时采用视觉疼痛（VAS）评分法，对两组患者填塞后伤口疼痛情况进行评价，比较不同填塞材料对伤口疼痛的影响。

1.4 统计学处理

采用SPSS 16.0统计学软件进行统计分析，计数资料组间比较采用字2检验，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，以P

2 结果

观察组出血情况、并发症发生率及VAS评分均显著优于对照组，两组间差异有统计学意义（P

3 讨论

鼻内镜术后为防止手术部位出血、粘连或狭窄，常放置填塞材料，不同的填塞材料止血效果和并发症发生情况有所差异，为此选择正确的填塞材料显得尤为重要，常用的填塞材料有纱布、高分子材料、凝胶材料及藻酸类敷料等，各种材料不同的性能使其具有各异的特性，本文将高分子材料和藻酸钙敷料应用于临床中[5]，通过观察临床效果，探讨不同填塞材料的临床应用价值。高分子材料具有高膨胀性、高亲水性、刺激性低等优点，但该材料吸水膨胀后自身变软，难以长期维持一定的压力，同时将该材料清除时易导致再次出血；藻酸钙敷料顺应性好，作为填塞材料使用能很好地贴服于创伤面，并能变成凝胶状物质从而达到控制渗血的目的，其最大优点是不与创面粘连[6]，清理时不会导致再次出血[7]，但其缺乏相应的韧性和弹性，对出血部位的动脉压迫力度不够，出血量多或是面积较大时止血效果不理想，为此本文将高分子材料和藻酸钙敷料配合使用，既能避免高分子材料抽取时导致的再次出血，也能避免藻酸钙敷料对创面动脉压力不够的缺点，从临床应用效果看，两种填塞材料混合使用取得了良好的止血效果，并且头痛、鼻肿胀等并发症发生率低。

参考文献

[1]段成规.慢性鼻窦炎术后中鼻道填塞材料粘连发生的对比[J].医学信息，2011，24（6）：3823-3824.

[2]银太星.鼻腔填塞材料的研究进展[J].中国医药指南，2011，9（22）：215-217.

[3]严永明，杨晓华，李珂.不同止血材料在鼻窦炎术后鼻腔填塞的疗效观察[J].临床医药实践，2009，18（11）：817-818.

[4]刘佳，刘华.止血绫在93例少量鼻出血患者中的应用[J].哈尔滨医药，2011，31（1）：4-5.

[5]牟基伟，樊淑华，姚雅芬，等.鼻内镜术后两种鼻腔填塞材料疗效比较[J].黑龙江医药科学，2010，33（1）：46-47.

[6]李立，毛爱军，孙慧远，等.三种不同填塞材料在鼻内镜术后的应用比较[J].中国实用医药，2011，6（10）：77-79.

第4篇：高分子材料的韧性范文

关键词:装饰材料;发展趋势

中图分类号:J525 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2010)19-0043-01

一、建筑装饰材料市场各领域发展现状

装饰业的发展带动了装饰材料行业的快速发展,新材料的研发和使用也促进了装饰行业的进步。从总体上来看,改革开放以来,我国建筑装饰材料行业随着房地产、建筑装饰业的发展得到了快速发展。目前,中国已经成为世界上装饰材料生产大国、消费大国和出口大国。材料主导产品不仅在总量上连续多年位居世界第一,而且人均消费指数已接近和高于世界先进水平。

二、装饰材料的发展趋势

(一)趋向于绿色环保化

健康是福,拥有健康就拥有最大的财富。如今人们越来越热衷于无毒的装饰材料,特别是装修时必不可少的漆类装饰材料,比如不含甲醛的环保无毒墙面漆和木器漆。甲醛是一种无色,有强烈刺激性气味的有毒气体,甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。其37%的水溶液称为福尔马林,医学和科研部门常用于标本的防腐保存。此溶液沸点为19.5℃,故在室温时极易挥发,随着温度的上升挥发速度加快。在我国有毒化学品优先控制名单中甲醛列居第二位。甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。研究表明,墙面漆和漆类家具中含有甲醛,其释放期长达3―15年,长期吸入这种气体对人体有很大危害,可诱发支气管哮喘、头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、甚至致癌。因此这种新型的无毒漆越来越普遍的应用在家装和公装中,因为谁都不愿意家里有一颗危害健康的“定时炸弹”。

(二)趋向于高分子复合型材料

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、防潮防湿、绝热、绝缘、无挥发性、无毒无害等特点。因此高分子复合材料越来越多的应用在室内装饰中。例如用高分子复合材料做的门防水、防火、隔音效果都很好而且高强度高韧性,传统全木门造价高、无法耐腐蚀、几乎没有防火特点且需要消耗很多木材,高分子门弥补了全木门的缺陷。用高分子复合材料做的地板比起传统木质地板具有强度高、耐水性好、稳定性好、防火、防滑、防白蚁、安装和保养简单而且更加经济,再加上复合地板与实木地板相比能够大量节约稀有木材资源,起到很好的节能环保作用。由于现代建筑向高层发展,对材料的重量有了更加严格的要求,由于高分子材料具有质量轻、强度高的特征,因此高分子材料在高层建筑中应用十分广泛。在制作家具时,利用高分子面板贴面比传统的油漆漆面操作更加简单快捷、美观,高分子面板花色多样、光泽度高、装饰性强,能使普通木材显得珍贵豪华,耐磨防水,因此容易清洁,能防蛀防腐且无任何有害气体释放。

(三)趋向于产品的多功能性

装饰材料的多功能性可以解决产品功能单一,提高了产品的使用价值,避免了资源浪费,一物多用的设计使其越来越深受消费者的喜爱。例如中空玻璃、夹层玻璃、热反射玻璃,不但能调节了室内光线,也能调节室内的空气,节约了能源。各种发泡型、泡沫型吸声板,不仅装饰了室内,还降低了噪声。

(四)趋向于大规格、高精度

陶瓷墙地砖,以往的幅面均较小,施工周期长又没有大规格陶瓷地转美观,从这些年陶瓷地转发展历程来看,地转的发展趋势是大规格、高精度和薄型。现国外多采用 300 mm× 300 mm、400 mm× 400 mm,甚至1 000 mm×1 000 mm的墙地砖,如意大利的面砖,2 000 mm×2 000 mm幅面的长度尺寸精度为±0.2%,直角度为±0.1%。

第5篇：高分子材料的韧性范文

1 丙烯酸酯类高分子助剂

聚氯乙烯（PVC）是一种由氯乙烯聚合成的通用塑料，它的用途十分广泛，具有优异的力学性能和低廉的价格，因而被广泛地应用于管材、型材、板材、片材等建材领域。但是，PVC存在加工性能差、热稳定性差、低温冲击强度差等加工和性能缺陷。因而，PVC的配方体系中包含有稳定剂、填充剂、抗冲击改性剂及各种剂等多种助剂。丙烯酸酯类（ACR）就是PVC加工过程中非常重要的一类抗冲改性剂，它能够显著改善PVC制品的低温冲击强度。

丙烯酸酯类抗冲击改性剂是一种具有核壳结构的弹性体，它的“壳”层是一种丙烯酸酯类聚合物，它的玻璃化温度较高，“核”层的玻璃化温度低，是一种交联的丙烯酸酯类单体聚合物（如PBA）。具有抗冲型的ACR分为双层和三层两种核壳结构。具有双层“核壳”结构的ACR的外层是一种共聚物，这种共聚物主要由丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯组成；三层“核壳”结构ACR又可分为次外层与最外层，次外层通常为苯乙烯聚合物，除核层为轻度交联外，其它层又可根据应用的需要分为线形或交联的2。分步乳液聚合法是目前生产ACR的常用制作方法，这种方法第一步是用种子乳液聚合法来制作种子乳胶粒，再进行适度交联，然后在其中滴加其他单体，从而在种子的乳胶粒表层间形成接枝共聚反应，经过上述化工流程，制成ACR的乳液。第二步是把第一步形成的ACR乳液进行喷雾干燥，制成粉状树脂。

ACR加工助剂的作用机理为：ACR颗粒由数以亿计的丙烯酸酯类的弹性球堆积而成，这些弹性球的粒径通常为350 nm左右，颗粒内没有分子间的互相缠绕，所以ACR冲击改性剂颗粒在高速搅拌机和挤出机的共同作用下，非常容易在PVC中均匀地分散成颗粒直径为0.1 mm～0.4 mm的丙烯酸酯弹性球，进而形成以这种弹性球为“岛”相，以PVC为“海”相的“海一岛”结构，这可以极大地增强PVC的抗冲击性。这种“海一岛”结构，因为PVC和ACR混合形成的“海一岛”结构中，PVC形成的“海”相是由单纯由PVC一种物质构成，并且具有“海一岛”结构的材料的维卡软化点主要取决于“海”相的维卡软化点和“海”相所占的比例。因此，运用冲击改性剂ACR制成的PVC制品具有较高的维卡软化点，又因为材料的维卡软化点越高，它的韧性就会越差，故而运用冲击改性剂ACR制成的PVC制品的韧性较差，这是ACR作为PVC加工助剂的最大缺点。

2 有机硅类高分子助剂

有机硅即，是一种由氧原子和硅原子交替组成的高分子合成材料，在这种化合物的分子当中，至少有一个有机基直接与硅原子相连，从而使有机硅表现出有机和无机双重的化学性能。这种合成材料具有优良的耐紫外线、耐高低温、耐氧化降解、耐红外辐射，同时具有电绝缘性和弹性性能，它的可以是有一定粘度的液体，也可是橡胶体或者固体树脂。

有机硅的表面能很低，它单独使用时可以用来作为耐热涂料、耐候涂料、水性涂料、耐热电绝缘涂料隔离涂料；作为助剂使用时，可以用作流平剂、消泡剂、偶联剂等。

2.1 流平剂

流平剂是粉末涂料中一种最重要助剂产品之一，用有机硅做流平剂，用量少，效率高。硅油、有机硅改性树脂是涂料行业中使用最早、最广泛的一种流平剂。用有机硅做流平剂可以显著降低涂料的表面张力，改善涂料的流平性，减少涂膜的表面张力梯度，防止涂料发花、形成桔皮。并且，有机硅流平剂可以降低涂料与底层之间的界面引力，提高底材的湿润性，从而增加涂料的附着力。

2.2 消泡剂

在工业生产的过程中添加消泡剂，可先显著减少有害泡沫的形成。硅酮树脂是一类优良的消泡剂，它主要由硅脂、防水剂、乳化剂、稠化剂等混合，并加入适量水后经机械乳化而成。其消泡机理为：当硅酮树脂加入溶液，会显著降低局部的表面张力，表面张力降低的部分在周围张力的牵引、延伸下会被拉向四周，从而使泡沫破裂。与流平剂相比，消泡剂分子量要低得多，大约在1000左右，不会影响附着力，但是如果用量过多会则引起

缩孔。

2.3 偶联剂

有机硅偶联剂通式为YR（CH2）nSiX3，n=0～3。此类单体在同一分子中具有两种不同的官能团，可把两种不同化学结构类型和亲和力相差很大的材料在界面间连接起来，增加涂料与无机底层及颜料、填料与树脂基料间的结合。有机硅偶联剂能使涂料的物理机械性能和与底板的附着力大幅增强，是涂料中广泛使用的一类偶联剂。

参考文献

[1]吴廷禄，刘忠仁.氟聚合物加工助剂在PPR中的应用研究[J].塑料工业，31，3：29—31.

第6篇：高分子材料的韧性范文

关键词:高分子材料加工与成型;课程设计;指导方法;教学改革

高分子材料加工与成型课程设计是高分子材料专业系列课程中的重要组成部分，是学生在完成高分子材料成型与加工原理理论学习和工厂认识实习后的一项实践项目，是学生对所学相关基础知识的综合运用与实践［1－2］。通过这一实践环节，使学生熟悉并了解文献检索相关知识，培养学生资料收集及运用、设计及配方计算、计算机CAD作图的能力，为毕业设计打下基础［3－4］。高分子材料加工与成型课程设计通常是在给定设计题目基础上，根据设计要求，一人一题独立完成。通常安排2～3周，需要一定的独立思考能力和团队合作精神。在指导学生完成课程设计的过程中，我们发现不少同学只会死记书本知识而不会灵活运用，在接受设计题目后茫然无措，不能有效收集资料。此外，对课程设计环节不重视，懒于思考，经常坐等其他同学接近完成后拿来机械模仿，不去思之所以然，导致设计说明书漏洞百出。因此，为了提高学生课程设计完成质量，激发学生学习兴趣和主观能动性，帮助学生熟悉工程设计流程并掌握正确的工艺计算规则，指导老师必须针对学生实际情况，探索合适的指导方法，以达到培养合格工程实践人才的目的。现就课程设计的各个环节指导方法的改革和实践总结如下。

1课程设计题目的选定及时间安排

在课程设计开始之前，首先要对学生情况进行摸底，了解学生对相关理论知识的掌握及灵活运用程度，以及对本专业领域主流产品实际生产流程、工艺参数、基本配方的熟悉程度，了解学生获取文献及生产资料的渠道和学生对课程设计的重视程度。在辅导学生时，通过启发的方式引导学生提出问题并帮助其找到解决问题的思路。通过详细的调研和辅导，了解学生的基础，并使学生知道如何进行课程设计准备工作。在拟定课程设计题目时，尽量拟定学生感兴趣且资料收集较为容易的题目。如我们在生产实习中曾经组织学生参观株洲时代新材、株洲工业园金德管业，对改性塑料生产工艺、注塑、模塑和挤出加工成型方法积累了详细的一手资料，学生对一些应用性强的产品如家电专用PP塑料、汽车内外饰件的工程塑料、给排水管等产生了浓厚兴趣，我们拟定了一系列有针对性的题目供学生选择，如“高铁用PTFE滑块产品工艺设计”“耐高温聚乙烯管工艺设计”和“高铁用尼龙扣件加工工艺设计”等。课程设计开始的时间选择也极为重要。课程设计一般需要2～3周时间，程序为指导老师下达题目，进行具体安排和讲述基本要求，确定考核方式，使学生充分了解课程设计的内容和需达到的任务指标。但是如果采用集中的2～3周时间，完成从选题到设计方案优化和完善以及设计说明书的撰写，时间上较为紧迫。因此，需要机动灵活地安排设计各个环节的时间。同时，由于目前我校的高分子材料加工成型课程设计安排在理论课程结束后、期中考试周开始前，生产实习安排在学期初，虽然理论课程的学习和课程设计环节衔接紧密，有利于学生在对理论课程尚有深刻记忆时通过课程设计进一步加深理解，但即将开始的期中考试必然会分散学生的精力，占用不少时间，使课程设计完成的效率和质量难以保证。学期初的生产实习由于只是进入车间参观，听取工程师讲解，生产实习结束后马上是多门专业课程的学习，实习期间掌握的现场知识和工艺细节会随时间流逝慢慢淡忘，对课程设计没有起到应有的辅助作用。为了把生产实习、理论课程讲授和课程设计有机地结合起来，我们改革了课程设计的教学过程，在学期初安排生产实习时，根据实习内容安排了课程设计的选题工作，使学生带着课程设计的任务进行生产实习。在实习动员会议上，指导老师引导学生关注实际生产中原料配方、原料质量指标、设备参数、车间生产制度等与设计相关的问题，做好详细记录。学生在现场实习时，由于有确定的目标，可做到“带脑”“带心”参观生产过程，与工程技术人员深入交流，有利于获得更多的生产资料。实习结束后，要求学生在实习报告中添加和设计题目有关的生产工艺现状与发展、工艺流程及控制方面的内容，使学生对将要进行的课程设计有一个总体认识。为了让学生更好地消化理论知识，提高效率，课程设计集中的时间段可安排在期中考试结束后，一来学生可释放复习迎考的压力，心态最为放松，有利于课程设计环节的开展;二来老师结束理论课程也有更多的精力全程辅导。在组织课程设计的教学模式上，为了强化学生的独立性，减少对教师和其他同学的依赖，在选题上尽量体现不同，如在产品规格、原料来源和质量指标、生产工艺选择等方面存在差异。同时，指导教师需在统一的时间检查进度，召集3次设计讨论会议，时间节点设置在工艺计算部分初步完成、设计说明书初稿完成和图纸初稿完成阶段，在集体讨论中，对相关环节出现的错误可及时更正。在学生分组上，应考虑不同学生的层次，在对学生性格、心理的充分了解上进行分组，如有的学生工作细致，追求完美，有的学生善于整理文献，有的学生公式运用熟练，计算能力强，合理的分组能达到1+1＞2的效果。

2课程设计应体现学生的自主性和教师辅导的有效性

在课程设计教学过程中，指导老师的辅导环节是十分重要的［5］。指导老师首先要消除学生面对选题时茫然无措、无从下手的心理，给学生详细讲解相关范例，帮助确定设计说明书框架并及时审阅相关内容。指导老师辅导可以采取在线随时辅导和线下集中组织两种方式相结合的形式。老师统一召集学生，以会议的形式对设计任务、设计说明书的内容和格式、图纸的要求和数量进行统一规定，对学生普遍存在的问题进行统一解答。引导学生查阅和使用工具书，对往届课程设计中出现的问题提前做好预警并提出解决的途径。由于学生在知识储备和接受水平上存在个体差异，开展有针对性的个别辅导十分必要。在线聊天工具是大多数学生使用频繁且得心应手的工具，在线讨论也可消除学生单独会见老师的紧张。设计组的学生和指导老师可建立讨论组，畅所欲言，开放和放松的氛围也有利于激发灵感，减少失误。学生遇到公式运用上的困难以及某些关键资料无法收集的情况，可以直接和老师进行一对一的讨论，获得及时有效的帮助。

3课程设计授课方式改革应体现科学性和学生独立性

3．1课程设计在课程体系中有承上启下的作用

课程设计是在学生已经掌握一定的基础理论知识之后和开展毕业论文(设计)之前的实践教学环节，具有承上启下的作用［3］。首先，它以某一理论课程为基础，如在学习了高分子成型加工原理这一门理论课后开始高分子成型工艺课程设计，学习了塑料成型加工设备后，相应地开始高分子设备课程设计等。根据课程所学内容对学生提出了设计任务和技术要求，又给学生动脑、动手的余地。这个环节对学生的毕业设计，乃至今后走上工作岗位后的实际工作都有着重要的影响。

3．2课程设计具有很强的综合性

为了使学生获得必要的工程设计能力，必须通过授课方式改革来体现科学性和学生的独立性。如指导老师从往届的设计中，挑选代表不同水平层次的设计，在课程设计开始前的课堂讲授环节进行详细的对比分析，帮助学生建立起一个设计质量标准。为了培养学生的独立性，在设计时，务必使每位学生有不同的设计基本数据，如产量、原料组成和配方设计，生产工艺等，减少学生对其他同学的依赖，积极参与到设计的整个过程，能够较好地提高学生的参与性、积极性，同时激发学生主动思考和创造。在课程设计过程中，工艺流程和设备类型的选择都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。

3．3课程设计授课需针对不同学习层次进行合理设计

在实际指导环节，由于学生的知识基础和能力的差异，在获取基础工程数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难，可对问题进行分析，采取不同的处理方法:1)针对少数同学遇到的非共性问题，单独辅导，对认识不清的问题进行答疑解惑。如注塑、挤出工艺中基本原理和工艺条件确定，对于PS，需考虑熔体温度、模具温度、平均注射速度的影响，而对于PP和PE，还需额外考虑保压时间和总循环时间的影响。2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题，采取集中详细讲解的方式进行，并对设计过程中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如在挤出机的设计计算中，对于挤压系统的计算，包括螺杆主要参数设计和机筒设计以及螺杆和机筒材料的选择与校核。然后根据市场上常见挤出机的型号和基本数据，结合挤出机生产能力、产量基本要求，根据物料特性、理论公式计算出螺杆加料段、塑化段和均化段长度尺寸，确定螺杆种类，并根据计算数据进行校核，选定挤出机设备。3)对于设计过程中学生遇到的因不了解设备形状和结构等造成的困难，指导教师可通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明，让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。

4考核方式应综合全面评价学生的实践能力

作为工科专业，我校材料化学专业的培养目标是培养高分子材料设计、加工改性领域的工程技术人才。仅仅通过提交设计说明书、由指导老师评定一个分数，对于评价学生的综合能力来说还较为片面。课程设计考核的是学生对理论知识的综合应用能力［6］。因此，有必要对考核方式进行改进，比如指导老师可以提出一些有针对性的问题，这些问题没有统一的答案，但可以开启学生思路。如原材料为什么要规定某些成分的最高含量值，超过规定值会有什么影响;如果在现有配方基础上进一步提高韧性或硬度应怎么改进等等。指导老师可以引导学生在专业知识基础上探索答案，使学生提高运用专业知识解决实际问题的能力。为了更好地考察学生的实践能力和综合思维能力，课程设计的考核方式可以实施弹性考核，从而更好地考察学生的实践能力和综合表现能力。考核成绩将按比例分配至课程设计的各个具体环节，即设计方案的提出和思路(20%)、课程设计方案的工程计算和工艺安排(35%)、工程图纸绘制(20%)、课程设计答辩(15%)和开放性工程实际问题回答(10%)。其中，设计方案的提出和思路主要从方案的合理性、实践性进行评价，同时考察学生思路是否清晰、文献调研是否周密以及系统总结能力等;课程设计方案的工程计算和工艺安排主要考察学生是否能充分利用所学相关知识在设计资料基础上完成正确的工艺计算，并根据平时实习环节获取的现场知识充分进行工艺安排;工程图纸绘制主要考察学生图纸绘制的正确、规范程度，课程设计答辩主要考察学生的综合表达能力;而通过对指导教师所提出的工程问题的解答可了解学生的理论知识基础是否扎实，能否活学活用。

5结语

综上所述，高分子材料加工与成型课程设计的选题需结合学生就业方向，因地制宜，难度适中;时间安排要灵活机动，适当分散，以安排在期中考试结束后为佳;教师辅导应方式灵活，统一与个别相结合，注意保护学生的学习自主性;考核方式应多样化，将设计的多个环节分开考核，综合评价，考察学生多方面的能力。应用上述指导方法，学生均感觉通过完成高分子材料加工与成型课程设计，既提高了对知识的理解和应用，又增强了动手能力和解决实际问题的能力，收获很大。

参考文献:

［1］张世杰，黄军左．关于高分子材料成型加工课程建设的思考［J］．广州化工，2014(1):148－149．

［2］龚春丽，文胜，郑根稳，等．高分子材料与工程专业课程设计的探索与建设［J］．孝感学院学报，2010(3):113－115．

［3］辛华，任庆海．加强高分子材料成型加工课程实践性教学的探讨［J］．价值工程，2014(5):292－293．

［4］张新，金志杰，王丽．高分子材料课程设计教学改革的探索［J］．潍坊教育学院学报，2012(6):88－89．

［5］张琼，胡炳仙．知识的情境性与情境化课程设计［J］．课程•教材•教法，2016(6):26－32．

第7篇：高分子材料的韧性范文

关键词：白色污染； 聚乳酸； 降解

前言

S着塑料的广泛应用和产量的持续增大。“白色污染”问题己变得越来越严重，成为当今世界最严重污染源之一，己受到各国的重视，并且制定了相关的法律政策来处理。现在各国除了研究如何回收废弃塑料外，更多的精力是研究可降解的高分子材料，从而在根本上解决塑料的“白色污染”问题。主要原因是高分子材料的回收利用，从理论上讲，可以解决环境污染，也可以解决资源短缺的问题，但在实施过程中，往往受到高分子材料本身性质、技术及成本等的限制；而研究开发可降解的高分子材料则成为20世纪70年代以来重要课题，受到世界范围内的关注仁。

1可降解性高分子材料的降解机理

高分子材料的生物降解是指在生物（主要是指真菌、细菌等）作用下，聚合物发生降解、同化的过程、生物降解主要取决于聚合物分子的大小和结构、微生物的种类以及环境因素。聚合物的降解机理十分复杂，一般认为材料在体内的降解和吸收是受生物环境作用的复杂过程，包括物理、化学和生化因素。物理因素主要是外应力，化学因素主要有水解、氧化及酸碱作用，生化因素主要是酶和微生物。由于植入体内的材料主要接触组织和体液，因此水解（包括酸碱作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解机制。

2聚乳酸的降解性能

与大部分热塑性聚合物相比，PLA具有更好的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的C-O水解，然后在酶的作用下进一步降解，最终生成无害的水和二氧化碳。由于具有降解性能，故人们担心其使用寿命。实际上，PLA的降解速度相对比较缓和；更为重要的是，PLA的降解总是在先行水解之后才可能酶解。依照聚合物的初始相对分子品质、形态、结晶度等，PLA降解的速度可从几星期到几个月甚至是1～2年。但如果与微生物和复合有机废料混合埋入地下，它的降解速度会加快。因此它是一种理想的生物降解材料，特别适宜于2～3年的短期用途。影响PLA降解速度的因素主要有结晶度、玻璃化转变温度、相对分子质量和介质的pH值等。水先渗入聚乳酸的无定形区，导致酷键断裂，当大部分无定形区己降解时，才由晶区边缘向晶区中心逐步降解。晶区降解速度很慢，因此结晶度大小对降解速度有很大的影响。玻璃化转变温度低于水解温度则水解加快。相对分子质量越小及其分布越宽的PLA降解速度越快，这是因为相对分子质量越大，聚合物的结构越紧密，内部的酷键越不容易断裂，并且相对分子质量越大，降解所得的链段越长，易溶于水中，产生的H+越少，使pH值下降缓慢。酸或碱都能催化PLA水解，介的pH值也是影响PLA降解速率的重要因素。

3 PLA共混改性的研究进展

通过与韧性聚合物共混，也是常用的改进聚乳酸柔性的途径，目前人们己经研究的很多共混体系，如乙烯一醋酸乙烯共聚物（poly（ethylene-vinyl acetate））、聚4-乙烯基苯酚（poly（4-vinylphenol）、聚ε-己内酯、聚3羟基丁酸酯（poly（3-hydroxybutyrate）等。

沈一丁等[4]将热塑性淀粉（TPS）与聚乙二醇（PEG）、聚乳酸（PLA）共混后，采用溶剂蒸发法制备出完全生物降解的聚乙二醇改性淀粉/聚乳酸薄膜（SPLA）。聚乙二醇增塑SPLA薄膜，有效的降低了玻璃化转变温度和热塑性淀粉和PLA的相容性，体系的耐水性、强度均随着PLA含量的增加而增加，不过这种薄膜的强度和柔性并没有得到改善。

龚华俊等[5]采用超声辅助原位湿法合成多壁碳纳米管/轻基磷灰石纳米复合材料（MWNTs/HA），并通过溶液浇铸法制备了PLA/MWNTs/HA复合材料薄膜，静态力学和动态力学性能分析表明，当MWNTs/HA为0.05～0.10份时，对复合薄膜有一定的增韧效果，复合膜的玻璃化转变温度随着MWNTs旧A用量增加呈上升趋势。

PCL除可以和PLA共聚形成共聚物改善柔性外，还可以与PLA共混来改善PLA基体的脆性。直接共混PLA和PCL，两种组分是不相容的，两者混合时必须添加一定的相容剂。Wang等在PLL刀PcL体系中，以亚磷酸三苯酯（TPPi）为催化剂，在熔融状态下进行混合。结果表明，在共混过程中发生酯交换反应，生成界面相容剂，促进组分均匀分布，提高体系的机械性能，并大大改善了体系的柔性，当添加TPPi2%时，PLLA/pCL（80/20）断裂伸长率从28%提高到了128%。

顾书英等[11]采用熔融挤出法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PBAT）共混物，发现低含量低的PBAT的加入适当的提高了聚乳酸的断裂伸长率，不过共混物的拉伸、弯曲性能也有所降低。当PBAT含量较高时，共混物断面的SEM照片可以明显观察到两相不相容。

4 聚乳酸在包装领域的生产应用现状

聚乳酸作为包装材料有其独特的优势，可以说，聚乳酸包装材料完全可以替代传统的包装材料，在很多方面更优于传统包装材料。与传统热塑性塑料相比，聚乳酸作为包装材料有以下优点[13]：

（l）完全折叠性和缠结保持力取向性的PLA薄膜具有和玻璃纸膜、金属薄片等相媲美的完全折叠性和缠结保持力，即可以弄皱或折叠，这些普通塑料膜是不具备的。

（2）高的光泽度和透明度PLA的高透明性和光泽度可以和玻璃纸以及聚对苯二甲酸乙二酯相比，是普通聚丙烯薄膜的2～3倍，低密度聚乙烯的10倍。

（3）阻隔性能和良好的印刷性能乳酸的基本重复单元使得PLA是一种内在极性的材料，这种高的极性导致聚乳酸具有高的表面能，从而产生良好的印刷性能，此外它还能够阻止脂肪族分子的透过，具有很好的抗油性。

（4）低温热封性能无定形聚乳酸薄膜的热封温度和EVA（巧%）相同，都在80～85℃之间。

以上的这些优点，注定聚乳酸会在包装领域大放异彩，就目前的生产状况来看，聚乳酸薄膜开发应用的前沿集中在日本和美国，国内仅仅出于起步阶段。

5 可降解塑料的开发趋势及发展前景

可降解塑料尽管存在种种问题，但它的发展方兴未艾，以下几个方面代表了可降解塑料的发展方向：（1） 积极开发高效廉价光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂和稳定剂等，进一步提高可降解塑料的准时可控性、用后快速降解性和完全降解性。（2）为避免二次污染，同时保证有丰富的原料，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料将会越来越受到重视。（3） 水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而备受瞩目，也成为环境适应性材料的又一热点。（4） 充分利用基因工程技术培育可生产聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

可降解塑料的发展，不但在一定程度上缓解了环境污染，而且对日益枯竭的石油资源也是一个补充。许多国家已开始考虑用生物可降解塑料代替部分石油化工合成塑料，并陆续颁布了一些法规，如意大利的立法规定自1991 年起所有包装用塑料都必须可降解，我国也已开始考虑禁用不可降解的塑料制品。据日本生物降解塑料实用化检讨委员会预测，今后10 年内全世界生物可降解塑料的市场规模为130 万吨。我国每年产生的塑料垃圾达100 万吨以上，若其中的20 %以降解塑料取代的话，需求量也在20 万吨以上，市场潜力是很大的。可降解塑料的发展适应了人类可持续发展的要求，因此，可降解塑料的发展前景是美好的。

参考文献

[1]王岩，陈复生，姚永志，等.粮食与饲料工业，2005，3：21～22

[2] 任杰.化学工业出版社.北京.2003.10

[3]黄俊俊，宋跃明，刘立眠，王军.中国修复重建外科杂志，2004，18（l）：21～24

[4]贺小虎，章庆国，李新松.中国临床康复2005，9（38）：36～38

第8篇：高分子材料的韧性范文

关键词 水性聚氨酯 改性 研究进展

聚氨酯（（Polyurethane，简称PU）是指含有重复的氨基甲酸酯键（NHCOO）的一类高分子材料，是聚氨基甲酸酯的简称。聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革等。广泛应用于机电、船舶、轻工及纺织部门，产品与品种逐年递增，是具有重大应用价值的先进高分子材料，已经成为当代高分子材料中品种最多、用途最广、发展最快的一种新型有机材料。我国聚氨酯工业始于20世纪50年代末60年代初，至今已50年左右。自1936年德国化学家Otto.Bayer等在研究异氰酸酯的加成聚合反应过程中，首先合成出含有氨基甲酸酯特性基团的化合物。在第二次世界大战期间聚氨酯技术得到了发展，20世纪50年代以来，有关聚氨酯的新品种、新工艺、新装备大量涌现，逐渐形成了成熟、完整的聚氨酯工业体系。据中国PU工业协会统计，1991年我国PU行业产量为15万t，1998年为77万t，而2011年我国PU行业产量达到了700万t，生产和消费规模居世界首位。预测我国在“十二五”期间，PU产品年消费量将达到900万t～1 000万t，实现产值将达到2 700亿～4 000亿元。

水性聚氨酯（WPU）是相对于溶剂型聚氨酯而言的，它是聚氨酯粒子分散在连续相（水）中的二元胶体体系。目前市场上大多数为溶剂型聚氨酯树脂，含有大量的有机溶剂和一定量的游离异氰酸酯，影响人们的身体健康和生活环境。随着各国环保法规对VOC（volatile organic compounds）排放量的限制以及对环保的重视，水性聚氨酯得到了较快的发展，己在织物、皮革、黏合剂等领域得到了广泛应用，正逐步替代溶剂型聚氨酯。

一、水性聚氨酯存在的问题

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，具有弹性、耐磨性、韧性、附着力和低温抗冲击性优异、VOC含量低，节能环保等优点。水性聚氨酯虽然具有很多优良性能，但其还存在着很多不足，如涂膜的耐水性不好，乳液稳定性、自增稠性、固含量等方面的性能不够理想，且机械强度不高，特别是硬度不够高。分析引起这些问题的主要原因包括以下几个方面：水性聚氨酯由于主链或侧链引入亲水基团从而使所形成的涂膜具有较高的表面能，通过成盐的方法虽然使聚氨酯可以分散在水相中，但是正是由于这些基团的存在使得水性聚氨酯耐水性、耐溶剂性、耐化学品性以及机械强度等性能变差。与有机溶剂相比，水的蒸发潜热很大（约540 cal/g），为了加快成膜过程中水分的蒸发需要高温，因此就需要投入大量能量。水的表面张力很高（约72 dtne/cm2），虽然添加助溶剂和表面活性剂可以降低表面张力，但是添加助溶剂会增加VOC的排放，添加表面活性剂会促使水性配方中被分散的成分稳定化，从而使夹带气泡的水-空气界面稳定化，因而产生泡沫，导致形成针孔。同时水的高导电性也会引起各种问题。

由于水性聚氨酯的这些缺陷，目前使用的水性聚氨酯基本上都是经过改性的。聚氨酯的改性有很多种，包括环氧树脂改性、有机硅改性、聚丙烯酸改性、有机氟改性等。本文主要对其改性技术进行了综述。

二、水性聚氨酯的改性

1.环氧树脂改性水性聚氨酯。环氧树脂（EP）材料具有高模量、高强度、易固化、黏附力强、化学稳定性好、价格低等优点，但其柔韧性、耐磨性不及WPU，因此，采用EP改性WPU可将两者的优良性能有机结合。利用EP改性WPU的方法主要有两种，一种是物理共混法，该方法是将EP均匀的分散到WPU预聚体中，两者之间并没有化学键的结合，最终将共混物在水中乳化；另一种是化学共聚法，该方法是EP开环后形成端羟基化合物与WPU进行共聚反应，得到的预聚体再在水中乳化。实验证明，采用化学共聚法制备的WPU乳液的稳定性不及物理共混法。

杜鹃研究了环氧树脂用量对乳液外观、乳液贮存稳定性等的影响情况，结果表明，随着EP用量的增加，乳液外观由乳白透明变为乳白色，由于当EP用量较多时，分散体的粒径大，阻碍了光线的透过，所以乳液呈发白现象。同时，随着EP用量的增加乳液黏度增大，贮存稳定性下降，低温柔韧性变差，吸水率减小。因为增加EP用量即增加了分子中交联结构，耐水性也就会越好。随着EP用量的增加，硬段含量增大，硬度增大，低温柔韧性也就会变差。李辉采用E-51环氧树脂为改性剂，得到了聚醚型环氧树脂改性WPU乳液。当环氧树脂E-51质量分数为4%时改性产品的性能最佳，该产品具有耐水性好、拉伸强度高等特点。

2.有机硅改性水性聚氨酯。有机硅材料是分子结构中含有硅元素的高分子合成材料，主链是一条键交替组成的稳定骨架，有机基团与硅原子相连形成侧基。由于有机硅的这种特殊结构和组成，使它具有耐高温、耐气候老化、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能。有机硅改性可提高涂膜的机械性能。含有硅氧烷基团的聚合物表面张力低于不含硅氧烷基团的聚合物，低表面能组分就会逐渐迁移至高表面能组分的外部，从而形成硅氧烷链段在乳液胶膜表面富集。富集于乳液表面的活性硅氧烷基团在一定条件下水解形成硅醇，硅醇与聚合物内部或表面的活性基团缩合形成立体网络（─Si─O─Si─）交联结构，化学交联点增加，交联密度相应增加，对涂膜表层的致密度有增强作用，并最终提高涂膜的机械性能。应用于水性聚氨酯改性的有机硅化合物主要是羟基硅油、氨基硅油、硅烷偶联剂等。

詹彪等用羟基硅油改性水性聚氨酯，结果表明，羟基硅油改性后的聚氨酯胶膜的分子链中聚硅氧烷连段从内部逐渐向表面迁移，有机硅富集在胶膜表面，从而增加了胶膜的疏水性。李文渊等采用3-氨丙基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯，研究了有机硅用量对乳液黏度和涂膜吸水率的影响，结果表明。有机硅改性提高了水性聚氨酯体系交联密度，从而使乳液黏度增加，涂膜吸水率下降，耐水性提高。Chen H等用氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷改性聚醚型水性聚氨酯，发现改性产品的耐水性明显得到提高。曲鹏飞等用羟基硅油改性阳离子水性聚氨酯，通过采用差示扫描量热分析证明羟基硅油的加入使改性样品软、硬段玻璃化转变温度都降低，这是因为羟基硅油中-CH3围绕Si-O键旋转的自由能几乎为零，使得整个羟基硅油分子旋转十分自由，将其引入聚氨酯分子链中，整个大的分子链就会变得更加柔顺。从胶膜的力学性能显示，羟基硅油的引入使得胶膜的断裂伸长率增加，而胶膜的拉伸强度略有下降。

有机硅改性水性聚氨酯具有很多优良的性质，如涂膜具有优良的耐水性、耐候性、耐酸碱性、耐高低温使用性能和良好的机械性能。但用含有机硅分子制得的涂料存在力学强度低、附着力差等缺点。要改善这些缺陷，需少加溶剂，合理进行分子结构的设计，使共聚物具有聚氨酯的力学性能、耐磨性，同时具有有机硅烷的介电性、耐水性及生物相容性。

3.聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯。聚丙烯酸酯（PA）树脂具有优异的耐光性、耐候性，受紫外线照射不易发生黄变，耐酸、碱、盐腐蚀，柔韧性高且价格低廉。采用聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯，可将水性聚氨酯的优异性能与聚丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，从而制备出高固含、低成本的水性树脂，这种方法提高了水性聚氨酯树脂的综合性能又降低了产品的成本，具有广阔的应用前景。国外已经在很多领域有了广泛的应用。

陈金莲等采用平衡溶胀发制备了丙烯酸改性水性聚氨酯乳液，结果发现该水性聚氨酯改性方法可以大大提高甲基丙烯酸甲酯（MMA）的含量，明显提高了改性水性聚氨酯乳液及涂膜性能。吴冬梅等采用丙烯酸丁酯（BA）和MMA与WPU乳液共聚制备水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液，结果表明所制备的复合乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能。与水性聚氨酯乳液相比，该复合乳液粒径有所增大，对基材润湿性更好，胶膜耐水性明显提高。杨霞制备了具有核壳结构的PUA复合乳液，研究了亲水扩链剂二羟甲基丙酸（DMPA）用量，R值、乳化剂用量、核壳质量比对乳液和胶膜性能的影响。王志强等合成了甲基丙烯酸甲酯改性的水性聚氨酯乳液，扫描电镜图显示，经丙烯酸酯改性的水性聚氨酯膜表面相对平整，这是因为聚氨酯与丙烯酸酯的微相分离程度小，相容性好，当m（PU）∶m（PA）=8∶2时得到的丙烯酸酯水性聚氨酯的综合性能较佳。

4.有机氟改性水性聚氨酯。含氟高聚物的性质主要取决于分子中的氟原子，而氟原子结合电子能力强、可极化率小、折射率低、电负性是所有元素中最高的。因此氟聚合物具有优良的电化学性能和光学性能，氟原子半径非常小，所以C-F键键长短，键能高，因此氟聚合物耐热性、耐氧化性及耐化学性优良。含氟聚合物的分子间凝聚力低，空气与聚合物界面间的分子作用力小，所以表面自由能低。而含氟化合物在成膜过程中有向膜表面迁移富集的趋势，因此，含氟化合物具有优异的表面性能，如疏水耐油性、性、耐溶剂性及良好的生物相容性等。对水性聚氨酯进行氟改性，使氟链段在材料表面富集，从而获得同全氟高分子材料相近的表面能。该方法能在很大程度上改善涂膜的性能，弥补水性聚氨酯在这些方面的缺陷。

李培枝等合成了全氟烷基侧链的氟改性水性聚氨酯，主要通过对水性聚氨酯进行单羟基的全氟乙基辛醇的接枝反应。结果表明，经过改性的水性聚氨酯涂膜的表面性能明显变低，耐水性、耐热性及耐腐蚀性明显提高。刘峥等制备出含氟长支链水性聚氨酯乳液，研究了含氟长支链的量对水性聚氨酯相关性能的影响。结果表明，在一定范围内随着氟含量的增加，乳液粒子粒径增加，涂膜表面张力明显降低，与水的接触角上升，涂膜的热稳定性得到提高，拉伸强度增加，断裂伸长率降低。

参考文献

[1]杜鹃.环氧树脂对封端型水性聚氨酯的改性研究[J].光谱实验室，2012.29（5）：23-27.

[2]李辉.环氧E-51改性水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能研究[J].石油化工高等学校. 校报，2010，23（2）：37-40.

第9篇：高分子材料的韧性范文

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料，八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料，使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场，发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变，磁流体发电等大型科技计划推动下，整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业，可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强，各种磁场形态，大体积的可长期可靠运行的强磁场装置，积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置（LHD）是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13．5m，高8.8m，总重约1600t，其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3．9m，平均小半径0．975m，绕环10圈的螺旋线圈，三对内径分别为3.2、5．4和10．8m的极向场螺管线圈，中心磁场前期为3特斯拉（4.2K），后期为4特斯拉（1．8K），磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行，从使用出发，努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进，一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用，它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行，不需专人维护，使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力，奠立了良好基础，研制成多台实用磁体系统，有些已在使用，具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统（中心磁场4特斯拉，室温孔径0．44m，磁场长1m，磁场储能8.8兆焦耳）和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体（中心磁场0.13特斯拉，孔径1.lm，高0.8m）代表着我国当今的技术水平，无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟，强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展，与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品，做为磁场应用技术的核磁共振技术，磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用，形成了一些新型产品与样机，磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业，全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用，我国也有永磁装置在小批量生产，研制成功了几台0．6—1．0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用外，正在努力开拓应用磁成像装置于工业生产过程监测与食品选择，最近，日本进行了用于检测西瓜糖含量与空穴及用于辨别Salmon鱼雌雄性的实验，取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行，磁拉硅单晶生长炉也已开始使用，但尚未形成规模，中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机，试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统，为产品的形成奠定了基础。

总起来说，超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强，形态的大体积强磁场装置，开始形成了相应的高技术产业，但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用，特别是可能形成大规模市场产品的开拓，根据不完全的了解，目前主要进行的工作有：

1在材料科学方面

（1）热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0～15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究，并作其力学性能和磁场的关系的定量分析，应用前景十分看好。

（2）功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展，某些材料纤维的电导率经强磁场处理后，可达铜电导率的1／10，是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

（3）强磁场下金属凝固理论与技术研究。

（4）NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中，采用4～5特斯拉强磁场取向，可大大提高性能，国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

（1）血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制；血液在强磁场下流变性能的变化；血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响；人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

（2）蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用；肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程；神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

（3）医疗应用。除继续发展人体成像系统外，近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响；强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响；强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响；外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外，近年来，国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用；研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用；研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用；通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性；通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面