天然高分子材料的优点精选(九篇)

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第1篇：天然高分子材料的优点范文

高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。

二、高分子材料的结构特征

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。

因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

三、高分子材料按来源分类

高分子材料按来源分，可分为天然高分子材料、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纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物为基础的，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。

（一）、塑料

塑料是一种合成高分子材料，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

塑料的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

塑料的应用：透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料，可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板，也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件，形成了四扇“顶窗”，每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件，形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置，在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构，组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。

（二）、纤维素

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中，含量都很高。

纤维素的结构：纤维素是一种复杂的多糖，分子中含有约几千个单糖单元，即几千个（C6H10O5）；相对分子质量从几十万至百万；属于天然有机高分子化合物；纤维素结构与淀粉不同，故性质有差异。

第2篇：天然高分子材料的优点范文

关键词：高分子塑料；成型工艺；分析探讨；未来发展

中图分类号：TB32 文献标识码：A

一、高分子塑料的概述

1高分子塑料定义

高分子塑料是指以高分子化合物为主要成分的所有材料。从物理概念来说，高分子化合物的分子量应该在1000以上。目前我们所使用的塑料，它就是一种合成的高分子化合物，一般把它称之为高分子或者巨分子，它是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的，并由合成树脂及填料、稳定剂、色料等添加剂组合而成的。而根据它的特点来说，它可以自由改变形体样式。

2高分子塑料的特性

单就高分子塑料的特性来说，除了它可以自由改变形体样式以外，它还具有一定的粘弹性，它在外力作用下会发生高弹性变形和粘性流动，其变形与时间有关。还具体低强度和高比强度。一般地高分子塑料强度很低，但是由于它的密度很低，所以比强度较高。

除此之外，还有一定的高耐磨性、高绝缘性、膨胀性、高化学稳定性、导热性低、热稳定性差等诸多特点。

3高分子塑料的分类

分析了高分子塑料定义、特性外，我们再来看它的分类。目前在我国现阶段我们把它分为七大类。具体如下：高分子胶粘剂、橡胶、塑料、高分子涂料、纤维、功能高分子材料和高分子基复合材料。下面笔者根据工作经验和体会分别对这七大类做一详细的说明介绍，仅供参考。

第一类是高分子胶粘剂。它是以合成天然高分子化合物为根本的一种胶粘材料。而在实际应用中我们又把它分为天然和合成胶粘剂，不完全统计应用较多的是合成胶粘剂。

第二类是橡胶。从物理概念来说，它的分子链间次价力小，分子链柔性好，一般地在外力作用下可产生较大的形变，不稳定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢复原状。

第三类是塑料。塑料在我们的生活生产中听到的比较多。一般来讲它是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要的成分，加入填料、增塑剂和其他添加剂组合而成。我们通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料。

第四类是高分子涂料。这个类型的主要是以聚合物为主，在生产中再添加溶剂和各种添加剂制得。一般把它分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料三中，在日常生活中很常见。

第五类是纤维。这个也是在平时听到最多的一种塑料，一般分为天然纤维和化学纤维两种。物理学分析我们得出纤维具有次价力大、形变能力小、模量高等特点，一般为结晶聚合物。

第六类是功能高分子材料。现在我们已经采用的是高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料等待。它具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。

最后一种是高分子基复合材料。这种材料综合了原有材料的性能特点，在实际使用中我们根据需要进行材料的任意设计。

4高分子塑料的应用

如果说塑料的应用，我们大家都不陌生，在生活生产中都常见，而提到高分子塑料的应用，大部分人都比较陌生，而实际上，我们在生活中或多或少都听到见到过，只是加以高分子就难以理解了。经过多年的工作体会和实际工作操作，现笔者就高分子塑料的应用做一阐述。具体如下。

从军事尖端大方面来说，高分子塑料的应用已经涉及到军事及尖端技术上，无形中它促使了高分子合成和加工技术的发展，据不完全统计它已经成为一种独立的专门工程技术。

从高分子材料科学研究上来看，它是年轻而新兴的学科。我们的科学家主要集中于结构和组成与材料的性质、探索加工工艺，对各种环境因素对材料性能的影响，其主要目的是为了进一步开发新材料、新工艺等。目前，从一些材料上看高分子材料已经和金属材料等并驾齐驱，在国际上我们把它列为一级学科，这是很高的级别。

二、高分子塑料加工工艺

上文我们分析了高分子塑料的定义，特性，分类及应用，从大的方面我们有了一个感官的认识和了解，下面笔者再结合实际谈谈它的加工工艺。以便在实际中进一步总结应用。首先我们先来了解高分子塑料在加热中出现的物理和化学变化。先来看物理变化。

1高分子塑料的物理变化。一般地，高分子塑料在等温条件下会结晶，我们把它称为静态结晶。但实际在加工过程中，它大多数情况下结晶都不是等温的，笔者认为这些因素都会影响结晶过程。实践中我们得出，熔化温度与在该温度的停留时间会影响聚合物中可能残存的微小有序区域或晶核的数量。

另外，高分子塑料如果在纺丝、薄膜拉伸、挤出等成型加工过程中会受到高应力作用，这个时候它就会有加速结晶作用的倾向；如果在剪切或拉伸应力作用下，熔体中会生成长串的纤维状晶体，随应力或应变速率增大，它的晶体中伸直链含量增多，晶体熔点升高。

经过多年的实践，笔者得出这样一个结论：就是说高分子塑料的分子链结构与结晶过程有很大的关系。具体来说，如果分子量愈高，大分子及链段结晶的重排运动愈困难，高分子的结晶能力一般随分子量的增大而降低，这是成反比的，需要我们加以注意。

2高分子塑料的化学变化是指高分子塑料在高温和应力作用下，受到热和应力的作用它的大分子结构发生的一系列变化。这个变化中会发生轻微的降解物质，这个物质释放出来后会产生大量的有害物质。所以，我们在实际加工的过程中，要严格控制原材料指标，并使用合格的原材料，在配方中我们还要考虑使用抗氧剂、稳定剂等辅材料来增强高分子对降解的抵抗能力，确保生产安全。

3高分子塑料成型加工工艺

在明确了高分子塑料的物理和化学变化后，下面我们进一步阐述它的成型加工工艺。具体如下：

现阶段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等诸多过程。从它的加工工艺定义出发，一般地是通过温度的作用，让高分子塑料受热熔化，经过高分子塑料成型设备加工成具有一定结构形状的产品过程。笔者统计，现阶段有挤出成型工艺、挤出注射技术、压延成型、气体辅助注射技术等。

3.1挤出成型工艺。这个工艺原理采用的是利用螺杆旋转加压，将塑料生产物料用挤出机挤入机头，形成具备口模形态的型坯，完成冷却定型，塑化等基本工艺流程。这个技术对成型工艺发展的研究具有重要的现实意义。但需要加以注意的是，在实际的加工过程中，我们为了确保工艺流程质量，在生产物料制备、模具设计方面我们的工作人员应当严格监督控制，确保质量有所提升。

3.2挤出注射工艺。挤出注射工艺它的突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方，省去了造粒、包装等工序，可以降低设备费用和减少了生产时间。

3.3吹塑成型工艺。在这个工艺中，笔者仅仅拿出其中一个工艺来讨论——多层吹塑成型工艺。这个工艺可以用于要求反渗透性能良好的制备品加工中。在生产中它能够实现原料的不断更换。对于那些大型燃油箱容器的生产时的冷却工艺处理来说，这个时候就急需要减少模腔内压力。我们可以采取将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中，在高速下挤出型坯，以最大限度减少型坯壁厚的变化，确保消除垂缩和挤出膨胀现象。

3.4注射成型工艺。笔者认为，该工艺是塑料加工生产中最为实用且最为普遍的一种工艺。在生产中可以配合设备自动化控制系统的运用情况下，实现高分子塑料生产工艺的价值。经过笔者的实践分析来看，这种工艺具有应用范畴广、生产效率较高以及工艺操作简单等很多的特性。在目前的生产中应用比较广泛，生产效率也很高。

三、高分子塑料成型加工工艺未来发展

随着目前科技的日益发展和实际的需求情况来看，高分子塑料成型加工工艺已取得了一定的成果。这主要体现在向高性能化方向发展。比如说用化学或物理的方法来控制发光倍率的发泡制品，具有分离机能和透析机能的离子膜。

再有就是向精密化发展。比如说，我们使用的超微指令的激光唱盘、计算机光盘等。最后是向优质化发展。我们可以采用与其他成型加工技术组合的加工方法，比如挤出压缩法等。还有就是以磁带为代表的记忆制品，像录像带，以及高绝缘等。

结语

本文对高分子塑料材料的定义、特性、分类及加工工艺，未来发展分别做了阐述，这让我们不难看出，高分子塑料材料在实际应用中不但取得了一定的成绩，而且还向高度集成化、精度控制自动化等特性方面快步发展。换句话说，高分子塑料材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，我们从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。

参考文献

[1]《高分子材料学与工程》征稿简则[J].高分子材料科学与工程，2010（04）.

[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（04）.

[3]陈捷.炸药、高分子材料及部件贮存性能与老化机理研究进展[A].中国工程物理研究院科技年报，2010.

第3篇：天然高分子材料的优点范文

关键词：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

随着经济的发展和人们生活节奏的加快，塑料饭盒、塑料袋等一次性产品开始频繁出现在人们的日常生活中，它们在给人们的生活带来便利的同时，也因其非自然降解性造成了极大的环境问题，即“白色污染”。“白色污染”既是一种视觉污染，也会影响土壤、空气、水体等的质量，因此努力合成并推广使用可降解高分子材料成为当务之急。按照降解机理，可降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物双降解高分析材料三大类。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基团，可吸收紫外线发生光化学反应，在太阳光的照射下，发生分子链的断裂和分解，由大分子变成小分子。

向塑料基体中加入光敏剂是目前使用比较多的制备光降解塑料的方法。光降解引发剂可以是过渡金属的各种化合物，如：卤化物、脂肪酸盐、酯、多核芳香族化合物等。很多学者都发现TiO2对聚丙烯的光降解有明显的催化作用，等人［1］分析了加有锐钛矿型纳米二氧化钛的聚丙烯纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况，得出锐钛矿型纳米TiO2可作为聚丙烯的一种高效光敏剂的结论。除了TiO2，还有很多其它光敏剂，如硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰等均对聚乙烯薄膜有显著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏剂制得改性高分子虽然能降解，但只是部分降解，而化学合成的羰基聚合物、Et/CO等，则能完全降解。一氧化碳和烯烃的交替共聚产物——聚酮，因为分子链中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下发生光降解，羰基键附近的碳链断裂生成酮类、烯类及一氧化碳等低分子物质并返回到物质循环圈中，不存在环境污染，是一种新型的环境友好材料［2］。且有实验证明，分子量大、结晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破坏性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定时间内能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，仅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、价格便宜、生物降解性等优点，成为近年来研究的热点。淀粉降解塑料泛指组成中含有淀粉或其衍生物的塑料，发展至今已经过了四个时期：填充型淀粉塑料，光/生物双降解型塑料，共混型塑料和全淀粉热塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烃类聚合物中加入廉价的淀粉作为填充剂，其中淀粉含量在10%30%，仅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要几百年才能达到完全生物降解。光/生物双降解型是由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂等制成，其降解机理是先降解的淀粉可使高聚物母体变得疏松，增大表面/体积比，同时光敏剂、促氧剂等物质被光、热、氧引发，发生光氧化和自氧化作用，导致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下来人们发现，通过共混能解决淀粉粘性高、抗湿性低及与一些聚合物不相容等缺点，于是开始将淀粉与聚烯烃类等一些不可降解聚合物混合来提高淀粉的强度，但这类产品不能完全降解；后来便试图将其与PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉热塑性塑料含淀粉70%-90%,其余组成是一些可光降解的加工助剂，使用后能在环境中完全降解，但天然淀粉不具有热塑性，必须先利用物理场作用使其分子结构无序化后才能在塑料机械中加工成型。

2.2 化学合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基结构的脂肪族聚酯来合成生物降解高分子材料，工业化的有聚乳酸和聚己内酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等为原料，发酵制得的易生物降解的热塑性材料，因乳酸存在一个羟基和一个羧基，可通过缩聚反应直接转换成低分子量聚酯，再通过选择适宜的聚合条件来合成目标分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、机械性能及物理性能等，被视为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚己内酯也是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料，通过己内酯的开环聚合制得，是一种半结晶型聚合物，室温下为橡胶态，具有很好的柔韧性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解产物是二氧化碳和水，被认为是环境友好包装材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通过用葡萄糖或淀粉类喂养，微生物在体内发酵合成的一类有机高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物发酵生成的一种多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、无毒副作用等特性，可用于制备高吸水性树脂,作为一种治疗骨质疏松的重要载体、药物缓释材料,吸附重金属等，具有广泛的应用前景［5］。聚羟基脂肪酸酯是一类由很多细菌在非平衡生长条件（如缺氧、磷等）下合成的线性聚酯，可作为碳源和能源的贮藏性物质，增强细菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解为二氧化碳和水，并且具有热可塑性、生物可再生、生物相容性、光学异构性等，可作为生物医用材料、日常消费用塑料制品、生物可降解包装材料、生物能源，已成为可降解生物材料领域研究的热点。

3.光/生物双降解高分子材料

顾名思义，光/生物双降解高分子材料同时具有光、生物双降解功能，将光降解机理与生物降解机理结合起来，可以使二者优缺点互补，达到更好的降解效果。其制备方法主要是在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和生物降解助剂等。目前研究比较多的有淀粉和光敏剂光降解树脂合成的光/生物双降解淀粉塑料及可控降解剂共混改性法制得的改性可控光/生物双降解聚丙烯纤维制品等。光/生物双降解淀粉塑料前面已提过，此处不再赘述，而可控双降解聚丙烯纤维制品凭借着其可控降解性、存放性、无毒性等众多优点，必将具有巨大的发展前景。

4.结语

随着“白色污染”的日益加重和石油资源的日益枯竭，加大对高分子废弃物的回收利用率和研制出高效的降解技术都是有效的解决途径，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能从根本上解决这些问题，且光-生物双降解高分子材料凭借着其独特的优势将会成为今后的研究重点之一。(作者单位：郑州大学材料科学与工程学院)

参考文献：

［1］ ，严玉蓉，赵耀明.纳米二氧化钛催化光降解聚丙烯纤维的研究［J］.合成材料老化与应用，2005,34（1）：8-12.

［2］ 邹丽萍.绿色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大学，2007:1-5.

［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制备及性能的研究［D］.广东：华南理工大学，2010:1-8.

第4篇：天然高分子材料的优点范文

关键词:绿色化学;高分子;设计实验

高分子化学是一门实用性和实验性都很强的学科,是化学、化工、材料等专业必须修读的基础课程,与原有的四大化学并列,成为第五大化学。高分子材料已深入到人类生活和生产的每个角落。

高分子化学教学过程中发现,在实验内容等方面存在一定的局限性和不足之处,其完善需要经历一个不断实践和更新论证的过程。将高分子实验课中聚合物的分子设计、合成、加工和测试等实验内容有机结合,组成一门高分子科学实验课程,是高分子教学改革的必然趋势。

一、高分子设计实验课开设的必要性

廊坊师范学院化学与材料科学学院材料化学专业的高分子化学实验于2008年开设以来,由本专业教师在部分科研成果及其他院校高分子化学专业实验教学资料和经验的基础上,对设计实验的内容进行了设定。高分子设计实验的开设,为学生专业实验技能的培训、动手能力的培养以及思维创造力的提高等方面起到了积极的促进作用。

设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案,并加以实现的实验。设计性实验有利于培养学生的实践能力,提高学生探索新问题的兴趣、研究问题的综合能力。开设设计性实验时,要注意紧紧围绕学生的综合能力、初步设计能力及创新意识培养这一目标,注意与课程设计、课外科技活动、集中的综合训练相结合。

传统实验在与理论教学的配合上,是教师根据教学的一般规律或实验内容安排的,而不是学生根据各自学习中的需要或进一步探索的兴趣所确定的,无法体现个性的发展。验证性实验一般是前人做过的,经过精简提炼,专门为教学而设计的实验,实验没有次要的实验现象的干扰,这对学生今后从事科学研究和对新事物的探索非常不利。在高校中开设设计性实验,营造培养学生创造性思维能力的环境是非常必要的,有利于提高学生的综合素质和创新能力。

二、注意培养绿色环保和可持续发展意识

1.绿色化学的核心内容

绿色化学又称环境无害化学或环境友好化学,是指设计和生产中,使用没有或者尽可能小的产生环境副作用的化学品。绿色化学的核心内容主要体现在:第一是减量,即减少三废排放;第二是重复使用,如催化剂、载体等;第三是回收,可以有效地实现省资源、少污染、减成本的要求;第四是再生,是节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染严重的原料,这是杜绝污染的最根本方法。

开发新型的、可生物降解的高分子材料,解决“白色污染”问题;以及充分应用可再生资源,即:采用可再生资源做化学化工原料,是绿色化学的重要任务和方向。众所周知,“白色污染”是当今社会的一大公害,塑料作为合成高分子材料,具有性能多样、用途广泛和价格优廉的优点,已成为人类生产和生活中不可缺少的一种材料。然而,废弃塑料造成很大的环境污染。在实验教学中,应注重强调高分子材料的环境同化,高分子材料的循环和再生技术,探索高分子材料与生态环境的相互影响,实现高分子材料与生态环境的和谐等内容。

2.绿色化学的重要指标

绿色化学的一个重要指标是原子利用率,其定义为:期望产品的摩尔质量占化学方程式中按计量所得物质的摩尔质量的比值。高分子材料的制备包括单体的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前两步都有一个原子利用率的问题。要实现绿色化,只有在合成中提高原子利用率,才会真正减少废物的生成。

绿色化学的理想是指:不使用有毒有害的物质,不产生有毒有害的废弃物,不使用对环境有害的落后化学工艺。其目的是把现有的化学和化工生产的技术路线从“先污染,后治理”改为“从源头上根除污染”。

3.开设小量、半微量实验

有关绿色化学的教育才刚刚起步,国内大多数学校尚未涉足。现有的化学实验课程的教学内容难以体现绿色化学思想,不少实验仍大量使用有毒有害药品,产生大量的“三废”,对微型化学实验研究推广不够。

传统的常量实验药品用量大,导致教学经费投入大、资源利用率低、环境污染严重等。可以在某些实验开设小量、半微量实验。这些小量、半微量实验对学生实验技能、实验的准确性和精密度等都提出了更高的要求。

绿色环保和可持续发展已成为企业生产和发展必须考虑的因素。在设计专业实验时,尽可能地采用专业、简单高效的实验路线,教师在讲授时将其他生产过程和工艺进行对比,强调整个实验过程的经济性和环保效益,让学生充分体会到增强环保意识和可持续发展对社会经济发展的重要性。通过给学生灌输环保和可持续发展的理念,为学生今后生产设计和研究开发等工作提供一个基本的思想准则。

三、将科研与实验教学结合起来,开发应用型实验

1.将废旧高分子的综合利用作为设计实验内容

高分子化学是一门应用性很强的化学基础学科,是材料化学专业的重要专业基础课,对于材料化学专业的学生,学习高分子化学不仅要全面掌握高分子化学的理论知识,更重要的是要学会高分子的实验方法以及在实际中的应用。我们从废旧高分子的综合利用出发,探讨科研成果转化为高分子设计实验的研究与实践。

废旧高分子材料的综合利用是绿色化学的重要组成部分,它将对减少环境污染具有重要的实际意义,同时又能获得有价值的工业原料,对能源的再利用具有一定的意义。在我们的教学实践中,在已经具备的课题组成员大量前期科研成果基础上,对废旧聚苯乙烯、废旧有机玻璃、废旧聚氨酯和聚酯进行再利用研究。设计实验的内容包括对控制反应的几个因素:升温速度、温度、催化剂种类与用量、反应时间等进行优选。这类设计实验的开设使学生对绿色化学的概念有一个深入理解,使学生增强环保意识、掌握废旧高分子材料的综合利用方法,对从实际出发锻炼自身科研能力有重要意义。

在高分子实验教学中,适时引入“降解”这一高分子学科中的重要概念,并适当介绍高分子降解中的一些问题,如生物、光、辐射、热、机械及化学等因素引起的降解规律,并介绍相关高分子的设计方法。也就是让学生正面理解“聚合”的同时,也从反面理解了“降解与解聚”,这样就形成了一个完整的教学体系。

2.将天然可降解高分子作为设计实验内容

目前对付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚烧为主,还有再生利用。再生利用的费用较高,难以推广,最好的方法是开发能够降解的环境友好材料。这种材料能够在环境条件下分解成能纳入自然生态循环的小分子物质。现在一般以淀粉、纤维素、甲壳素、壳聚糖等天然多糖为原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),这类制品可以生物降解,最终转化为二氧化碳和水,纳入生态良性循环。

高分子设计实验中可以开发一些能联系实际生活的应用型实验,将教师的科研工作与实验教学紧密联系起来,体现出高分子科学实验的实用价值,能强烈地激发学生的创造性。

基于此,在高分子设计实验中我们增加了“从虾壳蟹壳制备甲壳素和壳聚糖并用于工业废水的净化”,本设计实验是从绿色高分子角度出发,将回收的虾壳蟹壳经水洗、稀酸浸泡、稀碱浸泡等方法先制备甲壳素,然后用碱煮的方法将制得的甲壳素进行脱乙酰化,制备出壳聚糖初产品,再用沉淀法进行纯化得壳聚糖纯品。将壳聚糖纯品分别进行脱乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的测定。将得到的甲壳素和壳聚糖用于工业废水中重金属离子和有机酸的吸附分离。

四、培养学生绿色化学思想和对高分子实验的兴趣

兴趣是学习的最大动力,学生只有具有了学习兴趣,才会主动花时间和精力钻研所学的内容。目前,实验课几乎全部是程式化过程,教师总是先讲解实验原理、操作步骤、注意事项等,学生被动地听,不去思考,机械地完成每一步操作,为实验而实验。实验带给学生的不是学习的兴趣,更不用说培养思考能力和兴趣了。因此,在课程实验教学阶段,通过质疑引思、举例与联想、归纳总结、启发式教学等方法来实现开拓创新。

第5篇：天然高分子材料的优点范文

[关键词]纳米药物载体；中药制剂；应用

中图分类号：U284.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0356-01

一般情况下，纳米药物载体最小粒径是10nm，而最大粒径是1000nm，粒径在这期间的都可以称之为纳米药物载体。其有不同的制备工艺，所应用的材料也不同，因此各类纳米药物载体在中药制剂研发中所起到的作用也稍有差异。纳米药物载体的应用具有很多的优势，比如对制剂的稳定性有一定作用，同时也有助于提高口服生物的利用度。除此之外，载体材料能够进行生物讲解，没有任何的毒性，即使存在着毒性，也不会对药物产生过大的影响。

一、聚氰基丙烯酸脂毫微粒

此种纳米药物载体主要是由合成高分子材料构成，该合成高分子具备生物降解的功能。此种纳米药物载体最大的优势就是能够使得药物制剂更具靶向性。大量的研究表明，聚氰基丙烯酸脂毫微粒的粒径对药物的制剂的靶向性有着直接的关系，如果粒径没有超过300nm，则其会在肝脏以及淋巴系统中聚集。此种纳米药物载体能够通过两种方法来制备，第一种是乳化聚合法，此种方法得到了聚氰基丙烯酸脂毫微粒，粒径通常都在200nm上下，如果在其中适当的添加非离子表明活性剂，则其粒径会明显的减少，达到30-40nm。乳化聚合法来制备聚氰基丙烯酸脂毫微粒具有非常多的优势，比如制备工艺十分简单，能够进行大规模的工业生产，但是对于酸性而且不稳定的药物来说，其包封具有一定的难度。第二种制备方法是级界面聚合法，此种制备方法利于包封，尤其是脂溶性药物，并且具有非常高的载药量。

某学者等选用聚氰基丙烯酸正丁酯为载体材料，用乳化聚合法分别制备了氧化苦参碱聚氰基丙烯酸酯毫微粒及蕨麻素聚氰基丙烯酸酯毫微粒，制剂学性质显示平均粒径为100～200nm，氧化苦参碱毫微粒的包封率达87%，蕨麻素毫微粒的包封率达82%；体内评价结果表明：氧化苦参碱毫微粒及蕨麻素毫微粒可将药物靶向肝脏，增加靶器官肝脏内的药物浓度，提高治疗指数。

二、白蛋白毫微粒

此种纳米药物载体主要是由天然的高分子材料构成，其优势是具有稳定的化学性质，几乎没有任何的毒性，对身体的刺激性也比较低，不存在抗原体，除此之外，其生物相容性以及降解性都非常好。白蛋白毫微粒具有靶向以及缓释的功能。与聚氰基丙烯酸脂毫微粒相比，白蛋白的制备方法非常多，其中比较常见的有丙酮、喷雾干燥法等。

葫芦素β是一种脂溶性极强的中草药提取成分，具有较强抗肿瘤活性，为了提高其生物利用度，王宁等采用高压乳化法制备了葫芦素β的人血清白蛋白毫微粒，用高效液相色谱法测定了葫芦素B人血清白蛋白毫微粒中药物的含量。2005年由某公司开发的注射用紫杉醇白蛋白纳米粒悬浮液经FDA批准上市，用于转移性乳腺癌联合化疗失败后或辅助化疗6个月内复发的乳腺癌。该药应用人血白蛋白作为载体，形成130nm大小的紫杉醇颗粒。由于采用纳米技术，不含有毒溶媒，可以大大减少过敏反应、缩短给药时间，临床研究证明该药较传统紫杉醇类药物具有疗效高、毒性低的优势。

三、聚乳类毫微粒

此种纳米药物载体主要是由合成高分子材料构成，其具有生物可讲解的功能，同时还具有生物相溶性，将其作为药物载体来进行中药的制备，有利于实现靶向给药。目前聚乳类毫微粒已经被应用在PLA、PGA、PELA的制备中。聚乳酸类毫微粒的制备通常采用乳化溶剂挥发法？盐析法？复乳法等，其中乳化溶剂挥发法最常用。聚乳类毫微粒除了具备毫微粒载体的优点外，还具有对亲脂性药物有足够的载药能力，通过改进工艺，也可包封亲水性药物的特点。

某学者等采用改良的自乳化溶剂蒸发法制备雷公藤甲素聚乳酸毫微粒，考察了各工艺因素对毫微粒粒径？包封率和载药量的影响，通过透射电镜？动态激光粒度分析仪？傅里叶红外光谱及X射线粉末衍射初步研究了其载药性能，结果表明：雷公藤甲素聚乳酸毫微粒形态光滑规整，粒径分布均匀，包封率为74.27%，载药量为1.36%。某学者等制备了联结有小麦胚芽凝集素的异丙基肉豆蔻酸酯纳米粒。通过两步碳化二亚胺法，WGA被联结在IPM-紫杉醇-PLGA纳米粒（NP）上，WIT-NP平均粒径为331nm，Zate电位为-4.3mV，收率66%，紫杉醇包封率为61%。由于WGA受体介导细胞内吞作用和IPM促进紫杉醇从纳米粒中释放的双重影响，WIT-NP用于紫杉醇肺部给药，表现出更强的细胞毒性。

四、脂质纳米粒

脂质纳米粒是一种以体内可降解的天然或合成脂质材料为载体基质制成的纳米粒。LN兼具了脂质体？脂肪乳？聚合物纳米粒的优点，可替代脂质体？脂肪乳？聚合物纳米粒，是一种极有发展前景的新一代毫微粒载体。脂质纳米粒的制备方法主要有高压匀质法？薄膜-超声分散法？乳化-分散法？溶剂乳化法？薄膜乳化-高压均质法等。

某学者以硬脂酸作为药物载体材料，用乳化蒸发法制备了丹参酮ⅡA固体脂质纳米粒，测得其平均粒径为119.7nm，Zeta电位为-31.6mV，载药量为3.8%，包封率为87.7%；大鼠体内吸收研究表明：丹参ⅡA固体脂质纳米粒大鼠小肠吸收优于丹参酮ⅡA溶液。还有学者以山榆酸甘油酯为载药材料，分别采用热融-匀质法和冷压-匀质法制备水飞蓟素固体脂质纳米粒口服液，并使用膜滤法和凝胶柱色谱法对不同方法制备的水飞蓟素固体脂质纳米粒的载药机制进行了研究。有学者采用薄膜乳化-高压均质法制备水飞蓟宾（SLB）脂质纳米乳，经冷冻干燥处理，制成前体脂质纳米粒。该制剂为冻干粉，性质稳定，水中再分散性好，水中溶解后，平均粒径为296.4nm，小鼠尾静脉注射，与对照制剂相比，脂质纳米粒可显著增加SLB在肝脏中的药物浓度，在相同时间点SLB脂质纳米粒组肝脏的药物浓度高于对照组，表明水飞蓟宾脂质纳米粒具有显著的肝脏靶向性。

五、结语

综上所述，可知纳米药物载体会成为中药制剂研发应用的主力药物载体，由于其优势明显，因此备受制剂学界的关注。纳米药物载体在中药制剂研发中的应用，既有利于中我国中药剂型的有效改良，同时也能够充分发挥中药的药效。中药制剂要想迈向现代化，纳米药物载体是不可缺少的一个药物载体。但是因为我国的中药体系十分复杂，纳米药物载体在应用的过程中还有比较多的问题，因此此种药物载体在我国的中药制剂中还未得到大范围的应用，仅仅处于起步阶段，需要中药制剂研究者付出更大的努力。、

参考文献

[1] 蔡晓辉，陈宝安. 抗肿瘤纳米药物载体的研究进展[J]. 临床肿瘤学杂志. 2010（01）

[2] 金丽霞. 纳米药物载体的研究及临床应用[J]. 中国组织工程研究与临床康复. 2010（08）

[3] 黄红娜，张丹参，张力，丁杰. 纳米药物载体系统的研究[J]. 河北北方学院学报（医学版）. 2010（02）

第6篇：天然高分子材料的优点范文

我国有着悠久的渔业历史，早在原始人类前期人们就已经开始渔业行为，主要以采集扇贝和捕捞浅水鱼类为主。商朝时期渔业已经在农牧经济中占有一定地位，那时已经出现了简易的网具，网线材料大都是棉、马尼拉麻（白棕）、西沙尔麻（剑麻）、大麻、亚麻、黄麻等天然植物纤维以及毛发、蚕丝等动物纤维。渔业中曾经用蚕丝制造过刺网，由于其价格高昂，故不适用于制造渔具。 

改革开放以来随着国家大力发展生产，我国渔业迎来了前所未有的高峰期。各式各样的网具在时代背景下应用而生，各种大型网具在我国陆续投入生产，棉、麻等天然植物纤维制成的网线已经不能满足生产的需要，我国开始从国外引进各种化工合成纤维，50年代末开始引进PA复丝制作拖网片，且随着我国合纤材料生产的工业化，至80年代渔业中合成纤维完全取代了天然纤维。这些化工合成纤维较之以前天然植物纤维制成的网具在湿态下有更高的断裂强度和结节强度，并具备更高的抗腐性和耐磨性，提高了网具的荷重能力和使用寿命，这些化工合成纤维的引入生产为我国渔业发展做出了较大贡献。 

2.当前我国网具材料的使用现状 

目前我国渔业中使用的合成纤维主要有以下7种：聚酰胺（Polyamid，PA）、聚酯（Polyester，PES）、聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）和聚偏二氯乙烯（Polyvinylidene chlorid，PVD），以聚酰胺类、聚乙烯类、聚乙烯醇类和聚酯类的使用最为普遍。这些合成纤维制造的渔具能长期浸泡在水中或处于潮湿状态而不致因腐烂而遭到破坏，渔具就不需防腐处理和定期暴晒，大大节省劳动消耗和经济开支。此外合成纤维还具有较好的物理和机械性能，从而也会提高渔具的渔获能力和使用寿命，其强度较之植物纤维要大1.5-3倍，吸水量比植物纤维要小1/2-3/4，所以用它制成渔具的渔获率也远较植物纤维高。 

随着科技的发展，生态渔业渐渐被人们所接受，这些普通合成纤维已经不适应当代渔业的发展，其弊端已经成为制约我国渔业发展的主要因素，如自然分解周期太长，废弃的渔具往往会给海洋环境带来很大的污染，抗光性差和打结及湿态下强力降低，此外其强度和抗腐蚀性能也已经远远满足不了人们的需求。因此，可降解高分子网具材料等高新材料的研究和应用到渔业中已经成为世界渔业发展的必然趋势。 

3.当前世界高新网具材料的研究情况 

针对普通合成纤维在使用中出现的自然分解周期太长等弊端，世界各国主要在防生物附着网具材料、可降解高分子网具材料和超高强纤维材料等方面进行了研究并逐步应用到渔业生产中。 

3.1 防生物附着网具材料 

随着海洋渔业资源日渐衰退和相关“渔业协定”相继生效，我国大力发展海水养殖业（抗风浪网箱养殖，围网养殖等），但目前网箱和围网养殖面临着海洋生物附着网具现象严重的难题。国内外一些研究机构纷纷进行了防海洋生物附着网具材料的研究，根据不同海区的具体情况在原有材料中加入不同的防生物附着配方可以有效地解决海洋生物附着问题。 

海水中泥沙含量较大的海区，防止海洋生物附着的关键在于防止泥沙的大量附着，防生物附着剂配方抗泥性成为关键。在网具材料的制作中加入正电性水处理剂可有效吸附海水中的泥沙并使其快速沉降，也可使网具材料带有与泥沙相同的电荷，从而减少海水泥沙的附着。 

无机铜盐是船抗腐蚀添加剂的主要成分，同样它对网具材料抗生物附着也有同样的效果，铜离子可降低生物体中酶的活性，从而降低生物的生存代谢以达到降低生物寿命减少生物附着网具的目的。 

在网具材料中加入能吸收海水中氦核的有效成份，可以使网具表面富聚射线，氦核具有很强的电离作用和电离密度，对生物组织细胞有很强的杀伤作用，可有效防止生物附着。 

3.2 可降解高分子网具材料 

生物降解高分子材料是指在一定条件下，一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解的高分子材料。真正的生物降解高分子是在水存在的环境下，能被酶或微生物水解降解，从而高分子主链断裂，分子量逐渐变小，以致最终成为单体或代谢成二氧化碳和水。 

影响材料生物降解性能的因素有环境因素和材料的结构。环境因素是指水、温度、PH值和氧浓度。虽然环境因素影响材料的降解性能，但是材料的结构是决定其是否生物降解的根本因素。易降解高分子结构通常为直链、橡胶态玻璃态、脂肪族高分子，而且具有低相对分子量和良好的亲水性（含有羟基、羧基的生物降解性高分子，不仅因为其较强的亲水性，而且由于其本身的自催化作用，所以比较容易降解），此外表面粗糙也可以促进材料的降解。 

目前我国网具所使用的材料大都是普通合成纤维，如PA网线材料，这种材料虽然较之棉、麻等天然材料来讲有较大的强度，在吸水性方面也有很大的改观，但是其天然分解周期太长，废弃的网具丢弃在海中往往会给海洋环境带来极大的污染，同时大量的废弃网具漂浮在海上也会给我们以后的捕捞活动带来干扰。 

生物可降解高分子网具材料在生态渔业中的地位不言而喻，世界各国正在极力开展研究和开发工作并推广应用，前景十分广阔。但要实现大规模推广还必须解决以下几个问题：一是降低成本，目前可降解高分子网具材料是其他普通材料价格的5.～6倍；二是材料的精细化，即根据不同的作业方式调节其在降解时间和生物相容性等方面的性能；三是新颖结构的生物可降解高分子网具材料有待于进一步的研究。

      3.3 超高强纤维材料 

70年代初美国开发了凯芙拉（Kevlar）超高强聚芳胺纤维（PPTA，也就是常说的芳纶），1979年荷兰开发了迪尼玛（Dyneema）超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE），这些超高强度纤维的拉伸强度为常规聚乙烯、聚酰胺纤维的4-5倍以上，超高强度纤维还具有结节强度高和抗老化性能好等特点。相同断裂强力和结节强力下，用这些超高强纤维制成的网线比常规纤维直径减少了一半左右，从而减少了网具在水下的阻力，减少了拖网等作业过程中的能源损耗。由于超高强度纤维这些良好的渔用性能，80年代末开始，这些纤维就被广泛用于渔业，这些材料在渔业中的应用使得高效、节能、网具大型化取得突破性的进展。 

提高捕捞效率：如大型中层拖网采用超高分子量聚乙烯纤维后，网口周长增加了41%，由原先的1100m扩大到现在的1550m，在保持渔船拖曳功率不变的情况下，可以增大网具尺寸或者适量增大渔船拖曳速度进而提高捕捞效率。 

减少能耗：在捕捞作业中使用超高强纤维可以在保持断裂强度和结节强度不变的前提下，减少网具网线的直径，减少水流对网具的作用力，从而达到减少油耗的问题。据统计，在爱尔兰北海水流湍急的海域，网具使用超高分子量聚乙烯纤维后，在鳕鱼拖网作业中使用294kw的渔船能替代原先441kw-515kw的渔船作业，每天可减少近2t油耗。 

捕捞网具大型化：目前世界网具发展总趋向为规格大型化，使用超高强纤维恰好可以迎合这一点，采用超高强纤维可以使绳索、网线直径变细，网具的重量和体积减少，在保证起网设备动力不变的情况下可以使网具大型化，这对捕捞海洋中分布较为分散的资源十分有利。 

超高强纤维的使用也给网箱和围网养殖带来了福音，网线直径变细增加了网箱和围网的过滤性能，同时也有效地减少了水生生物在网线上的附着，有利于内外水体的交换和饵料的进出。网线强度的增加在加大网箱和围网的抗风浪性能的同时也防止网箱和围网外掠食鱼类破坏网箱和围网而进入网箱或围网内盗食的现象，为海洋网箱和围网养殖提供了保障。 

4.高新网具材料在我国使用现状及前景 

我国现代渔业起步较晚，自20世纪90年代以来我国各大水产研究所在其他渔业发达国家对高新网具材料研究的基础上对这些高新网具材料都纷纷进行了研究和试制，在防生物附着网线材料、抗污染网线材料等研究方面已经取得了一定的成果。 

由于这些高新网具材料成本较之以前的普通合成纤维高出很多，加上我国渔民和渔业公司对这些高新网具材料认识不足，环境保护观念不足，国家对这些材料的宣传和推广力度不够，受传统观念的制约等，这些高新网具材料并未大规模投入实际生产当中。在全世界渔业资源逐渐枯竭的现在，如何在不损伤现有渔业资源的前提下实现渔业资源的最大最高效化利用已经成为全世界关注的焦点，完成渔业的改革要先从渔具的改革开始。我国是渔业大国，渔业已经成为我国国民经济中不可缺少的一部分，完成渔具材料的改革对我国渔业的发展至关重要。实现高新网具材料在我国普及需要国家的大力推广，让人们了解这些高新材料的优点及这些材料推广的必然性，从根本上改变人们的传统观念，慢慢接受这些材料。 

第7篇：天然高分子材料的优点范文

关键词：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料这种材料已经广泛应用到国民经济各部门以及人民日常生活等各个领域。但是塑料这种材料在自然环境中难以降解，随着其用途的扩大，带来产量的增加，因此导致了严重的环境污染问题。传统的处理技术（焚烧、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在着局限性，而且这些处理方式都不能从根本上解决问题。因此开发可降解塑料来解决废弃物难以处理的问题是一个重要的课题。

一、可降解塑料的定义

可降解塑料虽然至今在世界上没有统一的标准化定义，但是美国材料试验协会（ASTM）在通过研究相关术语的标准对其定义：在特定的环境下，其化学机构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。这个定义基本上与降解和裂化的定义相一致。

二、降解塑料的分类及降解机理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型两种，该种塑料在日照下会受到光氧作用并吸收光能，光能主要为紫外光能，因此而发生自由基氧化链反应以及光引发断链反应，从而降解成对环境安全无害的低分子量化合物。

其中通过共聚反应在高分子主链引入感光基因而得到光降解特性的为合成型降解塑料，这种塑料通过调节感光基因含量来控制其光降解活性。目前某些可用于包装袋、容器、农膜等范围的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已实现工业化。通过将光敏助剂添加到高分子材料中而制造成的为添加型高分子光降解材料，这种类型的塑料其降解原理为光敏剂会受到紫外光的诱导，将它添加到塑料中可以引发并加速塑料的光氧化。光敏剂在光的作用下可离解成为具有活性的自由基，因此该类型塑料的光降解特性是由光敏剂的种类、用量和组成决定的。

降解塑料向深层发展的一个标准是可控光降解塑料，它在具备光降解的特性的同时，还应该具备特定的光降解行为。它被要求能控制诱导期内力学性能，并保持该性能在80%以上。因此要达到这个标准就必须对光敏剂的使用有更高的要求，在光敏剂可控制光氧化曲线的同时，也要注重控制光氧化的时间。

2.生物降解塑料

在自然界中受细菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料为微生物降解塑料，该类型塑料的种类有部分生物降解型、完全生物降解型、化学合成型、天然高分子型、掺混型、微生物合成型和转基因生物生产型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的为最理想的生物降解塑料，通过研究可发现，酶在塑料水解、氧化的过程中发挥着极其重要的作用，是生物降解的实质。酶会导致主链断裂，从而相应的降低相对分子质量，使其失去机械性能，以便于微生物对其更容易的摄取。

生物降解必须满足三个条件，经历三个阶段。

条件为：微生物（真菌、细菌、放射菌）的存在。

拥有氧气，并要求一定的湿度，还要有无机物培养基的存在。

适宜的温度范围为20～60摄氏度，PH范围在5～8之间。

三个阶段为：

初级生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化结构发生变化，使原材料分子的完整性被破坏。

环境容许的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人们所不希望的特性的降解作用同样可以除去。

最终生物降解――塑料通过生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解过程中主要的三种物理化学反应：

物理作用――微生物细胞生长在对塑料的机械破坏中起着重要作用。

化学作用――微生物在破坏中会产生某些化学物质，起到化学作用。

酶直接作用――本质为蛋白质的酶，含有20多种氨基酸，它们能降低被吸附塑料分子和氧分子的反应活化能，以此来加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顾名思义，这种塑料兼具生物和光双重降解功能，使得其达到完全降解的目的。光降解高分子材料有两种：淀粉型和非淀粉型，其中较为普遍的是采用高分子的天然淀粉作为生物降解助剂。这种在高分子材料中同时添加自动氧化剂、光敏剂以及生物降解助剂等作为配置方法，来达到光-生物降解的复合效果。含有多种化学物质而形成的非淀粉型光和生物降解体系已广泛应用于吹塑制成可控降解地膜，在应用过程中发现，该薄膜不仅具备保温、保湿和力学性能，还具备可控性好、诱导期稳定等优点。

目前，光-生物降解塑料处理工艺的关键是淀粉的细化很热结构水的脱除，处理设备复杂，因此产品的质量难以控制。由于其设备的投资需要的资金大，复杂的工艺以及缺少该方面的人才技术人员，导致其市场化、产业化的发展步履维艰。

总结：

近年来在国内外，可降解塑料的开发与研究已取得了一定进展，但是其技术有待进一步优化，工艺需要不断完善，市场化的推广也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓宽用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上没有统一的定义，也缺乏确切的评价，识别标志、产品检测没有完整的体系导致市场混乱。

从长远发展的角度看，当代人们的环保意识不断加强，降解塑料的市场化是一种必然的趋势。当前相对较成熟的是光降解塑料技术，生物降解技术由于其处在发展阶段，因此是开发的热点，光-生物降解技术则是主要开发方向之一。

参考文献：

[1]裴晓林；应用基因组改组技术选育L-乳酸高产菌株及其发酵工艺研究[D]；吉林大学；2007年.

第8篇：天然高分子材料的优点范文

【关键词】湿陷性黄土; 地基处理; 强夯; 化学加固; 夯击固化法; DDC法

【 abstract 】 this paper through the chemical material reinforced loess test and access relevant information analysis the collapsible loess foundation treatment technology progress. At present dynamic compaction method is comparatively mature technology, and the cost is lower, but after the dynamic compaction of loess foundation has not resistant to water ability; Polymer materials with high strength of curing foundation, after curing of the loess foundation better water stability, but the cost is higher; The advantages of the DDC method is: reduce project cost, material saving, saving cultivated land, and protect the ecological environment, etc.

【 keywords 】 collapsible loess; Foundation treatment; The dynamic compaction; Chemical reinforcement; Ram and curing method; DDC method

中图分类号：TU433 文献标识码：A文章编号：

引言

在我国的华北、西北地区广泛分布着湿陷性黄土，它们属于非饱和的欠压密土，具有高压缩性、湿陷性、较小的干密度和较大的孔隙率等特性，而且在自重压力和附加压力作用下湿陷性黄土受水浸湿后结构会迅速的被破坏，从而发生显著的下沉现象。因为含水量的增加会影响土体的力学性质,使地基的承载力降低，所以对于湿陷性黄土的地基中选择经济合理的、可行的地基处理方法显得十分重要。

一般湿陷性黄土的强度较低，而压缩性较高。湿陷性黄土在土体自重应力或者自重应力和外部附加应力共同作用下, 受水浸湿之后强度会迅速的降低。如果土体中残余的结构强度不能够抵抗土体中的结构应力, 土体结构就会迅速的被破坏，同时会产生明显的附加沉降。由于受水浸湿具有不确定性，因此土体湿陷对工程建设会产生很大的危害，要确保在正确掌握场地工程地质特性的基础上,严格按国家现行规范进行湿陷性黄土的地基处理。

一、湿陷性黄土及地基处理

之前我国已经对黄土方面进行了很多的研究，因为其特殊性质以及分布的地域变化。上个世纪50年代以来，很多学者已经对黄土地区的湿陷性问题引起重视，对其地基处理技术及工程性质作了大量的研究,尤其是对黄土的湿陷机理、冲击压实法、强夯法等的研究和实践。

（1）湿陷性黄土的特性。

①湿陷性黄土的分布及性质

湿陷性黄土在我国主要分布在东经102°-114°、北纬34°-45°之间的黄河中游地区，该地区可以分为7个区和多个亚区, 不同区域的黄土有着不同的特征，差异主要表现在湿陷性黄土的厚度、物理力学性质等方面。

②黄土湿陷产生的原因、影响因素及评价。

由于黄土湿陷现象是一个复杂的物理、化学变化过程，所以对于黄土产生湿陷的机理有着很多不同的观点，至今还没有任何假说可以准确的解释黄土湿陷的所有现象。黄土产生湿陷的原因是多方面的，内在的原因主要是包括颗粒组成、化学成分、矿物成分在内的黄土的物质成分以及结构特征(以粉粒为骨架的多孔结构,架空孔隙的存在)；产生湿陷的外部条件是在一定压力下受水浸湿。所以黄土湿陷性强弱及结构特点受到黄土中的粘粒含量的多少、成分、胶结物含量以及颗粒的组成与分布影响；黄土架空孔隙的存在、所含盐类类型及多少、含水量、土体天然孔隙比、所受压力也会影响黄土的湿陷性。

（2）湿陷性黄土地基处理要求和处理技术

①根据黄土地区建筑物的重要性将其进行分类。根据施工的安全性、经济性以及科学合理性, 对不同类别的建筑物提出不同的地基处理要求以及相应的防水措施要求和建筑措施。如果地基的压缩变形、湿陷变形或者承载力不能满足设计的要求，就要根据地基土质条件、等级、湿陷类型和建筑物类别等, 在湿陷性黄土层内或者地基压缩层内采取适当的处理措施。

②地基处理技术

根据工程地质学知识,可以采用多种方法对黄土进行加固处理,改善它的工程性质。方法主要分为机械(物理)处理和化学加固。目前国内外采用的湿陷性黄土地基处理方法有强夯、重锤表层夯实、热处理、水下爆破、挤密桩、垫层、预浸水、化学加固、桩基础等。在我国用的比较多的方法是重锤表层夯实、土桩挤密、土垫层和桩基础，这些方法使用的经验也比较丰富。近些年研究和推广比较多的方法是强夯法和冲击压实法等。冲击压实法、强夯法、孔内深层强夯法等已经广泛用于处理高速公路湿陷性黄土地基、路基，而且取得了不错的成果。黄土的化学加固法比较方便和快速,所以人们也已经接受这种方法。

二、强夯法

强夯法即是将质量为10 t-40 t的夯锤反复提到一定高度，然后使其自由落下，落距一般为10 m-40 m,借此给地基冲击和振动能量，以此来提高地基的承载力，降低地基的压缩性,很好的改善地基的性能。强夯法产生的冲击能量很大, 可以使深层土体产生冲切变形,从而使地基密实。所以强夯法属于深层动力密实法的一种，它可以提高地基承载力以及消除较深层黄土的湿陷性。

①确定承载力。使用的单击夯击能一般能够达到1 000 kN·m-4 000 KN·m。②确定施工参数。为了能够选取合理的夯击能、夯击点的平面布置形状、夯点的最佳夯击次数、夯击点间距等施工参数，施工前必须进行试夯。③确定单击夯击能。通常都是根据消除湿陷性黄土层的有效深度来确定强夯法的单击夯击能。④检测强夯的效果。在强夯有效加固深度范围内, 每隔0.5 m取Ⅰ级土样进行室内试验,检测土的干密度、湿陷系数、孔隙比、压缩模量等指标,检测的湿陷系数不应该大于0.015。

三、夯击固化新方法

通过强夯法处理过的黄土地基在动力特性、抗水性、抗震性能等方面有缺陷，所以要同时采取防水和排水工程措施，而且要严格控制处理土层中的含水量。黄土抗水性变强是高分子材料固化黄土最大的优点，然而它的成本比较高。如果将强夯法和高分子材料固化相结合，也就是湿陷性黄土深部用强夯处理, 然后将适量高分子材料喷洒在强夯后的表层松土上，再进行搅拌夯实,这样结合的对湿陷性黄土地基进行处理,可以消除黄土的湿陷性、震陷性和液化势。一方面降低了地基全部采用化学固化处理的高成本，另一方面还提高黄土地基处理效果。

四、化学加固法与高分子材料SH固化黄土

在黄体中注入硅酸钠、丙烯酰铵、氢氧化钠、氯化钙、铬木素纸浆废液以及水泥浆等,靠溶液本身或溶液与土中化学成分产生化学反应,生成凝胶,使松散的黄土胶结成为整体,这种方法即是化学加固法。这种方法可以消除湿陷性,提高黄土的强度,降低透水性,从而可以较好的处理地基。在建筑工程部门化学加固法通常采用是以水玻璃材料为主的单液、双液和以烧碱作原料的氢氧化钠溶液加固法。

五、DDC法

DDC法是深层地基处理的一种新型方法。这种方法是先成孔到预定的深度,然后边填料边强夯或者自下而上分层填料强夯，因此可以形成高承载力的密实桩体和强力挤密的桩间土。这种方法的优点是降低工程造价、节约耕地、节约材料、保护生态环境等。

六、结束语

要想创建湿陷性黄土地基处理新方法就必须依靠理论方法和系统研究。目前应该加紧开展前期的准备工作，可以在现场采集黄土地基加固处理试样以及在室内制作多种加固体,反复的进行试验、分析，研究夯击固化黄土的机理等。

参考文献

[1]王岩.强夯法在路基湿陷性黄土地基处理中的应用[J].黑龙江交通科技.2011,(6).

第9篇：天然高分子材料的优点范文

（黑龙江职业学院 150111）

摘要：DNA疫苗是一种或多种抗原编码基因克隆到真核表达载体上，将构建的重组质粒直接注入到体内而激活机体免疫系统，被称为DNA免疫。研制高效的 DNA 疫苗载体，提高 DNA 疫苗转染效率，降低给药剂量是DNA 疫苗研究中亟需攻克的难题。本文对国内外相关研究分析得出聚DEAE?葡聚糖和κ?卡拉胶微囊作为DNA疫苗载体是可行的。

关键词 ：DNA载体；聚DEAE葡聚糖；κ?卡拉胶；微囊

DNA疫苗的研究只是近十几年发展起来的一项新的生物技术，已成为疫苗研究领域中的热点之一，自上世纪90年代以来，DNA 疫苗因其良好的安全性及可诱导广泛的体液免疫和细胞免疫，越来越受到人们的关注。美国FAD已批准乙肝疫苗等10余种DNA疫苗进入临床试验，这预示DNA疫苗在21世纪将成为人类和动物与各种疾病抗争的有利武器，也显示出DNA疫苗的巨大潜力和应用前景。现已有马西尼罗河病毒、鲑鱼传染性出血性坏死病毒、犬黑色素瘤等三种 DNA 疫苗获准上市，DNA疫苗在传染病及肿瘤性疾病防治等领域发挥重要作用。DNA 疫苗进入机体后，利用宿主细胞表达系统合成相应抗原蛋白，并诱导机体产生免疫应答。因此，无论是制备DNA疫苗，还是进行基因治疗，都要求将DNA转染到细胞中。但多数DNA疫苗是水溶液注射剂，通过肌肉注射方式给药。一般情况下，裸DNA仅有0.1%~0.2% 被动物细胞吸收，绝大部分被核酸酶降解，并且裸DNA被肌细胞，特别是抗原提呈细胞摄取的效率极低，免疫效果很不理想。目前，研制高效的 DNA 疫苗载体，提高 DNA 疫苗转染效率，降低给药剂量是DNA 疫苗研究中亟需攻克的难题。

DNA疫苗是一种或多种抗原编码基因克隆到真核表达载体上，将构建的重组质粒直接注入到体内而激活机体免疫系统，被称为DNA免疫。DNA疫苗由抗原编码基因及载体两部分组成。DNA疫苗载体分为病毒和非病毒载体两大类。病毒载体如痘病毒、棒状病毒、α病毒、复制缺陷型腺病毒、疱疹病毒等，其优点是转染效率较高，但存在携载外源DNA容量有限、制备过程复杂等缺点，特别是在安全性方面具有潜在危险限制了其应用。而非病毒载体主要包括脂质体、人工合成聚合物和天然高分子等，具有安全性高、容量大和易制备等优点，但也存在生物相容性差、转染效率低、细胞毒性等问题。用生物可降解控释微囊作为基因疫苗载体，理论上可长时间保持表达基因的活性，从而减少基因疫苗的剂量。

DNA以物理形式包埋在微球中，一方面聚合物与细胞作用可促进DNA转染，另一方面，微囊能够非特异性激活巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈细胞，增加这些细胞对微囊的摄取量，提高转运的靶向性和转运效率，从而提高抗原表达水平，提高免疫效果[1]。DNA疫苗微囊的粒径、疏水性、电荷性、降解特性等理化性质直接影响转运效率和免疫效果。目前DNA疫苗微囊制备，主要采用聚乳酸?羟基乙酸共聚物（PLGA）、壳聚糖、海藻酸钠等生物降解材料。PLGA生物相容性好，在体内最终降解为H2O和CO2。PLGA微球亲水性和混悬性好，释药较快。但PLGA不溶于水，与水溶性的DNA疫苗大分子亲和性差，因而微球制备中要用有机溶剂和高速剪切分散药物，对药物的稳定性不利。海藻酸钠为天然多糖类阴离子高分子材料，制备条件温和，不需要有机溶剂，对DNA疫苗的稳定性十分有利；海藻酸钠微球的缺点是稳定性不够好，放置在磷酸盐缓冲液中，可因钠离子与钙离子的交换致使微球破裂。壳聚糖为天然来源多糖类阳离子高分子材料，其优点与海藻酸钠相似；壳聚糖一般需要溶解于醋酸等弱酸溶液中，由于pH值较低，DNA疫苗容易在制备过程中降解。因而开发和采用水溶性好、转染效率高、制备工艺稳定、可与细胞相互作用的可降解聚合物作为微囊材料是十分必要的。

喷雾干燥法、复乳?溶剂挥发法为制备DNA微球的常用方法，在制备过程中都需要超声、高速搅拌等措施将DNA分散到有机溶液中，会造成一定程度DNA的降解。Briones等用嗅化十六烷基三甲铵等阳离子乳化剂溶液为分散介质，采用复乳?溶剂挥发法制备空白阳性微球，然后吸附DNA疫苗，制成载药的阳性微球。这样可以避免DNA疫苗在制备过程中的降解。表面吸附DNA疫苗的阳性微球仍具有一定的保护作用，并能延长基因表达、提高免疫效果，但是存在于微球表面DNA会在体内降解。因此，简化制备DNA微囊工艺，且增加微囊内的DNA容量，也是DNA疫苗微囊制备的关键技术。CaCO3对DNA具有很好的吸附性，广泛用于DNA的回收；而CaCO3微粒具有多孔、表面积大的特点，进一步提高对DNA的吸附性能，形成的均一的CaCO3?DNA微粒利于包被成微囊。

在基因传递的各类聚合物中，多聚糖是被公认的最具潜力的DNA载体，具有天然、无毒、良好的生物降解性及生物相容性等特点。其中DEAE?葡聚糖促使哺乳动物细胞捕获外源DNA已经被证实，其机理还不明确，有人认为DEAE?葡聚糖同DNA结合成复合物，可以保护DNA免受核酸酶的降解作用；还有人认为DEAE?葡聚糖可以同细胞膜发生作用，从而使DNA容易穿过细胞表面而进入细胞内。因而以DEAE?葡聚糖包被DNA，提高转染效率是可行的。但是DEAE?葡聚糖如何在CaCO3?DNA微粒表面形成稳定囊膜，目前还未见报道。

有研究表明，在卡拉胶与葡聚糖具有表现出极好的相容性。在卡拉胶?葡聚糖混合体系中，葡聚糖的存在不妨碍卡拉胶有序结构的形成，反而增强了体系网络结构的稳定性[2]。葡聚糖由于其极细的粒度，高度的持水性与分散性，均匀填充至卡拉胶所成的有序网络结构中，以弱作用力与构成网络的卡拉胶分子链结合，维系了网络结构。卡拉胶是一种硫酸半乳聚糖，体外实验证明其对正常细胞无不良影响，具有广谱抗被膜病毒（单纯疱疹病毒、流感病毒、非洲猪瘟病毒、艾滋病病毒等）活性。有专家将硫酸化多糖?卡拉胶与人瘤病毒16（HPV?16）E7肽疫苗联合，能产生抗原特异性反应和抗肿瘤效果，借助TLR4活化途径，可见卡拉胶还具有一定的免疫刺激功能。

终上所述，DEAE?葡聚糖和κ?卡拉胶作为DNA疫苗载体是可行的。

参考文献：