高分子材料的基本特性精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的基本特性范文

关键词：课程建设；通识选修课；教与学；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0126-03

“通识教育”（general education）是高等教育的组成部分，是一种尽可能综合的（comprehensive）教育，是所有大学生都应接受的非专业性教育，在学生接受特殊的、专业知识之前对知识的总体状况有个综合性的了解。[1，2]1999年李曼丽等人在《清华大学教育研究》中提到：“通识教育目的是培养积极参与社会生活的、有社会责任感的、全面发展的社会的人和国家的公民。”[2]为了推进以“课程建设与改革”为核心的本科人才培养模式改革，苏州大学从2014年起正式启动通识教育课程改革计划，课程建设基本要求为：适合所有学生学习的非专业课程；注重学科交叉和学科前沿；提倡教学形式和教学方法多样化；注重经典原著阅读；建设有地域特色和本校特色的通识教育课程。通识选修课程包括五大模块：文学与艺术、历史与哲学、社会科学、数学与自然科学、科技与发展。通过跨学科的体系设计，让学生广泛涉猎不同的学科领域，拓宽知识视野，培养学生跨领域、多角度思考问题能力、批判性思维能力和包容性理解能力。2014年学校通识教育课程的申报数量达93门，经过专家组两轮评审，隶属于科技与发展模块的《生活中的高分子材料》课程成为立项建设中的一门通识选修课程，并于2015―2016学年开始对全校学生开放选修。

在认真开展本课程的项目建设工作过程中，笔者在课程教学内容设计和教学方法选择方面做了一些探索与尝试，在几轮教学实践中对教与学之间存在的问题进行了思考和改进，希望能够与相关老师一起交流教学经验，共同探讨如何寻找合适的教学模式来开设全校性工程技术类通识选修课。

一、《生活中的高分子材料》课程的体系建设

1.课程的建设目标。《生活中的高分子材料》课程是面向于全校所有学生学习的非专业课程，建设目标是普及生活高分子材料常识、推广不同专业的学生去了解我们生活中不可缺少的高分子材料；科学认知高分子材料性能特点、合理健康使用各种高分子材料；从而提出新问题和新思想，推动我们国家高分子材料产业链的进一步发展。

2.教学内容及课时安排。从与我们生活密切相关的“衣”“食”“住”“行”四个方面出发，给学生介绍典型的高分子材料组成、特性及使用注意事项。主要安排如下：

第一章 绪论（2课时）。介绍高分子材料的基本概念、新型高分子材料及其研究进展。

第二章 “衣用”高分子材料（8课时）。介绍纺织行业纤维材料（天然纤维和合成纤维高分子材料），了解一些服饰用涂层高分子材料和皮革高分子材料。

第三章 “食品”相关高分子材料（8课时）。介绍食品行业用塑料（塑料薄膜、塑料瓶、塑料餐具）高分子材料，了解天然高分子（淀粉、膳食纤维、蛋白质）和合成高分子（食品添加剂）等食用高分子材料。

第四章 “家装”高分子材料（10课时）。介绍塑料家具（热塑性塑料、热固性塑料），了解涂料（墙饰涂料、木器漆、家电粉末涂料）和粘合剂。

第五章 “户外运动”相关高分子材料（8课时）。介绍橡胶（天然橡胶、合成橡胶）和橡胶制品（轮胎、篮球、运动鞋），了解高分子基复合材料（运动自行车、复合材料赛车）。

3.多元成绩评价体系的建立。开设《生活中的高分子材料》这门课程是希望通过学习来加深学生对周围高分子材料的了解，知道其利弊及正确使用方法，让高分子材料更好、更安全地为己所用；激发学生对高分子材料世界进一步探索的激情，创造高分子材料与人的和谐环境。对学生一学期学习的考核不是一张试卷来决定，而是建立多元成绩评价体系。在充分考虑不同专业学生的个性的基础上，鼓励学生从不同角度去认识高分子材料，教学成绩的最终评价体现出全面性和激励性。指标包括课堂表现（20%）、平时作业（40%）和期末小论文（40%）三大方面。（1）学生对这门课程的学习态度会明显地体现在课堂表现中。（2）针对“衣食住行”中可能碰到的高分子材料设定一些开放性作业，让学生自主选择有兴趣的高分子材料去学习，找其优缺点、使用注意事项及这类高分子材料的发展史，然后分组讨论汇报，其余同学和老师一起给予评分作为平时作业的成绩。（3）在课堂知识的基础上，期末让每一个同学对某一大类高分子材料进行综述，引用实例，从不同的专业角度去分析其利弊和发展潜力，写出自己对材料改进的需求和建议方案，按照科技小文的格式编排、撰写和打印。

二、调动学生的参与积极性

第2篇：高分子材料的基本特性范文

从19世纪中期开始到现在，经过了这么长时间的不断发展，高分子体系已经从高分子改性逐渐向高分子合成、构筑、光电功能高分子等方向转变。人们的生活也从高分子化学中受益匪浅，小到日常可见的材料、油漆以及涂料等，大到在科研研究方面使用的高分子聚合物、分离膜、酶、树脂等。现在对高分子化学的研究方向已经转向了新功能材料，在目前快速发展的情况下看，高分子化学会和其它学科相互之间相继结合穿插，一定会在纳米材料、智能等一系列研究领域中广泛使用，适应现代化可持续发展的目标，使所有研究项目都向绿色科学方向发展。

一、现如今高分子化学的发展情况

自从20世纪到现在，随着工业技术的快速发展，天然资源已经露出了疲态，科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明，在之前的40年中，使用材料的速度正在以每10年五倍增长，人类三大合成材料，其中包括塑料、橡胶、纤维，在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料，特别表现在合成材料，在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用，极大的支撑着人类的日常生活，是使国民经济持续发展的必要动力源泉。

二、高分子化学不同领域的使用分析

使用高分子化学的研究都处于高端技术领域，它的发展方向一定会和社会发展的方向和各种行业发展要求相适应。以后的高分子化学一定会其它领域相互融合，高分子材料的使用注定会减少人类对自然资源的依赖程度，逐渐向纳米、绿色和智能等方向转变，在实现可持续发展的目标中占据了非常重要的位置。

2.1 使地球更加绿色化

在现在很多工业发达的城市，天空中都会飘着非常浓郁的黑烟，对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色，在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面，我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明，化学行业中具有污染和治理两个方面的性质，可以对绿色使用材料进行研究，也可以继续对环境造成恶化。例如：在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等，在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶，若长期的进行排放，会对环境造成严重的影响，甚至会导致不可逆转的事情发生。

2.2 减少的自然资源的使用依赖

目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性，众所周知，石油是经过地球非常漫长孕育才出现的，另外，石油也是现如今人类社会非常重要的能源，石油资源现在正在快速的减少，而且不能快速的进行补充，所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源，这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节，对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制，也许这种物质就会满足一些行业的使用要求，当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以，在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度，并对使用材料和环境进行相互协调，这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况，可以对天然高分子进行利用，这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。

现在由石油合成的高分子材料，主要因为原子中以碳为主要元素，其中还含有少量的氮、氧等原子，所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断，大约有40～50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子，它的主链上都是硅原子，并且含有有机侧链的聚硅烷。

2.3 使高分子材料不断纳米化

现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多，所以，化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中，像纳米量级的片层当中，小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列，之后产生单体聚合，聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制，这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子，但是因为没有精细的方式，没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度，所以现如今很难做到对分子的精准设计，使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计，在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式，通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制，达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。

2.4 面向智能材料的高分子化学研究路线

20世纪的人类社会是以合成材料为标志的，在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化，有意识的进行调节和修复等一系列措施，这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征，简单说就是可以对外场具有反应。

三、结语

随着社会的不断发展，人类把能源、信息以及材料称为支撑科技革命的重要力量，而且材料也是能源以及信息不断发展的基础所在。从出现合成有机高分子材料开始，人类就在不断的进行研究和探索，希望可以找到使用广泛的新型材料，可以广泛的使用在计算机、生物、海洋等一系列领域当中。高分子材料正在向高性能、多功能方向不断前进，正在不断适应快速发展的今天，出现了很多功能非常强健并且广泛使用的高分子材料。

参考文献

[1]王立艳.《高分子化学》理论与实践教学的整体优化研究[J].广州化工，2012，40（4）：108-109.

[2]张宏刚.新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用[J].中国高新技术企业，2011（34）：63-64.

[3]何冰晶，王庆丰，刘维均，等.能量最低原理在高分子化学教学中的应用探索[J].高分子通报，2011（12）：141-144.

第3篇：高分子材料的基本特性范文

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。

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、生活中常见的高分子材料——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、生活中常见的高分子材料——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。

纤维素的性能：纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，能溶于铜氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和铜乙二胺 ［NH2CH2CH2NH2］Cu（OH）2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀，某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化 ，超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。

第4篇：高分子材料的基本特性范文

[关键词]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料

中图分类号：TQ320.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0274-01

传统塑料主要来自石化资源，因其不易降解和回收利用，给环境造成极大污染，并造成对石化资源的严重浪费，寻找非石油基环境友好的材料迫在眉睫，生物可降解塑料是解决这个问题的有效途径。目前研究最广泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。

一、聚乳酸（PLA）生物可降解材料

聚乳酸（PLA）是以乳酸为原料制备的高分子材料，具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和生物相容性好等特点，制品在使用后可完全降解。按单体不同，PLA分为PLLA、PDLA和PDLLA。当前国内外PLA生产企业主要以生产不同规格的PLLA为主。PLLA单独使用具有熔点低、结晶慢、耐热性差等缺点，通过与PDLA共混，可形成立构复合体，改善成核、结晶速度，提高材料耐热性。PLA可用于一次性饭盒以及其他各种食品、饮料外包装材料；可用于纤维和非织造物等，包括服装、建筑、农业、林业、造纸、医用等领域。

聚乳酸是以乳酸单体为原料经过聚合等工艺制备得到的高分子聚合物，制备方法分为一步法和两步法，一步法难以制备得到高分子量的聚合物，基本无应用价值，目前国内外厂家主要通过两步法工艺生产聚乳酸。两步法工艺需经历中间体丙交酯阶段。

聚乳酸主要生产企业：

二、聚丁二酸丁二醇酯 （PBS）生物降解塑料

PBS是以丁二酸与丁二醇为原料制备得到的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工温度较低、黏度低、熔体强度差，难以采用吹塑和流延的方式进行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性，应用受限。PbS主要用于包装、餐具、容器、一次性医疗用品、农业、生物医用高分子材料等领域。

PBS的聚合前体主要原料为丁二酸；丁二酸的生产主要是通过石化法合成， 目前丁二酸的生物制造技术是国际竞争热点， PBS（聚丁二酸丁二醇酯）是以丁二酸与丁二醇为原料经过聚合制备得到的高分子聚合物。

PBS主要生产企业：

三、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）生物可降解材料

PBAT是对苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作为一种新型的生物可降解共聚酯，PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的优点，既具有很好的热性能、机械性能，又具有生物可降解性和加工性，可以用它与脂肪族聚酯 PLA 等共混，来改善脂肪族聚酯的机械和力学性能。PBAT的加工性能与LDPE非常相似，可用LDPE的加工设备吹膜。PBAT主要用作农用地膜、垃圾袋、保鲜膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盘、杯子等。

PBAT主要生产企业：

四、淀粉基可降解塑料

淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，具有生产成本低、投资少、使用方便、可生物降解的特点。淀粉基热塑复合材料不仅具备一般高分子材料所共有的基本特性，而且具有完全可降解性，可替代当前广泛使用的塑料材料。

淀粉基生物降解塑料已有3O年的研发历史，具有研发历史久、技术成熟、产业化规模大、市场占有率高、价格较低的特点。淀粉基生物降解材料主要用作包装材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鲜膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。

淀粉基可降解塑料主要生产企业：

五、总结

目前各种生物可降解材料前景较好，但市场开拓、产品成熟度、产品性能开拓、产品应用等方面，需要时间开拓；当前石油价格低、石油基塑料产品价格优势明显，生物可降解材料同石油基材料竞争，目前还不具备条件；生物可降解材料的发展，还需要政府政策、税收优惠、市场等方面的支持；随着国内外对环保的要求越来越高，可降解材料的相关政策将会越来越好；同时随着可降解材料生产技术的提升，可降解材料的成本将越来越低。

参考文献

第5篇：高分子材料的基本特性范文

摘要：《高分子纳米材料》是我校高分子材料专业开设的一门专业选修课。在分析了课程的目的、特点和教学存在问题的基础上，详细阐述了运用视频课程、颠倒课堂、电子产品辅助教学等多元化教学手段，实现本课程的教学改革。

关键词：高分子纳米材；教学改革；颠倒课堂

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0080-03

一、引言

纳米科学与技术是20世纪80年代末期兴起的，经过三十多年的发展，纳米技术已逐步迈出实验室走向市场，其商业化应用在全球范围内迅速展开。全世界都认识到，纳米技术将引起新一轮的产业变革，未来拥有并掌握纳米技术及其应用的国家将更具备核心竞争力。纳米材料科学是涉及到凝聚态物理、胶体化学以及材料的表面和界面等多门学科的交叉科学，而高分子纳米材料同样是涉及高度交叉的综合性学。纳米结构的聚合物材料由于尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应使材料具有独特的性能而在机械、光、电、磁、微处理器件、药物控释、环境保护、纳米反应器及生物化学等方面具有广阔的应用前景[1]，从而掀起了对纳米结构聚合物材料研究的热潮。在纳米科技迅速发展的大背景下，很多高校的材料专业开设了“纳米材料”或“纳米技术”相关课程[2-3]。但据作者所知，江南大学是少数对高分子材料专业开设《高分子纳米材料》课程的高校之一，笔者结合自己的授课经验以及《高分子纳米材料》课程的特点，从其现在面临的题及采用多元化教学手段等方面研究探索该课程的教学改革。

二、课程特点及现有问题

《高分子纳米材料》课程介绍高分子纳米材料的独特性能、制备方法，并将其和学科发展前沿联系起来，主要教学内容侧重如下几个方面：（1）高分子纳米材料的基础知识（包括基本效应、特殊性质）；（2）高分子纳米材料的制备方法；（3）高分子纳米材料的表征方法；（4）特殊功能的纳米材料（如高分子纳米复合材料、高分子纳米涂料、生物医用高分子纳米材料、光/电/磁性高分子纳米材料、超疏水/疏油（双疏）性高分子纳米材料）；（5）高分子纳米材料的应用及生物安全性问题。涉及较多的应用研究型内容、既有理论又有实践，强调理论和实践的结合，且课程的知识点较多，知识的交叉性强。

本课程的开设旨在为具有高分子材料与工程学科背景的学生增加纳米科学及技术的基础知识。通过学习本课程，学生对高分子纳米材料的发展趋势和研究热点有了很深的理解，涉猎了未来高分子纳米材料的重大学科领域。学生的创新思维以及能力得到了不同程度的提升。

作为典型的交叉学科，《高分子纳米材料》课程的教学具有一定的难度。首先，课程内容涉及知识面广，该课程主要解决以下问题：“什么是纳米技术”、“怎么制备高分子纳米材料”、“高分子纳米材料的特殊功能”等，而特殊功能性就包括了光/电/磁性、pH/温度响应性、超双疏性等多部分内容。因此难于在有限的课堂教学时间内全面系统地深入介绍学科内容，容易导致没有节制的填鸭式教学，使学生无法在短时间内消化，影响后续课程的学习。如何准确把握课程的基础理论框架，引导学生开展自主学习，是授课教师在设计课程内容时需要解决的重要问题。其次，课程内容前沿性强，知识更新速度快，研究热点不断变化，新的研究方向与研究成果层出不穷。这就需要授课教师投入更多的时间和精力纵览多个学科的发展，以便能够站在学科的前沿引领学生去认知和创新性思考。再次，内容抽象，尽管纳米材料这门课较新，学生们兴趣较高，但在讲授过程中缺乏实物，无法为学生带来更直观的感觉，从而影响了学生进行独立的思考、个性思维的发展和创新能力的培养。

三、课程教学手段改革

为提高课堂教学质量，提高学生的综合能力，以使学生成为适应社会发展需要的复合型人才，教师必须转变教学理念，激发学生的学习兴趣、主动性、积极性[4]。

（一）课堂多样化教学法

传统教学方式中，老师在课堂上满堂灌，使学生缺乏思考，觉得学习枯燥无味，丧失学习激情。因此，应结合不同的教学内容，授课教师运用“提问式”、“讨论式”等方式方法结合起来讲授，注重与学生的互动。对于理论性较强的内容，多采用图片形式展示，如结合Photo Shop、AutoCAD等绘图软件制作一些多媒体教学课件，根据需要进行拆分和组合讲解，增强学生的直观认识，达到传统教学手段无可达到的演示效果。同时，注重语言的深入浅出，或理论联系实际，如在介绍超双疏高分子纳米材料部分课程时，从自然界中的荷叶效应开始解释，说明荷叶结构与性能关系，从而引入超双疏高分子纳米材料，在快速理解的同时，激发学生的学习热情和投身其研究的兴趣。

视频课件内容丰富、信息量大，教师可以制作或下载相关教学视频，引入更多与课程相关的新知识、新技术和新成果。如介绍生物医用高分子纳米材料在药物缓释领域的应用时，纳米材料怎样进入体内病变部位，怎么靶向、释放药物，达到治疗的效果，如果没有视频，学生很难理解、很难想象；而通过视频将其原理、过程更直观、更形象的展现在学生面前，让学生更容易、更有兴趣地去学习并掌握知识点。

另外，对于相关制备技术与创新应用方面，则要重视启发――探究式的教学，注重理论联系实际以及学生创新思维和能力的培养，比如对于高分子纳米材料的测试表征手段的教学，教师可以结合实验教学，带领学生参观所学习的相关仪器设备，动手操作仪器，这样既可以提高学生的学习兴趣，又可以巩固所学的理论知识，其实践能力也可以得到培养。

（二）颠倒课堂教学法

颠倒课堂教学法坚持“以学生为中心”的教学理念，借助于信息技术在时空上颠倒传统教学中教师的知识传授与学生的知识内化过程，让学生可以在家或课外通过观看教学教案、教学视频中教师的讲解，自主完成对新知识的学习，课堂上教师通过设计一些真实的问题情境，组织学生协作探究解决问题的方法，而学生可以通过与教师、同伴的交流讨论，实现对知识的吸收与深化[5]。颠倒课堂在国外已经取得了较好的效果，而在国内还鲜少尝试。

在《高分子纳米材料》课程中，可以根据需要有选择的对部分教学内容进行颠倒课堂。我们根据前期对学生的调查，学生们一致对生物医用高分子纳米材料非常感兴趣，有很多的问题想了解，如果还是以传统法教学，则无法较好的和他们讨论、回答他们问题，无法满足他们的好奇心。因而，在进行这部分内容教学时，可以采用颠倒课堂的方式。首先在班级的微信群或QQ群里上传教学PPT及相关视频，学生通过学习后，对生物医用高分子纳米材料的发展概况、基本知识、结构设计有了一定的了解；在课堂上，学生先提出问题，分组交流讨论、教师参与讨论；教师最后再补充知识、总结学生问题的基础上，再设计问题让学生深入思考，解决问题。

（三）教学与科学研究复合的教学法

为培养学生应用所学的知识解决实际问题的能力，教师可以将教学与科学研究进行复合。如结合教师们的课题，把最新的科研成果有机地融入课堂教学中，为学生讲解具体的高分子纳米材料制备及性能研究，并让其参与其中，将研究的样品实际展示给学生，调动学生兴趣，突出高分子纳米材料的趣味性、理论性、科学研究性和前瞻性，并加强学生的自主创新意识和科研能力。

另外，邀请国内外高分子纳米材料专家做专题报告和前沿讲座，使学生能够及时了解前沿技术与l展动态；结合教学内容，提出本学科的研究热点问题，与课堂讨论相结合，不仅增强了师生间的互动、活跃了课堂氛围。

（四）借助智能电子产品建立学习平台

21世纪以来，各类高大上的电子产品，如iPad、手机等已成为年轻人须臾不可离的随身之物，这类电子产品极大的分散了学生上课的注意力及降低了学生对学习的兴趣和主动性，因而一直不被教师、家长看好，将之拒于学校与课堂大门之外。然而，随着数字校园向智慧校园的迈进，手机的这种应用及趋势只会越来越频繁，全面禁止大学生在教学过程中接触手机只会适得其反。因此，应顺应学生的心意，改革和完善现行教学方式，在课堂教学、课后练习中有效利用智能电子产品，使其成为辅助教学的良好工具[6]。

在《高分子纳米材料》课程教学中，我们建立了班级QQ群、微信群，通过群平台进行信息、专题讨论、资源共享等，有利于及时消息、正确引导学生、掌握学生动态。教师对根据学生的学习能力、反馈信息，提供个性化的教学要求和实施目标。

微信公众号平台经常相关的知识、发展动向、微课等内容，这是一个可以让学生在课后补充学习的平台。因而，要求学生关注如“纳米人”、“高分子科学前沿”等公众号，认真学习和掌握高分子纳米材料的发展动向。同时，智能手机中的一些APP也对我们课程有很好的帮助，如ACS Mobile、RSC Mobile等，旗下杂志一有新的研究进展及时更新至APP中，让学生更及时了解高分子纳米材料的研究动态与最新成果。

四、结束语

作为本世纪最瞩目的前沿科技研究热点之一，高分子纳米材料也取得了长足发展，很多新的高分子纳米材料产品如高分子纳米涂层、高分子复合材料、药物缓释纳米材料等从实验室走向实际应用，成为保障人类生活和工业发展的重要基础。《高分子纳米材料》课程教学内容的选择要充分考虑到广度和深度的统一、基础和前沿的兼顾、新旧内容的衔接、理论联系实际、巧用电子产品的资源等多个方面。在整个教学过程中，学习者表现较积极，能主动发言并积极参与讨论，各个小组的汇报效果也较好，能够激发学习者的学习兴趣，培养学生创新意识及创新能力。

参考文献：

[1]Vikas Mittal.Advanced Polymer Nanoparticles，Synthesis and Surface Modifications.2011，CRC Press，Taylor & Francis Groups.

[2]刘玉芹，杜高翔，杨静.《纳米材料》课程教学内容与教学方法探讨[J].科技教育创新，2008（3）：210-211.

[3]李本侠，王艳芬，胡路阳.浅论“纳米材料与纳米技术”[J].课程教学研究.2014，40（1）：72-74.

[4]白绘宇，罗静，倪才华，东为富，刘晓亚，陈明清.高分子流变学教学的探讨-借鉴美国大学高分子流变学课程教学经验[J].2015，（7）：89-93

第6篇：高分子材料的基本特性范文

【Abstract】 AIM: To evaluate the biological safety of polypyrrole film electropolymerized on Tisubstrates for possible use as dental implant. METHODS: The biological safety was evaluated through the experiments including hemolysis test， shortterm systemic toxicity test， oral mucous membrane irritation test and cytotoxicity test (MTT test). RESULTS: The material had no hemolytic activities. The shortterm systemic toxicity test results showed that no histopathological changes were found in the vital organs such as heart， kidney and liver of tested animals. No local response was observed in the oral mucosa membrane irritation test. MTT revealed that L929 cells grew well in the extract and the grade of cytotoxicity was zero. CONCLUSION: The Tisubstrates coated with polypyrrole film have good biological safety.

【Keywords】 dental implants; polypyrrole; biological safety; biocompatible materials

【摘要】 目的： 评价纯钛表面聚吡咯涂层的生物安全性，为口腔种植体表面改性提供依据. 方法： 分别通过溶血试验、口腔黏膜刺激试验、细胞毒性试验（MTT法）和急性全身毒性试验，初步评价纯钛表面聚吡咯涂层的生物安全性. 结果： 纯钛表面聚吡咯涂层材料无溶血现象，不影响凝血功能；短期全身毒性实验的受试小鼠心、肾、肝的组织切片均未见病理变化；口腔黏膜刺激实验未见异常组织学反应；MTT试验显示L929细胞在涂层浸提液中生长良好，细胞毒性为0级. 结论： 纯钛表面聚吡咯涂层材料具有良好的生物安全性.

【关键词】 牙种植体，聚吡咯，生物安全性，生物相容性材料

口腔种植修复是目前最具前景的义齿修复手段，如何在种植创愈合初期，促进成骨细胞在种植体表面早期地附着生长，完善地表达其成骨功能是提高种植体与骨组织结合效率的关键. 在纯钛种植体表面固定生物活性大分子能够提高材料的生物相容性，使纯钛种植体既有骨传导作用，又具备骨诱导活性. 然而作为金属材料，纯钛表面不可能同高分子材料一样具有丰富的反应性功能基团来连接侧链、配基或生物活性分子，这成为了制约纯钛种植体表面生物有机修饰的瓶颈［1］. 聚吡咯(Polypyrrole， PPy)，是一种能够表现出半导体和导体的许多光、电、磁特性的导电高分子聚合物，能够在金属表面形成良好的结合［2-3］. 因此，在纯钛表面制备PPy涂层，有望增加其表面的有机修饰活性位点，提高口腔种植手术成功率. 我们利用对纯钛进行表面涂层改性，初步探索其生物安全性，为这一新型材料的后续应用研究奠定基础.

1材料和方法

1.1材料6 mo龄新西兰大耳白兔1只，雄性，体质量1.5 kg (第四军医大学实验动物中心)，昆明成年小白鼠16只，体质量18～22 g（第四军医大学实验动物中心），60～70 d金黄色地鼠10只，体质量140～160 g (西安交通大学动物实验中心)，小鼠结缔组织成纤维细胞L929 细胞株（第四军医大学口腔生物实验室），钛材TA2(Ti 西北有色金属研究院)，对甲苯磺酸钠(ToSNa，西安化学试剂厂)，Pyrrole(Py，美国Sigma公司)， 217型KCl饱和甘汞电极(上海化学试剂厂)，ZF5型恒电位仪(上海正方电子电器有限公司)，JSM840型扫描电镜(日本Jeol公司)，BX41型光学显微镜(日本 Olympus公司)，MPSUV260型紫外分光光度仪(日本 岛津公司)，酶联免疫检测仪（美国BioTek公司），DMEM培养液（美国Gibco BRL公司），胎牛血清（浙江金华清湖犊牛利用研究所），胰蛋白酶（上海浦东生化试剂厂），MTT（美国Sigma公司）.1.2方法

1.2.1纯Ti表面PPy涂层制备与表面形貌观察将TA2加工成直径18 mm，厚1 mm的圆型试件，金相砂纸从280#逐级打磨至800#. 激光焊接机将直径0.3 mm Ti丝焊接于圆型试件侧面，作为工作电极引线. 采用ZF5型恒电位仪在Ti试件表面恒电流电化学聚合PPy，聚合电流密度控制为1 mA/cm2. 电解液为0.1 mol/L对甲苯磺酸钠、0.1 mol/L Pyrrole水溶液，pH值为4.0左右. Ti试件为工作电极，铂片为对电极，217型KCl饱和甘汞电极为参比电极. 涂层厚度由聚合过程中通过的电量来计算. 每通过100 mC/cm2单位面积的电量大约生成0.28 μm厚度的PPy涂层［4］. PPy涂层厚度均控制为100 μm. 采用JSM840型扫描电镜进行表面形貌观察.

1.2.2溶血试验将10个Ti表面PPy涂层试件无菌试管完全浸没于20 mL DMEM培养液中，置于37℃培养箱中72 h，获得浸提液. 心脏穿刺抽取新西兰大耳白兔血10 mL，立即加入20 g/L的草酸钾0.5 mL，抗凝，取8 mL兔血加入10 mL生理盐水中稀释备用. 实验分为3组，每组平行3份试样. 阴性对照组： 0.2 mL稀释兔血加入10 mL生理盐水；阳性对照组：0.2 mL稀释兔血加入10 mL三蒸水；涂层实验组： 0.2 mL稀释兔血加入10 mL浸提液. 37℃水浴60 min，离心，取上清. 在MPSUV260型紫外分光光度仪上测A540 nm值. 溶血率计算公式为：溶血率（%）=（实验组A540 nm-阴性对照组A540 nm）/（阳性对照组A540 nm-阴性对照A540 nm）×100%. 溶血率大于5%则预示阳性结果.

1.2.3急性全身毒性试验将PPy涂层用锋利刀片从Ti表面刮下，研磨粉碎后高温高压消毒，无菌条件下配制成100 g/L生理盐水混悬液，使用前37℃下保持1 h. 选用昆明小鼠随机分配为Ti表面PPy涂层实验组和阴性对照组，每组各8只. 实验组采用胃内针给药，1 g/kg. 对照组给以等量的生理盐水. 连续给药7 d，停药后继续观察7 d. 每日检查动物的临床中毒体征，并予以记录. 停药7 d后，采用颈椎脱臼法将动物处死. 取动物心、肝和肾，多聚甲醛固定，常规HE染色后BX41型光学显微镜下观察.

1.2.4口腔黏膜刺激试验将金黄色地鼠腹腔注射10 g/L的戊巴比妥钠麻醉动物，消毒，铺巾. 用医用缝合线将试样穿颊黏膜缝合固定到颊囊黏膜上，每只固定经消毒备用的2个试样，左侧为实验组Ti表面PPy涂层试件，右侧为作为阴性对照的Ti试件. 术后每日观察黏膜组织反应及试样在位情况，即试片周围有无充血、糜烂、肿胀等. 术后14 d处死动物，取与材料接触的颊囊部全层组织，HE染色，BX41型光学显微镜进行观察.

1.2.5细胞毒性试验按照CB/T16886.52003 《医疗器械生物学评价》体外细胞学毒性试验的试验方法进行［5］. 选择L929细胞为受试细胞株，实验前用PBS新鲜配制MTT溶液，微孔滤器过滤除菌，4℃保存. 取对数生长期的细胞系，常规胰酶消化后制备成单细胞悬液，调整细胞密度为1×106 L，接种细胞于96孔培养板（100 μL/孔，n=5），置于5 mL/L CO2， 37℃培养箱中，在饱和湿度条件下培养48 h. 然后将浸提液加入各实验组（150 μL/孔）. 阴性对照为DMEM培养基，阳性对照为1 mL/L苯酚，常规培养. 培养12， 24， 48 h后酶联免疫检测仪测定A570 nm值，并计算出各组的A570 nm均值及细胞增殖百分率（P%）. P%=各浓度组A570 nm均值/阴性对照组A570 nm均值×100%. 按照CB/T16886.52003标准，P%可分为6级： >100%为0级；75%～100%为Ⅰ级；50%～74%为Ⅱ级；30%～49%为Ⅲ级；15%～29%为Ⅳ级；0～14%为Ⅴ级. 只有细胞毒性为I级或0级的生物材料才能用于体内实验.

2结果

2.1Ti表面PPy涂层扫描电镜观察高倍镜下可见PPy涂层呈现典型的菜花样、结节样颗粒. 颗粒大小为0.5～1.5 μm左右，颗粒间的孔径大多约在1～2 μm之间（图1）.

图1Ti表面聚吡咯涂层形貌SEM ×2000

2.2溶血试验各测试组光吸收度测定值见表1，以每组测定值的平均数计算溶血程度，溶血程度为1.49%，小于5%，即Ti表面PPy涂层无溶血反应.

2.3短期全身毒性试验所有小鼠在胃内灌入混悬液后2 wk内一般情况良好，活动、进食情况正常，体质量无下降，无步态不稳、惊厥、瘫痪、呼吸困难等不良反应，无死亡. 各组小鼠心、肾、肝的组织切片均未见细胞变性、坏死等病理变化，实验组与对照组无差异.表1各实验组光吸收度测定值 2.4口腔黏膜刺激试验各组金黄色地鼠进食、饮水正常，毛发光泽，反应灵活. 肉眼观察，材料接触处口腔黏膜表面未见明显充血、肿胀、糜烂或溃疡. 组织切片观察，Ti阴性对照组，颊黏膜的黏膜上皮排列整齐，细胞形态正常，较少量炎性细胞浸润，黏膜下结缔组织中有少量血管扩张和充血. Ti表面PPy涂层实验组颊黏膜各层细胞排列整齐，较少量炎性细胞浸润，黏膜下结缔组织中有少量血管扩张和充血（图2）. 实验组与阴性对照组的组织学观察结果相似，均未见明显异常反应.图2Ti表面聚吡咯涂层植入颊黏膜后组织反应×100

2.5细胞毒性实验结果各组A570 nm值，细胞增殖率及细胞毒性分级见表2. 倒置相差显微镜观察阳性对照组，正常细胞形态消失，核固缩或溶解，而实验组细胞形态良好，细胞折光性强，与阴性对照组相似，并可见多个分裂相细胞，表明细胞生长旺盛. 细胞毒性测试为0级，说明Ti表面PPy涂层对L929细胞无抑制作用.表2各实验组细胞增殖率及细胞毒性分级

3讨论

纯钛种植体在体内，直接也是最先与组织、细胞相接触的是材料的表面. 材料的表面性质影响细胞的吸附、增殖、分化等一系列反应. 学者们一直致力于将一些有生理功能的物质如蛋白质、多肽、酶和细胞生长因子等固定在纯钛种植体表面，充当邻近细胞、基质或可溶性因子的配基或受体. 这种在种植材料表面引入具有诱导骨组织再生的活性因子、细胞或活体组织的方法称为生物材料表面有机修饰. 它能够极大地改善材料的生物学性能，是实现材料良好生物诱导活性的根本途径［5-6］. 然而，金属材料表面与高分子材料完全不同的性质决定了其几乎不存在任何反应性功能基因来连接侧链、配基或生物活性分子，这是钛基金属表面生物有机修饰的技术难点.

长期以来，高分子一直被视为结构材料和绝缘材料. 1971年日本化学家白川英树在用齐格勒―纳塔催化剂合成聚乙炔时发现，当聚乙炔与I2，AsF5等反应之后，电导率达到1×102～1×103 S/cm. 传统意义上的绝缘体竟然表现出半导体和导体的许多光、电、磁特性，这对经典的材料分类法和导电理论是巨大的挑战和突破，也意味着新的一代功能高分子的诞生. 鉴于这类聚合物表现出的传统高分子材料所不具备的导体、半导体、铁磁体、发光体等的特性，这类功能高分子被称为导电聚合物（conducting polymers）或合成金属（synthetic metals）. PPy就是其中发现较早并经过系统研究的导电聚合物之一［7］. 因此，我们试图通过PPy的导体特性同钛金属基底形成良好的结合，同时又利用高分子材料表面反应性功能基因丰富的特性来进行生物材料表面有机修饰，从而增强钛种植体的生物活性.

对生物材料安全性的评价方法较多，国际标准化组织公布的医疗器械生物学评价试验指南(ISO标准，1997)中基本评价的生物学试验包括细胞毒性、致敏、刺激或皮内反应、全身急性毒性、亚慢性亚急性毒性、遗传毒性、植入、血液相容性等［8-9］. 我们选择了溶血实验、短期全身毒性实验、口腔黏膜刺激实验和细胞毒性试验4种较为常见的生物学试验方法. 其中细胞毒性检测采用MTT试验法，原理为MTT可被线粒体上的脱氢酶还原成蓝紫色结晶，经有机溶剂二甲基亚砜等溶解后可使用分光光度计测定MTT结晶物的染色浓度，从而评价细胞的增殖率和死亡率，操作简便、快速，能够灵敏反映细胞受损害的程度. 我们的结果表明纯钛表面聚吡咯涂层材料不引起溶血反应，不干扰细胞功能，对口腔黏膜显示无刺激性，无短期毒性作用，具有可靠的生物安全性，是一种具有良好生物相容性的材料，具有进一步应用于钛种植体材料表面改性研究的广阔前景.

【参考文献】

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［7］ 何天白， 胡汉杰. 功能高分子与新技术［M］. 北京: 化学工业出版社， 2001:110-118.

第7篇：高分子材料的基本特性范文

胎冠：胎冠用耐磨的橡胶制成，它直接承受摩擦和全部载荷，能减轻帘布层所受的冲击。并保护帘布层和内胎，以免其受到机械损伤。胎面上有各种凹凸花纹，以保证轮胎与地面的附着性能，防止轮胎滑移。轮胎胎面的花纹对汽车使用性能有非常重要的影响，因此在选用轮胎时必须足够重视轮胎的花纹。胎肩：胎肩是较厚的胎冠与较薄的胎侧之间的过渡部分。它除了起到保护帘布层的作用外，表面一般还制有各种花纹，以利于防滑和散热。胎侧：胎侧是贴在帘布层侧壁的较薄的一层橡胶层，它可承受较大的扭曲变形，其作用是保护帘布层免受机械损伤和水分侵蚀。

2）帘布层

帘布层是外胎的骨架，也称胎体。其主要作用是承受载荷，保持外胎的形状和尺寸，使外胎具有一定的强度。帘布层通常由多层挂胶帘线用橡胶粘合而成。为了使负荷均匀分布，帘布层数多为偶数。帘布层数越多，其强度越大，但相应它的弹性随之降低。一般帘布层数都标在外胎的表面上。帘布材料一般有棉线、人造丝线、尼龙线和钢丝等。现在多采用聚酰胺纤维和钢丝作帘线后，在轮胎的承载能力相同的情况下帘布层数可以减少，这样既减少了橡胶的消耗、提高了轮胎的质量，又降低了滚动阻力，延长了轮胎的使用寿命。

3）缓冲层缓冲层位于胎面和帘布层之间，一般用两层或数层较稀疏的帘线和弹性较大的橡胶制成，所以其弹性较大，能缓和汽车在不平路面上行使时所受的冲击，并防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离。

4）胎圈胎圈由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成，具有很大的刚度和强度，可使轮胎牢固地装在轮辋上。斜交轮胎的结构及特点

斜交轮胎是一种老式结构的轮胎。外胎是由胎面、帘布层(胎体)、缓冲层及胎圈组成，帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层挂胶布(帘布)用橡胶贴合而成，帘布的帘线与胎面中心线约呈35度角，从一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。由于帘布层的斜交排列，增加了轮胎的强度。在适当充气时，能保证轮胎具有适当的弹性，足够的承载能力，能满足汽车对轮胎的使用要求。如果选用尼龙、聚脂纤维或纲丝等高强度帘线材料时，可大大提高轮胎的负荷承载能力，改善轮胎使用性能，是现代汽车常用的一种轮胎。『科伦电子科技(河源)有限公司『成立于公元2000年，为一专业高分子电路保护组件设计及制造公司，主要产品包括插件型(Radialtype)、叠片型(Straptype)及表面接着型(SMDtype)等高分子正温度系数(PPTC)可复式保险丝(又称为热敏电阻)。本产品广泛应用于消费性电子产品、计算机主机板及相关组件、计算机外设产品、锂电池、镍氢电池、通讯电子产品、汽车电路以及其它工业产品之电流过载保护。本公司拥有全系列PPTC可复式保险丝之开发能力及生产技术，质量系统己通过ISO-9001认证，产品已分别获得UL及TUV认证，并已申请多项国内外产品专利。除了现有已生产之各类型可复式保险丝外，本公司亦可为客户提供特殊规格之PPTC产品(例如：无铅产品)。公司经营理念：科技之价值在于改善人类生活，因此科伦电子有限公司非常重视客户之需求及员工之期望。我们藉由良好的团队合作并全部的活力发挥来生产一流的产品，并积极研发新产品开发新的应用领域。公司的品质政策与环境方针品质政策：从我做起，尽职尽责，满足客户要求。环境方针：遵守法规，减废除污，资源回收，从我做起。高分子正温度系数热敏电阻相关知识PPTC是指电阻系数在某一相转移温度急剧升高，到达其室温电阻系数的数万倍或者几十万倍以上的电子元件，使用半结晶热塑性能高分子材料为基材，添加导电颗粒，经过适当混炼加工处理而成，使其具有PTC特性。PPTC作动原理：PPTC是由高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。常温下，正常工作电流通过PPTC内部时，高分子聚合物与导电粒子材料高密度的结合在一起形成结晶状的结构，此时PPTC处于低阻值的分子状态，PTC工作正常内阻在10mΩ--5Ω之间。当PPTC两端出现短路/破坏性大电流时，串联中的PPTC消耗功率P="I"2R开始增大，PPTC瞬间产生大量的热量，使PPTC内部高分子聚合物温度急速上升，导致急剧膨胀，同时开始结晶形成胶状体，导电粒分子健开始断裂，阻断由导电粒子材料形成的通路，此时PPTC内阻值达到KKΩ级数值。从而有效的限制短路电流/破坏性大电流通过PPTC，电路回路处于断开状态。此时PPTC处于高温高阻状态，经过有效试验24小时是时时处于高阻值状态。当故障电流排除后，PPTC内部材料温度降低，高分子聚合物重新结晶，导电粒子材料开始导通。整个工作电路恢复正常。PPTC自动恢复，无需人工更换。经过试验连续保护1万次不失效。又称万次保险丝。可以完全取代普通热熔断体。PPTC应用原理：传统保险丝作为过流保护，仅能保护一次，烧断了就需更换。而作为新型过流保护元件的可恢复保险丝具有过流保护，自动复原双重功能：过流保护PPTC元件串接在电路中，正常情况下，呈低阻状态，保证电路正常工作；当电路发生短路或窜入异常大电流时，PPTC元件的自热使其阻抗增加把电流限制到足够小，起到过电流保护作用。自动复原当产生过电流的故障得到排除，PPTC元件自动复原到低阻状态。这既避免了维护更换，也避免了可能引起电路损坏的持续循环的开闭状态。PPTC可恢复保险丝具有过流保护，自动复原双重功能的原因是由于其特殊的构造。PPTC可恢复保险丝是又高分子聚合物及导电材料等混合制成。正常情况下，导电材料通过聚合物材料构成三维导电通道，PPTC阻值很小；当有异常大电流通过时，PPTC元件温度迅速上升，聚合物材料随即膨胀，使得导电通道断开，引起阻抗剧增，通过的电流变小，电路如同断开，达到保护目的。当异常大电流消失后，PPTC的自热不足以维持其高阻状态，其阻抗又恢复到低阻状态。与传统保险丝相比，具有可自复，体积小，更坚实的优点。PPTC生产制程：配料，混炼，压片，贴合，辐射交联，再复合电镀，文印，最后包装入库；电性参数有Vmax，Ihold，Itrip，Rmax，R1max，Rmin，以及P（d）；相关测试有holdcurrenttest，humidityagingtest，timetotriptest等等。选购PPTC器件的六个主要考虑要素：1．外形尺寸。为适应终端产品的要求，自复位保险丝供应商针对同一参数产品开发出了多种封装形式的PPTC器件，包括不同规格轴向、径向插装以及表面贴装等形式，用户需要根据组装工艺及设计确定器件的尺寸。

2．额定电压。PPTC的额定电压应不低于电源电压，同时还要大于失效电压，因为当断路发生时它是电路上电阻最大的部件，整个电路电压都可能施加在它的两端。

3．额定保持电流(工作温度下)。保持电流是指PPTC在室温下保持不发生断路的最大电流，因为PPTC是一种热敏器件，所以温度升高时保持电流将下降，用户应向供应商索取不同温度下的保持电流数据，并考虑最终使用环境温度带来的影响。4．响应时间。供应商还应该提供PPTC器件在不同电流下发生断路的响应时间，当过电流发生时，用户对器件的基本要求是赶在线路其它部分损坏前将电路断开。注意有时候某些系统在上电时有一个来自电容或马达的浪涌电流，通常它的能量还不足以使PPTC器件断开，但在其它正常工作范围必须能够及时做出反应。

5．最大击穿电流。最大击穿电流是指使PPTC器件始终保持断路的电流值，用户应确保该值大于系统可能出现的最大电流。

6．断路功耗。功耗太大的器件在断路时会产生较高热量，相应也有较大漏电流。该特性在便携式产品中尤其需要考虑。复合电镀知识简介通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层就是复合镀层。这种制备复合镀层的方法，称之为复合电镀。复合电镀可以在一般的电镀设备、镀液、阳极等基础上略加改造（主要是增加使固体颗粒在镀液中充分悬浮的措施等等），就可用来制备复合镀层。对复合镀层的分类，如以构成复合镀层的组分来分（所采用的基质金属），则可区分为镍基复合镀层、铜基复合镀层、银基复合镀层等等。镍基复合镀层是当前应用最广的一种复合镀层。复合镀层的基本成分分为二类：一类是通过电化学还原反应而形成镀层的那种金属，称为基质金属；另一类则为不溶性固体颗粒，它们通常是不连续地分散于基质金属之中，组成一个不连续相。它们可以是无机颗粒，如金刚石、石墨、各种氧化物（如Al2O3、TiO2，ZrO2）、硫化物（如MoS2）、硼化物、氮化物（如BN）、硫酸盐、硅酸盐等；也可以是有机颗粒，如聚四氟乙烯、尼龙、氨基甲醛树脂等。此外，金属粉（如镍、铝、铬、钨粉）也可以做为与基质金属共沉积的颗粒。由于复合电镀是一种特殊的电镀工艺，为了获得合格的复合镀层，必须注意以下两个方面：一是固体微粒的选择和制备；二是选择合理的设备，使固体微粒在电沉积过程中能够均匀地悬浮在镀液中。在制备固体微粒之前，通常还要对其粒径大小和分布进行测定。测定的方法主要有筛分法、显微镜法、重力沉降法、离心法、电感应法、气体透过法和气体吸附法等。固体微粒在使用前还需用表面活性剂对其进行润湿处理，使固体微粒亲水，同时还应视情况在镀液中加入一定量的阳离子表面活性剂。它们能大量吸附在微粒表面，使其带正电荷，较顺利地在阴极上电沉积。设备及其操作1．SHR高速混合机（张家港亿利机械有限公司）。SHR系列混合机设计先进，操作方便，安全可靠。体积小，重量轻，效率高，能耗小，噪音低。混合过程：首先称量物料，再在500转每分钟的转速下预混合5分钟，然后在1500转每分钟下混炼15分钟，最后取出混合均匀的物料。2．Bartender塑谱仪的评价功能：（1）高分子材料的熔融行为。

（2）高分子材料的热安定性和剪切应力的安定性。

（3）交联性高分子材料的硬化流动(flowcuring)行为。

（4）类橡胶材料与橡胶材料的硬化流动行为。

（5）导电材料中碳黑的加入時间。

（6）聚氯乙烯(PVC)对可塑剂的吸收情況。

（7）粉体原料对液体原料的吸收状况。

第8篇：高分子材料的基本特性范文

【关键词】特性 设计标准 防火安全间距

在当今工业科技快速发展中，精细化工成为化学工业快速发展的一个重点项目，无论是在政策还是资金都是重中之重。但至今唯一的不足就是精细化企业并没有想象中的那么完善，还是有一定的缺陷和不足，面对这些不足和缺陷，国家已经实施了三年计划来弥补这些问题，进行合理的改革和防护，并进行精细化工列入研制目录之中。将《化学工业区精细化工项目消防安全技术咨询报告》作为一个模子，来完善细化工的特性与防火间距的首要标准。

1 精细化工与基本石油化工

精细化工产品主要有两大类，第一类是精细化工产品，第二类是基本石油化工产品。第一类精细化工产品首要是对于石油的特定功能和用途进行划分，多种技术密集，额外附加值，小量批量，较多品种的精细化工产品，这类精细化工产品为了不一样的工业区所大量应用的必要的消费产品和辅助产品，这类产品有医药及涂料、试剂等功能高分子材料在内。基本石油化工产品这一类产品主要是原料经初级或者次级制作成大吨位重要化工产品，比如苯、乙烯、甲醇、丙烯、环氧乙烷、醋酸等等产品，是制作很多大吨位重要化工产品的中间体或者原料。精细化工产品和这些石油化工产品虽然都是化工产品，但不同的是一者是上游产品另外一者是下游深加工产品，两者相互依赖又有一定区别。精细化工和基本石油化工之间是延伸关系，精细化工和基本石油化工既有相同的部分，又有一定的区别所在。

2 火灾危险程度

在工业生产中所使用的生产过程中的产品或者副产物的成分或者原材料决定了火灾危险级别。在一些大的工园区精细化工项目中，例如上海化工园区精细化工项目，火灾的危险属性甲、乙类各占80%左右。有机精细化工产品基本是将石油化工进行深加工作为原材料，一些工业精细化工加工的原材料有五百种之多的划分，甚至一个产品原材料就多达十几种，主要是聚氨酯、醇、烯、酮、氯、烃、烷、醚、氟、等，有的产品还包含了一些试剂、助剂以及表面活性剂和抗氧化剂等等一些易燃的有机溶剂材料。还需要注意的一点事原料火灾危险类别即使不属于高级别，但是副产物归类为甲类或乙类，所以需要一视同仁。很多爆炸案都可以得出一个结论，基本石油化工和精细化工都是易燃易爆的产品，这是制定探析精细化工的特性与防火间距的重要环节。

3 精细化工的特性

3.1 多品种

我国目前的精细化工产品已有十万多种，精细化工产品具有不同的特点，根据《关于精细化工产品分类的暂行规定》，精细化工产品包括了染料、农药、颜料、涂料（包括油漆和油墨） 及高纯物和试剂、磁性材料、感光材料等等）、日用化学品、化学药品和功能高分子材料、食品和饲料添加剂等等十一大类，两万至三万的品种合计三十多个类别划分，超过了我国的四万个化工行业产品品种一半之多。企业其精细化工产品包含农药、医药、涂料、表面活性剂、功能性高分子材料、粘胶剂、阻燃剂等六十多个品种，十四个大类。

3.2 小规模

（1） 当今的工业精细化产品的用量不大、专用性强、效能高，在市场中寿命比较短、有十分快的更新速度。较小批量的化工工业试剂较少，跟较大吨位规模基本化工相比较不一样，基本只是较大化工试剂的很少一部分，例如上海一家精细化工企业，这家小工业的试剂仅8t左右，却是数千吨级的大生产规模。

（2） 一些精细化工企业设置容量较小的可燃液体储罐，位于上海某地区的一家化工园区包含甲和乙两种类别液体储罐，甲、乙两种储量只有200m3左右，按照《石油化工企业设计防火规范》来区分，只相当于条例规范的装置储罐。但是根据国家标准《建筑设计防火规范》划分可燃液体的容质量。

（3）精细化工企业占地面积相对较小，据统计一般精细化企业占地面只有积2-3ha左右，更小的精细化工企业才1ha，大的精细化工企业不到5ha，场地都留有一定的发展用地。

3.3 操作条件温和

相比石油化工的高压高温的特点，精细化工企业操作条件更加温和。而且多为间歇式、复配型生产。大量采用不同剂型和复配技术及其商品化的物理过程，且精细化工企业多以封闭式厂（库） 房建筑形式为主，这几点特征是制定精细化工设计防火标准的基础方面。

4 精细化工防火安全间距的思考

4.1 目前状况

《建筑设计防火规范》这一类的规范没有十分清楚的区分精细化工企业之间的防火安全间距条例，留有一定的问题和漏洞，但是在《石油化工企业设计防火规范》中，对于石油化工企业与其他企业和相同企业间的防火间距划分了条文规定。不足的是只是对于石油化工厂、石油生产化纤厂或储运各种石油化工产品的炼油厂等等之类的工厂进行了区分。没有较明确规划出相关内容区分。《石油化工企业设计防火规范》中规定附近工厂之间的防火间距大于40m，相比占地少、较小规模的一些精细化工，太大的间距导致没有很好利用可用面积。《工业项目建设用地控制指标》中相关的投资力度、容积率、建筑系数等各项指标要求也没有达到标准，显现出制定精细化工设计防火安全标准的必要性和紧迫性。

4.2 建议

（1）品种多，范围广，对精细化工企业定性明确的同时，还需要针对定量界定，如罐区总容量和单罐容量界定设置应该参考液化烃和可燃液体储罐的工厂。

（2）除了制定精细化工企业之间防火安全间距外。还应该制定出精细化工企业与园区外部公共设施的防火安全间距确保附近环境的安全，是我们义不容缓的责任。

（3）工厂平面布置应根据不同的生产建筑形式，即按厂房之间、厂房与开敞式生产建筑含半开敞式/全开敞式） 之间、开敞式生产建筑（含半开敞式/全开敞式） 之间厂房之间的防火间距参照《工业项目建设用地控制指标》制定。对于甲类厂房的划分，不应该不小于12m。厂房与开敞式生产建筑之间，按照相关防火规定，之间距离不应小于15m。

5 结语

综上所述，我国产业结构处于整顿大好时机，精细化工产业也是大好发展前程。在发展精细化工同时处理好防火间距，是企业义不容辞的责任。

参考文献

[1] 李鑫，顿文涛，郭延廷，李勉，谢黎霞，李伟，郭海燕，袁超.《精细化工》课程教学改革的思考[J].科技信息.2011（01）

[2] 许秋塘.我国精细化工的现状与发展展望（下）[J].上海化工，2009（09）

第9篇：高分子材料的基本特性范文

关键词：三羟甲基丙烷；丙烯酰氯；正辛酸；低含氢硅油

中图分类号：0621. 25

文献标志码：A

文章编号：0367-6358（2015）05-0280-04

在当今新型高分子材料领域，有机硅材料已成为高新技术领域、国防工业和国民经济中不可缺少的关键材料，加大推广和发展有机硅材料工业是当代化工的一个新的热点。有机硅是指分子结构中含有硅元素的有机高分子合成材料，它兼有有机化合物和无机化合物的特性。有机硅分子因其结构特性，决定了它具有其他高分子所不具有的优点，如低表面张力、特殊的柔顺性和化学惰性，其改性硅油在轻工、化工、纺织、建筑、机械、农业、航空、航天、电子、医疗卫生、日常生活等方面均得到广泛应用，并已成为国民经济中重要的新型高分子材料。现在改性硅油的品种及应用发展很快，它们在开发高性能及多功能新材料应用方面正受到人们的青睐，如聚醚改性硅油、氨基硅油、长链烷基硅油等。而这类改性硅油大多是采用硅氢加成反应，硅氢加成反应指的是含Si-H键的有机硅聚合物与不饱和有机化合物在铂催化下进行的加成反应，通过该反应，制得了许多其他方法难以得到的含官能基的有机硅单体或聚合物。

目前在该领域中，国内外文献对丙烯酸酯改性硅油报道不多，其中长链烷基改性硅油赋予硅油两类新的特性：一是增强硅油的亲油性，二是增强硅油的性。基于聚硅氧烷链中的Si-H键与不饱和烯烃的硅氢加成反应可以将长链烷基引入到聚硅氧烷侧链，本实验率先采用三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯与含氢硅油进行硅氢加成反应，合成了长链烷基改性硅油，并探讨了合成反应的最佳条件。

l 实验部分

1.1 实验原料及仪器

正辛酰氯和含氢硅油（活性氢质量分数0.09%，黏度700 mPa.s，自制）；三羟甲基丙烷（TMP，工业级）购于吉林石化公司；丙烯酰氯和氯铂酸（均为分析纯），上海试剂一厂；四氢呋喃、异丙醇、三乙胺和甲苯（均为分析纯），天津富宇精细化工有限公司。

傅里叶变换红外光谱仪：TENSOR27，德国Bruker公司，Varian Unity-400 （MHzi） NMR核磁共振波谱仪，美国。

将三羟甲基丙烷单丙烯酸酯（5.65g）、100mL无水四氢呋喃和三乙胺（9.11g）加入带有干燥管的250ml_三口烧瓶中，冰水浴搅拌下缓慢滴加（1～1.5h加完）正辛酰氯（14.55g），再反应2h，停止搅拌，过滤掉生成的三乙胺盐酸盐，用质量分数10%

将三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯（7.1g）、甲苯（11.4g）及催化剂加入带有机械搅拌、球形冷凝管和恒压滴液漏斗的三口500mL烧瓶中，将低含氢硅油（14.4g）用甲苯稀释后加到恒压滴液漏斗

1.2 三羟甲基丙烷单丙烯酸酯的制备

将三羟甲基丙烷、经过除水的四氢呋喃和三乙胺加入带有干燥管的250mL三口烧瓶中，冰水浴下搅拌冷却至O～5℃，用微量注射泵缓慢滴加丙烯酰氯。待反应结束后，过滤掉生成的三乙胺盐酸盐，接着重结晶除掉多余的三羟甲基丙烷，减压蒸出溶剂，再用pH=7.4的缓冲溶液洗涤，然后用乙酸乙酯萃取，减压蒸馏除去溶剂，得到无色或微黄色透明黏稠液体即为三羟甲基丙烷单丙烯酸酯。

1.3 三羟甲基丙烷单丙烯酸酯二辛酸酯的制备NaHC03水溶液洗涤一次，再用蒸馏水水洗至中性，无水Mg2 S04干燥，然后减压蒸出溶剂，得到淡黄色三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯。

1.4 酯改性硅油的制备

合成反应式：中，开动搅拌器，在氮气保护下升温至90～100℃，将稀释的低含氢硅油滴加到反应瓶中，反应结束后减压蒸出溶剂，得到淡黄色的透明三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酯改性硅油。

2 结果与讨论

2.1 三羟甲基丙烷单丙烯酸酯

2.1.1 三羟甲基丙烷单丙烯酸酯的合成条件优化

为了探讨单酯的选择性，我们对其产物进行了液相色谱的测试，对原料的配比以及滴加时间进行了讨论。其中液相条件如下：流动相为甲醇：水=40：60，紫外吸收波长为254 nm，柱温30℃，流速为1 mL/min，柱压18.6 MPa，进样量20μL。

（l）物质的量比对收率的影响

通过液相色谱对反应物的物质的量比以及滴定的时间进行了讨论，由图1可知，随着反应物物质的量比的逐渐增大，产物收率增大，当其超过1时，继续增大比例，产物收率基本不变，故取最佳原料比为n（丙烯酰氯）：n（三羟基丙烷）=1：1.5较适宜，产物收率为85%。

（2）反应滴加时间对收率的影响

由图2可知，当n（丙烯酰氯）：n（三羟基丙烷）一1：1.5时，随着滴加时间的逐渐延长，产物收率增大，当时间超过4h，继续延长时间，产物收率基本不变，故本实验的最佳反应时间为4h，此条件下的产物收率为85%。

2.1.2 三羟甲基丙烷单丙烯酸酯的核磁表征

三羟甲基丙烷单丙烯酸酯的核磁结果如图3所示，从核磁谱图上可以看出与目标产物相同，δ/×10-6：7号0.96（t，3H），6号1.25 （q，2H），5号3.45 （d， 4H），4号4.07 （q， 2H），3号5.8（d，2H），2号6.05（q， 1H），1号6.43 （d， 1H）.

2.2 三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯的核磁表征

三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯的核磁结果如图4所示，从核磁谱图上可以看出与目标产物相符，δ/x l0-6：9号0.96（t， 9H），8号1.25 ～1.33 （q，16H），7号1.42 ～1.65 （m， 6H），6号2.32 （t，4H），5号4.01 （d， 4H），4号4.07 （d， 2H），3号5.80（d， IH），2号6.05 （q，IH），1号6.43 （d，IH）。

2.3 三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯改性硅油

2.3.1 三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯改性硅油的合成条件优化

（1）物质的量比对收率的影响

为使加成反应进行比较彻底，选择酯略微过量，酯和硅油的物质的量比为1.05：1，对酯化反应的条件进行了讨论。由图5可知，随着反应时间逐渐增加，产物收率增大，当超过6h继续增加时间，产物收率基本不变。故本实验的反应时间为6h较适宜，此时产物收率为87%。

（2）催化剂用量对收率的影响

由图6可知，随着催化剂用量逐渐增加，产物收率增大，当催化剂超过总反应体系质量的4%时，继续增加其用量产物收率基本不变，并增加后处理的成本。故本实验的催化剂加入量为4%较适宜，此时产物收率为87%。

2.3.2 三羟甲基丙烷单丙烯酸二辛酸酯改性硅油的红外光谱表征

从图7中可以看出，2163 cm-l处Si-H的特征吸收峰基本消失，910 cm-l处Si-H的弯曲振动吸收峰也消失，说明低含氢硅油中Si-H大部分已经反应。当连接上酯后，会出现1743 cm-l处羰基振动吸收的特征峰，l250 cm-1左右的C-O伸缩振动吸收峰，l425 cm-1处CH2、CH3的振动吸收峰，724cm-1左右为酯改硅油中四个以上CHz连接成直链时CH2的面内摇摆振动吸收峰，故可进一步说明已经制得酯改性硅油。