高分子材料的改性精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的改性范文

关键词：高分子材料改性;教学改革;实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0094-02

一、绪论

“高分子材料改性”是高等工科学校高分子材料与工程专业一门重要的专业课程。高分子改性的方法多种多样，各种不同门类的改性方法之间相互关联、相互依托，这不仅体现在理论范畴，而且体现在应用领域。通过本门课程学习，使学生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增强理论和技术，共混工艺以及聚合物改性的最新研究进展;了解常用的改性设备;培养学生运用所学的有关基础理论、基本知识去分析与解决实际问题的能力[1]。针对“高分子材料改性”课程的特点以及过去几年的教学实践，目前“高分子材料改性”课程教学中还存在以下3个主要问题：

1.授课计划和授课内容安排不合理。“高分子材料改性”课程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混过程与调控、共混物的形态、共混体系相容热力学、共混物性能的预测与影响因素、共混改性在塑料及橡胶等领域中的应用、共混方法在短纤维填充体系及纳米复合物材料中的应用、聚合物共混工艺与设备等。对于强调实际应用的高分子材料与工程专业的本科学时来说，该课程显得尤其重要[2]。根据授课计划安排，该课程开设32学时，存在着内容多、课时少、授课内容需要进一步提炼等问题，难以在规定学时内有效、连贯的开展教学活动。

2.缺乏实践环节。目前，“高分子材料改性”课程主要以讲授为主，缺乏实践环节，学生主动参与较少，导致学生感性认识不深。例如在第十章讲解高分子共混改性设备时，学生们难以区分同向双螺杆挤出机和异向双螺杆挤出机的物料输送方向，通过静态的二维或三维图片进行讲解时，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握两类双螺杆挤出机的工作原理和区别。

3.教材更新与完善。目前，江苏科技大学“高分子材料改性”课程选用的教材是2006年王国全老师编写的《聚合物共混改性原理与应用》。本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材、“十一五”国家重点图书。教材在广泛总结国内外高分子共混理论与应用成果的基础上，融入了王国全老师多年来在高分子材料共混领域的教学与科研实践经验编著而成[1]。目前，高分子共混改性等相关方法在高分子加工领域中的应用不断扩展和壮大，但是该教材自2007年第一次出版后没有进行过更新和修订，部分内容与当前发展现状不符，例如教材第七章介绍五大通用塑料产量时，依据2006年的统计数据，聚氯乙烯的产量仅次于聚乙烯居于第二位，而随着聚氯乙烯应用领域的进一步扩展，目前聚氯乙烯的产量已经超过聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全适应于当前高分子材料与工程专业“高分子材料改性”课程的教学。

4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”课程考核方式为平时成绩占30%，期末成绩占70%。平时成绩占比较低，期末成绩占比较高，出现部分学生平时不重视课后作业，期末考试时突击复习通过考试的现象。这样的考核方式无法反映出学生的真实水平和实际能力，也很难让学生的实际应用能力得以实质性提高。

二、教学改革方法与手段

针对高分子材料与工程专业“高分子材料改性”的特点和目前存在的问题，结合江苏科技大学的实际情况，要求学生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基础上，培养学生分析和解决实际问题的能力，作者结合该课程的特点以及过去几年的教学实践，总结了几点教学改革方法。

（一）结合课程特点，调整授课计划和内容

针对授课内容多、学时少的问题，有必要对课程进行提炼整理，删除部分与聚合物共混改性无关的内容。例如教材第五章中相分离行为与均相结构稳定性的内容对于物理化学专业十分重要，但是对高分子材料与工程专业学生来说，只需要在第五章中加以概述就能满足本专业的教学要求。同时，对于后续的Flory-Huggins模型和状态方程理论部分为高分子物理讲授内容，也可以进行适当删减和提炼。另外，共混物的相界面学习对于分析多相共混体系的微观结构和性能至关重要，现有的授课计划中相关内容过于简单，无法满足高分子材料与工程专业学生的培养要求，因此有必要增加相关的授课内容。

（二）增加实践环节，提高学生的感性认识，培养学生解决实际问题能力

“高分子材料改性”是一门理论与实践并重的课程，部分授课内容较为抽象，学生只有通过亲自实践，才能对课堂学习的相关知识进行充分的理解和消化吸收。同时，实践环节的引入，学生们可以在实践过程中提高感性认识，培养学生的动手能力以及发现问题、查阅文献、相互合作去分析解决问题的能力，这对于学生将来的学习和工作都具有重要意义。另外，实践环节具有一定的趣味性，可以有效调动学生的学习积极性[3]。

（三）优化教学方法，发挥学生主动性

在以往的教学过程中发现，课堂上学生的参与程度少，课后缺乏主动复习，导致整体的教学效果不好。教学方法的改革应倡导以学生为主，激发学生自身作为学习主体的意识，使知识的学习从传统的灌输式教育方式向主动吸收式的方向转变，可以有效提高教学效果。例如可以将每堂课开始前的复习时间由以往的老师讲改为学生讲，上课前给学生5分钟时间简要总结上次课学习的主要知识点。这样做一方面可以有效帮助学生提高上课时的注意力，另一方面可以督促学生课后及时复习课堂知识，更加牢固的掌握知识，做到融会贯通。同时该方法的推广，还可以锻炼学生的幻灯片制作水平并给每一位学生提供一个展现自己的机会，增加学生的主体意识[4]。

（四）优化考核方法，引导学生全面发展

课程考核是检验教师教学效果和学生学习效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通过一张试卷来检查学生的学习情况，而学生往往可以通过突击性的复习取得较高的分数，这样的考核方式既不能准确反映老师的教学效果，亦不能充分反映学生对知识的掌握程度[5]。根据高分子材料改性课程的特点，笔者在实际的课程考核中尝试采取灵活多样的考核方式。一是增加平时成绩所占比重，将平时成绩所占的比重从30%提高至40%，使学生认识到平时学习的重要性;二是进一步增加随堂提问，提高学生上课时的注意力，减少课外作业在平时成绩中所占的比重;三是引入课前5分钟，让学生利用幻灯片总结复习上节课学习的内容，督促学生养成课后复习的良好习惯。

三、教学改革效果

“高分子材料改性”课程从江苏科技大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业2009级开设，目前已经开设7届。近三届学生的成绩分析表明，该课程平均优良率为92%。通过本课程的学习，使学生利用共混改性相关的基本知识去分析与解决实际问题的能力得到明显提高，很多同学参与了本科生的创新计划大赛，做了很多有意思的实验性课题，部分同学取得了较好的成绩。

四、结论

“高分子材料改性课程”教学改革是一项系统工程，笔者以培养学生有效利用共混改性相关的基本知识去解决实际应用问题为出发点，通过调整授课计划、增加实践环节、优化教学方法和考核方法，去引导学生树立良好的学习习惯，充分掌握高分子共混改性的相关知识点。实践证明，对“高分子材料改性课程”课程进行教学改革能够有效地激发学生的学习积极性和主动性，充分发挥学生自身潜力，为学生将来的学习与工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]王国全.聚合物共混改性原理与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

[2]杨菁菁，周健，周仕龙，杨润苗.“高分子材料改性综合实验”课程教学的改革与实践[J].江苏理工学院学报，2015，（6）.

[3]于淑娟.《聚合物合成工艺学》课程教学与改革[J].广西师范学院学报：自然科学版，2012，（2）.

[4]赵德仁，张慰盛.高聚物合成工艺学[M].北京：化学工业出版社，2006.

[5]李馨.考试改革对提高大学生综合素质的探讨[J].农业教育研究，2009，（3）.

Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course

ZHUO Qi-qi

（College of Material Science and Technology，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）

第2篇：高分子材料的改性范文

关键词：高分子材料学 表面工程 教学模式

中图分类号：G642 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2012)04-0055-02

“高分子材料学”是我校材料科学与工程专业（表面工程方向）的一门专业课程。表面工程学生的就业领域主要为材料涂装、防腐等，学生需要熟悉各种工程材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料等）的基本性质、制备工艺以及表面处理方面的知识。“高分子材料学”主要介绍高分子材料的制备、性能、成型、改性及应用等方面的知识。

“高分子材料学”这门课共32学时，所选教材为化学工业出版社出版的《高分子材料基础》。主要内容包括四部分：高分子材料的合成及制备、高分子材料的结构与性能、常见的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及应用。该教材[1]浓缩了高分子材料与工程专业的四门专业主干课共192学时的内容，即高分子化学（48学时）、高分子物理（64学时）、高分子材料成型工艺（48学时）、聚合物改性原理及方法（32学时）。

1 “高分子材料学”讲授过程中面临的问题

“高分子材料学”课程的讲授具有较大难度，主要表现在以下方面：

该课程涵盖了高分子材料与工程专业学生的专业主干课内容，要深入讲解这些内容，需要近200学时，而针对表面工程学生开设的“高分子材料学”仅仅只有32学时，时间紧，内容多，如何合理安排各部分内容占的比重是授课教师面临的首要问题。

“高分子材料学”相关内容的学习，需要学生具备一定的化学基础及力学基础，而对表面工程的学生而言，因专业侧重不同，化学课程及机械基础课开设门类不如高分子材料与工程专业齐全，导致表面工程的学生在学习“高分子材料学”时，对教材内容的理解及掌握有一定难度。这对授课教师备课也提出了更高的要求，如何在有限的学时中适时补充相关背景知识帮助学生理解，是授课教师需要思考的另一问题。

“高分子材料学”虽为表面工程学生的专业课之一，但从历年就业情况看，表面工程学生就业以金属材料加工行业居多，而从事高分子材料加工行业的很少。故必然存在学生对该课程重视程度不够，学习积极性不高的问题，因此授课教师也需要在教学模式上进行探索创新，充分调动学生学习的积极性，引导学生主动参与到教学过程中来。

2 “高分子材料学”课程教学模式探索

2.1梳理重点，侧重剖析基本概念

“高分子材料学”学时有限，内容繁多，因此需要授课教师在备课时梳理出各章节的重要知识点和基本概念, 注意各部分内容的衔接,并找出线索将各章散落的知识点贯穿起来。

比如，在介绍高分子材料合成及制备时，着重讲授加聚反应及缩聚反应的基本步骤，对比这两种聚合反应的特点及反应产物特性，便于学生掌握常见高分子材料的合成反应类型，了解制备方法对材料性能的影响。考虑到表面工程学生的学科基础及专业侧重，对反应速率的计算等知识点不做要求。

再如，课程内容第二部分介绍高分子材料的结构与性能，这部分内容为承上启下的重点章节，高分子材料的结构及性能特点在其合成过程中奠定基础，并将在成型过程及改性中得以体现和完善。这部分内容体现了高分子材料与其他材料的本质区别，涉及的基本知识点很多，而且多为表面工程学生不熟悉的内容。因此，同样需要通过对比，突出高分子与低分子的结构与性能差异，侧重高分子温度——形变关系，结晶过程及晶体结构等重要知识点的讲解。

2.2因材施教，适时补充背景知识

“高分子材料学”中很多知识点的理解离不开有机化学、物理化学等基础课程的支撑，而表面工程方向的学生并未开设相关课程。为此，需要教师在讲授过程中适时补充背景知识。

例如，在讲授高分子合成反应类型对材料性能的影响时，可简要介绍常见化学基团的特点并联想对应的高分子材料的性能特点及成型要点。以聚碳酸酯（PC）为例，这种材料采用缩聚反应制备，分子结构中含有酯基，酯基在一定条件下容易水解，因此可联想到PC材料在成型时的高温条件下应避免水分的存在，防止水解反应发生导致材料性能劣化。

此外，为弥补学生基础知识的不足，讲授时还可结合日常生活中的实例进行对照说明。在讲授高分子结晶时，可联想泡面模型以及珍珠形成等实例；讲授高分子材料降解及添加剂功效时，可结合塑料制品长期暴晒变色发脆、塑料拖鞋逐渐由软变硬等学生熟知的生活常识进行分析。

2.3结合专业，调动学生学习积极性

“高分子材料学”为考查科目，且表面工程的学生就业以金属材料加工行业居多，学生误认为这门课程与自己的专业及将来就业衔接不紧，从而对“高分子材料学”课程重视不够，故学习积极性也不高。为此，授课教师应有意识的引导学生思考，并采用灵活的考核方式调动学生的积极性。

笔者在讲授此门课程时，并未采用课堂考试的形式进行考核，而是给学生布置了“高分子材料与表面工程”为主题的课程论文撰写任务，并让学生制作出相关的PPT将自己的论文进行口头陈述，最后根据其论文撰写情况、PPT制作情况及陈述情况给出该门课程的成绩[2]。课程论文的完成情况直接跟成绩挂钩，能有效调动学生的积极性及对课程的重视；课程论文的撰写需要大量专业文献为基础，学生在撰写论文的过程中能自觉关注及阅读相关专业文献，有利于拓宽其专业视野；制作PPT的过程是对课程论文内容的凝练，有利于学生理清思路掌握重点；口头陈述环节能有效杜绝学生互相抄袭论文，教师也能通过学生的口头陈述情况，观察学生对该门课程基础知识的掌握程度。

学生通过独立搜集资料撰写论文制作PPT并口头陈述等环节的训练，既能让他们发现“高分子材料学”这门课程与所学专业的紧密联系，也锻炼了他们的资料搜集能力及口头表达能力，为将来毕业答辩及就业面试打下基础。

3 结语

高分子材料是非常重要的工程材料，对于表面工程的学生而言，应该熟悉并掌握这类工程材料的特性。“高分子材料学”虽然不是表面工程方向的专业主干课，但涵盖了高分子材料相关的大量专业基础知识，也是面向表面工程学生开设的唯一一门有关高分子材料的课程。授课教师应该积极进行教学模式的探索，激发学生的学习兴趣，让学生在有限的学时中掌握相关基础知识。

参考文献：

[1]张留成，瞿雄伟，丁会利编.高分子材料基础[M].北京：中国轻工业出版社，2004.

第3篇：高分子材料的改性范文

随着塑料工业的快速发展，塑料产品已经广泛应用到人们的生活当中，给人类带来了许多的便利，与此同时，由于人们对其大量需求致使废弃物中的塑料越来越多，这对生态环境造成了严重的污染。因而，现在许多科学家都在寻找新的环境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就属于环境友好型材料，这其中最受人们关注的就是聚乳酸（PLA），具有良好的生物降解性，在微生物作用下分解为二氧化碳和水，对环境不会造成危害。人们之所以选择聚乳酸作为环境友好型材料来研究，是因为聚乳酸具有强度高，透明性好，生物相容性好等优点，可以应用于很多领域，包括医用、包装、纺织等。但是由于其结晶性能差，脆性大等缺点，使其在某些性能方面存在严重的不足，这就严重限制了聚乳酸的应用[1]。为了使聚乳酸能够更好的应用到各个领域，研究者们对其进行表面改性，使其性能得到改善，能够得到更好的应用。

1.生物可降解高分子材料

生物可降解高分子材料是环境友好型材料中最重要的一类。它是指在一定条件下，一定的时间内，能被细菌、真菌、霉菌、藻类等微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的一类高分子材料。由于其具有无毒、生物降解及良好的生物相容性等优点，生物降解高分子被广泛应用于医药、一次性用品、农业、包装卫生等领域。按照来源的不同，可将其分为天然可降解高分子和人工合成可降解高分子两大类。

天然可降解高分子：有淀粉、纤维素、蛋白质等，这类高分子可以自然生长，并且降解后的产物没有毒性，但是这类高分子大多不具备热塑性，加工起来困难，因此不常单独使用，只能与其它高分子材料掺混使用。

人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。这类聚酯的主链大多为脂肪族结构单元，通过酯键相连接，主链比较柔软，容易被自然界中微生物分解。与天然可降解高分子材料相比较，人工合成可降解高分子材料可以在合成时通过控制温度等条件得到不同结构的产物，从而对材料物理性能进行调控，并且还可以通过化学或物理的方法进行改性[2]。

在以上众多的天然可降解高分子材料和人工合成可降解高分子材料中，天然可降解高分子材料加工困难，成本高，不被人们选中，因此，人们把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，这其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、优异的力学强度和刚性等性能，在诸多人工合成可降解高分子材料中脱颖而出，被人们所选中。

2. 聚乳酸材料

在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成

聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。

聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接缩合[4]

直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。

2.1.2丙交酯开环缩合[4]

丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。反应速度快，活性高，可以进行溶液和本体聚合。但是这种聚合很难制备高分子量的聚乳酸；（3）配位开环聚合是目前研究最深的，也是应用最广的。反应所用的催化剂主要为过渡金属的氧化物和有机物，其特点为单体转化率高，副反应少，易于制备高分子量的聚乳酸。但是开环聚合有一个缺点，所使用的催化剂有一定的毒性，所以目前寻找生物安全性高的催化剂成为配位开环聚合研究的重要方向。

2.2聚乳酸的性质

由于乳酸单体具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三种立体构型：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）和消旋聚乳酸（PDLLA）。其中PLLA和PDLLA是目前最常用，也是最容易制备的。PLLA是半结晶型聚合物，具有良好的强度和刚性，但是其缺点是抗冲击性能差，易脆性断裂。而PDLLA是无定形的透明材料，力学性能较差[5]。

虽然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、优异的力学强度和阻隔性，但是聚乳酸作为材料使用时有明显的不足之处；韧性较差并且极易弯曲变形，结晶度高，降解周期难以控制，热稳定性差，受热易分解，价格昂贵等。这些缺点严重限制了聚乳酸的应用与发展[6]。因此，针对聚乳酸树脂原料进行改性成为聚乳酸材料在加工和应用之前必不可少的一道工序。

2.3聚乳酸的改性

针对聚乳酸的以上缺点，研究者们对其进行了增韧改性、增强改性和耐热改性，用以改善聚乳酸的韧性和抗弯曲变形能力，提高热稳定性，进一步增强聚乳酸材料。

2.3.1增韧改性

在常温下聚乳酸是一种硬而脆的材料，在用于对材料要求高的领域，需要对其进行增韧改性。增韧改性主要分为共混和共聚两种方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合过程中工艺比较复杂，并且生产成本高，因此在实际工业生产中，主要用共混法来改善聚乳酸的韧性。共混法是将两种或两种以上的聚合物进行混合，通过聚合物各组分性能的复合达到改性目的[7]。为了拓展聚乳酸材料在工程领域的用途，研究者们常采用将聚乳酸与其它高聚物共混，这样一方面能够改善聚乳酸的力学性能和成型加工性能，另一方面也为获得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途径。

增韧改性所用的共混法工艺比较简便，成本相应低一些，在实际工业生产中更加实用。不过受到聚乳酸本身的硬质和高模量限制，共混法改性目前主要方向为增韧、调控亲水性和降解能力。

2.3.2增强改性

聚乳酸本身为线型聚合物，分子链中长支链比较少，这就使聚乳酸材料的强度在一些场合满足不了使用的要求。因此要对其进行增强改性，使其强度达到要求。目前主要采用了玻璃纤维增强、天然纤维增强、纳米复合和填充增强等技术来对聚乳酸进行改性，用以提高聚乳酸材料的力学性能[7]。

目前，植物纤维和玻璃纤维对增强聚乳酸的力学性能效果相差不大，但是植物纤维价格低廉，并且对环境友好，因而成为对聚乳酸进行增强改性的常见材料。而填充增强引入了与聚合物基体性质完全不同的无机组分并且综合性能提升明显，因此受到广泛的关注。这其中，以纳米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的热稳定性、力学强度、气体阻隔性、阻燃性等多种性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人体骨骼移植、骨骼连接销钉等医学材料。

2.3.3耐热改性

耐热性差是生物降解高分子材料共有的缺点。聚乳酸的熔点比较低，因此它在高温高剪切作用下易发生热降解，导致分子链断裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要对聚乳酸进行耐热改性，用以提高其加工性能，通常采用严格干燥、纯化和封端基等方式提高其热稳定性[8]。目前，添加抗氧剂是提高聚合物耐热性的常用方法，除了采用添加改性或与其它树脂共混改性来提高聚乳酸耐热性，还可以通过拉伸并热定型的方法提高聚乳酸的耐热性，与此同时，还可以改善其聚乳酸复合材料韧性和强度。在纺织、包装业等领域有很好的应用。

从上述几种改性结果来看，与聚乳酸相比，改性后的聚乳酸复合材料综合性能等方面都得到了全面的提升，在医学、纺织、包装业等领域都得到了很好的应用。因此，聚乳酸复合材料得到了人们的喜爱与关注，并逐渐将人们的生活与之紧紧联系在了一起。成为国内外研究者所要研究的重点对象。

3.聚乳酸复合材料及研究进展

3.1聚乳酸复合材料

经过改性剂改性过的聚乳酸复合材料是一种新型复合材料，它是以聚乳酸为基体，在其中加入改性剂混合用各种方式复合而成的。同时它具备与聚乳酸相同的无毒、无刺激性、良好的生物相容性等性质，但是在性能方面要都优于聚乳酸。聚乳酸复合材料在柔顺性、伸长率、力学、电、热稳定性等方面都表现出了优异的性能，目前已经将其应用与医学、农业、纺织、包装业和组织工程等[9]领域，应用非常广泛。

聚乳酸复合材料可以在微生物的作用下分解为二氧化碳和水，对环境不会造成任何的危害，加上其在各个方面都具有优异的性能，可以用于各个领域。因此成为了新一代的环境友好型材料被国内外的研究者们广泛关注。目前，就聚乳酸复合材料的研究，国内外研究者们都取得了一定的成果和进展。

3.2聚乳酸复合材料研究进展

由于聚乳酸作为生物相容，可降解环境友好材料，存在着结晶速度慢、结晶度低、脆性大等缺陷，将需要与具有优异导电、导热、力学性能，生物相容性等优点的填料复合进行填充改性[10]。这个方法成为目前国内外研究的重点。对于聚乳酸复合材料的研究以下是国内外研究者的研究进展。

盛春英[1]通过溶液共混法制备了聚乳酸/碳纳米管复合物，用红外光谱和DSC研究了复合材料的等温结晶和非等温结晶性能，重点研究了CNTs的种类、管径、管长、质量分数以及聚乳酸分子量对复合物结晶性能的影响，以及等温结晶对复合材料拉伸性能的影响。

范丽园[2]将左旋聚乳酸和纳米羟基磷灰石用含有亲水基团的JMXRJ改性剂，通过溶液共混法，加强两者亲水性能和结合能力。以碳纤维为增强体，制备出碳纤维增强改性PLLA基复合材料。并分析其化学结构、结晶行为、热性能以及等温结晶时晶球变化。

张东飞等[3]人介绍了碳纳米管制备的三种方法，即石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法，并阐述了碳纳米管导热基本机理，对碳纳米管应用于复合材料热传导性能进行了研究与展望。

赵媛媛[4]采用溶液超声法，选用多壁碳纳米管作为填充物，制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，并对其进行改性研究。以碳纳米管化学修饰及百分含量的变化对其在PLLA基体中的分散性、形态、结晶行为、力学性能和水解行为的影响为主要研究对象。

张凯[5]通过对有效的碳纳米管分布对复合材料的导电性能进行研究。并重点从形态调控角度，调节碳纳米管在高分子基体中的有效分布，构建了高效的导电网络。并从晶体排斥、相态演变、隔离的角度，设计三种不同形态的导电聚乳酸/复合材料，降低了材料的导电逾渗值。

冯江涛[6]通过采用混酸处理、表面活性剂修饰和表面接枝三种方法对对碳纳米管表面进行修饰，利用溶剂蒸发法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，采用红外吸收光谱、拉曼光谱、偏光显微镜、透射电镜、扫描电镜、差示扫描量热分析仪对复合材料的表面形貌和结构进行了分析和总结。

李艳丽[7]通过混合强酸酸化与马来酸酐接枝相结合，对碳纳米管表面修饰，增强了碳纳米管与聚乳酸之间的界面相互作用，获得了碳纳米管分散均匀的聚乳酸/碳纳米管纳米复合材料。并且研究不同条件下碳纳米管对聚乳酸结晶行为的影响，发现碳纳米管对聚乳酸的结晶有明显的异相成核作用。

许孔力等[8]人通过溶液复合的方法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，并对其力学性能和电学性能进行了详细的研究，而且对复合材料的应用前景进行了展望。

李玉[9]通过将聚乳酸与具有优异导电、导热、力学性能、生物相容性的碳基纳米填料进行填充改性。考察了静电纺丝参数对聚乳酸纤维的形貌影响，并且考察了不同含量的碳纳米管对复合纤维形貌和结构的影响。此外，还对静电纺丝和溶液涂膜制备工艺对复合材料性能影响。

赵学文[10]通过将碳纳米粒子引入聚合物共混体系实现了复合材料的功能化与高性能化。并且他们提出一种基于反应性碳纳米粒子的热力学相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增强了材料的力学性能，同时赋予了导电等功能。

Mosab Kaseem等[11]人通过热、机械、电气和流变性质对聚乳酸基质中碳纳米管的类型、纵横比、负载、分散状态和排列的依赖性。对不同性能的研究表明，碳纳米管添加剂可以提高聚乳酸复合材料的性能。

Mainak Majumder等[12]人通过对聚乳酸/碳纳米管复合材料制备和表征方面的研究，

综述有关碳纳米管在聚乳酸基质中分散的有效参数。并且将聚乳酸与不同材料结合用来改变其性能。

Wenjing Zhang等[13]人通过溶液共混制备了一系列PLLA/碳纳米管复合材料。测试了形态，机械性能和电性能。通过研究发现随着碳纳米管含量达到其渗透阈值，PLLA/碳纳米管复合材料的体积电阻降低了十个数量级。通过光学显微镜图像显示了纳米复合材料的球晶形态，用差示扫描量热法（DSC）测量，其结果显示，随着碳纳米管含量的增加，冷结晶温度升高。

Eric D等[14]人通过研究在半结晶聚合物碳纳米管复合材料中，碳纳米管被视为可以影响聚合物结晶的成核剂。但是，由于碳纳米管的复杂性。不同的手性，直径，表面官能团，使用的表面活性剂和样品制备过程可能会影响复合材料结晶。研究了半晶复合材料的结构，形态和相关应用。简要介绍聚合物中的结晶和线性成核。使用溶液结晶方法揭示了界面结构和形态。

Kandadai等[15]人通过拉曼光谱分析表明PLLA和碳纳米管之间的相互作用主要通过疏水的C-CH3官能团发生。复合材料的直流电导率随碳纳米管负载的增加而增加。导电的碳纳米管增强的生物相容性聚合物复合材料可以潜在地用作新一代植入物材料，从而刺激细胞生长和通过促进物理电信号传递来使组织再生。

从以上国内外研究者的研究进展中，可以看到，大部分的研究者都是通过溶液共混的方法制备聚乳酸复合材料，这种方法对于国内外的研究者们来说比较简便可靠。并且他们将制备好后的聚乳酸复合材料通过红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热、拉曼光谱和偏光显微镜等手段进行其结构和性能的观察和分析，发现聚乳酸复合材料的性能在各个方面都有显著的提高，并且可以应用与各个领域，应用前景非常广阔。聚乳酸复合材料作为新一代性能全面的环境友好型材料，国内外的研究者们对聚乳酸复合材料的研究还在进行着，并且对于它的发展都有很高的期待。

4.本课题的研究思路及研究内容

4.1 研究思路

聚乳酸作为可降解生物材料，同时又具有生物相容性，力学性能好等优点。碳纳米管则具有良好的生物相容性，功能性等优点。将两种材料复合可以进一步改善聚乳酸结晶性能、力学性能、赋予其导电性。

对于聚乳酸/碳纳米管复合材料的制备可以通过共混法、原位聚合及静电纺丝法来制备，目前通常采用溶剂挥发法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料。通过拉曼光谱、电子能谱、扫描电子显微镜、示差扫描量热来测定其结合能、材料表面形貌以及结晶、熔融温度等方面进行观察分析。

第4篇：高分子材料的改性范文

【关键词】形状记忆；高分子材料；军事应用

1.形状记忆高分子材料简介

形状记忆高分子或形状记忆聚合物（SMP，Shape Memory Polymer）作为一种功能性高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新分支。它是在一定条件下被赋予一定智能高分子材料的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状，并将其固定（变形态）。如果外部环境发生变化，智能高分子材料能够对环境刺激产生应答，其中环境刺激因素有温度、pH值、离子、电场、溶剂、反以待定的方式和规律再一次发生变化，它便可逆地应物、光或紫外线、应力、识别和磁场等，对这些刺激恢复至起始态。至此，完成记忆起始态固定变形态恢复起始态的循环。

1989年 ，石田正雄认为 ，具有形状记忆性能的高分子可看作是两相结构 ，即由记忆起始形状的固定相和随温度变化能的可逆的固化和软化的可逆相组成。可逆相为物理铰链结构 ，而固定相可分为物理铰链结构和化学铰链结构，以物理铰链结构为固定相的称为热塑SMP，以化学铰链结构为固定相的称为热固性SMP。王诗任等认为 ，形状记忆高分子实际上是进行物理交联或化学交联的高分子，其形状记忆行为实质上是高分子的粘弹性力学行为。他们根据高分子粘弹性理论建立了一套形状记忆的数学模型。总结来说，形状记忆机理可分为：组织结构机理、橡胶弹性理论、粘弹性理论。

2.军事材料特殊性分析

未来战争是高技术条件下的战争。不仅战场环境变得更加恶劣复杂，各种类型的雷达，先进探测器以及精确制导武器的问世，对各类武器和装备构成了严重的威胁。因此，不仅军事装备的质量要求一定可靠，而且，军事装备的再生性和快速制造能力也被提到了新的高度。

军事装备系统的可靠性（The Reliability of Armaments system）是指军事装备系统在规定的时间内，预定的条件下，完成规定效能的能力。要求装备在特定的条件下长期存放和反复使用过程中，不出故障或少出故障，处于正常的使用状态，且能实现其预期效能。因此，军事材料必须拥有极强的性能和超长的工作寿命。军事装备的再生能力，指的是军事装备受到损坏后，能够迅速进行战场抢修的能力。战场再生能力是提高装备战斗力的重要组成部分。形状记忆高分子材料具有许多优异的性能，因此此类材料对于军事方面的贡献就十分明显。在前期制造方面，由于其快速恢复能力，可以在很短的时间内完成对零部件连接、整合，为战争赢得极宝贵先机时间。在对装备恢复方面，我们可以将记忆前的材料制造为较为规则，使用面积较小的部件，单一运输时可以减缩空间，从而提高运输效率，极大地提高了战场的再生能力。

3.形状记忆高分子材料在军事方面应用展望

目前，形状记忆高分子材料在军事方面的成熟应用主要体现在在战机的连接，加固，军事通讯设备，战争医疗设备等方面。

3.1战机接头连接

在军事战斗机上通常装有各种不同直径的管道， 对于一些异径管接头的连接， 形状记忆高分子材料可以大显身手。其大致工艺过程如下： 先将形状记忆高分子材料加工成所要求的管材， 然后对其加热使管材产生径向膨胀， 并快速冷却， 即可制得热收缩套管。应用时， 将此套管套在需要连接的两个管材的接头上，再用加热器将已膨胀的套管加热至其软化点以上（低于一次成形温度）， 膨胀管便收缩到初始形状，紧紧包覆在管接头上。

3.2紧固销钉

在战斗机的制造工艺中， 需应用大量的连接件进行连接。采用形状记忆高分子材料制作紧固销钉，将是战斗机制造业中的一项崭新工艺技术。

（1）先将记忆材料成形为销钉的使用形状；（2）再将销钉加热变形为易于装配的形状并冷却定型；（3）将变形销钉插入欲铆合的两块板的孔洞中；（4）将销钉加热即可回复为一次成形时的形状， 即将两块板铆合固定。

3.3军事通讯设备

形状记忆高分子材料在军事通讯设备方面的应用同记忆合金比较相似。后者在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。而高分子材料通常具有很好的绝缘性能，因此在通讯设施中不需要导电的部件中，用形状记忆高分子材料代替，以获得我们预期的目标，从而提高部队的携带能力。

3.4军事医疗设备

在需要单兵作战的特殊场合，由于单兵的辎重，装备等携带能力的限制，需要在有限的或体积下携带比较充足的医疗设施，从而为军人的生命恢复提供必要的保障。利用低温形状记忆特性的聚合物聚氨酯、聚异戊二烯、聚降冰片烯等可以制备用作矫形外科器械或用作创伤部位的固定材料，比如用来代替传统的石膏绷带。方法有2种：一是将形状记忆聚合物加工成待固定或需矫形部位形状，用热水或热吹风使其软化，施加外力使其变形为易于装配的形状，冷却后装配到待固定或需矫形部位。再加热便可恢复原状起固定作用，同样加热软化后变形，取下也十分方便；二是将形状记忆聚合物加工成板材或片材，用热水或热吹风使其软化，施加外力变形为易于装配形状，在软化状态下装配到待固定或需矫形部位，冷却后起固定作用，拆卸时加热软化取下即可。形状记忆材料与传统的石膏绷带相比具有塑型快、拆卸方便、 透气舒适、干净卫生、热收缩温度低、可回复形变量大的特点，可望在矫形外科领域及骨折外固定领域得到广泛应用。

4.结束语

目前，对形状记忆材料的研究才刚刚开始，尚处于初级阶段。形形状记忆高分子材料虽然具有可恢复形变量大、记忆效应显著、感应温度低、加工成型容易、使用面广、价格便宜等优点，但尚存在着许多不足之处，如形变回复不完全、回复精度低等。因而，在形状记忆高分子材料的分子设计和复合材料研究等方面，还有待于进一步探索。另外，应根据现实需要开发新型的形状记忆高分子或对原有的形状记忆高分子有针对性地进行改性。因此， 在今后的研究工作中， 应充分运用分子设计技术及材料改性技术， 努力提高材料的形状记忆性能及综合性能， 开发新的材料品种， 以满足不同的应用需要。另外， 还应注重新材料的实际应用， 早日形成工业产量，为我国的军事建设及各项国民经济建设服务。

【参考文献】

[1]张福强.形状记忆高分子材料.高分子通报，1993，（1）：34-37.

[2]石田正雄.形状记忆树脂[J].配管技术，1989，31（8）：110-112.

[3]王诗任，吕智，赵维岩，等.热致形状记忆高分子的研究进展[J].高分子材料科学与工程，2000，16（1）：1-4.

第5篇：高分子材料的改性范文

关键词：高分子材料；阻燃方法；研究与分析

前言

高分子材料的燃烧要满足两个条件，一个是适宜的温度，一个是分解出的可燃物的浓度，由此可见，要想阻止高分子材料燃烧就要从这两个方面着手，只要能有效的提高高分子材料的阻燃性，就能够拉动企业的经济建设的稳定发展。文章将针对高分子材料的阻燃方法进行详细的分析。

1 高分子材料的阻燃方法

1.1 通过在高分子材料中加入阻燃剂实现阻燃

通过在高分子材料中嫁娶阻燃剂实现阻燃的方法是目前我国应用最为广泛的阻燃方式，利用阻燃剂与高分子材料分解出来的可燃物之间的结合，来实现提高高分子材料阻燃性能的目的，这种方法最大的优点就是它的成本比较低，而且在对不同的高分子材料的阻燃剂调整上面也比较的灵活，是一种经济适用的高分子材料阻燃方法，与此同时，这种方式也存在一定的弊端，技术添加的阻燃剂中的元素可能会与高分子材料之间发生化学反应，从而影响高分子材料的性能[1]。因此，在阻燃剂的选择上面一定要非常的慎重，要在不影响高分子材料或者是影响较小的前提下，加入合适的阻燃剂来阻止高分子材料的燃烧。

1.2 通过与高分子材料进行化学反应进行阻燃

化学反应一直是一个非常复杂的过程，可能你改变了其中的一个分子机构就会产生不一样的效果。高分子材料的化学反应阻燃就是使用了这种方法，将某种元素通过化学反应接入或者替换高分子材料的化学链中，在不影响高分子材料的性能的前提下，改变高分子材料的性能，将高分子材料从可燃性极强转变到具有阻燃性能的高分子材料。能够实现高分子材料阻燃性的元素有很多，像是硼、硅、金属原子等都可以做到。

1.3 通过改变高分子材料表面的阻燃性能来实现阻燃

通过化学反应来实现高分子材料的阻燃主要是通过将某种元素接入或者替换高分子材料的化学链上，可能会影响高分子材料的性能，但是改变高分子表面材料的阻燃性能就不一样了，同样也是采用专业的技术将元素接入或者替换，但是这种方式没有将元素接入到高分子材料的主链上，而是只对高分子材料的表面进行改进，这样就不会影响到高分子材料的性能的同时，还实现了对于高分子材料的阻燃，避免了阻燃剂以及化学反应给高分子材料性能上带来的影响[2]。但是这种方法也存在一定的弊端，就是在它的操作过程非常的复杂，在时间上耗费也比较久，而且在资金成本上面也非常的昂贵，因此在实际生产中并不适用。由此可见，我国的专家学者还需要对于高分子材料的阻燃性能不断的研究。

1.4 将高分子材料与阻燃性能好的高分子材料合成在一起

为了加强高分子材料的阻燃性，我们可以将高分子材料与阻燃性能好的高分子材料合成在一起，这种方式不仅有效的阻止了高分子材料的燃烧，在持续的时间上也是非常的长久的，在实际的应用中可以说是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外，这种将高分子材料与阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保护高分子材料的性能上也有也有很大的帮助，避免了阻燃剂等给高分子材料带来的负面影响。

1.5 采用纳米科技的方式来实现高分子材料的阻燃

随着时代的不断变化，我国的科学技术也在不断的提高，近几年来，我国在纳米科技方面也有着广泛的应用，高分子材料的阻燃就是其中一项，采用纳米技术实现高分子材料的阻燃可以说是为我国的科学事业开辟了一条全新的道路。通过纳米技术进入到高分子材料的内部，对其内部结构进行一系列的改造工作，将普通的高分子材料改造成阻燃性能比较强的高分子材料，极大的降低了危险的发生[4]。使用纳米技术来改变高分子材料的阻燃性能的方法虽然很好，但是在资金成本上的耗费也是非常的巨大的，因此，截止到目前为止，纳米技术的方法还是在研究阶段，实际的生产中的应用是非常少的。

1.6 对高分子材料采取两种或两种以上的阻燃方式

对高分子材料采取两种或者使两种以上的阻燃方式，来进行高分子材料的阻燃主要是为了要满足各方面的要求，既能够不改变高分子材料的性能或者是将高分子材料的性能改变降到最低，又能保证高分子材料的阻燃性能，可以说是一个一举两得的方法，在我国很多企业的建设中都有实际的应用，这种方法为高分子材料的阻燃提供了一个多重的保障。

2 结束语

综上分析可知，高分子材料的应用已经渗透到了我国的各行各业，甚至在人民群众的日常生活中也有高分子材料的广泛应用，为了保证企业经济建设的稳定发展，以及人民生活不受到影响，就要积极的对高分子材料的阻燃性能进行分析，找到最有效解决高分子材料燃烧的问题。

参考文献

[1]井蒙蒙，刘继纯，刘翠云，等.高分子材料的阻燃方法[J].中国塑料，2012，2：13-19.

[2]徐怿，曹 .高分子材料的阻燃技术探讨[J].消防技术与产品信息，2011，1：48-50.

[3]程买增，曾幸荣，李伟明，等.阻燃性有机硅高分子材料的研究进展[J].有机硅材料，2003，6：21-25+46.

第6篇：高分子材料的改性范文

专业大观

生活在钢筋水泥森林里的我们，对金属材料一定不陌生。从汽车外壳到小小螺丝钉，从建筑用材到锅碗瓢盆，处处充斥着金属感。可以说，金属材料的发现和应用，日益深入和改变着我们的生活。

金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探索，研究成果可以直接应用于现实生产。该专业开设的主要课程有材料热力学、金属学、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用等。通过学习这些课程，同学们将被培养成为具备金属材料科学与工程等方面的知识，能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

金属材料工程发展历史很长，基础非常雄厚，可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助学科雄厚的基础，初学者虽然很容易入门，但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野，仿佛没有值得开垦的地方，要想取得突破性进展必须下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力，不盲目迷信书本和权威，要敢于放开自己的思维不断探索新知。

经过本科阶段的学习，金属材料工程专业的毕业生将被授予工学学士学位，毕业后如果希望从事专业相关工作，可以去相应的研究所（比如北京有色金属研究院）参加工作，或是在宝钢、首钢等国有大中型钢铁集团以及其他相关企业担任中高级工程技术人员，当然也可以选择留校或者出国。当你看见自己辛勤劳动的成果在钢花飞溅中诞生，为国家和人民创造了巨大经济利益的时候，你一定会由衷地感到高兴。也许到时候你会发现自己对别的领域更感兴趣，不要担心，你所学的知识和方法完全可以帮助你适应其他的工作，因为在这里养成的分析问题、解决问题的能力，会令你左右逢源、游刃有余。

报考点津：由于本专业涉及到金属材料的设计、计算机的应用等专业领域，因此，有创新意识，吃苦精神，且在绘图、计算机等方面有专长的同学更适合报考该专业。

高校快照：北京工业大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、盐城工学院、西北工业大学等。

专业大观

高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。

高分子材料与工程培养的是高新技术方面的人才，该专业的学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识，具体的课程有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看课程的名称，我们会发现，高分子材料与工程主要涉及化学、物理、材料知识。但是，不要以为你高中的物理、化学学得好就能把高分子材料与工程专业学好，我们高中时学的物理、化学其实都只是基础知识，并没有朝深方向延伸。因此说，高中所学的物理、化学知识只能算是在为学高分子化学、物理打基础。

学习了高分子材料与工程的主要课程后，充其量只能说你学到了知识，还不具备有开发研究高分子材料的能力。为了帮助该专业学生将知识转化为技能，学生在校期间的大部分时间都被用来做实验，同时学校也会适当的安排一些社会实践，同学们可以进行金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计等。此外，同学们自己还可以利用寒暑假的时间到工厂、企事业单位实习。

总而言之，只有经过社会实践并且反复摸索验证课本上的理论知识，同学们才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，获得聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本技能，具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。当同学们在学校就具有以上这些能力，那可以说已经很优秀了，毕业时那会是企业争抢的香饽饽。

关于就业，高分子材料与工程专业的学生毕业后，可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。

报考点津：对物理、化学感兴趣的学生较适合本专业。另外，由于该专业要与计算机、英语打交道，因此你要有计算机、英语方面的学习热情。还有，按照相关招考规定，色弱、色盲者不能报考该专业。

高校快照：四川大学、浙江大学、华南理工大学、大连理工大学、华侨大学等。

专业大观

复合材料与工程是实用性很强的专业，它分为复合材料设计与加工和复合材料工程两个专业方向，这样可以术业有专攻，使同学们在成为本专业通才的同时又是某个方向的专才。

既然复合材料与工程专业的学生学的是如何研发复合材料，那么复合材料究竟有何魔力驱使同学们去研究它呢？人们获取知识时常用的方法是去粗取精，从而使知识更上一层楼。复合材料其实和同学们汲取知识的方法是一样的，它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。简单的说，就是它具有合成材料共有的优点，性能要高出任何一个合成的部分。其实，在现实生活中，我们会看到很多的复合材料产品，如休闲座椅、工艺花盆、灯饰、广告灯箱、汽车配件、电话亭等。当我们惊讶于复合材料与工程何以如此强悍时，羡慕和期待的眼光便落在了复合材料与工程专业上。

看着五花八门的工艺花盆、灯饰，同学们可能会难掩内心的激动，也想自己动手制作出漂亮的灯饰。有这样的心情，表示同学们已经爱上了复合材料与工程专业了。由于该专业所要解决的是了解复合材料的组成特点、主要应用领域、复合原理和主要制备工艺等问题，因此该专业的同学们需要学习的专业课程有复合原理、复合材料学、复合材料工艺设备、材料学概论、复合材料的实验技术、高分子化学及物理、复合材料工艺学、复合材料聚合物基础等。

罗列出这么多专业课程，你可能会发出感慨，怪不得该专业毕业的学生能够研制出许多性能各异的产品，因为他们所学的知识不仅专，而且全。该专业同学毕业后可以到航空航天、汽车、船舶、建材、化工防腐、电机、电子、石油、通信、国防等行业的科研院所、高校、公司、企业工作。即使是新入职的该专业的毕业生，薪酬也不会很低，一般薪水在3000左右，不过也分地域、单位和各人能力。

报考点津：能吃苦，有创新精神，且对化学、物理感兴趣的最适合报考本专业。尽管没有性别限制，但从往年的男女就业情况来看，男生比女生更受企业的欢迎。

高校快照：武汉理工大学、兰州交通大学、江苏大学、华东理工大学、济南大学等。

专业大观

生物功能材料专业是生命科学和材料科学的前沿叉学科，是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的。

生物功能材料专业的魅力，就在于敢于实践李宁的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青岛即发集团成功研制出了“高性能壳聚糖纤维材料”，而它的原料就是不起眼的虾皮、蟹壳。虾皮、蟹壳与用来做纺织面料材料的棉花相比，在纤维等特性上相差十万八千里，但就是这样不可能的事实，科研人员利用甲壳素经化学处理和拉纤工艺制备，制出了可纺性高、抗菌性强、隔热性能好等特点的“高性能壳聚糖纤维材料”。科研人员之所以可以变不能为可能，完全归功于生物功能材料专业。

科研人员有如此“特异功能”，与天生无关，而在于他们都接受过生物功能材料方面的专业学习。他们必学的主要课程有：生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验等专业基础及专业课程。要学好这些专业知识，没有勤奋刻苦的精神，以及科学的学习方法是学不好的，因为这些课程比较深奥难懂，同学们除了在课堂上认真听讲，认真做好笔记，在课后消化以外，还必须给自己“加餐”，以接触更多的相关知识。

因为生物功能材料是涉及面很广的专业，因此一般的学校都会加大选修课的比例，主要开设的课程有：生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等。

学习了主要课程和选修课程之后，同学们可能还会关心，学习了这么多知识，究竟能把自己塑造成一个什么样的人才？从开设的主要课程来看，生物功能材料的目标很明确，就是培养能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。该专业就业面宽，同学们毕业后可在研究院所、设计院、大专院校和企事业单位工作。

第7篇：高分子材料的改性范文

［关键词］高分子材料  可降解  生物

        我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

        生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

        生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。

        2、生物可降解高分子材料的类型

        按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

        2.1微生物生产型

        通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

        2.4掺合型

        在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的开发

        3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

        传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通过化学修饰和共混等方法，对 自然 界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

        3.1.2化学合成法

        模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

        3.1.3微生物发酵法

        许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

        3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的 发展 ，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

        3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

        酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的应用

        目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考 文献 ：

第8篇：高分子材料的改性范文

【关键词】智能高分子材料；智能给药系统；应用；发展前景

中图分类号：TB381文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)02-106-01

智能高分子材料是一种新型的现代高分子材料，又名智能聚合物、环境敏感性化和物等，它随着外界环境等影响因素的变化而发生自身性能的改变，比如在温度、压力、磁场等不同因素影响下，其外在形状、电场、面积大小等随之做出相应改变，来适应不同环境的变化，，是一种新型的现代化的智能应用材料。随着科技的发展，智能高分子材料的应用领域越来越广，不但在建筑工程、化工、高科技领域得到充分发展体现，近年来，智能高分子材料被越来越多地应用到医学领域，特别体现智能给药系统的应用上，预示着良好的发展前景。智能高分子材料具体可分为合成智能高分子材料、半合成智能高分子材料、天然智能高分子材料，下面，我们具体对三种不同类型的高分子材料在智能给药系统中的应用进行分析探究。

一、合成智能高分子材料

合成高分子材料之一是智能高分子凝胶，它是由三维交联网络结构的聚合物和低分子介质组成的多元体系结构的一直合成智能高分子，随着外界环境因素的变化而变化，体现在体积大小上的收缩、持续或间断的变化，具有良好的收缩和溶胀的性能。因此在智能给药系统中，发挥其自我调节和反馈的功能，智能高分子凝胶粒具有感应温度、血糖、磁场等性能，并在身体状态良好的情况下保持收缩状态，当其收到病情信号时，体积膨胀从而扩散到身体病变部位，扩散药物以便达到良好的治疗功效，对智能给药系统具有良好的调节和促进作用；此外，可生物降解的聚酯类是合成智能高分子材料的另一种重要应用，同样在医学等各个领域都得到了广泛应用。同时，在智能给药系统中，由于可生物降解的聚酯类具有可生物降解、化学稳定性高、无毒无害等优点，大量被用于注射给药系统中，并且在肿瘤药物治疗中，可生物降解的聚酯类相对于其它游离药物具有减缓肿瘤生长等功效，有效地解决了医学领域许多棘手的难题，在智能给药系统中更是得到了充分体现和发展。

二、半合成智能高分子材料

半合成智能高分子材料作为智能高分子材料的一个重要组成部分，具有毒性小、粘度大、溶解度高等优点，可以有效地控制药物在人体的释放速度，增加药物吸收程度、降低了药物毒副作用提高药效等，对治疗各种疾病起到良好的促进作用，因而被广泛地应用到缓释药物制剂的研发和利用中，发挥了其在智能给药系统中的重要作用。比如，在智能给药系统中，蛋白质或肽类药物既可以在保持其生物活性的同时，又提高了载药量，是一种适合在肠道定向给药的特殊蛋白质药物递送系统，最大限度的降低了药物降解，起到了提高药效等作用。此外，对于心脏病等疾病，利用半合成智能高分子材料设计一种时控型的药物释放系统，按照药理学和患者病情定量给药，从而发挥其药效和并起到良好的预防作用。

三、天然智能高分子材料

相对于合成和半合成高分子材料，天然智能高分子材料特别具有良好的生物溶解性、天然无毒性等优点，是医学领域特别是智能给药系统中应用广泛和发展前景宽广的一种智能高分子材料。具体表现为壳聚糖、海藻酸盐、明胶三种类别。壳聚糖具有良好的生物降解性和溶解性、生物活性、粘附性等多种优点，被广泛地应用到结肠定位系统、缓控释、蛋白多肽等给药系统中，并且壳聚糖可进行交联。酯化等多种化学改性，从而研究制成具有不同特性的壳聚糖衍生物，并通过各种研发，研制了各种壳聚糖凝胶给药系统，提升了其在智能给药系统中的地位，大大扩展了其在医学领域的应用范围，具有良好的发展前景；其次，海藻酸盐在智能给药系统中的运用主要体现在与蛋白药物领域的结合，通过各种化学反应的作用，提高蛋白物的活性，制成各种蛋白质药物给要系统，提高了蛋白质药物的生物利用度，更加有利于患者治疗；再次，利用明胶和葡聚糖半互穿网络结构研制成的脂质微球，是一种双重刺激响应的半互穿网络系统，这种系统对于治疗多种复杂疾病具有良好的功效，在控制明胶相变温度变化的前提下，研制的半互穿网络结构水凝胶,具有特殊的控制脂质微球降解的功效，此外，脂质微球从凝胶中释放的基础是A-糜蛋白酶和葡聚糖酶同时存在的情况下，因此这种可生物降解的水凝胶构成的半互穿网络系统，在医学领域很有发展潜力, 不但阻止了单一酶存在导致的药物快速降解负面影响， 而且当在两种酶同时存在时, 药物才能从脂质微球中释放出来, 从而起到了药物缓控释释放的效果，从而实现智能给药系统对于疾病的综合治理，在医学领域展现了良好的发展前景。

四、结语

伴随着现代社会高科技的迅猛发展，智能高分子材料作为一种新型的、发展前景巨大的应用材料，已经普及到社会发展的各个领域和发展事业，不仅体现在国外的良好的发展前景，目前，在我国，智能高分子作为一种高科技研发、具有多样性和复杂性的智能材料在医学领域更是得到了长足和充分体现，对于在治疗各种疾病，制备多种给药系统的应用上发挥了重要作用。随着智能高分子材料研究的不断深入，并且通过各个领域的合作交流，智能高分子材料越发朝着信息化、智能化、自动化的方向发展，更加智能化的透析病理生理，制备兼具多种功能的智能释放药物系统，在我国医学领域必将得到充分、长足的发展运用。

参考文献：

[1]张胜兰,杨庆等.智能材料的现状及发展趋势[J].中国纺织大学学报,2000(03).

[2]陶宝祺.智能材料结构[M].北京:国际工业出版社,2009(07).

第9篇：高分子材料的改性范文

形状：上段成锥形，下部是圆柱形。

化学组成：矿泉水和可乐瓶是用的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。另外食品包装塑料瓶材料还有聚丙烯PP，高密度聚乙烯HDPE等。

用途：生活中最常见的就是用塑料瓶装水了，也就是常见的矿泉水。另外就是可以用塑料瓶装其他物品，比如说实验室中不能用玻璃瓶装的试剂有时必须用塑料瓶装。塑料瓶的用途有很多很多，生活中到处可以见到塑料瓶。

改进措施：可以改进塑料瓶的生产工艺，如果能将塑料瓶生产成可自动降解的，那么我们的环境将不会再有更多的白色污染，这是一个非常有前景的技术，如果能够成功，并且价格能够和现在的塑料瓶相当，那么塑料瓶的用途可能将大大增加！

2．名称：一次性纸杯。

形状：上大下小的锥形形状。

化学组成：聚乙烯。

性能：柔软性好、耐冲击性能好；耐热性、耐溶剂性、硬度较差。

用途：最好用于装冷水，不要装开水。

改进措施：如果选用的材料不好，或加工工艺不过关，在聚乙烯热熔或涂抹到纸杯过程中，可能会氧化为羰基化合物。羰基化合物在常温下不易挥发，但在纸杯倒入热水时就可能挥发出来。它既不环保，也不健康。还有些一次性纸杯生产商购买价格低廉的纸浆，在生产过程中添加荧光漂白剂，有致癌危险。建议大家，一次性杯不到万不得已不要使用，如果使用最好装冷水。

3．洗洁精

形状：粘稠状

化学组成：洗洁精的主要成份是:1表面活性剂；其主要作用是产生泡沫及去污；2、洗涤助剂：常用的原料有氢氧化钠和柠檬酸钠；3、增稠剂量：其主要作用是增稠，稳泡及去污，常用的原料有6501、6502、氯化钠；4、防腐剂，其主要作用是杀菌，保持，常用的原料有：苯甲酸钠、甲基异噻唑啉酮等；5、添加剂，其主要作用是处理水质，改善气味，常用的原料有：1、乙二胺四乙酸二钠，2、EDTA四钠

性能：去污性能，去油性能等。

用途：可以用来清洗碗筷，也可以用来清洗鞋子或衣服上的污浊等。

4．电冰箱外壳

形状：长方体或者不规则多边形

化学组成：塑料，金属等。

性能：支撑冰箱外形，美观漂亮及减少冰箱成本等等。

改进措施：我们都知道，冰箱在使用一段时间后外形将不再漂亮美观，主要是由于塑料经过长期的外置于空气中可能发生老化，变色等。如果能将塑料的性能改优使其老化速度减缓或者不老化，那么将是一件非常有价值的进步，另外就是和上面一样，如果做到塑料能够自动降解，那么我们的世界将少了一份白色污染。我们的世界也将变得更加美丽！

5．各种医用高分子材料制品

医用高分子材料是指可以应用于医药的人工合成（包括改性）的高分子材料，一般不包括天然高分子材料、生物高分子材无机高分子材料等在内。随着生物科学技术的不断发展和进步，越来越多的高分子材料被用于与人类生命健康息息相关的各种器官和皮肤的替代材料。

医用高分子材料大致可分为机体外使用与机体内使用两大类。机体外用的材科主要是制备医疗用品。如输液袋、输液管、注射器等。输液袋、管可用卫生级聚氯乙烯制造。由于这些高分子材料成本低、使用方便，现已大量使用。机体内用材料又可分为外科用和内科用两类。外科方面有人工器官、医用粘合剂、整形材料等。内科用的主要是高分子药物。所谓高分子药物，就是具有药效的低分子与高分子载体相综合的药物，它具有长效、稳定的特点。

归纳起来，一个具备了以下七个方面性能的材料，可以考虑用作医用材料。