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高分子材料技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：高分子材料；成型加工；技術(shù)分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.025

0 引言

高分子材料在生活中非常常見，例如棉花、天然橡膠等，為人們的生活提供了重要的便利。但是對(duì)于材料使用來說，高分子材料制品的性能與加工技術(shù)是密切聯(lián)系的。通過溫度、壓力等共同作用將材料的形態(tài)進(jìn)行改變，并提升其性能。而我國現(xiàn)階段的高分子材料成型加工技術(shù)也得到了穩(wěn)定發(fā)展，技術(shù)比較全面。

1 高分子材料成型加工技術(shù)的內(nèi)涵

高分子材料成型加工技術(shù)主要是通過溫度的作用，讓其整體的狀態(tài)發(fā)生改變，再進(jìn)行形態(tài)重塑。而具體的類型有聚合物加工、高分子熔體加工等多個(gè)方面。近年來這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域也取得了巨大的突破。針對(duì)于現(xiàn)階段的形勢(shì)來看，該技術(shù)的主要目的在于提升生產(chǎn)率和使用性能，并朝著可持續(xù)發(fā)展的方向而發(fā)展。所以在未來也能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，在一定程度上減少生產(chǎn)的能源消耗和成本[1]。

2 具體的技術(shù)種類

2.1 吹塑技術(shù)

也稱中空吹塑，一種發(fā)展迅速的塑料加工方法熱塑性樹脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態(tài)，置于對(duì)開模中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。這種技術(shù)細(xì)化可以分為上引、下引和平引。

2.2 注塑技術(shù)

該技術(shù)一般運(yùn)用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品。由于這種技術(shù)可以在大多數(shù)的環(huán)境下發(fā)揮作用，因而使用范圍比較廣泛，且生產(chǎn)周期相對(duì)較短，可以保障在短時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)效率，也是我國現(xiàn)階段常用的一項(xiàng)技術(shù)。以現(xiàn)階段塑料的品質(zhì)來看，大多數(shù)的塑料都可以利用這項(xiàng)技術(shù)。如果要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量與外觀的雙重標(biāo)準(zhǔn)，就需要利用到一些具體的機(jī)械設(shè)備，例如擠出機(jī)。在設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)用上都需要進(jìn)行合理規(guī)劃[2]。而注塑技術(shù)的特點(diǎn)也包含了很多方面，比如可以對(duì)惰性氣體進(jìn)行組合，也可以對(duì)模具加熱、移動(dòng)進(jìn)行成型等，涉及了多個(gè)領(lǐng)域。

2.3 壓制成型技術(shù)

壓制成型是利用壓力將置于模具內(nèi)的粉料壓緊至結(jié)構(gòu)緊密，稱為具有一定形狀和尺寸的坯體的成型方法。壓制成型的坯體水分含量低，坯體致密，干燥收縮小，產(chǎn)品的形狀尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)量高。另外，成型過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，便于機(jī)械化的大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)具有規(guī)則幾何形狀的扁平制品尤為適宜。具有壓制成型廣泛用于建筑陶瓷、耐火材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)。影響壓制成型坯體質(zhì)量的工藝因素主要有成型壓力、壓制制度，粉料的工藝性能及模具的適用等。但是這種技術(shù)有一定的局限性。那就是當(dāng)制品的厚度超過壓制范圍時(shí)，其作用會(huì)有明顯的下降，此時(shí)可以通過吹塑法來提升生產(chǎn)效率。

2.4 擠出成型

擠出成型的要點(diǎn)在于將塑化的高分子材料通過旋轉(zhuǎn)加壓，利用擠出機(jī)來進(jìn)行成型。此時(shí)材料可以通過牽引設(shè)備從設(shè)備口引出，配合冷卻定型后最終得到需要的產(chǎn)品類型。在目前的工業(yè)生產(chǎn)中這項(xiàng)技術(shù)主要是對(duì)高分子材料的塑化和成型，以得到性能更好的二次產(chǎn)品[3]。

2.5 注射成型

注射成型技術(shù)主要運(yùn)用于熱塑性塑料的成型，也可以用于熱固性塑料的成型。其技術(shù)原理在于通過加熱，將材料進(jìn)行升溫，變?yōu)檎沉鲬B(tài)，然后施加壓力，讓材料進(jìn)入設(shè)備模型內(nèi)進(jìn)行冷卻。

3 高分子材料成型加工技術(shù)的未來研究方向

3.1 聚合物加工技術(shù)

聚合物加工技術(shù)主要是通過擠出機(jī)的工作原理而發(fā)展的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段的技術(shù)水平下，已經(jīng)可以研發(fā)出進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)的擠出機(jī)。國外的十螺桿擠出機(jī)可以解決作為反應(yīng)器的包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī)在內(nèi)的其它擠出機(jī)所存在的問題。但傳統(tǒng)擠出機(jī)具有一定的缺陷，即在運(yùn)行當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一定的問題。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，聚合物反應(yīng)加工技g也得到了更加迅速的發(fā)展。而很多企業(yè)在近年來主要使用的收視傳統(tǒng)的混合設(shè)備進(jìn)行改造，但是這種模式在化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生上面比較難控制，而反應(yīng)的具體結(jié)果也具有一定的不確定性。在這種形勢(shì)下，技術(shù)研究的成本相對(duì)比較大。未來這種技術(shù)會(huì)有更完善的發(fā)展體系，例如引入電磁場(chǎng)并發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)加工過程中的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。

3.2 新材料的使用

該技術(shù)在未來也必然會(huì)得到推廣使用。相比于傳統(tǒng)技術(shù)來說，該技術(shù)的方式比較簡(jiǎn)單，且能源的消耗低，也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。而該技術(shù)主要利用光盤及PC樹脂生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)等步驟整合為一種連續(xù)的成型技術(shù)，最大的優(yōu)勢(shì)在于在提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約。未來這種技術(shù)在強(qiáng)大振動(dòng)力場(chǎng)的作用之下，聚合物的優(yōu)勢(shì)會(huì)被更加充分利用，提升產(chǎn)品的性能。又例如熱塑性彈性體全硫化制備，實(shí)現(xiàn)橡膠在混煉過程中的動(dòng)態(tài)全硫化，可以解決共混物在共混加工過程中的反轉(zhuǎn)問題。

4 結(jié)語

通過研究，可以看出隨著科學(xué)水平的不斷提升，我國的工業(yè)領(lǐng)域也得到了長足的進(jìn)步，在高分子材料方面的研究也一直在進(jìn)行。而高分子材料成型加工技術(shù)的有效運(yùn)用，也是我國工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。因此作為相關(guān)的企業(yè)，需要在當(dāng)前的技術(shù)模式下不斷完善和優(yōu)化，并深入研究工作，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性掌握有著我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的跨越，有效地對(duì)高分子材料進(jìn)行加工，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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高分子材料技術(shù)范文第2篇

    一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況

    近50年來,高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如,造粒用擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn),產(chǎn)量有了極(大的提高。20世紀(jì)60年代主要采用單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒,產(chǎn)量可以達(dá)到40-45t/h,今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達(dá)60t/h。在l950年,全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀(jì)90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產(chǎn)量將達(dá)3億t,此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu),加速采用大規(guī)模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對(duì)汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴(kuò)大和性能的提高帶動(dòng)了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。

    據(jù)悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家,模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標(biāo)是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展;成型加工方面,從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。

    二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究

    (一)聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

    聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī),可以解決其它擠出機(jī)(包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī))作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段,但我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備,我國每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。

    目前國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品,都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同,該技術(shù)是將電磁場(chǎng)引起的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)引入聚合物反應(yīng)擠出全過程,達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn),解決了振動(dòng)力場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問題,同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項(xiàng)新技術(shù)使我國聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿,并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

    (二)以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)

    1.信息存儲(chǔ)光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長、能耗大、儲(chǔ)運(yùn)過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題,將光盤級(jí)PC樹脂生產(chǎn)、中間儲(chǔ)運(yùn)和光盤盤基成型三個(gè)過程整合為一體,結(jié)合動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù),研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù),研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備,達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

    2.聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動(dòng)剪切力場(chǎng)作用下對(duì)無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)(粒子設(shè)計(jì)),在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下,利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料。

    3.熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動(dòng)力場(chǎng)引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備,提高我國TPV技術(shù)水平。

    三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

高分子材料技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞： 機(jī)車； 齒輪箱； 高分子材料； 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)； 成型過程； 模態(tài)； 模流

中圖分類號(hào)： TQ320；U260文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

Abstract： To solve the problems of gear box crack and leakage of locomotive， a new polymer material gear box is designed to meet the usage requirements. By the simulation technology on mode and mold molding， the dynamical structure and forming process are analyzed for the gear box， the natural characteristics， forming technology and warp deformation are emphatically studied to find out the weak part of structural strength， the hardest forming part and the assembly part affected by serious deformation. The results can provide reference for the improvement of gear box design.

Key words： locomotive； gear box； polymer material； dynamical structure； forming process； modal analysis； mold flow

引言

在正常工作狀態(tài)下，機(jī)車齒輪箱運(yùn)行環(huán)境惡劣，需承受軌道不平順引起的高頻振動(dòng)和沖擊載荷以及齒輪嚙合引起的異常振動(dòng)等，這些因素可能引起齒輪箱裂紋和腐蝕漏油等一系列故障.[1]為徹底解決齒輪箱問題，提出采用高分子材料齒輪箱代替金屬齒輪箱的設(shè)想，設(shè)計(jì)一款全新的滿足性能要求的齒輪箱.與金屬齒輪箱相比，高分子材料齒輪箱具有許多顯著優(yōu)點(diǎn)：高分子材料比金屬材料密度小，因此采用高分子材料齒輪箱可以大幅減輕齒輪箱質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)輕量化目的，減少因振動(dòng)引起的斷裂現(xiàn)象發(fā)生；高分子材料齒輪箱采用成熟的注塑成型工藝，可以實(shí)現(xiàn)一次成型，從而規(guī)避金屬焊接結(jié)構(gòu)缺陷，減少因焊接缺陷引起的裂紋；高分子材料本身性能優(yōu)異，在硬度、剛度和耐腐蝕性等方面優(yōu)于金屬材料.[2]

CAE技術(shù)在降低設(shè)計(jì)開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要的作用.伴隨企業(yè)自主開發(fā)能力的提升，CAE技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛和直接.模態(tài)和模流仿真技術(shù)分別是針對(duì)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)特性和成型工藝特性進(jìn)行分析的CAE技術(shù)，本文借助這2種技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的新型高分子齒輪箱進(jìn)行分析，為齒輪箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供參考.

1新材料齒輪箱幾何結(jié)構(gòu)

某機(jī)車齒輪箱為薄壁鋼板焊接結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為Q235A.改進(jìn)后的新材料齒輪箱采用PA6+GF50（尼龍6+50%長玻纖）.尼龍材料以其優(yōu)良的耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕和高拉伸強(qiáng)度等性能，越來越受到青睞，改性尼龍產(chǎn)品以其更加優(yōu)越的性能，在一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛.[3]

新設(shè)計(jì)的高分子材料齒輪箱整體壁厚為4 mm，上下箱對(duì)接部位為6 mm，安裝孔處壁厚為10 mm.為滿足齒輪箱使用性能要求，擋油環(huán)安裝部位和油液觀察窗采用PU發(fā)泡條與軸承靜態(tài)密封.上箱體設(shè)計(jì)有吊耳和呼吸孔，組合形成呼吸空腔，同時(shí)起方便吊裝的作用；下箱設(shè)計(jì)有加油口和卸油口.高分子材料齒輪箱幾何結(jié)構(gòu)見圖1.

3模流仿真

模流仿真技術(shù)是針對(duì)高分子材料成型過程的計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù).借助該技術(shù)可以預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型過程中的缺陷.本文重點(diǎn)研究高分子材料齒輪箱工藝成型性和翹曲變形程度，預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型困難部位和變形嚴(yán)重影響裝配的部位，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供改進(jìn)意見.

結(jié)論

（1）相比于原金屬材料齒輪箱，高分子材料齒輪箱在一體成型和輕量化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值.

（2）通過模態(tài)仿真分析計(jì)算得知，高分子材料齒輪箱振動(dòng)強(qiáng)烈部位出現(xiàn)在擋油環(huán)安裝部位和加油口處，在結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)加強(qiáng)剛度薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行剛度的合理布置和平衡，盡可能提高齒輪箱的總體剛度，以提高齒輪箱模態(tài)頻率、降低振動(dòng)響應(yīng).

（3）通過模流仿真分析計(jì)算得知，高分子材料齒輪箱成型工藝性良好，不會(huì)出現(xiàn)短射現(xiàn)象，但翹曲變形嚴(yán)重，影響上下箱的安裝效果.翹曲嚴(yán)重部位主要出現(xiàn)在加油口處，結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在滿足產(chǎn)品使用效能的前提下對(duì)該部位做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng).

（4）用模態(tài)仿真分析技術(shù)和模流仿真分析技術(shù)分別分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和成型過程，借助CAE分析技術(shù)可大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，規(guī)避開發(fā)風(fēng)險(xiǎn).

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高分子材料技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：高分子材料；可降解；生物

中圖分類號(hào)：TQ464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對(duì)人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲(chǔ)存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，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攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類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，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI 公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種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

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频谩?/p>

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對(duì)自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對(duì)高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

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高分子材料技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：新型 高分子材料

1、新型高分子材料的分類

1.1高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過的半透性薄膜。與以溫度梯度、壓力差、電位差或濃度梯度為動(dòng)力,使液體混合物、氣體混合物或有機(jī)物、無機(jī)物的溶液等分離技術(shù)相比,具有高效、省能和潔凈的特點(diǎn),因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜的形式有多種,一般用的是空中纖維和平膜。應(yīng)用高分子分離膜的推廣可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.2高分子磁性材料

高分磁性材料是人類在開拓磁與高分子聚合物新應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí),賦予磁與高分子傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁石,后來才利用磁鐵礦燒結(jié)或鑄造成為磁性體?，F(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有稀土類磁鐵、鐵氧體磁鐵和鋁鎳鉆合金磁鐵等三種。它們的缺點(diǎn)是硬且脆加工性 差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于橡膠或塑料中制成的高分子磁性材料。這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料,不僅比重輕，容易加工成復(fù)雜形狀、尺寸精度高的制品,還能與其它的元件一體成型。因而這樣的材料越來越受到人們的關(guān)注。高分子磁性材料主要可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。目前具有實(shí)用價(jià)值的主要是復(fù)合型。

1.3光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料指的是能夠?qū)膺M(jìn)行吸收、透射、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存的一類高分子材料。這類材料主要包括光記錄材料、光導(dǎo)材料、光加工材料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料、光學(xué)用塑料、光導(dǎo)電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。光功能高分子材料可以制成品種繁多的線性光學(xué)材料,像普通的安全玻璃、各種棱鏡、透鏡等。利用高分子材料曲線傳播的特性,又以開發(fā)出非線性的光學(xué)元件,如塑料光導(dǎo)纖維等。先進(jìn)的信息儲(chǔ)存元件光盤的基本材料就是高性能的聚碳酸脂和有機(jī)玻璃。

2、開發(fā)新型高分子材料的重要意義

從高分子材料的出現(xiàn)到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學(xué)不再只是對(duì)基礎(chǔ)高分子材料的開發(fā)研究。從90代開始，科學(xué)家們就將注意力轉(zhuǎn)到了高智能的高分子材料的開發(fā)上?，F(xiàn)代工業(yè)對(duì)于新型高分子材料的需求日益增加。新型高分子材料的開發(fā)主要集中在制造工藝的改進(jìn)上，以提高產(chǎn)品的性能，節(jié)約資源，減少環(huán)境的污染。就目前而言，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑的開發(fā)仍是高分子材料技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)之一。 開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。 在開發(fā)新聚合方法方面, 著重于基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、陰離子活性聚合和微乳液聚合的工業(yè)化。與此同時(shí)，我們要重視在降低和防止高分子材料在生產(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染。我們應(yīng)該大力進(jìn)行有利于保護(hù)環(huán)境的可降解高分子材料的研究開發(fā)。新型高分子材料的開發(fā)， 不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)于材料工業(yè)的高要求，更重要的是能夠促進(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。