高分子材料行业现状十篇

高分子材料行业现状篇1

关键词：功能高分子材料 光功能 电功能 高吸水性树脂 生态可降解

目前，功能高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的功能高分子材料继续改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，总之功能高分子材料的应用范围正在逐渐扩展，必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响。

一、功能高分子材料的介绍以及其研究现状

1.功能高分子材料的简介

功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子。

2.功能高分子材料的研究现状

在原来高分子材料的基础上，可将功能高分子材料分为两类：一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料；另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料，可制成各种透镜、棱镜、塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维、感光树脂、光固化涂料及黏合剂等。这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。在光的作用下，实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材料

2.1.2生物医用高分子材料

生物医用高分子材料需要满足的基本条件：除具有医疗功能外，还要强调安全性，即要对人体健康无害。不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能；具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的、复杂的形态。

2.1.3电功能高分子材料

导电高分子材料通常是指一类具有导电功能、电导率在10-6 S/cm以上的聚合物材料。这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜，以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态（10-9到105 S/cm）的范围里变化。按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型（或本征型）导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性树脂是一种三维网络结构的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶。高吸水性树脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量数百倍至上千倍的水，自身含有强亲水性基团同时具有一定交联度。，此外，高吸水性树脂的保水性能极好，即使受压也不会渗水，而且具有吸收氨等臭气的功能。高吸水性树脂在石油、化工、轻工、建筑等部门被用作堵水剂、脱水剂、增粘剂、密封材料等；在农业上可以做土壤改良剂、保水剂、植物无土栽培材料、种子覆盖材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性树脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋垫、一次性尿布等。

2.2.2形状记忆功能高分子材料

形状记忆功能高分子材料 自19世纪80年现热致形状记忆高分子材料，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支——形状记忆功能高分子材料。形状记忆功能材料的特点是形状记忆性，它是一种能循环多次的可逆变化。即具有特定形状的聚合物受到外力作用，发生变形并被保持下来；一旦给予适当的条件（力、热、光、电、磁），就会恢复到原始状态。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有无毒、可生物降解及良好的生物相容性等优点，所以其应用领域非常广，市场潜力非常大 。高分子的降解主要是各种生物酶的水解，其中聚乳酸类高分子是已开发应用于生命科学新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包装、餐饮业、农业、医药领域的应用外，在一次性日用品、渔网具、尿布、卫生巾、化妆品、手套、鞋套、头套、桌布、园艺等多方面都存在着潜在的市场，有很好的发展前景。

二、新型高分子材料的应用

现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料，但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料不仅可以用于结构材料，也可以用于功能材料。

这些新型的高分子材料在人类的社会生活、医药卫生、工业生产和尖端技术等方方面面都有广泛的应用。在生物的医用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯 （PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料；在工业污水的处理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；开发的苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂及聚酰亚胺等热固性树脂复合材料，这些材料比模量和比强度比金属还高，是国防、尖端技术等方面不可缺少的材料；同样，在药物的传递系统中应用新型的高分子材料，在包转材料中的应用，在药剂学中应用等等。

三、开发新型高分子材料的重要意义

从上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代，世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究，从90代开始，科学家们就将注意力转到了高智能的高分子材料的开发上。新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上，以提高产品的性能，减少环境的污染，节约资源。目前而言，合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷，以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。在开发新聚合方法方面，着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的丁业化。同时，也更加重视在降低和防止高分子材料生产和使用过程中造成的环境污染。新型高分子材料的开发，不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求，更重要的是能够促进能源与资源的节约，减少环境的污染，提高生产的能力，体现现代科技的高速发展。加快高分子材料回收、再生技术的开发和推广应用，大力开展有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。

四、结束语

材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，是一个国家工业发展的重要基础和标志。我国国民经济和高技术已进入高速发展时期，需要日益增多的高性能、廉价的高分子材料，环境保护则要求发展环境协调、高效益的高分子材料制备和改性新技术，实施高分子材料绿色工程。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展，技术的进步，越来越能影响人类的生活，工业的进步。

参考文献

[1]严瑞芳.高分子形状记忆材料.材料科学技术百科全书[M].北京：中国大百科全书出版社，2008：382～383.

高分子材料行业现状篇2

纳米技术正全力推动着化学工业未来的发展。随着一些纳米技术的工业产品问世以及所显示出的诱人前景，现在“纳米技术”已经成为家喻户晓的名词。纳米技术能在＜100nm的水平上合成、处理和表征物质，这是一个涉及多门学科的广阔领域，它包含有：纳米材料(nanomaterials)、纳米生物技术(nanobiotechn010gy)、纳米电子学(nanoelechonics)和纳米系统(nanosystem)，如纳米电子机械系统NEMS和分子机械(m01ecularmachine)等。而纳米技术在化学工业中的应用，主要是新型催化剂、涂料、剂，过滤技术以及一些最终产品，诸如纳米多孔材料制品和树状聚合物制品已成为化学工业的创新点。

一、化学反应和催化方面应用

化学工业及其相关工业，特别是一些化学反应起着关键性作用的产业盛行用纳米技术来改进催化剂性能。纳米多孔材料中的沸石在原油炼制中的应用已有很长历史，纳米多孔结构新型催化剂的发展，为许多化学合成工艺的创新提供了机会，或者使化学反应能在较温和条件下进行，大幅度地降低工艺成本。例如用此类催化剂可以将甲烷有效地转化为液体燃料，作为柴油代用品，而现用的方法比较昂贵。

纳米粒子催化剂的优异性能取决于它的容积比表面率很高，同时，负载催化剂的基质对催化效率也有很大的影响，如果也由具有纳米结构材料组成，就可以进一步提高催化剂的效率。如将Si02纳米粒子作催化剂的基质，可以提高催化剂性能10倍。在某些情况下，用Si02纳米粒子作催化剂载体会因SiO2材料本身的脆性而受影响。为了解决此问题，可以将SiO2纳米粒子通过聚合而形成交联，将交联的纳米粒子用作催化剂载体。

在能源工业中，Shenhua集团公司、Hydrocarbon技术公司和美国能源部在中国进行煤液化项目建设，采用了纳米催化剂，取得了20亿美元效益。此工艺可以生产非常清洁的柴油，在中国许多地方它可与进口原油或柴油(以全球平均价格计)竞争。燃料电池也是纳米催化剂起重要作用的领域，当前工业样品应用的是铂催化剂，约2nm宽。

二、过滤和分离方面应用

在过滤工业中，纳米过滤(简称纳滤，nanofiltration)广泛应用于水和空气纯化以及其它工业过程中，包括药物和酶的提纯，油水分离和废料清除等。还可以从氮分子中去掉氧(氧与氮分子大小差别仅0.02nm)。应用此方法生产纯氧可不需要采用深冷工艺，因而可以降低成本。法国于2000年在GeneraledesEaMx建成世界上第一座用纳滤技术生产饮用水的装置，所用聚合物膜其孔径略＜lnm。与传统净化工艺相LL，虽然电能消耗较高，但带来一些其它的好处，如不需要用氯。

由于可以精确地控制孔径，所以具有可观的近期应用前景。美国PacificNorthwest国家试验室已经创制一类称之为SAMMS结构，为在介孔载体上自组装的单层结构，含有规整的1-50nm的圆柱形孔，孔上用自组装方法涂上活性基团单层，可用于不同领域。已经利用SAMMS成功地从水溶液和非水溶液中萃取出各种金属和有机化合物。

纳米多孔材料的吸收和吸附性能也提供了在环境治理方面应用的可能性，如去除重金属(如砷和汞等)。使用其他纳米材料的过滤技术也取得了长足进步。例如入rgomide纳米材料公司开发的用直径为2nm纤维制成的高产率系统，可以过滤病毒、砷和其它污染物。

一些聚合物—无机化合物复合材料也可用作气体过滤系统，而且效率也很高。如有一种用排列成行的碳纳米管(nanotLlLe)制成的膜，由于纳米管与气体分子间互不作用，可以高产率地分离出气体。此种材料可满足高流速低压气体的分离需要。此种膜可以从气流中去除CO2，或从CO中分离H2。这种技术可应用于新一电厂、煤液化工厂或气体液化厂。

由精密控制尺寸的纳米管组成的膜在分离生物化学品方面也具有很大潜力。

三、复合材料方面应用

在复合材料中使用纳米粒子可以提高材料强度，降低材料的重量，提高耐化学品、耐热和耐磨耗能力，而且还可赋于材料一些新的性能，诸如导电性，在光照和其他幅照下改变其反应性能等。

以粘土为基础的纳米复合材料在不久将来会有很大的市场。以碳纳米管为基础的新型结构复合材料的开发也为期不远，它的主要问题是成本较贵，要用好的填料(单壁纳米管)。大规模应用较大而不太完善的碳纳米纤维可望在2004年实现，此发展可能会给纳米粘土复合材料的应用形成冲击。

一些公司计划扩产纳米粘土也反映出其发展潜力。如Nanocor公司已转产纳米粘土，每年2万吨。许多主要聚合物公司也在开发纳米复合材料技术。RTP公司已将有机粘土／尼龙纳米复合材料制成薄膜和片材。Triton

System公司应用纳米二氧化硅与一种聚合物材料制成纳米复合材料，开发成一种涂装材料。其它HoneyWell，Ube工业和Unitika等公司已工业规模生产尼龙纳米复合材料用作包装HBP材料，Nanocor最近与三菱气体化学公司联合

制造并出售HBP包装材料。用于食品和饮料行业。Bayer打算用尼龙6纳米复合材料制造多层包装膜，此膜的氧穿透率减少l/2，透明度和韧性有提高。近期，人们关注的另一种纳米复合材料的填料物质，是一种较为复杂的分子多面齐聚物(polyl、cdral01ig(mericsilsc5quioXanes，POSS)。Hybrid塑料公司称其可以大量生产POSS，并与塑料生产厂商和用户进行合作。

四、涂料方面应用

在涂料行业CTJ。纳米粒子已经起着很大的作用，但是，类似于能生成抗刮痕和不粘表面的涂层的溶胶—凝胶单层(solgclmonlolaycr)还在研究。用树状聚合物可以弥补不足，并且可与纳米粒子技术结合应用。

以纳米粒子为基础的涂料具有各种优异的性能，比如：强度、耐磨耗、透明和导电。拜耳公司与Nanogntc公司合作开发导电和透明的涂层。纳米粉体是难以储运的，美国海洋部门采用微型凝聚(microscalengglomerate)方法，即在应用时用等离子(一种热的离子化气体)技术或热喷涂技术，使粉体被融熔，形成涂层。拜耳公司与HansaMetallWerke公司用纳米粒子进行抗水和抗灰尘涂料开发。据中国环氧树脂行业在线(epoxy-)记者了解，2002年BASF公司推出一种用纳米粒子和聚合物制备的喷涂涂料，在干燥时自组装成一种纳米结构的表面，呈现出类似荷叶的效应，即当水落到表面上，由于与表面的互粘性甚小，可以形成水珠而流去，并把灰尘带走。

Inframat公司用纳米涂料作为船壳防污涂料。以防止海藻、贝类附着生长。此种涂料很坚硬。但并不发脆。该公司的纳米氧化铅-氧化饮基陶瓷涂料已获得美海军部门400万美元订货，主要用于涂装潜水艇的潜望镜。应用纳米粒子技术可以制造氧化铝纳米粒子，用于地砖的抗划痕涂层。Nanogate公司为西班牙地砖制造商提供纳米粒子涂料，使之容易清洗，并还为眼镜工业提供抗划痕涂料。

用纳米粒子强化的涂料还可能在生物医用方面应用。例如铜的纳米粒子可以降低细胞在表面上生长，从而解决移植上的一个主要问题。

五、添加剂和树状聚台物的作用

在复合材料领域中，纳米粘土和POSS已经取得进展。在不远的将来，碳纳米管可能产生较大影响。但是，各种不同形状的树状分子结构以及它能易于功能化的性能，可以创制特殊结构的复合材料，使之具有各种性能。早在上世纪90年代中期，BertMeijer教授就阐明了树状聚合物的结构，它是一群小分子，或是小分子的容器。一个“树状聚合物箱”(I)endrimerbox)，如同有一个硬壳建于软性树状聚合物周围。如果一个小分子，如染料分子进入树状聚合物中，即可被封装在空穴中。通过对其末端基因的化学改性，全部或部分烷基化，树状聚合物就可以形成与线型聚合物可化学兼容的物质，以改进混合性能。在此情况下，树状聚合物的作用在于创建了分子微观环境，或是在塑料原料中形成“纳米观口袋”(nanoscopicpocket)来聚集染料分子。作为一种形态的、结构的或是界面改性剂，树状聚合物还可提高材料韧性，而对其加工性没有影响。在材料共混和复合中，它们还起着材料组分间的兼容剂和粘接剂的作用，因此可用于工程塑料添加剂。树状多支链聚合物已经被用作环氧树脂的增韧剂，加入重量比5％的树状聚合物可显著提高材料的坚韧性。通过可控相分离工艺，可以使树状聚合物良好地分散在树脂中，树状聚合物和树脂作用可以使接枝在树状结构上的环氧基团的化学键得到加强。杜邦公司制造和应用多支链结构物质作为聚合物共混中的添加剂，可以改善聚合物的加工性能。DSM公司已经将多支链的聚丙烯亚胺(PPl)聚合物工业化，主要用于廉价塑料和橡胶制造中作为添加剂，降低粘度。在涂料、油墨和粘合剂生产中也可应用。美国宇航局向DowCorning公司和MatcrialsElectrochemical

Research公司进行项目投资，开发等离子沉积树状聚合物涂料和树状聚合体富勒烯纳米复合材料，以用作微型和亚微型表面。

六、树状聚台物及去污作用

树状聚合物特别适用于去污，它起着清道夫的作用，可以去掉金属离子，清洁环境。改变一种介质的酸度可以使树状聚合物释放出金属离子。而且树状聚合物可以通过超过滤进行回收和冉用。树状包覆催化剂可用此同样方法从反应产物中进行分离。回收再用。密西很大学的生物纳米技术中心计划开发树状聚合物加强超滤方法，作为新的水处理上艺．从水中去掉金属离子。树状聚合物可以在其分子小间或是在它们的经改性的终端基团上捕捉小分子。

使其能适用于吸收或吸附生物和化学污染物。美国军事部门对它的应用前景作了好的评价。

七、纳米保护(nano-protection)方面应用

树状聚合物在护肤膏中作为一种反应型的组分是很有效的。此应用可以扩展到保护衣服。固定的树状聚合物层可以抗洗和耐环境气候条件变化。有一种称之为“类似树状聚合物”(Amphilicdondrimcr)，它一半是树状聚合物，另一半具有末端结构，用以在保护膜中固定活性树状聚合物。

近年来，“一些部门在研究用纳米粒子来监测和防止化学武器袭击。Nanospherc公司不久前推出一个系统，可以用来监测生物武器，如炭疽菌。该系统采用美国西北大学开发的金纳米粒子传感器。Altair纳米技术公司和西密西根大学联合开发用二氧化钛钠米粒子为基础材料的传感器，可用来监测生物和化学武器。NanosPhere材料公司开发氧化镁纳米粒子用于口罩的过滤层，因为它能杀大细菌(包括炭疽杆菌)。深圳新华元具纳米材料公司和Nucrgst公司生产银纳米粒子用于抗菌服。NanoBio公司推出一种抗菌液，可以破坏细菌孢子、病毒粒子和霉菌，它的作用是让表面张力发生爆炸性释放，而这种产品对人体组织不起伤害，现在主要用户是美国军事部门。

八、燃料电池方面应用

随着对便携式电子产品电能需求不断增加。要求降低供电元器件的重量和尺寸，由此而开辟广纳米粒子的新市场。

AP材料公司与Millennium电池公司合作执行美国军方一份合问。开发纳米级二硼化钛用于高级电池组和其它储能系统。Altar公司最近宣布该公司高级固体氧化物燃料电池系列示范试验获得成功，包括联结器、电解质、阴极和阳极等都是由微米和纳米级材料构成。而且，还开发了纳米锂基电池电极材料，其充电和发电率都比当前所用锂离子电池材料快l倍。

有一些公司计划工业生产甲醇基燃料电池，在2004年前后应用于便携式电子设备。在这类电池中，所用催化剂是处在淤浆状态的铂纳米粒子。针对电池应用，Brookhaven国家试验室已制成锂-锡纳米晶体合金，用作高性能电极。用氢化锂与氧化锡反应，前者需过量使反应完全。生产的锂—锡合金中含有剩余氧化铿。重复用氢处理最后生成粒径为20～30nm纳米复合材料，形成稳定金属氢化物的其它元素也可用此法制造纳米复合材料，未来的应用不仅在电池领域，还可以用在催化方面。

高分子材料行业现状篇3

关键词：高分子材料；成型；控制

0 前言

作为一种实际应用效果良好的材料，高分子材料在近期得到了广泛的应用。研究高分子材料成型及控制，能够更好地提升其实践水平，从而有效保证高分子材料的整体效果。本文从概述高分子材料的相关内容着手本课题的研究。

1 概述

现阶段我国在高分子合成材料方面取得了很大的进步，相关行业的生产活动也在不断发展壮大，高分子材料成型加工技术被运用与汽车等工业生产活动之中。高分子合成材料行业已经发展成为我国的重要经济类产业，是国民经济的重要组成部分。由于高分子材料的特性，必须加强对高分子材料的系统性研究，了解高分子材料的成型过程以及控制对策，为高分子材料工业的发展提供依据，是我国科研工作的重要任务。高分子材料成型加工技术属于一门重要的科学，国内外著名的专家学者都对其予以高度关注，将与化学、物理等方面的专业内容融入到高分子材料成型加工技术中，为研究工作的开展提供科学依据。

2 高分子材料的基本成型方法

2.1 挤出成型

高分子材料的基础成型是通过螺杆旋转加压的方式，不间断的将已经成型的材料由有机筒挤出来，挤入到机头中去，熔融物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的型坯，然后借助相应的牵引工具把成型的材料不断的在模具中提取出来，并对其进行冷却处理，进而得到相应的形状。挤出成型是一项系统性的工程，由入料、塑化、成型以及定性等过程，每个环节都对高分子材料的成型起到关键性的作用。

2.2 吹塑成型

吹塑就是通过中空吹塑的方式来实现的，主要是依靠气体的压力，来促使处于闭合状态的热熔型胚发生鼓胀，进而形成中空制品的技术过程。吹塑成型是高分子材料成型的另一种主要方式，具有发展快、效率高的特点。吹塑成型的主要加工模式是挤出、注塑和拉伸，是目前常用的三种吹塑方法。

2.3 注塑成型

一般情况下，我国高分子材料加工行业普遍采用的成型方法是注塑成型，其面对的生产对象大都是空间感强、立体式的材料形状，在塑料生产方面具有诸多的优势，受到了企业的广泛关注和应用。注塑成型方式应用的范围相对较广，成型操作所需时间短、多样的花色、生产效率高等等优点，是高分子材料成型最具实用性的方法。

3 现阶段高分子材料成型技术的优化与创新分析

3.1 聚合物动态反应加工技术及设备

现阶段，通过对国内外高分子材料成型技术的研究，大都采用反应加工设备来开展工作，但是，该反应加工设备的原理是在原有的混合、混炼设备上进行完善与优化所生产的产品，其还存在多方面的问题，处于不成熟阶段，传热、混炼过程等都是其中的典型问题。另一方面，设备引进和使用投资大、能耗高，噪音污染严重、密封困难。

利用聚合物动态反应加工技术及设备来创新与优化高分子材料成型加工工作，相较于传统的技术有了很大的进步，加工原理以及设备的组成都有所不同。此种技术的应用，其核心内容是将电磁场条件下的机械振动厂投入到高分子材料的机头挤出操作中，能够实现对化学反应、生成物的聚合结构、制品的各项变化等的控制，起到了良好的应用效果。

3.2 新材料制备新技术

信息与科学技术的不断发展，在各个领域都得到了广泛的应用，为了优化和升级高分子材料成型加工技术，可将信息存储光盘应用到加工技术中，利用盘基来直接实现反应成型技术的构建，整个成型技术形成动态式、链条式的操作流程，树脂的生产与加工、储备与运送，再到盘基的成型，探索出酯交换的链条式生产与加工技术，能有效控制能源的使用率、提高成品的质量。

新材料制备新技术的出现，为高分子材料加工行业的发展提供了发展契机，动态全硫化制备技术也是其中的代表，是我国科学技术不断发展的重要体现，新技术的应用与振动力场具有密切的联系，可以更为直观有效的控制硫化的整个过程，能很好的应对硫化过程中所遇到与相态有关的反转类问题。针对此项技术，科学家应致力于研究与技术相匹配的更具全面化的设备，为我国高分子材料加工水平提供技术支撑。

4 高分子材料在成型过程中的控制

近年来，我国由于综合国力的提升，在科学领域取得了一项又一项瞩目的成绩，其中高分子材料在成型过程中的控制是研究的主要课题之一。高分子材料在一定条件下极易发生结构上变化，温度、外力等都是影响高分子材料所形成的聚合物的结构与形态，同时在外部条件的影响下，高分子材料还会发生聚集形态上的变化，一系列的问题都是现阶段科学家研究的主要问题。通过不断的研究，科学家得出了一系列的成果，实现对新型高分子材料的开发，形成了多元化的高分子材料群体，并投入实际的应用之中，促进了高分子材料工业的发展。通过研究，科学家发现，大部分聚合物多相体系存在不相溶的现象，制约着成型过程中的控制工作，为了改善此类情况，可以适当的融入第三组分。在聚合物生产与加工的过程中，所研制出的产品会处于温度不稳定的环境中，由于制品极易受到温度的影响而发生形态和结构上的变化，进而影响其性能，应加强对制品温度的控制。由于制品的温度会随着时间推移为发生动态上的变化，可见，了解在非等温场条件下，聚合物、共混物制品温度与时间的变化关系是非常关键的，并对变化的规律进行总结，可为成型过程中的形态结构控制提供依据。

5 结语

本文以高分子材料成型方法和控制进行了具体性的分析，我们可以发现，高分子材料的多项优势决定了其在实践中的应用地位，有关人员应该从其客观实际需求出发，充分利用自身有利条件，研究制定最为符合实际的成型及控制实施方案。

参考文献：

[1]杨帆.浅析高分子材料成型加工技术[J].应用科学，2011（08）：66-68.

高分子材料行业现状篇4

【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.

高分子材料行业现状篇5

[论文摘要]目前，静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法，阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。

静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在生物工程中有着重要的应用。

一、高分子抗静电的方法概述

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质，其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射，三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率，所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此，通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂，添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

（一）添加导电填料

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

（二）与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子（或聚合物）是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗静电剂法

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质，其结构通式为RYx，其中R为亲油基团，x为亲水基团，Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的亲油基团，羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团，此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类：阳离子型抗静电剂；阴离子型抗静电剂；非离子型抗静电剂；两性型抗静电剂。

导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种：（1）抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成“海一岛”型水性的导电膜。（2）离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。（3）介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄；二是减少摩擦电荷的产生。

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸钠）、DPE（烷基二苯醚磺酸钾）；上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN（十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐），另外该厂生产的抗静电剂PM（硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物）、抗静电剂P（磷酸酯与乙醇胺的缩合物）；北京化工研究院开发的ASA一10（三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物）、ASA一150（阳离子与非离子表面活性剂复合物），近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品，其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂；ASB系列产品则为有机硼表面活性剂（主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯）与其他非离子表面活性剂复合而成；ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成，杭州化工研究所开发的HZ一1（羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂（咪唑一氯化钙络合物）；上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂，已经形成系列产品，在使用效果和性能上处于国内领先地位，部分品种可以替代进口，如SH一102（季铵盐型两性表面活性剂）、SH一103、104、105等（均为季铵盐型阳离子表面活性剂），SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂；济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。（聚氧乙烯烷基胺复合物）等； 河南大学开发的KF系列等，如KF一100（非离子多羟基长碳链型抗静电剂）、KF-101（醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂），另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等；抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的，主要用于合成纤维领域。

从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

三、结语

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好，针对目前国内研究、生产、应用与需求现状，对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。

（一）加大新品种开发力度

近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂；用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯；用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求，开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种，并不断强化应用技术研究，以满足国内需求。

（二）加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配，向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料，如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾，国内要加快抗静电母粒的开发与研究，促进我国抗静电剂工业发展。

参考文献

[1]高绪珊、童俨，导电纤维及抗静电纤维[M]．北京：纺织工业出版社，1991．148154．

高分子材料行业现状篇6

【关键词】化学建材；建筑防水材料；发展

中图分类号： TU57+7 文献标识码： A 文章编号：

一 前言

我国建筑防水材料发展概况

我国的建筑防水材料获得了较快的发展, 已从纸胎油毡逐步发展到目前的普通纸胎油毡、改性沥青油毡、高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等六大类产品, 基本形成了比较齐全的工业体系。

1、沥青基防水卷材

沥青基防水卷材主要有普通沥青防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材。

普通沥青防水卷材是用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青, 表面撒布粉状、粒状或片状材料支撑可卷曲的长条状防水材料。常见的有: 沥青纸胎油毡、沥青玻纤胎油毡、沥青麻布胎油毡等, 这类卷材的施工仍采用传统的热沥青玛 脂作粘结材料, 由于其热熔施工操作过程中的环境污染问题, 另外其本身低温柔性差、高温易流淌、易老化、防水耐用年限较短, 现已多个省市下文禁止在城区使用纸胎油毡, 近年来, 纸胎沥青油毡的生产销售量逐年下降。

高聚物改性沥青防水卷材主要品种有SBS 改性沥青防水卷材和APP 改性沥青防水卷材, 这类卷材是用热塑性弹性体树脂SBS 或合成橡胶APP 将沥青改性后浸涂到玻纤胎、聚酯胎或玻纤聚酯复合胎上, 两面再覆以粉状、粒状、片状的聚乙烯膜、板岩、铝箔等保护层, 形成高聚物改性沥青防水卷材。目前, 高聚物改性沥青防水卷材的施工通常采用火焰枪热熔和冷玛 脂粘结, 部分工程采用冷自粘施工法。在高聚物改性沥青防水卷材系列中, SBS 的应用量明显多于APP, 聚酯胎防水卷材明显多于玻纤胎防水卷材。

2、高分子防水卷材

我国的高分子防水卷材主要包括EPDM 、PVC、氯化聚乙烯( CPE) 、氯化聚乙烯橡胶共混、再生胶、土工防渗片等,近年来获得一定的发展。我国已先后从日本引进了10 条EPDM 生产线, 近几年又增加了几条国产的正规生产线, 还有10 多条小线, 销售量有了新的增长, 但估计不会超过300 万m2。产品主要是黑色均质无增强硫化型的, 最近又有了非硫化型EPDM 共混卷材和非硫化增强型EPDM 复合防水卷材, 此外还有自粘复合防水卷材及自粘丁基橡胶密封带。我国自行开发的PVC 防水卷材由于增塑剂迁移等问题未过关, 虽有几家防水材料公司生产, 但均未站稳市场, 只有中外合资的济南渗耐鲁泉防水材料公司生产的以无纺布作背衬的PVC 防水卷材, 产品质量良好, 有一定销量。我国的CPE 防水卷材包括以玻璃布增强的CPE 卷材、CPE-橡胶共混卷材、CPE 弹性体卷材等, 近期销售量约为650 万㎡。地下和土木工程需要的防水、防渗材料, 包括低密度、高密度、线性聚乙烯、乙烯乙酸乙烯( EVA) 共聚物、乙烯共聚物沥青( ECB) 、聚乙烯丙纶双面复合防水卷材等。

3、防水涂料类

防水涂料从70 年代开始应用以来, 发展迅速。据有关资料介绍, 国内有一定生产规模的有200 多家( 不包括油毡厂生产涂料的企业) , 主要产品分为高分子防水涂料, 中档改性沥青和低档沥青基防水涂料三大类。高分子防水涂料目前主要有聚氨酯、硅橡胶防水涂料, 水型三元乙丙橡胶复合防水涂料,CB 型内烯酸酯弹性防水涂料等; 改性沥青防水涂料有氯丁胶乳沥青、SBS 改性沥青、丁苯胶改性沥青、聚氯丁烯煤焦油等防水涂料; 沥青防水涂料有膨润土沥青、水性石棉沥青、石灰沥青、乳化沥青等防水涂料。全国年产量达10 万吨以上。其中20% ~30% 的产量为中高档产品, 在以上各类产品中, 还可分为溶剂型和水乳型。

二 建设市场发展趋势

随着建设事业各项改革进一步深化, 工程建设取得新的成就, 城市和村镇面貌发生了较大变化。城镇住房建设呈现持续、快速增长趋势, 平均每年完成城镇住宅竣工面积达4. 4 亿平方米, 村镇住宅建设年均完成6. 5 亿平方米, 城乡居民住房条件有了较大改善, 居住水平有了很大提高。九五期间, 建筑业还完成城市基础设施和各类工业、能源、交通、水利、文教、科研、军工等基本建设和更新改造工程24. 7 万项。建设事业发展面临的主要形势是:加快推进城市化进程, 城乡发展与资源、环境的矛盾越来越尖锐, 国民经济持续增长和人民生活水平不断提高, 要求住宅产业继续保持较快增长, 西部大开发战略的实施将使工程建设总体规模继续扩大, 对确保工程质量提出了更高要求, 加入WTO 以后, 我国的建设事业将面临新的机遇和挑战。如今建设事业的发展目标和主要任务是:加速推进城市化进程, 城市化水平每年提高1 个百分点左右。加强城市基础设施建设和城市管理, 形成优美、协调、良好的人居环境。加大城市污水处理设施建设, 争取用五年时间,使西部地区城市污水处理率达到40% ; 加快城市立交桥、停车场及行人过街桥涵建设, 发展城市快速路系统; 百万以上人口的大城市要加快修建城市快速轨道交通等。把住宅建设真正培育成为国民经济的重要产业, 建立规范的建设市场运行与管理体系, 提高建设工程质量。到2005 年, 全国设市城市数量增加到710 个左右, 建制镇发展到18800 个。城市化水平达到35%左右。全国城市市政公用设施固定资产投资9900 亿元。全国城乡住宅累计竣工面积达到57 亿平方米( 平均每年11. 4 亿平方米) , 约6000 万套; 其中城镇住宅竣工面积27 亿平方米; 农村住宅30 亿平方米。解决城镇住宅的工程质量和功能质量通病, 初步满足居民对住宅适用性的要求, 初步建立住宅及材料、部品的工业化和标准化生产体系。2005 年, 建筑业总产值达到26700 亿元, 建筑业增加值达到8500 亿元, 建筑业增加值占国内生产总值的比例达到6. 7%。2005 年, 科技进步对建设事业的贡献率达到35%, 建设科技创新机制基本建立。

三 化学建材以及防水材料展望

由于现代建筑尤其是高层建筑的使用期一般都远不只十年, 许多房屋使用会达百年以上, 为此, 寻找一种耐候性更好、防水保质期更久的材料一直是工程科研工作人员的课题, 目前的化学建材以及防水材料的最新发展主要有如下方面:

1. 开发防水性能更好、耐老化性更久的含有机硅橡胶或表面涂有机硅或有机氟聚合物的卷材, 并开发粘合力强、固化快、耐老化性同等优良的含有机硅或有机氟高分子的粘接密封剂与之匹配使用, 或者采用其它切实可行的施工工艺解决卷材接缝之间的可能渗漏问题, 使防水保质期达30 年以上。

2、开发含有有机硅、有机氟的水基型高分子防水胶，并能与更多的水泥混合且一并固化, 形成高耐水、高耐候的有机无机复合防水层, 使防水保质期达30 年以上, 甚至可使防水层与建筑物寿命一样长,这是防水材料最重要的发展趋势之一。

3、开发无溶剂、无环境污染的高效、高耐候建筑防水( 涂料) 胶例如高分子有机硅防水密封胶，单组份或多组份反应型无溶剂快固型聚氨酯防水密封胶, 这类产品开发的主要方向是寻找更廉价的有机硅及聚氨酯基础原料( 单体) 的合成工艺路线, 并大规模生产, 以降低产品价格。

4. 开发具有良好的防水性能, 同时又具有良好的隔热性能, 且施工方便, 耐老化性好的新型防水材料, 例如双组份闭孔现场发泡聚氨酯防水胶已有研制报道。

5. 高固含量低粘度水基型水泥基聚合物乳液防水胶, 例如纯丙、纯有机硅乳液型或硅丙乳液或氟丙乳液型防水胶的研制, 因为作为建筑防水材料, 在施工时一般都要求屋面基本干燥, 且施工后胶干得快,而低含水量的高分子乳液必然会比高含水量的干得快, 或可以带湿施工, 从而缩短工期。

6. 纳米无机材料填充的有机高分子复合防水卷材或防水涂料( 胶) 的开发, TiO2、ZnO 及SiO2 等无机纳米材料对紫外光有很强的屏蔽作用而使有机高分子免遭阳光的照射而降解变质, 从而使有机物的高弹性及防水性可更持久地保持。

7. 开发单组分或双组份高弹性高耐老化性无溶剂热熔或非热熔反应型喷涂防水涂料, 例如从理论上讲, 丙烯酸酯, 有机硅、聚氨酯, PVC 等许多高分子都可制成符合上述要求的热熔喷涂防水涂料( 胶) ,使防水施工更为简便快速, 从而大大缩短工期, 也可彻底消除接缝与阴阳转角渗漏问题。

8. 开发有机高分子与无机高分子复合物卷材,例如有人认为将高耐候的有机高分子乳液与高耐候的水泥等无机高分子混合后制成复合卷材将比纯有机高分子材料具有更好的抗老化性, 比纯无机高分子材料具有更好的抗开裂渗漏性, 这方面已有新产品问世。

四 结论

目前, 我国化学建材和防水材料市场的发展与国外先进水平还有很大的差距, 新型材料的市场占有量还比较低, 国家行业职能管理部门必须加大市场规范力度, 积极发展应用新型技术和新型材料, 改革建设市场管理体制, 尽快实行工程质量保证期制度, 以加快促进我国建筑材料市场的发展。

【参考文献】

［1］ 李晓东． 论建筑防水材料［J］． 林业科技情报， 2008，40( 3)

高分子材料行业现状篇7

关键词：灰色系统理论；关联度分析；马尾松；无性系；再选择

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）15-112-04

无性系再选择是种子园营建与管理的一项重要工作，通过无性系再选择为种子园去劣疏伐提供科学依据，为营建改良代种子园提供优良材料。以往对马尾松种子园无性系的再选择大多局限于子代生长性状的分析或生长性状与种子生产能力的联合选择，而忽视了木材质量性状。针对这一问题，本文应用灰色系统理论的关联度分析方法[1]对马尾松生长性状、木材比重性状、种子生产能力进行联合选择，以期达到提高种子生产能力和子代改良增益的目的。

1 马尾松种子园概况

马尾松种子园位于漳平五一国有林场桂东工区，地处东经117°30′，北纬25°07′，海拨450～750m，年平均气温20.3℃，年平均降雨量1 509mm，年平均蒸发量1 169mm，相对湿度80%，无霜期300d，土壤为厚层灰化红壤和山地红壤，主要植被为芭芒、芒萁骨、苦竹等。种子园于1985年用普通马尾松1a生实生苗定植砧木，株行距4m×4m，1987年采集优树1a生枝条进行嫁接建成初级无性系种子园，面积约33.33hm2。种子园分为10个大区，每个大区分为5～11个小区，每个小区包含20个左右的无性系，以完全随机的方式进行无性系配置。种子园于1991年开始进入开花结实，1995年开始郁闭，1997年郁闭度平均为0.68，进行第1次去劣疏伐，2001年进行第2次去劣疏伐，目前准备进行第3次去劣疏伐。

2 材料与方法

2.1 材料 材料来自漳平五一国有林场马尾松种子园132个无性系调查资料。1995-1997年对马尾松种子园各无性系的开花结实情况进行调查，包括单株产果量、单株产种量、出籽率、发芽率、千粒重以及花期同步性等。1994年对种子园各无性系实行单系采种、单系处理，1995年春容器育苗夏秋营造子代测定林，试验林采用分组随机区组设计，5株小区，9次重复，株行距1.7m×2.0m，2002年底调查子代测定林树高、胸径，用V=0.000062418H0.956825D1.855150公式计算单株材积。在第一次去劣疏伐中，结合疏伐工作采集各无性系胸高处5cm厚园盘，由南京林业大学制样和木材比重测定。

2.2 无性系评价指标的确定 由于种子园经营的主要目的是提供大量遗传品质优良的种子[2]，所以子代的速生丰产优质的遗传表现和种子园种子生产能力便是无性系评价的主要指标。以往大多采用子代的树高、胸径、材积和无性系的产果重、产种量、出籽率、千粒重等指标，忽视了木材质量指标。为了解决这个问题，又不致于性状大多、工作量太大，采用以子代8a生平均单株材积（V）代表速生丰产性状，以无性系的木材比重（M）代表木材质量性状，以无性系平均单株产种量（W）代表种子园种子生产能力作为无性系再选择的评选指标。

由于等权关联度只有在各性状同等重要时才可以评价不同无性系的优劣。事实上，各性状的重要性是不同的，并且会随时间、性状的变化而变化。因此，要按照各性状的相对重要性求得加权关联度，才能全面准确地评价无性系的优劣。考虑到材积可以代表子代生长性状指标，而且是无性系再选择的最主因素，权重值应该大一些；木材比重是木材质量的主要指标之一，但不能完全代表木材质量指标，权重值可以小一些；无性系单株产种量则由于调查时间较早，尚处于开花结实初期，性状表现可能不够充分，权重值也应小一些。综合上述因素，各性状权重值（WK）取值为：材积0.4，木材比重与无性系平均单株产种量各为0.3。由下列公式计算各参试无性系与“理想无性系”加权关联度。

3 计算过程

3.1 构造“理想无性系” 对马尾松种子园无性系综合评价时，选取一个“理想无性系”，要求主要性状优于参试无性系。本文取各性状在所有无性系中表现最大值组成“理想无性系”。“理想无性系”与参试无性系的主要性状指标见表1。

4 结果与分析

按照灰色系统理论关联度分析原理，关联度大的数列与参考数列最为接近。因此，可以按照加权关联度的大小作为无性系再选择的依据，即加权关联度越大综合性状表现越好，反之则越差。

马尾松种子园去劣疏伐保留无性系的选择。根据马尾松及相关树种的疏伐经验，疏伐强度确定为40%[3]，则入选率为60%，按表5加权关联度从大到小入选79个无性系作为去劣疏伐保留无性系，这79个无性系平均单株材积可达0.039 1m3，比群体平均值高出7.1%；木材比重平均为0.490 5g/cm3，比群体平均值高出2.2%；无性系平均单株产种量为92.96g，比群体平均值高出14.0%。

按照我国国家标准规定：面积10～30hm2的第一代无性系种子园应有50～100个无性系，第一代改良种子园所用无性系数为第一代的1/2～1/3[4]。为了提高改良增益又基本符合上述规定，确定入选率为15%，即按表5加权关联度从大到小入选20个优良无性系作为改良代种子园的建园材料，这20个优良无性系平均单株材积可达0.042 8m3，比群体平均值高出17.3%；木材比重平均达0.523 0g/cm3，比群体平均值高出8.9%；无性系平均单株产种量可达109.36g，比群体平均值高出34.1%，选择效果明显。

5 结论与讨论

应用灰色系统理论的关联度分析方法进行马尾松种子园无性系的再选择是可行的，它克服了多性状处于独立遗传、单位不同、数值不一难以比较的缺点，将多性状进行综合比较，不仅有利于提高种子园种子的生产能力，还提高了子代的改良增益。采用该方法的关键是构造一个科学合理的“理想无性系”和确定各性状的权重值，这2点均影响到分析结果的可靠性，最好由专家进行评议。本文以60%的入选率评选出79个无性系可作为种子园去劣疏伐的依据，以15%的入选率评选出20个综合性状优良的无性系，8年生子代单株材积、无性系木材比重及平均单株产种量可分别增长17.3%、8.9%、34.1%，选择效果明显，可作为改良代种子园建设的优良材料。

参考文献

[1]廖柏林.灰色系统理论在综合评选马尾松家系中的应用[J].福建林业科技，2003（1）：57-61.

[2]王明庥.林木育种学概论[M].北京：中国林业出版社，1980：95.

高分子材料行业现状篇8

[论文摘要] 本研究是针对产业升级、产品换代和市场需求而开发的家电彩板卷材新型功能涂料。通过纳米材料深加工制备纳米改性剂的方法对传统材料进行改性，研制的纳米改性彩板卷材涂料的性能得到了显著提高。通过这一研究，既为纳米材料 工业 化应用找到了市场，也为国内家电、汽车行业用彩板产品的升级换代做出了有益的探索。

彩板卷材的制造还是我国近年 发展 起来的新兴朝阳产业，深受建筑业和成型加工制造业的青睐。但是，我国目前彩钢板带产品还是以通用型为主，质量一般，品种单一，约85%的产量用于建筑业，而用于汽车、家电领域的高端产品，还是依赖进口。为了改变这种现状，我们在应用纳米材料对传统材料的改性技术方面进行了研究，使通用型卷材涂料的性能得到了全面改善和显著提高，为探索提高家电板卷材质量进行了有意义的尝试。

1 实验部分

1.1 原辅材料

①纳米氧化铝及纳米氧化锆粉体(大连路明纳米材料有限公司)；②小分子型纳米超分散剂(自制)； ③a370氨基交联树脂(首诺)； ④z-390聚酯、s-199封闭型聚氨酯(无锡阿科力化工有限公司)； ⑤adp、kc等涂料助剂(顺德赛富龙化工有限公司)；⑥通用着色颜料(市售)；⑦s-150芳烃溶剂、pma、dbe高沸点溶剂等(市售)。

1.2 设备仪器

①phn-06实验型珠磨机(德国派勒公司)；②lbm-t1变频高速分散机、lbm-t2实验室篮式砂磨机(东莞郎力机械有限公司)；③101-1a型数显电热干燥箱、xb12~25线棒涂布器、qjl型牛顿冲击试验器、mikrotest6g涂层测厚仪、tcb漆膜杯突仪、wxj-ii t弯机、pph-1铅笔硬度计、dc-p3型全自动测色色差计、mg268-f2光泽度仪、zhy自动划痕仪、fqy025a盐雾腐蚀试验(化玻仪器商店市售)、tem-ii型扫描隧道透射电镜(国产)。

1.3 纳米改性剂的制备

在 电子 秤上称取原始粒径≤50nm的粉体纳米氧化铝200份于2000ml塑胶杯中， 加入800份n-甲基吡咯烷酮和5份小分子型超分散剂，置于lbm-t1高速分散机分散20~30min，再移至填充有ø0.05~0.1mm锆珠的phn-06实验。

1.4 新型家电板卷材涂料的制备

    涂料设计配方见表1-1。面漆-ⅰ(空白对照)、面漆-ⅱ及面漆-ⅲ,均按常规涂料生产工艺制备，使用lbm-t2篮式砂磨机研磨分散细度至≤10µm，过滤、制板、检验。

表1-1  纳米材料改性家电板卷材涂料基础配方

原  材  料

重量份，wt

面漆-ⅱ

面漆-ⅲ

s-150芳烃溶剂

z-390聚酯

a370氨基交联树脂

纳米氧化铝超细粉体

adp助剂

kc助剂

中闪银颜料

涂料助剂 *

(al 2 o 2 ) n x- nmp 纳米改性剂 **

pma/dbe(混合比=4∶1)

8.0~12.0

50.0~55.0

6.0~10.0

1.0~3.0

1.0~1.5

0.2~0.5

5.0~8.0

2.0~3.0

--

5.0~8.0

5.0~10.0

50.0~55.0

6.0~10.0

--

1.0~1.5

0.2~0.5

5.0~8.0

1.0~2.0

5.0~15.0

3.0~5.0

* 涂料助剂包括: 分散剂、防沉剂、消泡剂、流变剂等；** 无需与其它组分混合研磨，后添加分散均匀即可；面漆-ⅰ不添加纳米材料。

2 结果与讨论

2.1 纳米氧化铝表面改性前后的微观表征

本研究对纳米改氧化铝改性前后进行了微观表征，见图2-1所示。

(a) 改性前的纳米氧化铝粒子的团聚状态

(b) 改性后的纳米氧化铝的分散状态

(c) 被小分子型超分散剂包覆的纳米氧化铝粒子

图2-1 纳米氧化铝改性前后的(tem)电镜照片

纳米粉体粒子大多是疏液的团聚体，因此常需要对其进行表面处理后，才能实际应用。利用表面活性剂使高分子化合物、无机物、有机物等物质覆盖于微粒子表面，以达到表面改性的目的。从以上电镜照片可以清晰地看到，纳米粒子改性前后的差异性。通过使用小分子型超分散剂对纳米粒子表面进行外膜层(胶囊式)修饰，在粒子表面包覆上一层膜物质，使粒子表面特性发生改变。图2-1(c)与(a)不同的是，包覆的这层膜是均匀的。

纳米改性剂一般都是先制备分散浆或悬浮液，再添加到聚合物或涂料体系中进行化学或物理改性。分散浆或悬浮液的制备过程多采用机械力的破坏作用，如采用高剪切、珠磨、球磨、辊压研磨等方式，消除纳米粒子团聚体微粒之间的库仑力和范德华力，从而使其均匀地分散在介质当中。由于辅助使用了纳米粒子表面活性剂(如超分散剂等)，其结构中的锚定基团，通过离子键、共价键和氢键等与纳米粒子形成多点吸附，就可以在纳米粒子表面形成一层单分子或多分子的保护层，从而降低了粒子的表面张力。当包覆了保护层的粒子做布朗运动相互接近时，保护膜互相压缩、重叠，导致体系能力升高和自由能增大，在粒子间产生空间位阻势垒，使其很难再发生团聚。高分子保护膜增大了粒子之间最接近的距离，减小了范德华力的相互作用，同时也增大了空间位阻效应，吸附层越厚，空间位阻就越大，分散就越好，分散体系就越稳定[1]。

当然，以上是从机械力的角度分析了高分子表面活性剂对纳米粒子分散原理。但还有另一种解释，就是采用同电相斥、异电相吸的原理，选择与纳米粒子所带相反电荷的高分子表面活性剂，通过异电荷吸附原理在纳米粒子表面形成均匀排列的保护膜层。由于高分子表面活性剂包裹在粒子外层空间形成了同电排斥的屏障，从而使纳米粒子的分散体系处于稳定状态。若纳米粒子在分散介质体系中的固体含量不超过颜基比的限值，该分散体系呈悬浮液状态；若颜基比超过限值，该分散体系呈浆稠状态[2]。

本文之所以在此讨论纳米粒子团聚体与分散态的重要性，是因为通过进一步的深入研究和实验，得出的数据结论具有普遍意义和代表性。

2.2 纳米材料对涂料性能的影响

2.2.1 (al2o2)nx-nmp改性聚合物的光谱表征

图2-2是表征纳米氧化铝改性剂对卷材涂料用的传统聚酯改性前后的红外图谱。毋庸置疑，二者存在显著的差异性。

unmodificd为改性前的图谱；modificd为改性后的图谱

图2-2 纳米氧化铝改性聚酯前后的红外光谱

2.2.2 涂层性能测试

纳米氧化铝不仅对传统聚合物的改性具有积极的作用，做为传统涂料用改性添加剂，为研究其对涂层性能带来的影响，依据hg/t3830-2006卷材涂料国家行业标准，本实验对面漆-ⅰ、面漆-ⅱ进行了性能对比检测试验，结果见表2-1。

表2-1  纳米材料改性家电卷材涂料物理机械性能 项     目

指    标

面漆-ⅰ *

面漆-ⅱ

面漆-ⅲ

细度,µm

粘度(涂-4杯),s

涂膜外观

涂层厚度,µm

漆膜密度,g/cm 3

光泽(60º),%

划格附着力,级

t弯试验,t

杯突试验,mm

耐mek擦拭,次

反向冲击性,j

铅笔硬度(擦伤)

人工老化试验

(uvb-313,1000h)

耐中性盐雾试验

5~10

110~115

平整光滑

25~35

1.1~1.2

88

3

6

100

9

3

变色2级

粉化1级

1000h,2级

5~10

115~120

平整光滑

25~35

1.1~1.2

85

3

6

100

9

3

变色2级

粉化1级

1000h,2级

5~10

100~105

平整光滑

25~35

1.4~1.6

92

2

8

300

9

6

变色1级

粉化0级

2000h,1级

  注：试验钢板厚度0.75mm；漆膜为中闪银色；底涂为锶黄或锌黄

通用环氧或聚酯卷材底漆；*为空白对照。

以上检测结果执行标准：光泽度(60°): 采用mg268-f2光泽仪，按标准gb/t9754测定；铅笔硬度:采用pph-1型铅笔硬度计，按标准gb/t6789测定；耐冲击性:采用qjl漆膜冲击器，按标准gb/t1732测定；t弯试验:采用wxj-ii t弯机，按标准gb/t1731测定；耐盐雾性试验:采用日产fqy025a型盐雾试验箱，按照jisz2371盐雾试验方法测定。

2.2.3 纳米材料性状对涂层性能的影响

纳米氧化铝(al2o3)在对传统材料改性方面的应用，主要是利用其以下几方面的特性[3]：

    1.特异的光学性能。在红外波段有很宽的强吸收效应，对波长在80 nm左右的紫外光也有很好的吸收效果。因而是优良的红外、紫外光屏蔽材料。

2.高表面化学活性。粒子表面有丰富的失配键和欠氧键，粒子本身富含孔洞(孔洞率高达30~40%)，具有很高的化学活性，在高分子合成方面具有广泛的应用前景。

3.优异的机械性能：高弹性、高硬度、高强度、耐高温、耐磨损。

4.优良的化学稳定性。用其制作耐腐蚀涂层材料，在纳米涂料应用方面已有成功的先例。

针对纳米氧化铝的这些特性，就不难解释表2-1的检测结果所表现出来的某些特异现象。

(1)纳米氧化铝做为改性剂，其添加形态和方式对影响涂层性能的差异性很大。以粉体形态添加到涂料组分中加工涂料与以制品添加剂(分散液)的形式后添加到研磨好的涂料制品中，对涂层性能的影响完全不同。前者对涂层性能的影响似乎不大；后者对涂层性能的影响则发生了质的飞跃。这种差异性说明，纳米材料在涂料中的应用，只有真正实现纳米化的添加，才能展现纳米现象和纳米效应，才能对传统材料实现真正意义上改性。

(2)纳米氧化铝改性剂对涂层性能的提高主要表现在涂层密度的变化，即同等干膜厚度，面漆-ⅲ比面漆-ⅱ的涂层密度平均增加了30%，这显示出面漆-ⅲ的涂层致密度的提高，导致了漆膜光泽度、附着性、坚韧性、耐磨性、抗划伤性、耐溶剂性等综合性能得到全面提升。一般情况下，漆膜硬度与柔性呈反比关系，而本实验的涂层机械性能却表现出非常规性，硬而不脆(6h/2t),杯突试验也达到8mm，耐mek擦拭超过300次而不露底…，这一系列的卓越性能，是纳米现象和纳米效应的展现。添加纳米粉体的涂料涂层，漆膜t弯性、光泽和硬度等性能与空白对照组没有明显差异；而添加纳米改性剂的涂料涂层，与空白对照组和添加纳米粉体组，则有显著提高。这说明，漆膜柔韧性提高，光泽增强，同时具有较好的硬度，是由于纳米改性剂粒径小、吸油量低等特点，因此能够增强漆膜的表面光滑性、硬度。

(3)由于纳米氧化铝具有很宽泛的光学效应，对紫外光有很好的吸收效果，因此经其改性后的涂层表现出优异的抗老化性(1000h的uvb辐照，变色1级、粉化0级)，可以防止光照引起的褪色，并提高色彩的稳定性。

(4)本实验表明，面漆-ⅰ与面漆-ⅱ的耐盐雾腐蚀没有明显差异,这可能与纳米团聚粉体的分散程度相关；添加纳米改性剂后的涂层(面漆-ⅲ)耐腐蚀性能增强，盐雾试验则通过了2000h，耐蚀程度达到1级。一般而言，固化后的有机涂层是由高分子基材和大的颜料颗粒组成的,这样就不可避免地产生微小的孔,也称为“结构孔”。而空气中的h2o和o2分解后产生的h+和oh-通过这些结构孔能不断地参与涂层的电化学腐蚀反应，导致漆膜被腐蚀。如果在传统涂料中加入分散状态的纳米材料，这些结构孔(孔径大于1nm)将会被填充，从而提高漆膜的致密度和耐腐蚀性能，实现腐蚀介质的“零渗透”。同时利用纳米材料大的表面积和表面能，可提高被保护金属和涂层之间的不饱和键之间的结合强度，增强涂层与基体(金属底材)以及涂层与涂层之间的结合力[4]。

3 结语

由于本实验辅助使用了纳米粒子表面活性剂(即小分子型超分散剂等)，其结构中的锚定基团，通过离子键、共价键和氢键等形式与纳米粒子形成多点吸附，就可以在纳米粒子表面形成一层单分子或多分子的保护层，从而降低了粒子的表面张力。当包覆了保护层的粒子做布朗运动相互接近时，保护膜互相压缩、重叠，导致体系能力升高和自由能增大，在粒子间产生空间位阻势垒，使其很难再发生团聚。高分子保护膜增大了粒子之间最接近的距离，减小了范德华力的相互作用，同时也增大了空间位阻效应，吸附层越厚，空间位阻就越大，分散就越好，分散体系就越稳定[5]。

运用纳米技术改进传统卷材涂料的方法很多，本文着重探讨了采用化学-机械制程法，添加纳米改性剂改性传统的卷材涂料，并测试涂料及涂膜各项性能，讨论纳米材料分散状态对涂层性能的影响。研究实验表明:

1.现有的通用涂料机械设备，是无法重新实现纳米粒子团聚体的纳米化过程，因此，也就无法展示纳米现象和纳米效应；

2.利用专用机械设备(如德国派勒公司的phn纳米珠磨机),配合使用小分子型超分散剂, 采用机械-化学制程法,可以实现纳米团聚体的二次纳米化过程，制备稳定态纳米改性剂；

3.只有稳定态的纳米材料才能实现对传统聚合物或涂料的改性，全面提升传统材料的理化性能，从而在真正意义上体现纳米科技效应。

参考 文献

[1] 张玉龙等. 纳米改性剂.国防 工业 出版社.2004版.

[2] 张玉龙等. 有机涂料改性技术.机械工业出版社.2007版.

[3] 童忠良主编. 纳米化工产品生产技术.化学工业出版社.2006版.

高分子材料行业现状篇9

关键词：竹工艺；产品设计；多元化

竹制产品具有环保、经济、以竹代木等特性，近年来，《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》明确指出新世纪林业应以生态建设为主,调整以木材生产为主的传统林业发展模式[1]。而竹材是与木材不相伯仲的同类原料，其纤维的韧性以及用途的多样性,使得竹成为木的最佳替代品，日益受到国际社会的重视。以竹代木、甚至以竹胜木、节约成本、保护资源，开发多元化竹产品已成为大势所趋。然而，目前竹产品一方面依照新工艺有了一些发展，但是大量竹产品仍然停留在档次低、品种少的尴尬现状，例如一些原竹产品仍停留于传统手工艺，虽精巧美观，但其问题是不能批量化生产，型制标准差，并没有凸显人们对竹产品现代设计的期望。另一方面，在新技术发展下的竹产品开发有待快速提升。可见，多种多样的、种类不同的、不单一的竹产品设计的多元化发展还需要相关研究人员认真探索。

1竹产品现状

1.1传统原竹工艺

原竹产品主要是运用天然长成的竹子，在不破坏其物理特性的状态下，经手工或半机械工艺制作，依据竹材的清凉、天然纹理、坚韧和柔软等特性，顺势加工成相应的产品，常见产品有竹椅、竹桌、凉席等产品[2]。因其竹节纹理清新，给人一种自然朴实之感，传统原竹产品具有一定的观赏性。然而原竹制品的缺陷在于一方面由于生产工艺的技术水平的制约，防腐防虫的护理较难，很多原竹制品在使用后期都会出现发霉或虫蛀等问题；另一方面，由于原材料大小不均匀，产品制定标准难，产品更新换代慢，不易形成批量化生产。抗击市场的风险弱。由此，我们应在保留和发展原竹制品的基础上必须迅速冲破制约，寻求一条能符合工业化生产的竹产品发展的新型道路十分必要。

1.2竹产品市场现状

近年来随着现代工艺技术的发展，竹工艺开始走向新型的竹集成材产品时代。竹集成材工艺是在保留竹材纹理的情况下，通过改变竹材形状，加工成横纹或竖纹的板材，大大提升了竹产品形制的优势。也大大提高了产品的标准化和生成形态的多种可能性。然而，反观目前市场的竹产品依然不尽人意。经市场分析主要存在以下三个方面的问题：一方面是传统产业面对这一新技术尚未跟上新技术的转型升级，在设计、生产、销售等方面存在诸多问题急需转型升级；二是市场仍主要是传统原竹产品，产品样式少，大多是形制粗糙，价格低廉，要不就是手工精美，价格昂贵，如手工艺精美的竹椅等，这些产品很难适应市场的多元化需求[3]；三是集成材产品多为家具产品，形制基本是原竹和木制家具的改进版，样式少，系列化，成套化远不能适应市场的挑选，加上集成材加工价格并不低，因此也使其在市场竞争中立于尴尬的状态。诸上所述，改进竹产品的困境是多方面的，亟待基于设计方式的探讨，将竹文化更好地发扬和继承具有实际意义。

1.3竹产品新技术分析

现代竹集成材不仅解决了许多竹制品存在技术质量的难题，而且摆脱了传统原竹产品工业化、数模化的困惑，在原竹产品的基础上借鉴了木制品产业的经验，扬长避短，将竹材的优势表现出来，使其走向不同消费市场需求，也越来越受到广大消费者的喜爱[4]。竹产品与木材相比，竹材较之不但有环保、吸湿、吸热的天然特性，又有较强的物理力学性能。其优势主要体现如下：①工艺上：竹集成材材质细密，不易开裂、变形，具有抗压、抗拉、抗弯等优点，各项性能指标均高于常用木材，可制作板材、方材、刨切、弯曲等材料，压制方式有碳化平压、碳化侧压、本色侧压、本色平压、侧压斑马纹等；生产模式上：改变了传统以手工业为主的生产模式，实现了批量化生产格局，大大提高了产量，提高了附加值。防护处理上：竹集成材生产时经过一定的水热碳化处理，成品封闭性好，可以有效地防止虫蛀和霉变。可以进行模制化的批量化生产。新的技术工艺不仅实现了竹产品实用与审美的优势，让人不仅有回归自然的惬意，还能感受到中国传统竹文化之魅力。因而新技术的开发大大拓展了竹产品多元化市场的应用空间。

2竹产品设计的多元化探析

伴随着现代工业技术的进步，设计创新力量的成熟，现代竹产品设计已从传统以手工生产为主的单一原竹产品逐渐走向功能化、创新型、新材料的多元化发展市场。从销售策略上也顺应现代人们的审美需求。过度到为美感体验、最佳服务而设计的竹产品。除了载体的多元化，竹产品表现形式的多元化还表现在：基于机器化工艺的创新思维研究；多种材料混搭设计思维探索；竹产品整合创新思维多元化拓展等。

2.1基于机器化工艺的竹产品创新思维

随着自动化机器的出现，以柯布西耶的《走向新建筑》一书为起点提出的机器美学理念，给现代产品设计注入了新的精神理念。基于机器化工艺的改进，现代竹制产品的开发，急需将设计的创新力量注入设计中去，设计师们在充分利用竹材的独特优势下,致力于寻找将传统材料与现代科学技术，传统手工艺与现代审美意识和生活方式相结合的突破，把机器的制造与人的需要和愿望充分地结合起来，生产出各种工艺精湛、构思独特、造型精美的竹产品，充分发挥竹子长纤维的特性[5]。再如一些竹产品设计的工艺技术采用车削、磨压、钻孔、CNC加工、激光切割的技术，经高温碳化、蒸煮后，制作成现代化的竹产品设计。例如图1，利用竹纤维特点，通过机器化一体成型技术的设计，别具特色。以此,降低了生产成本,节约用料，即可以通过上述技术及材料特性进行批量化的生产出多种多样的、种类不同的，不单一的多样化设计产品，提高了效率，顺应了快节奏的时代需求，又符合现代生活多样性、多变性的要求。基于机器化工艺的创新思维研究不仅实现了批量化的需求，还对设计的高标准拓宽了范围，增加竹产品设计附加值。现代集成材竹产品相对于传统手工制作的劳动更为：精确、适当、无瑕、简单和经济。在机器化批量生产下，竹产品设计一是要充分研究机器工艺的应用，同时也要充分利用竹材优势，才能设计出更多更好更优化的设计。

2.2基于多种材质混搭的设计思维探索

现代市场上材料的多样性，复杂化也为产品设计提供了多元化的思考方式，设计师们基于设计的思维探索考虑，把竹材与多种材料进行结合尝试。每一种材料都有各自独特的特质，不同材料的构成也让其产品的造型特征迥异。设计师们一直在不断思考和实践竹材这种材料使用过程中的利弊，打破了对单一竹材的使用，使竹材可以与藤、陶瓷、布艺、木材、金属等不同材料结合，这些材料进行混搭丰富了竹制品的设计空间。当竹材与它们结合，不仅呈现出的是一件件鲜活又充满创意的产品，也能迎合不同大众的审美需要。具体体现在连接结构、软硬对比、替代材料等方面。有些针对连接结构的巧妙设计，把传统的竹类产品以现代的设计手法分解成不同的“零件”，通过零件的标准化和规模化生产，结合竹材与不同材质之间连接的方式与特点，设计出既符合当代人审美理念又能够不限制地域、时间生产的可拆卸平板化包装的家居产品。具体如竹材与金属的配合，一方面克服了产品边角竹材不易耐磨、不耐腐蚀的弱点，弥补了单一竹材本身的许多不足和缺陷，另一方面这样又能展现现代技术的审美特性。见图2；与塑料结合，制造成本低，质轻，易于塑制成不同形状的设计，色泽上和竹子的搭配凸显了现代的味道，见图3；与光滑明净、造型各异的陶瓷综合设计，色彩极其丰富，图画包罗万象，寓意吉祥美满，让古今中外多少文人墨客为她的魅力所折服；与布艺的结合搭配突出了软硬材料的对比性，给人以温暖舒适的感觉；与中密度板材替代竹制品的部分构件等。当然在竹材与非自然材料结合的过程中可能会带来一些形态风格上的冲突、不和谐。我们当下还需找寻竹材与其他材料配合的综合造型方式，研究其连接的结构与方法，探索新形式与结构的可能性，力图创造出具有时代与技术审美品味的竹产品设计，可以有效地回避传统竹制产品造型的局限。基于多种材质的设计思维探索，新型竹制品力求整体形态上简洁、创新求变、新潮前卫，呈现出简洁、高雅的崭新设计形象与视觉语言，充分展现对造型细节的高度概括能力与技巧，用细节来说话，传达简洁经久耐看的造型。

2.3基于产品整合创新思维的多元化拓展

随着工业化的进步，竹产品技术整合逐渐有了新的突破，竹产品的设计已经不仅仅停留在单一的对竹材的利用上，设计师们不断进行技术整合，在方式方法上进行改进探索。如服装方面竹材特有的长纤维和棉麻结合做成的衣服，在设计方面有了新的突破，面料不但手感柔软，而且有一定的抗菌效果。在装饰材料方面竹子经过刨切技术做成的面板不仅成为现代家居新型的装饰材料，给我们的居室环境空间带来一种全新的视觉享受，而且也可作各种产品的装饰面板[6]。如电脑主机箱体用刨切薄板，不仅起到了装饰作用，色泽美观，而且竹子本身清凉的特性也起到了散热的作用，造型上颇具优雅的文化气息。见图4，另外市场上也有竹键盘，竹名片，竹优盘等各种电子产品；在环保性能上，竹材当之无愧成为一种新型材料出现在各类产品中，除此之外，基于现代竹制品的创新整合思维，在进行创新设计时考虑地域性、人性化、审美性及文化性的因素，综合现代创新设计方法：重构、单体、移植、借鉴、拆卸、综合设计的方法。目前在设计实践领域，结合当代先进设计观点整合创新的竹制品已有突破。YIIDesign(台湾设计公司)的竹凳见图5，注重传统工艺和本土材料的巧妙设计，透过精湛工艺及产品制作的最高水平，完美呈现产品的细节及品质，充分表达了竹子的材料特性，造型简洁，以简单抽象的形式美来满足人们的物质精神追求，契合了人类讲求逻辑与理性的天性。

3结语

现代竹产品从传统文化中吸取养分，从世界各国的优秀设计中汲取营养，正如鲁迅先生所讲“越是民族的，就越是世界的”。它已经实现了时尚和环保、高贵雅致与舒适的完美结合[7]。同时也在围绕市场的需要，紧扣时代的脉搏。在未来它必将广泛出现在普通民居中，出现在高档的别墅等生活区，竹子高贵气节的身影，也将会出现在优雅的文化休闲场所。竹产品的发展正是新时尚审美时代赋予我们的要求，服务于我们的生活。目前，国际市场对竹子及其制品的需求量不断增加，因此开发竹产品前景广阔，市场需求不可估量，竹产品的多元化发展趋势必然会在国际市场上崭露头角。

作者:刘晶晶 潘荣 单位:浙江农林大学

参考文献:

[1]中国竹家居2011年04月总第001期

[2]樊宝敏,李志勇,陈勇.中国竹藤资源现状及发展潜力分析.林业资源管理.2004(1):18-20．

[3]汪奎宏。竹类资源利用现状及深度开发【J】。竹子研究汇刊。2002，（4):11~13.

[4]陈祖建.竹木家具开发前景与趋势.福建林业科技.2004,31(2):113-122．

[5]张齐生.福建省竹产业现状与发展对策.竹子研究汇刊,2002,21(4)

高分子材料行业现状篇10

关键词:高分子材料 抗静电 研究 

 

 

静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在生物工程中有着重要的应用。 

 

一、高分子抗静电的方法概述 

 

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质，其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射，三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率，所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此，通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂，添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法，而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 

（一）添加导电填料 

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中，目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 

（二）与结构型导电高分子材料共混 

导电高分子材料中的高分子（或聚合物）是由许多小的重复出现的结构单元组成，当在材料两端加上一定的电压，材料中就有电流通过，即具有导体的性质，凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同，它属于分子导电物质。根本上讲，此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料，但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差，无法直接单独应用，一般作导电填料与其它高分子基体进行共混，制成抗静电复合型材料，这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性，效果更好更持久。 

（三）添加抗静电剂法 

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质，其结构通式为RYx，其中R为亲油基团，x为亲水基团，Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的亲油基团，羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团，此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类：阳离子型抗静电剂；阴离子型抗静电剂；非离子型抗静电剂；两性型抗静电剂。 

导电机理无论是外涂型还是内加型，高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种：（1）抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性，吸收空气中的水分子，形成“海一岛”型水性的导电膜。（2）离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。（3）介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻，增加导电性和加快静电电荷的漏泄；二是减少摩擦电荷的产生。 

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物，它们与基体树脂有较好的相容性，因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下，经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微细的筋状，即层状分散结构，而中心部分呈球状分布，这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 

 

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种，以非离子表面活性剂为主，目前常用的品种有，大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸钠）、DPE（烷基二苯醚磺酸钾）；上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN（十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐），另外该厂生产的抗静电剂PM（硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物）、抗静电剂P（磷酸酯与乙醇胺的缩合物）；北京化工研究院开发的ASA一10（三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物）、ASA一150（阳离子与非离子表面活性剂复合物），近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品，其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂；ASB系列产品则为有机硼表面活性剂（主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯）与其他非离子表面活性剂复合而成；ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成，杭州化工研究所开发的HZ一1（羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂（咪唑一氯化钙络合物）；上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂，已经形成系列产品，在使用效果和性能上处于国内领先地位，部分品种可以替代进口，如SH一102（季铵盐型两性表面活性剂）、SH一103、104、105等（均为季铵盐型阳离子表面活性剂），SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂；济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。（聚氧乙烯烷基胺复合物）等；

河南大学开发的KF系列等，如KF一100（非离子多羟基长碳链型抗静电剂）、KF-101（醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂），另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等；抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的，主要用于合成纤维领域。 

从抗静电剂发展来看，高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品，尤其是在精密的电子电气领域，目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 

 

三、结语 

 

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好，针对目前国内研究、生产、应用与需求现状，对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 

（一）加大新品种开发力度