高分子材料的降解精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的降解范文

［關(guān)鍵詞］高分子材料  可降解  生物

        我國(guó)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(wàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)兩個(gè)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(guó)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(wú)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(méi)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(méi)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(guò)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(guò)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(méi)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(lái)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(wèn)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(guó)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(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國(guó)的片劑制造水平與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距。國(guó)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。

參考 文獻(xiàn) ：

第2篇：高分子材料的降解范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；功能；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景

前言

在我們的日常生活中，材料隨處可見(jiàn)，材料的發(fā)展水平直接影響我們的生活質(zhì)量。高分子材料在我們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用中擁有很多的優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)代化生產(chǎn)非常吻合，同時(shí)它也產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益等，因此它在工業(yè)上發(fā)展的十分迅速。在過(guò)去，20世紀(jì)60年展起來(lái)的功能高分子材料是屬于那時(shí)的一個(gè)新興領(lǐng)域，這個(gè)新興領(lǐng)域同時(shí)滲透到能源和電子以及生物三大領(lǐng)等。而如今，21世紀(jì)的科技不斷創(chuàng)新，也有了新型有機(jī)功能高分子材料，它們?cè)谌藗兊纳a(chǎn)和生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色。

1 功能高分子材料的定義

功能高分子材料是指同時(shí)兼顧有兩種性能的復(fù)合高分子材料，性能一：傳統(tǒng)高分子材料的所體現(xiàn)出來(lái)的性能，性能二：某些特殊功能的基團(tuán)所體現(xiàn)出來(lái)的性能。一般說(shuō)來(lái)，具有傳遞信息、轉(zhuǎn)化能量和貯存物質(zhì)作用的高分子及其復(fù)合材料為功能高分子材料，或者還可以理解為具有能量轉(zhuǎn)換的特性、催化特性、化學(xué)反應(yīng)活性、磁性、光敏特性、藥理性、導(dǎo)電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復(fù)合材料，同時(shí)還具有原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)。

2 功能高分子材料的工程實(shí)際應(yīng)用

目前，在工程上應(yīng)用較廣泛而且具有重要應(yīng)用價(jià)值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種：光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應(yīng)型功能高分子、醫(yī)用功能高分子、環(huán)境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述：

（1）光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產(chǎn)生物理變化，如光導(dǎo)電、光致變色或者化學(xué)變化，如光交聯(lián)、光分解的高分子材料，或者在物理或化學(xué)作用下表現(xiàn)出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應(yīng)用在電子工業(yè)和太陽(yáng)能的開發(fā)利用等方面。

（2）液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料，它是分子水平的微觀復(fù)合，由纖維與樹脂基體在宏觀上的復(fù)合衍生而來(lái)，也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強(qiáng)劑（剛性高分子鏈或微纖維）的復(fù)合材料。強(qiáng)度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點(diǎn)，它在復(fù)合材料、纖維和液晶顯示技術(shù)等方面的應(yīng)用非常廣泛。

（3）電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現(xiàn)為在特定條件下表現(xiàn)出各種電學(xué)性質(zhì)，如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導(dǎo)電等性質(zhì)。根據(jù)其功能劃分，主要包括導(dǎo)電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導(dǎo)材料、高分子電活性材料等。同時(shí)根據(jù)其組成情況可以分成結(jié)構(gòu)型電功能材料和復(fù)合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復(fù)印和特殊用途電池生產(chǎn)方面有廣泛應(yīng)用。

（4）吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機(jī)理分為化學(xué)吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑，按樹脂形態(tài)分為無(wú)定形、球形、纖維狀，按孔結(jié)構(gòu)分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。

（5）反應(yīng)型功能高分子材料。反應(yīng)功能高分子是有化學(xué)活性、能夠參與或促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的一種高分子材料。它是將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過(guò)共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結(jié)合于高分子骨架，主要用于化學(xué)合成和化學(xué)反應(yīng)。

（6）醫(yī)用功能高分子材料。在生物體產(chǎn)生生理系統(tǒng)疾病時(shí)，一些特殊的功能高分子材料有對(duì)疾病的診斷、治療、修復(fù)或替換生物體組織或器官，增進(jìn)或恢復(fù)其功能的作用，此類特殊的功能高分子材料稱為醫(yī)用功能高分子材料。一般來(lái)說(shuō)，醫(yī)用功能高分子材料多用于對(duì)生物體進(jìn)行疾病的診斷和疾病的治療以及修復(fù)或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官，具有延長(zhǎng)病人生命、提高病人生存質(zhì)量等作用，在醫(yī)療方面被廣泛應(yīng)用。

（7）環(huán)境降解高分子材料。高分子材料在發(fā)生降解反應(yīng)的條件有許多，如機(jī)械力的作用下發(fā)生的降解稱為機(jī)械降解，此外在化學(xué)試劑的作用下可發(fā)生化學(xué)降解，在氧的作用下可發(fā)生氧化降解，在熱的作用下可發(fā)生熱降解，在光的作用下可發(fā)生光降解，在生物的作用下可發(fā)生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環(huán)境降解高分子材料。

（8）高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過(guò)能力的膜型材料，同時(shí)也是具有特殊功能的高分子材料，一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質(zhì)具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：具有較好的選擇性透過(guò)性，透過(guò)產(chǎn)物和原產(chǎn)物位于膜的兩側(cè)，便于產(chǎn)物的收集；分離時(shí)不發(fā)生相變，同時(shí)也不耗費(fèi)相變能。從功能的角度，高分子分離膜具有識(shí)別物質(zhì)和分離物質(zhì)的功能，此外，它還有轉(zhuǎn)化物質(zhì)和轉(zhuǎn)化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質(zhì)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

3 功能高分子材料的發(fā)展前景

人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)離不開材料，材料的發(fā)展關(guān)系到社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及國(guó)家的安全，同時(shí)也是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高新技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石離不開高分子材料，國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由于其優(yōu)越性，使得其在材料行業(yè)中發(fā)展迅速。

未來(lái)材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域研究的重要發(fā)展方向離不開功能高分子材料，材料、信息和能源理所當(dāng)然的被評(píng)為新科技革命時(shí)代的三大根基，信息和能源發(fā)展離不開材料領(lǐng)域中功能高分子材料作為它們物質(zhì)基礎(chǔ)所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究與發(fā)展主要取決于現(xiàn)代學(xué)科交叉程度高這一特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的三大合成材料以外，陸陸續(xù)續(xù)又出現(xiàn)了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同時(shí)也出現(xiàn)了生物高分子材料，隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料，與此同時(shí)功能高分子材料的發(fā)展速度依然保持著加快的狀態(tài)，顯然它們對(duì)新技術(shù)革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中扮演著越來(lái)越重要的角色，21世紀(jì)人類社會(huì)生活必將與功能高分子材料密切相關(guān)。

4 結(jié)束語(yǔ)

功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規(guī)律以及實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的一門學(xué)科，在高分子材料科學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展速度是最快的，同時(shí)也是與其它科學(xué)領(lǐng)域交叉最為密切的一個(gè)研究領(lǐng)域。它是以高分子物理、高分子化學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ)，同時(shí)與物理學(xué)和生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)密切聯(lián)系的一門學(xué)科。因此學(xué)習(xí)這門學(xué)科能讓我們很好的將高分子學(xué)科的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)，進(jìn)而使我們對(duì)高分子學(xué)科有更深刻的認(rèn)識(shí)，讓我們受益匪淺。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：高分子材料的降解范文

【關(guān)鍵詞】高分子材料；老化；影響因素；措施

配方的構(gòu)成和材料本身的性質(zhì)是引起高分子材料發(fā)生老化的主觀原因。外部的施力、自然條件的急劇變化以及生物、微生物的侵蝕是引起高分子材料發(fā)生老化的客觀原因。主觀因素和客觀因素的結(jié)合加劇了高分子材料的老化。

1、環(huán)境因素對(duì)高分子材料老化行為的影響

1.1溫度和氧氣的影響

如果溫度升高，高分子鏈的運(yùn)動(dòng)就會(huì)變得比平時(shí)更加激烈，而化學(xué)鍵的理解能有一定的范圍，如果溫度過(guò)高超出了這一范圍，基團(tuán)會(huì)立即脫落，高分子鏈也會(huì)發(fā)生熱降解，實(shí)際情況表明，不在少數(shù)的書本都介紹了高分子材料的熱降解的相關(guān)內(nèi)容。材料的力學(xué)結(jié)構(gòu)在很大程度上會(huì)受到溫度降低的影響，在緯度較高的地區(qū)或南北兩極，塑料更容易遭到低溫度的破壞。針對(duì)結(jié)晶型塑料來(lái)講，一旦玻璃化溫度高于環(huán)境溫度，將不利于高分子鏈段的自由運(yùn)動(dòng)，塑料硬化、易斷是主要表現(xiàn)；無(wú)定型塑料卻不容易受到極寒環(huán)境的影響和破壞。

眾所周知，氧的滲透性很好，這個(gè)特點(diǎn)也因此成為加劇高分子材料老化的罪魁禍?zhǔn)?，無(wú)定型聚合物和結(jié)晶型聚合物相比，耐氧化能力明顯要弱一些。此外，氧氣是影響、破壞材料的主要因素，橡膠一旦與氧氣結(jié)合，都會(huì)降低塑料物品的使用年限，使其化學(xué)性能發(fā)生完全的改變。

過(guò)氧化物一旦發(fā)生氧化反應(yīng)，其組成分子就會(huì)慢慢的積累到一起，當(dāng)全部積累到一起后，就會(huì)發(fā)生分解，這種分解不是雜亂無(wú)章的，隨后，交聯(lián)或支化反應(yīng)就會(huì)發(fā)生，材料的種類不同、老化發(fā)生的條件不同。這些都導(dǎo)致高分子材料發(fā)生老化前后性質(zhì)的不同。

1.2濕度的影響

高分子材料容易受到濕度的影響，高分子材料如果被暴漏在高濕度和強(qiáng)紫外線下，自身的性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。高分子材料如果受到濕度的影響，會(huì)使自身的柔軟性降低，導(dǎo)致不能過(guò)度的彎曲；而強(qiáng)烈的紫外線照射直接會(huì)降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。

1.3化學(xué)介質(zhì)的影響

化學(xué)介質(zhì)一旦深入到高分子材料的內(nèi)部，就會(huì)發(fā)生對(duì)其共價(jià)鍵與次價(jià)鍵作用。聚合物的共價(jià)鍵一旦與少量的侵入相接觸，就立馬會(huì)發(fā)生反應(yīng)，聚合物的大分子結(jié)構(gòu)被迫改變，如斷鏈、交聯(lián)、滲透物的加成等，或這些反應(yīng)的綜合。這個(gè)化學(xué)過(guò)程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加劑的化學(xué)性質(zhì)會(huì)因此而發(fā)生改變，另外，發(fā)生改變的還有滲入介質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì)。雖然，在滲入介質(zhì)對(duì)聚合物分子鏈間的次價(jià)鍵的破壞過(guò)程沒(méi)有化學(xué)結(jié)構(gòu)變化發(fā)生，但作為整體的高分子材料來(lái)說(shuō)，物理變化并不少見(jiàn)，反而是顯而易見(jiàn)的，例如環(huán)境應(yīng)力龜裂、增塑、低分子添加劑遷移等等。

1.4光老化

離解能的相對(duì)大小及高分子化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)光波的敏感性決定了聚合物受光的照射是否引起分子鏈的斷裂。

關(guān)于光氧化降解過(guò)程和防止這種降解過(guò)程的發(fā)生，第一要把陽(yáng)光吸收進(jìn)來(lái)，用于吸收陽(yáng)光的主要是構(gòu)成物質(zhì)的分子和原子，二者通常處于相對(duì)活躍的狀態(tài)，而且它們各自吸收的光的波長(zhǎng)具有特定的范圍。紫外波長(zhǎng)300～400nm，能被含有羰基及雙鍵的聚合物吸收，而使大分子鏈斷裂，改變聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能。

2、防老化措施

對(duì)于結(jié)晶型塑料及橡膠，要求使用溫度應(yīng)處于玻璃化溫度以上，但是環(huán)境的溫度過(guò)低會(huì)使玻璃化溫度高于材料的使用溫度，這樣一來(lái)，就會(huì)改變材料的物理性能，最終使材料的使用價(jià)值得不到徹底的發(fā)揮。生產(chǎn)加工高分子材料的時(shí)候，為了適當(dāng)?shù)亟档筒ＡЩ瘻囟?，可以降低材料的結(jié)晶度、提高大分子鏈的柔性和適當(dāng)降低交聯(lián)度； 還可以把增塑劑添加到已經(jīng)成型的材料當(dāng)中，這樣做不僅有利于增強(qiáng)材料的可塑性，而且可以使玻璃化溫度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。還存在一部分高分子材料，如果使用環(huán)境的溫度過(guò)高，也會(huì)加劇發(fā)生老化的可能性，增加高分子鏈的剛性如在側(cè)鏈中引入苯環(huán)，適當(dāng)提高材料的結(jié)晶度、交聯(lián)程度和相對(duì)分子質(zhì)量，可以提高熔點(diǎn)或粘流溫度，但是這樣做不利于保持材料固有的可加工性。

穩(wěn)定化是光氧老化的主要防護(hù)措施，削弱強(qiáng)烈的紫外線對(duì)高分子材料的照射與破壞是各種穩(wěn)定化措施的主要目的是。提高抗光氧老化的效果，“純”化以及高分子的自身結(jié)構(gòu)也是不錯(cuò)的出發(fā)點(diǎn)。就目前來(lái)說(shuō)，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加穩(wěn)定劑。

（1）光屏蔽劑―――涂層和顏料：涂層就是為高分子材料涂抹一層保護(hù)膜，這層保護(hù)膜也是一種高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收強(qiáng)紫外線的能力較強(qiáng)；許多顏料可以屏蔽光線，如果將其涂抹在高分子材料的表面，不僅可以著色，還可以防止紫外線的直接攻擊，對(duì)高分子材料起到很好的保護(hù)作用，按常理來(lái)說(shuō)，顏料的顏色越深，其防護(hù)效果越明顯，由此可見(jiàn)，炭黑是最好的顏料選擇，它一方面可以使得游離基無(wú)法逃離，能夠?qū)⒂坞x基穩(wěn)定的留住，另一方面它具有很強(qiáng)的轉(zhuǎn)化功能，這里的轉(zhuǎn)化的源物質(zhì)是其本身吸收到的能量，轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)是紅外線，與一般的輻射性質(zhì)不同，這種紅外輻射危害極小，甚至為零。

（2）猝滅劑：一部分化學(xué)物質(zhì)起光穩(wěn)定作用不是因?yàn)槲樟俗贤夤?，其光穩(wěn)定效果的實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮有兩種途徑：第一，通過(guò)一些列的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到目的；第二，化學(xué)物質(zhì)的分子之間的相互轉(zhuǎn)換。

（3）受阻胺（HALS）類光穩(wěn)定劑：20世紀(jì)70年代初期，受阻胺類光穩(wěn)定劑誕生，其穩(wěn)定效果是非常明顯的，它們是空間阻礙胺類哌啶系衍生物。受阻胺類光穩(wěn)定劑使得高分子材料不容易受到光的影響，功能繁多。

不論是在我國(guó)國(guó)內(nèi)，還是國(guó)外許多國(guó)家都在研究怎樣避免霉菌對(duì)高分子材料造成破壞，有兩個(gè)措施可以有效地防止霉菌的侵蝕，第一種是涂抹防霉專用劑。第二種是在其表面涂抹另外一層材料，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是涂層法。涂層又叫屏蔽法，而這種方法較為復(fù)雜、麻煩，涂層的粘接性不夠強(qiáng)，容易脫落，脫落之后容易遭到侵蝕，總的來(lái)說(shuō)，就是存在很多亟待解決的問(wèn)題，因而第二種方法，即防霉劑的運(yùn)用受到大多數(shù)人的青睞。

聚酯、聚縮醛、聚酰胺和多糖類高聚物在酸或堿催化下，遇水發(fā)生水解的可能性較大，某些區(qū)域一旦酸性氣體較多，大氣污染濃烈，酸雨頻發(fā)，就會(huì)阻礙和限制這種高分子材料的使用。為了防止這種材料出現(xiàn)水化解體，把一層防護(hù)蠟或防水薄膜覆蓋在在這類材料的表面是較為常用，也是較為實(shí)用的辦法。

3、結(jié)語(yǔ)

由于經(jīng)濟(jì)、科技條件的制約，加之高分子材料自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、難以捉摸性，導(dǎo)致我們很難將其老化的原理搞得明白、透徹，對(duì)其研究還有很長(zhǎng)的路要走，所以，加大對(duì)高分子材料老化性能的機(jī)理研究勢(shì)在必行，盡最大努力找出哪些因素加劇了高分子材料的老化，并且具體問(wèn)題具體分析，研究具有針對(duì)性、可行性的解決措施。

參考文獻(xiàn)

第4篇：高分子材料的降解范文

隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，塑料產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中，給人類帶來(lái)了許多的便利，與此同時(shí)，由于人們對(duì)其大量需求致使廢棄物中的塑料越來(lái)越多，這對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因而，現(xiàn)在許多科學(xué)家都在尋找新的環(huán)境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就屬于環(huán)境友好型材料，這其中最受人們關(guān)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為二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成危害。人們之所以選擇聚乳酸作為環(huán)境友好型材料來(lái)研究，是因?yàn)榫廴樗峋哂袕?qiáng)度高，透明性好，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，包括醫(yī)用、包裝、紡織等。但是由于其結(jié)晶性能差，脆性大等缺點(diǎn)，使其在某些性能方面存在嚴(yán)重的不足，這就嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用[1]。為了使聚乳酸能夠更好的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，研究者們對(duì)其進(jìn)行表面改性，使其性能得到改善，能夠得到更好的應(yīng)用。

1.生物可降解高分子材料

生物可降解高分子材料是環(huán)境友好型材料中最重要的一類。它是指在一定條件下，一定的時(shí)間內(nèi)，能被細(xì)菌、真菌、霉菌、藻類等微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的一類高分子材料。由于其具有無(wú)毒、生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，生物降解高分子被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、一次性用品、農(nóng)業(yè)、包裝衛(wèi)生等領(lǐng)域。按照來(lái)源的不同，可將其分為天然可降解高分子和人工合成可降解高分子兩大類。

天然可降解高分子：有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等，這類高分子可以自然生長(zhǎng)，并且降解后的產(chǎn)物沒(méi)有毒性，但是這類高分子大多不具備熱塑性，加工起來(lái)困難，因此不常單獨(dú)使用，只能與其它高分子材料摻混使用。

人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。這類聚酯的主鏈大多為脂肪族結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)酯鍵相連接，主鏈比較柔軟，容易被自然界中微生物分解。與天然可降解高分子材料相比較，人工合成可降解高分子材料可以在合成時(shí)通過(guò)控制溫度等條件得到不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，從而對(duì)材料物理性能進(jìn)行調(diào)控，并且還可以通過(guò)化學(xué)或物理的方法進(jìn)行改性[2]。

在以上眾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難，成本高，不被人們選中，因此，人們把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，這其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和剛性等性能，在諸多人工合成可降解高分子材料中脫穎而出，被人們所選中。

2. 聚乳酸材料

在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年來(lái)最受研究者們關(guān)注的一種。它是一種生物可降解的熱塑性脂肪族聚酯，是一種無(wú)毒、無(wú)刺激性，具有良好生物相容性、強(qiáng)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過(guò)發(fā)酵玉米等糧食作物獲得，因此它的合成是一個(gè)低能耗的過(guò)程。廢棄的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解產(chǎn)物經(jīng)光合作用后可再形成淀粉等物質(zhì)，可以再次成為合成聚乳酸的原料，從而實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)[3]。因此，聚乳酸是一種完全具備可持續(xù)發(fā)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。迄今為止，學(xué)者們對(duì)聚乳酸的合成、性質(zhì)、改性等方面進(jìn)行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成

聚乳酸以微生物發(fā)酵產(chǎn)物-乳酸為單體進(jìn)行化學(xué)合成的，由于乳酸是手性分子，所以有兩種立體結(jié)構(gòu)。

聚乳酸的合成方法有兩種；一種是通過(guò)乳酸直接縮合；另一種是先將乳酸單體脫水環(huán)化合成丙交酯，然后丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接縮合[4]

直接合成法采用高效脫水劑和催化劑使乳酸低聚物分子間脫水縮合成聚乳酸，是直接合成過(guò)程，但是縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，很難保證反應(yīng)正向進(jìn)行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工藝簡(jiǎn)單，與開環(huán)聚合物相比具有成本優(yōu)勢(shì)。因此目前仍然有大量圍繞直接合成法生產(chǎn)工藝的研究工作，而研究重點(diǎn)集中在高效催化劑的開發(fā)和催化工藝的優(yōu)化上。目前通過(guò)直接聚合法已經(jīng)可以制備具有較高分子量的聚乳酸，但與開環(huán)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較難。

2.1.2丙交酯開環(huán)縮合[4]

丙交酯的開環(huán)聚合是迄今為止研究較多的一種聚乳酸合成方法。這種聚合方法很容易實(shí)現(xiàn)，并且制得的聚乳酸分子量很大。根據(jù)其所用的催化劑不同，有陽(yáng)離子開環(huán)聚合、陰離子開環(huán)聚合和配位聚合三種形式。（1）陽(yáng)離子開環(huán)聚合只有在少數(shù)極強(qiáng)或是碳鎓離子供體時(shí)才能夠引發(fā)，并且陽(yáng)離子開環(huán)聚合多為本體聚合體系，反應(yīng)溫度高，引發(fā)劑用量大，因此這種聚合方法吸引力不高；（2）陰離子開環(huán)聚合的引發(fā)劑主要為堿金屬化合物。反應(yīng)速度快，活性高，可以進(jìn)行溶液和本體聚合。但是這種聚合很難制備高分子量的聚乳酸；（3）配位開環(huán)聚合是目前研究最深的，也是應(yīng)用最廣的。反應(yīng)所用的催化劑主要為過(guò)渡金屬的氧化物和有機(jī)物，其特點(diǎn)為單體轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，易于制備高分子量的聚乳酸。但是開環(huán)聚合有一個(gè)缺點(diǎn)，所使用的催化劑有一定的毒性，所以目前尋找生物安全性高的催化劑成為配位開環(huán)聚合研究的重要方向。

2.2聚乳酸的性質(zhì)

由于乳酸單體具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三種立體構(gòu)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，也是最容易制備的。PLLA是半結(jié)晶型聚合物，具有良好的強(qiáng)度和剛性，但是其缺點(diǎn)是抗沖擊性能差，易脆性斷裂。而PDLLA是無(wú)定形的透明材料，力學(xué)性能較差[5]。

雖然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和阻隔性，但是聚乳酸作為材料使用時(shí)有明顯的不足之處；韌性較差并且極易彎曲變形，結(jié)晶度高，降解周期難以控制，熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，價(jià)格昂貴等。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用與發(fā)展[6]。因此，針對(duì)聚乳酸樹脂原料進(jìn)行改性成為聚乳酸材料在加工和應(yīng)用之前必不可少的一道工序。

2.3聚乳酸的改性

針對(duì)聚乳酸的以上缺點(diǎn)，研究者們對(duì)其進(jìn)行了增韌改性、增強(qiáng)改性和耐熱改性，用以改善聚乳酸的韌性和抗彎曲變形能力，提高熱穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)聚乳酸材料。

2.3.1增韌改性

在常溫下聚乳酸是一種硬而脆的材料，在用于對(duì)材料要求高的領(lǐng)域，需要對(duì)其進(jìn)行增韌改性。增韌改性主要分為共混和共聚兩種方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合過(guò)程中工藝比較復(fù)雜，并且生產(chǎn)成本高，因此在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，主要用共混法來(lái)改善聚乳酸的韌性。共混法是將兩種或兩種以上的聚合物進(jìn)行混合，通過(guò)聚合物各組分性能的復(fù)合達(dá)到改性目的[7]。為了拓展聚乳酸材料在工程領(lǐng)域的用途，研究者們常采用將聚乳酸與其它高聚物共混，這樣一方面能夠改善聚乳酸的力學(xué)性能和成型加工性能，另一方面也為獲得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途徑。

增韌改性所用的共混法工藝比較簡(jiǎn)便，成本相應(yīng)低一些，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中更加實(shí)用。不過(guò)受到聚乳酸本身的硬質(zhì)和高模量限制，共混法改性目前主要方向?yàn)樵鲰g、調(diào)控親水性和降解能力。

2.3.2增強(qiáng)改性

聚乳酸本身為線型聚合物，分子鏈中長(zhǎng)支鏈比較少，這就使聚乳酸材料的強(qiáng)度在一些場(chǎng)合滿足不了使用的要求。因此要對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)改性，使其強(qiáng)度達(dá)到要求。目前主要采用了玻璃纖維增強(qiáng)、天然纖維增強(qiáng)、納米復(fù)合和填充增強(qiáng)等技術(shù)來(lái)對(duì)聚乳酸進(jìn)行改性，用以提高聚乳酸材料的力學(xué)性能[7]。

目前，植物纖維和玻璃纖維對(duì)增強(qiáng)聚乳酸的力學(xué)性能效果相差不大，但是植物纖維價(jià)格低廉，并且對(duì)環(huán)境友好，因而成為對(duì)聚乳酸進(jìn)行增強(qiáng)改性的常見(jiàn)材料。而填充增強(qiáng)引入了與聚合物基體性質(zhì)完全不同的無(wú)機(jī)組分并且綜合性能提升明顯，因此受到廣泛的關(guān)注。這其中，以納米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、氣體阻隔性、阻燃性等多種性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人體骨骼移植、骨骼連接銷釘?shù)柔t(yī)學(xué)材料。

2.3.3耐熱改性

耐熱性差是生物降解高分子材料共有的缺點(diǎn)。聚乳酸的熔點(diǎn)比較低，因此它在高溫高剪切作用下易發(fā)生熱降解，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要對(duì)聚乳酸進(jìn)行耐熱改性，用以提高其加工性能，通常采用嚴(yán)格干燥、純化和封端基等方式提高其熱穩(wěn)定性[8]。目前，添加抗氧劑是提高聚合物耐熱性的常用方法，除了采用添加改性或與其它樹脂共混改性來(lái)提高聚乳酸耐熱性，還可以通過(guò)拉伸并熱定型的方法提高聚乳酸的耐熱性，與此同時(shí)，還可以改善其聚乳酸復(fù)合材料韌性和強(qiáng)度。在紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。

從上述幾種改性結(jié)果來(lái)看，與聚乳酸相比，改性后的聚乳酸復(fù)合材料綜合性能等方面都得到了全面的提升，在醫(yī)學(xué)、紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。因此，聚乳酸復(fù)合材料得到了人們的喜愛(ài)與關(guān)注，并逐漸將人們的生活與之緊緊聯(lián)系在了一起。成為國(guó)內(nèi)外研究者所要研究的重點(diǎn)對(duì)象。

3.聚乳酸復(fù)合材料及研究進(jìn)展

3.1聚乳酸復(fù)合材料

經(jīng)過(guò)改性劑改性過(guò)的聚乳酸復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，它是以聚乳酸為基體，在其中加入改性劑混合用各種方式復(fù)合而成的。同時(shí)它具備與聚乳酸相同的無(wú)毒、無(wú)刺激性、良好的生物相容性等性質(zhì)，但是在性能方面要都優(yōu)于聚乳酸。聚乳酸復(fù)合材料在柔順性、伸長(zhǎng)率、力學(xué)、電、熱穩(wěn)定性等方面都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，目前已經(jīng)將其應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、紡織、包裝業(yè)和組織工程等[9]領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。

聚乳酸復(fù)合材料可以在微生物的作用下分解為二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何的危害，加上其在各個(gè)方面都具有優(yōu)異的性能，可以用于各個(gè)領(lǐng)域。因此成為了新一代的環(huán)境友好型材料被國(guó)內(nèi)外的研究者們廣泛關(guān)注。目前，就聚乳酸復(fù)合材料的研究，國(guó)內(nèi)外研究者們都取得了一定的成果和進(jìn)展。

3.2聚乳酸復(fù)合材料研究進(jìn)展

由于聚乳酸作為生物相容，可降解環(huán)境友好材料，存在著結(jié)晶速度慢、結(jié)晶度低、脆性大等缺陷，將需要與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能，生物相容性等優(yōu)點(diǎn)的填料復(fù)合進(jìn)行填充改性[10]。這個(gè)方法成為目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。對(duì)于聚乳酸復(fù)合材料的研究以下是國(guó)內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展。

盛春英[1]通過(guò)溶液共混法制備了聚乳酸/碳納米管復(fù)合物，用紅外光譜和DSC研究了復(fù)合材料的等溫結(jié)晶和非等溫結(jié)晶性能，重點(diǎn)研究了CNTs的種類、管徑、管長(zhǎng)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及聚乳酸分子量對(duì)復(fù)合物結(jié)晶性能的影響，以及等溫結(jié)晶對(duì)復(fù)合材料拉伸性能的影響。

范麗園[2]將左旋聚乳酸和納米羥基磷灰石用含有親水基團(tuán)的JMXRJ改性劑，通過(guò)溶液共混法，加強(qiáng)兩者親水性能和結(jié)合能力。以碳纖維為增強(qiáng)體，制備出碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料。并分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、熱性能以及等溫結(jié)晶時(shí)晶球變化。

張東飛等[3]人介紹了碳納米管制備的三種方法，即石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法和激光蒸發(fā)法，并闡述了碳納米管導(dǎo)熱基本機(jī)理，對(duì)碳納米管應(yīng)用于復(fù)合材料熱傳導(dǎo)性能進(jìn)行了研究與展望。

趙媛媛[4]采用溶液超聲法，選用多壁碳納米管作為填充物，制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行改性研究。以碳納米管化學(xué)修飾及百分含量的變化對(duì)其在PLLA基體中的分散性、形態(tài)、結(jié)晶行為、力學(xué)性能和水解行為的影響為主要研究對(duì)象。

張凱[5]通過(guò)對(duì)有效的碳納米管分布對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行研究。并重點(diǎn)從形態(tài)調(diào)控角度，調(diào)節(jié)碳納米管在高分子基體中的有效分布，構(gòu)建了高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。并從晶體排斥、相態(tài)演變、隔離的角度，設(shè)計(jì)三種不同形態(tài)的導(dǎo)電聚乳酸/復(fù)合材料，降低了材料的導(dǎo)電逾滲值。

馮江濤[6]通過(guò)采用混酸處理、表面活性劑修飾和表面接枝三種方法對(duì)對(duì)碳納米管表面進(jìn)行修飾，利用溶劑蒸發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，采用紅外吸收光譜、拉曼光譜、偏光顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、差示掃描量熱分析儀對(duì)復(fù)合材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和總結(jié)。

李艷麗[7]通過(guò)混合強(qiáng)酸酸化與馬來(lái)酸酐接枝相結(jié)合，對(duì)碳納米管表面修飾，增強(qiáng)了碳納米管與聚乳酸之間的界面相互作用，獲得了碳納米管分散均勻的聚乳酸/碳納米管納米復(fù)合材料。并且研究不同條件下碳納米管對(duì)聚乳酸結(jié)晶行為的影響，發(fā)現(xiàn)碳納米管對(duì)聚乳酸的結(jié)晶有明顯的異相成核作用。

許孔力等[8]人通過(guò)溶液復(fù)合的方法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對(duì)其力學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究，而且對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

李玉[9]通過(guò)將聚乳酸與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能、生物相容性的碳基納米填料進(jìn)行填充改性?？疾炝遂o電紡絲參數(shù)對(duì)聚乳酸纖維的形貌影響，并且考察了不同含量的碳納米管對(duì)復(fù)合纖維形貌和結(jié)構(gòu)的影響。此外，還對(duì)靜電紡絲和溶液涂膜制備工藝對(duì)復(fù)合材料性能影響。

趙學(xué)文[10]通過(guò)將碳納米粒子引入聚合物共混體系實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的功能化與高性能化。并且他們提出一種基于反應(yīng)性碳納米粒子的熱力學(xué)相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增強(qiáng)了材料的力學(xué)性能，同時(shí)賦予了導(dǎo)電等功能。

Mosab Kaseem等[11]人通過(guò)熱、機(jī)械、電氣和流變性質(zhì)對(duì)聚乳酸基質(zhì)中碳納米管的類型、縱橫比、負(fù)載、分散狀態(tài)和排列的依賴性。對(duì)不同性能的研究表明，碳納米管添加劑可以提高聚乳酸復(fù)合材料的性能。

Mainak Majumder等[12]人通過(guò)對(duì)聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料制備和表征方面的研究，

綜述有關(guān)碳納米管在聚乳酸基質(zhì)中分散的有效參數(shù)。并且將聚乳酸與不同材料結(jié)合用來(lái)改變其性能。

Wenjing Zhang等[13]人通過(guò)溶液共混制備了一系列PLLA/碳納米管復(fù)合材料。測(cè)試了形態(tài)，機(jī)械性能和電性能。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量達(dá)到其滲透閾值，PLLA/碳納米管復(fù)合材料的體積電阻降低了十個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)光學(xué)顯微鏡圖像顯示了納米復(fù)合材料的球晶形態(tài)，用差示掃描量熱法（DSC）測(cè)量，其結(jié)果顯示，隨著碳納米管含量的增加，冷結(jié)晶溫度升高。

Eric D等[14]人通過(guò)研究在半結(jié)晶聚合物碳納米管復(fù)合材料中，碳納米管被視為可以影響聚合物結(jié)晶的成核劑。但是，由于碳納米管的復(fù)雜性。不同的手性，直徑，表面官能團(tuán)，使用的表面活性劑和樣品制備過(guò)程可能會(huì)影響復(fù)合材料結(jié)晶。研究了半晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，形態(tài)和相關(guān)應(yīng)用。簡(jiǎn)要介紹聚合物中的結(jié)晶和線性成核。使用溶液結(jié)晶方法揭示了界面結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

Kandadai等[15]人通過(guò)拉曼光譜分析表明PLLA和碳納米管之間的相互作用主要通過(guò)疏水的C-CH3官能團(tuán)發(fā)生。復(fù)合材料的直流電導(dǎo)率隨碳納米管負(fù)載的增加而增加。導(dǎo)電的碳納米管增強(qiáng)的生物相容性聚合物復(fù)合材料可以潛在地用作新一代植入物材料，從而刺激細(xì)胞生長(zhǎng)和通過(guò)促進(jìn)物理電信號(hào)傳遞來(lái)使組織再生。

從以上國(guó)內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展中，可以看到，大部分的研究者都是通過(guò)溶液共混的方法制備聚乳酸復(fù)合材料，這種方法對(duì)于國(guó)內(nèi)外的研究者們來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)便可靠。并且他們將制備好后的聚乳酸復(fù)合材料通過(guò)紅外光譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、差示掃描量熱、拉曼光譜和偏光顯微鏡等手段進(jìn)行其結(jié)構(gòu)和性能的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)聚乳酸復(fù)合材料的性能在各個(gè)方面都有顯著的提高，并且可以應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊。聚乳酸復(fù)合材料作為新一代性能全面的環(huán)境友好型材料，國(guó)內(nèi)外的研究者們對(duì)聚乳酸復(fù)合材料的研究還在進(jìn)行著，并且對(duì)于它的發(fā)展都有很高的期待。

4.本課題的研究思路及研究?jī)?nèi)容

4.1 研究思路

聚乳酸作為可降解生物材料，同時(shí)又具有生物相容性，力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。碳納米管則具有良好的生物相容性，功能性等優(yōu)點(diǎn)。將兩種材料復(fù)合可以進(jìn)一步改善聚乳酸結(jié)晶性能、力學(xué)性能、賦予其導(dǎo)電性。

對(duì)于聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料的制備可以通過(guò)共混法、原位聚合及靜電紡絲法來(lái)制備，目前通常采用溶劑揮發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料。通過(guò)拉曼光譜、電子能譜、掃描電子顯微鏡、示差掃描量熱來(lái)測(cè)定其結(jié)合能、材料表面形貌以及結(jié)晶、熔融溫度等方面進(jìn)行觀察分析。

第5篇：高分子材料的降解范文

形狀：上段成錐形，下部是圓柱形。

化學(xué)組成：礦泉水和可樂(lè)瓶是用的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET。另外食品包裝塑料瓶材料還有聚丙烯PP，高密度聚乙烯HDPE等。

用途：生活中最常見(jiàn)的就是用塑料瓶裝水了，也就是常見(jiàn)的礦泉水。另外就是可以用塑料瓶裝其他物品，比如說(shuō)實(shí)驗(yàn)室中不能用玻璃瓶裝的試劑有時(shí)必須用塑料瓶裝。塑料瓶的用途有很多很多，生活中到處可以見(jiàn)到塑料瓶。

改進(jìn)措施：可以改進(jìn)塑料瓶的生產(chǎn)工藝，如果能將塑料瓶生產(chǎn)成可自動(dòng)降解的，那么我們的環(huán)境將不會(huì)再有更多的白色污染，這是一個(gè)非常有前景的技術(shù)，如果能夠成功，并且價(jià)格能夠和現(xiàn)在的塑料瓶相當(dāng)，那么塑料瓶的用途可能將大大增加！

2．名稱：一次性紙杯。

形狀：上大下小的錐形形狀。

化學(xué)組成：聚乙烯。

性能：柔軟性好、耐沖擊性能好；耐熱性、耐溶劑性、硬度較差。

用途：最好用于裝冷水，不要裝開水。

改進(jìn)措施：如果選用的材料不好，或加工工藝不過(guò)關(guān)，在聚乙烯熱熔或涂抹到紙杯過(guò)程中，可能會(huì)氧化為羰基化合物。羰基化合物在常溫下不易揮發(fā)，但在紙杯倒入熱水時(shí)就可能揮發(fā)出來(lái)。它既不環(huán)保，也不健康。還有些一次性紙杯生產(chǎn)商購(gòu)買價(jià)格低廉的紙漿，在生產(chǎn)過(guò)程中添加熒光漂白劑，有致癌危險(xiǎn)。建議大家，一次性杯不到萬(wàn)不得已不要使用，如果使用最好裝冷水。

3．洗潔精

形狀：粘稠狀

化學(xué)組成：洗潔精的主要成份是:1表面活性劑；其主要作用是產(chǎn)生泡沫及去污；2、洗滌助劑：常用的原料有氫氧化鈉和檸檬酸鈉；3、增稠劑量：其主要作用是增稠，穩(wěn)泡及去污，常用的原料有6501、6502、氯化鈉；4、防腐劑，其主要作用是殺菌，保持，常用的原料有：苯甲酸鈉、甲基異噻唑啉酮等；5、添加劑，其主要作用是處理水質(zhì)，改善氣味，常用的原料有：1、乙二胺四乙酸二鈉，2、EDTA四鈉

性能：去污性能，去油性能等。

用途：可以用來(lái)清洗碗筷，也可以用來(lái)清洗鞋子或衣服上的污濁等。

4．電冰箱外殼

形狀：長(zhǎng)方體或者不規(guī)則多邊形

化學(xué)組成：塑料，金屬等。

性能：支撐冰箱外形，美觀漂亮及減少冰箱成本等等。

改進(jìn)措施：我們都知道，冰箱在使用一段時(shí)間后外形將不再漂亮美觀，主要是由于塑料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的外置于空氣中可能發(fā)生老化，變色等。如果能將塑料的性能改優(yōu)使其老化速度減緩或者不老化，那么將是一件非常有價(jià)值的進(jìn)步，另外就是和上面一樣，如果做到塑料能夠自動(dòng)降解，那么我們的世界將少了一份白色污染。我們的世界也將變得更加美麗！

5．各種醫(yī)用高分子材料制品

醫(yī)用高分子材料是指可以應(yīng)用于醫(yī)藥的人工合成（包括改性）的高分子材料，一般不包括天然高分子材料、生物高分子材無(wú)機(jī)高分子材料等在內(nèi)。隨著生物科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來(lái)越多的高分子材料被用于與人類生命健康息息相關(guān)的各種器官和皮膚的替代材料。

醫(yī)用高分子材料大致可分為機(jī)體外使用與機(jī)體內(nèi)使用兩大類。機(jī)體外用的材科主要是制備醫(yī)療用品。如輸液袋、輸液管、注射器等。輸液袋、管可用衛(wèi)生級(jí)聚氯乙烯制造。由于這些高分子材料成本低、使用方便，現(xiàn)已大量使用。機(jī)體內(nèi)用材料又可分為外科用和內(nèi)科用兩類。外科方面有人工器官、醫(yī)用粘合劑、整形材料等。內(nèi)科用的主要是高分子藥物。所謂高分子藥物，就是具有藥效的低分子與高分子載體相綜合的藥物，它具有長(zhǎng)效、穩(wěn)定的特點(diǎn)。

歸納起來(lái)，一個(gè)具備了以下七個(gè)方面性能的材料，可以考慮用作醫(yī)用材料。

第6篇：高分子材料的降解范文

論文摘要：高分子化學(xué)是研究高分子化合物的合成、化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)、物理、加工成型、應(yīng)用等方面的一門新興的綜合性學(xué)科。那么，高分子化學(xué)具體內(nèi)容及高分子與生活、高科技的發(fā)展關(guān)系如何呢？以下作簡(jiǎn)單介紹。

人類從一開始即與高分子有密切關(guān)系，自然界的動(dòng)植物包括人體本身，就是以高分子為主要成分而構(gòu)成的，這些高分子早已被用作原料來(lái)制造生產(chǎn)工具和生活資料。人類的主要食物如淀粉、蛋白質(zhì)等，也都是高分子。只是到了工業(yè)上大量合成高分子并得到重要應(yīng)用以后，這些人工合成的化合物，才取得高分子化合物這個(gè)名稱。但提到合成高分子材料（聚合物）的應(yīng)用與發(fā)展，人們?cè)谙氲剿鼈儤O大地方便我們的生活的同時(shí)，很多人會(huì)想到“白色污染”，甚至將水污染、大氣污染等各種環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生怪罪于高分子，這說(shuō)明他們對(duì)高分子并不十分了解。當(dāng)今社會(huì)高分子的功用無(wú)處不在，而人們認(rèn)識(shí)高分子時(shí)，往往忽略了它帶給人類生活的巨大變化和種種利益，不了解它為人類文明做出的貢獻(xiàn)是巨大的。

一、高分子化學(xué)的內(nèi)涵

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)。可以說(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類社會(huì)的重大變革，材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬(wàn)能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。

三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì)，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來(lái)，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡(jiǎn)單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過(guò)化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì)，在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來(lái)處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開展的綠色化學(xué)過(guò)程和材料的研究范疇。

參考文獻(xiàn)

第7篇：高分子材料的降解范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；成型；技術(shù)

一、前言

高分子材料是指以高分子化合物為基體組分的材料。高分子材料按來(lái)源可分為天然高分子材料、合成高分子材料；按化學(xué)組成分類可分為有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)高分子材料；按性能可分為通用高分子材料、新型高分子材料。高分子材料比傳統(tǒng)材料發(fā)展迅速的主要原因是原料豐富、制造方便、加工容易、品種繁多、形態(tài)多樣、性能優(yōu)異以及在生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域中所需的投資低，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。高分子反應(yīng)加工分為反應(yīng)擠出和反應(yīng)注射成型兩個(gè)部分，目前我國(guó)普遍采用的設(shè)備包括螺桿擠出機(jī)和螺桿注射機(jī)?，F(xiàn)階段，我國(guó)的高分子材料成型也取得了較好的成績(jī)。

二、高分子材料成型的原理

高分子材料的合成和制備一般都是由幾個(gè)化工單元操作組成的，高分子反應(yīng)加工把多個(gè)單元操作熔為一體，有關(guān)能量的傳遞和平衡，物料的輸運(yùn)和平衡問(wèn)題，與一般單個(gè)化工單元操作完全不同。傳統(tǒng)聚合過(guò)程解決傳熱和傳質(zhì)問(wèn)題主要是利用溶劑和緩慢反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，但是在聚合反應(yīng)加工過(guò)程中，物料的溫度在數(shù)分鐘內(nèi)就能達(dá)到400℃~800℃，此時(shí)對(duì)于反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱，如果不能進(jìn)行脫除的話，那么降解和炭化將會(huì)發(fā)生在物料中。傳統(tǒng)的加工過(guò)程是通過(guò)設(shè)備給聚合物加熱，而需要快速將聚合生成的熱量通過(guò)設(shè)備移去是聚合反應(yīng)加工所進(jìn)行的，由此可見(jiàn)，必須從化學(xué)和熱物理兩個(gè)方面開展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究。

高分子材料的物理機(jī)械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，而加工工藝與高分子材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系是非常密切的。

流變學(xué)，指從應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和時(shí)間等方面來(lái)研究物質(zhì)變形和（或）流動(dòng)的物理力學(xué)。它是力學(xué)的一個(gè)新分支，它主要研究物理材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度濕度、輻射等條件下與時(shí)間因素有關(guān)的變形和流動(dòng)的規(guī)律。高分子材料成型加工成制備的理論基礎(chǔ)是高分子材料流變學(xué)。高分子材料的自身的規(guī)律和特點(diǎn)是伴隨化學(xué)反應(yīng)的高分子材料的流變性質(zhì)而產(chǎn)生的。

三、高分子材料成型的加工技術(shù)

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

目前國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出可以解決其他擠出機(jī)作為反應(yīng)器所存在的問(wèn)題，即連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī)。在我國(guó)高分子材料成型加工工業(yè)的發(fā)展中占有極其重要的地位，但是我國(guó)的高分子材料成型的加工技術(shù)的開發(fā)目前還處于初步階段?？s聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備就是指交換法聚碳酸酯連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)，除此之外，我國(guó)每年還有數(shù)以千萬(wàn)噸的改性聚合物生產(chǎn)，反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備也是其關(guān)鍵技術(shù)。

采用傳統(tǒng)的加工設(shè)備存在一些問(wèn)題，例如傳熱、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程難以控制等，另外投資費(fèi)用大、噪音大等問(wèn)題。無(wú)論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上，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)都完全不同，將聚合物反應(yīng)擠出全過(guò)程引入到電磁場(chǎng)引起的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)，從而達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能以及反應(yīng)生產(chǎn)物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的目的，這就是聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備。高分子材料成型加工是高能耗過(guò)程作業(yè)，無(wú)論是擠出、注射還是中空吹塑成型塑料原理都必須經(jīng)過(guò)熔融塑化及輸送這一基本和共性的過(guò)程，目前普遍采用的設(shè)備包括螺桿擠出機(jī)和螺桿注射機(jī)等。該技術(shù)使得控制聚合物單體及停留時(shí)間分布不可控的問(wèn)題得到了解決，而且也使得振動(dòng)立場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過(guò)程中的質(zhì)量、動(dòng)量以及能量傳遞和平衡問(wèn)題得到了解決，同時(shí)也使得設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問(wèn)題得到了解決。新設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：體積重量小、適應(yīng)性好、噪音低、可靠性高等等，而這些技術(shù)是傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備是比不了的。

（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)

此技術(shù)的研究實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)了我國(guó)在該領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)言權(quán)。以動(dòng)態(tài)反應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)方向，進(jìn)行深入的研究，從而產(chǎn)生了新的材料制備技術(shù)。我們以存儲(chǔ)光盤盤基為基礎(chǔ)原型，以反應(yīng)成型技術(shù)直接作用于其上。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)的研究改進(jìn)，改變了傳統(tǒng)技術(shù)中多環(huán)節(jié)、消耗大、復(fù)雜度高、周期長(zhǎng)、而且環(huán)境污染比較嚴(yán)重等諸多不利因素。通過(guò)學(xué)習(xí)研究，可以把制作光盤的PC樹脂原料工業(yè)、中途存放、盤基成型工業(yè)串聯(lián)于一體，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率、減少了資源浪費(fèi)、能夠完全有效的進(jìn)行控制，而且產(chǎn)品的質(zhì)量有大幅度的提高。

聚合物/無(wú)機(jī)物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)。研究表明，對(duì)無(wú)粒子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，可以得到一些好的效果，比如說(shuō)利用聚合物進(jìn)行原位表面改性處理、原位包覆、強(qiáng)制分散等處理后，就可以使我們復(fù)合材料成型。

熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將混煉引入到振動(dòng)力場(chǎng)擠出全過(guò)程，為實(shí)現(xiàn)混煉過(guò)程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化，對(duì)硫化反直進(jìn)程進(jìn)行控制，從而使得共混加工過(guò)程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問(wèn)題得到了解決。實(shí)現(xiàn)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)備研制開發(fā)出來(lái)，促進(jìn)我國(guó)TPV技術(shù)水平的提高。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)必須根據(jù)自身的實(shí)際情況來(lái)發(fā)展高分子材料成型加工技術(shù)及設(shè)備，把握技術(shù)前沿，不斷地培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，從而使得我國(guó)高分子材料成型技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷加快。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃漢雄. 高分子材料成型加工裝備及技術(shù)的進(jìn)展、趨勢(shì)與對(duì)策(下)[J]. 橡塑技術(shù)與裝備, 2006, (06) :13-18

[2] 黃漢雄. 高分子材料成型加工裝備及技術(shù)的進(jìn)展、趨勢(shì)與對(duì)策(上)[J]. 橡塑技術(shù)與裝備, 2006, (05) :17-27

第8篇：高分子材料的降解范文

    通過(guò)學(xué)科間的有效協(xié)同,可建設(shè)一系列綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè),經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)時(shí)不夠用的問(wèn)題。為此,有的老師將綜合性實(shí)驗(yàn)拆成多個(gè)單元進(jìn)行,如合成單元、結(jié)構(gòu)測(cè)定單元、性能測(cè)定單元和應(yīng)用單元,這是完全可以的。如果能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),完成包括合成單元在內(nèi)的兩個(gè)以上的單元,那么也可以成功開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)。所以,將綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目控制在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),也是開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題。有機(jī)結(jié)合如何做好高分子材料的回收工作,也成為了高分子化學(xué)工作者要解決的問(wèn)題。夏季里,學(xué)生們廢棄礦泉水瓶大都是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的,如何做好“PET礦泉水瓶的回收利用呢?”帶著這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生們查閱資料提出不同的解決方案。要從高分子化學(xué)的角度解決這一問(wèn)題的話,最終確定了乙二醇降解法進(jìn)行PET的回收。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)與水處理技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)自2004年起進(jìn)行招生,水處理實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行已有7年,將合成的高分子材料用于水質(zhì)處理。

    2高分子材料合成

    高分子材料合成時(shí)間較長(zhǎng),選擇水處理實(shí)驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短的比較合適。開設(shè)了“聚苯胺的制備及其對(duì)Cr(Ⅵ)離子吸附性研究”,先是采用溶液法制備聚苯胺,再將其應(yīng)用于含有Cr(Ⅵ)離子的水質(zhì)處理中,通過(guò)單因素分析實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),pH值對(duì)Cr(Ⅵ)離子的吸附影響較大,在pH值為3時(shí),聚苯胺對(duì)Cr(Ⅵ)離子的去除率最大。學(xué)生在成功合成高分子材料后,可以及時(shí)觀察或檢測(cè)到水處理后的效果,打破了學(xué)生原有的高分子材料只會(huì)造成環(huán)境污染的淺顯認(rèn)識(shí),使學(xué)生正確地認(rèn)識(shí)到高分子材料在環(huán)境保護(hù)、尤其在水處理方面的貢獻(xiàn)。有機(jī)結(jié)合僅以材料化學(xué)專業(yè)為例,就先后建設(shè)了德州鴻雁塑膠有限公司等12個(gè)校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地。學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中,接觸到塑料擠出成型工藝和塑料注塑成型工藝,將其與有機(jī)玻璃的澆鑄成型技術(shù),放在一起講解,將課堂內(nèi)容延伸至課堂外。尤其是受實(shí)習(xí)內(nèi)容的影響,增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

    3基于校企合作的教材建設(shè)

    不斷更新網(wǎng)站內(nèi)容,尤其是增加拓展訓(xùn)練、材料性能與測(cè)試、可替換實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn),建成了《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》省級(jí)精品課程網(wǎng)站。建成了《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》省級(jí)精品課程并不是最終目的,不能停滯不前。為此,不斷更新教育理念,改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,增加課程教學(xué)特色。目前,網(wǎng)站共引入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目46項(xiàng),且所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均經(jīng)過(guò)試做,完全可行。為學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)提供了便利,也為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供了依據(jù)。

第9篇：高分子材料的降解范文

關(guān)鍵詞：聚合物廢料再循環(huán) 化學(xué)再循環(huán) 回收與利用

化學(xué)循環(huán)是聚合物材料循環(huán)的重要方法之一，它指的是在熱和化學(xué)試劑的作用下高分子發(fā)生降解反應(yīng)，形成低分子量的產(chǎn)物，產(chǎn)物可進(jìn)一步利用，如單體可再聚合，油品可進(jìn)行深度加工。目前化學(xué)循環(huán)的主要方法是化學(xué)降解化學(xué)降解可分為解聚、熱裂解、加氫和氣化。

一、聚合物材料化學(xué)循環(huán)發(fā)展的現(xiàn)狀

1.逐步聚合型高分子材料

逐步聚合型高分子材料主要包括聚酯、聚氨酯，聚酯以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為代表。主要用于薄膜、纖維及織物、飲料瓶等。廢料在催化劑存在下能與多元醇發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)物與不飽和多元酸縮合可以制成不飽和聚酷樹脂。用不同醇來(lái)醇解可獲得不同的酯，或用作單體或用作增塑劑。PET可在酸性或堿性條件下水解，在強(qiáng)酸（如硫酸、硝酸）介質(zhì)中可常壓水解，水解速度很快，但是酸性水解的耗酸量大，還會(huì)腐蝕設(shè)備，在實(shí)際使用中受到限制；若在堿性（如NaOH）水溶液中水解，需在210～2500C、1.4～2.0MPa條件下反應(yīng)3～sh，反應(yīng)結(jié)束立即用強(qiáng)酸中和，可沉淀出TPA。弱堿（如氫氧化錢）也可以用來(lái)水解PET廢料，獲取原料單體。常壓下的皂化反應(yīng)已應(yīng)用于回收PET膠片中的銀和TPA。聚氨酯是縮聚型高分子材料，可以水解成多元醇和多元胺，利用特制的擠出機(jī)水解，產(chǎn)物經(jīng)純化可得到二元酸和二元胺，二元胺再與光氣反應(yīng)，制備二異氰酸酯，用于 泡沫塑料生產(chǎn)。但此工藝路線的費(fèi)用大，回收效益不高。PU醇解是目前用得比較多的途徑，醇解PU廢料可獲得多元醇混合物，這種混合物目前還不能有效地分離開來(lái)，但這種產(chǎn)物可用作泡沫塑料和彈性體制造中的組分。

2.加聚型聚合物材料

聚苯乙烯（PS）除用作涂料、粘結(jié)劑等外，還用來(lái)裂解制苯乙烯。PS在熱的作用下可以裂解成苯乙烯，其產(chǎn)率在65%，以上。日本科學(xué)家曾在溶劑法對(duì)PS進(jìn)行裂解，在400一500℃分解10～20min，得到的冷凝物經(jīng)蒸餾可得到純度為96%的苯乙烯。利用金屬氧化物作催化劑，在熔融狀態(tài)下（>350℃）進(jìn)行裂解，產(chǎn)物經(jīng)分餾可獲得高純度苯乙烯。此外人們還利用鉛合金作加熱介質(zhì)裂解PS。聚烯烴在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┗蜉椪盏淖饔孟?，可進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成性能良好的材料，如聚乙烯（PE）在交聯(lián)劑（如過(guò)氧化物）的作用下交聯(lián)產(chǎn)生性能優(yōu)良的PE材料。廢舊聚烯烴可進(jìn)行氯化，得到的氯化聚烯烴可用在粘結(jié)劑、涂料等方面。此外聚合物聚解制油是常用的循環(huán)方法。

3.混雜聚合物及復(fù)合材料

利用多種聚合物混合物的常用方法是將其裂解制油?；旌衔镌诟邷叵逻M(jìn)行裂解可得到燃?xì)夂陀推罚推房勺魅剂?，也可直接在煉油廠精煉。化工廠對(duì)油的有機(jī)氯含量要求比較高 ，一般不超過(guò)10*10-6，但從塑料混合物裂解得到油的有機(jī)氯含量可達(dá)（50～200）*10-6，因此在裂解之前或裂解過(guò)程中脫鹵非常重要。此外，廢塑料中常含有重金屬元素化合物，裂解油的精煉要考慮催化劑的中毒問(wèn)題。復(fù)合材料的樹脂大多數(shù)是不飽和聚醋樹脂、環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂等熱固性樹脂，復(fù)合材料廢料除了用作粉末填料、燃燒取熱及化學(xué)助燃料之外，也用來(lái)裂解回收油品、原料等。如玻璃纖維增強(qiáng)塑料在380～450℃常壓分解之后，在450～550℃進(jìn)一步分解，可得到油產(chǎn)物。由于殘?jiān)啵柙O(shè)計(jì)特殊的分解爐來(lái)完成裂解過(guò)程，其研究工作還在進(jìn)行中。又如酚醛樹脂在實(shí)驗(yàn)硫化床上裂解（722℃），其產(chǎn)物有脂肪族烴（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.24%）、苯酚（8.25%）、炭黑（42.2%）、氣體（24.3%）等。

二、化學(xué)循環(huán)的工藝與設(shè)備

1.反應(yīng)釜

反應(yīng)釜是化學(xué)循環(huán)常用的化工設(shè)備，與其相匹配的設(shè)備有冷凝器、儲(chǔ)罐、蒸餾塔等。原材料（如聚烯烴）在反應(yīng)釜中降解生成的產(chǎn)物可以是單體、化工原料等，如PET裂解后再聚合成PET，也可制造不飽和聚醋樹脂。根據(jù)需要可把反應(yīng)器設(shè)計(jì)成槽式反應(yīng)器，使加熱和清渣方便。也可把反應(yīng)器設(shè)計(jì)成管式反應(yīng)器，裂解溫度可提高，時(shí)間縮短，且可連續(xù)進(jìn)行裂解，適用于PS、PMMA等聚合物的裂解。

2.流化床反應(yīng)器

流化床反應(yīng)器是一種床式反應(yīng)器。德國(guó)w.Kaminsky等人用丙烷燃燒來(lái)加熱載流氣體或水蒸氣，并用加熱器等將砂和載氣加熱到500～900℃，載氣量要足夠大使砂在反應(yīng)器中成流化狀態(tài)。聚合物經(jīng)擠出機(jī)擠入流化床，高分子材料在流化床上發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體和載氣經(jīng)分離、冷凝分離等過(guò)程，可得到裂解產(chǎn)物，其中部分裂解氣作燃料而在裂解器中循環(huán)使用。流化床裂解器具有加熱快、效率高、裂解溫度均勻、體系封閉等優(yōu)點(diǎn)。裂解反應(yīng)最好在惰性載氣下進(jìn)行，若以空氣為載氣，產(chǎn)物易氧化，所得到的油的熱能量要低10%。

3.擠出裂解設(shè)備

擠出裂解設(shè)備是由兩臺(tái)擠出機(jī)串聯(lián)而成，第一臺(tái)擠出機(jī)設(shè)有排氣孔。廢舊聚合物材料在第一臺(tái)擠出機(jī)上進(jìn)行低溫裂解，主要目的是除去廢料中產(chǎn)生的HCI；裂解中間產(chǎn)物再進(jìn)入第兩臺(tái)擠出機(jī)，進(jìn)行高溫裂解，使聚合物變成低分子化合物或油或氣體，經(jīng)分離加以利用HCI。裂解反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，其裂解可有機(jī)械降解和熱降解。除此之外，新的設(shè)備還在研究和開發(fā)中。

三、聚合物材料化學(xué)循環(huán)的發(fā)展前景與展望

高分子材料的化學(xué)循環(huán)還處在幼期，其研究和發(fā)展仍需積極的努力，許多技術(shù)問(wèn)題有待于解決，其前景是光明的。展望未來(lái)，化學(xué)循環(huán)的發(fā)展將集中在以下幾方面：（1）裂解過(guò)程的跟蹤，解決裂解機(jī)理問(wèn)題；（2）改善現(xiàn)有的化學(xué)循環(huán)技術(shù)，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益；（3）設(shè)計(jì)和優(yōu)化裂解設(shè)備；（4）開發(fā)新的化學(xué)循環(huán)技術(shù)。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境間題已成為世界共同關(guān)心的問(wèn)題。聚合物材料的再循環(huán)不僅節(jié)省了資源，而且緩和或解決了環(huán)境的污染問(wèn)題?；瘜W(xué)循環(huán)是聚合物材料再循環(huán)的重要方面，將會(huì)成為一種新型的化學(xué)工業(yè)。