導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇高分子材料發(fā)展趨勢(shì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、生物醫(yī)用高分子材料的特點(diǎn)

生物醫(yī)用高分子材料是一種聚合物材料，主要用于制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械。按照來(lái)源的不同，生物醫(yī)用高分子材料可以分為天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2種。前者是自然界形成的高分子材料，如纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；后者主要通過(guò)化學(xué)合成的方法加以制備，常見(jiàn)的有合聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性質(zhì)，生物醫(yī)用高分子材料可以分為非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，芳香聚酯、聚硅氧烷等；后者包括聚乙烯亞胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亞胺—聚乙二醇—聚（β-胺酯）共聚物、聚乙烯亞胺—聚碳酸酯共聚物等。

生物醫(yī)用高分子材料作為植入人體內(nèi)的材料，必須滿(mǎn)足人體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境，因此對(duì)材料的性能有著嚴(yán)格的要求。首先，材料不能有毒性，不能造成畸形；其次，生物相容性比較好，不能與人體產(chǎn)生排異反應(yīng)；第三，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不容易分解；第四，具備一定的物理機(jī)械性能；第五，比較容易加工；最后，性?xún)r(jià)比適宜。其中最關(guān)鍵的性能是生物相容性。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）的解釋?zhuān)锵嗳菪允侵阜腔钚圆牧线M(jìn)入后，生命體組織對(duì)其產(chǎn)生反應(yīng)的情況。當(dāng)生物材料被植入人體后，生物材料和特定的生物組織環(huán)境相互產(chǎn)生影響和作用，這種作用會(huì)一直持續(xù)，直到達(dá)到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括組織相容性、細(xì)胞相容性和血液相容性。

二、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展歷史

人類(lèi)對(duì)生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的階段。根據(jù)記載，公元前3500年，古埃及人就用棉花纖維和馬鬃縫合傷口，此后到19世紀(jì)中期，人類(lèi)還主要停留在使用天然高分子材料的階段；隨后到20世紀(jì)20年代，人類(lèi)開(kāi)始學(xué)會(huì)對(duì)天然高分子材料進(jìn)行改性，使之符合生物醫(yī)學(xué)的要求；再后來(lái)人類(lèi)開(kāi)始嘗試人工合成高分子材料；20世紀(jì)60年代以來(lái)，生物醫(yī)用高分子材料得到了飛速發(fā)展和廣泛的普及。1949年，美國(guó)就率先發(fā)表了研究論文，在文中第1次闡述了將有機(jī)玻璃作為人的頭蓋骨、關(guān)節(jié)和股骨，將聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線(xiàn)的臨床應(yīng)用情況，對(duì)醫(yī)用高分子的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。這被認(rèn)為是生物醫(yī)用高分子材料的開(kāi)端。

在20世紀(jì)50年代，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)有機(jī)硅聚合物功能多樣，具有良好的生物相容性（無(wú)致敏性和無(wú)刺激性），之后有機(jī)硅聚合物被大量用于器官替代和整容領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，20世紀(jì)60年代，美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)出了熱塑性聚氨酯，這種材料的耐屈撓疲勞性?xún)?yōu)于硅橡膠，因此在植入生物體的醫(yī)用裝置及人工器官中得到了廣泛應(yīng)用。隨后人工尿道、人工食道、人工心臟瓣膜、人工心肺等器官先后問(wèn)世。生物醫(yī)用高分子材料也從此走上快速發(fā)展的道路。

三、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀、前景和趨勢(shì)

據(jù)相關(guān)研究調(diào)查顯示，我國(guó)生物醫(yī)用高分子材料研制和生產(chǎn)發(fā)展迅速。隨著我國(guó)開(kāi)始慢慢進(jìn)入老齡化社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐步提高，植入性醫(yī)療器械的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)生物醫(yī)用高分子材料的需求也將日益旺盛。2015年1月28日，中國(guó)醫(yī)藥物資協(xié)會(huì)的《2014中國(guó)單體藥店發(fā)展?fàn)顩r藍(lán)皮書(shū)》顯示，2014全年全國(guó)醫(yī)療器械銷(xiāo)售規(guī)模約2556億元，比2013年度的2120億元增長(zhǎng)了436億元，增長(zhǎng)率為20.06%。但是相比于醫(yī)藥市場(chǎng)總規(guī)模（預(yù)計(jì)為13326億元）來(lái)說(shuō)，醫(yī)藥和醫(yī)療消費(fèi)比為1∶0.19還略低，因此業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，醫(yī)療器械仍然還有較廣闊的成長(zhǎng)空間，生物醫(yī)用高分子材料也將迎來(lái)良好的發(fā)展前景。

根據(jù)evaluateMedTech公司基于全球300家頂尖醫(yī)療器械生產(chǎn)商的公開(kāi)數(shù)據(jù)而得出的報(bào)告《2015-2020全球醫(yī)療器械市場(chǎng)》預(yù)測(cè)，2020年全球醫(yī)療器械市場(chǎng)將達(dá)到4775億美元，2016-2020年間的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為4.1%。世界醫(yī)療器械格局的前6大領(lǐng)域包括：診斷、心血管、影像大型設(shè)備、骨科、眼科、內(nèi)窺鏡，其中生物醫(yī)用高分子材料在其中都得到了廣泛的應(yīng)用。

以往的醫(yī)學(xué)研究對(duì)組織和器官的修復(fù)，更多是選擇一種替代品，實(shí)現(xiàn)原有組織和器官的部分功能。隨著再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞技術(shù)的迅速發(fā)展，利用生物技術(shù)再生和重建器官、個(gè)性化治療和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為趨勢(shì)。因此傳統(tǒng)的生物醫(yī)藥高分子材料已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)有的需求，需要模擬生物的結(jié)構(gòu)，恢復(fù)和改進(jìn)生物體組織與器官的功能，最終實(shí)現(xiàn)器官和組織的再生，這也是生物醫(yī)用高分子材料未來(lái)的發(fā)展方向。

生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在人工器官、醫(yī)用塑料和醫(yī)用高分子材料3個(gè)領(lǐng)域。

1.人工器官

人工器官指的是能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料；或者說(shuō)是具有天然器官組織或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工腎、人工關(guān)節(jié)、人工骨、人工肌腱等，通常被認(rèn)為是植入性醫(yī)療器械。人工器官主要分為機(jī)械性人工器官、半機(jī)械性半生物性人工器官、生物性人工器官3種。第1種是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2種是指將電子技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合；第3種是指用干細(xì)胞等純生物的方法，人為“制造”出器官。目前生物醫(yī)用高分子材料主要應(yīng)用在第1種人工器官中。

目前，植入性醫(yī)療器械中骨科占據(jù)約為38%的市場(chǎng)份額；隨后是心血管領(lǐng)域的36%；傷口護(hù)理和整形外科分別為8%左右。人工重建骨骼在骨科產(chǎn)品市場(chǎng)中占據(jù)了超過(guò)31%的市場(chǎng)份額，主要產(chǎn)品是人工膝蓋，人工髖關(guān)節(jié)以及骨骼生物活性材料等，主要應(yīng)用的生物醫(yī)用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增強(qiáng)聚乳酸、自增強(qiáng)聚乙醇酸等。心血管產(chǎn)品市場(chǎng)中支架占據(jù)了一半以上的市場(chǎng)份額，此外還有周邊血管導(dǎo)管移植、血管通路裝置和心跳節(jié)律器等。

目前各國(guó)都認(rèn)識(shí)到了人工器官的重要價(jià)值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進(jìn)展。2015年，美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種輕量級(jí)的柔性材料，并準(zhǔn)備將其用于創(chuàng)建一個(gè)人工心臟。在我國(guó)，3D打印人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品獲得國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊(cè)批準(zhǔn)，這也是我國(guó)首個(gè)3D打印人體植入物。

人工器官未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是誘導(dǎo)被損壞的組織或器官再生的材料和植入器械。人工骨制備的發(fā)展趨勢(shì)是將生物活性物質(zhì)和基質(zhì)物質(zhì)組合到一起，促進(jìn)生物活性物質(zhì)的黏附、增殖和分化。血管生物支架的發(fā)展趨勢(shì)是聚合物共混技術(shù)，如海藻酸鈉/殼聚糖、膠原/殼聚糖、膠原/瓊脂糖、殼聚糖/明膠、殼聚糖/聚己內(nèi)酯、聚乳酸/聚乙二醇等體系。

2.醫(yī)用塑料

醫(yī)用塑料，主要用于輸血輸液用器具、注射器、心導(dǎo)管、中心靜脈插管、腹膜透析管、膀胱造瘺管、醫(yī)用粘合劑以及各種醫(yī)用導(dǎo)管、醫(yī)用膜、創(chuàng)傷包扎材料和各種手術(shù)、護(hù)理用品等。注塑產(chǎn)品是醫(yī)用塑料制品當(dāng)中產(chǎn)量最大的品種。與普通塑料相比，醫(yī)用塑料要求比較高，嚴(yán)格限制了單體、低聚物、金屬離子的殘留，對(duì)于原材料的純度要求很高，對(duì)加工設(shè)備的要求也非常嚴(yán)格，在加工和改性過(guò)程中避免使用有毒助劑，通常具有表面親水、抗凝血等特殊功能。常用醫(yī)用塑料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、熱塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等。

目前醫(yī)用塑料市場(chǎng)約占全球醫(yī)療器械市場(chǎng)的10%，并保持著每年7%～12%的年均增長(zhǎng)率。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)每人每年在醫(yī)用塑料領(lǐng)域消費(fèi)額為300美元，而我國(guó)只有30元，由此可見(jiàn)醫(yī)用塑料在我國(guó)的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

我國(guó)醫(yī)用塑料制品產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。中國(guó)醫(yī)藥保健品進(jìn)出口商會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年上半年，紗布、繃帶、醫(yī)用導(dǎo)管、藥棉、化纖制一次性或醫(yī)用無(wú)紡布物服裝、注射器等一次性耗材和中低端診斷治療器械等成為我國(guó)醫(yī)療器械的出口大戶(hù)。但是也必須清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)的醫(yī)用塑料發(fā)展水平還比較落后。醫(yī)用塑料的原料門(mén)類(lèi)不全、生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、新技術(shù)和新產(chǎn)品的創(chuàng)新能力薄弱，導(dǎo)致一些高端原料導(dǎo)致國(guó)內(nèi)所需的高端產(chǎn)品原料還主要靠進(jìn)口。

目前各國(guó)都認(rèn)識(shí)到了醫(yī)用塑料的重要價(jià)值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進(jìn)展。2015年，英國(guó)倫敦克萊蒙特診所率先開(kāi)展了塑膠晶狀體移植手術(shù)，不僅可以治療遠(yuǎn)視眼或近視眼，還可以恢復(fù)患有白內(nèi)障和散光者的視力；住友德馬格公司推出一種聚甲醛（POM）齒輪微注塑設(shè)備，在新型白內(nèi)障手術(shù)器械中具有重要作用；美國(guó)美利肯公司開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，可使非處方藥和保健品塑料瓶的抗?jié)裥院涂寡趸蕴岣?0%；MHT模具與熱流道技術(shù)公司開(kāi)發(fā)出了PET血液試管，質(zhì)量不足4g，優(yōu)于玻璃試管；Rollprint公司與TOPAS先進(jìn)高分子材料公司合作，采用環(huán)烯烴共聚物作為聚丙烯腈樹(shù)脂的替代品，以滿(mǎn)足苛刻的醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)化合物生產(chǎn)商特諾爾愛(ài)佩斯推出了一款硬質(zhì)PVC，以取代透明醫(yī)療零部件中用到的PC材料，如連接器、止回閥、Y接頭、套管、魯爾接口配件、過(guò)濾器、滴注器和蓋子，以及樣本容器。

未來(lái)醫(yī)用塑料的發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)可耐多種消毒方式的醫(yī)用塑料，改善現(xiàn)有醫(yī)用塑料的血液相容性和組織相容性，開(kāi)發(fā)新型的治療、診斷、預(yù)防、保健用塑料制品等。

3.藥用高分子材料，

藥用高分子材料在現(xiàn)代藥物制劑研發(fā)及生產(chǎn)中扮演了重要的角色，在改善藥品質(zhì)量和研發(fā)新型藥物傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。藥用高分子材料的應(yīng)用主要包括2個(gè)方面：用于藥品劑型的改善以及緩釋和靶向作用，此外還可以合成新的藥物。

藥物緩釋技術(shù)是指將衣物表面包裹一層醫(yī)用高分子材料，使得藥物進(jìn)入人體后短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被吸收，而是在流動(dòng)到治療區(qū)域后再溶解到血液中，這時(shí)藥物就可以最大限度的發(fā)揮作用。藥物緩釋技術(shù)主要有貯庫(kù)型（膜控制型）、骨架型（基質(zhì)型）、新型緩控釋制劑（口服滲透泵控釋系統(tǒng)、脈沖釋放型釋藥系統(tǒng)、pH敏感型定位釋藥系統(tǒng)、結(jié)腸定位給藥系統(tǒng)等）。

貯庫(kù)型制劑是指在藥物外包裹一層高分子膜，分為微孔膜控釋系統(tǒng)、致密膜控釋系統(tǒng)、腸溶性膜控釋系統(tǒng)等，常用的高分子材料有丙烯酸樹(shù)脂、聚乙二醇、羥丙基纖維素、聚維酮、醋酸纖維素等。骨架型制劑是指向藥物分散到高分子材料形成的骨架中，分為不溶性骨架緩控釋系統(tǒng)、親水凝膠骨架緩控釋系統(tǒng)、溶蝕性骨架緩控釋系統(tǒng)，常用的高分子材料有無(wú)毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纖維素、羥丙甲纖維素、海藻酸鈉、甲殼素、蜂蠟、硬脂酸丁酯等。

我國(guó)的高分子基礎(chǔ)研究處于世界一流，但是藥用高分子的應(yīng)用發(fā)展相對(duì)滯后，品種不夠多、規(guī)格不完整、質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致制劑研發(fā)能力與國(guó)際產(chǎn)生差距。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模前10大種類(lèi)分別為明膠膠囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、PVP、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、微晶纖維素、HPC、乳糖。高端藥用高分子材料幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。專(zhuān)業(yè)藥用高分子企業(yè)則存在規(guī)模小、品種少、技術(shù)水平低、研發(fā)投入少的問(wèn)題。

目前，藥物劑型逐步走向定時(shí)、定位、定量的精準(zhǔn)給藥系統(tǒng)，考慮到醫(yī)用高分子材料所具備的優(yōu)異性能，將會(huì)在這一發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)生物活性物質(zhì)（疫苗、蛋白、基因等）靶向控釋載體。

四、結(jié)語(yǔ)

雖然生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但是，隨著臨床應(yīng)用的不斷推廣，也暴露出不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)出功能有局限、免疫性不好、有效時(shí)間不長(zhǎng)等問(wèn)題。如植入血管支架后，血管易出現(xiàn)再度狹窄的情況；人工關(guān)節(jié)有效期相對(duì)較短，之所以出現(xiàn)這些問(wèn)題，主要原因是人體與生俱來(lái)的排異性。

生物醫(yī)用高分子材料隸屬于醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展備受政策支持。國(guó)務(wù)院于2015年5月印發(fā)的《中國(guó)制造2025》明確指出，大力發(fā)展生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械，重點(diǎn)發(fā)展全降解血管支架等高值醫(yī)用耗材，以及可穿戴、遠(yuǎn)程診療等移動(dòng)醫(yī)療產(chǎn)品?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在未來(lái)20～30年，生物醫(yī)用高分子材料就會(huì)迎來(lái)新一輪的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]奚廷斐.生物醫(yī)用材料現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息，2006（5）：1-4.

[2]張真，盧曉風(fēng).生物材料有效性和安全性評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，2002，19（1）：117-121.

[3]董亮，何星.生物醫(yī)用復(fù)合材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].世界復(fù)合醫(yī)學(xué)，2015（4）：340-342.

[4]奚廷斐.我國(guó)生物醫(yī)用材料現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息，2013（8）：1-5.

[5]中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù).中國(guó)生物醫(yī)用材料研究領(lǐng)域的問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2011（34）：186.

[6]胡幗穎，張志雄，溫葉飛，等.組織工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)（三）——組織工程用生物材料的研究[J].透析與人工器官，2009（3）：9-27.

[7]張鎮(zhèn)，王本力.我國(guó)生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2015（3）：2-5.

[8]章俊，胡興斌，李雄.生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)院建筑與裝備，2008（1）：30-35.

[9]梅建國(guó)，莊金秋，湯少偉，等.生物醫(yī)用高分子材料的生物相容性及其表面改性技術(shù)[J].材料導(dǎo)報(bào)，2014，28（19）：139-142.

[10]黃瓊儉，徐益.生物醫(yī)用高分子材料在藥物控釋系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界，2013（2）：82-82.

[11]吳桐.淺談幾種生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用[J].科技資訊，2011（29）：52-52.

[12]王建營(yíng)，朱治國(guó)，孫家躍，等.聚醚醚酮人造骨關(guān)節(jié)材料研究[J].化學(xué)世界，2004，45（1）：53-54.

[13]高茜斐.生物塑料發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].廣東化工，2015，42（15）：87-88.

[14]龍先鵬.淺析我國(guó)生物塑料前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（14）：96-96.

[15]全球醫(yī)藥塑料產(chǎn)量及潛力巨大[J].國(guó)外塑料，2013（9）：69-69.

篇2

【關(guān)鍵詞】生物醫(yī)學(xué)材料；研究現(xiàn)狀；生物活性；發(fā)展趨勢(shì)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型生物醫(yī)學(xué)材料被研制出來(lái)，并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得應(yīng)用。到2000年為止，在全世界高達(dá)1600億美元的醫(yī)療市場(chǎng)中，醫(yī)用生物材料所占比率已經(jīng)達(dá)到了一半，且以20%的增長(zhǎng)速度遞增。二十世紀(jì)80年代是新型生物醫(yī)學(xué)材料輩出的時(shí)代，進(jìn)入到二十世紀(jì)90年代，以珊瑚為原材料的骨移植材料、人工皮膚、豬心臟瓣膜在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。二十世紀(jì)，美國(guó)采用新型聚氨酯材料研制出人造血管。中國(guó)在生物醫(yī)學(xué)材料的研制方面起步較晚，但是應(yīng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域需要而對(duì)各種生物醫(yī)學(xué)材料有所應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料研究的重視，國(guó)家開(kāi)始啟動(dòng)醫(yī)學(xué)生物材料項(xiàng)目，并將生物醫(yī)學(xué)材料納入到優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)當(dāng)中[3]。在中國(guó)的“十二五”規(guī)劃中，還特別指出要將重點(diǎn)發(fā)展新型口腔植、人工關(guān)節(jié)、新型人工血管、人工心瓣膜以及各種人工修復(fù)材料等等生物醫(yī)學(xué)材料。

一、生物醫(yī)學(xué)材料研究現(xiàn)狀

（一）金屬生物材料

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)學(xué)金屬材料是較早采用的，且應(yīng)用材料非常廣泛，包括不銹鋼材料、鈦合金材料等等。其中，不銹鋼材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，因此應(yīng)用效果非常好。由于人體內(nèi)為較為復(fù)雜的電解環(huán)境，隨著316L不銹鋼的應(yīng)用，解決了這一問(wèn)題，但是，卻不具備生物相容性。鈦合金具有良好的耐腐蝕性和生物相容性，具有一定的生物材料強(qiáng)度。鈦合金的抗拉強(qiáng)度介于500兆帕至1100兆帕之間，使鈦合金的彈性與人體的骨骼彈性更為接近，以使材料植入到人體后，與人的骨骼更為匹配。

（二）高分子生物材料

醫(yī)用高分子材料的出現(xiàn)，使得醫(yī)用材料可以用于對(duì)損傷的人體器官以修復(fù)，以增強(qiáng)器官的恢復(fù)功能。目前所使用的醫(yī)用高分子材料分為可生物降解和非降解的高分子材料。可生物降解的高分子材料植入人體后，可以降解被為對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害的CO2、H2O等對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生刺激性的物質(zhì)。可生物降解的高分子材料可以是膠原蛋白或者纖維蛋白等等天然材料，也可以是聚乳酸等人工合成高分子材料。非降解的高分子材料屬于是惰性的高分子材料。聚乳酸在醫(yī)學(xué)生用于外科縫合線(xiàn)和藥物釋放的載體。由于其具有可降解性能，當(dāng)傷口愈合后，就會(huì)被人體組織吸收。聚乳酸可以在降解的過(guò)程中，將藥物釋放到人體中，使藥物發(fā)揮作用。

（三）禿仙物材料

復(fù)合生物材料用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，但是，由于材料植入人體后，會(huì)對(duì)人體的生理環(huán)境產(chǎn)生抵抗力，因此會(huì)存在一些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中所采用的復(fù)合生物材料包括有三類(lèi)，即生物陶瓷復(fù)合材料、金屬基醫(yī)用復(fù)合材料和高分子復(fù)合材料。生物陶瓷復(fù)合材料植入到生理環(huán)境中后，并不會(huì)產(chǎn)生毒性反應(yīng)，且具有良好的生物活性和生理環(huán)境相容性。金屬基醫(yī)用復(fù)合材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用，金屬具有單一的生物活性，可以采用生物涂層技術(shù)，以提高金屬表面的耐磨性和生物相融合。高分子復(fù)合材料是一種接近人體自然骨骼的高分子復(fù)合材料。人體骨骼本身就是一種層狀的復(fù)合材料，采用這種復(fù)合材料替代，雖然可以起到治療作用，但是其韌性明顯要低于人體自然骨骼。

（四）無(wú)機(jī)非金屬生物材料

無(wú)機(jī)非金屬生物材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，主要包括生物活性陶瓷和惰性的無(wú)機(jī)材料。生物活性陶瓷材料主要用于關(guān)節(jié)、牙齒等等的硬組織修復(fù)。但是，該種材料不會(huì)與人體的活體組織結(jié)合，從而影響治療效果。惰性的無(wú)機(jī)材料以醫(yī)用碳素材料為主。該種材料具有較高的耐磨性，韌性和強(qiáng)度都非常高，特別是具有良好的抗疲勞性，可以與人體自然骨骼相匹配。骨骼損傷者選擇這種材料可以獲得良好的治療效果[2]。此外，醫(yī)用碳素材料在人體的生理環(huán)境中并不會(huì)產(chǎn)生毒副作用，良好的化學(xué)穩(wěn)定性和人體親和性，且具有抗血栓性和抗溶血性。如果對(duì)患者執(zhí)行人工心臟瓣膜手術(shù)，醫(yī)用碳素材料是優(yōu)先選擇的材料。

二、生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展趨勢(shì)

生物醫(yī)用材料的發(fā)展進(jìn)程中，從簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)模仿發(fā)展為組織誘導(dǎo)再生，使生物醫(yī)用材料的單一性能逐漸向綜合性能發(fā)展。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)與外觀的仿制，向智能化仿生發(fā)展，使材料的應(yīng)用已經(jīng)與現(xiàn)代的醫(yī)療技術(shù)融合，并共同發(fā)展。根據(jù)目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展程度，生物醫(yī)用材料的研究空間還很大，并會(huì)涉及到多種學(xué)科，包括材料學(xué)、工程學(xué)、控制論以及生物技術(shù)等等，這些學(xué)科都會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。特別是各種新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，將生物技術(shù)引入到智能化發(fā)展的思路，使生物材料不再局限于實(shí)驗(yàn)室研究，而會(huì)在臨床上得以廣泛應(yīng)用，以為醫(yī)療做出貢獻(xiàn)。

結(jié)論

綜上所述，生物醫(yī)學(xué)材料屬于是交叉學(xué)科，為材料學(xué)和醫(yī)學(xué)等等多種學(xué)科相互結(jié)合而形成。作為一門(mén)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興學(xué)科，所研制的是用于醫(yī)學(xué)組織工程領(lǐng)域的各種新型的人工材料。根據(jù)技術(shù)含量的不同，生物醫(yī)學(xué)材料可以被劃分為金屬生物、高分析生物、復(fù)合生物和無(wú)機(jī)非金屬生物材料。隨著生物醫(yī)學(xué)材料研究的發(fā)展，使得生物醫(yī)用材料智能化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇3

【關(guān)鍵詞】形狀記憶；高分子材料；軍事應(yīng)用

1.形狀記憶高分子材料簡(jiǎn)介

形狀記憶高分子或形狀記憶聚合物（SMP，Shape Memory Polymer）作為一種功能性高分子材料，是高分子材料研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的一個(gè)新分支。它是在一定條件下被賦予一定智能高分子材料的形狀（起始態(tài)），當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，它可相應(yīng)地改變形狀，并將其固定（變形態(tài)）。如果外部環(huán)境發(fā)生變化，智能高分子材料能夠?qū)Νh(huán)境刺激產(chǎn)生應(yīng)答，其中環(huán)境刺激因素有溫度、pH值、離子、電場(chǎng)、溶劑、反以待定的方式和規(guī)律再一次發(fā)生變化，它便可逆地應(yīng)物、光或紫外線(xiàn)、應(yīng)力、識(shí)別和磁場(chǎng)等，對(duì)這些刺激恢復(fù)至起始態(tài)。至此，完成記憶起始態(tài)固定變形態(tài)恢復(fù)起始態(tài)的循環(huán)。

1989年 ，石田正雄認(rèn)為 ，具有形狀記憶性能的高分子可看作是兩相結(jié)構(gòu) ，即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能的可逆的固化和軟化的可逆相組成?？赡嫦酁槲锢磴q鏈結(jié)構(gòu) ，而固定相可分為物理鉸鏈結(jié)構(gòu)和化學(xué)鉸鏈結(jié)構(gòu)，以物理鉸鏈結(jié)構(gòu)為固定相的稱(chēng)為熱塑SMP，以化學(xué)鉸鏈結(jié)構(gòu)為固定相的稱(chēng)為熱固性SMP。王詩(shī)任等認(rèn)為 ，形狀記憶高分子實(shí)際上是進(jìn)行物理交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)的高分子，其形狀記憶行為實(shí)質(zhì)上是高分子的粘彈性力學(xué)行為。他們根據(jù)高分子粘彈性理論建立了一套形狀記憶的數(shù)學(xué)模型?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，形狀記憶機(jī)理可分為：組織結(jié)構(gòu)機(jī)理、橡膠彈性理論、粘彈性理論。

2.軍事材料特殊性分析

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)是高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)。不僅戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境變得更加惡劣復(fù)雜，各種類(lèi)型的雷達(dá)，先進(jìn)探測(cè)器以及精確制導(dǎo)武器的問(wèn)世，對(duì)各類(lèi)武器和裝備構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此，不僅軍事裝備的質(zhì)量要求一定可靠，而且，軍事裝備的再生性和快速制造能力也被提到了新的高度。

軍事裝備系統(tǒng)的可靠性（The Reliability of Armaments system）是指軍事裝備系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，預(yù)定的條件下，完成規(guī)定效能的能力。要求裝備在特定的條件下長(zhǎng)期存放和反復(fù)使用過(guò)程中，不出故障或少出故障，處于正常的使用狀態(tài)，且能實(shí)現(xiàn)其預(yù)期效能。因此，軍事材料必須擁有極強(qiáng)的性能和超長(zhǎng)的工作壽命。軍事裝備的再生能力，指的是軍事裝備受到損壞后，能夠迅速進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)搶修的能力。戰(zhàn)場(chǎng)再生能力是提高裝備戰(zhàn)斗力的重要組成部分。形狀記憶高分子材料具有許多優(yōu)異的性能，因此此類(lèi)材料對(duì)于軍事方面的貢獻(xiàn)就十分明顯。在前期制造方面，由于其快速恢復(fù)能力，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)零部件連接、整合，為戰(zhàn)爭(zhēng)贏得極寶貴先機(jī)時(shí)間。在對(duì)裝備恢復(fù)方面，我們可以將記憶前的材料制造為較為規(guī)則，使用面積較小的部件，單一運(yùn)輸時(shí)可以減縮空間，從而提高運(yùn)輸效率，極大地提高了戰(zhàn)場(chǎng)的再生能力。

3.形狀記憶高分子材料在軍事方面應(yīng)用展望

目前，形狀記憶高分子材料在軍事方面的成熟應(yīng)用主要體現(xiàn)在在戰(zhàn)機(jī)的連接，加固，軍事通訊設(shè)備，戰(zhàn)爭(zhēng)醫(yī)療設(shè)備等方面。

3.1戰(zhàn)機(jī)接頭連接

在軍事戰(zhàn)斗機(jī)上通常裝有各種不同直徑的管道， 對(duì)于一些異徑管接頭的連接， 形狀記憶高分子材料可以大顯身手。其大致工藝過(guò)程如下： 先將形狀記憶高分子材料加工成所要求的管材， 然后對(duì)其加熱使管材產(chǎn)生徑向膨脹， 并快速冷卻， 即可制得熱收縮套管。應(yīng)用時(shí)， 將此套管套在需要連接的兩個(gè)管材的接頭上，再用加熱器將已膨脹的套管加熱至其軟化點(diǎn)以上（低于一次成形溫度）， 膨脹管便收縮到初始形狀，緊緊包覆在管接頭上。

3.2緊固銷(xiāo)釘

在戰(zhàn)斗機(jī)的制造工藝中， 需應(yīng)用大量的連接件進(jìn)行連接。采用形狀記憶高分子材料制作緊固銷(xiāo)釘，將是戰(zhàn)斗機(jī)制造業(yè)中的一項(xiàng)嶄新工藝技術(shù)。

（1）先將記憶材料成形為銷(xiāo)釘?shù)氖褂眯螤?；?）再將銷(xiāo)釘加熱變形為易于裝配的形狀并冷卻定型；（3）將變形銷(xiāo)釘插入欲鉚合的兩塊板的孔洞中；（4）將銷(xiāo)釘加熱即可回復(fù)為一次成形時(shí)的形狀， 即將兩塊板鉚合固定。

3.3軍事通訊設(shè)備

形狀記憶高分子材料在軍事通訊設(shè)備方面的應(yīng)用同記憶合金比較相似。后者在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線(xiàn)可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線(xiàn)折疊起來(lái)裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線(xiàn)因具有“記憶”功能而自然展開(kāi)，恢復(fù)拋物面形狀。而高分子材料通常具有很好的絕緣性能，因此在通訊設(shè)施中不需要導(dǎo)電的部件中，用形狀記憶高分子材料代替，以獲得我們預(yù)期的目標(biāo)，從而提高部隊(duì)的攜帶能力。

3.4軍事醫(yī)療設(shè)備

在需要單兵作戰(zhàn)的特殊場(chǎng)合，由于單兵的輜重，裝備等攜帶能力的限制，需要在有限的或體積下攜帶比較充足的醫(yī)療設(shè)施，從而為軍人的生命恢復(fù)提供必要的保障。利用低溫形狀記憶特性的聚合物聚氨酯、聚異戊二烯、聚降冰片烯等可以制備用作矯形外科器械或用作創(chuàng)傷部位的固定材料，比如用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏繃帶。方法有2種：一是將形狀記憶聚合物加工成待固定或需矯形部位形狀，用熱水或熱吹風(fēng)使其軟化，施加外力使其變形為易于裝配的形狀，冷卻后裝配到待固定或需矯形部位。再加熱便可恢復(fù)原狀起固定作用，同樣加熱軟化后變形，取下也十分方便；二是將形狀記憶聚合物加工成板材或片材，用熱水或熱吹風(fēng)使其軟化，施加外力變形為易于裝配形狀，在軟化狀態(tài)下裝配到待固定或需矯形部位，冷卻后起固定作用，拆卸時(shí)加熱軟化取下即可。形狀記憶材料與傳統(tǒng)的石膏繃帶相比具有塑型快、拆卸方便、 透氣舒適、干凈衛(wèi)生、熱收縮溫度低、可回復(fù)形變量大的特點(diǎn)，可望在矯形外科領(lǐng)域及骨折外固定領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

4.結(jié)束語(yǔ)

目前，對(duì)形狀記憶材料的研究才剛剛開(kāi)始，尚處于初級(jí)階段。形形狀記憶高分子材料雖然具有可恢復(fù)形變量大、記憶效應(yīng)顯著、感應(yīng)溫度低、加工成型容易、使用面廣、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但尚存在著許多不足之處，如形變回復(fù)不完全、回復(fù)精度低等。因而，在形狀記憶高分子材料的分子設(shè)計(jì)和復(fù)合材料研究等方面，還有待于進(jìn)一步探索。另外，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要開(kāi)發(fā)新型的形狀記憶高分子或?qū)υ械男螤钣洃浉叻肿佑嗅槍?duì)性地進(jìn)行改性。因此， 在今后的研究工作中， 應(yīng)充分運(yùn)用分子設(shè)計(jì)技術(shù)及材料改性技術(shù)， 努力提高材料的形狀記憶性能及綜合性能， 開(kāi)發(fā)新的材料品種， 以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需要。另外， 還應(yīng)注重新材料的實(shí)際應(yīng)用， 早日形成工業(yè)產(chǎn)量，為我國(guó)的軍事建設(shè)及各項(xiàng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張福強(qiáng).形狀記憶高分子材料.高分子通報(bào)，1993，（1）：34-37.

[2]石田正雄.形狀記憶樹(shù)脂[J].配管技術(shù)，1989，31（8）：110-112.

[3]王詩(shī)任，呂智，趙維巖，等.熱致形狀記憶高分子的研究進(jìn)展[J].高分子材料科學(xué)與工程，2000，16（1）：1-4.

篇4

關(guān)鍵詞：高分子材料 形狀記憶效應(yīng) 自拆卸

中圖分類(lèi)號(hào)：TS195 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0009-02

形狀記憶高分子材料（SMP，Shape Memory Polymer）是一種新型的智能材料（Intelligent material），它能感知外部刺激，從而恢復(fù)自身形狀的功能材料。形狀記憶高分子材料種類(lèi)繁多，用途廣泛，其應(yīng)用在商品防偽、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等不同領(lǐng)域。形狀記憶高分子材料具有形變量大、賦形容易、形狀恢復(fù)溫度易于調(diào)整、電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)[1]；且易于制備具有形狀記憶性能的復(fù)合物?，F(xiàn)在，電子產(chǎn)品（如智能手機(jī)等）的升級(jí)、換代越來(lái)越快。廢棄電子產(chǎn)品的回收、處理問(wèn)題日益突出。廢棄電子產(chǎn)品中，含有很多重金屬，對(duì)環(huán)境的潛在危害巨大。垃圾的收集、分類(lèi)耗費(fèi)大量的人力、物力；在人力成本大大增加的當(dāng)下，發(fā)展能夠自拆卸的構(gòu)件、器件甚至產(chǎn)品將大大緩解這個(gè)問(wèn)題。形狀記憶高分子材料具有的回復(fù)自身初始形狀的特性，使其在自拆卸構(gòu)件的設(shè)計(jì)上具有很大的潛力。本文在討論形狀記憶高分子材料形狀記憶效應(yīng)的基礎(chǔ)上，對(duì)形狀記憶材料在設(shè)計(jì)、制造自拆卸構(gòu)件中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1 形狀記憶高分子材料的記憶效應(yīng)及其機(jī)理

1.1 形狀記憶效應(yīng)

形狀記憶材料是一種刺激、響應(yīng)型的功能材料。這類(lèi)材料能夠“記住”自己的初始形狀。形狀記憶效應(yīng)就是指材料在外界的刺激下，能夠改變自身的形狀并回復(fù)初始形狀。不同的材料可以根據(jù)外部環(huán)境產(chǎn)生的不同刺激（如熱、磁、光、化學(xué)等），回復(fù)自身的初始形狀。如果在加熱的情況下，回復(fù)自身的初始形狀，則稱(chēng)之為熱驅(qū)動(dòng)的形狀記憶效應(yīng)或熱致形狀記憶效應(yīng)。以此類(lèi)推，可以產(chǎn)生磁致、光致、化學(xué)驅(qū)動(dòng)的形狀記憶效應(yīng)。

1.2 形狀記憶高分子材料的形狀記憶機(jī)理

Huang等提出：可以將形狀記憶高分子材料看成由兩相組成，一相為固定相，另一相為可轉(zhuǎn)變相。當(dāng)材料受外界環(huán)境刺激（如，加熱、光照等）時(shí)，可轉(zhuǎn)變相變軟，聚合物變形后，處于能穩(wěn)定存在的臨時(shí)形狀；當(dāng)材料再次受外界刺激后，高分子鏈運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)聚合物回復(fù)初始形狀[3]。目前，形狀記憶高分子材料仍以熱致響應(yīng)型為主，其產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)的分子機(jī)理如圖1所示[4]。

當(dāng)形狀記憶聚合物材料加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，材料能容易地產(chǎn)生形變（如圖1黑色部分所示）；當(dāng)溫度降低到轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，材料處于臨時(shí)形狀（如圖1灰色部分表示）。圖1（a）表示轉(zhuǎn)變溫度為熔點(diǎn)的嵌段共聚物。當(dāng)溫度低于可結(jié)晶組分的熔融溫度時(shí)，這些晶體形成物理交聯(lián)點(diǎn)，使材料能夠保持臨時(shí)形狀，并使材料具有一定的機(jī)械強(qiáng)度；當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)時(shí)，晶體相熔融，在鏈段運(yùn)動(dòng)下，材料恢復(fù)初始形狀。圖1（b）表示轉(zhuǎn)變溫度為熔點(diǎn)的共價(jià)交聯(lián)聚合物。當(dāng)在高溫拉伸后的高分子鏈冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，高分子鏈段產(chǎn)生應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶，形成結(jié)構(gòu)不完善的結(jié)晶。這些不完善的晶體以及共價(jià)交聯(lián)點(diǎn)，使材料處于穩(wěn)定的臨時(shí)形狀。當(dāng)材料處于轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，不完善的晶體融化，鏈段運(yùn)動(dòng)，材料回復(fù)初始形狀。圖1（c）表示轉(zhuǎn)變溫度為玻璃化溫度的高分子材料。該材料可以是共價(jià)交聯(lián)高分子，也可以是無(wú)定型高分子。當(dāng)材料在高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度拉伸時(shí)，高分子鏈伸長(zhǎng)，產(chǎn)生一定的相對(duì)位移；當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，材料中的無(wú)定形高分子鏈段運(yùn)動(dòng)受限，在共價(jià)交聯(lián)點(diǎn)或者糾纏的高分子鏈（形成物理交聯(lián)點(diǎn)）作用下使材料獲得穩(wěn)定的臨時(shí)形狀。加熱時(shí)，這些凍結(jié)的無(wú)定形高分子鏈段再次運(yùn)動(dòng)，使其恢復(fù)到初始形狀。

2 自拆卸構(gòu)件中的形狀記憶高分子

自拆卸[5]是指用形狀記憶材料制成的自拆卸構(gòu)件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接件，當(dāng)材料被加熱到形狀記憶高分子材料的回復(fù)溫度時(shí)，自拆卸構(gòu)件的連接部分被激發(fā)回復(fù)初始形狀使其失去連接功能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主動(dòng)拆卸。隨著研究的深入，自拆卸構(gòu)件的拆卸方法實(shí)現(xiàn)了多樣化。通常研究者會(huì)通過(guò)對(duì)熱致形狀記憶高分子材料進(jìn)行整體加熱以達(dá)到激發(fā)溫度實(shí)現(xiàn)自拆卸，加熱的方式主要有空氣對(duì)流加熱、水浴加熱、紅外加熱。當(dāng)然，不同的加熱方式，材料實(shí)現(xiàn)自拆卸所需時(shí)間也不相同。應(yīng)根據(jù)不同的工作環(huán)境選擇不同的加熱介質(zhì)。自拆卸構(gòu)件可大大提高廢棄產(chǎn)品的拆解效率，促進(jìn)材料的回收再利用，有助于保護(hù)環(huán)境。近年來(lái)，基于形狀記憶高分子材料設(shè)計(jì)、制造自拆卸構(gòu)件越來(lái)越受關(guān)注。

劉志峰、李新宇等利用輻照分別對(duì)PVC、PE改性，研究利用輻照高分子制造的可自拆卸構(gòu)件的形變回復(fù)率與回復(fù)速度。結(jié)果表明：形狀記憶高分子的形狀記憶效應(yīng)與聚合物的交聯(lián)程度密切相關(guān)。通過(guò)調(diào)節(jié)輻射劑量來(lái)改變高分子的交聯(lián)程度，可調(diào)節(jié)材料的激發(fā)溫度。經(jīng)4KGy劑量輻照的PVC，其激發(fā)溫度為85℃；而經(jīng)100KGy劑量輻照的PE，其激發(fā)溫度為95℃。此外，形狀記憶材料在形變恢復(fù)率小于最大變形的80%時(shí)變形恢復(fù)速度較快，之后回復(fù)速度明顯下降。且拆卸時(shí)間和主動(dòng)拆解率與加熱方式有關(guān)，水浴加熱方式要優(yōu)于空氣加熱，可能與水的傳熱效果好有關(guān)[6]。

還有研究者采用電熱激發(fā)，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自拆卸[7]。他們將電熱片貼在形狀記憶高分子卡扣根部來(lái)激發(fā)材料回復(fù)形變，實(shí)現(xiàn)零部件的分離。通過(guò)調(diào)節(jié)電熱元件的功率，控制自拆卸的時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的多級(jí)拆卸。實(shí)驗(yàn)表明：達(dá)到第一級(jí)主動(dòng)拆卸時(shí)間為7 s，電熱片的功率為0.06 W；達(dá)到第三級(jí)主動(dòng)拆卸時(shí)間為17 s，電熱片的功率為 0.025 W。研究者還利用熱風(fēng)槍加熱材料，回復(fù)需22 s，而電熱片只需7s，可見(jiàn)電熱激發(fā)效率更高。左蘭等[8]提出可以利用PUs的形狀記憶效應(yīng)來(lái)制造液晶顯示器的支架，將互聯(lián)網(wǎng)通訊產(chǎn)品上的液晶顯示器（LDC）等一些小的電子產(chǎn)品清潔地、無(wú)破壞地、快速地剝離下來(lái)。ChiodoJ.D.等[9]對(duì)利用聚氨酯設(shè)計(jì)自動(dòng)拆卸技術(shù)做了可行性研究。宋守許等[10]利用形狀記憶材料作為液晶顯示器支架之間的自拆卸單元，運(yùn)用ADSM方法對(duì)液晶顯示器支架進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，確定了主動(dòng)拆卸結(jié)構(gòu)的最優(yōu)尺寸。由此可見(jiàn)，形狀記憶高分子材料在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、特別是電子產(chǎn)品的應(yīng)用有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 基于形狀記憶效應(yīng)的自拆卸構(gòu)件的展望

形狀記憶聚合物自身具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，但同樣也存在形狀回復(fù)的精度低、回復(fù)響應(yīng)滯后、形狀記憶性能的穩(wěn)定性等需要改進(jìn)的地方。目前已有越來(lái)越多的研究者利用納米材料與形狀記憶高分子復(fù)合制備形狀記憶復(fù)合物，在保持材料形狀記憶特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高材料的其他性能，以適應(yīng)不同環(huán)境下的需求。基于商用高分子材料制備形狀記憶高分子復(fù)合物材料，將會(huì)大大促進(jìn)形狀記憶高分子材料的商業(yè)應(yīng)用。新型智能材料的發(fā)展給傳統(tǒng)材料的設(shè)計(jì)觀念帶來(lái)更大的突破。形狀記憶高分子材料必將在眾多領(lǐng)域（如，電子設(shè)備、航空航天、自修復(fù)體系、醫(yī)療救護(hù)等）中得到更加廣泛的應(yīng)用。

（致謝：非常感謝江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201311276047X）以及南京工程學(xué)院人才引進(jìn)科研啟動(dòng)項(xiàng)目（YKJ201207）的大力資助。）

參考文獻(xiàn)

[1] 左蘭，陳大俊.形狀記憶聚氨酯的研究與應(yīng)用[J].彈性體，2002，12（6）：56-60.

[2] Hu J，Chen S.A review of actively moving polymers in textile applications[J].Journal of Materials Chemistry，2010，20，3346-3355.

[3] Sun，L.，Huang，W M.Mechanisms of the multi-shape memory effect and temperature memory effect in shape memory polymers[J].Soft Matter，2010，6，4403-4406.

[4] Lendlein A.，Kelch S.Shape-memory effect[J].Angewandte Chemie International Edition，2002，41，2034-2057.

[5] Chiodo J D， Billett E H，Harrison D J.Preliminary investigations of active disassembly using shape memory polymers[C]//Environmentally Conscious Design and Inverse Manufacturing，1999.Proceedings of EcoDesign'99：First International Symposium on IEEE.1999：590-596.

[6] 劉志峰，李新宇，趙流現(xiàn)，等.SMP主動(dòng)拆卸結(jié)構(gòu)激發(fā)效果影響因素的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2010（18）：2243-2246.

[7] 劉志峰，成煥波，李新宇，等.基于電熱激發(fā)的主動(dòng)拆卸產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2011，22（19）：2359-2364.

[8] 左蘭，陳大俊.形狀記憶聚氨酯的研究與應(yīng)用[J].彈性體，2002，12（6）：56-60.

篇5

【關(guān)鍵詞】生物降解；天然；高分子；藥物緩釋

近年來(lái)，高分子材料被越來(lái)越多地應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，其中尤以可生物降解高分子材料最為引人關(guān)注。這類(lèi)材料不僅具備可生物降解性和生物相容性，還能在體內(nèi)降解成小分子化合物，從而被基體代謝、吸收或排泄，對(duì)人體無(wú)毒副作用[1]。生物降解高分子材料被廣泛用于藥物緩釋載體、醫(yī)用手術(shù)縫合線(xiàn)、骨內(nèi)固定材料、組織工程材料等，其中尤以用作藥物緩釋載體的研究最為廣泛而深入。

藥物緩釋就是將小分子藥物與高分子載體以物理或化學(xué)方法結(jié)合，在體內(nèi)通過(guò)擴(kuò)散、滲透等方式，將小分子藥物以適當(dāng)?shù)臐舛瘸掷m(xù)的釋放出來(lái)。藥物緩釋體系有利于提高藥物療效、降低毒副作用，使藥物能在指定時(shí)間內(nèi)按預(yù)定的速度釋放到指定的部位，使藥物在體內(nèi)能夠保持有效濃度，減小或消除副作用[2]。目前，用于充當(dāng)藥物緩釋載體的生物降解高分子材料主要包括天然高分子與合成高分子兩大類(lèi)。本文主要綜述了天然生物降解高分子材料在藥物緩釋領(lǐng)域的應(yīng)用，并將其分為以下幾類(lèi)：

1、蛋白質(zhì)類(lèi)

（1）絲素蛋白

絲素蛋白是一種源于蠶絲的天然高分子材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒、廉價(jià)易得，具有良好的生物降解性和生物相容性。目前，絲素蛋白作為藥物緩釋載體的研究主要集中于絲素微球、絲素凝膠以及絲素膜三類(lèi)。

絲素蛋白與其他天然高分子材料可以復(fù)合制得緩釋微球/微囊。韓龍龍等[3]研究了絲素蛋白-海藻酸鹽緩釋微膠囊的結(jié)構(gòu)和釋藥性能。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微囊中的絲素蛋白與海藻酸鹽分子間有靜電和氫鍵作用，交聯(lián)劑戊二醛對(duì)微囊外層的絲素蛋白也有交聯(lián)固化作用，使得絲素蛋白與藥物間的物理交聯(lián)作用加強(qiáng)，藥物包封率提高。

水凝膠藥物釋放系統(tǒng)中，藥物通常以包埋或吸附的方式固定在凝膠中。當(dāng)環(huán)境（如溫度、pH值或離子強(qiáng)度等）改變時(shí)，凝膠表面的孔洞變大，藥物便能從孔洞中釋放出來(lái)[4]。盧敏等[5]制備出具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的絲素蛋白/聚氨酯（SF/PU）水凝膠。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察到SF/PU水凝膠具有多孔結(jié)構(gòu)，藥物釋放時(shí)間達(dá)到10h以上。馬曉曄等[6]通過(guò)自由基聚合的方法合成制備了自膨脹PAAS-SF semi-IPN水凝膠（聚丙烯酸鈉-絲素半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠），發(fā)現(xiàn)隨著水凝膠中絲素蛋白含量的增加，凝膠的膨脹率增大，壓縮強(qiáng)度減小，藥物釋放速率加快。

絲素蛋白膜是一種多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天然聚氨基酸膜。吳莉[7]以鹽酸利多卡因?yàn)槟Ｐ退幬铮z素蛋白為膜材，制備了鹽酸利多卡因絲素蛋白雙層膜。實(shí)驗(yàn)證明，雙層絲素膜比單層膜有更明顯的緩釋作用。陳建勇等[8]研究認(rèn)為離子化藥物在絲素膜上的滲透性對(duì)外部溶液的pH值有良好的響應(yīng)性能。當(dāng)絲素膜荷電與藥物離子荷電不同時(shí)，藥物的滲透速度變慢；當(dāng)絲素膜的荷電與藥物荷電相同時(shí)，藥物的透過(guò)速度加快。因此，可將絲素膜制成藥物滲透速度調(diào)控膜。

（2）膠原

膠原是人體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，膠原具有生物相容性和弱的免疫原性，并且具有高度親水性、透氧性等優(yōu)點(diǎn)，因此是優(yōu)良的藥物載體。膠原膜可解決非水溶性藥物的局部給藥問(wèn)題，可將非水溶性藥物顆粒均勻分散在膠原基質(zhì)中，制成混合藥膜。

廖紅勝等[9]制備了納米羥基磷灰石/膠原材料復(fù)合硫酸慶大霉素緩釋系統(tǒng)（nano-HA/C-GM-DDS），并觀察其體內(nèi)釋藥效力。研究證實(shí)，nano-HA/C-GM-DDS在體內(nèi)有較好的緩慢釋放效應(yīng)，是一種較好的治療骨組織感染的生物材料。梁興宇等[10]采用煅燒掛漿法制備了膠原緩釋微球復(fù)合硫酸鈣/凍干骨支架，并且研究該種植體的細(xì)胞相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制得的支架能促進(jìn)成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞有向空隙內(nèi)部長(zhǎng)入的趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)表面修飾后的支架較原來(lái)的細(xì)胞相容性有了明顯提高。

（3）纖維蛋白

纖維蛋白粘合劑是由多種血漿蛋白成分組成的一種復(fù)合制劑，其主要成分為纖維蛋白原/ 凝血Ⅷ因子（主體膠）和凝血酶（催化劑），經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后便可形成纖維蛋白凝膠。該凝膠為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)眼可以形成儲(chǔ)藥庫(kù)，將治療用的藥物包合在凝膠內(nèi)[11]。隨著凝膠被逐漸吸收和降解，藥物便可緩慢釋放，從而產(chǎn)生理想的藥物定向緩釋作用。

張宏偉等[12]探討了在大鼠坐骨神經(jīng)損傷后，局部應(yīng)用纖維蛋白凝膠（FG）-他克莫司（FK506）藥物緩釋系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)再生的影響。研究證明，F(xiàn)G-FK506藥物緩釋系統(tǒng)在大鼠坐骨神經(jīng)再生中起到明顯促進(jìn)作用。Kawasaki等[13]在生物膠緩釋作用的體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，膠內(nèi)所含抗腫瘤藥物的釋放與膠內(nèi)外藥物的濃度差密切相關(guān)。白波等[14]認(rèn)為纖維蛋白凝膠的濃度及含水量對(duì)藥物的釋放有影響，凝膠濃度過(guò)高，則網(wǎng)孔越致密，藥物貯存效果降低，影響藥物的釋放速度和時(shí)間。

2、殼聚糖類(lèi)

殼聚糖是一種天然的生物高分子線(xiàn)形多糖，其廣泛存在于低等植物菌類(lèi)、藻類(lèi)的細(xì)胞，節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、昆蟲(chóng)的外殼，貝類(lèi)、軟體動(dòng)物的外殼中，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源。殼聚糖具有良好的生物相容性、降解性、低毒性，在藥物載體方面得到大量的應(yīng)用與研究。目前，殼聚糖緩釋體系主要分為：殼聚糖微球、殼聚糖納米粒子、殼聚糖緩釋膜、殼聚糖緩釋凝膠四種類(lèi)型。

曲鳳華等[15]采用乳化-化學(xué)交聯(lián)法制備殼聚糖微球及殼聚糖-明膠復(fù)合物微球。在對(duì)殼聚糖藥物緩釋的研究基礎(chǔ)上，對(duì)殼聚糖復(fù)合明膠后，對(duì)藥物緩釋的影響情況進(jìn)行了研究探索，研制出阿司匹林殼聚糖-明膠微球，為阿司匹林提供了一種理想的緩釋載體。吳永軍[16]用紅色無(wú)定形納米硒，輔以殼聚糖、玉米淀粉，合成出了納米硒-殼聚糖復(fù)合顆粒，在模擬消化液中研究了復(fù)合物的硒緩釋行為，考察了模擬消化液酸堿值、緩釋溫度、緩釋時(shí)間對(duì)硒釋放率的影響，得到了含硒復(fù)合物的最佳緩釋條件。董亮等[17]以殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合物作為基質(zhì)，采用溶劑揮發(fā)法制備丹皮酚藥膜，以體外釋放法研究藥膜對(duì)丹皮酚的控釋能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)以1∶1的殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合為溶質(zhì)（甘油含量為2%）制備的藥膜具有較理想的物理性質(zhì)和藥物緩釋能力。林友文等[18]研究了不同配比、不同pH對(duì)殼聚糖/甘油磷酸鈉（CS/GPS）水凝膠的溫敏性及載藥凝膠緩釋性能影響，發(fā)現(xiàn)一定配比CS/GPS體系在37℃具有快速凝膠化特性，證實(shí)了溫敏性載藥凝膠對(duì)藥物具有緩釋作用。

3、淀粉類(lèi)

淀粉作為一種可生物降解的高分子材料，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，具有良好的可降解性和生物相容性，尤其是支鏈淀粉天生具有螺旋狀孔洞結(jié)構(gòu)，可作為藥物載體制成淀粉微球、淀粉膜等形式。

李仲謹(jǐn)?shù)萚19]以可溶性淀粉作為原料，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用包埋法制備了氟苯尼考淀粉微球，采用體外動(dòng)態(tài)釋藥法評(píng)價(jià)其釋藥特征。研究發(fā)現(xiàn)，氟苯尼考淀粉微球體外釋藥規(guī)律符合一級(jí)釋放方程和Korsmeyer-Peppas模型方程。李增和等[20]將聚乙烯醇（PVA）溶解后與淀粉（St）共混制得聚乙烯醇/淀粉復(fù)合膜，并考察了m（St）∶m（PVA）、反應(yīng)溫度、增塑劑、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)薄膜性能的影響，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，最終制得拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率較大，吸水率和透NH4+率均較低，共混體系的相容性好的薄膜。

4、展望

天然高分子材料相比合成高分子材料，具有更好的生物相容性、低毒性、可降解性。未來(lái)在天然高分子材料在藥物緩釋方面的研究將側(cè)重于多種材料的復(fù)合改性（包括與無(wú)機(jī)材料復(fù)合、天然高分子之間復(fù)合、與合成高分子復(fù)合等）、緩釋載體構(gòu)建以及臨床應(yīng)用研究。隨著科技的不斷進(jìn)步，天然高分子必將在醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮更積極的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1] Paquette DW， Ryan ME， Wilder RS. Locally Delivered Antimicrobials： Clinical Evidence and Relevance[J]. J Dent Hyg.2008；82 Supp 13： 10-15.

[2]金麗霞.藥物緩釋載體材料在醫(yī)藥領(lǐng)域中的研究及應(yīng)用[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2011，15（25）：4699-4702.

[3]韓龍龍，張幼珠，尹桂波.再生絲素蛋白/海藻酸鹽包藥微膠囊的結(jié)構(gòu)與釋藥性能[J].精細(xì)化工，2004，21（7）：521-524.

[4]張晟，杜建，孫蕊，等.蛋白質(zhì)、多肽類(lèi)藥物控制釋放體系的研究[J].高分子通報(bào)，2005（1）：14-19.

[5]盧敏，張海龍，楊偉平.絲素蛋白/聚氨酯水凝膠的制備及其釋藥性能[J].化工新型材料，2012，40（9）：50-52.

[6]馬曉曄，施麗君，周涓，等.聚丙烯酸鈉和絲素蛋白自膨脹水凝膠的制備及其釋藥性能[J].有機(jī)化學(xué)，2013，33（5）：1080-1087.

[7]吳莉，周欣穎，張學(xué)農(nóng).利多卡因絲素蛋白雙層膜制備及其生物相容性研究[J]. 中國(guó)新藥雜志，2010，19（2）：161-167.

[8]陳建勇，劉冠峰，沈之荃.絲素膜上藥物滲透量對(duì)溶液pH值的響應(yīng)[J].功能高分子學(xué)報(bào)，1997，10（3）：387-392.

[9]廖紅勝，劉勇，楊述華，等.納米羥基磷灰石/膠原材料復(fù)合硫酸慶大霉素緩釋系統(tǒng)體內(nèi)釋放實(shí)驗(yàn)[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2010，39（6）：822-824.

[10]蔡明銘，趙敏.更昔洛韋-纖維蛋白膠-羊膜復(fù)合物的緩釋特性[J].中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)，2011，15（3）：419-422.

[11]梁興宇，王東，孫海鈺，等.TGF-β膠原緩釋微球復(fù)合新型生物活性多孔支架的制備以及其細(xì)胞相容性的研究[J].中國(guó)醫(yī)療前沿，2011，6（8）：5-6.

[12]張宏偉，紀(jì)云國(guó)，單偉，等.纖維蛋白凝膠-他克莫司藥物緩釋系統(tǒng)對(duì)大鼠坐骨神經(jīng)損傷修復(fù)作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)醫(yī)藥指南，2013，11（10）：467-468.

[13] Kawasaki H， Shimizu T， Takakura K， et al. Pharmaco-dynamic study of mitomycin C mixed with fibrin glue for treatment of malignantbrain tumors[J]. No Shinkei Geka， 1994， 22（9）： 819-825.

[14]白波，韓大慶，吳景明，等.生物蛋白膠作為化療藥物載體治療骨肉瘤的意義[J].廣州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，33（5）：22-24.

[15]曲鳳華，栗明獻(xiàn)，陳微，等.殼聚糖微球及殼聚糖-明膠復(fù)合物微球的制備及緩釋性能研究[J].化工科技，2012，20（3）：43-48.

[16]吳永軍.納米硒-殼聚糖復(fù)合物緩釋作用研究[J].食品工業(yè)科技，2012，33（22）：141-145.

[17]董亮，崔華雷，尹輝，等.丹皮酚-殼聚糖膜的制備及丹皮酚緩釋性的研究[J]. 陜西中醫(yī)，2012，33（3）：357-359.

[18]林友文，方圓圓，孟曉丹.殼聚糖凝膠的溫敏性及其藥物緩釋性能研究[J]. 福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，43（1）：37-41.

篇6

關(guān)鍵詞：涂料學(xué)；高分子專(zhuān)業(yè)；教學(xué)改革；涂料實(shí)驗(yàn)

近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)問(wèn)題的日益重視，大力加強(qiáng)素質(zhì)教學(xué)，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力的同時(shí)，進(jìn)一步鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)就顯得尤為重要[1]。在我國(guó)，無(wú)論是在綜合性院校、理工科院校，還是職業(yè)技術(shù)院校，大都開(kāi)設(shè)了高分子的本科專(zhuān)業(yè)，包括：高分子化學(xué)與物理專(zhuān)業(yè)、高分子材料專(zhuān)業(yè)以及高分子加工專(zhuān)業(yè)等。在課程設(shè)置方面，基本都開(kāi)設(shè)了高分子化學(xué)、高分子物理和高分子分析方法等基礎(chǔ)課程以及高分子專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。然而我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很難將之前開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課程中的知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)生活實(shí)例不能做出相應(yīng)合理的解釋。高分子作為一個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，各門(mén)專(zhuān)業(yè)課之間有著密切的聯(lián)系：利用高分子化學(xué)知識(shí)合成出不同結(jié)構(gòu)的高分子材料，高分子材料的結(jié)構(gòu)將直接影響其性能，在對(duì)材料進(jìn)行加工時(shí)又需要運(yùn)用高分子物理和流變學(xué)等知識(shí)[2]。如果學(xué)生們不能將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)活學(xué)活用、融會(huì)貫通，那么他們將很難應(yīng)對(duì)高分子專(zhuān)業(yè)相關(guān)工作中的實(shí)際問(wèn)題。因此，我們嘗試針對(duì)高分子專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案，在開(kāi)設(shè)高分子化學(xué)、高分子物理、高分子成型加工以及高分子結(jié)構(gòu)分析方法這些專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上，新增了一門(mén)《涂料學(xué)》課程，安排在第7學(xué)期進(jìn)行，計(jì)劃學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)。力求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，鞏固之前學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)并將其融會(huì)貫通，同時(shí)拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高其實(shí)踐能力。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，《涂料學(xué)》課程的本科教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)就是必須考慮的首要問(wèn)題。為此，筆者結(jié)合從事涂料課程教學(xué)與科研的經(jīng)驗(yàn)，參考接收本科生進(jìn)行涂料實(shí)習(xí)單位的反饋意見(jiàn)，同時(shí)結(jié)合《涂料學(xué)》課程自身特點(diǎn)，做了一些初步的探討。

一、《涂料學(xué)》課程的特點(diǎn)和意義

高分子的主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在涂料、塑料、粘合劑和助劑四方面。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)涂料行業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)涂料行業(yè)科研技術(shù)人才的需求量大大增加[3]。為此，在國(guó)內(nèi)一部分高校中的高分子相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了涂料相關(guān)課程?！锻苛蠈W(xué)》課程是建立在高分子化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)與表面物理、流變學(xué)、材料力學(xué)、光學(xué)和顏色學(xué)科基礎(chǔ)上的一門(mén)綜合性學(xué)科，但又不是這些學(xué)科的簡(jiǎn)單加和而有其自身理論。對(duì)于高分子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，如何能將其學(xué)到的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識(shí)貫穿統(tǒng)一起來(lái)，《涂料學(xué)》無(wú)疑是一個(gè)不二選擇。開(kāi)設(shè)涂料課程，一方面使今后從事涂料行業(yè)的學(xué)生進(jìn)入工作崗位后，盡快成為行業(yè)技術(shù)骨干；另一方面對(duì)于今后從事非涂料領(lǐng)域的高分子學(xué)生而言，課程的學(xué)習(xí)過(guò)程也是對(duì)之前學(xué)到的化學(xué)和材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)鞏固、加強(qiáng)和提高的過(guò)程。

二、《涂料學(xué)》教學(xué)的主要內(nèi)容

涂料學(xué)課程的內(nèi)容多，課時(shí)少，教師難以在短時(shí)間內(nèi)將涂料行業(yè)所需的內(nèi)容講深、講透。在課程教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)該堅(jiān)持理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)方針，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，做到簡(jiǎn)單而不淺顯，深?yuàn)W而不枯燥。在教學(xué)內(nèi)容上，要注重兩方面的統(tǒng)一：一方面注意《涂料學(xué)》課程章節(jié)間的聯(lián)系和統(tǒng)一，這門(mén)課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹(shù)脂等內(nèi)容，各部分內(nèi)容既相對(duì)獨(dú)立，又相互聯(lián)系；另一方面，要把握《涂料學(xué)》課程與無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識(shí)貫穿統(tǒng)一。教師在教學(xué)中應(yīng)該重點(diǎn)介紹以下內(nèi)容。

1.涂料的基本知識(shí)。這部分內(nèi)容主要介紹涂料概念、組成、類(lèi)別、功能以及發(fā)展概況。結(jié)合日常生活所接觸的涂料，使學(xué)生掌握涂料的基本概念、分類(lèi)和作用。讓學(xué)生們了解到，現(xiàn)代涂料學(xué)的發(fā)展是以化學(xué)，特別是高分子科學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合界面科學(xué)和流變學(xué)發(fā)展起來(lái)的。了解涂料的發(fā)展背景和面臨的挑戰(zhàn)，懂得涂料的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)目前報(bào)道較新的，具有特殊功能的涂料的介紹來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)涂料的興趣，并為以后進(jìn)行涂料的科學(xué)研究開(kāi)好頭。

2.顏料相關(guān)理論。顏料和填料是涂料生產(chǎn)不可缺少的成分之一。其作用不僅是色彩和裝飾性，更重要的是改善涂料的物理化學(xué)性能，提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度、附著力、防腐性能、耐光性和耐候性。讓學(xué)生了解遮蓋力、著色力和吸油值等基本概念。在授課過(guò)程中，這部分知識(shí)與物理化學(xué)中的雙電層理論聯(lián)系緊密，可以對(duì)以前的基礎(chǔ)知識(shí)鞏固提高。關(guān)于顏料的分散是教學(xué)的重點(diǎn)。

3.溶劑知識(shí)。溶劑是不包括無(wú)溶劑涂料在內(nèi)的，各種液態(tài)涂料中所含有的，為使得液態(tài)涂料完成施工過(guò)程的必要的一類(lèi)物質(zhì)。原則上不構(gòu)成涂膜，也不存留在涂膜中。在授課過(guò)程中，這部分知識(shí)與有機(jī)化學(xué)和高分子物理中的極性、溶解力、粘度等相關(guān)知識(shí)聯(lián)系緊密，可以對(duì)以前的基礎(chǔ)知識(shí)鞏固提高。在教學(xué)中，使學(xué)生掌握根據(jù)溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能，了解有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的危害，開(kāi)發(fā)綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業(yè)的趨勢(shì)。

4.樹(shù)脂知識(shí)。成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ)，它具有粘結(jié)涂料中其他組分形成涂膜的功能，對(duì)涂料和涂膜的性能起到?jīng)Q定性的作用。例如，在丙烯酸樹(shù)脂章節(jié)中的內(nèi)容與高分子化學(xué)基礎(chǔ)課中自由基聚合和聚合方法的相關(guān)知識(shí)密切聯(lián)系。不飽和聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂和聚氨酯章節(jié)中內(nèi)容與高分子化學(xué)基礎(chǔ)課中的縮聚和逐步聚合相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系緊密。因此，授課的過(guò)程也是對(duì)以前的知識(shí)復(fù)習(xí)，深入體會(huì)和提高的過(guò)程，將這些基本知識(shí)與涂料制備技術(shù)相互滲透，相得益彰，這也正是開(kāi)設(shè)《涂料學(xué)》課程的特色。

三、教學(xué)方法

1.教學(xué)與生活、生產(chǎn)相結(jié)合，注重理論聯(lián)系實(shí)際。涂料是一門(mén)理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的交叉學(xué)科。理論知識(shí)比較晦澀，但大多數(shù)基本理論知識(shí)都已經(jīng)在本科基礎(chǔ)課教學(xué)階段涉及，在涂料課程中只是有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，必須與實(shí)際結(jié)合才能使學(xué)得的知識(shí)深化和牢固，也才能引起學(xué)生的興趣。在教學(xué)的初期階段，為了使得學(xué)生盡快入門(mén)，熟悉涂料學(xué)，就要將日常生活、生產(chǎn)與涂料結(jié)合，介紹生活和生產(chǎn)中涂料的應(yīng)用，提高學(xué)生從心理上對(duì)課程的接受程度。眾所周知，涂料學(xué)的特點(diǎn)是“入門(mén)易、學(xué)懂難”。為了提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果，必須要注重理論聯(lián)系實(shí)際。這種聯(lián)系實(shí)際上是基礎(chǔ)知識(shí)與涂料學(xué)的聯(lián)系；涂料學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系。把涂料學(xué)作為有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)踐的對(duì)象，會(huì)使學(xué)生對(duì)所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)鞏固提高，為今后打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在涂料學(xué)理論實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生可以去涂料生產(chǎn)廠(chǎng)和研究院所參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)涂料生產(chǎn)方法和檢測(cè)方法，了解生產(chǎn)設(shè)備和檢測(cè)儀器設(shè)備。學(xué)生往往很有興致，注意力高度集中，因此將理論知識(shí)寓于合適的實(shí)際背景中進(jìn)行講授效果明顯。

2.開(kāi)設(shè)涂料實(shí)驗(yàn)。在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)涂料實(shí)驗(yàn)課程[4]。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一般開(kāi)設(shè)甲基丙烯酸甲酯（或苯乙烯）的乳液聚合、聚酯合成實(shí)驗(yàn)等，可以在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)設(shè)丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯與異氰酸酯固化等，并且可以進(jìn)一步開(kāi)設(shè)乳膠漆的制造、涂料性能檢測(cè)等系列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己合成樹(shù)脂，自己配制涂料，自己對(duì)涂料和涂層進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，不但將課堂所學(xué)到的理論知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固提高，而且訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行涂料生產(chǎn)和科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析和解決問(wèn)題的能力。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，筆者對(duì)在高分子專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)中開(kāi)設(shè)《涂料學(xué)》課程的必要性、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法進(jìn)行了初探，提出開(kāi)設(shè)《涂料學(xué)》課程的必要性：一方面，對(duì)于處于專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)生而言，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)他們對(duì)高分子專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固，為今后從事高分子相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工作打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；另一方面，針對(duì)今后從事涂料行業(yè)的學(xué)生，涂料行業(yè)快速發(fā)展，科技含量越來(lái)越高，涂料學(xué)課程的開(kāi)設(shè)正好可以滿(mǎn)足涂料行業(yè)對(duì)大批高層次科研技術(shù)人員的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐光憲.我對(duì)素質(zhì)教育的認(rèn)識(shí)[J].大學(xué)化學(xué)，2004，19（3）：1-8.

[2]陳立貴，袁新強(qiáng)，李雷權(quán)，等.構(gòu)建符合學(xué)校定位的高分子專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究[J].科技資訊，2009，（22），161-162.

[3]涂料工藝編委會(huì).涂料工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

篇7

【關(guān)鍵詞】晶體學(xué)；材料化學(xué)；課程模塊

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)賴(lài)以發(fā)展的各種材料主要以固態(tài)形式存在。按照基本粒子排列的有序程度，固態(tài)物質(zhì)可以分為晶態(tài)、非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)。鑒于大多數(shù)材料只存在于晶態(tài)之中且晶態(tài)材料具有特殊的規(guī)則性，在近代自然科學(xué)體系中，通過(guò)晶態(tài)獲得微觀立體結(jié)構(gòu)信息已成為極其重要的研究渠道。因此，晶體學(xué)是材料科學(xué)發(fā)展的重要支柱。

材料化學(xué)是材料科學(xué)的重要分支，是一門(mén)研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)[1-2]。在材料化學(xué)的課程學(xué)習(xí)中，對(duì)于材料結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)尤為重要[3]。本文結(jié)合本科教學(xué)實(shí)踐，分析了《材料化學(xué)》課程的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，闡述了以晶體學(xué)為主線(xiàn)的課程設(shè)計(jì)及教學(xué)方法。

1 《材料化學(xué)》課程的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

首先，《材料化學(xué)》是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容多，涵蓋了材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用。從所涉及的材料來(lái)看，包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、納米材料、功能材料等。這就要求《材料化學(xué)》授課教師的知識(shí)面廣，在內(nèi)容組織上不僅能體現(xiàn)不同材料各自的特點(diǎn)，還要強(qiáng)調(diào)它們之間的聯(lián)系。

其次，不同于《無(wú)機(jī)化學(xué)》等課程，作為一個(gè)較新的學(xué)科和課程，《材料化學(xué)》不具備經(jīng)典、權(quán)威教材。目前，各大出版社的《材料化學(xué)》教材內(nèi)容各不相同，有些甚至差別較大。此外，新材料的開(kāi)發(fā)、傳統(tǒng)材料的升級(jí)一直是研究熱點(diǎn)。因此，材料相關(guān)的理論和知識(shí)日新月異。如何將新技術(shù)、新成果引入到《材料化學(xué)》課程中，做到知識(shí)與時(shí)俱進(jìn)，是課程教學(xué)中面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

2 以晶體學(xué)為主線(xiàn)的《材料化學(xué)》課程教學(xué)

2.1 課程內(nèi)容模塊化

按照材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及山東科技大學(xué)人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，材料化學(xué)課程選用李奇教授編寫(xiě)的《材料化學(xué)》作為教材。根據(jù)對(duì)本課程的理解，以晶體學(xué)基本原理為主線(xiàn)，將課程內(nèi)容進(jìn)行模塊化整合，分為背景模塊、晶體學(xué)原理模塊、金屬材料模塊、無(wú)機(jī)非金屬材料模塊、高分子材料模塊和學(xué)科前景模塊。

2.2 課程設(shè)計(jì)及教學(xué)方法

背景模塊主要介紹材料化學(xué)課程在材料科學(xué)中的地位、材料化學(xué)課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的及學(xué)習(xí)方法，結(jié)合實(shí)際例子（如摔不碎的納米陶瓷刀，“敲不碎、砸不爛”的“玻璃之王”――金屬玻璃等）激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的興趣。

晶體學(xué)原理模塊中以晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性為教學(xué)重點(diǎn)，結(jié)合宏觀實(shí)例解釋微觀的概念和原理。鑒于晶體學(xué)原理模塊內(nèi)容較為抽象，在教學(xué)過(guò)程中采用多媒體與模型（主要是球棍模型）相結(jié)合的方式，通過(guò)對(duì)比教學(xué)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念和原理的掌握。從晶體與非晶體的異同入手引出晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性，從晶棱、晶面和晶胞三個(gè)層次分析晶體的特點(diǎn)，結(jié)合X射線(xiàn)衍射完整講解晶體學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建完整的晶體學(xué)理論框架。

在學(xué)習(xí)晶體學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，金屬材料模塊、無(wú)機(jī)非金屬材料模塊和高分子材料模塊分別從三大類(lèi)材料各自的結(jié)構(gòu)出發(fā)結(jié)合制備方法引出材料的性能及應(yīng)用。在金屬材料模塊的教學(xué)中，結(jié)合前期《無(wú)機(jī)化學(xué)》中有關(guān)金屬晶體的知識(shí)，引出“等徑圓球密堆積”的模型，從而分析金屬單質(zhì)一維、二維和三維密堆積的基本形式。為了使學(xué)生更好的理解二維密堆積中四面體空隙和八面體空隙的產(chǎn)生，在教學(xué)中將學(xué)生分成若干小組，每組發(fā)放一定數(shù)量的乒乓球（代表金屬單質(zhì)原子），請(qǐng)學(xué)生動(dòng)手排出密堆積的形式。另外，準(zhǔn)備已組合好的模型，讓學(xué)生從不同角度觀察二維密堆積，查找四面體空隙和八面體空隙的位置。通過(guò)二維密堆積的詳細(xì)講解和學(xué)生的動(dòng)手組裝，使學(xué)生更好的理解密堆積，為后續(xù)金屬單質(zhì)的三維密堆積和合金結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

在金屬材料中除了金屬晶體之外，還涉及到準(zhǔn)晶這一特殊的結(jié)構(gòu)。與晶體的長(zhǎng)程有序不同，準(zhǔn)晶具有長(zhǎng)程準(zhǔn)周期性平移序和非晶體學(xué)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。這部分的教學(xué)中著重強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)晶與晶體在結(jié)構(gòu)上的不同，并由此引出其制備和性能的特殊性。

在無(wú)機(jī)非金屬材料模塊的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生從比較離子晶體與金屬晶體的結(jié)構(gòu)區(qū)別入手，結(jié)合球棍模型的組裝，使學(xué)生掌握離子晶體結(jié)構(gòu)的解析方法。著重強(qiáng)調(diào)離子晶體結(jié)構(gòu)分析中以往學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤。例如氯化銫（CsCl）晶體的解析，學(xué)生在根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)示意圖（圖1）進(jìn)行分析時(shí)往往得出其為體心立方結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上CsCl晶體應(yīng)該是簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)。該錯(cuò)誤的出現(xiàn)是因?yàn)閷W(xué)生并未掌握離子晶體結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)。在離子晶體的結(jié)構(gòu)解析中，應(yīng)首先分析負(fù)離子（或正離子）的排列方式，然后查找正離子（或負(fù)離子）的位置及其占據(jù)的空隙類(lèi)型，最后分析正負(fù)離子的配位數(shù)以及每個(gè)晶胞中所含正負(fù)離子個(gè)數(shù)。只有按照這樣的分析方式才能正確得出晶體結(jié)構(gòu)。在學(xué)生熟悉無(wú)機(jī)材料典型的晶體結(jié)構(gòu)后，引出無(wú)機(jī)材料的經(jīng)典制備方法，并比較各種方法間的差異，由此得出材料的性能和應(yīng)用。在晶態(tài)無(wú)機(jī)材料的教學(xué)中，穿插近代科研中比較熱門(mén)的碳材料（如碳納米管、石墨烯等）和分子篩材料，分析這些材料的特殊結(jié)構(gòu)及由此衍生出的特殊性質(zhì)和應(yīng)用。例如，分子篩材料特殊的孔道結(jié)構(gòu)使其具有擇形催化性能并在石油化工領(lǐng)域中有著非常重要的應(yīng)用。

圖1 氯化銫（CsCl）晶體的結(jié)構(gòu)示意圖

另一方面，在無(wú)機(jī)非金屬材料中還涉及到非晶態(tài)材料。教學(xué)過(guò)程中通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對(duì)稱(chēng)性，引出非晶態(tài)材料（如玻璃等）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，注重新興非晶態(tài)材料（如金屬玻璃）的合成及性能。

在高分子材料模塊的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)高分子與小分子在結(jié)構(gòu)上的差異，引出高分子的晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)和取向態(tài)。結(jié)合偏光顯微鏡對(duì)球晶的觀察，使學(xué)生進(jìn)一步明確晶態(tài)高分子與金屬晶體、離子晶體等的區(qū)別。通過(guò)高分子材料的晶態(tài)沒(méi)有小分子完善，而其非晶態(tài)的有序性卻高于非晶態(tài)小分子，引出高分子材料具有小分子所不具備的特殊性能和應(yīng)用。

在前景展望模塊，主要從化學(xué)的角度針對(duì)材料的發(fā)展進(jìn)行分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到材料的特殊魅力。結(jié)合材料化學(xué)的發(fā)展前沿，提高學(xué)生對(duì)材料學(xué)科今后發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)，為學(xué)生成為材料專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)在材料化學(xué)課程教學(xué)中，以晶體學(xué)為主線(xiàn)將金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和高分子材料串聯(lián)在一起。采用比較式教學(xué)、多媒體和模型相結(jié)合的教學(xué)手段，加深學(xué)生對(duì)材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用的理解和認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]米曉云，張希艷，柏朝暉，等.科研對(duì)材料化學(xué)課程教學(xué)的促進(jìn)作用[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2009，1：112-114.

篇8

關(guān)鍵詞：緩釋制劑；微球；PELA

根據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》2005年版規(guī)定， 緩釋制劑（sustain release preparation，SRP）系指口服藥物在規(guī)定釋放介質(zhì)中， 按要求級(jí)緩慢地非恒速釋放， 與其相應(yīng)的普通制劑比較， 給藥頻率減少一半或有所減少， 且能顯著增加患者順應(yīng)性的制劑[1]。緩釋制劑是第三代藥物制劑， 這種制劑由于克服了頻繁給藥的弊端， 有利于降低藥物的不良反應(yīng)， 能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持體內(nèi)藥物有效濃度， 可減少用藥的總劑童，用最小劑量達(dá)到最大藥效， 從而可大大提高患者服藥的順應(yīng)性， 被廣泛用于治療多種疾病。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新輔料、新材料、新設(shè)備和新工藝的不斷涌現(xiàn)及藥物載體的修飾等， 更為藥劑工作者在緩釋、控釋制劑領(lǐng)城的探索和發(fā)展提供了廣闊空間[2]。其中非甾體類(lèi)止痛藥由于在止痛消炎方面的良好療效，以及釋放時(shí)間短需頻繁給藥的特點(diǎn)被多次改良為新試劑投放市場(chǎng)。而納米微球作為緩釋藥物載體的技術(shù)在多做藥物研制方面取得成功，本文就近幾年來(lái)納米微球非靶向緩釋制劑的開(kāi)發(fā)，特別在非甾體類(lèi)止痛藥緩釋制劑上的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)作一綜述。

1.微球緩釋制劑

緩釋、控釋制劑作為一種較新劑型， 它克服了常規(guī)制劑一日給藥頻繁、使用不便而且血藥濃度起伏很大、有“峰谷”現(xiàn)象、不良反應(yīng)多等缺點(diǎn)， 可較持久釋放藥物， 減少用藥頻率， 降低血濃峰谷現(xiàn)象， 提高藥效和安全度。級(jí)釋制劑按制劑型可分為片劑、膠囊劑、膜制劑、眼用制劑、微球等[3]

1.1微球制劑

微球（microsphere）是指藥物溶解或分散在高分子材料基質(zhì)中形成的粒徑為l-40微米的微小球狀實(shí)體，而粒徑在10―1000nm之間的通常稱(chēng)之為納米球（又稱(chēng)毫微球、納米粒）。制備微球的載體材料很多，主要分為天然高分子微球（如淀粉微球、白蛋白微球、明膠微球、殼聚糖等）和合成聚合物微球（如聚乳酸微球）。微球技術(shù)作為一種新型給藥技術(shù)，首先通過(guò)調(diào)節(jié)和控制藥物的釋放速度實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效的目的，同時(shí)又能保護(hù)藥物，特別是蛋白質(zhì)、多肽類(lèi)藥物免遭破壞，掩蓋藥物的不良口味，減少給藥次數(shù)和藥物刺激，降低毒性和副作用，提高療效。此外，微球還與某些細(xì)胞組織有特殊親和性，能被器官組織的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)所內(nèi)吞或被細(xì)胞融合，集中于靶區(qū)逐步擴(kuò)散釋出藥物或被溶酶體中的酶降解而釋出藥物。目前有關(guān)微球應(yīng)用的報(bào)道很多，很多微球產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，包括米諾環(huán)素可吸收性微球、美國(guó)Genetech公司的生長(zhǎng)素、日本武田公司的亮丙瑞林微球等。其中亮丙瑞林微球緩釋時(shí)問(wèn)長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，僅治療與激素相關(guān)腫瘤的醋酸亮丙瑞林一個(gè)產(chǎn)品。2OO6年在美國(guó)市場(chǎng)的年銷(xiāo)售額就達(dá)6.99億美元，充分顯示了這類(lèi)產(chǎn)品的潛力。微球的應(yīng)用可分為兩大類(lèi)：靶向和非靶向，本文主要從這非靶向的方面對(duì)微球制劑現(xiàn)有的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述，同時(shí)還簡(jiǎn)要介紹微球制劑現(xiàn)在存在的一些問(wèn)題和解決方法[3]。

2.PELA納米微球的研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所將聚乙二醇（PEG）引入聚乳酸（PLA）中，制成聚-DL乳酸-聚乙二醇共聚物（PELA），PELA作為一種可生物降解的高分子材料，是一種以D，L-聚乳酸為硬段，聚乙二醇為軟段的高分子共聚物。與以往的高分子共聚物聚乳酸（PLA）相比，提高了微球親和性，增加了藥物在微球儲(chǔ)存和降解過(guò)程中的穩(wěn)定性[4]。其分子結(jié)構(gòu)如下：

海藻酸鈉在溶液狀態(tài)下能與金屬離子如 Ca、Al等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果是金屬離子將Na置換出來(lái)，并將海藻酸鈉的長(zhǎng)分子鏈維系在一起而形成凝膠。海藻酸鈉液滴與氯化鈣反應(yīng)形成海藻酸鈣凝膠微球的過(guò)程是溶膠一凝膠相轉(zhuǎn)移過(guò)程。

海藻酸鈉濃度過(guò)高 （>2.5%）會(huì)導(dǎo)致溶液過(guò)粘，不利于滴制法的進(jìn)行，而濃度過(guò)低 （

3. 總結(jié)

生物可降解聚合物納米粒作為控釋 、緩釋制劑已日見(jiàn)倪，雖然目前上市的產(chǎn)品不多，但是用其作疫苗、生長(zhǎng)激素胰島素、抗腫瘤藥、避孕藥等藥物載體的研究正廣泛而深的進(jìn)行，并且許多藥物正處在實(shí)驗(yàn)室及臨床研究階段。藥在體內(nèi)循環(huán)時(shí)問(wèn)延長(zhǎng)是藥物控釋成功的關(guān)鍵，通過(guò)聚合物納米粒進(jìn)行表面修飾可以達(dá)到這些目的。目前這一技術(shù)在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)相關(guān)藥物上運(yùn)用得并不多，通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研究，將生物可降解聚合物納米微球作為緩釋制劑進(jìn)行研制是有嘗試意義的。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)藥典.北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] 朱斌，陳曉光.緩釋制劑的研究進(jìn)展[J] .四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2007，11.

[3] 任海霞，朱家壁，湯h .微球制劑的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展. 2007，02.

篇9

關(guān)鍵詞 熱塑性彈性體 TPE 新材料

一、熱塑性彈性體概述

自20世紀(jì)60年代，橡膠界就提出了熱塑性彈性體的概念，并將熱塑性彈性體稱(chēng)為繼天然橡膠、合成橡膠之后的“第三代”橡膠，屬于改性塑料。熱塑性彈性體（Thermoplastic Elastomer，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“TPE”）是有機(jī)高分子材料，在正常使用溫度下，一相為流體；另一相為固體，兩相之間相互作用，使得熱塑性彈性體在常溫下具有橡膠彈性，高溫下又能塑化成型的高分子材料，具有類(lèi)似于橡膠的力學(xué)性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進(jìn)行加工和回收，它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。就加工而言，它是一種塑料；就性質(zhì)而言，它又是一種橡膠。TPE是近年來(lái)發(fā)展較快的一種新型高分子材料，它在世界范圍內(nèi)耗用量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通用橡膠品種，加工廢料可以回收利用，具有省資源、省能源及生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。

二、總體環(huán)境分析

（一）市場(chǎng)需求

根據(jù)國(guó)際市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Ceresana近期的報(bào)告顯示，2014年全球TPE銷(xiāo)售額達(dá)167億美元，到2022年將以年率4.7%的速度增長(zhǎng)，中、美、日、德是TPE最大的消費(fèi)國(guó)，合計(jì)占2014年全球TPE需求的63%。[1]亞太地區(qū)是全球TPE需求最大的區(qū)域，到2017年TPE需求量在全球TPE需求量中所占份額接近50%，[2]其中中國(guó)是TPE需求最大的國(guó)家，未來(lái)對(duì)TPE的需求繼續(xù)以超過(guò)8%的速度增長(zhǎng)。

“以塑代鋼”、“以塑代木”正在成為人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)和消費(fèi)的一種趨勢(shì)，我國(guó)目前的塑鋼比（塑料消費(fèi)量：鋼鐵消費(fèi)量，體積比）只有4U6，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家和世界平均水平（美國(guó)7U3，德國(guó)6U4，世界平均1U1），行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

（二）社會(huì)價(jià)值

TPE生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單、高效、低加工能耗和可重復(fù)加工性，不但能夠從根本上解決傳統(tǒng)熱固性橡膠難以回收再利用的問(wèn)題，緩解石油資源危機(jī)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，還能夠從很大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，使其具有節(jié)資、節(jié)能雙重意義，此外，TPE一般不含鹵素和增塑劑，燃燒不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益很大，屬于可持續(xù)發(fā)展的“綠色”高分子復(fù)合材料。

（三）政策扶持

新材料是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石?！缎虏牧袭a(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案》制定產(chǎn)業(yè)規(guī)模目標(biāo)2萬(wàn)億元，并初步制定2020年我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑。“十二五”期間我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，年均復(fù)合增速保持25%左右，全國(guó)超過(guò)80%的地區(qū)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中選擇發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)“十三五”期間新材料產(chǎn)業(yè)仍將保持高速增長(zhǎng)。

（四）技術(shù)水平

目前國(guó)內(nèi)的TPE尚處于發(fā)展的初級(jí)階段，尤其是低端彈性體材料的行業(yè)集中度低、產(chǎn)品缺乏差異化、技術(shù)門(mén)檻低，綜合競(jìng)爭(zhēng)能力處于劣勢(shì)。國(guó)內(nèi)研發(fā)集中在科研院所，企業(yè)獲得國(guó)家研發(fā)投入的力度小，只有少數(shù)的公司能夠持續(xù)在研發(fā)上投入。因此，在技術(shù)創(chuàng)新上與跨國(guó)企業(yè)存在明顯的差距，在高端產(chǎn)品上鮮有能同外資形成強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)的公司。

三、行業(yè)環(huán)境分析

（一）現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)者的競(jìng)爭(zhēng)

少數(shù)的跨國(guó)巨頭，如科騰、日本三菱、德國(guó)膠寶等主導(dǎo)著高端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并不斷創(chuàng)新的國(guó)內(nèi)品牌企業(yè)，如金發(fā)科技、銀禧科技、寧波市青湖彈性體科技有限公司等也在逐漸壯大，具備高端產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)能力的公司，存在明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而一般企業(yè)的產(chǎn)品集中在中低端領(lǐng)域，隨著下游客戶(hù)集中度越來(lái)越高，議價(jià)能力趨強(qiáng)，導(dǎo)致無(wú)法滿(mǎn)足下游客戶(hù)的需求而失去競(jìng)爭(zhēng)力，甚至逐步退出市場(chǎng)，這類(lèi)的TPE企業(yè)也是數(shù)量最多的，其規(guī)模普遍偏小，利潤(rùn)較薄。

（二）新進(jìn)入者的威脅

產(chǎn)品生產(chǎn)工藝并不復(fù)雜，但是過(guò)程控制嚴(yán)格。一方面是根據(jù)客戶(hù)需求量身訂制的原料配方，高品質(zhì)的產(chǎn)品對(duì)配方的要求非常高；另一方面是生產(chǎn)過(guò)程中工藝系數(shù)的調(diào)整，需要大量的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累。

對(duì)于并不具備行業(yè)背景的公司，由于存在上述的進(jìn)入壁壘，一般難以在行業(yè)內(nèi)對(duì)既有公司形成有力挑戰(zhàn)，但是上游供應(yīng)商一般是“大而全”的化工巨頭，如果TPE存在穩(wěn)定和巨大的利潤(rùn)空間，則可能會(huì)吸引供應(yīng)商突破壁壘進(jìn)入行業(yè)，供應(yīng)商可以相對(duì)容易向下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈，基礎(chǔ)材料供應(yīng)商若改變產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向和產(chǎn)品線(xiàn)的設(shè)置，可以迅速轉(zhuǎn)換角色為競(jìng)爭(zhēng)者。

（三）供應(yīng)商議價(jià)能力

跨國(guó)企業(yè)在原材料供應(yīng)方面處于寡頭壟斷的地位，國(guó)內(nèi)僅中石化和中石油具備較高水平的研發(fā)和生產(chǎn)能力，但是大部分高質(zhì)量原材料主要來(lái)自跨國(guó)企業(yè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍存在對(duì)上游原材料供應(yīng)商依賴(lài)程度較高的風(fēng)險(xiǎn)。上游供應(yīng)商的稀缺導(dǎo)致TPE公司對(duì)于化工巨頭的價(jià)格調(diào)整不具備議價(jià)能力。

（四）消費(fèi)者議價(jià)能力

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，進(jìn)一步促使TPE加快取代部分天然橡膠、合成橡膠和塑料，從而有效增加了下游對(duì)TPE的需求，從一定程度上降低了客戶(hù)的議價(jià)能力。

對(duì)于普通類(lèi)的TPE產(chǎn)品，由于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，進(jìn)入門(mén)檻低，市場(chǎng)供應(yīng)量充足，隨著下游細(xì)分行業(yè)的集中度在日趨提高，所以下游客戶(hù)對(duì)此類(lèi)的產(chǎn)品和公司具備較強(qiáng)的議價(jià)能力。此外，下游客戶(hù)對(duì)TPE行業(yè)的要求在持續(xù)改變，包括差異化、及時(shí)服務(wù)、產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，作為T(mén)PE的供應(yīng)方需要迅速對(duì)下游公司的需求做出回應(yīng)，并及時(shí)滿(mǎn)足才可能保持競(jìng)爭(zhēng)力。

（五）替代品的威脅

TPE內(nèi)部的產(chǎn)品細(xì)分存在替代品，但目前暫無(wú)相關(guān)產(chǎn)品可以對(duì)TPE行業(yè)進(jìn)行有效替代。

四、結(jié)論

具備環(huán)保性質(zhì)的新材料TPE在全球范圍內(nèi)有著巨大的市場(chǎng)需求，中國(guó)已是TPE需求最大的國(guó)家，中國(guó)政府將新材料列入戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)材料工業(yè)處在蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)中，TPE行業(yè)下游客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的持續(xù)創(chuàng)新，在增加TPE產(chǎn)品需求的同時(shí)也對(duì)TPE的品類(lèi)和性質(zhì)提出更高的要求，發(fā)展功能性的TPE產(chǎn)品能夠有效建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而技術(shù)含量低的普通TPE產(chǎn)品則會(huì)陷入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的紅海。國(guó)內(nèi)的TPE公司需要加大研發(fā)投入，重點(diǎn)發(fā)展功能性的產(chǎn)品，有效區(qū)隔競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而不是通過(guò)低價(jià)走量的模式掙扎在利潤(rùn)微薄的低端產(chǎn)品中。

（作者單位為廣東深圳市平安證券有限責(zé)任公司）

參考文獻(xiàn)

[1] 熱塑性彈性體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將年增長(zhǎng)4.7%[J].世界橡膠工業(yè)，2015.

[2] 2017年全球熱塑性彈性體需求量將達(dá)到580t[J].橡膠科技，2014.

[3] 熱塑性彈性體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀、技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)橡膠，2014.

[4] 關(guān)注三類(lèi)投資機(jī)會(huì)：細(xì)分龍頭+模式創(chuàng)新+前沿技術(shù)[J].中信證券，2015.

篇10

關(guān)鍵詞：建筑防水涂料；問(wèn)題；發(fā)展方向

中圖分類(lèi)號(hào)：TU5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

建筑防水涂料是由瀝青、合成高分子聚合物、合成高分子聚合物與瀝青、合成高分子與水泥或以無(wú)機(jī)復(fù)合材料等為主要成膜物質(zhì), 摻入適量的顏料、助劑、溶劑等加工制成的溶劑型、水乳型或反應(yīng)型的, 在常溫下呈無(wú)固定形狀的粘稠狀液態(tài)或可液化之固體粉末狀態(tài)的高分子合成材料。將涂料單獨(dú)或與胎體增強(qiáng)材料復(fù)合,分層涂刷或噴涂在需要進(jìn)行防水處理的基層表面上, 即可在常溫條件下形成一個(gè)連續(xù)、無(wú)縫、整體且具有一定厚度的涂膜防水層, 從而滿(mǎn)足工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室、廁浴間和外墻等部位防水抗?jié)B的要求。目前，建筑防水材料主要有瀝青基防水涂料、聚合物改性瀝青基防水涂、料聚氨酯防水涂料、聚合物乳液防水涂料以及無(wú)機(jī)防水涂料等眾多類(lèi)別，形成了品種和功能比較齊全的防水材料體系。

一、現(xiàn)有建筑防水涂料的類(lèi)別

（一）按照涂料的基料和分散介質(zhì)分類(lèi)

根據(jù)成膜物質(zhì)不同防水涂料可分為瀝青類(lèi)、高聚物改性瀝青( 亦稱(chēng)橡膠瀝青類(lèi)) 、合成高分子類(lèi)(又可再分為合成樹(shù)脂類(lèi)、合成橡膠類(lèi))、無(wú)機(jī)類(lèi)、聚合物水泥類(lèi)等五大類(lèi)。按其涂料狀態(tài)與形式, 大致可分為溶劑型、反應(yīng)型、乳液型三大類(lèi)型。

1.溶劑型防水涂料。溶劑型防水涂料其作為主要成膜物質(zhì)的高分子材料是以溶解于( 以分子狀態(tài)存在于) 有機(jī)溶劑中所形成的溶液為基料, 加入顏填料、助劑制備而成的,它是依靠溶劑的揮發(fā)或涂料組分間化學(xué)反應(yīng)成膜的, 因此施工基本上不受氣溫影響, 可在較低溫度下施工。

2.反應(yīng)型防水涂料。反應(yīng)型防水涂料其作為主要成膜物質(zhì)的高分子材料是以預(yù)聚物液態(tài)形式存在的, 反應(yīng)型防水涂料是通過(guò)液態(tài)的高分子預(yù)聚物與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成膜的一類(lèi)涂料。反應(yīng)型防水涂料通常也屬于溶劑型防水涂料范疇, 但由于成膜過(guò)程具有特殊性，因此單獨(dú)列為一類(lèi)。

3.乳液型防水涂料。乳液型防水涂料為單組分水乳型防水涂料, 涂料涂刷在建筑物上以后, 隨著水分的揮發(fā)而成膜。乳液型防水涂料的品種繁多，主要有：水乳型陽(yáng)離子氯丁橡膠瀝青防水涂料；水乳型再生橡膠瀝青防水涂料；聚丙烯酸酯乳液防水涂料；EVA( 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物) 乳液防水涂料; 水乳型聚氨酯防水涂料；有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液防水涂料等。

（二）按照涂料的組分不同進(jìn)行分類(lèi)

根據(jù)防水涂料的組分不同, 一般可分為單組分防水涂料和雙組分防水涂料兩類(lèi)。單組分防水涂料按液態(tài)不同, 一般有溶劑型、水乳型兩種；雙組分防水涂料, 則以反應(yīng)型為主。

（三）按使用部位分類(lèi)

建筑防水涂料按其在建筑物上的使用部位不同，可分為屋面防水涂料，立面防水涂料、地下工程防水涂料等幾類(lèi)。

二、建筑防水涂料的現(xiàn)狀和存在問(wèn)題

（一）瀝青基防水涂料

瀝青基的防水涂料是水乳型的，這種乳化瀝青是冷施工使用的防水涂料，我們將石油瀝青促使在乳化劑的作用中，經(jīng)乳化機(jī)的強(qiáng)烈攪拌來(lái)制成。讓瀝青在攪拌機(jī)的攪拌中被分散變成細(xì)小顆粒，使它并被乳化劑迅速包裹起來(lái)，然后形成懸浮在水中的乳化液體。

瀝青基防水涂料存在的主要問(wèn)題在于：瀝青沒(méi)有被改性，它的低溫柔性與抗開(kāi)裂性都不到位，所以只能應(yīng)用于不是很重要的部分防水工程，它的用量已經(jīng)逐漸減少，很快會(huì)淘汰。

（二）聚合物改性瀝青基防水涂料

聚合物改性瀝青防水涂料的主要產(chǎn)品有水乳型丁苯橡膠瀝青防水涂料、溶劑型以及水乳型氯丁橡膠瀝青的防水涂料、溶劑型與水乳型SBS改性瀝青涂料，這些產(chǎn)品比瀝青基的防水涂料的性能都好，具有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

聚合物改性瀝青防水涂料存在的問(wèn)題：溶劑型聚合物改性瀝青防水涂料給環(huán)境造成的污染大，水乳型聚合物的改性瀝青防水的涂料質(zhì)量沒(méi)有完全穩(wěn)定；聚合物改性瀝青防水涂料有時(shí)在力學(xué)性能與防水性能，耐久性很多方面不夠理想。

（三）聚氨酯防水涂料

聚氨酯防水涂料是一種主鏈上含有較多氨基甲酸酯基因的高性能高分子合成材料，單組分（S）聚氨酯防水涂料是以異氰酸酯、聚醚為主要原料，配以各種助劑制成的反應(yīng)型柔性防水涂料。多組分（M）聚氨酯防水涂料是由A組分和B組分組成：A組分一般以異氰酸酯與聚醚的多種型號(hào)混合物加成聚合而成；B組分是與NCO反應(yīng)的聚醚、含芳香烴的焦油類(lèi)物質(zhì)或無(wú)機(jī)化合物。廣泛適用于工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室外墻面、廚房和衛(wèi)生間樓面、地面等部位的防水、防潮。

聚氨酯防水涂料存在的問(wèn)題：養(yǎng)護(hù)過(guò)程中溫度、濕度必須嚴(yán)格控制，不能有明顯的波動(dòng)；

由于聚氨酯散發(fā)出刺鼻的氣味，對(duì)人的身心健康產(chǎn)生一定的影響；施工溫度應(yīng)在5℃至35℃；調(diào)配好的漿料要在1h內(nèi)用完，否則會(huì)造成污染及浪費(fèi)。

（四）聚合物乳液防水涂料

聚合物乳液防水涂料以聚合物為主料配以一些添料及其他助劑而生產(chǎn)的一種單組分防水涂料。按聚合物的品種能夠分為很多種，有丙烯酸酯類(lèi)乳液防水涂料與乙烯-醋酸乙烯乳液（EVA）類(lèi)防水涂料等等。聚合物乳液防水涂料是一種高彈性防水材料，主要用于間歇耐水環(huán)境的屋面、墻面、地面等。

聚合物乳液防水涂料的問(wèn)題在于：低溫施工性受限制，需5℃以上施工或者創(chuàng)造5℃以上條件方可施工。

三、我國(guó)建筑防水涂料的發(fā)展展望

由于防水涂料能夠刷涂或噴涂在需要進(jìn)行防水處理且形狀復(fù)雜、管道縱橫、變截面的各種基層表面上, 并能在常溫環(huán)境下固化形成一個(gè)連續(xù)、無(wú)縫、整體的涂膜防水層, 有利于提高建筑工程的防水抗?jié)B功能。展望未來(lái)的防水涂料, 防水涂料呈以下發(fā)展趨勢(shì)：

（一）研發(fā)環(huán)保型防水涂料成為重點(diǎn)

當(dāng)前的防水涂料, 屬溶劑型的居多。防水涂料中含有大量的有機(jī)揮發(fā)物，在配漆和施工過(guò)程中，大量VOC 排向大氣，造成大氣污染。同時(shí)施工人員在施工過(guò)程中不可避免地會(huì)吸入部分VOC。它們不但對(duì)皮膚具有侵蝕作用, 而且對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官、呼吸系統(tǒng)有刺激和破壞作用, 可引起頭疼、惡心、胸悶、乏力、嘔吐等癥狀, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)抽搐、昏迷甚至死亡。目前我們的防水涂料很多為溶劑型，它污染環(huán)境，對(duì)身體有害，資源浪費(fèi)大量，因此，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用水性的涂料，一是用水代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑，二是提高固含量，三是展粉末涂料。

（二）研制開(kāi)發(fā)多功能防水涂料

現(xiàn)在使用的大多防水涂料的功能都很單一，防水抗?jié)B, 而且施工必須在無(wú)明水的基材表面和非下雨天進(jìn)行，這對(duì)防水涂料應(yīng)用有著很大制約作用。未來(lái)的防水涂料將集防水、裝飾、保溫、隔熱等多種功能于一體, 且能在潮濕的基材上進(jìn)行施工。所以，開(kāi)發(fā)多功能的防水涂料，使它既防水，保溫，隔熱又能裝飾。

（二）開(kāi)發(fā)高性能的防水涂料

由于技術(shù)、施工等方面的原因, 目前的防水涂料產(chǎn)品性能相對(duì)較差，如拉伸強(qiáng)度較低、延伸率較小、耐候性較差、使用壽命較短等等。未來(lái)的防水涂料將向著各項(xiàng)性能較高、對(duì)基層伸縮或開(kāi)裂變形適應(yīng)性較強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)加強(qiáng)的方向發(fā)展。

（三）納米防水涂料將快速發(fā)展

像防水涂料這樣的外用涂料，對(duì)涂料的耐老化、耐洗刷、抗紫外等性能要求很高。在涂料中加入納米材料，所得的納米涂料其耐老化、防滲漏、耐洗刷等性能均得到很大提高, 從而可以提高涂料的檔次，延長(zhǎng)涂膜的使用壽命。經(jīng)納米材料改性后的防水涂料產(chǎn)品外觀顯得更加飽滿(mǎn)、勻和，涂膜光潔細(xì)膩，觸感優(yōu)良，防水性好，與基底材料的粘接力大大提高，尤其明顯的是改性后的涂料抗紫外線(xiàn)、耐洗刷性能非常優(yōu)越。

（四）新型防水涂料施工工具得到開(kāi)發(fā)和利用

從施工工藝看，目前，在涂料的施工技術(shù)方面，主要是手工刷涂、滾涂，對(duì)于大型防水工程來(lái)說(shuō)，耗時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。從材料質(zhì)量看，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)混合均勻的雙組分聚氨酯涂料、聚合物乳液水泥涂料必須將粉料充分分散，其中不能夠有分散不開(kāi)的粒、團(tuán)，建筑防水涂料檔次較低，質(zhì)量也不夠穩(wěn)定，未形成系列產(chǎn)品，且品種和質(zhì)量方面差距較大。所以開(kāi)發(fā)研制新得施工工具有重要的意義。例如采用雙噴頭或多噴頭噴槍, 能使涂料與胎體增強(qiáng)材料或固化劑等進(jìn)行混合噴涂, 不但可以加快涂膜固化速度、增加涂膜強(qiáng)度和便于控制涂膜厚度, 而且可以大大增加施工進(jìn)度、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展, 防水涂料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是一些防水涂料還存在諸多問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，防水涂料產(chǎn)品功能和性能將不斷提高，環(huán)保型防水涂料將得到推廣應(yīng)用，新的防水涂料施工工具、施工機(jī)械將得到有效利用，施工技術(shù)水平、施工工藝水平將得到大幅提升，建筑工程的防水防滲將得到可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]廣夏.淺議我國(guó)建筑防水涂料[J].建筑工作信息，2013，（8）.

[2]沈春林，蘇立榮，李芳等.建筑防水涂料[J].化學(xué)工業(yè)，2013，（16）.