導(dǎo)語：如何才能寫好一篇有機(jī)高分子材料的應(yīng)用，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

關(guān)鍵詞：高分子材料；阻燃方法；研究與分析

前言

高分子材料的燃燒要滿足兩個(gè)條件，一個(gè)是適宜的溫度，一個(gè)是分解出的可燃物的濃度，由此可見，要想阻止高分子材料燃燒就要從這兩個(gè)方面著手，只要能有效的提高高分子材料的阻燃性，就能夠拉動(dòng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展。文章將針對高分子材料的阻燃方法進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 高分子材料的阻燃方法

1.1 通過在高分子材料中加入阻燃劑實(shí)現(xiàn)阻燃

通過在高分子材料中嫁娶阻燃劑實(shí)現(xiàn)阻燃的方法是目前我國應(yīng)用最為廣泛的阻燃方式，利用阻燃劑與高分子材料分解出來的可燃物之間的結(jié)合，來實(shí)現(xiàn)提高高分子材料阻燃性能的目的，這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是它的成本比較低，而且在對不同的高分子材料的阻燃劑調(diào)整上面也比較的靈活，是一種經(jīng)濟(jì)適用的高分子材料阻燃方法，與此同時(shí)，這種方式也存在一定的弊端，技術(shù)添加的阻燃劑中的元素可能會與高分子材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響高分子材料的性能[1]。因此，在阻燃劑的選擇上面一定要非常的慎重，要在不影響高分子材料或者是影響較小的前提下，加入合適的阻燃劑來阻止高分子材料的燃燒。

1.2 通過與高分子材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行阻燃

化學(xué)反應(yīng)一直是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，可能你改變了其中的一個(gè)分子機(jī)構(gòu)就會產(chǎn)生不一樣的效果。高分子材料的化學(xué)反應(yīng)阻燃就是使用了這種方法，將某種元素通過化學(xué)反應(yīng)接入或者替換高分子材料的化學(xué)鏈中，在不影響高分子材料的性能的前提下，改變高分子材料的性能，將高分子材料從可燃性極強(qiáng)轉(zhuǎn)變到具有阻燃性能的高分子材料。能夠?qū)崿F(xiàn)高分子材料阻燃性的元素有很多，像是硼、硅、金屬原子等都可以做到。

1.3 通過改變高分子材料表面的阻燃性能來實(shí)現(xiàn)阻燃

通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)高分子材料的阻燃主要是通過將某種元素接入或者替換高分子材料的化學(xué)鏈上，可能會影響高分子材料的性能，但是改變高分子表面材料的阻燃性能就不一樣了，同樣也是采用專業(yè)的技術(shù)將元素接入或者替換，但是這種方式?jīng)]有將元素接入到高分子材料的主鏈上，而是只對高分子材料的表面進(jìn)行改進(jìn)，這樣就不會影響到高分子材料的性能的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了對于高分子材料的阻燃，避免了阻燃劑以及化學(xué)反應(yīng)給高分子材料性能上帶來的影響[2]。但是這種方法也存在一定的弊端，就是在它的操作過程非常的復(fù)雜，在時(shí)間上耗費(fèi)也比較久，而且在資金成本上面也非常的昂貴，因此在實(shí)際生產(chǎn)中并不適用。由此可見，我國的專家學(xué)者還需要對于高分子材料的阻燃性能不斷的研究。

1.4 將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起

為了加強(qiáng)高分子材料的阻燃性，我們可以將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起，這種方式不僅有效的阻止了高分子材料的燃燒，在持續(xù)的時(shí)間上也是非常的長久的，在實(shí)際的應(yīng)用中可以說是效果最好的高分子材料的阻燃方法[3]。另外，這種將高分子材料與阻燃性能好的高分子材料合成在一起的方式在保護(hù)高分子材料的性能上也有也有很大的幫助，避免了阻燃劑等給高分子材料帶來的負(fù)面影響。

1.5 采用納米科技的方式來實(shí)現(xiàn)高分子材料的阻燃

隨著時(shí)代的不斷變化，我國的科學(xué)技術(shù)也在不斷的提高，近幾年來，我國在納米科技方面也有著廣泛的應(yīng)用，高分子材料的阻燃就是其中一項(xiàng)，采用納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)高分子材料的阻燃可以說是為我國的科學(xué)事業(yè)開辟了一條全新的道路。通過納米技術(shù)進(jìn)入到高分子材料的內(nèi)部，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列的改造工作，將普通的高分子材料改造成阻燃性能比較強(qiáng)的高分子材料，極大的降低了危險(xiǎn)的發(fā)生[4]。使用納米技術(shù)來改變高分子材料的阻燃性能的方法雖然很好，但是在資金成本上的耗費(fèi)也是非常的巨大的，因此，截止到目前為止，納米技術(shù)的方法還是在研究階段，實(shí)際的生產(chǎn)中的應(yīng)用是非常少的。

1.6 對高分子材料采取兩種或兩種以上的阻燃方式

對高分子材料采取兩種或者使兩種以上的阻燃方式，來進(jìn)行高分子材料的阻燃主要是為了要滿足各方面的要求，既能夠不改變高分子材料的性能或者是將高分子材料的性能改變降到最低，又能保證高分子材料的阻燃性能，可以說是一個(gè)一舉兩得的方法，在我國很多企業(yè)的建設(shè)中都有實(shí)際的應(yīng)用，這種方法為高分子材料的阻燃提供了一個(gè)多重的保障。

2 結(jié)束語

綜上分析可知，高分子材料的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了我國的各行各業(yè)，甚至在人民群眾的日常生活中也有高分子材料的廣泛應(yīng)用，為了保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展，以及人民生活不受到影響，就要積極的對高分子材料的阻燃性能進(jìn)行分析，找到最有效解決高分子材料燃燒的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]井蒙蒙，劉繼純，劉翠云，等.高分子材料的阻燃方法[J].中國塑料，2012，2：13-19.

[2]徐懌，曹 .高分子材料的阻燃技術(shù)探討[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011，1：48-50.

[3]程買增，曾幸榮，李偉明，等.阻燃性有機(jī)硅高分子材料的研究進(jìn)展[J].有機(jī)硅材料，2003，6：21-25+46.

篇2

關(guān)鍵詞：高分子材料可降解生物

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對人類及環(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。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(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。

一、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

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

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

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

二、生物可降解高分子材料的類型

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

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

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

2.4摻合型

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

三、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

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

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對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?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

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

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

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

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

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

四、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

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

參考文獻(xiàn)：

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1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

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

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

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

2、生物可降解高分子材料的類型

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

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

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

2.4摻合型

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

3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

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

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對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?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

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

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

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

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

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

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

生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

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

2、生物可降解高分子材料的類型

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

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產(chǎn)的“Biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

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

2.4摻合型

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

3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

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

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對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?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

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

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

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

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

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

4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

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

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：交通；高分子材料；工程應(yīng)用；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0139-02

一、前言

交通擁堵已成為世界主要國家存在的交通主要問題。為解決交通擁堵和提高客運(yùn)運(yùn)輸能力他們正在尋求新的交通政策和解決辦法，其中最重要方法就是發(fā)展軌道交通。因?yàn)檐壍澜煌ň哂羞\(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點(diǎn)，主要包括干線鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通系統(tǒng)。預(yù)計(jì)到2020年，我國城市化水平將超過50%，城市軌道交通累計(jì)營業(yè)里程將達(dá)到7395千米。發(fā)展軌道交通，必須要克服車輛的走行性能、輕量化、集電性能、環(huán)保、空氣力學(xué)以及其他諸如改善車內(nèi)環(huán)境、提高乘車舒適度、提高耐候性和耐火性等方面的技術(shù)，而車輛的輕量化在解決其他各項(xiàng)技術(shù)方面起著至關(guān)重要性，高速列車的輕量化必須大量采用高分子材料及復(fù)合材料。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度以及易成型等特點(diǎn)的集結(jié)構(gòu)功能一體化的新型高分子材料，尤其是高分子復(fù)合材料越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代軌道交通領(lǐng)域。

另外，隨著軌道交通的發(fā)展，尤其是鐵路的提速，噪音污染對于人類的威脅也越來越大，甚至危及生命，因此，控制振動(dòng)、降低噪音已成為急需解決的重大問題。在眾多的阻尼防噪材料中，其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更為突出。高分子材料阻尼特性一直以來是一項(xiàng)重要的研究課題，同時(shí)高阻尼聚合物也是目前發(fā)展高性能減震降噪材料的重點(diǎn)發(fā)展方向。因?yàn)楦叻肿硬牧暇哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）利用其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化區(qū)的粘性阻尼部分，將機(jī)械能或聲能部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芤萆⒌簦ㄟ^阻尼制振降低車廂結(jié)構(gòu)共振區(qū)的振動(dòng)，從而減小車內(nèi)噪聲。（2）利用小分子和極性高聚物之間會形成可逆的氫鍵，氫鍵在振動(dòng)下會不斷斷裂和形成新鍵，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。（3）將不同的阻尼材料交替層狀排列，利用多層雜化材料疊加來有效地拓寬材料的有效阻尼溫域，通過控制復(fù)合材料的層狀結(jié)構(gòu)和數(shù)量將可獲得更高阻尼值。這些特性是其他材料無法達(dá)到的。發(fā)展高分子交通材料對于發(fā)展交通具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中國，開設(shè)具有交通特色的高分子材料專業(yè)，培養(yǎng)更多掌握高分子材料的基本知識和應(yīng)用技術(shù)的人才具有劃時(shí)代的意義。

二、高分子專業(yè)特色

作為以交通為特色的一所大學(xué)，專業(yè)設(shè)置必須具有交通的特點(diǎn)。學(xué)校在“十三五”規(guī)劃中，就明顯地突出了交通的特色，確立了學(xué)校的發(fā)展目標(biāo)，將其定為“以交通為特色，軌道為核心”發(fā)展理念，而且強(qiáng)調(diào)其他所有的專業(yè)建設(shè)必須緊緊圍繞著這個(gè)目標(biāo)，包括學(xué)科建設(shè)和人才引進(jìn)。作為與軌道交通有著非常緊密聯(lián)系的高分子材料專業(yè)更要凸現(xiàn)交通特色。我們在專業(yè)建設(shè)方面緊緊圍繞交通的特色，包括本科的課程設(shè)置、學(xué)科專業(yè)方向和人才引進(jìn)。在課程設(shè)置方面我們更多地注重學(xué)生的實(shí)際能力的培養(yǎng)，以軌道交通為靶向，為交通運(yùn)輸行業(yè)提供掌握高分子材料基礎(chǔ)知識和實(shí)際應(yīng)用人才。在學(xué)科建設(shè)方面首先以高分子材料基礎(chǔ)理論建立學(xué)科平臺，尤其是碩士學(xué)位碩士點(diǎn)，目前，該專業(yè)有專材料科學(xué)與工程和化學(xué)兩個(gè)一級碩士學(xué)位碩士點(diǎn)來支撐；其次，按照學(xué)校的發(fā)展定位凝練學(xué)科特色，突出交通，以教授為學(xué)科帶頭人，形成專業(yè)團(tuán)隊(duì)，在高分子材料與工程專業(yè)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）根據(jù)聚合物的流變學(xué)原理，利用共混的手段，將兩種或多種聚合物進(jìn)行共混改性，以改善單一高分子材料性能，獲得更加廣泛的交通應(yīng)用材料。同時(shí)通過改性可獲得較窄的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以形成寬溫域、寬頻率阻尼高分子材料。（2）利用接枝共聚的化學(xué)方法，將具有一種較長鏈段或帶有功能基團(tuán)的單體接枝到聚合物主鏈上，使聚合物能形成多個(gè)側(cè)鏈或者交聯(lián)，獲得新型功能通材料；同時(shí)還可以通過改性使側(cè)鏈與側(cè)鏈之間產(chǎn)生糾纏，實(shí)現(xiàn)阻尼增強(qiáng)的效果。（3）運(yùn)用復(fù)合的方式，選擇一種較強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度和較高損耗因子聚合物，通過與一些補(bǔ)強(qiáng)材料或添加第二相粒子，以形成各類具有高性能的復(fù)合材料，同時(shí)達(dá)到應(yīng)用的需要。（4）利用有機(jī)硅獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其兼?zhèn)淞藷o機(jī)材料與有機(jī)材料的性能，即具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，制備硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷。這類材料應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，而且形成了化工新材料界獨(dú)樹一幟的重要產(chǎn)品體系。

三、高分子專業(yè)培養(yǎng)模式

1.明確交通特色的培養(yǎng)目標(biāo)。在科技發(fā)展的今天，材料已成為三大支柱產(chǎn)業(yè)（材料、能源、信息）之一，材料的發(fā)展水平已作為評價(jià)一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高分子材料與工程是材料科學(xué)與工程的一個(gè)分支，它在實(shí)際生活中得到廣泛的應(yīng)用。另外，高分子材料易于改性，賦予新功能性，這就使得高分子材料的應(yīng)用進(jìn)一步拓展。社會更加急需掌握高分子材料與工程理論知識和專業(yè)技能的專業(yè)人才。作為工科性質(zhì)的大學(xué)，培養(yǎng)具有一定的實(shí)際操作能力，能以理論指導(dǎo)實(shí)踐、應(yīng)用于實(shí)踐，服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高分子材料與工程專業(yè)技術(shù)人才是十分重要的責(zé)任。而作為交通特色的大學(xué)，高分子材料專業(yè)人才的培養(yǎng)必須適應(yīng)當(dāng)今軌道交通的需求，專業(yè)培養(yǎng)模式應(yīng)該是“強(qiáng)化基礎(chǔ)，注重交通，突出創(chuàng)新”。

2.以科學(xué)研究強(qiáng)化專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵。專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵主要包括課程設(shè)置、教材建設(shè)和師資隊(duì)伍等內(nèi)涵建設(shè)。課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)最直接的體現(xiàn)，是形成人才知識結(jié)構(gòu)和提高能力的主要來源，是提高人才培養(yǎng)素質(zhì)的核心，也是教學(xué)改革的重點(diǎn)。根據(jù)我們高分子專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，合理地設(shè)置課程，才能高效地促進(jìn)專業(yè)發(fā)展，在此，我們按照三個(gè)模塊來進(jìn)行選擇和設(shè)置課程，基礎(chǔ)理論模塊按照國家教資委的要求設(shè)置基礎(chǔ)理論課程，選擇“十二五”規(guī)劃或獲獎(jiǎng)教材，系統(tǒng)傳授基礎(chǔ)理論課程，在大一和大二上完成基礎(chǔ)理論課程，為專業(yè)基礎(chǔ)理論及專業(yè)研究方向提供理論指導(dǎo)；專業(yè)基礎(chǔ)模塊體現(xiàn)高分子專業(yè)特色設(shè)置課程，選擇豐富經(jīng)驗(yàn)的教師授課，尤其具有專業(yè)特長高級職稱教師，在高分子專業(yè)上傳授高分子專業(yè)基礎(chǔ)課；專業(yè)方向模塊突出交通特色，發(fā)揮專業(yè)研究方向的優(yōu)勢讓學(xué)生有選擇性進(jìn)入不同方向的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)的導(dǎo)師必須具有行業(yè)經(jīng)歷，尤其在專業(yè)方向上進(jìn)行過專業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，承擔(dān)過或正在承擔(dān)企業(yè)項(xiàng)目，在校內(nèi)進(jìn)行專業(yè)方向模塊訓(xùn)練，這樣可以做到形式不單一，課程內(nèi)容不重復(fù)。在豐富教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，又加強(qiáng)了師資隊(duì)伍的建設(shè)。

3.以實(shí)踐教學(xué)促進(jìn)專業(yè)建設(shè)。高分子材料與工程專業(yè)與大部分工科專業(yè)有著相同的特點(diǎn)，重視工程實(shí)踐，該專業(yè)是在大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來的，運(yùn)用科學(xué)分析方法探索其內(nèi)在的作用機(jī)理，采用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)理論與模型計(jì)算歸納形成理論體系，并在理論指導(dǎo)下，將科學(xué)研究應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，使理論體系進(jìn)一步得以檢驗(yàn)并逐步完善，實(shí)際上高分子專業(yè)形成過程是經(jīng)過實(shí)踐到理論再實(shí)踐的發(fā)展過程。針對這一特點(diǎn)，我們在設(shè)置課程的同時(shí)有意側(cè)重實(shí)踐課程教學(xué)，尤其是交通特色的高分子材料實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生在交通領(lǐng)域具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

高分子專業(yè)教學(xué)實(shí)踐分為校內(nèi)和校外實(shí)踐。在校內(nèi)主要包括專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬實(shí)踐和畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)等實(shí)踐教學(xué)部分。而在校外主要包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。校內(nèi)實(shí)踐是校外實(shí)踐的基礎(chǔ)，相互銜接，在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要積極有效地開展研究型、設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間參加開放實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研能力。校外實(shí)踐注重實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，形成良性互動(dòng)，學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中得到鍛煉，企業(yè)在學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人才，能為企業(yè)使用，學(xué)校提高了聲譽(yù)，企業(yè)也大大地降低了生產(chǎn)成本，兩個(gè)實(shí)踐模式的有效結(jié)合，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，為今后從事本專業(yè)研究與生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。此外，我們還探索了一條校企合作培養(yǎng)的模式，在學(xué)生和企業(yè)中產(chǎn)生很好的效應(yīng)。也就是利用畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，將有意愿到企業(yè)就業(yè)的同學(xué)以企業(yè)工程師為導(dǎo)師，在企業(yè)中完成畢設(shè)，打破了原來學(xué)生必須在學(xué)校的導(dǎo)師指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的模式。

四、結(jié)語

高分子材料應(yīng)用非常廣泛，從國家發(fā)展規(guī)劃就不難發(fā)現(xiàn)，在“十三五”規(guī)劃中，新材料就已經(jīng)成為重大科技項(xiàng)目之一，為在新材料、新技術(shù)、新工藝方面有重大突破，就需要更多更優(yōu)秀的材料從事者。尤其是軌道交通輕量化的發(fā)展，對于材料的要求就越來越高，特別是高分子材料和復(fù)合材料，因?yàn)樗麄兙哂蟹浅ｏ@著的優(yōu)勢。這就要求高等教育必須培養(yǎng)更多掌握高分子交通材料的優(yōu)秀人才，因此，改革高分子材料與工程專業(yè)的教育教學(xué)，使之適應(yīng)當(dāng)今軌道交通發(fā)展。教學(xué)改革必須更加注重高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)、辦學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。提倡一種“強(qiáng)化基礎(chǔ)，注重交通，突出創(chuàng)新”的培養(yǎng)模式，以適合當(dāng)代軌道交通發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)；協(xié)同創(chuàng)新；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；建設(shè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）33-013-01

高分子化學(xué)主要包括高分子化學(xué)、高分子物理以及高分子工藝。高分子化學(xué)主要就是研究高分子化合物合成、化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)、加工成型以及應(yīng)用等方面的一門綜合性學(xué)科。

一、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

霍夫曼和庫特爾在1909年第一次提出C5H8的熱聚合專利。一年后1910年海利斯和麥休斯用鈉實(shí)驗(yàn)，也得到同樣的結(jié)果C5H8。長期以來，人們對高分子物質(zhì)研究也取得了一定的成果。有機(jī)化學(xué)家畢克斯在1920年的《關(guān)于聚合反應(yīng)》一文中，明確提出，成為環(huán)狀化合物和成為共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的長鏈高分子化合根本不是一回事。在1922年，發(fā)現(xiàn)橡膠“溶液”仍然具有膠體性質(zhì)。又于1924年明確提出了天然橡膠分子是高分子量的大分子，同時(shí)，將其溶于任何物得到的膠體和小分子結(jié)合得來的膠體不一樣。分別在1926年和1928年，斯本先、多爾（1926）以及施道丁格（1928）同樣認(rèn)為纖維素分子可以從一個(gè)晶胞長入另一個(gè)晶胞而成為直鏈形狀，而施道丁格并進(jìn)一步提出，纖維素和橡膠分子的晶胞的大小或晶體的大小與線形高分子的長度無關(guān)，之后又在1930年，更進(jìn)一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之間的關(guān)系，從而引起了定量測定高分子分子量的興起。1932年，施丁格發(fā)表了一部關(guān)于高分子有機(jī)化合物的總結(jié)性論著，標(biāo)志高分子化學(xué)的建立。在此之后，高分子化學(xué)理論迅速發(fā)展，高分子工業(yè)也蓬勃興起。尤其是1949年之后高分子化學(xué)的系統(tǒng)研究大規(guī)模地開展起來。

二、協(xié)同創(chuàng)新影響下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)

在新形勢下，科學(xué)技術(shù)正在不斷發(fā)展，高分子材料也被廣泛應(yīng)用，這為基于協(xié)同創(chuàng)新的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了可能，加強(qiáng)了其與其他科之間的聯(lián)系，進(jìn)行了一系列的綜合性以及創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)。

1、有機(jī)結(jié)合高分子化學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)

由于高分子材料合成后是要對分子量和其分布量測定的，同時(shí)，對于高分子的乳液、溶液鎳都也要進(jìn)行測定，所以必須做到有機(jī)結(jié)合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)和高分子物理實(shí)驗(yàn)。通過對高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安排，完成這些必要性能的測定。

2、結(jié)合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)和食品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生學(xué)會思考、探索，將知識結(jié)合到實(shí)踐中，學(xué)會解決問題，是以獲得的豐富經(jīng)驗(yàn)。就如環(huán)氧丙烷交聯(lián)淀粉的制備，考慮它的應(yīng)用范圍，它屬于一種粘稠劑，之前還做過食品添加劑，但是，它不符合《食品安全法》，其里面含有一定的氯元素的毒。因此學(xué)生對食品添加劑中高分子材料的應(yīng)用作了研究，為保證聚合物的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行做了保證，同時(shí)，也讓學(xué)生掌握了這種食物添加劑的檢測辦法。

3、結(jié)合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)與藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)

隨著新型人才培養(yǎng)的需要，我們結(jié)合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)與藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)并且在實(shí)驗(yàn)中心增設(shè)了藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)室。如高分子材料中的羧甲基纖維素鈉就是藥劑學(xué)常用的一種，我們同時(shí)也做過很多羧甲基纖維素鈉方面的合成實(shí)驗(yàn)，甚至在最后得到一種混懸型液體藥劑。這種藥及對一些皮膚炎癥（濕疹、蕁麻疹以及丘疹等）效果十分好。

4、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合固體廢棄物處置

隨著社會的進(jìn)步，人們生活水平也有逐步提高，但是白色污染也日益困擾這我們，因此我們對這些高分子材料的廢物回收工作必須加以重視，比如生活中最常見的，我們喝過的礦泉水瓶，它們都是聚對苯二甲酸乙二醇酯的，為此我們必須重視對這種高分子材料的礦泉水瓶進(jìn)行回收，同時(shí)思考解決方案（乙二醇降解法），對其加以回收再利用。

5、協(xié)同創(chuàng)新影響下的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)和水處理技術(shù)的結(jié)合

自2004年起，環(huán)境工程方面的水處理實(shí)驗(yàn)室就已開始運(yùn)行，并將高分子材料運(yùn)用在其中。為此，我們還專門開設(shè)聚苯胺的制備和它對鉻離子吸附性進(jìn)行研究。第一步，用溶液法制備聚苯胺；第二步，把制好的聚苯胺放在有鉻離子的水質(zhì)中；第三步，通過單因素分析實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：PH值對鉻離子的吸附性影響很大。特別是PH值等于3時(shí)，去除率是最大的。通過實(shí)驗(yàn)，讓我們認(rèn)識到高分子材料對環(huán)境和水質(zhì)方面的影響，為保護(hù)環(huán)境做了巨大貢獻(xiàn)。

6、結(jié)合高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)和塑料成型工藝

由于新型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，我們必須加強(qiáng)對學(xué)校中實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)，對學(xué)生接觸塑料成型工藝一高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合到一起講授，對學(xué)生開拓視野以及提高學(xué)習(xí)興趣有很大影響，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對此的了解。

綜上所述，結(jié)合多門科學(xué)對高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)意義十分重大，為此，我們在《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中，增加了其與其它學(xué)科的緊密聯(lián)系，保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全面性、創(chuàng)新性以及導(dǎo)向性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李青山，徐明雙.微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)與思維創(chuàng)新教育[J].大學(xué)化學(xué)，2010（12）.

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目前，高分子材料的應(yīng)用范圍很廣，像水處理，廢氣處理，噪聲處理中都能用到。(1)水處理及污泥處理中的絮凝劑目前，在處理污水以及污泥脫水中，國內(nèi)外的慣例是使用絮凝劑有無機(jī)鹽類、無機(jī)高分子及有機(jī)合成高分子絮凝劑。使用者普遍看中的是無機(jī)絮凝劑價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但是使用過程中鐵鹽出水帶色，會對設(shè)備造成腐蝕。而有機(jī)絮凝劑性能穩(wěn)定，運(yùn)用在架橋上時(shí)吸附能力強(qiáng)，而且其官能團(tuán)多，絮凝效果好，使用范圍廣。投藥量相對于無機(jī)混凝劑的投藥量少，約為1/10。(2)離子交換樹酯所謂離子交換樹酯，其物理特性為不溶于水，具有多孔性的固體物質(zhì)。它能從溶液中吸取特定的陽離子和陰離子，同時(shí)釋放出相同電荷符號的離子做等量交換，融入溶液本身。合成高分子的離子交換樹酯在水的處理中主要用于水的軟化，在處理工業(yè)廢水時(shí)，主要是去除和回收廢水中的重金屬離子。當(dāng)然離子交換劑中的天然沸石、人造沸石、硫化煤這三種在高分子材料產(chǎn)量的上升，廢棄物也隨著增加，其環(huán)境污染也日益成為一個(gè)很大的社會性問題。

2高分子材料使用后廢棄物產(chǎn)生的污染

由于目前科技水平的不斷增長，無論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是新興產(chǎn)業(yè)對高分子材料的需求都在持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年世界高分子材料達(dá)16.3億噸。在改革開放的短短幾十年時(shí)間里我國使用塑料的速度正在不斷增長，而且目前增長速度已經(jīng)躍居世界第一。高分子材料在使用過程中會產(chǎn)生廢棄物污染，廢棄物對土壤、海洋、湖泊河流及田野都會造成污染。固體廢棄物塑料不容易腐爛，漂浮在水面影響水質(zhì)也影響美觀；若是掩埋進(jìn)土壤，則會影響土質(zhì)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響；若過多置于海洋、湖泊，則會危及海洋生物的生命，食物鏈也會有缺失；城市過度焚燒，影響大氣質(zhì)量。高分子廢棄物主要是由包裝材料、塑料膜、管材、建筑材料等產(chǎn)生的廢棄物。其中包裝材料在塑料應(yīng)用中占據(jù)很大比例。諸如發(fā)泡塑料餐具、一次性塑料袋等包裝塑料在塑料應(yīng)用中占據(jù)很大比例，由此帶來的環(huán)境污染也非常巨大。聚苯乙烯和聚乙烯是生產(chǎn)發(fā)泡塑料餐具和塑料袋的原材料，但是，聚苯乙烯和聚乙烯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難降解，而且容易漂浮，極易對環(huán)境造成污染，俗稱“白色污染”。其次是塑料膜和塑料管材。在塑料地膜剛剛研發(fā)時(shí)期，由于其能達(dá)到增產(chǎn)增收的效果，被譽(yù)為是一場“白色革命”。但十幾年的時(shí)間，地膜使用率大大運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，無疑成為“白色污染”的元兇。

3廢棄高分子材料的治理

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高分子材料：以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料，高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，由千百個(gè)原子彼此以共價(jià)鍵結(jié)合形成相對分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數(shù)目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價(jià)鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時(shí)，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網(wǎng)狀時(shí)，這種高分子由于一般都不是平面結(jié)構(gòu)而是立體結(jié)構(gòu)，所以也叫體型高分子。

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

一、生活中常見的高分子材料——塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應(yīng)聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)性穩(wěn)定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導(dǎo)熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；⑧多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優(yōu)點(diǎn)1、大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸、堿反應(yīng)。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質(zhì)輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點(diǎn)1、回收利用廢棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結(jié)構(gòu)基本有兩種類型：第一種是線型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結(jié)構(gòu)（包括支鏈結(jié)構(gòu)）高聚物由于有獨(dú)立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨(dú)立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。塑料的應(yīng)用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂?shù)男赂拍罨谕该黛`活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個(gè)的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發(fā)的原型總共配備了四個(gè)靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨(dú)打開和關(guān)閉。導(dǎo)軌用于連接薄板部件，形成一個(gè)牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個(gè)同樣透明的管子沿車頂結(jié)構(gòu)中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調(diào)節(jié)折疊薄板。這樣可以形成三維立體結(jié)構(gòu)，組件比平坦的薄板更加牢固。同時(shí)也大大降低了單個(gè)組件的數(shù)量。

二、生活中常見的高分子材料——纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機(jī)溶劑。是植物細(xì)胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機(jī)物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機(jī)化合物。它是植物骨架和細(xì)胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結(jié)構(gòu)：纖維素是一種復(fù)雜的多糖，分子中含有約幾千個(gè)單糖單元，即幾千個(gè)（C6H10O5）；相對分子質(zhì)量從幾十萬至百萬；屬于天然有機(jī)高分子化合物；纖維素結(jié)構(gòu)與淀粉不同，故性質(zhì)有差異。

纖維素的性能：纖維素不溶于水和乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，能溶于銅氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和銅乙二胺 ［NH2CH2CH2NH2］Cu（OH）2溶液等。水可使纖維素發(fā)生有限溶脹，某些酸、堿和鹽的水溶液可滲入纖維結(jié)晶區(qū)，產(chǎn)生無限溶脹，使纖維素溶解。纖維素加熱到約150℃時(shí)不發(fā)生顯著變化 ，超過這溫度會由于脫水而逐漸焦化。纖維素與較濃的無機(jī)酸起水解作用生成葡萄糖等，與較濃的苛性堿溶液作用生成堿纖維素，與強(qiáng)氧化劑作用生成氧化纖維素。

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（一）知識脈絡(luò)

本節(jié)教材在學(xué)生學(xué)習(xí)了淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等天然有機(jī)高分子化合物之后，很自然地過渡到學(xué)習(xí)合成有機(jī)高分子化合物，首先介紹有機(jī)高分子化合物的相對分子質(zhì)量，然后初淺地以聚乙烯、聚氯乙烯為例介紹有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)，合成高分子化合物在溶劑中的溶解和在不同溫度時(shí)的性能變化等性質(zhì)是與合成高分子化合物的科學(xué)研究及生產(chǎn)加工密切相關(guān)的；最后簡單介紹了常見高分子塑料、橡膠、纖維中某些有代表性的品種。

（二）知識框架

（三）新教材的主要特點(diǎn)：

新教材依然保持緊密聯(lián)系實(shí)際和新的化學(xué)知識從生活和生產(chǎn)實(shí)際切入的風(fēng)格，也注意了緊密聯(lián)系學(xué)生已學(xué)過的知識如烯烴的加成反應(yīng)、羧酸的酯化反應(yīng)等，以幫助他們理解高分子化合物的性質(zhì)、正確書寫重要高聚物加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式，復(fù)習(xí)鞏固已學(xué)的有機(jī)化學(xué)知識，也為他們選擇后續(xù)的選修模塊“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”奠定必要基礎(chǔ)。

二．教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能目標(biāo)

1.引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用，學(xué)會書寫重要加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式，了解合成高分子化合物的主要類別及其在生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技發(fā)展中的廣泛應(yīng)用。

2.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)識由塑料廢棄物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途徑和方法，培養(yǎng)他們的綠色化學(xué)思想和環(huán)境意識，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

3.通過多樣化的學(xué)習(xí)活動(dòng)（自主檢索、收集、分類比較、展示等）使學(xué)生了解塑料、合成橡膠、合成纖維的主要品種以及它們的原料來源與石油化工、煤化工的密切聯(lián)系，同時(shí)提高他們的學(xué)習(xí)能力，豐富他們的學(xué)習(xí)方式。

（二）過程與方法目標(biāo)

1.讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實(shí)物，課堂上采用互動(dòng)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究有機(jī)合成材料的組成、性能的興趣。。

2、通過“遷移•應(yīng)用”、“交流•研討”、“活動(dòng)•探究”等活動(dòng)，提高學(xué)生分析、聯(lián)想、類比、遷移以及概括的能力。

（四）情感態(tài)度與價(jià)值觀目的

1、通過“遷移•應(yīng)用”、“交流•研討”、“活動(dòng)•探究”活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生探索未知知識的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣。

2.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和認(rèn)識由塑料廢棄物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途徑和方法，培養(yǎng)他們的綠色化學(xué)思想和環(huán)境意識，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

（一）知識上重點(diǎn)、難點(diǎn)

重要高聚物的加聚反應(yīng)及其化學(xué)方程式

（三）方法上重點(diǎn)、難點(diǎn)

有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系的理解

四、教學(xué)準(zhǔn)備

（十二）學(xué)生準(zhǔn)備

1.課前讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實(shí)物。

2.收集有關(guān)廢棄塑料造成的白色污染、危害及其防治方法的資料。

（十三）教師準(zhǔn)備

教學(xué)媒體、課件；準(zhǔn)備“活動(dòng)•探究”實(shí)驗(yàn)用品。

五、教學(xué)方法

問題激疑、實(shí)驗(yàn)探究、交流討論、

六、課時(shí)安排

3課時(shí)

七、教學(xué)過程

第一課時(shí)

【引入】人類的生產(chǎn)和生活離不開各種各樣的材料，請同學(xué)們根據(jù)自己收集的資料結(jié)合已有的知識對材料進(jìn)行分類。

【點(diǎn)評】課前讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實(shí)物，課堂上采用互動(dòng)式教學(xué)。

【交流、投影】

無機(jī)非金屬材料（如：晶體硅、硅酸鹽材料等）

無機(jī)材料

無機(jī)金屬材料（包括金屬和合金）

材料天然有機(jī)高分子材料（如：棉花、羊毛、蠶絲、天然橡膠等）

有機(jī)材料合成有機(jī)高分子材料（如：塑料、涂料、合成纖維、合成橡膠等）

新型有機(jī)高分子材料（如：高分子分離膜等）

【聯(lián)想、質(zhì)疑】在日常生活中，你一定接觸過許多塑料、合成橡膠、合成纖維制品。你能舉例說明嗎？它們是什么原料制造的？它們具有哪些優(yōu)于天然材料的性能？

【點(diǎn)評】通過回憶生活中的常識激發(fā)學(xué)生探究有機(jī)合成材料的組成、性能的興趣。

【練習(xí)】計(jì)算葡萄糖和硬脂酸甘油酯的相對分子質(zhì)量。

【質(zhì)疑】經(jīng)計(jì)算，它們的相對分子質(zhì)量分別為180和890。數(shù)值已經(jīng)不小，但是，我們?nèi)苑Q它們?yōu)榈头肿踊衔?，簡稱小分子；那么，什么是高分子化合物或高分子呢？

【講述】如果有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量達(dá)到幾萬到幾百萬，我們就稱它們?yōu)橛袡C(jī)高分子化合物，簡稱高分子或聚合物。像以前所學(xué)過的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)都屬于有機(jī)高分子化合物。有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)呢？

【引題、板書】一、有機(jī)高分子化合物

1.有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

【講述】有機(jī)高分子化合物雖然相對分子質(zhì)量很大，但是它們的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，通常是由簡單的結(jié)構(gòu)單元連接而成的，例如，聚乙烯是由結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的，聚氯乙烯是由結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接

而成的，其中的n表示結(jié)構(gòu)單元重復(fù)的次數(shù)。

【投影講述】高分子中的結(jié)構(gòu)單元連接成長鏈，這就是通常所說的高分子的線型結(jié)構(gòu)。具有線型結(jié)構(gòu)的高分子，可以不帶支鏈，也可以帶支鏈。高分子鏈上如果有能起反應(yīng)的原子或原子團(tuán)，當(dāng)這些原子或原子團(tuán)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，高分子鏈之間將形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生一定的交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這就是高分子的體型結(jié)構(gòu)。

【過渡】由于有機(jī)高分子化合物的相對分子質(zhì)量大及其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，因而使它們具有與小分子不同的一些性質(zhì)。

【活動(dòng)、探究】將教材的“觀察•思考”涉及的實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（2～4人一組）。

1.從廢舊輪胎上刮下的一些橡膠粉末約0.5g放入試管中，加入5mL汽油，觀察粉末能否溶解。

2.取內(nèi)徑比實(shí)驗(yàn)室用導(dǎo)氣膠管外徑稍大的試管，膠管與試管等長。向試管中加入少量汽油后，將膠管插入試管，再用滴管向膠管內(nèi)孔中滴滿汽油，稍侯，可見膠管伸長。

3.取一小塊聚乙烯塑料碎片，用酒精燈加熱直至熔化時(shí)停止加熱，等冷卻后再加熱，反復(fù)幾次后點(diǎn)燃，觀察變化的全過程。

【交流、討論、板書】2.有機(jī)高分子化合物的主要性質(zhì)

⑴溶解性：難溶于水，在有機(jī)溶劑中也只能溶脹并極緩慢。

⑵熱塑性和熱固性

⑶電絕緣性

⑷不耐高溫易燃燒

【講述】聚乙烯塑料受熱到一定溫度范圍時(shí)，開始變軟，直到熔化成流動(dòng)的液體。冷卻后又變?yōu)楣腆w。加熱后又熔化，這種現(xiàn)象就是線型高分子的熱塑性。有些體型高分子一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化，因而具有熱固性，如酚醛樹脂。高分子化合物中的原子是以共價(jià)鍵結(jié)合的，因此它們一般不導(dǎo)電。

【小結(jié)】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，正因?yàn)橛袡C(jī)高分子化合物有以上的主要性質(zhì)，決定了高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要作用。

作業(yè)：探究活動(dòng)：學(xué)生分為若干小組通過去圖書館、上網(wǎng)查閱資料探究以下問題：

1．我們身邊有哪些高分子化合物；

2．高分子化合物對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活有哪些重要作用；

3．了解高分子化合物的新發(fā)展，例如可導(dǎo)電的高分子材料、可降解塑料等。

并動(dòng)員學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識回答下列問題：

1．為什么聚乙烯塑料涼鞋破裂可以熱補(bǔ)，而電木插座不能熱修補(bǔ)。

2．裝苯的試劑瓶不能用普通的膠塞的原因。

3．家貿(mào)市場上出售的香油的膠塞為什么要用玻璃紙包起來，如果不包起來會出現(xiàn)什么后果。

第二課時(shí)

【聯(lián)想、質(zhì)疑】現(xiàn)在，人們在日常生活中經(jīng)常與塑料打交道，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)也大量使用塑料。那么，究竟什么是塑料？它們是怎樣制成的？

【講述】塑料的主要成分是被稱為合成樹脂的有機(jī)高分子化合物。例如，聚乙烯就是生產(chǎn)聚乙烯塑料的合成樹脂。聚乙烯是以石油化工產(chǎn)品乙烯為原料，在適宜的溫度、壓強(qiáng)和引發(fā)劑存在的條件下發(fā)生反應(yīng)而制得的。反應(yīng)時(shí)，乙烯分子中碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵斷裂，然后相互兩兩加成而聚成含n個(gè)結(jié)構(gòu)單元的相對分子質(zhì)量達(dá)幾萬以上的聚乙烯樹脂。

【板書】二、塑料

【講述】講述聚合反應(yīng)和加聚反應(yīng)的概念。

【講述、投影】塑料與合成樹脂

⑴塑料是由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料、防老劑等添加劑組成的。

⑵樹脂是指還沒有跟各種添加劑混合的高聚物。

⑶有些塑料基本上是由合成樹脂所組成的，不含或少含其它添加劑，如有機(jī)玻璃等。

【遷移、應(yīng)用】氯乙烯、苯乙烯、四氟乙烯在引發(fā)劑作用下經(jīng)過聚合反應(yīng)所得聚合物都是重要的合成樹脂。⑴它們?yōu)槭裁春鸵蚁┮粯?，也能發(fā)生加聚反應(yīng)？⑵寫出化學(xué)反應(yīng)式。

【交流、討論】組織學(xué)生交流討論聚合反應(yīng)的書寫技巧，尤其苯乙烯的聚合反應(yīng)，可以適當(dāng)點(diǎn)撥：將苯基（—C6H5）當(dāng)作支鏈，使雙鍵碳原子作為端點(diǎn)碳原子，以便于兩兩加成聚合。

【閱讀】塑料王與工程塑料ABS的用途。

【過渡】聚乙烯是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品，它有著廣泛的應(yīng)用。

【閱讀、討論】聚乙烯的性質(zhì)和用途。

【講述】塑料工業(yè)的發(fā)展，極大地提高了人們的生活質(zhì)量，但是這些結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難以分解的塑料廢棄物的急劇增加也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。全世界每年產(chǎn)生數(shù)千萬噸的廢舊塑料，比如聚乙烯、聚苯乙烯等它們聚集在海洋里、地面上、土壤中，造成白色污染。白色污染已成為困擾人類社會的一大公害。減少與消除白色污染既要全社會共同努力，從我做起，少用并及時(shí)回收、再生，也要依靠科技，生產(chǎn)可降解的塑料。

【指導(dǎo)閱讀】塑料的回收利用與可降解塑料。

作業(yè)：探究活動(dòng)：

1.收集有關(guān)廢棄塑料造成的白色污染、危害及其防治方法，在各社區(qū)進(jìn)行宣傳或提出倡議。

2.課外實(shí)驗(yàn)，參照教材第97頁動(dòng)手實(shí)踐的方法進(jìn)行廢舊塑料裂解得燃?xì)馀c燃油的實(shí)驗(yàn)。

3.收集橡膠制品的圖片

第三課時(shí)

【引題】今天我們討論第二大合成材料合成橡膠。

三、合成橡膠

【展示】展示課前同學(xué)們收集的橡膠制品的圖片。

【交流、研討】結(jié)合你已有的知識和生活常識思考：

1.橡膠的特性是什么？由此決定著它有哪些用途？

2.根據(jù)來源和組成不同，常用的橡膠有哪幾種？

【講述】構(gòu)成橡膠的高分子鏈在無外力作用時(shí)呈卷曲狀，而且有柔性，受外力時(shí)可伸直，但取消外力后又可恢復(fù)原狀，因此橡膠是具有高彈性的高分子化合物。根據(jù)來源和組成不同，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠往往具有高彈性、絕緣性以及耐油、耐酸堿、耐高溫或低溫等特性，因此具有廣泛的應(yīng)用。

【講述】順丁橡膠是化學(xué)家們最早模擬天然橡膠制得的合成橡膠，它具有較高的耐磨性，廣泛用于制造輪胎、耐寒制品及膠鞋、膠布、海綿膠等。利用工具欄講解順丁橡膠的合成，并以順丁橡膠的高分子鏈的卷曲認(rèn)識橡膠的高彈性。

【質(zhì)疑】為什么實(shí)驗(yàn)室的橡膠管在空氣中易老化？為什么盛酸的試劑瓶要用玻璃塞？

【過渡】常用的橡膠除天然橡膠、順丁橡膠外還有其它的通用橡膠。

【閱讀、講述】閱讀表3-4-1幾種常用橡膠的性能和用途，以說明當(dāng)今合成橡膠的廣泛應(yīng)用，以及“挑戰(zhàn)者”航天飛機(jī)失事的悲慘事件就是由于橡膠密封圈失靈造成的。

【過渡】接下來討論第三大合成材料合成纖維。

【交流、研討】生活中你們知道哪些是纖維制品呢？棉花、羊毛、蠶絲與錦綸、滌綸有何區(qū)別？纖維素是如何分類的？

【投影、講述】1.纖維素分類

纖維素：棉、麻

天然纖維蛋白質(zhì)：絲、毛

纖維人造纖維：人造棉、人造絲

化學(xué)纖維合成纖維：錦綸、腈綸

篇10

[論文摘要]目前，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。介紹高分子抗靜電的方法，闡明高分子材料抗靜電技術(shù)在我國的發(fā)展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時(shí)每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個(gè)帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節(jié)里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見的靜電現(xiàn)象。實(shí)際上，靜電在生物工程中有著重要的應(yīng)用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質(zhì)，其主要泄放方式為表面?zhèn)鲗?dǎo)、本體傳導(dǎo)以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面?zhèn)鲗?dǎo)為主要途徑。因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)率一般大于體積電導(dǎo)率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導(dǎo)所支配。因此，通過提高高聚物表面電導(dǎo)率或體積電導(dǎo)率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產(chǎn)生的化學(xué)添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導(dǎo)率的有效方法，而提高高聚物體積電導(dǎo)率可采用添加導(dǎo)電填料、添加抗靜電劑或與其它導(dǎo)電分子共混技術(shù)等。

（一）添加導(dǎo)電填料

這類方法通常是將各種無機(jī)導(dǎo)電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機(jī)導(dǎo)電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料共混

導(dǎo)電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成，當(dāng)在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導(dǎo)體的性質(zhì)，凡同時(shí)具備上述兩項(xiàng)性質(zhì)的材料稱為導(dǎo)電高分子材料。與金屬導(dǎo)體不同，它屬于分子導(dǎo)電物質(zhì)。根本上講，此類導(dǎo)電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩(wěn)定性差，無法直接單獨(dú)應(yīng)用，一般作導(dǎo)電填料與其它高分子基體進(jìn)行共混，制成抗靜電復(fù)合型材料，這類抗靜電高分子復(fù)合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機(jī)小分子抗靜電劑。有機(jī)小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的有機(jī)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)通式為RYx，其中R為親油基團(tuán)，x為親水基團(tuán)，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應(yīng)具有適當(dāng)?shù)钠胶馀c高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團(tuán)，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團(tuán)，此類有機(jī)小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導(dǎo)電機(jī)理無論是外涂型還是內(nèi)加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機(jī)理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導(dǎo)電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導(dǎo)電性。（3）介電常數(shù)大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數(shù)。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導(dǎo)電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產(chǎn)生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質(zhì)量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩(wěn)定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態(tài)對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經(jīng)較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細(xì)的筋狀，即層狀分散結(jié)構(gòu)，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結(jié)構(gòu)中的親水性聚合物的層狀分散狀態(tài)能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

我國許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發(fā)的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發(fā)目前多家企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產(chǎn)的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡(luò)合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發(fā)的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復(fù)合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復(fù)合物），近年來又開發(fā)出ASH系列、ASP系列和AB系列產(chǎn)品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產(chǎn)品則為有機(jī)硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環(huán)氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復(fù)合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復(fù)合而成，杭州化工研究所開發(fā)的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復(fù)合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業(yè)研究所開發(fā)的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡(luò)合物）；上海合成洗滌劑三廠開發(fā)生產(chǎn)的SH系列塑料抗靜電劑，已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，在使用效果和性能上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，部分品種可以替代進(jìn)口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結(jié)構(gòu)較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟(jì)南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復(fù)合物）等；河南大學(xué)開發(fā)的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結(jié)構(gòu)、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產(chǎn)品也是目前國內(nèi)常用的，主要用于合成纖維領(lǐng)域。

從抗靜電劑發(fā)展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產(chǎn)品，尤其是在精密的電子電氣領(lǐng)域，目前國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)利用聚合物合金化技術(shù)開發(fā)出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進(jìn)展。

三、結(jié)語

我國合成材料抗靜電劑行業(yè)發(fā)展前景較好，針對目前國內(nèi)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用與需求現(xiàn)狀，對我國合成材料抗靜電劑工業(yè)發(fā)展提出以下建議。

（一）加大新品種開發(fā)力度

近年來國外開發(fā)的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業(yè)的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應(yīng)于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內(nèi)科研院所應(yīng)根據(jù)我國合成材料制品要求，開發(fā)出多種高性能、環(huán)保無毒的抗靜電品種，并不斷強(qiáng)化應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足國內(nèi)需求。

（二）加快復(fù)合抗靜電劑和母粒的研究與生產(chǎn)

今后要加快多種結(jié)構(gòu)抗靜電劑及其他塑料助劑的復(fù)配，向適應(yīng)范圍廣、效率高、系列化、多功能、復(fù)合型等方向發(fā)展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經(jīng)成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內(nèi)開發(fā)方興未艾，國內(nèi)要加快抗靜電母粒的開發(fā)與研究，促進(jìn)我國抗靜電劑工業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]高緒珊、童儼，導(dǎo)電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業(yè)出版社，1991．148154．