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高分子材料的优势范文1
关键词:热分析技术;高分子材料;技术作用;技术应用
高分子材料是一种具有较高稳定性的材料,可以被应用到很多产品制作当中,要想进一步得知高分子材料的物理性质和温度关系,就必须使用更具针对性的技术对其进行分析,热分析技术就是一种能够分析材料物理性质和温度关系线性变化的技术,它的应用将进一步帮助人们更好的了解高分子材料的性质,提升高分子材料的性能。在本文当中,笔者将对热分析技术的概念和应用领域进行分析,进一步促进高分子材料的研发水平。
1 热分析技术及其应用领域简介
1.1 热分析技术简介
热分析技术利用一定的程序控制分析对象的温度,并对分析对象的物理性质进行观察和研究,最终得出温度变化与分析对象物理性质之间的关系。材料的研发对应着一定的社会需求,那么被研发出来之后,它具体能够被应用到哪些领域,这就需要对材料进行客观全面的分析,作为其中一个项目,了解材料物质性质和温度之间的关系对于确立材料的应用层面是十分重要的。例如材料的光学特性、机械性质、声学性质等等,决定了材料是否能够被用于高温环境、机械高压环境、噪音隔离等各种不同的环境当中。通过热分析技术对材料的物理性质进行确定之后,就可以得知该材料适合用于什么样的环境。
1.2 热分析技术的应用领域简介
热分析技术将物质置于不同的温度环境,对其化学改变和物力改变进行分析,最终得出其与温度之间的关系,这些分析结果和数据将对材料的应用产生很大的影响。总体来讲,热分析技术可以被引用到下述领域当中:
(1)分析材料的性能和结构,并对相关产品的生产进行质量检测,重点检测产品物理性能是否合格。
(2)为生物材料以及分子生物学研究提供提理论分析工具。
(3)应用于各种动力学和热力学研究,为其提供快捷有效的研究技术。应用范围广、样品用量比较少。
(4)完善对物质的研究层面,帮助全方位了解物质的性能和特点,是一种化学研究和热化学研究的新技术。
(5)建立关于各类物质的热分析曲线图,帮助人们准确确立物质的性质。
2 热分析技术在高分子材料研究与分析当中的具体应用
2.1 高分子材料当中的差热分析法应用
所谓热差分析,就是将两种物质置于同样的温度变化环境下,由一定的程序执行温度变化控制,分析温度环境变化下物质温度的差值变化,保证物质在持续升温或者降温的环境下不会出现放热、吸热现象,以此展开对物质热效应现象的技术检测和技术分析。热差分析技术可以对玻璃等高分子材料进行降解或者熔融,分析高分子材料的温度变化特征。其技术优势在于可以对高分子材料进行较为全面的分析,且应用领域较为广泛。其缺陷在于不能对物质进行时点吸热,且对物质放热速度的测量达不到精确度要求,因而这种技术形态在定量测量技术性能的建构层面依然存在着极其明显的局限性,给有关技术研究事业的深入_展创造了较为充分的发展空间。
2.2 高分子材料中热机械分析法的应用
热机械分析法已经被用于测试塑料制品的性质,尤其是各个技术发展步伐较快的国家。热机械分析技术的最大优势在于能够准确科学的分析出塑料类高分子材料的机械性能、应力松弛和软化点,非常适用于塑料产品的质检测试。
首先来讲,材料的机械性能分析师极为重要的,以塑料制品为例,其机械性能直接决定了高分子塑料产品具备的性能、所能承受的应用环境等。利用热机械分析法对材料进行机械性能分析,能够帮助技术人员确定材料可以被应用的环境,拓展相关产品的研发层次和空间,对高分子材料受热断裂技术临界温度实施精确测量。其次,该技术该可以应用于分析高分子材料的膨胀性能,例如陶瓷、金属类材料,这类材料要制成产品,通常需要进行升温处理,而后实施成型加工,升温环境下,就会涉及到材料膨胀问题,利用热机械分析法可以分析不同温度条件下材料的膨胀性能,并得出二者之间的变化规律,它对于升级优化材料的机械性能、压制材料的膨胀性能是十分有利的。
2.3 高分子材料研究中热重法的应用
热重法主要分析材料质量、温度和时间三者之间的关系,帮助人们得出材料在不同环境下的使用寿命,提高相关产品应用的安全性、稳定性。首先来说,它可以应用分析高分子材料的组分,得出材料内部组成成分及其含量;其次,该技术可以精确的测定出高分子材料中具有的挥发性成分,以此来评定材料在不同温度和时间下的质量变化,帮助人们调节材料生产过程,减少材料中挥发性物质的含量,提高高分子材料的稳定性。
3 结束语
未来,随着高分子材料的进一步研发,热分析技术还将得到更为广泛的应用,领域内还会不断的对热分析技术的缺点进行优化,提高其应用层面。
参考文献
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高分子材料的优势范文2
关键词:液晶 液晶高分子 应用
中图分类号:TN15 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)004-031-01
1 引言
液晶高分子材料是在一定条件下可以液晶态存在的高分子所加工制成的材料,较高分子量和液晶有序的有机结合使液晶高分子材料具有一些优异的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的强度和模量,或具有很小的热膨胀系数,或具有优良的电光性质等等。研究和开发液晶高分子材料,不仅可以提供新的高性能材料从而促使技术的进步和新技术的产生,同时可以促进高分子化学、高分子物理学、高分子加工以及高分子应用等领域的发展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意义。
2 液晶高分子材料的发展
液晶高分子存在于自然界很多物质中,像是生物体中的纤维素、多肽、核酸、蛋白质、细胞及细胞膜等都存在液晶态。液晶的原理首先在1888年由奥地利植物学家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh,Chem,9,421,1888)提出,之后,德国科学家O,Lehamann验证了液晶的各向异性,他建议将其命名为Fliess,endekrystalle,在英语中也就是液晶(Liquid Crystal或简化为LC)。19世纪60年代,人们发现聚对苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中,和聚对苯二甲酰对本二胺溶解在浓硫酸中,都可以形成向列型液晶(根据分子排列的形式和有序性不同,液晶有三种不同的结构类型:近晶型、向列型和胆甾型。向列型液晶只保留着固体的一维有序性,具有较好的流动性)。刚性分子链在溶液中伸展,当其浓度达到临界浓度时由于部分刚性分子聚集在一起形成有序排列的微区结构,使溶液由各向同性向各向异性转变,由此形成了液晶。随即,美国杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纤维PPTA(聚对苯二甲酰对苯二胺),标志着液晶高分子研究工业化发展的开始。到70~80年代,出现了诸如Xydar(美国Dartin公司,1984年),Vectra(美国Calanese公司,1985年)等一系列商用型热致液晶,液晶高分子材料逐渐开始推广。发展至今,液晶这一形态已经成为一个相当大的物质家族,其商业用途多达几百种,例如日常生活中所用的液晶显示手表、计算器、笔记本电脑和高清晰的彩色电视等都已商品化,使得显示技术领域发生重大的革命性变化。
液晶高分子的一系列不同寻常的性质已经得到了广泛的实际应用,其中大家最为熟悉的就是上面说到的液晶显示技术,它是应用向列型液晶的灵敏的电响应特性和优秀的光学特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夹在两块导电的玻璃板之间,在施加适当电压的点上变得不透明,因此当电压以某种图形的形式加到液晶薄膜上就产生了图像。这一原理等同于学生日常学习使用的计算器,在通电时液晶分子排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时分子排列混乱,阻止光线通过,因而显示出所要计算的数字。液晶显示器件最大的优点在于耗电低,可以实现微型化和超薄化。与小分子液晶材料相比,液晶高分子在图形显示方面的应用前景在于利用其优点开发大面积、平面、超薄型、直接沉积在控制电极表面的显示器,具有相当大的优势。
液晶高分子还可以利用其热,光效应来实现光存储。首先将存储介质制成透光的液晶态晶体,这时测试的光完全透过,证明没有信息记录;当用一束激光照射存储介质时,局部温度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔体,分子失去有序性:激光消失后,液晶高分子凝结成不透光的固体,信号被记录下来。此时如果再照射测试光,将仅有部分光透过,记录的信息在室温下永久保存。这同目前常用的存储介质――光盘相比,其对信息的存储依靠记忆材料内部的特性变化使得液晶高分子存储材料的可靠性更高,而且不用担心灰尘和表面的划伤对存储数据的影响,更适合于重要数据的长期保存。
此外,将刚性高分子溶液的液晶体系所具有的流变学特性应用于纤维加工过程中,已创造出一种新的纺丝技术――液晶纺丝,这种新技术使纤维的力学性能提高了两倍以上,获得了高强度、高模量、综合性能优越的纤维。由于刚性高分子溶液形成的液晶体系具有高浓度、低粘度和低切变速率下高度取向的流变学特性,因此采用液晶纺丝便顺利地解决了高浓度溶液必然伴随着高粘度的问题。同时,由于液晶分子的取向,纺丝时可以在较低的牵伸条件下就获得较高的取向度,避免纤维在高倍拉伸时产生应力和受到损伤。这样所得的高性能纤维可用于制造防弹衣、缆和特种复合材料等。
3 液晶高分子材料的应用
液晶高分子材料不仅在化学、物理方面得到了广泛的应用,其在生物医学方面的应用也是不可小视的。由于在电、磁、光、热、力等条件变化时,液晶高分子将发生显著的变化,使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透过量和选择性。因此,利用溶致性液晶(根据液晶形成条件的不同液晶态物质又可分为“热致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型过程,如形成层状结构,再进行交联固化成膜,可以制备具有部分类似功能的膜材料。脂质体是液晶高分子在溶液中形成的一种聚集态,这种微胶囊最重要的应用就是作为定点释放和缓释药物的使用。微胶囊中包裹的药物随体液到达病变点后被酶作用破裂释放出药物,达到定点释放药物的目的。
如前所述,作为新兴的功能材料,液晶高分子材料具有很多突出的优点。随着人们对它不断的研究,液晶高分子材料会逐步代替目前使用的部分金属和非金属材料。液晶高分子材料作为一种较新的高分子材料,人们对它的认识还不充分,但在不远的将来,液晶高分子材料的应用一定会越来越广泛。对人类的生存和发展做出新的贡献。
参考文献:
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高分子材料的优势范文3
关键词: 机车; 齿轮箱; 高分子材料; 动态结构; 成型过程; 模态; 模流
中图分类号: TQ320;U260文献标志码: B
Abstract: To solve the problems of gear box crack and leakage of locomotive, a new polymer material gear box is designed to meet the usage requirements. By the simulation technology on mode and mold molding, the dynamical structure and forming process are analyzed for the gear box, the natural characteristics, forming technology and warp deformation are emphatically studied to find out the weak part of structural strength, the hardest forming part and the assembly part affected by serious deformation. The results can provide reference for the improvement of gear box design.
Key words: locomotive; gear box; polymer material; dynamical structure; forming process; modal analysis; mold flow
引言
在正常工作状态下,机车齿轮箱运行环境恶劣,需承受轨道不平顺引起的高频振动和冲击载荷以及齿轮啮合引起的异常振动等,这些因素可能引起齿轮箱裂纹和腐蚀漏油等一系列故障.[1]为彻底解决齿轮箱问题,提出采用高分子材料齿轮箱代替金属齿轮箱的设想,设计一款全新的满足性能要求的齿轮箱.与金属齿轮箱相比,高分子材料齿轮箱具有许多显著优点:高分子材料比金属材料密度小,因此采用高分子材料齿轮箱可以大幅减轻齿轮箱质量,实现轻量化目的,减少因振动引起的断裂现象发生;高分子材料齿轮箱采用成熟的注塑成型工艺,可以实现一次成型,从而规避金属焊接结构缺陷,减少因焊接缺陷引起的裂纹;高分子材料本身性能优异,在硬度、刚度和耐腐蚀性等方面优于金属材料.[2]
CAE技术在降低设计开发成本、缩短产品开发周期和提高产品质量等方面发挥着重要的作用.伴随企业自主开发能力的提升,CAE技术的应用将更加广泛和直接.模态和模流仿真技术分别是针对产品动态特性和成型工艺特性进行分析的CAE技术,本文借助这2种技术对设计的新型高分子齿轮箱进行分析,为齿轮箱的改进设计提供参考.
1新材料齿轮箱几何结构
某机车齿轮箱为薄壁钢板焊接结构,材质为Q235A.改进后的新材料齿轮箱采用PA6+GF50(尼龙6+50%长玻纤).尼龙材料以其优良的耐高温、耐油、耐化学腐蚀和高拉伸强度等性能,越来越受到青睐,改性尼龙产品以其更加优越的性能,在一些特殊领域的应用日益广泛.[3]
新设计的高分子材料齿轮箱整体壁厚为4 mm,上下箱对接部位为6 mm,安装孔处壁厚为10 mm.为满足齿轮箱使用性能要求,挡油环安装部位和油液观察窗采用PU发泡条与轴承静态密封.上箱体设计有吊耳和呼吸孔,组合形成呼吸空腔,同时起方便吊装的作用;下箱设计有加油口和卸油口.高分子材料齿轮箱几何结构见图1.
3模流仿真
模流仿真技术是针对高分子材料成型过程的计算机仿真分析技术.借助该技术可以预测产品成型过程中的缺陷.本文重点研究高分子材料齿轮箱工艺成型性和翘曲变形程度,预测产品成型困难部位和变形严重影响装配的部位,为产品结构优化设计提供改进意见.
结论
(1)相比于原金属材料齿轮箱,高分子材料齿轮箱在一体成型和轻量化方面具有显著优势,具有一定的应用价值.
(2)通过模态仿真分析计算得知,高分子材料齿轮箱振动强烈部位出现在挡油环安装部位和加油口处,在结构改进设计过程中应加强刚度薄弱环节,进行刚度的合理布置和平衡,尽可能提高齿轮箱的总体刚度,以提高齿轮箱模态频率、降低振动响应.
(3)通过模流仿真分析计算得知,高分子材料齿轮箱成型工艺性良好,不会出现短射现象,但翘曲变形严重,影响上下箱的安装效果.翘曲严重部位主要出现在加油口处,结构改进设计过程中应在满足产品使用效能的前提下对该部位做适当的补强.
(4)用模态仿真分析技术和模流仿真分析技术分别分析产品的结构和成型过程,借助CAE分析技术可大大缩短产品开发周期,规避开发风险.
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高分子材料的优势范文4
关键词: 应用型高分子材料与工程专业 人才培养模式 实施途径
随着科学技术的迅猛发展,材料、能源和信息已被公认为科技发展的三大支柱。作为社会发展的物质基础,材料的发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志之一。高分子材料与工程专业作为材料科学与工程学科下的分支学科,在过去20年的时间里得到了飞速发展。高分子材料应用的日趋普及,使得社会对高分子材料与工程专业的人才需求日益迫切。培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。为了满足这一需求,高分子材料与工程专业应实施“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,大力提高学生的科研创新应用能力。
一、社会发展急需工程应用型人才
人才培养模式涉及的一个重要问题是培养什么样的人。中国是世界上最大的高分子化纤生产国,化纤工业正在实现由“数量型”向“技术型”的战略转变,使化纤主要常规品种具备国际竞争能力,在一些重要高新技术纤维品种上取得产业化成果。
目前,我国高分子化纤材料工业随着数量的增加和规模的扩大正由数量型向效益型转变,行业发展的速度远远高于化纤人才的培养速度。据调研统计,化纤企业的专业人才数量不到职工总数的5%,有的甚至不到1%,存在专业人才严重匮乏的现象。同时还发现,由于化纤新技术、新设备、新产品的不断出现,企业原有的专业人才不能完全跟上行业的发展,急需更新人才。
二、应用型高分子材料与工程专业人才培养的基本原则
1.更新教学理念,明确培养目标。
面向未来的教学改革需要前瞻性的教学理念和现代化的教学思想。这些教学理念包括从重视知识传授向重视能力培养转变;从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研相结合的教育模式转变;从标准化培养模式向个性化培养模式转变;从维持性学习向创新性学习转变[1,2]。
应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以市场需求和就业为导向,以课程建设为核心,以实践教学为重点,培养在高分子材料与工程专业领域具有丰富的理论知识,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等领域从事科技开发、工艺设计及经营管理等方面工作,具有创新精神及实践能力的高素质创新型高级技术人才,更好地为地方经济建设服务。
2.重视能力培养,实施素质教育。
提高学生的综合素质可以通过选修课、专题讲座、社会实践,以及在专业教育中融入人文精神、工程环境背景等多种形式,从而加强对学生思想道德素质、文化素质、业务素质、身心素质和获取知识、运用知识、创新知识的能力等方面的培养。
3.强化基础训练,拓宽专业口径。
强化基础、拓宽专业口径是培养学生适应能力的有效途径。强化基础,一是在基础理论和技能上进行面上拓宽,加强要求,使学生对基础知识掌握更牢固,知识结构更加合理;二是将专业基础课拓宽到新的专业目录的专业口径,为新专业的各个专业方向提供广阔的发展空间。拓宽专业口径,不是将专业课程的名称加以改变,而是将专业主干课程认真整合,构建新的专业课程体系。
4.优化课程体系,整合课程内容。
课程体系与教学内容是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和能力的主要因素,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点[3]。要进行课程重组,减少课程内容重复,做好课程之间的衔接,逐步深入;建立大工程观念下的新型课程体系,重视各相关学科知识内容的融合、渗透和时间安排上的协调,做到课程综合化、系统化。
二、应用型高分子材料与工程专业人才培养模式的实施途径
1.实施“平台式”教学。
本着工程应用型人才培养要主动适应用人单位的实际需要,要面向基层、面向生产第一线的原则,在加强通识教育的基础上,强调提升学生的综合素质,强化学生的专业实践能力和动手能力的培养。新的教学模式设置了三个教学平台,即理论教学平台、实践教学平台、第二课堂素质教育平台,以达到学生适应社会、适应行业和充分发展个性空间的目的。
“理论教学平台”包括学科基础课程、专业知识能力课程、专业能力拓展课程,初步形成学院、学科、专业、职业兴趣四级理论课程体系;“实践教学平台”包括学科基础实验教学和模拟仿真企业生产的工程实践教学两部分;“第二课堂素质教育平台”则包括学院公共选修课、课外素质教育及社会实践三部分,作为第一课堂的补充和延伸,拓展学生个性发展的空间[4]。
2.以实践教学改革为重点,提升学生工程实践能力。
高分子材料与工程专业有着不同于其他学科的显著特点,它是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出的一般规律,运用科学分析方法探索这一规律内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,经过实践理论再实践的循序渐进过程向前发展的学科。在该领域的科学研究中,实验是分析问题、解决问题的主要手段,每一理论、发明的诞生都是在实验中孕育、培养出来的。针对上述学科特点,专业教研组在制定本科教学培养计划时,要有意识地加强实践教学环节课时比重,培养学生的创新意识、创新能力和实践能力。
高分子专业教学实践分为认识实习、专业基础实验教学、专业实验、生产实习、课程设计、毕业实习和毕业教学环节等实践教学部分。在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验室科研活动,注重培养学生的动手能力和科研能力[5]。
在毕业教学环节实践中结合教师科研项目,选择学科前沿或与企业合作开发的课题进行毕业论文选题,结合工厂实际进行毕业设计,可使学生获得良好的科研能力培养,有效地促进学生动手能力,提高学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。
3.以市场需求为导向,积极探索“订单式”人才培养模式。
在教学改革上,注重人才培养与市场需求相结合,积极开展“订单式”培养模式。此举不仅能为企业发展量身定做工程实际应用型人才,而且能够提前将学生“预售”出去。同时,企业还可以根据实际情况,为“订单式”培养学生提供奖学金、贫困助学金等费用,解决经济困难学生的求学、就业等问题。
4.理论联系实际,注重培养创新能力。
要强化学生的操作技能,培养综合素质和创新能力,进一步提高学生在社会大环境中的竞争能力,关键是建立与企业同步发展的规范的实训环境。要充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力[6]。实习基地可以完成学生的认识实习和生产实习任务和多项工艺实验。学生通过这些实践环节能加深对书本理论知识的理解和应用,同时也了解了本行业发展趋势和存在的问题,这对于学生踏入工作岗位和继续深造都是大有裨益的。
5.加强师资队伍建设。
为适应素质教育的教学改革需要,办好高等教育质量工程建设,教师的知识更新与自身素质的提高是非常重要的。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。因此学校需要不断引进高水平科技人才,提高本专业教师队伍的科研能力和科技创新能力。同时,还要注重青年教师的培养,指定有丰富教学经验的老教授对新进教师进行“传、帮、带”教学指导,使新进教师的授课水平快速提高,从而有效地将行业发展动态与理论授课相结合,最大限度地激发学生的科研兴趣,拓宽学生的专业知识面。
三、结语
高分子材料的发展极其迅速,每年都会有许多新材料、新技术、新工艺不断涌现,而教育教学改革随着社会的发展也是永无止境的。如何加强高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养,提高高等教育的办学质量和人才培养质量,是21世纪高等教育面临的挑战,必须引起高度重视。但是,如果一味追求应用而忽略科研创新能力的培养,所培养出来的人才就不是社会需要的高级人才。所以在重视应用的同时,还要注意科研创新能力的培养,即提倡一种“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,才能够适应当代社会经济发展需要。
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高分子材料的优势范文5
关键词:生物医学材料;生物相容性;应用现状;发展前景
引言
生物医学材料是一种毒副作用较小,生物相容性比较好的具有特殊性能和特殊功能的一种医用材料,它对人的生命,组织器官是无害的。它的发展是以提升人类卫生健康水品,疾病治疗,医疗保健为目的一种生物材料。生物医学材料主要以生物高分子材料,生物陶瓷材料,生物医学复合材料及生物金属材料和生物医学衍生材料为主。现如今生物医学而材料已经广泛应用于医学领域和科研领域。
一、生物医学材料的分类
1、医用高分子材料
所谓生物医学材料领域中发展最好的领域,医用高分子材料自改革开放以来就发展非常迅速,现如今医用高分子材料已经研究出了许多性能量好,应用广泛的制成品。医用高分子材料有很大的便利之处是原材料比较容易获取,加工制成品比较简单,而且研究发现人体大部分组织器官的软组织部位,比如血管,呼吸道等都是由高分子材料构成,这一特点使得医用高分子材料的应用越来越受到人们的重视。
2、生物陶瓷材料
生物陶瓷材料也可以因为其化学组成而被叫做生物无机非金属材料,它也是具有大部分生物医学材料共有的生物特性,它是一种具有很好的生物相容性,与医用高分子材料相比生物陶瓷材料化学性质极其稳定。从性能上来讲,生物陶瓷材料与生物体具有高度亲和性,毒副作用非常小,也很少与生物体产生免疫排斥反应。由于生物陶瓷材料的这些良好特性,近年来也逐渐被研究开发,现已经普遍受到关注。生物陶瓷材料可以分为惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每类生物陶瓷材料都逐渐被广泛利用。
3、医用金属材料
生物金属材料顾名思义具有很强的机械强度,因为这种材料的组成主要是金属或者合金,它的化学组成决定了此种材料具有很好的抗疲劳特性。钛合金和钴合金就是被广泛使用在临床上为人所熟知的医用类金属材料,另外还有不锈钢。它们三者常作为植入材料,主要运用于骨和牙等硬组织的替换。比较常用在临床上的是贵重金属例如金,银和铂,当然一些常见材料比如铁、镁及铜等都有应用于临床试验上,只是这些金属的生物特性不是很好,因此尚未受到专家认可。
4、生物医学复合材料
生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料混合而成,比如现运用于临床的一些生物传感器就是由高分子材料结合生物高分子形成的。另外,人工骨头也可以有碳和钛复合而成。
5、生物医学衍生材料
生物医学衍生材料是将生物组织进行特殊处理形成的,虽然它已经不具有生物活性,但是由于它有着天然生物相同的构型因而在人体修复和替换的过程中成功率比较高。
二、生物医学材料的应用现状
生物医学材料作为一项发展迅速的高新技术产业,它的发展已经受到全世界的普遍关注。现如今随着分子材料和人造器官的广泛使用,生物医学材料交叉着诸多学科成为创新材料的重要组成部分。生物医学材料的运用虽然在亚洲地区发展较快,但目前还主要在经济发达国家具有竞争优势。发达国家现已逐步形成生物材料工业体系,创新材料制成产品比较多,每年的销售额也非常巨大,甚至可以达到药物市场的销售额。目前,主要的生物材料产品中具有代表性的有:人工器官、人工关节、人工股骨头都是运用生物医学材料来替代的。
三、生物医学材料的发展前景
生物医学材料作为新技术革命中高新技术产业,将成为国民经济发展的一个重要驱动力。就我国而言,人口众多、人口老龄化、交通拥挤及卫生医疗状况需要改善的国情来讲,人们在生活水平不断提高的同时对医疗保健的要求越来越高,同时对行业创新的提升具有迫切需求。生物医学材料工业体系解决了众多疾病难题,促进了医疗水平和提高了疾病治疗成功率。现如今,国家已经充分认识生物医学材料的V大发展前景,并投入大量资金用于技术研究、仿制到创新。在全区,如今生物医学材料的发展已经能够与汽车行业在经济发展中的地位相比,销售市场和销售额大幅度扩增。
四、结语
综上所述,生物医学材料具有如此强大的经济竞争实力,具有极大的发展前景。我国这场新技术革命中不仅面临国内设施条件的制约,而且被发达国家的材料工业体系所发展的巨大市场所冲击着。我国争取在新技术革命中能够占一席之地,必须加大对生物材料的研究和运用,从仿制到创新,加强知识产权的保护的同时也要积极向发达国家学习,迅速转化成产业成果,重点突破,追踪生物材料的前沿,形成竞争优势。在国家的重点关注和支持的情况下,生物医学材料这种高新技术产业即将在中国迅猛发展。
[参考文献]
[1]何天白,胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京:化学工业出版社,2001.95~98.
[2]冯凌云,陈晓明.生物陶瓷材料的生物学性能评价[J].武汉工业大学学报,1998,(18).
高分子材料的优势范文6
关键词:生态化工;环境友好;高分子材料;化工产业布局
中图分类号:F061.3 X3 文献标识码:A文章编号:1673-0992(2011)04-0018-01
近年来随着我国改革开放的不断深入,国内市场的国际化发展进程加快,化学工业繁荣与环境污染的矛盾日趋突出,环境保护问题给我省化工行业的发展带来严峻的挑战。保护与改善人类赖以生存的环境是世界各国共同的课题。实现可持续发展,是当今世界发展的主流。所谓“可持续发展”,是指经济发展既能满足当代人们的需要,又不危及后代的需要,即“经济发展必须与环境保护相协调”。 可持续的发展是科学发展观的基本内容,其内涵概括为“坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展。可持续发展,就是促进人与自然的和谐,实现经济发展和人口、资源、环境相协调,坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,保证一代接一代地永续发展。全面落实科学发展观,实现可持续发展是摆在广大化工建设者面前的重要任务。
一、我省化工行业发展及环保工作现状
化学工业与国民经济各领域及人民生活密切相关,是国民经济的基础产业之一。我省化学工业经过多年的发展,已经形成了门类齐全、品种配套、基本可满足国内需要的化学工业体系。大型煤制甲醇及醋酸、节能型尿素、联碱、高压法三聚氰胺、尼龙化工等产品技术水平国内领先。河南煤化、中平能化、洛阳石化等大型企业集团具有相当产业规模,心连心化肥、安棚碱矿、昊华宇航等行业骨干企业规模和竞争力明显提高,为我省化工产业进一步发展奠定了良好基础。
我省在为国民经济发展做出了重要贡献的同时,化学工业的各项污染也名列前茅,环境影响严重,节能减排压力加大。河南化工行业的平均能耗较高,为减少对环境的污染,化工行业做了大量的工作,取得了明显成效。尤其是在国家治理污染、限制污染排放量、达标排放的活动中,我省在集中力量治污方面取得了很大成绩。但限于历史原因和现有经济条件,化工企业的污染现状仍然相当严重,治理污染的任务仍然十分繁重。深入研究开发新型环境友好高分子材料,进一步加强化工环保工作对建设生态河南有着重要的作用和影响。化工行业治理“三废”污染,实现省政府提出的“生态省建设”目标,建立我省化学工业以低消耗、无污染或少污染、高产出、循环型为特征的生态工业,具有重要意义。
二、 全面建设“生态化工”的对策和措施
2012年我省的化工环保目标是,化学工业单位工业增加值能耗下降15%,废水、二氧化硫、粉尘等污染物排放降低8%。主要产品综合能耗进一步降低,合成氨综合能耗小于1.6吨标煤/吨氨,甲醇综合能耗低于1.8吨标煤/吨甲醇,烧碱综合能耗低于500公斤标煤/吨烧碱(以30%计)。为实现上述目标,建设生态化工应采取如下措施:
(一 )调整全省化工生产布局
建设生态化工是我省化学工业实施可持续发展战略的根本要求,是实现化工和社会、资源、环境协调发展,主动适应全球经济社会发展趋势和提高综合竞争力的需要。生态化工是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型进化型化学工业,它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合使物质和能量多级利用、高效产出或持续利用。发展生态工业是化学工业走向新型工业化的必由之路。
以往,河南省化工企业布局分散,导致投入产出比小、环境压力大。而集中起来,就能形成关联和互补,解决传统工业的弊端,实现发展方式的转变。《河南省化工产业调整振兴规划》中指出要依托大型企业和重点产业集聚区,大力推进与国内外大型企业的战略合作,加快重大基地建设;形成骨干企业为主体、产业基地为支撑、资源优势得到充分发挥的产业格局,进一步增强化工产业在全省经济发展中的支撑地位。坚持产业链式发展,提高可持续发展能力。按照上下游衔接关系,完善优化产业链条,提升产业竞争力和抗风险能力。大力发展循环经济,强力推进节能减排,加强资源合理循环和梯级使用,切实提高资源利用效率。
(二)推行清洁生产工艺
清洁生产是指采用先进的工艺技术与设备、不断采取改进设计、改善管理、综合利用清洁的能源和原料等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。化工清洁生产涉及两个全过程控制:生产全过程和产品使用全过程,即利用无废生产技术,实现生产零排放或减少排放;在产品使用过程中,也不对环境造成破坏。
(三)重视源治理是实现与环境协调发展的主渠道
重视源治理是实现与环境协调发展的主渠道,目前高分子材料的开发应沿着:a、减量化-减少材料的用量;b、资源化-可回收利用;c、无害化-可环境消纳;d、清洁化-可进行清洁生产;e、节能化-降低成型能耗等五个方面努力,为了达到上述目的,我们必须大力研究和利用相关行业的纳米技术、原位复合技术、反应型挤出技术、动态硫化技术、超临界回收技术、辐射技术、降解技术、矿物深加工技术等。由此可见,高分子材料的研究开发、产业化应围绕着开发特种功能的高分子材料,目的在于使材料环境友好,减缓对地环生物圈的不利影响。
三、环境友好型高分子材料开发是建设“生态化工”的重要课题
传统的材料研究、开发与生产往往过多的追求良好的使用性能,而对材料的生产、使用和废弃过程中需消耗大量的能源和资源,并造成严重的环境污染,危害人类生存的严峻事实重视不够。 环境友好型高分子材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的,是国内外材料科学与工程研究发展的必然趋势。
随着高分子材料的快速发展及其应用领域的不断扩展,高分子材料已成为社会发展和人类生活不可缺少的组成部分,为国民经济的发展起到重要的作用。然而,它同时通过生产和使用的每一个步骤(如加工、使用、回收和遗弃等)对环境产生各种各样的压力和负担。因此,近年来越来越重视发展环境友好的高分子材料。广义上讲,具有耐用、好的价格性能比、易于清洁生产、可回收利用、可环境消纳等性能的高分子材料,都应属于环境友好材料研究开发和推广的范畴。环境友好型高分子材料是指在生产、使用、废弃过程中均不会对环境造成不可逆转的损害的材料,即具有高性价比、易于回收利用、采用节能环保方式生产、废弃后在环境中完全降解,对自然环境、人类、生物圈无害或相对危害较小的材料,均称为环境友好型材料。