前言：中文期刊網精心挑選了高分子材料的主要性能特點范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
高分子材料的主要性能特點范文1
1聚乳酸
聚乳酸(PLLA)是FDA(美國食品和藥物管理局)認可的一種可完全生物降解，對環境無污染的聚酯類高分子材料，屬于人工合成的科生物降解的熱塑性脂肪族聚酯。聚乳酸合成的主要原料是乳酸，乳酸是一類可再生的資源，而且具有無毒無刺激的特性。PLLA具有適應的生物降解特性、良好的生物相容性和可加工性，以及優良的力學強度。已廣泛應用于可吸收縫合線、藥物緩釋材料、人工血管、止血劑、外科粘合劑和骨折內固定等領域，近幾年來引起人們廣泛的關注。
1.1PLLA用于支架材料
此應用是基于組織工程的生物裝置。是為了保證人體細胞和組織的生長，從而達到理想的身體組織功能。PLLA作為一種工程支架材料，具有工程支架材料所必需的兩個條件：一是細胞生長和輸送營養所必需的孔結構；二是助于細胞生長所需要的幾何形狀和機械強度。PLLA組織工程支架最早經過在材料上培養組織細胞且不斷演變為組織和器官，在這一過程中會緩慢的降解不斷地被組織肌體所吸收。
1.2PLLA用于骨科和牙科材料
在高分子醫用材料發張起來之前，骨科的固定和牙科的填充物多數是金屬材料。比如骨科的固定多數是不銹鋼等材料，但是這些金屬材料會引發一個問題，那就是“應力屏蔽效應”造成金屬材料周圍的骨組織因為收不到引力刺激形成骨質疏松和骨退化。這種效應的原因是金屬在剛度上遠遠超過人骨，在力學性能上難以跟隨骨折的恢復情況適時調整。而聚乳酸等高分子材料在強度剛度韌性上和人體接近，而且隨著骨折的愈合會被慢慢的降解吸收，不僅發揮了良好的性能，也避免了二次手術，減輕病人的痛苦。
1.3PLLA納米纖維編織縫合線
以PLLA為原料，采用靜電紡絲和圓盤定向收集得到具有有序排列的納米纖維束，并將其編織成線，得到PLLA納米纖維縫合線。這是一種新的應用。對新型可吸收PLLA縫線的微觀形貌、血液相容性、細胞毒性進行了性能表征，并測試了其力學性能。結果表明，納米纖維在一定的圓盤轉速下表現出較好的定向性，力學性能良好。MTT實驗結果表明縫線材料無細胞毒性，且顯示出較高的增殖率，說明新型可吸收PLLA納米纖維縫線具有良好的生物相容性和安全性?？p線在溶血試驗中溶血率<5%，符合醫用材料的溶血要求。
2聚丙烯腈
丙烯腈又稱PAN，是重要的合成纖維原料，PAN含量為89%共聚物稱為腈綸，用于醫學應用中的人工血管、超濾裝置、和透析型人工腎中中空纖維的制造。用以超濾清除中大分子的物質，但是有無其是憎水性的，所以在應用中應與親水性單體共聚來改性，這個是醫用材料研究表面改改性的部分。PAN纖維經高溫碳化可以制成碳纖維，用于增強復合材料以制作假肢、假牙、人工肌腱、韌帶、牙槽骨、下頜骨以及軟骨等。此外，丙烯腈還可以和其他的聚合物形成共聚物應用于醫學的其他方面，例如腦動脈瘤加固保護劑等。PAN基的碳纖維還具有良好的吸附特性，可以用于制作吸附性人工腎，人工肝等。
3聚四氟乙烯
聚四氟乙烯主要應用于隆鼻術，他是一種惰性膨體聚合物，其內部由許多結節組成，結與結之間細小的纖維多方向立體交織在一起，形成超微多空的結構。他的主要性能如下：非極性、線性結晶聚合物，一般結晶度在55%到75%之間，有時高達94%；分子量一般為40萬到100萬之間，化學穩定性良好，耐強酸強堿強氧化劑等，甚至于耐受王水的腐蝕，對很多物質均無黏附作用。所以這種材料可以耐受反復的高溫消毒滅菌，流變性好，易于加工成型。其具體優點如下：1、性能穩定，無毒，耐高低溫，耐腐蝕；2、有海綿狀、膜狀、塊狀、片狀等不同形狀，而且容易塑形，可隨意雕成各種形狀；3、材料光滑，黏性系數摩擦系數極小，有彈性和一定的柔韌性，不易撕斷；4、內部的超微多孔結構可以允許周圍的組織血管和肉芽組織長入，從根本上避免了術后遠期發生假體活動等不良效果；5、材料具有堅實柔軟且允許組織長入的特點，隧道填充效果完美且與周圍組織緊密鑲嵌，作為隆鼻材料可以使鼻子外觀更趨于自然，形狀手感自然逼真。聚四氟乙烯在心血管系統也有很多引用，比如血管的修復，人工瓣膜的低緩，阻塞球和縫合環包布，人工肺氣體交換膜，燃供腎和人工肝的解毒罐，心血管導管引導鋼絲的表面涂層等。是在人體內如果磨損產生顆粒，對其生物相容性就會產生不利的影響。
4總結
以上我介紹了三種高分子聚合物的特性及應用，當然有的材料優點很多但在實際引用中還應考慮制造工藝以及成本問題，例如膨體聚四氟乙烯，如果在工藝上能改進，降低成本，相信可以得到廣泛引用。
參考文獻
[1]莫建民，范元濤.膨體聚四氟氯乙烯在隆鼻術中的應用[J].使用美容整形外科雜志.2002，13(6)：286-28.
[2]張靜，梅芳，蔡晴，等.牙周膜細胞在網格型與無紡型聚乳酸納米纖維支架材料上體外培養的研究比較[J].中國生物醫學工程學報，2009，28(5)：754-759.
[3]余耀庭，王深琪.生物聚合物材料[J].生物醫用材料篇.2009，12，8：12-19.
[4]劉丹巖，馬景學，曹德英，等.苦參堿聚乳酸微球的緩釋性和玻璃體腔注射的安全性研究[J].眼科研究，2010，28(1)：34-38.
高分子材料的主要性能特點范文2
【關鍵詞】風機葉片涂料類型評價標準評價方法
隨著一次能源的日益枯竭，可再生能源的發展勢在必行，其中風能是可再生能源中發展最快的清潔能源，風能有著資源豐富，發電技術成熟，建造周期短，發電效率高等多重優點，但也不免存在一些瑕疵，其中影響風機壽命最嚴重的因素就是風機葉片的腐蝕和磨損等，對于這方面國內外已化學合成多種耐磨，耐腐蝕，耐高溫的高分子化合物，那么判斷究竟那種涂層材料性能更好就需要制定一套完善科學的風機葉片涂料性能評價標準和評價體系。這樣使用者便可根據風機葉片的具體使用環境對照標準體系找出最適宜的風機葉片涂層材料，以延長風機葉片壽命，達到可再生能源發電的同時又節能環保。
一、常見風機葉片涂料類型
風機葉片涂料種類很多，目前國內國外使用最多的防護層涂料是聚氨酯。隨著風力發電機機組容量越來越大，對風機葉片涂料的綜合性能有了更高要求，近年來相繼出現了氟聚合物涂層材料、聚丙烯酸酯等相關材料。
聚氨酯材料因其有良好的耐油耐磨性、耐腐蝕性和較強的附著力，已被廣泛應用于風力發電機組葉片上。在國內，對于聚氨酯，西北永新化工股份有限公司、中海油常州涂料化工研究院等風機葉片涂料廠先后研制出了有機氟硅彈性聚氨酯脲樹脂、耐候性耐磨性強的聚氨酯固化劑、水性聚氨酯。在國外，德國的Evonik Degussa公司集合多種原料采用多種工藝合成了附著性很高的聚氨酯涂料。
氟聚合物材料是一中疏水涂料。由于風機葉片在溫度低于零攝氏度的環境下運行時，面臨葉片表面結冰粘附問題，為了保證風機能夠在這樣惡劣的環境下正常工作并且具有穩定的輸出功率，Dalili針對性的研制了的具有疏水性能的氟聚合物涂料。由于氟聚合物內部特殊的結構，使其不僅具有優良的穩定性、耐候性、耐高溫性、耐輻射性，而且還具有表面能低、疏水特性。
二、風機葉片涂料主要評價標準
為保證風機葉片長期穩定的運行，需要在風機葉片上涂一層耐磨、耐腐蝕、耐高溫的保護層，然而涂層材料性能的好壞如何評價取決于風機葉片的使用環境。
首先，風機葉片涂料需要能夠適應高溫環境，以保證不因暴曬而變質，這就需要風機葉片涂料具有很強的耐高溫性；其次，在風沙雨雪較大的天氣下，葉片在高速轉動中會受到劇烈沖刷，這就對風機葉片的耐磨性要求很高；再次，陰雨天雨水長期滯留在風機葉片表面上會引起慢性腐蝕，這就需要風機葉片涂料具有很強的耐腐蝕性。具體的評價指標例如：涂料附著力大于5MPa，轉500轉的質量損失少于20mg/500g等。當然，葉片涂料不僅可以提高風機葉片的耐高溫性、耐磨性和耐腐蝕性，還可以防止風機葉片因磨損、腐蝕而使葉片表面粗糙，致使大量泥沙停留在其表面，降低風力發電機組的發電量。
三、主要性能評價
1、耐溶劑性評價。由于分機葉片常年暴漏在室外，并且運輸、安裝、運行和維護中會與雨水、空氣、機械燃油、液壓油等接觸，這就要求風機葉片要具有良好的耐溶劑性，具體方法即將多種葉片涂層材料加工過的金屬片放入燃油、液壓油、水中浸泡一定長時間對比觀察幾種材料加工過的金屬片的變色差別。
2、耐候、耐溫疲勞性評價。目前，我國主要風電廠建造在東北西北內陸地區，白天日照時間長，晝夜溫差大，四季氣候現象明顯，而風機葉片要能在溫差變化大、溫差變化頻繁、季節交替現象明顯的環境下正常工作，故需要其葉片涂料有良好的耐候性和耐溫差疲勞性。具體做法大多是使風機葉片模型在冷熱交替的環境下變化多次，而葉片涂層材料不脫落，并且經過冷熱循環交替后，葉片涂層變色輕微、不失光澤為好。近些年，風力發電向沿海有擴展，故葉片涂料的耐鹽堿性也逐漸成為不可忽略的考慮因素。
3、耐磨性評價。由于我國風場的風力資源含泥沙大，尤其是在西北地區，氣候干燥，這會對風機葉片造成磨損。具體方法有旋轉橡膠砂輪法和落沙法等，可根據試驗后葉片涂層損失的涂層材料量或者涂層厚度來衡量其耐磨性。
參考文獻
高分子材料的主要性能特點范文3
關鍵詞： 凍害防排水電加熱保溫材料
中圖分類號：U45文獻標識碼： A
目前，在我國東北、西北及西南高海拔地區修建的隧道，運營中的隧道的凍害成為較為突出的一種病害形式，據統計，僅在我國東北和西北地區就有33座鐵路隧道運營中遭受不同程度的凍害，給運營部門帶來很大的困擾。鑒于寒區隧道遭受凍害的嚴峻形勢，本文就以集包第二雙線隧道防凍設計資料為依據，結合相關隧道科研成果，對隧道防凍技術進行分析研究。
一、工程概況
集包鐵路第二雙線位于華北地區內蒙古西部，屬于京包通道西段是我國鐵路“八縱八橫”鐵路網主骨架之一的京蘭通道的重要組成部分。該線東起烏蘭察布市，西至包頭市，途經呼和浩特市，是我國與蒙古國、俄羅斯開展經貿合作的主要運輸通道，也是蒙西地區煤炭外運和大秦鐵路相連的重要通道。全長308公里，工程于2009年4月1日開工，2012年11月30日正式開通運營。隧道共計15座，全長33.6km，包含已建成的最長隧道八蘇木隧道（8184m）。
據卓資縣氣象站氣象資料顯示，隧道所處地段年平均氣溫2.9℃，最冷月平均氣溫-15.6℃，極端最低氣溫-35.6℃，土壤最大凍結深度246cm。卓資地區冬季長而寒冷，冰凍期從頭年的11月份一直到次年的3月份，屬嚴寒地區。
圖一 卓資地區2012年2月份氣溫曲線表
二、隧道的防排水及防凍設計原則
隧道襯砌背后結合施工縫位置設環向盲溝，墻腳設縱向盲溝，隧道均設置雙側水溝及中心水溝，兩端洞口各1000m范圍內設置雙層蓋板保溫水溝，在兩層蓋板間加聚氨酯保溫材料，側溝水流經隧底φ100mm波紋管（間距9m一道）匯集于中心水溝。保溫水溝通過洞口保溫暗管與洞外檢查井連通，并通過洞外保溫出水口排出，出水口選在向陽、背風或跌水處。
圖二 隧道排水系統平面布置圖
三、保溫材料的選擇
對保溫材料的選擇主要通過對性能、造價、施工等方面綜合對比，聚氨酯保溫材料作為一種性能優異的高分子材料，近年來廣泛應用于鐵路隧道內。根據其發泡特點，分為硬泡和軟泡，技術參數對比見表一。
表一保溫材料主要性能數據表
聚氨酯硬泡多為閉孔結構，具有絕熱效果好、重量輕、比強度大、施工方便等優良特性，同時還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點，廣泛用于各種場所的保溫材料。隧道側溝及檢查井等部位的保溫材料，宜選用硬泡聚氨酯泡沫塑料。材料密度控制在30kg/m3。
四、隧道內側溝防凍
隧道內側溝凍結是病害解決的難點之一，洞內空間狹小，施工難度較大，除了保溫材料的選擇及保溫材料厚度的確定之外，還需要引進新工藝新技術解決側溝防凍的難題，集包第二雙線隧道參照國外洞內防凍技術原理，結合本線特點，在隧道側溝防凍上采用了鋪設電加熱電纜的方案來解決側溝凍害問題，取得了很好的防凍效果。徹底解決了冬季側溝凍結進而侵害道床的現象。
圖三 電伴熱方案平面布置圖
考慮到設備的可靠性，每50m設置一處獨立回路，要求單獨供電，電源為交流220V。
表二材料規格
五、洞外出水口的防凍
確保隧道出水口不凍結，出水口流水順暢也是設計的關鍵點之一。八蘇木隧道出口端就曾經發生過在保溫出水口外凍結成冰錐狀進而堵塞水流通道，引起隧道洞內側溝水外溢而大范圍凍害道床的案例。
保溫出水口的防凍主要從結構、高差和坡度三個方面入手，根據集包鐵路隧道建成后現場分析得出結論，在緩坡高差較小的地形上，隧道出水口不宜設置成大口徑，以免冷風侵襲，引起管道凍害，而應改為小口徑多管道出水方式，出水口處應有一定的高差、坡度，加快水流速度，在兩端洞口側溝至檢查井之間2.3m范圍內采用大坡度如下圖所示，保證在水流進入檢查井處水溝底高于檢查井底面30cm即可，上面覆蓋保溫材料，檢查井應及時清淤，避免堵塞入水口及出水口。
高分子材料的主要性能特點范文4
[論文摘要]文章根據我國主要保溫材料的應用，分析其各自特點，結合國外保溫材料的發展現狀，分析今后我國保溫材料的發展。
一、概述
據有關部門估計，我國每年城鄉新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80％以上為高能耗建筑；既有建筑近400億平方米，95％以上是高能耗建筑。目前我國單位建筑面積能耗是發達國家的2－3倍以上。據建設部預測，未來10年我國建筑業發展速度仍會高于國民經濟的發展速度，其中住宅建設也將處于增長型發展時期。預計“十一五”期間，全社會房屋竣工面積將達到90億平方米，其中新建住宅將達到60億平方米以上。按照《建筑節能標準》要求，如此巨大的建筑工程量，將帶動建筑保溫材料市場的蓬勃發展。
目前，我國用于建筑外保溫的節能材料種類較多，主要有：巖物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、發泡水泥、新型膨脹珍珠巖保溫系統、聚苯顆粒保溫料漿等。由于我國各地經濟發展、資源分布不平衡，導致以上保溫材料在我國不同地區有不同程度的應用。我國的保溫材料市場還普遍存在技術水平低、低檔產品多的現狀。但可以看到，我國正大力發展保溫技術，研發生產質量穩定可靠的產品，組建專業工程隊伍進行專業化施工，保溫材料及技術正逐漸向高效率、高性能、高環保的方向發展。以下先介紹現今我國正不同程度應用的各類保溫材料。
二、我國保溫材料簡介
(一)礦物棉
巖(礦)棉和玻璃棉有時統稱為礦物棉，它們都屬于無機材料。巖棉是一種來自天然礦物、無毒無害的綠色產品。其防火性能好、耐久性好，能夠做到與結構壽命同步，價格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質量優劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強度也低，耐久性比較差。玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，其手感好于巖棉，可改善工人的勞動條件，但價格較巖棉為高。
(二)聚苯乙烯泡沫塑料板
聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經發泡劑發泡而制成的內部具有無數封閉微孔的材料。其表觀密度小、導熱系數小、吸水率低、隔音性能好、機械強度高而且尺寸精度高、結構均勻，主要應用有聚苯板、鋼絲網架夾芯復合內外墻板、金屬復合夾芯板。雖然聚苯板作為保溫材料在使用中具有良好的保溫效果，但由于板材的特點使得聚苯板在施工中與主體連接時是以點固定為主、面固定為輔，板材之間要進行必要拼接、黏結，不適應外形較復雜建筑物的保溫，施工工藝較復雜、綜合成本高。同時，由于聚苯板的憎水性與常規的親水性材料不適應，導致其面層以外的后續施工質量不易保證，容易出現面層砂漿開裂、脫落、空鼓等質量問題，對建筑物的外裝飾如面磚、涂料的施工構成了很大的制約。
(三)發泡水泥
使用發泡水泥制作保溫層，用于屋面保溫和外墻保溫，與聚苯乙烯板等其他隔熱材料相比，導熱系數較高，但是發泡水泥與結構層的附著性能較強，施工較方便、環保性較好。采用發泡水泥作為屋面保溫隔熱材料，使得隔熱層與樓板基面之間結合附著性能大大提高。過去大多數地暖施工中采用苯板做隔熱層，不能與原基面很好地結合，更沒有有效的附著力，造成脫層、空鼓、龜裂等。采用發泡水泥體作為保溫隔熱層，使發泡水泥隔熱層與原樓板細小凸凹不平的基面填平，并可抓實、抓牢形成強有力的附著性能。施工后使原有面層基本達到水平程度，給下道工序帶來方便，并可保證面層薄厚均勻的整體效果。
(四)新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統
膨脹珍珠巖是一種傳統的建筑保溫材料，應用非常廣泛。上個世紀，由于膨脹珍珠巖吸水率較高，在墻體溫度變化時，珍珠巖因吸水膨脹產生鼓泡開裂現象，降低了材料的保溫性能。另外，由于珍珠巖保溫材料多出于珍珠巖與水泥結合體，就出現了難以解決的強度與導熱系數的矛盾，這給其作為建筑保溫材料帶來了致命的缺陷。國家建設部一度下文限制使用膨脹珍珠巖作為內保溫漿料?？蒲腥藛T經過幾年的科研攻關，先后成功研制了閉孔珍珠巖和玻化微珠。
閉孔珍珠巖加工工藝是采用電爐加熱的方式，‘通過對珍珠巖礦砂的梯度加熱和滯空時間的精確控制，使產品表面溶融，氣孔封閉，內部保持蜂窩狀結構不變。閉孔珍珠巖克服了傳統膨脹珍珠巖吸水率大、強度低、流動性差的特點，延伸了膨脹珍珠巖的應用領域。
玻化微珠，是一種無機玻璃質礦物材料，經過特殊生產工藝技術加工而成，呈不規則球狀體顆粒，內部多孔空腔結構，表面?；忾]，光澤平滑，理化性能穩定，具有質輕、絕熱、防火、耐高低溫、抗老化、吸水率小等優異特性，可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨脹珍珠巖、聚苯顆粒等諸多傳統輕質骨料在不同制品中的應用，是一種環保型高性能新型無機輕質絕熱材料。從以下產品主要性能對照，就可以根據不同理化性能分別加以應用。
閉孔珍珠巖和?；⒅椴坏哂姓渲閹r具有的重量輕、穩定抗老化、防火、綠色環保等特點，又克服了一般珍珠巖導熱系數高的弊端，是理想的外墻保溫系統的輕質骨料。
經過多年來對膨脹珍珠巖內外墻保溫砂漿的分析研究，我國研制開發了新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統。新型膨脹珍珠巖外墻外保溫系統是由與基礎墻體相黏接的保溫界面層、珍珠巖骨料層、表面抗裂層組成的復合保溫系統。黏接保溫界面層漿料采用無機材料和有機添加劑合成，用噴槍在基礎墻體上噴涂1cm厚，與基礎墻體形成一體。同時黏接保溫界面層具有一定的彈性，以保持與基礎墻體的穩定性。中間珍珠巖骨料層由閉孔珍珠巖或?；⒅榕c無機材料和有機添加劑合成，由人工披涂在中間層。最后，可用噴槍噴涂外層抗裂層。這種保溫體系具有抗風強、抗裂性好、保溫性好、防火性好、耐老化等優點。
(五)聚苯顆粒保溫料漿
聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。膠粉料采用預混干拌技術在工廠將水泥與高分子材料、引氣劑等各種添加劑混均后包裝，使用時按配比加水在攪拌機中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分攪拌后形成塑性良好的膏狀體，將其抹于墻體干燥后便形成保溫性能優良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆?？梢圆捎霉I品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經機械破碎后的顆粒，這對于防止白色污染、保護環境十分有益。但此種保溫材料吸水率較其他材料高，使用時必須加做抗裂防水層?？沽逊浪Ｗo層材料由抗裂水泥砂漿復合玻纖網組成，可長期有效控制防護層裂縫的產生。聚苯顆粒保溫料漿可以克服板材類的不足，因此它構成了建筑保溫隔熱材料的重要組成部分。
三、我國保溫材料的發展
以上保溫材料在我國建筑保溫施工中都有不同程度的應用，因為我國幅員遼闊，保溫原材料分別不均，生產力發展不平衡，在選擇保溫材料時，各地都有不同的考慮。但就其綜合性能來講，聚苯乙烯泡沫塑料板的應用較廣，它保溫效果好、成本低，但施工性能差、強度低、與基體結合不牢的缺點突出，該材料仍有待提高。作為新型復合保溫材料的代表，聚苯顆粒保溫料漿正得到不斷的推廣和應用，它結合了水泥的施工優點和高分子材料的保溫優點，再配以引氣劑、憎水劑等外加劑，綜合性能尤為突出，應用前景非常廣闊。目前，發達國家在漿體保溫材料研制開發方面，以輕質多功能復合漿體保溫材料為主。此類漿體保溫材料的各項性能較傳統漿體保溫材料明顯提高，如具有較低的導熱系數和良好的使用安全性及耐久性等。同時，這類復合漿體保溫材料又具有優異的功能性，如無氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫復合漿體保溫材料、超輕質全憎水硅酸鈣漿體保溫材料等，可以滿足不同使用條件的要求。此外，國外非常重視保溫材料工業的環保問題，積極發展“綠色”保溫材料制品，從原材料準備(開采或運輸)、產品生產及使用，日后的處理問題，都要求最大限度地節約資源和減少對環境的危害。
高分子材料的主要性能特點范文5
關鍵詞:高速公路;隧道滲漏水;防排水;公路養護
中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0173-03
水是影響道路隧道正常運營的極為重要的因素之一。隧道滲漏水帶來的危害是很嚴重的,不僅損壞頂棚、內裝、通風、照明、安全等各種附屬設施,而且路面積水引起眩光、車輛打滑等,影響車輛正常安全行駛,在嚴寒地區還會產生侵界掛冰、路面結冰,另外結冰凍脹還會破壞二次襯砌混凝土。公路隧道在使用當中滲水如何處理一直是一個難題,經常是今年處理明年又開始滲漏。
一、隧道滲水的原因
造成隧道滲水的原因很多,但從實際情況看主要有:(1)防排水材料質量差或選用不當;(2)施工中防排水的細部處理不好;(3)隧道圍巖不穩定,襯砌開裂破壞防水層。
二、隧道通常產生滲水的部位
隧道通常產生滲水的部位有:(1)側墻與基礎的接茬處;(2)沉降縫;(3)施工縫;(4)變形縫;(5)不均勻沉降處。
三、隧道防排水的措施
隧道的防排水措施是永久性的,通過“截、堵、排”綜合治理來實現的。
截:切斷涌向隧道的水流;
堵:設置防水層,使水不能滲人隧道;
排:設置環、橫、縱向排水管,使水匯集到中心排到水溝,再排出隧道。
隧道養護由于是在通車的公路上進行施工,交通量大,安全和堵車問題十分嚴峻,處理滲水十分困難,所以要保證一次處理就可以保證多年不出現嚴重滲漏,處理方法十分關鍵。通過多種方法進行對比,選擇了能夠適應溫度變形的聚合物進行防水處理,通過完工后觀察防水效果明顯。就如何應用聚合物處理滲水,結合贛定高速公路數座隧道的處理經驗進行探討。
隧道滲水處理問題一直是隧道工程養護的一個難題,“以排為主,防排結合,因地制宜,綜合治理”。引水是把裂縫滲漏水及施工縫滲漏水引入到道路兩邊的排水溝中,引水系統設置在混凝土內部,選擇包括剛性防水材料和柔性防水材料的組合進行封縫;堵水是指在不宜引水的混凝土裂縫或空洞處理中盡可能地選擇合適的防水材料和工藝封閉混凝土內部的滲水通道和空隙,從而達到綜合治理,取得良好的治理效果。
引水:根據隧道的滲水情況,設計一個引水系統,每一條環行裂縫及滲漏拱圈施工縫作為主引水通道,將其余的滲漏裂縫和滲漏點引入至主引水通道;在每一條環行裂縫兩端把水引入兩邊排水溝,以形成引水網絡系統。在引水縫的外面采用合適封縫防水材料進行封閉。
堵水:對于一些孤立的和不宜引水的滲漏水點、滲漏裂縫,需要加固補強的地方,采取直接封堵的方法。
四、隧道襯砌滲漏水處理材料的選取
有了一個好的設計方案和施工工藝之后,為確保本工程的質量,特別在滲漏水處理上必須要用最合適的防水材料,根據隧道具體情況,主要材料及技術指標如下:
(一)凱利特堵漏寶
凱利特堵漏寶具有快凝、快硬、快速止水堵漏,抗滲防裂、永久防水等特點,與新老混凝土、磚、石、鐵皮基層粘結牢固,可帶水作業,防火、無毒?？蓮V泛用于房屋、地下、水下、人防、隧道等工程的堵漏止水、搶修。
(二)LW/HW水溶性聚氨酯化學注漿液
水溶性聚氨酯化學注漿液有兩種型號,具有良好的親水性,遇水可分散、乳化而凝固,適用于潮濕或帶水部位的防滲堵漏處理。LW水溶性聚氨酯的固結體是一種彈性體,伸長率達300%;而且遇水會膨脹,其體膨脹率達250%,具有彈性止水和以水止水的雙重功能。尤其適用于變形縫的處理。HW水溶性聚氨酯的可灌性好、強度高;HW和LW可以以任何比例混合配制成不同強度的彈性的灌漿材料,以滿足各種工程的需要。幾種常用化灌材料的性能見表1:
(三)SN-915防水護面劑
SN-915防水護面劑引用國外先進配方,采用進口高分子材料精制而成的一種干粉狀聚合物防水護面劑。是新舊砼防水護面和界面處理的新型材料。粘結強度高,能與新舊砼牢固粘結,且表面能輕易抹光?？估匣?具有無機材料耐老化的特性,且無毒,無氣味?？節B、抗裂、耐磨、不含鐵、無氯、具有收縮補償功能。施工質量穩定。主要性能指針見表2:
此材料的主要優點是和老的基面接觸良好,解決了新舊層分離問題。也解決了滲漏水的問題。
(四)沙
用于封堵、堵漏的沙要求干凈,
(五)BW-96型遇水膨脹止水條
由高分子吸水膨脹材料和橡膠混練而成,是一種新型建筑止防水材料,遇水后能吸水膨脹,擠密新老混凝土之間的縫隙,形成不透水的可塑性膠體,為解決混凝土施工縫的滲漏問題,填補了止防水材料的一項空白,此材料的使用決定著隧道滲水處理成敗的關鍵。
產品特點:(1)可靠的防水性 遇水膨脹倍率高、封堵、阻隔滲漏水源,實現主動止水、完全止水;(2)施工的安全性 平衡自愈功能好,移動補充性強,可自行封堵因沉降而出現的新的微小裂縫;(3)施工的便利性 可塑性好、重量輕、粘接定位方便,在狹窄空間中易操作;(4)適用的廣泛性pH值在3～12在之間的水質中膨脹良好,pH=14時水泥漿中基本不膨脹;(5)優良的耐久性 在約束條件下使用無老化的外部條件,無毒、無腐蝕,具有永久的止水效果,是環保工程的最佳選擇。
適用范圍及條件:BW-96遇水膨脹止水條適用于混凝土施工縫、后澆縫的界面上,二次澆筑混凝土,能遇水膨脹徹底阻塞縫隙滲水,替代傳統鋼板止水帶和橡膠止水帶。廣泛應用于貯水池、沉淀池、地下室、地下車庫、地鐵、隧道、涵洞防洪堤等各種地下建筑工程和水利工程。該止水條必須在大致封閉的約束條件下才能發揮堵水抗滲的作用。
使用方法;(1)現澆混凝土施工縫:將已施工的混凝土基面鑿毛,將止水條剝離紙去掉,放入沿施工縫縱向寬度的中部,并給予壓力使之緊密結合,每隔50cm用粘結劑粘搭接口處上下重疊并壓緊,用水泥釘釘住;(2)混凝土裂縫:將裂縫鑿成寬度各4cm的槽,將止水條嵌入縫內,壓緊在槽底占槽深1/3處,將槽其余部分用水泥砂漿抹平,再用聚合物水泥涂抹兩遍。
注意事項:(1)粘貼界面應保持干燥。止水條應用于縫隙內部不得外露;(2)止水條與施工縫界面粘貼要緊密,沿施工縫伸展方向不得留斷,不能被浮渣塵土等覆蓋;(3)止水條要充分被混凝土包裹,包裹厚度>5cm;(4)止水條固定后至澆筑下道混凝土前,應避免被雨水或施工用水浸泡;(5)止水條存放及運輸時,應避免潮濕和擠壓,疊放不宜超過四層;(6)混凝土振搗時,應避免振搗棒觸及止水條。
五、主要施工程序及施工方法
(一)隧道襯砌線形滲漏水處理
1.滲漏水處理引水的施工工藝。(1)查找漏水點(裂隙):對整個隧道襯砌進行漏水點(裂隙)查找,為下一個工序作好準備;(2)鑿槽:沿滲漏水裂縫或施工縫騎縫鑿“U”型槽,槽的寬度和深度取決于滲漏水的流量,一般寬約10～15cm、深約8～10cm,所鑿的槽要延伸至排水溝上邊沿以下30cm,以保證水能順暢排走;(3)做引水空腔:根據具體情況埋設引水材料做引水空腔,每一條環行裂縫形成主引水通道,將其余的滲漏裂縫和滲漏點引入至主引水通道;在每一條環行裂縫兩端把水引入兩邊排水溝,以形成引水網絡系統;(4)封縫:在嚴格清洗槽內混凝土表面的基礎上,再用半管PVC管覆蓋住槽中施工縫,然后用凱利特堵漏寶封住兩邊,固定PVC管,做到PVC管兩側不留空隙;(5)嵌涂柔性防水材料:在封縫之后嵌上BW遇水膨脹嵌縫膠,以適應縫的變形及熱脹冷縮,達到永久防水的目的;(6)在遇水膨脹嵌縫膠外面,用凱利特堵漏寶進行封閉;(7)表面加固:用抗裂砂漿將槽壓實抹平,加強表面防滲能力;(8)養護:按照所用材料性能的要求養護,確保表面防滲能力。
2.直接封堵的施工工藝:(1)查找漏水點(裂隙):對整個隧道襯砌進行漏水點(裂隙)查找,為下一道工序作好準備;(2)鑿槽:沿滲漏點或施工縫騎縫鑿”V”槽,一般8cm寬、8cm深;(3)封堵:在嚴格清洗槽內混凝土表面基礎上,然后用凱利特堵漏寶封堵,厚度約為5cm;(4)表面加固:用水泥沙漿將槽壓實抹平,加強表面防滲能力;(5)養護:按照所用材料性能的要求養護,確保不發生裂縫。
3.化學灌漿堵水施工工藝。對一些孤立的滲漏水點、不便引水的滲漏裂縫或需要補強加固的裂縫,采用化學灌漿的施工方法。具體施工工藝如下:(1)根據隧道裂縫鑿6cm寬、4cm深的槽,清理表面污物;(2)做灌漿空腔和埋設注漿管,外面用速性材料進行封縫,注漿管埋設的間距根據裂縫粗細和深淺而定,在埋設注漿管頭上做一些技術處理,防止灌漿時產生漏漿現象;(3)檢查止封效果,對漏氣處重新封閉;(4)化學注漿液的配制:根據當地、當時的氣溫、濕度等條件,合理配制灌漿液;(5)灌漿:灌漿順序一般由下而上,由深而淺。當相鄰注漿針頭出現漿液后,暫停壓漿;將灌漿管移至相鄰注漿針頭繼續灌漿。直至達到灌漿結束標準;(6)待漿液凝固后鑿去注漿管,表面用水泥沙漿或抗滲寶將其壓實抹平。
(二)隧道襯砌面型滲漏水處理
無明顯滲水點,表現為大面積浸潤或水珠懸掛,采取表面涂抹SN-915防水護面劑的方法,具體做法為:
1.表面處理:把面滲區域及其20cm處用鑿子鑿除2～3cm,該深度不包括襯砌外沙漿抹面厚度,鑿除的表面不要求平整光滑,以增加堵漏材料和舊混凝土的黏結力。
2.涂抹,清洗襯砌表面,去除浮面雜質,然后用SN-915防水護面劑均勻涂抹兩到三遍。
3.刷水泥沙漿:外面用水泥沙漿抹平。
高分子材料的主要性能特點范文6
關鍵詞：材料表界面；多元化教學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0073-03
一、引言
材料產業是國民經濟中的支柱產業之一，而任何材料都有與外界接觸的表面或者與其他材料區分的界面，材料表界面的結構和性能直接影響材料的整體性能，材料的腐蝕、老化、硬化、破壞、印刷、涂膜、粘結、復合等無不與材料的表界面密切有關。因此了解材料表面及界面的有關基礎知識，并在此基礎上掌握材料表面與界面問題的控制規律和改善措施，對材料行業的從業者以及技術研究人員具有重要意義。鑒于此，我院材料化學本科專業將“材料表界面”設置為專業必修課程，第5個學期開課。本課程主要包括表面化學、表面活性劑、以及四大類材料（高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料和復合材料）表界面和表面測試技術等四大部分內容[1]。當前，深化高等教育教學改革，提高教學質量始終是高等院校的核心任務之一。在本課程授課過程中，筆者發現由于本課程與表界面工程實際問題緊密聯系，單一的課堂理論授課方式收效不明顯，難以激發學生學習興趣，因此嘗試將將錄像教學、多媒體教學、自學、科研文獻輔助教學等方法引入常規課堂教學，并與開放式討論、以及實踐性教學等方法相結合，將多元化教學應用到本課程的教學中，對該課程進行了一系列教學改革。
二、常規課堂教學中的新嘗試
（一）從日常生活中的表界面現象入手，激發學生的學習興趣
興趣是點燃智慧的火花，是探索知識的動力。在教學中只有激發學生學習的興趣，才能充分調動其學習的主觀能動性。因此，教師應注意教學的趣味性，以及教學內容和日常生活的聯系，能使學生在愉悅的氣氛中學習，喚起學生強烈的求知欲望。如筆者在講到材料表面浸潤性的內容時，對學生提出一連串的問題：“荷葉為什么能出淤泥與不染”，“耐油污材料的設計關鍵在哪里”，“決定液體在固體表面浸潤性的最本質因素是什么”等？學生們聽了這一連串的問題后感到學習相關知識可以解決很多實際問題，大大激發了他們的學習積極性。在介紹表面活性劑的相關知識時，先舉一系列與日常生活貼近的例子，如活性劑在日常清潔用品、在油田采油、在農業生產如農藥中的應用實例，引導學生從身邊司空見慣的事物中進行思考，啟發學生將材料表界面知識應用于生活實踐，從而激發學生的學習興趣。
（二）引用科研論文資料，豐富教學內容，幫助學生理解
現有教材的編寫一般偏重于強調知識系統的邏輯性，偏重理論教學和反映學科體系的基本原理，由于篇幅原因在培養學生應用能力、創新意識和探索精神方面的內容較少。而高等教育教學改革強調培養創新人才。因此在課堂教學中，根據所授課內容，適當引入一些科學研究文獻進行介紹和剖析，幫助學生培養研究型和探索型思維是創新教育理念的體現?？茖W研究文獻輔助教學在拓寬學生思維的同時也加深了學生對相關基礎理論知識的理解，達到了更深層次的教學效果。比如在無機非金屬材料表界面教學內容中，在介紹陶瓷三相結構，即玻璃相、晶相以及氣相三相結構時，以“高溫過濾支撐體用SiC基多孔陶瓷的制備與表征”[2]一文為例，以實際的掃描電鏡微觀結構圖片對燒結過程中粘結劑用量多少對陶瓷晶粒大小、氣孔大小以及玻璃相存在比例的影響進行了直接展示，并通過實際數據的介紹使學生充分理解陶瓷材料界面微觀結構特征對多孔陶瓷氣孔率、抗彎強度等主要性能具有直接的影響作用。這樣學生不僅了解到陶瓷材料存在三相結構，還充分認識到三相比例及微觀結構的復雜影響因素以及陶瓷材料相結構所決定的陶瓷復雜界面特征。而在介紹固—固—固三相晶界構型中講到“從能量角度考慮，彎曲晶界不穩定，如果溫度足夠高，彎曲的晶界會沿著曲率運動，使界面減小，通過消耗周圍的小晶粒使多邊形晶粒長大?！睍r，為了讓學生充分理解，除了在原理上從表面張力的角度進行解釋，還以“燒結溫度對碳化硅陶瓷力學性能的影響”[3]一文為例，以掃描電鏡微觀圖片展示了不同燒結溫度下SiC陶瓷的斷面形貌，學生可以直觀觀察到燒結溫度為2130℃時，晶粒細小，但孔隙較多，致密度不高；2190℃時，結構細密，晶粒尚未明顯增大；而2220℃時，晶粒開始長大，大小晶粒并存，致密度最好；繼續升高到2250℃，晶粒異常長，晶間疏松反而引起致密度下降。通過這一實例的展示，同學們不僅能夠更深的體會在高溫下，晶粒長大，即彎曲的晶界沿曲率運動使界面減小的過程，還了解到對于陶瓷來講，晶粒的大小要控制到比較合適的尺度，并非越大越好。從以上實例可以看到，對于教材中的一些結論，加以實際科研素材中的實例進行實物闡述，一方面激發了學生科學研究的興趣，另一方面可以加深學生對相關知識的理解和把握，達到學以致用的目的。
（三）適當的自學環節
人類知識的總量隨著社會的發展不斷增加。在知識激增、科學技術日新月異的今天，自學是人們適應不斷發展變化新生活的重要途徑。因此，培養學生的自學能力是大學教育的重要環節。對于教材中的少數章節，屬于常識性知識的介紹，涉及的內容以及相關原理相對簡單，若在課堂上花大量時間講解，因學生覺得太通俗易懂，可能會缺乏興趣和熱情。對于這樣的內容安排學生自學，一方面可以提高學生的學習主動性，同時也可以鍛煉他們的自學能力。比如在第10章“復合材料的界面”第三節中關于“高性能纖維表面處理”一節中，主要介紹了碳纖維和有機纖維的表面處理方法，包括表面清潔處理、表面氧化處理、表面涂層、表面沉積無機物、電聚合處理、低溫等離子處理以及表面接枝等七大類方法，每一類方法里面還有具體的分類。
（四）錄像教學
視頻資料以其直觀、信息量大，使學生獲得視角、聽覺、感覺、文字等全方位的刺激并提高學生的學習興趣為特點，能夠大幅提高教學效果與教學效率[4]。在本課程54學時的教學過程中，為了調劑學生的學習狀態，在部分內容中穿插使用了視頻資料。比如在講完聚合物的表面張力相關內容后，播放了一段對低表面能含氟聚合物的分子結構、特殊性能進行介紹的錄像，通過生動的錄像資料，使學生領會聚合物表面張力與其實際應用的緊密聯系。通過觀看錄像，寓學于樂，給學生營造了一種寬松、自由、的學習氛圍，調動了學生的學習氣氛。但是在錄像教學中，要遵循適度性原則，過于頻繁或者錄像時間太長，可能導致教學缺乏嚴肅性，使學生思想跑題。在本課程的學習中，總共使用了3次錄像教學，每次時間在10～15分鐘左右。
三、學生老師角色互換法
學生與老師之間進行角色互換是一種新穎的教學方法，它把老師對學生的教育建立在師生平等的基礎上，把課堂還給學生，讓每個學生都融入課堂，主動參與到教學當中，每一個學生都有表現自己的機會，他們對知識的被動接受也就變為了主動吸收，不僅大大提高了教學效果，也實現了素質教育中以點帶面、全面合作型的學習方式[5]。比如本課程第8章“金屬材料的表面”中第5節為“金屬的表面改性”，而由于篇幅有限，在教材中主要針對“干式被覆方法”進行了介紹，雖然“濕式被覆方法”也是金屬表面改性處理方法中應用得比較多的一大類方法，但在教材中只是提及，沒有進行闡述。而恰好本院“材料化學”專業第6學期的“材料化學專業實驗課”中有三個實驗主要則針對金屬表面的濕式被覆改性方法進行體驗。因此考慮到對本課程內容的擴充以及對實驗課內容進行先修理論學習兩方面的需求，將這部分內容添加到教學設計中。
主要教學方法為老師先給出三個相關主題，分別為“鋁的陽極氧化”，“鋼鐵的磷化處理”以及“鋼鐵表面電鍍鋅”。然后將學生分成小組，5～6人為一組，為營造競爭的氣氛，每兩組分派同一個主題，相同主題的小組可以選擇不同側重點，要求同學們自己搞好分工協作，通過查閱圖書館資料，電子文獻資料等制作ppt。主要內容要求包括該方法的目的、原理、主要體系的特點分析，影響因素（前處理/電流密度/添加劑/后處理等）和影響規律以及整個技術的優缺點及發展前景。準備工作完成后各小組在指定的課堂時間進行講解，講解過程中要求每個成員都參與，每人講解一個小部分。在該方法實施的過程中老師的主要責任在于首先從講稿的寫作和PPT制作開始把關，在學生講解過程中進行糾錯和補充；講解完畢后教師針對學生的講解進行總結。這種教學方式中學生參與性的提高極大地提升了學生的積極性，同時也鍛煉和提高了學生的自學能力和表達能力，對學生利用各種資源獲取信息和知識的能力進行了初步培訓。
四、實踐性教學
實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。然而在現有教學體系中，往往是實踐教學和理論教學體系完全分開。比如在本課程第11章“材料表面表征技術”的教學中，給學生介紹了顯微鏡和能譜技術等理論知識體系后，利用學?，F有資源，組織學生參觀了大型表面測試儀器，掃描探針顯微鏡、透射電子顯微鏡、XRD衍射儀等，通過相關儀器負責老師對現場儀器的組成介紹以及實際樣品的測試演示，促使學生把理論知識與實際操作相結合，可以更深刻體會材料表面微觀分析手段在材料研究中的重要意義，并了解主要測試方法的原理和適用性，為自己在以后的技術研究工作或者科學研究工作中正確使用這些儀器打下基礎。
五、結束語
多元化教學方法在材料表界面課程中的應用，是筆者在教學實踐的基礎上，針對材料化學專業學生知識結構的需求進行的新嘗試，通過教學實踐證明，多元化教學的教學效果明顯，大大提高學生學習的主觀能動性，學生學習興趣明顯增加。這種多元化教學方式已取得了一定的成效，但仍需完善，尤其在對學生的實踐能力和創新能力的培養方面，需要在今后的實踐教學中不斷探索和改進，以取得更好的效果。
參考文獻：
[1]胡福增，陳國榮，杜永娟.材料表面與界面[M].上海：華東理工大學出版社，2007.
[2]李俊峰，林紅，李建保，等.高溫過濾支撐體用SiC基多孔陶瓷的制備與表征[J].稀有金屬材料與工程，2009，（S2）：122-125.
[3]吳瀾爾，江涌，喬發鵬.燒結溫度對碳化硅陶瓷力學性能的影響[J].粉末冶金技術，2010，28（1）：58-60.
[4]石冬蓮，石高宏.淺談視頻資料在教學中的應用——以國際金融精品課程建設為例[J].時代經貿（中下旬），2009，（3）：200-201.
