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高分子材料的優勢范文1
關鍵詞:熱分析技術;高分子材料;技術作用;技術應用
高分子材料是一種具有較高穩定性的材料,可以被應用到很多產品制作當中,要想進一步得知高分子材料的物理性質和溫度關系,就必須使用更具針對性的技術對其進行分析,熱分析技術就是一種能夠分析材料物理性質和溫度關系線性變化的技術,它的應用將進一步幫助人們更好的了解高分子材料的性質,提升高分子材料的性能。在本文當中,筆者將對熱分析技術的概念和應用領域進行分析,進一步促進高分子材料的研發水平。
1 熱分析技術及其應用領域簡介
1.1 熱分析技術簡介
熱分析技術利用一定的程序控制分析對象的溫度,并對分析對象的物理性質進行觀察和研究,最終得出溫度變化與分析對象物理性質之間的關系。材料的研發對應著一定的社會需求,那么被研發出來之后,它具體能夠被應用到哪些領域,這就需要對材料進行客觀全面的分析,作為其中一個項目,了解材料物質性質和溫度之間的關系對于確立材料的應用層面是十分重要的。例如材料的光學特性、機械性質、聲學性質等等,決定了材料是否能夠被用于高溫環境、機械高壓環境、噪音隔離等各種不同的環境當中。通過熱分析技術對材料的物理性質進行確定之后,就可以得知該材料適合用于什么樣的環境。
1.2 熱分析技術的應用領域簡介
熱分析技術將物質置于不同的溫度環境,對其化學改變和物力改變進行分析,最終得出其與溫度之間的關系,這些分析結果和數據將對材料的應用產生很大的影響。總體來講,熱分析技術可以被引用到下述領域當中:
(1)分析材料的性能和結構,并對相關產品的生產進行質量檢測,重點檢測產品物理性能是否合格。
(2)為生物材料以及分子生物學研究提供提理論分析工具。
(3)應用于各種動力學和熱力學研究,為其提供快捷有效的研究技術。應用范圍廣、樣品用量比較少。
(4)完善對物質的研究層面,幫助全方位了解物質的性能和特點,是一種化學研究和熱化學研究的新技術。
(5)建立關于各類物質的熱分析曲線圖,幫助人們準確確立物質的性質。
2 熱分析技術在高分子材料研究與分析當中的具體應用
2.1 高分子材料當中的差熱分析法應用
所謂熱差分析,就是將兩種物質置于同樣的溫度變化環境下,由一定的程序執行溫度變化控制,分析溫度環境變化下物質溫度的差值變化,保證物質在持續升溫或者降溫的環境下不會出現放熱、吸熱現象,以此展開對物質熱效應現象的技術檢測和技術分析。熱差分析技術可以對玻璃等高分子材料進行降解或者熔融,分析高分子材料的溫度變化特征。其技術優勢在于可以對高分子材料進行較為全面的分析,且應用領域較為廣泛。其缺陷在于不能對物質進行時點吸熱,且對物質放熱速度的測量達不到精確度要求,因而這種技術形態在定量測量技術性能的建構層面依然存在著極其明顯的局限性,給有關技術研究事業的深入_展創造了較為充分的發展空間。
2.2 高分子材料中熱機械分析法的應用
熱機械分析法已經被用于測試塑料制品的性質,尤其是各個技術發展步伐較快的國家。熱機械分析技術的最大優勢在于能夠準確科學的分析出塑料類高分子材料的機械性能、應力松弛和軟化點,非常適用于塑料產品的質檢測試。
首先來講,材料的機械性能分析師極為重要的,以塑料制品為例,其機械性能直接決定了高分子塑料產品具備的性能、所能承受的應用環境等。利用熱機械分析法對材料進行機械性能分析,能夠幫助技術人員確定材料可以被應用的環境,拓展相關產品的研發層次和空間,對高分子材料受熱斷裂技術臨界溫度實施精確測量。其次,該技術該可以應用于分析高分子材料的膨脹性能,例如陶瓷、金屬類材料,這類材料要制成產品,通常需要進行升溫處理,而后實施成型加工,升溫環境下,就會涉及到材料膨脹問題,利用熱機械分析法可以分析不同溫度條件下材料的膨脹性能,并得出二者之間的變化規律,它對于升級優化材料的機械性能、壓制材料的膨脹性能是十分有利的。
2.3 高分子材料研究中熱重法的應用
熱重法主要分析材料質量、溫度和時間三者之間的關系,幫助人們得出材料在不同環境下的使用壽命,提高相關產品應用的安全性、穩定性。首先來說,它可以應用分析高分子材料的組分,得出材料內部組成成分及其含量;其次,該技術可以精確的測定出高分子材料中具有的揮發性成分,以此來評定材料在不同溫度和時間下的質量變化,幫助人們調節材料生產過程,減少材料中揮發性物質的含量,提高高分子材料的穩定性。
3 結束語
未來,隨著高分子材料的進一步研發,熱分析技術還將得到更為廣泛的應用,領域內還會不斷的對熱分析技術的缺點進行優化,提高其應用層面。
參考文獻
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高分子材料的優勢范文2
關鍵詞:液晶 液晶高分子 應用
中圖分類號:TN15 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)004-031-01
1 引言
液晶高分子材料是在一定條件下可以液晶態存在的高分子所加工制成的材料,較高分子量和液晶有序的有機結合使液晶高分子材料具有一些優異的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的強度和模量,或具有很小的熱膨脹系數,或具有優良的電光性質等等。研究和開發液晶高分子材料,不僅可以提供新的高性能材料從而促使技術的進步和新技術的產生,同時可以促進高分子化學、高分子物理學、高分子加工以及高分子應用等領域的發展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意義。
2 液晶高分子材料的發展
液晶高分子存在于自然界很多物質中,像是生物體中的纖維素、多肽、核酸、蛋白質、細胞及細胞膜等都存在液晶態。液晶的原理首先在1888年由奧地利植物學家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh,Chem,9,421,1888)提出,之后,德國科學家O,Lehamann驗證了液晶的各向異性,他建議將其命名為Fliess,endekrystalle,在英語中也就是液晶(Liquid Crystal或簡化為LC)。19世紀60年代,人們發現聚對苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中,和聚對苯二甲酰對本二胺溶解在濃硫酸中,都可以形成向列型液晶(根據分子排列的形式和有序性不同,液晶有三種不同的結構類型:近晶型、向列型和膽甾型。向列型液晶只保留著固體的一維有序性,具有較好的流動性)。剛性分子鏈在溶液中伸展,當其濃度達到臨界濃度時由于部分剛性分子聚集在一起形成有序排列的微區結構,使溶液由各向同性向各向異性轉變,由此形成了液晶。隨即,美國杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纖維PPTA(聚對苯二甲酰對苯二胺),標志著液晶高分子研究工業化發展的開始。到70~80年代,出現了諸如Xydar(美國Dartin公司,1984年),Vectra(美國Calanese公司,1985年)等一系列商用型熱致液晶,液晶高分子材料逐漸開始推廣。發展至今,液晶這一形態已經成為一個相當大的物質家族,其商業用途多達幾百種,例如日常生活中所用的液晶顯示手表、計算器、筆記本電腦和高清晰的彩色電視等都已商品化,使得顯示技術領域發生重大的革命性變化。
液晶高分子的一系列不同尋常的性質已經得到了廣泛的實際應用,其中大家最為熟悉的就是上面說到的液晶顯示技術,它是應用向列型液晶的靈敏的電響應特性和優秀的光學特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夾在兩塊導電的玻璃板之間,在施加適當電壓的點上變得不透明,因此當電壓以某種圖形的形式加到液晶薄膜上就產生了圖像。這一原理等同于學生日常學習使用的計算器,在通電時液晶分子排列變得有秩序,使光線容易通過;不通電時分子排列混亂,阻止光線通過,因而顯示出所要計算的數字。液晶顯示器件最大的優點在于耗電低,可以實現微型化和超薄化。與小分子液晶材料相比,液晶高分子在圖形顯示方面的應用前景在于利用其優點開發大面積、平面、超薄型、直接沉積在控制電極表面的顯示器,具有相當大的優勢。
液晶高分子還可以利用其熱,光效應來實現光存儲。首先將存儲介質制成透光的液晶態晶體,這時測試的光完全透過,證明沒有信息記錄;當用一束激光照射存儲介質時,局部溫度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔體,分子失去有序性:激光消失后,液晶高分子凝結成不透光的固體,信號被記錄下來。此時如果再照射測試光,將僅有部分光透過,記錄的信息在室溫下永久保存。這同目前常用的存儲介質――光盤相比,其對信息的存儲依靠記憶材料內部的特性變化使得液晶高分子存儲材料的可靠性更高,而且不用擔心灰塵和表面的劃傷對存儲數據的影響,更適合于重要數據的長期保存。
此外,將剛性高分子溶液的液晶體系所具有的流變學特性應用于纖維加工過程中,已創造出一種新的紡絲技術――液晶紡絲,這種新技術使纖維的力學性能提高了兩倍以上,獲得了高強度、高模量、綜合性能優越的纖維。由于剛性高分子溶液形成的液晶體系具有高濃度、低粘度和低切變速率下高度取向的流變學特性,因此采用液晶紡絲便順利地解決了高濃度溶液必然伴隨著高粘度的問題。同時,由于液晶分子的取向,紡絲時可以在較低的牽伸條件下就獲得較高的取向度,避免纖維在高倍拉伸時產生應力和受到損傷。這樣所得的高性能纖維可用于制造防彈衣、纜和特種復合材料等。
3 液晶高分子材料的應用
液晶高分子材料不僅在化學、物理方面得到了廣泛的應用,其在生物醫學方面的應用也是不可小視的。由于在電、磁、光、熱、力等條件變化時,液晶高分子將發生顯著的變化,使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透過量和選擇性。因此,利用溶致性液晶(根據液晶形成條件的不同液晶態物質又可分為“熱致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型過程,如形成層狀結構,再進行交聯固化成膜,可以制備具有部分類似功能的膜材料。脂質體是液晶高分子在溶液中形成的一種聚集態,這種微膠囊最重要的應用就是作為定點釋放和緩釋藥物的使用。微膠囊中包裹的藥物隨體液到達病變點后被酶作用破裂釋放出藥物,達到定點釋放藥物的目的。
如前所述,作為新興的功能材料,液晶高分子材料具有很多突出的優點。隨著人們對它不斷的研究,液晶高分子材料會逐步代替目前使用的部分金屬和非金屬材料。液晶高分子材料作為一種較新的高分子材料,人們對它的認識還不充分,但在不遠的將來,液晶高分子材料的應用一定會越來越廣泛。對人類的生存和發展做出新的貢獻。
參考文獻:
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高分子材料的優勢范文3
關鍵詞: 機車; 齒輪箱; 高分子材料; 動態結構; 成型過程; 模態; 模流
中圖分類號: TQ320;U260文獻標志碼: 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
在正常工作狀態下,機車齒輪箱運行環境惡劣,需承受軌道不平順引起的高頻振動和沖擊載荷以及齒輪嚙合引起的異常振動等,這些因素可能引起齒輪箱裂紋和腐蝕漏油等一系列故障.[1]為徹底解決齒輪箱問題,提出采用高分子材料齒輪箱代替金屬齒輪箱的設想,設計一款全新的滿足性能要求的齒輪箱.與金屬齒輪箱相比,高分子材料齒輪箱具有許多顯著優點:高分子材料比金屬材料密度小,因此采用高分子材料齒輪箱可以大幅減輕齒輪箱質量,實現輕量化目的,減少因振動引起的斷裂現象發生;高分子材料齒輪箱采用成熟的注塑成型工藝,可以實現一次成型,從而規避金屬焊接結構缺陷,減少因焊接缺陷引起的裂紋;高分子材料本身性能優異,在硬度、剛度和耐腐蝕性等方面優于金屬材料.[2]
CAE技術在降低設計開發成本、縮短產品開發周期和提高產品質量等方面發揮著重要的作用.伴隨企業自主開發能力的提升,CAE技術的應用將更加廣泛和直接.模態和模流仿真技術分別是針對產品動態特性和成型工藝特性進行分析的CAE技術,本文借助這2種技術對設計的新型高分子齒輪箱進行分析,為齒輪箱的改進設計提供參考.
1新材料齒輪箱幾何結構
某機車齒輪箱為薄壁鋼板焊接結構,材質為Q235A.改進后的新材料齒輪箱采用PA6+GF50(尼龍6+50%長玻纖).尼龍材料以其優良的耐高溫、耐油、耐化學腐蝕和高拉伸強度等性能,越來越受到青睞,改性尼龍產品以其更加優越的性能,在一些特殊領域的應用日益廣泛.[3]
新設計的高分子材料齒輪箱整體壁厚為4 mm,上下箱對接部位為6 mm,安裝孔處壁厚為10 mm.為滿足齒輪箱使用性能要求,擋油環安裝部位和油液觀察窗采用PU發泡條與軸承靜態密封.上箱體設計有吊耳和呼吸孔,組合形成呼吸空腔,同時起方便吊裝的作用;下箱設計有加油口和卸油口.高分子材料齒輪箱幾何結構見圖1.
3模流仿真
模流仿真技術是針對高分子材料成型過程的計算機仿真分析技術.借助該技術可以預測產品成型過程中的缺陷.本文重點研究高分子材料齒輪箱工藝成型性和翹曲變形程度,預測產品成型困難部位和變形嚴重影響裝配的部位,為產品結構優化設計提供改進意見.
結論
(1)相比于原金屬材料齒輪箱,高分子材料齒輪箱在一體成型和輕量化方面具有顯著優勢,具有一定的應用價值.
(2)通過模態仿真分析計算得知,高分子材料齒輪箱振動強烈部位出現在擋油環安裝部位和加油口處,在結構改進設計過程中應加強剛度薄弱環節,進行剛度的合理布置和平衡,盡可能提高齒輪箱的總體剛度,以提高齒輪箱模態頻率、降低振動響應.
(3)通過模流仿真分析計算得知,高分子材料齒輪箱成型工藝性良好,不會出現短射現象,但翹曲變形嚴重,影響上下箱的安裝效果.翹曲嚴重部位主要出現在加油口處,結構改進設計過程中應在滿足產品使用效能的前提下對該部位做適當的補強.
(4)用模態仿真分析技術和模流仿真分析技術分別分析產品的結構和成型過程,借助CAE分析技術可大大縮短產品開發周期,規避開發風險.
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高分子材料的優勢范文4
關鍵詞: 應用型高分子材料與工程專業 人才培養模式 實施途徑
隨著科學技術的迅猛發展,材料、能源和信息已被公認為科技發展的三大支柱。作為社會發展的物質基礎,材料的發展水平已成為一個國家綜合國力的主要標志之一。高分子材料與工程專業作為材料科學與工程學科下的分支學科,在過去20年的時間里得到了飛速發展。高分子材料應用的日趨普及,使得社會對高分子材料與工程專業的人才需求日益迫切。培養具有一定的實際操作能力,能以理論指導實踐、應用于實踐,服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。為了滿足這一需求,高分子材料與工程專業應實施“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,大力提高學生的科研創新應用能力。
一、社會發展急需工程應用型人才
人才培養模式涉及的一個重要問題是培養什么樣的人。中國是世界上最大的高分子化纖生產國,化纖工業正在實現由“數量型”向“技術型”的戰略轉變,使化纖主要常規品種具備國際競爭能力,在一些重要高新技術纖維品種上取得產業化成果。
目前,我國高分子化纖材料工業隨著數量的增加和規模的擴大正由數量型向效益型轉變,行業發展的速度遠遠高于化纖人才的培養速度。據調研統計,化纖企業的專業人才數量不到職工總數的5%,有的甚至不到1%,存在專業人才嚴重匱乏的現象。同時還發現,由于化纖新技術、新設備、新產品的不斷出現,企業原有的專業人才不能完全跟上行業的發展,急需更新人才。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養的基本原則
1.更新教學理念,明確培養目標。
面向未來的教學改革需要前瞻性的教學理念和現代化的教學思想。這些教學理念包括從重視知識傳授向重視能力培養轉變;從封閉式的學校教育模式向開放型的產、學、研相結合的教育模式轉變;從標準化培養模式向個性化培養模式轉變;從維持性學習向創新性學習轉變[1,2]。
應用型高分子材料與工程專業的培養目標,是以市場需求和就業為導向,以課程建設為核心,以實踐教學為重點,培養在高分子材料與工程專業領域具有豐富的理論知識,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等領域從事科技開發、工藝設計及經營管理等方面工作,具有創新精神及實踐能力的高素質創新型高級技術人才,更好地為地方經濟建設服務。
2.重視能力培養,實施素質教育。
提高學生的綜合素質可以通過選修課、專題講座、社會實踐,以及在專業教育中融入人文精神、工程環境背景等多種形式,從而加強對學生思想道德素質、文化素質、業務素質、身心素質和獲取知識、運用知識、創新知識的能力等方面的培養。
3.強化基礎訓練,拓寬專業口徑。
強化基礎、拓寬專業口徑是培養學生適應能力的有效途徑。強化基礎,一是在基礎理論和技能上進行面上拓寬,加強要求,使學生對基礎知識掌握更牢固,知識結構更加合理;二是將專業基礎課拓寬到新的專業目錄的專業口徑,為新專業的各個專業方向提供廣闊的發展空間。拓寬專業口徑,不是將專業課程的名稱加以改變,而是將專業主干課程認真整合,構建新的專業課程體系。
4.優化課程體系,整合課程內容。
課程體系與教學內容是實現培養目標最直接的體現,是形成人才知識結構和能力的主要因素,是提高人才培養素質的核心,也是教學改革的重點[3]。要進行課程重組,減少課程內容重復,做好課程之間的銜接,逐步深入;建立大工程觀念下的新型課程體系,重視各相關學科知識內容的融合、滲透和時間安排上的協調,做到課程綜合化、系統化。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養模式的實施途徑
1.實施“平臺式”教學。
本著工程應用型人才培養要主動適應用人單位的實際需要,要面向基層、面向生產第一線的原則,在加強通識教育的基礎上,強調提升學生的綜合素質,強化學生的專業實踐能力和動手能力的培養。新的教學模式設置了三個教學平臺,即理論教學平臺、實踐教學平臺、第二課堂素質教育平臺,以達到學生適應社會、適應行業和充分發展個性空間的目的。
“理論教學平臺”包括學科基礎課程、專業知識能力課程、專業能力拓展課程,初步形成學院、學科、專業、職業興趣四級理論課程體系;“實踐教學平臺”包括學科基礎實驗教學和模擬仿真企業生產的工程實踐教學兩部分;“第二課堂素質教育平臺”則包括學院公共選修課、課外素質教育及社會實踐三部分,作為第一課堂的補充和延伸,拓展學生個性發展的空間[4]。
2.以實踐教學改革為重點,提升學生工程實踐能力。
高分子材料與工程專業有著不同于其他學科的顯著特點,它是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出的一般規律,運用科學分析方法探索這一規律內在的作用機理,采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系,并在理論指導下,將科學研究應用于生產實踐,使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善,經過實踐理論再實踐的循序漸進過程向前發展的學科。在該領域的科學研究中,實驗是分析問題、解決問題的主要手段,每一理論、發明的誕生都是在實驗中孕育、培養出來的。針對上述學科特點,專業教研組在制定本科教學培養計劃時,要有意識地加強實踐教學環節課時比重,培養學生的創新意識、創新能力和實踐能力。
高分子專業教學實踐分為認識實習、專業基礎實驗教學、專業實驗、生產實習、課程設計、畢業實習和畢業教學環節等實踐教學部分。在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學,鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗室科研活動,注重培養學生的動手能力和科研能力[5]。
在畢業教學環節實踐中結合教師科研項目,選擇學科前沿或與企業合作開發的課題進行畢業論文選題,結合工廠實際進行畢業設計,可使學生獲得良好的科研能力培養,有效地促進學生動手能力,提高學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。
3.以市場需求為導向,積極探索“訂單式”人才培養模式。
在教學改革上,注重人才培養與市場需求相結合,積極開展“訂單式”培養模式。此舉不僅能為企業發展量身定做工程實際應用型人才,而且能夠提前將學生“預售”出去。同時,企業還可以根據實際情況,為“訂單式”培養學生提供獎學金、貧困助學金等費用,解決經濟困難學生的求學、就業等問題。
4.理論聯系實際,注重培養創新能力。
要強化學生的操作技能,培養綜合素質和創新能力,進一步提高學生在社會大環境中的競爭能力,關鍵是建立與企業同步發展的規范的實訓環境。要充分利用區域與學科優勢,加強產學研聯合,設立產學研聯合體實驗室,為學生提供必要的社會實踐場所,保障實習、實踐教學效果,培養學生的工程應用能力[6]。實習基地可以完成學生的認識實習和生產實習任務和多項工藝實驗。學生通過這些實踐環節能加深對書本理論知識的理解和應用,同時也了解了本行業發展趨勢和存在的問題,這對于學生踏入工作崗位和繼續深造都是大有裨益的。
5.加強師資隊伍建設。
為適應素質教育的教學改革需要,辦好高等教育質量工程建設,教師的知識更新與自身素質的提高是非常重要的。只有高水平的師資隊伍才能培養出高素質的人才。因此學校需要不斷引進高水平科技人才,提高本專業教師隊伍的科研能力和科技創新能力。同時,還要注重青年教師的培養,指定有豐富教學經驗的老教授對新進教師進行“傳、幫、帶”教學指導,使新進教師的授課水平快速提高,從而有效地將行業發展動態與理論授課相結合,最大限度地激發學生的科研興趣,拓寬學生的專業知識面。
三、結語
高分子材料的發展極其迅速,每年都會有許多新材料、新技術、新工藝不斷涌現,而教育教學改革隨著社會的發展也是永無止境的。如何加強高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養,提高高等教育的辦學質量和人才培養質量,是21世紀高等教育面臨的挑戰,必須引起高度重視。但是,如果一味追求應用而忽略科研創新能力的培養,所培養出來的人才就不是社會需要的高級人才。所以在重視應用的同時,還要注意科研創新能力的培養,即提倡一種“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,才能夠適應當代社會經濟發展需要。
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高分子材料的優勢范文5
關鍵詞:生物醫學材料;生物相容性;應用現狀;發展前景
引言
生物醫學材料是一種毒副作用較小,生物相容性比較好的具有特殊性能和特殊功能的一種醫用材料,它對人的生命,組織器官是無害的。它的發展是以提升人類衛生健康水品,疾病治療,醫療保健為目的一種生物材料。生物醫學材料主要以生物高分子材料,生物陶瓷材料,生物醫學復合材料及生物金屬材料和生物醫學衍生材料為主?,F如今生物醫學而材料已經廣泛應用于醫學領域和科研領域。
一、生物醫學材料的分類
1、醫用高分子材料
所謂生物醫學材料領域中發展最好的領域,醫用高分子材料自改革開放以來就發展非常迅速,現如今醫用高分子材料已經研究出了許多性能量好,應用廣泛的制成品。醫用高分子材料有很大的便利之處是原材料比較容易獲取,加工制成品比較簡單,而且研究發現人體大部分組織器官的軟組織部位,比如血管,呼吸道等都是由高分子材料構成,這一特點使得醫用高分子材料的應用越來越受到人們的重視。
2、生物陶瓷材料
生物陶瓷材料也可以因為其化學組成而被叫做生物無機非金屬材料,它也是具有大部分生物醫學材料共有的生物特性,它是一種具有很好的生物相容性,與醫用高分子材料相比生物陶瓷材料化學性質極其穩定。從性能上來講,生物陶瓷材料與生物體具有高度親和性,毒副作用非常小,也很少與生物體產生免疫排斥反應。由于生物陶瓷材料的這些良好特性,近年來也逐漸被研究開發,現已經普遍受到關注。生物陶瓷材料可以分為惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每類生物陶瓷材料都逐漸被廣泛利用。
3、醫用金屬材料
生物金屬材料顧名思義具有很強的機械強度,因為這種材料的組成主要是金屬或者合金,它的化學組成決定了此種材料具有很好的抗疲勞特性。鈦合金和鈷合金就是被廣泛使用在臨床上為人所熟知的醫用類金屬材料,另外還有不銹鋼。它們三者常作為植入材料,主要運用于骨和牙等硬組織的替換。比較常用在臨床上的是貴重金屬例如金,銀和鉑,當然一些常見材料比如鐵、鎂及銅等都有應用于臨床試驗上,只是這些金屬的生物特性不是很好,因此尚未受到專家認可。
4、生物醫學復合材料
生物醫學復合材料是由兩種或兩種以上不同材料混合而成,比如現運用于臨床的一些生物傳感器就是由高分子材料結合生物高分子形成的。另外,人工骨頭也可以有碳和鈦復合而成。
5、生物醫學衍生材料
生物醫學衍生材料是將生物組織進行特殊處理形成的,雖然它已經不具有生物活性,但是由于它有著天然生物相同的構型因而在人體修復和替換的過程中成功率比較高。
二、生物醫學材料的應用現狀
生物醫學材料作為一項發展迅速的高新技術產業,它的發展已經受到全世界的普遍關注?,F如今隨著分子材料和人造器官的廣泛使用,生物醫學材料交叉著諸多學科成為創新材料的重要組成部分。生物醫學材料的運用雖然在亞洲地區發展較快,但目前還主要在經濟發達國家具有競爭優勢。發達國家現已逐步形成生物材料工業體系,創新材料制成產品比較多,每年的銷售額也非常巨大,甚至可以達到藥物市場的銷售額。目前,主要的生物材料產品中具有代表性的有:人工器官、人工關節、人工股骨頭都是運用生物醫學材料來替代的。
三、生物醫學材料的發展前景
生物醫學材料作為新技術革命中高新技術產業,將成為國民經濟發展的一個重要驅動力。就我國而言,人口眾多、人口老齡化、交通擁擠及衛生醫療狀況需要改善的國情來講,人們在生活水平不斷提高的同時對醫療保健的要求越來越高,同時對行業創新的提升具有迫切需求。生物醫學材料工業體系解決了眾多疾病難題,促進了醫療水平和提高了疾病治療成功率?,F如今,國家已經充分認識生物醫學材料的V大發展前景,并投入大量資金用于技術研究、仿制到創新。在全區,如今生物醫學材料的發展已經能夠與汽車行業在經濟發展中的地位相比,銷售市場和銷售額大幅度擴增。
四、結語
綜上所述,生物醫學材料具有如此強大的經濟競爭實力,具有極大的發展前景。我國這場新技術革命中不僅面臨國內設施條件的制約,而且被發達國家的材料工業體系所發展的巨大市場所沖擊著。我國爭取在新技術革命中能夠占一席之地,必須加大對生物材料的研究和運用,從仿制到創新,加強知識產權的保護的同時也要積極向發達國家學習,迅速轉化成產業成果,重點突破,追蹤生物材料的前沿,形成競爭優勢。在國家的重點關注和支持的情況下,生物醫學材料這種高新技術產業即將在中國迅猛發展。
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高分子材料的優勢范文6
關鍵詞:生態化工;環境友好;高分子材料;化工產業布局
中圖分類號:F061.3 X3 文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2011)04-0018-01
近年來隨著我國改革開放的不斷深入,國內市場的國際化發展進程加快,化學工業繁榮與環境污染的矛盾日趨突出,環境保護問題給我省化工行業的發展帶來嚴峻的挑戰。保護與改善人類賴以生存的環境是世界各國共同的課題。實現可持續發展,是當今世界發展的主流。所謂“可持續發展”,是指經濟發展既能滿足當代人們的需要,又不危及后代的需要,即“經濟發展必須與環境保護相協調”。 可持續的發展是科學發展觀的基本內容,其內涵概括為“堅持以人為本,樹立全面、協調、可持續的發展觀,促進經濟社會和人的全面發展??沙掷m發展,就是促進人與自然的和諧,實現經濟發展和人口、資源、環境相協調,堅持走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路,保證一代接一代地永續發展。全面落實科學發展觀,實現可持續發展是擺在廣大化工建設者面前的重要任務。
一、我省化工行業發展及環保工作現狀
化學工業與國民經濟各領域及人民生活密切相關,是國民經濟的基礎產業之一。我省化學工業經過多年的發展,已經形成了門類齊全、品種配套、基本可滿足國內需要的化學工業體系。大型煤制甲醇及醋酸、節能型尿素、聯堿、高壓法三聚氰胺、尼龍化工等產品技術水平國內領先。河南煤化、中平能化、洛陽石化等大型企業集團具有相當產業規模,心連心化肥、安棚堿礦、昊華宇航等行業骨干企業規模和競爭力明顯提高,為我省化工產業進一步發展奠定了良好基礎。
我省在為國民經濟發展做出了重要貢獻的同時,化學工業的各項污染也名列前茅,環境影響嚴重,節能減排壓力加大。河南化工行業的平均能耗較高,為減少對環境的污染,化工行業做了大量的工作,取得了明顯成效。尤其是在國家治理污染、限制污染排放量、達標排放的活動中,我省在集中力量治污方面取得了很大成績。但限于歷史原因和現有經濟條件,化工企業的污染現狀仍然相當嚴重,治理污染的任務仍然十分繁重。深入研究開發新型環境友好高分子材料,進一步加強化工環保工作對建設生態河南有著重要的作用和影響?;ば袠I治理“三廢”污染,實現省政府提出的“生態省建設”目標,建立我省化學工業以低消耗、無污染或少污染、高產出、循環型為特征的生態工業,具有重要意義。
二、 全面建設“生態化工”的對策和措施
2012年我省的化工環保目標是,化學工業單位工業增加值能耗下降15%,廢水、二氧化硫、粉塵等污染物排放降低8%。主要產品綜合能耗進一步降低,合成氨綜合能耗小于1.6噸標煤/噸氨,甲醇綜合能耗低于1.8噸標煤/噸甲醇,燒堿綜合能耗低于500公斤標煤/噸燒堿(以30%計)。為實現上述目標,建設生態化工應采取如下措施:
(一 )調整全省化工生產布局
建設生態化工是我省化學工業實施可持續發展戰略的根本要求,是實現化工和社會、資源、環境協調發展,主動適應全球經濟社會發展趨勢和提高綜合競爭力的需要。生態化工是按生態經濟原理和知識經濟規律組織起來的基于生態系統承載能力、具有高效的經濟過程及和諧的生態功能的網絡型進化型化學工業,它通過兩個或兩個以上的生產體系或環節之間的系統耦合使物質和能量多級利用、高效產出或持續利用。發展生態工業是化學工業走向新型工業化的必由之路。
以往,河南省化工企業布局分散,導致投入產出比小、環境壓力大。而集中起來,就能形成關聯和互補,解決傳統工業的弊端,實現發展方式的轉變。《河南省化工產業調整振興規劃》中指出要依托大型企業和重點產業集聚區,大力推進與國內外大型企業的戰略合作,加快重大基地建設;形成骨干企業為主體、產業基地為支撐、資源優勢得到充分發揮的產業格局,進一步增強化工產業在全省經濟發展中的支撐地位。堅持產業鏈式發展,提高可持續發展能力。按照上下游銜接關系,完善優化產業鏈條,提升產業競爭力和抗風險能力。大力發展循環經濟,強力推進節能減排,加強資源合理循環和梯級使用,切實提高資源利用效率。
(二)推行清潔生產工藝
清潔生產是指采用先進的工藝技術與設備、不斷采取改進設計、改善管理、綜合利用清潔的能源和原料等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減輕或者消除對人類健康和環境的危害?;で鍧嵣a涉及兩個全過程控制:生產全過程和產品使用全過程,即利用無廢生產技術,實現生產零排放或減少排放;在產品使用過程中,也不對環境造成破壞。
(三)重視源治理是實現與環境協調發展的主渠道
重視源治理是實現與環境協調發展的主渠道,目前高分子材料的開發應沿著:a、減量化-減少材料的用量;b、資源化-可回收利用;c、無害化-可環境消納;d、清潔化-可進行清潔生產;e、節能化-降低成型能耗等五個方面努力,為了達到上述目的,我們必須大力研究和利用相關行業的納米技術、原位復合技術、反應型擠出技術、動態硫化技術、超臨界回收技術、輻射技術、降解技術、礦物深加工技術等。由此可見,高分子材料的研究開發、產業化應圍繞著開發特種功能的高分子材料,目的在于使材料環境友好,減緩對地環生物圈的不利影響。
三、環境友好型高分子材料開發是建設“生態化工”的重要課題
傳統的材料研究、開發與生產往往過多的追求良好的使用性能,而對材料的生產、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源,并造成嚴重的環境污染,危害人類生存的嚴峻事實重視不夠。 環境友好型高分子材料是在人類認識到生態環境保護的重要戰略意義和世界各國紛紛走可持續發展道路的背景下提出來的,是國內外材料科學與工程研究發展的必然趨勢。
隨著高分子材料的快速發展及其應用領域的不斷擴展,高分子材料已成為社會發展和人類生活不可缺少的組成部分,為國民經濟的發展起到重要的作用。然而,它同時通過生產和使用的每一個步驟(如加工、使用、回收和遺棄等)對環境產生各種各樣的壓力和負擔。因此,近年來越來越重視發展環境友好的高分子材料。廣義上講,具有耐用、好的價格性能比、易于清潔生產、可回收利用、可環境消納等性能的高分子材料,都應屬于環境友好材料研究開發和推廣的范疇。環境友好型高分子材料是指在生產、使用、廢棄過程中均不會對環境造成不可逆轉的損害的材料,即具有高性價比、易于回收利用、采用節能環保方式生產、廢棄后在環境中完全降解,對自然環境、人類、生物圈無害或相對危害較小的材料,均稱為環境友好型材料。