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改變高分子材料的途徑范文第1篇

關(guān)鍵詞：高分子 材料阻燃技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展

中圖分類號：TQ31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0198-02

高分子可燃材料具有優(yōu)良的性能，其應(yīng)用的范圍也越來越廣，特別是在建筑、交通、家具、電子電器等行業(yè)領(lǐng)域被大量使用，美化和方便了人們的環(huán)境和生活，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效和社會效益，已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。然而大多數(shù)該分子材料都易燃、可燃材料，在燃燒時熱釋放速率快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤臁l(fā)熱量高、不易熄滅，還產(chǎn)生大量濃煙和有毒氣體。隨著高分子材料的廣泛應(yīng)用，其潛在的火災(zāi)危險性大大增加，因而如何提高高分子材料的阻燃性能，成為當(dāng)前消防工作急需解決的一個問題。

1 高分子阻燃技術(shù)應(yīng)用

1.1 高分子阻燃材料分類

關(guān)于阻燃高分子材料目前尚無明確分類，通常可按照獲取阻燃性能的方式劃分，可將其分為本質(zhì)阻燃高分子材料和非本質(zhì)阻燃材料兩種。一種是材料本身具有阻燃性；另一種是通過加入添加阻燃劑獲得阻燃性能。非本質(zhì)阻燃材料可根據(jù)阻燃劑添加方式分為添加型阻燃高分子材料和反應(yīng)型高分子材料。所謂添加型阻燃高分子材料，即在高聚物加工過程中，將阻燃劑以物理方式分散于基材中而賦予材料的阻燃性；反應(yīng)型阻燃高分子材料的阻燃劑是在高聚物的合成中加入的，它作為一種單體參與反應(yīng)，并結(jié)合到高聚物的主鏈或支鏈上，使高聚物含有阻燃成分[1]。

1.2 高分子阻燃技術(shù)

阻燃劑是用于提高材料抗燃性，即阻止材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦Ｔ诂F(xiàn)代化社會中，阻燃劑具有著諸多的類型，旨在能夠為了切實滿足不同環(huán)境下的防火需求，就其所包含的類型來看，主要可以分為以下3種。

第一種，是有機(jī)阻燃劑，主要用于針對有機(jī)物的燃燒預(yù)防，比如包括磷酸酯、鹵系和紡織物等等，具有著耐久性的特點(diǎn)。

第二種為無機(jī)鹽類阻燃劑，包括的產(chǎn)品主要有氯化銨、氫氧化鋁等等材料，這種類型的阻燃劑具有著無煙、無毒與無害的優(yōu)勢，因此成為了目前應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的一種阻燃劑。

第三種為有機(jī)和無機(jī)混合類型的阻燃劑，這種類型的阻燃劑通常被科學(xué)界認(rèn)為是無機(jī)阻燃劑的升級版，擁有著和無機(jī)阻燃劑同等的優(yōu)勢，但相對來說具有著較高的成本，因此并未普及應(yīng)用。而從不同阻燃劑的阻燃元素上看，又可以劃分為幾種，包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑和硅系阻燃劑等，其各自有著相應(yīng)的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，但依然憑借著不同的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于不同的防火領(lǐng)域當(dāng)中[2]。

受到近些年科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，高分子材料的阻燃技術(shù)水平也獲得了突破性的發(fā)展，包括阻燃劑微膠囊技術(shù)、交聯(lián)與接枝改性等等，無論是何種新技術(shù)的應(yīng)用，其作用原理都大體相一致，區(qū)別主要在于對人工合成技術(shù)的依賴程度有所不同，最明顯的技術(shù)優(yōu)勢更是在于對傳統(tǒng)材料阻燃之后所產(chǎn)生的有毒有害氣體的轉(zhuǎn)化，最具代表性的便是現(xiàn)代阻燃技術(shù)領(lǐng)域的納米技術(shù)應(yīng)用，不僅能夠有效降低阻燃過程中各類反應(yīng)對環(huán)境的污染，同時更憑借較高的技術(shù)水平全面提高了阻燃技術(shù)的安全性。

1.3 高分子材料燃燒及阻燃技術(shù)應(yīng)用機(jī)理

高分子材料在空氣中受熱時，會分解生成揮發(fā)性可燃物，當(dāng)可燃物濃度和體系溫度足夠高時，即可燃燒。所以高分子材料的燃燒可分為熱氧降解和燃燒兩個過程，涉及傳熱、高分子材料在凝聚相的熱氧降解、分解產(chǎn)物在固相及氣相中的擴(kuò)散、與空氣混合形成氧化反應(yīng)場及氣相中的鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)等一系列環(huán)節(jié)。當(dāng)高分子材料受熱的熱源熱量能夠使高分子材料分解，且分解產(chǎn)生的可燃物達(dá)到一定濃度，同時體系被加熱到點(diǎn)燃溫度后，燃燒才能發(fā)生。而己被點(diǎn)燃的高分子材料在點(diǎn)燃源穩(wěn)定后能否繼續(xù)燃燒則取決于燃燒過程的熱量平衡。當(dāng)供給燃燒產(chǎn)生的熱量等于或大于燃燒過程各階段所需的總熱量時，高分子材料燃燒才能繼續(xù)，否則將中止或熄滅。從高分子材料的燃燒機(jī)理可看出，阻燃作用的本質(zhì)是通過減緩或阻止其中一個或幾個要素實現(xiàn)的。其中包括6個方面：提高材料熱穩(wěn)定性、捕捉游離基、形成非可燃性保護(hù)膜、吸收熱量、形成重質(zhì)氣體隔離層、稀釋氧氣和可燃性氣體。目前常采用的阻燃劑行為主要是通過冷卻、稀釋、形成隔離膜的物理途徑和終止自由基的化學(xué)途徑來實現(xiàn)。燃燒和阻燃都是十分復(fù)雜的過程，涉及很多影響和制約因素，將一種阻燃體系的阻燃機(jī)理嚴(yán)格劃分為某一種是很難的，一種阻燃體系往往是幾種阻燃機(jī)理同時起作用[3]。

2 高分子材料阻燃技術(shù)的研發(fā)動向分析

2.1 高分子材料阻燃技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展體現(xiàn)

在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，阻燃材料憑借著自身所具有的阻燃優(yōu)勢，已經(jīng)獲得了越來越廣泛的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的添加阻燃劑，在熱量不斷加升的同時，其有毒氣體也將被釋放出來，產(chǎn)生有毒氣體將會嚴(yán)重危害心肺功能，因此，在傳統(tǒng)阻燃劑中，也相應(yīng)增加了磷酸酯等化學(xué)物質(zhì)，以便于通過磷酸酯來提升材質(zhì)的氣體吸附能力，相比較來講磷氮化合物擁有更加高等的吸附能力，正是由于添加型阻燃劑中存在以上不同的化學(xué)物質(zhì)，因此，阻燃劑安全系數(shù)也將被提升。由此也就確定了磷系阻燃劑的地位。伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展各類阻燃產(chǎn)品均獲得了良好的發(fā)展應(yīng)用空間，各類阻燃產(chǎn)品的優(yōu)勢也開始越來越突出，由于阻燃材質(zhì)中的阻燃性能受到影響，才最終達(dá)到阻燃的實際效果。相對來講，阻燃技術(shù)也通過阻燃劑的化學(xué)功能，改變其傳統(tǒng)的分子結(jié)構(gòu)，以至于實現(xiàn)阻燃價值。因此，阻燃技術(shù)應(yīng)具備一定的高分子材料脫水碳化功能，并在此基礎(chǔ)上，吸收相關(guān)的有毒氣體，當(dāng)值在材料燃燒中，產(chǎn)生有毒氣體，威脅相關(guān)人員的生命健康。對此應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大對現(xiàn)有阻燃劑的研發(fā)力度，并在科學(xué)技術(shù)的支撐作用下對現(xiàn)有的阻燃劑進(jìn)行改善與功能領(lǐng)域的創(chuàng)新，使現(xiàn)有的阻燃劑能夠具備傳統(tǒng)的阻燃性能優(yōu)勢，還同時具有更多的現(xiàn)代化功能比如耐熱、抗輻射等等[4]。

2.2 高分子阻燃材料的綠色發(fā)展趨勢

高分子阻燃材料的綠色發(fā)展方向已經(jīng)開始被充分重視，其是社會的現(xiàn)代化發(fā)展需要，阻燃劑在各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用量有著明顯的增加，所有新材料與新產(chǎn)品的更新?lián)Q代頻率都在不斷加速。而與此同時，人們的環(huán)保意識也在不斷提升，因此，阻燃劑的技術(shù)發(fā)展方向也開始逐漸趨向于綠色化發(fā)展。尤其是近些年社會開始重點(diǎn)關(guān)注對可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)，由此直接決定了阻燃劑的發(fā)展需要契合生態(tài)的關(guān)系。目前，國際當(dāng)中已有一部分發(fā)達(dá)國家開始致力于從環(huán)保角度出發(fā)來限制對污染環(huán)境阻燃劑的生產(chǎn)與使用，該文認(rèn)為，這樣的現(xiàn)狀本質(zhì)上也是對人們生命財產(chǎn)安全負(fù)責(zé)的另一種形式。不可否認(rèn)，中國作為生產(chǎn)制造大國，高分子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有著顯赫的地位，在國際阻燃材料飛速發(fā)展的大勢所趨之下，消防部門同時出臺了新的規(guī)定，旨在為阻燃材料的科學(xué)化更新提供明確的方向指引。在當(dāng)前市場競爭激烈的形式下，阻燃技術(shù)的開發(fā)在外界的推動下有了技術(shù)上的提高。尤其是低毒低煙、無鹵高效的環(huán)保阻燃劑更是起到了不可估量的作用。綜上，不管是鹵系阻燃劑還是無鹵阻燃劑，其必然趨勢都是向環(huán)保型無鹵阻燃劑發(fā)展，發(fā)展方向都以低毒化、環(huán)保化、高效化、多功能化為主[5]。

3 高分子材料阻燃技術(shù)的優(yōu)化改革動向

當(dāng)前，對于阻燃技術(shù)的研究，我國還有待加強(qiáng)，在相關(guān)技術(shù)研發(fā)力度，以及自主研發(fā)等環(huán)節(jié)，相對于國外先機(jī)技術(shù)仍然存在較大的進(jìn)步空間。但根據(jù)我國當(dāng)前研發(fā)技術(shù)來講，已經(jīng)較傳統(tǒng)技術(shù)提升了許多。近些年國家積極進(jìn)行科研技術(shù)支持，在研究經(jīng)費(fèi)中，研究技術(shù)中，積極給予幫助，使得各項技術(shù)研發(fā)工作中逐漸擴(kuò)大，研發(fā)力度也逐漸加深，在國家技術(shù)支持上，當(dāng)前各項技術(shù)研發(fā)應(yīng)用皆取得了良好的成績，阻燃技術(shù)便是其中一項，在國家的扶持幫助下，阻燃技術(shù)應(yīng)用價值逐漸得到挖掘，阻燃技術(shù)研發(fā)也漸漸深入到人們的視野之中。

由從傳統(tǒng)阻燃技術(shù)當(dāng)前的阻燃技術(shù)研發(fā)，期間經(jīng)歷中眾多變遷，最早阻燃技術(shù)是由物理作用的幫助喜愛，實現(xiàn)對氧氣的阻隔，最終達(dá)到阻燃的效果，當(dāng)前新型阻燃技術(shù)的研發(fā)，使得性質(zhì)阻燃上升至化學(xué)反應(yīng)界面中，通過對材質(zhì)化學(xué)分子的改變，使得可燃性材質(zhì)逐漸具備阻燃技術(shù)，從融合阻燃逐漸轉(zhuǎn)變成為無機(jī)阻燃，并在阻燃技術(shù)研發(fā)的過程中，更加注重了對有害有毒物質(zhì)的處理，通過添加可吸附分子，將有毒有害物質(zhì)進(jìn)行吸附，在實現(xiàn)了阻燃技能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了無污染的目標(biāo)。這種科技研發(fā)的成果符合了綠色發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展理念的要求。當(dāng)前在阻燃技術(shù)研發(fā)中，微膠囊技術(shù)、納米技術(shù)等其他技術(shù)的影響，使得可燃材料的阻燃效果大大得到提升，阻燃性能也隨著阻燃效果不斷變化。在阻燃技術(shù)應(yīng)用中，復(fù)合型材料的應(yīng)用也為阻燃技術(shù)提供了發(fā)展方向。

該文認(rèn)為，在今后的發(fā)展中，隨著阻燃技術(shù)的提升，阻燃性能的變化，必將使阻燃形態(tài)以及其他性能達(dá)到提高，并在科研技術(shù)的研發(fā)過程中，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的貫徹，堅信可燃材料阻燃技能將會更加環(huán)保。

4 結(jié)論

綜上所述，通過對阻燃技術(shù)的研究可知，阻燃技術(shù)經(jīng)歷了從物理阻燃向化學(xué)阻燃技能的轉(zhuǎn)變，在化學(xué)阻燃中高分子材料阻燃功能得到了有效的提升。隨著阻燃技術(shù)研發(fā)的不斷加深，我們堅信，阻燃材料的發(fā)展也會與之相適應(yīng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也會相應(yīng)調(diào)整，我們必然會找到解決的辦法，開發(fā)出符合人們需求的高分子阻燃材料。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭永吉.高分子材料阻燃技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展探究[J].江西化工，2014（4）：208-209.

[2] 郭曉林，李娟，李瑩.擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國塑料，2014（12）：6-11.

[3] 高建衛(wèi).我國建筑保溫技術(shù)進(jìn)展及存在問題分析[J].材料導(dǎo)報，2013（S1）：276-280，284.

改變高分子材料的途徑范文第2篇

[關(guān)鍵詞] 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；雙語課；教學(xué)方法

[中圖分類號] G642.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）01-0078-04

0 引言

2001年教育部印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，鼓勵高校“積極推動使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)”[1]，我國高等學(xué)校各專業(yè)紛紛開設(shè)了雙語課程。經(jīng)過10余年的努力與發(fā)展，我國高校雙語課的開課數(shù)量與教學(xué)質(zhì)量均有大幅度提高。據(jù)武漢大學(xué)的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，截至2009年，被調(diào)查的135所高校中已有132所開設(shè)了雙語教學(xué)課，開課率高達(dá)97.8% [2]。雖然各級教育機(jī)構(gòu)對雙語教學(xué)的重視程度和投入力度不斷加大，但是受到教師、教材以及學(xué)生水平等眾多因素的限制，我國高校雙語課的教學(xué)效果仍然有待提高。尤其是對于師資水平、學(xué)生水平有限的地方性高校，“雙語教學(xué)”更是成為本科教學(xué)中的“雞肋”――食之無味，棄之可惜。雖然目前學(xué)術(shù)界將制約我國雙語教學(xué)水平的主要原因歸咎于“師資、教材和學(xué)生”[3]，但不可否認(rèn)的是，正確合理的教學(xué)理論指導(dǎo)和教學(xué)方法的缺失也是雙語教學(xué)水平提高受限的重要因素[3]。

“任務(wù)驅(qū)動法”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，起源于20世紀(jì)80年代中期，最早應(yīng)用于外語類課程的教學(xué)實踐中并取得良好的效果[4，5]，在計算機(jī)、信息類教學(xué)中也有廣泛應(yīng)用[6，7]。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程中，教師根據(jù)教學(xué)大綱中的內(nèi)容要求及培養(yǎng)目的設(shè)計相關(guān)任務(wù)，使學(xué)生在真實情境的驅(qū)使下，通過探究完成任務(wù)或解決問題的過程，學(xué)習(xí)和掌握教學(xué)要求的內(nèi)容，并培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的綜合能力。此方法將以往以教師傳授知識、學(xué)生被動接受為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維、互動式的教學(xué)理念，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)之中，每一位學(xué)生根據(jù)自己對當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題[8]。2010年，胡靜等[9]通過普通雙語教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在“健康評估”雙語課中的教學(xué)實踐，對比了兩屆學(xué)生在同一階段的考評結(jié)果以及學(xué)生對課程的認(rèn)可度，結(jié)果顯示采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的教學(xué)效果和學(xué)生對課程的認(rèn)可度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)雙語教學(xué)法。

本文結(jié)合高分子材料與工程專業(yè)雙語課“高分子材料科學(xué)技術(shù)概論”（Introduction to Polymer Science and Technology ）的教學(xué)實踐，對“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”在本課程教學(xué)實踐中的應(yīng)用進(jìn)行了探討和解析。教學(xué)過程中根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及課程教學(xué)大綱的要求，以增長專業(yè)知識、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高科技英語閱讀寫作水平為目標(biāo)，對驅(qū)動任務(wù)的制定和分析、驅(qū)動任務(wù)的分解完成以及實施過程中存在的問題進(jìn)行了探討，為“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”在雙語教學(xué)實踐中的進(jìn)一步拓展提供了依據(jù)。

1 驅(qū)動任務(wù)的制定

我國雙語課程開設(shè)的主要出發(fā)點(diǎn)是旨在通過雙語教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生國際化的職業(yè)能力和科研能力，以適應(yīng)時展和需要。具體而言，一是從職業(yè)能力方面，改變學(xué)生“啞巴英語”、“聾子英語”的狀態(tài)，使其在大學(xué)英語的基礎(chǔ)上，掌握一定的專業(yè)術(shù)語，能夠參與到國際化的工作交流中，如英文工作環(huán)境以及國際會議等；二是從國際化的科研能力來說，改變過去大學(xué)生對國外文獻(xiàn)資料零接觸的狀態(tài)，使其初步具備搜集閱讀和理解運(yùn)用國外相關(guān)文獻(xiàn)的能力，為學(xué)術(shù)研究開拓寬廣的視野，打開獲得外部信息觀念的通道，從而把握本專業(yè)國際學(xué)術(shù)前沿的發(fā)展動態(tài)，向世界先進(jìn)學(xué)術(shù)研究水準(zhǔn)看齊[10]。“高分子材料科學(xué)技術(shù)概論”是高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)任選課程之一，主要介紹高分子材料方面的基本概念、發(fā)展歷史，聚合物的合成、加工以及結(jié)構(gòu)與性能，目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前對日常生活中接觸到的聚合物材料有一個基本的認(rèn)識和了解，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。另外，在介紹專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)術(shù)期刊論文、專利等科技論文格式的認(rèn)識，使其初步具備專業(yè)科技論文的檢索、閱讀、分析和總結(jié)能力。傳統(tǒng)的雙語課教學(xué)主要采用英文課件，通過教師雙語授課、學(xué)生被動接受的方式進(jìn)行。然而，由于專業(yè)英語與大學(xué)英語的區(qū)別，加之專業(yè)基礎(chǔ)知識的缺乏，使部分同學(xué)對課件內(nèi)容及老師的英文講述難以理解，從而影響了其對課程內(nèi)容的接受水平。“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”以“驅(qū)動任務(wù)”作為學(xué)生學(xué)習(xí)探索的推動力，使學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)習(xí)效果。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法的實施過程通常包括：設(shè)計任務(wù)、提出任務(wù)、分析任務(wù)、自主協(xié)作完成任務(wù)、交流評價5個環(huán)節(jié)。其中，設(shè)計合理有效的“驅(qū)動任務(wù)”是整個教學(xué)過程的關(guān)鍵，任務(wù)的完整性、難易程度及是否典型、能否引起學(xué)生興趣等都將直接影響到學(xué)生課堂上探究式學(xué)習(xí)的效果。根據(jù)課程教學(xué)大綱及教學(xué)目的的要求，本課程的驅(qū)動任務(wù)設(shè)計過程中主要考慮在以下方面對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練：（1）專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和掌握，如聚合物的合成反應(yīng)及其實施方法、聚合物的結(jié)構(gòu)與性能等；（2）專業(yè)類科技英語的學(xué)習(xí)和掌握，如組織學(xué)生通過英文課本、期刊、網(wǎng)站了解專業(yè)知識及行業(yè)發(fā)展前沿；（3）文獻(xiàn)檢索平臺的使用，如學(xué)校圖書館、電子數(shù)據(jù)庫的使用等；（4）科技論文的分類及格式要求，如區(qū)分研究型論文與綜述性論文在寫作方法及格式的異同，掌握專利文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)組成等；（5）多媒體課件的制作，如多媒體課件的設(shè)計、動畫等；（6）中英文口頭表述及交流互動，如“會議模式”的口頭匯報及回答問題等；（7）任務(wù)分解及分工合作，即組內(nèi)同學(xué)根據(jù)老師布置的任務(wù)對其進(jìn)行分解后，大家分工合作，共同完成任務(wù)；（8）相互學(xué)習(xí)交流，由于不同學(xué)生的具體任務(wù)不同，大家在任務(wù)完成后可以相互學(xué)習(xí)交流，達(dá)到共同提高的目的。

“高分子科學(xué)技術(shù)概論”為概論型課程，主要涉及的專業(yè)內(nèi)容包括高分子化學(xué)（介紹高分子的合成與制備反應(yīng)）、高分子物理（介紹高聚物的結(jié)構(gòu)與性能）、高分子材料成型工藝學(xué)（介紹常用高分子的成型方法及工藝條件）、高分子材料（介紹常用高分子的性能及應(yīng)用）等。因此，驅(qū)動任務(wù)的設(shè)計在綜合考慮其他能力鍛煉的同時，要緊緊圍繞相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，難易適中，注重興趣的培養(yǎng)。如針對高分子材料部分的內(nèi)容，傳統(tǒng)的教學(xué)方式只是枯燥的講解何種材料具有何種性能，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)興趣不佳。在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法中，設(shè)定的驅(qū)動任務(wù)是以生活中常見的高分子材料制品為例，比如安排學(xué)生找出塑料盆是什么高分子材料組成的，該材料的制備方法、性能以及應(yīng)用范圍，制品配方設(shè)計包括哪些成分以及配方設(shè)計中應(yīng)考慮的因素，產(chǎn)品的成型方法、成型條件等等。本方法充分調(diào)動了學(xué)生的好奇心，并以此為動力完成后續(xù)學(xué)習(xí)任務(wù)。另外，作為雙語課程，更好的利用英語這一媒介采集和輸出信息也是本課程重要的學(xué)習(xí)目的之一。因此，驅(qū)動任務(wù)也應(yīng)該注意鼓勵學(xué)生利用英文教材、網(wǎng)絡(luò)等途徑進(jìn)行專業(yè)英語方面的了解和學(xué)習(xí)。

2 驅(qū)動任務(wù)的分析與分解

由于專業(yè)知識的限制，學(xué)生對任務(wù)的分析可能不夠全面，教師在此過程中需要進(jìn)行指導(dǎo)。“驅(qū)動任務(wù)”的設(shè)定通常以教學(xué)大綱為依據(jù)，因此教師在給出驅(qū)動任務(wù)后，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)大綱的內(nèi)容及要求，對驅(qū)動任務(wù)進(jìn)行充分的分析，使學(xué)生知道此任務(wù)設(shè)定的目的，明白完成此任務(wù)需要了解和掌握哪方面的知識，從而提高學(xué)習(xí)的針對性和任務(wù)完成的效率。例如對于上述任務(wù)，其設(shè)計目標(biāo)是使學(xué)生對聚合物合成、結(jié)構(gòu)與性能、塑料配方設(shè)計、高分子材料成型方法等多方面內(nèi)容有一個基本的了解和掌握。教師在任務(wù)分析過程中除了提示學(xué)生充分考慮本任務(wù)涉及的知識外，也應(yīng)該注意對相關(guān)知識的拓展及思考。例如，塑料盆的成型加工是采用何種方法，除此之外高分子材料還有哪些常用的成型方法；每種成型方法的特點(diǎn)及適用的高聚物類型以及產(chǎn)品類型、各成型加工條件的確定方法以及應(yīng)注意的問題等，而所有這些問題的根源則是高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。學(xué)生對這些問題的思考與學(xué)習(xí)，對于其在以后的工作過程中將所學(xué)的理論知識學(xué)以致用、解決實際工程技術(shù)問題具有非常重要的意義。

3 驅(qū)動任務(wù)的完成

教師根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)定驅(qū)動任務(wù)后，需要對學(xué)生進(jìn)行分組，要求每一組的同學(xué)相互協(xié)作，共同完成資料搜集、整理、幻燈片制作等工作。每一個驅(qū)動任務(wù)都可以分解為多個子任務(wù)，因此需要多名同學(xué)共同努力完成。一般每組學(xué)生4～6人，選取組中“中堅力量”為小組長，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)本組的學(xué)習(xí)活動，并詳細(xì)記錄問題探究的進(jìn)展，每次課后要向教師匯報學(xué)習(xí)的情況。驅(qū)動任務(wù)主要靠學(xué)生在課下通過圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等多種途徑搜集資料來完成。根據(jù)授課計劃以及各組任務(wù)的難易程度，各小組的具體任務(wù)及完成時限要求將有所不同。因此，要求小組長切實做好任務(wù)分配及協(xié)調(diào)工作，保證大家進(jìn)度一致，并在匯報前將工作做完。最后，小組任務(wù)的完成情況采用“學(xué)術(shù)會議”的組織模式，由小組代表采用多媒體課件進(jìn)行匯報，匯報語言要求50%以上用英語。

下面以驅(qū)動任務(wù)“列出常用塑料的回收標(biāo)志并找出對應(yīng)的聚合物在生活用品中的應(yīng)用及其基本物理化學(xué)性能和使用過程中應(yīng)注意的問題”為例介紹任務(wù)的分解及完成要求。本任務(wù)主要可以分解為以下幾個子任務(wù)：（1）塑料的回收標(biāo)志及其對應(yīng)的聚合物；（2）回收標(biāo)志中的英文縮寫對應(yīng)的中英文全稱；（3）回收標(biāo)志中各種材料的化學(xué)組成及機(jī)械、物理性能；（4）針對回收標(biāo)志1～7分別找出生活中5個實例并根據(jù)實際用途區(qū)別其性能差異。最后要求小組內(nèi)成員將各自負(fù)責(zé)的內(nèi)容整理匯總，并做好幻燈片以便課上匯報交流。由此可見，驅(qū)動任務(wù)的完成過程需要小組全體成員在教師的指導(dǎo)下共同合作完成，任務(wù)完成質(zhì)量取決于各子任務(wù)的完成情況以及成員的團(tuán)結(jié)合作，是集體智慧的結(jié)晶。任務(wù)的完成過程除了需要學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)、書籍等渠道查閱大量文獻(xiàn)資料之外，還要求學(xué)生對生活中的塑料制品進(jìn)行觀察思考，有助于提高其學(xué)習(xí)興趣。

4 交流評價

交流評價與歸納是總結(jié)、反思與鞏固的階段，這一過程應(yīng)在每一組匯報以后進(jìn)行。小組匯報結(jié)束后，作為觀眾的同學(xué)可以針對其講述內(nèi)容提出問題，并由匯報小組成員回答。學(xué)生通過問答或者討論的形式獲得知識，并實現(xiàn)信息的傳播。交流的目的：（1）通過相互評價，加深學(xué)生對該任務(wù)的認(rèn)識，將小組的研究結(jié)果匯報給其他同學(xué)，使“學(xué)”者的身份轉(zhuǎn)換為“師”者，通過匯報內(nèi)容傳達(dá)教學(xué)大綱的要求；（2）總結(jié)完成任務(wù)的過程方法，發(fā)現(xiàn)和解決傾向性問題，促使學(xué)生進(jìn)行反思，把所學(xué)會的知識內(nèi)化；（3）鍛煉學(xué)生在多媒體制作、口頭表達(dá)自己思想、辯論自己觀點(diǎn)等方面的能力。評價可以采用個人自評、組內(nèi)互評、組間互評、教師點(diǎn)評等多種評價相結(jié)合的方法，使評價做到公平、公正。教師在整個過程中起指導(dǎo)、組織和補(bǔ)充的作用，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。在這一模式下，學(xué)生可以通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)隨時獲取幫助，并隨時成為“教師”。這一方法完全改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，使因材施教真正落到實處，讓每個學(xué)習(xí)者都能將學(xué)習(xí)當(dāng)作一種享受。

5 運(yùn)用中存在的問題

通過合理有效的驅(qū)動任務(wù)，大大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使興趣成為其學(xué)習(xí)的內(nèi)動力，效果是不言而喻的。但是，在此教學(xué)方法的應(yīng)用過程中仍然存在著一些問題和需要注意的地方。具體來說主要有以下幾個方面。

1）教學(xué)進(jìn)度不易把握。驅(qū)動任務(wù)的完成過程需要耗費(fèi)大量的課余時間，而原來的課堂授課時間很大一部分被交流和評價所占據(jù)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排，如果匯報小組的準(zhǔn)備不夠充分，就會影響到教學(xué)進(jìn)度。這就需要教師嚴(yán)格要求并在課下投入大量的精力對任務(wù)的完成情況進(jìn)行督促和指導(dǎo)。另外，教師需要準(zhǔn)備備用材料，以防止有的小組任務(wù)完成得不夠全面。

2）課堂管理亟待改進(jìn)。課堂的交流與評價時間應(yīng)該防止部分學(xué)生“開小差”，游離于課堂討論之外。針對這一問題，教師要認(rèn)真觀察，必要時采取提問的方式促使學(xué)生投入到課堂討論中。

3）評價上有困難。由于任務(wù)的完成工作多在課下進(jìn)行，在小組內(nèi)可能會出現(xiàn)部分同學(xué)“偷懶”、不積極參與的情況。這要求教師和小組長做好協(xié)調(diào)和督促工作，針對每一位同學(xué)的具體任務(wù)，教師做到心中有數(shù)，并及時與小組長溝通任務(wù)進(jìn)展情況。

4）如何達(dá)到“雙語”這一目的。完成驅(qū)動任務(wù)往往需要查閱大量的文獻(xiàn)和資料，能采用英文這一工具除了要求學(xué)生具有較高的英文水平之外，對學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)英語的掌握也是一個不小的挑戰(zhàn)。否則，學(xué)生面對滿眼不認(rèn)識的單詞往往不知所措，無法利用英文完成相應(yīng)的任務(wù)。因此，如何增強(qiáng)學(xué)生面對大篇幅英文資料的信心，使課程真正達(dá)到“雙語”課程設(shè)置的目的也有待后期的研究和實踐。

6 結(jié)束語

本文結(jié)合“高分子材料科學(xué)技術(shù)概論”雙語課程的實踐教學(xué)，對“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”在雙語課教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。通過對學(xué)生的問卷調(diào)查顯示本方法可以有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并使興趣成為其積極探索的內(nèi)在動力，同時提高了其專業(yè)知識掌握、資料檢索、多媒體課件制作、口頭表述等綜合素質(zhì)，教學(xué)效果有效提高，也受到學(xué)生的廣泛好評。針對實施過程中仍然存在的一些問題，在以后的教學(xué)過程中應(yīng)該采取相應(yīng)措施加以改善。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部.關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見[EB/OL].（2001-08-28）[2013-03-04]..

改變高分子材料的途徑范文第3篇

隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，塑料產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中，給人類帶來了許多的便利，與此同時，由于人們對其大量需求致使廢棄物中的塑料越來越多，這對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因而，現(xiàn)在許多科學(xué)家都在尋找新的環(huán)境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就屬于環(huán)境友好型材料，這其中最受人們關(guān)注的就是聚乳酸（PLA），具有良好的生物降解性，在微生物作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成危害。人們之所以選擇聚乳酸作為環(huán)境友好型材料來研究，是因為聚乳酸具有強(qiáng)度高，透明性好，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，包括醫(yī)用、包裝、紡織等。但是由于其結(jié)晶性能差，脆性大等缺點(diǎn)，使其在某些性能方面存在嚴(yán)重的不足，這就嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用[1]。為了使聚乳酸能夠更好的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，研究者們對其進(jìn)行表面改性，使其性能得到改善，能夠得到更好的應(yīng)用。

1.生物可降解高分子材料

生物可降解高分子材料是環(huán)境友好型材料中最重要的一類。它是指在一定條件下，一定的時間內(nèi)，能被細(xì)菌、真菌、霉菌、藻類等微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的一類高分子材料。由于其具有無毒、生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，生物降解高分子被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、一次性用品、農(nóng)業(yè)、包裝衛(wèi)生等領(lǐng)域。按照來源的不同，可將其分為天然可降解高分子和人工合成可降解高分子兩大類。

天然可降解高分子：有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等，這類高分子可以自然生長，并且降解后的產(chǎn)物沒有毒性，但是這類高分子大多不具備熱塑性，加工起來困難，因此不常單獨(dú)使用，只能與其它高分子材料摻混使用。

人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。這類聚酯的主鏈大多為脂肪族結(jié)構(gòu)單元，通過酯鍵相連接，主鏈比較柔軟，容易被自然界中微生物分解。與天然可降解高分子材料相比較，人工合成可降解高分子材料可以在合成時通過控制溫度等條件得到不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，從而對材料物理性能進(jìn)行調(diào)控，并且還可以通過化學(xué)或物理的方法進(jìn)行改性[2]。

在以上眾多的天然可降解高分子材料和人工合成可降解高分子材料中，天然可降解高分子材料加工困難，成本高，不被人們選中，因此，人們把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，這其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和剛性等性能，在諸多人工合成可降解高分子材料中脫穎而出，被人們所選中。

2. 聚乳酸材料

在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年來最受研究者們關(guān)注的一種。它是一種生物可降解的熱塑性脂肪族聚酯，是一種無毒、無刺激性，具有良好生物相容性、強(qiáng)度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。合成聚乳酸的原料可以通過發(fā)酵玉米等糧食作物獲得，因此它的合成是一個低能耗的過程。廢棄的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解產(chǎn)物經(jīng)光合作用后可再形成淀粉等物質(zhì)，可以再次成為合成聚乳酸的原料，從而實現(xiàn)碳循環(huán)[3]。因此，聚乳酸是一種完全具備可持續(xù)發(fā)展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。迄今為止，學(xué)者們對聚乳酸的合成、性質(zhì)、改性等方面進(jìn)行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成

聚乳酸以微生物發(fā)酵產(chǎn)物-乳酸為單體進(jìn)行化學(xué)合成的，由于乳酸是手性分子，所以有兩種立體結(jié)構(gòu)。

聚乳酸的合成方法有兩種；一種是通過乳酸直接縮合；另一種是先將乳酸單體脫水環(huán)化合成丙交酯，然后丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接縮合[4]

直接合成法采用高效脫水劑和催化劑使乳酸低聚物分子間脫水縮合成聚乳酸，是直接合成過程，但是縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，很難保證反應(yīng)正向進(jìn)行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工藝簡單，與開環(huán)聚合物相比具有成本優(yōu)勢。因此目前仍然有大量圍繞直接合成法生產(chǎn)工藝的研究工作，而研究重點(diǎn)集中在高效催化劑的開發(fā)和催化工藝的優(yōu)化上。目前通過直接聚合法已經(jīng)可以制備具有較高分子量的聚乳酸，但與開環(huán)聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制較難。

2.1.2丙交酯開環(huán)縮合[4]

丙交酯的開環(huán)聚合是迄今為止研究較多的一種聚乳酸合成方法。這種聚合方法很容易實現(xiàn)，并且制得的聚乳酸分子量很大。根據(jù)其所用的催化劑不同，有陽離子開環(huán)聚合、陰離子開環(huán)聚合和配位聚合三種形式。（1）陽離子開環(huán)聚合只有在少數(shù)極強(qiáng)或是碳鎓離子供體時才能夠引發(fā)，并且陽離子開環(huán)聚合多為本體聚合體系，反應(yīng)溫度高，引發(fā)劑用量大，因此這種聚合方法吸引力不高；（2）陰離子開環(huán)聚合的引發(fā)劑主要為堿金屬化合物。反應(yīng)速度快，活性高，可以進(jìn)行溶液和本體聚合。但是這種聚合很難制備高分子量的聚乳酸；（3）配位開環(huán)聚合是目前研究最深的，也是應(yīng)用最廣的。反應(yīng)所用的催化劑主要為過渡金屬的氧化物和有機(jī)物，其特點(diǎn)為單體轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，易于制備高分子量的聚乳酸。但是開環(huán)聚合有一個缺點(diǎn)，所使用的催化劑有一定的毒性，所以目前尋找生物安全性高的催化劑成為配位開環(huán)聚合研究的重要方向。

2.2聚乳酸的性質(zhì)

由于乳酸單體具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三種立體構(gòu)型：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）和消旋聚乳酸（PDLLA）。其中PLLA和PDLLA是目前最常用，也是最容易制備的。PLLA是半結(jié)晶型聚合物，具有良好的強(qiáng)度和剛性，但是其缺點(diǎn)是抗沖擊性能差，易脆性斷裂。而PDLLA是無定形的透明材料，力學(xué)性能較差[5]。

雖然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度和阻隔性，但是聚乳酸作為材料使用時有明顯的不足之處；韌性較差并且極易彎曲變形，結(jié)晶度高，降解周期難以控制，熱穩(wěn)定性差，受熱易分解，價格昂貴等。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了聚乳酸的應(yīng)用與發(fā)展[6]。因此，針對聚乳酸樹脂原料進(jìn)行改性成為聚乳酸材料在加工和應(yīng)用之前必不可少的一道工序。

2.3聚乳酸的改性

針對聚乳酸的以上缺點(diǎn)，研究者們對其進(jìn)行了增韌改性、增強(qiáng)改性和耐熱改性，用以改善聚乳酸的韌性和抗彎曲變形能力，提高熱穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)聚乳酸材料。

2.3.1增韌改性

在常溫下聚乳酸是一種硬而脆的材料，在用于對材料要求高的領(lǐng)域，需要對其進(jìn)行增韌改性。增韌改性主要分為共混和共聚兩種方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合過程中工藝比較復(fù)雜，并且生產(chǎn)成本高，因此在實際工業(yè)生產(chǎn)中，主要用共混法來改善聚乳酸的韌性。共混法是將兩種或兩種以上的聚合物進(jìn)行混合，通過聚合物各組分性能的復(fù)合達(dá)到改性目的[7]。為了拓展聚乳酸材料在工程領(lǐng)域的用途，研究者們常采用將聚乳酸與其它高聚物共混，這樣一方面能夠改善聚乳酸的力學(xué)性能和成型加工性能，另一方面也為獲得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途徑。

增韌改性所用的共混法工藝比較簡便，成本相應(yīng)低一些，在實際工業(yè)生產(chǎn)中更加實用。不過受到聚乳酸本身的硬質(zhì)和高模量限制，共混法改性目前主要方向為增韌、調(diào)控親水性和降解能力。

2.3.2增強(qiáng)改性

聚乳酸本身為線型聚合物，分子鏈中長支鏈比較少，這就使聚乳酸材料的強(qiáng)度在一些場合滿足不了使用的要求。因此要對其進(jìn)行增強(qiáng)改性，使其強(qiáng)度達(dá)到要求。目前主要采用了玻璃纖維增強(qiáng)、天然纖維增強(qiáng)、納米復(fù)合和填充增強(qiáng)等技術(shù)來對聚乳酸進(jìn)行改性，用以提高聚乳酸材料的力學(xué)性能[7]。

目前，植物纖維和玻璃纖維對增強(qiáng)聚乳酸的力學(xué)性能效果相差不大，但是植物纖維價格低廉，并且對環(huán)境友好，因而成為對聚乳酸進(jìn)行增強(qiáng)改性的常見材料。而填充增強(qiáng)引入了與聚合物基體性質(zhì)完全不同的無機(jī)組分并且綜合性能提升明顯，因此受到廣泛的關(guān)注。這其中，以納米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、氣體阻隔性、阻燃性等多種性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人體骨骼移植、骨骼連接銷釘?shù)柔t(yī)學(xué)材料。

2.3.3耐熱改性

耐熱性差是生物降解高分子材料共有的缺點(diǎn)。聚乳酸的熔點(diǎn)比較低，因此它在高溫高剪切作用下易發(fā)生熱降解，導(dǎo)致分子鏈斷裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要對聚乳酸進(jìn)行耐熱改性，用以提高其加工性能，通常采用嚴(yán)格干燥、純化和封端基等方式提高其熱穩(wěn)定性[8]。目前，添加抗氧劑是提高聚合物耐熱性的常用方法，除了采用添加改性或與其它樹脂共混改性來提高聚乳酸耐熱性，還可以通過拉伸并熱定型的方法提高聚乳酸的耐熱性，與此同時，還可以改善其聚乳酸復(fù)合材料韌性和強(qiáng)度。在紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。

從上述幾種改性結(jié)果來看，與聚乳酸相比，改性后的聚乳酸復(fù)合材料綜合性能等方面都得到了全面的提升，在醫(yī)學(xué)、紡織、包裝業(yè)等領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用。因此，聚乳酸復(fù)合材料得到了人們的喜愛與關(guān)注，并逐漸將人們的生活與之緊緊聯(lián)系在了一起。成為國內(nèi)外研究者所要研究的重點(diǎn)對象。

3.聚乳酸復(fù)合材料及研究進(jìn)展

3.1聚乳酸復(fù)合材料

經(jīng)過改性劑改性過的聚乳酸復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，它是以聚乳酸為基體，在其中加入改性劑混合用各種方式復(fù)合而成的。同時它具備與聚乳酸相同的無毒、無刺激性、良好的生物相容性等性質(zhì)，但是在性能方面要都優(yōu)于聚乳酸。聚乳酸復(fù)合材料在柔順性、伸長率、力學(xué)、電、熱穩(wěn)定性等方面都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，目前已經(jīng)將其應(yīng)用與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、紡織、包裝業(yè)和組織工程等[9]領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。

聚乳酸復(fù)合材料可以在微生物的作用下分解為二氧化碳和水，對環(huán)境不會造成任何的危害，加上其在各個方面都具有優(yōu)異的性能，可以用于各個領(lǐng)域。因此成為了新一代的環(huán)境友好型材料被國內(nèi)外的研究者們廣泛關(guān)注。目前，就聚乳酸復(fù)合材料的研究，國內(nèi)外研究者們都取得了一定的成果和進(jìn)展。

3.2聚乳酸復(fù)合材料研究進(jìn)展

由于聚乳酸作為生物相容，可降解環(huán)境友好材料，存在著結(jié)晶速度慢、結(jié)晶度低、脆性大等缺陷，將需要與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能，生物相容性等優(yōu)點(diǎn)的填料復(fù)合進(jìn)行填充改性[10]。這個方法成為目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。對于聚乳酸復(fù)合材料的研究以下是國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展。

盛春英[1]通過溶液共混法制備了聚乳酸/碳納米管復(fù)合物，用紅外光譜和DSC研究了復(fù)合材料的等溫結(jié)晶和非等溫結(jié)晶性能，重點(diǎn)研究了CNTs的種類、管徑、管長、質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及聚乳酸分子量對復(fù)合物結(jié)晶性能的影響，以及等溫結(jié)晶對復(fù)合材料拉伸性能的影響。

范麗園[2]將左旋聚乳酸和納米羥基磷灰石用含有親水基團(tuán)的JMXRJ改性劑，通過溶液共混法，加強(qiáng)兩者親水性能和結(jié)合能力。以碳纖維為增強(qiáng)體，制備出碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料。并分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、熱性能以及等溫結(jié)晶時晶球變化。

張東飛等[3]人介紹了碳納米管制備的三種方法，即石墨電弧法、化學(xué)氣相沉積法和激光蒸發(fā)法，并闡述了碳納米管導(dǎo)熱基本機(jī)理，對碳納米管應(yīng)用于復(fù)合材料熱傳導(dǎo)性能進(jìn)行了研究與展望。

趙媛媛[4]采用溶液超聲法，選用多壁碳納米管作為填充物，制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其進(jìn)行改性研究。以碳納米管化學(xué)修飾及百分含量的變化對其在PLLA基體中的分散性、形態(tài)、結(jié)晶行為、力學(xué)性能和水解行為的影響為主要研究對象。

張凱[5]通過對有效的碳納米管分布對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行研究。并重點(diǎn)從形態(tài)調(diào)控角度，調(diào)節(jié)碳納米管在高分子基體中的有效分布，構(gòu)建了高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。并從晶體排斥、相態(tài)演變、隔離的角度，設(shè)計三種不同形態(tài)的導(dǎo)電聚乳酸/復(fù)合材料，降低了材料的導(dǎo)電逾滲值。

馮江濤[6]通過采用混酸處理、表面活性劑修飾和表面接枝三種方法對對碳納米管表面進(jìn)行修飾，利用溶劑蒸發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，采用紅外吸收光譜、拉曼光譜、偏光顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、差示掃描量熱分析儀對復(fù)合材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和總結(jié)。

李艷麗[7]通過混合強(qiáng)酸酸化與馬來酸酐接枝相結(jié)合，對碳納米管表面修飾，增強(qiáng)了碳納米管與聚乳酸之間的界面相互作用，獲得了碳納米管分散均勻的聚乳酸/碳納米管納米復(fù)合材料。并且研究不同條件下碳納米管對聚乳酸結(jié)晶行為的影響，發(fā)現(xiàn)碳納米管對聚乳酸的結(jié)晶有明顯的異相成核作用。

許孔力等[8]人通過溶液復(fù)合的方法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料，并對其力學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究，而且對復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

李玉[9]通過將聚乳酸與具有優(yōu)異導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)性能、生物相容性的碳基納米填料進(jìn)行填充改性。考察了靜電紡絲參數(shù)對聚乳酸纖維的形貌影響，并且考察了不同含量的碳納米管對復(fù)合纖維形貌和結(jié)構(gòu)的影響。此外，還對靜電紡絲和溶液涂膜制備工藝對復(fù)合材料性能影響。

趙學(xué)文[10]通過將碳納米粒子引入聚合物共混體系實現(xiàn)了復(fù)合材料的功能化與高性能化。并且他們提出一種基于反應(yīng)性碳納米粒子的熱力學(xué)相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增強(qiáng)了材料的力學(xué)性能，同時賦予了導(dǎo)電等功能。

Mosab Kaseem等[11]人通過熱、機(jī)械、電氣和流變性質(zhì)對聚乳酸基質(zhì)中碳納米管的類型、縱橫比、負(fù)載、分散狀態(tài)和排列的依賴性。對不同性能的研究表明，碳納米管添加劑可以提高聚乳酸復(fù)合材料的性能。

Mainak Majumder等[12]人通過對聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料制備和表征方面的研究，

綜述有關(guān)碳納米管在聚乳酸基質(zhì)中分散的有效參數(shù)。并且將聚乳酸與不同材料結(jié)合用來改變其性能。

Wenjing Zhang等[13]人通過溶液共混制備了一系列PLLA/碳納米管復(fù)合材料。測試了形態(tài)，機(jī)械性能和電性能。通過研究發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量達(dá)到其滲透閾值，PLLA/碳納米管復(fù)合材料的體積電阻降低了十個數(shù)量級。通過光學(xué)顯微鏡圖像顯示了納米復(fù)合材料的球晶形態(tài)，用差示掃描量熱法（DSC）測量，其結(jié)果顯示，隨著碳納米管含量的增加，冷結(jié)晶溫度升高。

Eric D等[14]人通過研究在半結(jié)晶聚合物碳納米管復(fù)合材料中，碳納米管被視為可以影響聚合物結(jié)晶的成核劑。但是，由于碳納米管的復(fù)雜性。不同的手性，直徑，表面官能團(tuán)，使用的表面活性劑和樣品制備過程可能會影響復(fù)合材料結(jié)晶。研究了半晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，形態(tài)和相關(guān)應(yīng)用。簡要介紹聚合物中的結(jié)晶和線性成核。使用溶液結(jié)晶方法揭示了界面結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

Kandadai等[15]人通過拉曼光譜分析表明PLLA和碳納米管之間的相互作用主要通過疏水的C-CH3官能團(tuán)發(fā)生。復(fù)合材料的直流電導(dǎo)率隨碳納米管負(fù)載的增加而增加。導(dǎo)電的碳納米管增強(qiáng)的生物相容性聚合物復(fù)合材料可以潛在地用作新一代植入物材料，從而刺激細(xì)胞生長和通過促進(jìn)物理電信號傳遞來使組織再生。

從以上國內(nèi)外研究者的研究進(jìn)展中，可以看到，大部分的研究者都是通過溶液共混的方法制備聚乳酸復(fù)合材料，這種方法對于國內(nèi)外的研究者們來說比較簡便可靠。并且他們將制備好后的聚乳酸復(fù)合材料通過紅外光譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、差示掃描量熱、拉曼光譜和偏光顯微鏡等手段進(jìn)行其結(jié)構(gòu)和性能的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)聚乳酸復(fù)合材料的性能在各個方面都有顯著的提高，并且可以應(yīng)用與各個領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊。聚乳酸復(fù)合材料作為新一代性能全面的環(huán)境友好型材料，國內(nèi)外的研究者們對聚乳酸復(fù)合材料的研究還在進(jìn)行著，并且對于它的發(fā)展都有很高的期待。

4.本課題的研究思路及研究內(nèi)容

4.1 研究思路

聚乳酸作為可降解生物材料，同時又具有生物相容性，力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。碳納米管則具有良好的生物相容性，功能性等優(yōu)點(diǎn)。將兩種材料復(fù)合可以進(jìn)一步改善聚乳酸結(jié)晶性能、力學(xué)性能、賦予其導(dǎo)電性。

對于聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料的制備可以通過共混法、原位聚合及靜電紡絲法來制備，目前通常采用溶劑揮發(fā)法制備聚乳酸/碳納米管復(fù)合材料。通過拉曼光譜、電子能譜、掃描電子顯微鏡、示差掃描量熱來測定其結(jié)合能、材料表面形貌以及結(jié)晶、熔融溫度等方面進(jìn)行觀察分析。

改變高分子材料的途徑范文第4篇

關(guān)鍵詞：化學(xué)腐蝕 樹脂基 復(fù)合材料 機(jī)理 概述

一、 耐腐蝕樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)

1、 樹脂基材料的品種種類繁多。隨著石油化工的發(fā)展，新的材料不斷地出現(xiàn)因而只要選擇恰當(dāng)，在絕大多數(shù)腐蝕環(huán)境中，都可以找到比較滿意的防腐蝕材料。

2、 樹脂基復(fù)合材料所制備設(shè)備和管道抗污染性能好，不易結(jié)垢和被污染和被腐蝕。因此，有利于應(yīng)用場合下化工產(chǎn)品色澤和質(zhì)量的改善。

3、 樹脂基復(fù)合材料具有良好的加工性能，即可與金屬和木材一樣進(jìn)行機(jī)械加工，也可以通過熱成型或焊接進(jìn)行二次加工，可方便地制造各種防腐設(shè)備。

4、 樹脂基復(fù)合材料通常是絕緣材料，不像金屬那樣會由于電化學(xué)作用而導(dǎo)致材料破壞。

5、 樹脂基復(fù)合材料質(zhì)量輕，因而在軍工領(lǐng)域和航天航空領(lǐng)域里的應(yīng)用具有特殊的價值。

6、 從經(jīng)濟(jì)性來看，樹脂基復(fù)合材料用來防腐蝕費(fèi)用較低，由于填料或其他增強(qiáng)材料的加入是材料的成本更低。

但是樹脂基復(fù)合材料也有其不足之處，如耐氧化性、抗?jié)B透性不如金屬；使用溫度收到限制，比金屬力學(xué)強(qiáng)度低；線膨脹系數(shù)大等。因而，只有更深入研究樹脂基復(fù)合材料的腐蝕機(jī)理，根本上尋找解決上述問題的途徑才能更好地發(fā)揮這一材料的優(yōu)點(diǎn)。

二、 樹脂基復(fù)合材料的腐蝕主要形式

化學(xué)裂解 在活性戒指作用下，滲入高分子復(fù)合材料內(nèi)部的介質(zhì)分子可能與大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是大分子共價鍵發(fā)生破壞裂解。

溶解和溶脹 溶劑分子滲入材料內(nèi)部破壞大分子間的次價鍵，與大分子發(fā)生溶劑化作用。體型高聚物會溶脹軟化，線性高聚物可由溶脹二進(jìn)一步溶解。

滲透破壞 介質(zhì)向高分子材料內(nèi)部滲透擴(kuò)散引起復(fù)合材料基體和界面的脫粘。此外，高分子材料內(nèi)部的某些低分子，也會從材料內(nèi)部向外擴(kuò)散、遷移，融入介質(zhì)環(huán)境而引起腐蝕。

應(yīng)力開裂 在應(yīng)力與某些介質(zhì)的共同作用下，樹脂基復(fù)合材料會出現(xiàn)銀紋，并進(jìn)一步生長裂縫，直至發(fā)生脆性斷裂。

濕熱老化 復(fù)合材料經(jīng)受濕度、溫度和應(yīng)力聯(lián)合作用而產(chǎn)生性能退化。在吸濕過程中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生溶脹應(yīng)力，這種應(yīng)力的反復(fù)作用并達(dá)到某一量級時會引起應(yīng)力開裂，以致形成龜裂紋。

三、材料腐蝕原理

材料的腐蝕主要有一下五個方面的原因；介質(zhì)的滲透與擴(kuò)散作用、溶脹與溶解作用、介質(zhì)與大分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕、環(huán)境應(yīng)力開裂作用、氣候老化作用。

1、 介質(zhì)的滲透于擴(kuò)散作用 樹脂基復(fù)合材料在浸漬于介質(zhì)或暴露在大氣中，質(zhì)量會發(fā)生改變。介質(zhì)通過材料表面進(jìn)入材料內(nèi)部就是質(zhì)量增加；材料中的可溶成分及腐蝕產(chǎn)物逆向擴(kuò)散進(jìn)入介質(zhì)中就使質(zhì)量減少，由于在防腐領(lǐng)域里使用的樹脂基復(fù)合材料的耐腐蝕性能較好，大多數(shù)情況下向介質(zhì)溶出的物質(zhì)很少，可以忽略。無論溶出或溶入均與材料的滲透擴(kuò)散性能有關(guān)，只是溶出是在腐蝕介質(zhì)滲入材料內(nèi)部并與其發(fā)生腐蝕作用后造成的。

影響滲透性能的因素有一下三點(diǎn)；高聚物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響-介質(zhì)分子向新的平衡位置遷移，只有當(dāng)其周圍存在空位時才有可能。添加劑的影響-少量的添加劑或增強(qiáng)材料能提高復(fù)合材料的抗?jié)B能力。材料表面極性狀態(tài)的影響-用于腐蝕介質(zhì)極性不同的樹脂處理材料表面，通常會增大材料表面的疏液性，使?jié)B透率減小，因為介質(zhì)分子首先被表面吸附，產(chǎn)生親和作用，才會向內(nèi)部擴(kuò)散；若材料表面極性與介質(zhì)極性不同，就不會被吸附和產(chǎn)生親和作用。

2、溶脹與溶解作用

高聚物材料的溶解現(xiàn)象比較復(fù)雜，無論是晶態(tài)還是非晶態(tài)的高聚物，其溶解過程都是要經(jīng)歷溶脹和溶解兩個階段。 凡使大分子熱運(yùn)動能力和向溶劑中擴(kuò)散的能力強(qiáng)化的因素，均能使復(fù)合材料的耐溶劑性下降。溶劑化程度高，溶質(zhì)與溶劑間形成次價鍵時放出的能量多，材料耐溶劑性的能力就比較差。高聚物與溶劑體系的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了其極性的大小，以及電負(fù)性和相互間溶劑化能力，所以是影響材料耐溶劑性能的最根本的內(nèi)因。

3、介質(zhì)與大分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕

高聚物的化學(xué)反應(yīng)能力主要取決于大分子性基團(tuán)的活性及其相互作用。鍵能的大小對材料的耐氧化性能有很大影響。鍵能越大，材料的耐氧化性能越強(qiáng)。雜鏈大分子比碳鏈難以氧化；由于鹵代酸形成的聚酯樹脂有著優(yōu)越的耐氧化能力。鏈的極性極大，將易受水等極性介質(zhì)的進(jìn)攻并發(fā)生水解反應(yīng)。這種反應(yīng)在酸堿的催化下更易進(jìn)行。

4、環(huán)境應(yīng)力開裂作用

樹脂的性質(zhì)是影響環(huán)境應(yīng)力開裂的主要影響因素。不同的樹脂具有不同的耐環(huán)境應(yīng)力開裂的能力，同種樹脂因分子量、結(jié)晶度、內(nèi)應(yīng)力的不同而有很大差別。樹脂的結(jié)晶度高，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而且晶區(qū)與非晶區(qū)的交界也易受到介質(zhì)的作用，所以具有更快出現(xiàn)裂縫的傾向。材料中雜志、缺陷、黏結(jié)不良的界面、表面刻痕，以及微裂紋瘋應(yīng)力集中等也會促進(jìn)環(huán)境應(yīng)力開裂。加工不良引起的內(nèi)應(yīng)力或材料熱處理條件不同而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，均對環(huán)境應(yīng)力開裂有很大影響。樹脂分子量的影響更大，分子量小而分子量分布窄，發(fā)生應(yīng)力開裂所需時間較短。因為分子量越大，在介質(zhì)作用下的解纏就越困難，因而就越不易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂。

5、氣候老化作用

很多耐腐蝕材料的設(shè)備如儲罐、管道等均子露天使用和放置，氣候條件及其變化對高分子材料的使用壽命必有影響。耐候性就是高分子材料對室外天氣條件的抵抗能力。引起材料氣候老化的主要因素主要有紫外線、溫度、濕氣活性氣體或其他化學(xué)物質(zhì)。其中，紫外線對高分子材料的主要作用是使大分子中的化學(xué)鍵激發(fā)，當(dāng)有氧或水存在時，處于激發(fā)態(tài)的化學(xué)鍵將會進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)裂解；而在陽光照射下，高分子材料尤其是深色或無光澤的材料將吸收紅外光而使溫度迅速升高，溫度能引起熱老化，也能促進(jìn)其他化學(xué)變化；再者，大氣中的濕氣與雨水等均會使耐水性差的高聚物產(chǎn)生溶脹、變形、水解等，而且氣溫低時，水汽在高分子材料的表面或微隙中還會凝結(jié)成水，一旦氣溫上升，又氣化而蒸發(fā)，如此反復(fù)作用，也會加劇材料龜裂；活性氣體或其他化學(xué)物質(zhì)，如在光熱作用下很多氣體如硫化氫、二氧化碳等能與高分子材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是材料破壞。

同時，添加劑也會產(chǎn)生影響。添加紫外線吸收劑或抗氧化劑聚能提高材料的耐候性能。加入能優(yōu)先吸收紫外線的化合物，然后將能量轉(zhuǎn)化成非破壞性波長后再發(fā)射出來，可以提高高聚物的抗老化性能。此外，耐腐蝕材料的性能還受很多其他因素的影響，如制備工藝和增強(qiáng)體的影響等等。隨著研究的不斷深入，耐腐蝕材料的性價比和應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的提高和拓寬，如在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用近些年就在不斷的嘗試過程中。但高聚物材料本身的缺點(diǎn)也極大的限制了其發(fā)展，如何充分利用其優(yōu)勢，彌補(bǔ)其缺點(diǎn)才是發(fā)展的關(guān)鍵。（作者單位：鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

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參考文獻(xiàn)：

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［6］ 高揚(yáng)等 美國正在研究中的未來工業(yè)耐腐材料 ［C］2005

改變高分子材料的途徑范文第5篇

關(guān)鍵詞：氫氧化鎂；阻燃劑；表面改性

鹵系阻燃劑雖然具有較好的有機(jī)聚合物材料阻燃性能，但材料一經(jīng)燃燒產(chǎn)生大量的有毒氣體，嚴(yán)重危害身體健康，加之北美西歐等國家已經(jīng)取締鹵系阻燃劑的使用，發(fā)展新型有效的無鹵阻燃劑成為研究的熱點(diǎn)。新型無機(jī)阻燃劑氫氧化鎂用于材料的阻燃不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，具有安全環(huán)保的特點(diǎn)，在高分子材料中應(yīng)用廣泛。本文對氫氧化鎂阻燃劑的特點(diǎn)進(jìn)行了論述，重點(diǎn)對其改性研究進(jìn)行了闡述。

1 氫氧化鎂阻燃劑特點(diǎn)

氫氧化鎂是白色粉末狀的六角形或無定性的片狀結(jié)晶，其密度為2.39g/cm3，難溶于水，18℃時的溶解度為9*10-3g/L。Mg（OH）2的起始熱分解溫度比Al（OH）3要高，接近300℃。其最大分解峰溫比Al（OH）3高約100℃，約400℃[1，2]。氫氧化鎂阻燃性能來源于其特殊的熱分解性能。氫氧化鎂受熱分解為氧化鎂和水蒸氣。總結(jié)其阻燃機(jī)理和特點(diǎn)如下[3，4]：

（1）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的水蒸氣可有效稀釋氧氣濃度，阻礙燃燒；

（2）氫氧化鎂的熱容大，熱分解過程中可有效降低高分子基材所吸收的熱能，使高分子基材的熱分解有所延緩；

（3）氫氧化鎂形成的表面炭化層可以延緩燃燒，并能夠抑制分解氣體的燃燒；

（4）氫氧化鎂分解吸收大量的熱量，降低被阻燃材料的溫度，可有效延緩高聚物分解速度；

（5）氫氧化鎂熱分解產(chǎn)生的氧化鎂本身就是優(yōu)良的耐火材料，覆蓋于高分子基材表面能夠隔絕空氣使燃燒受阻；

（6）氫氧化鎂用作阻燃劑時添加量較大才能提高高聚物的難燃性。

雖然氫氧化鎂因其獨(dú)特的熱分解特性賦予其阻燃和抑煙的特性，但氫氧化鎂用于高分子基材的阻燃仍受到一定的限制。首先，氫氧化鎂具有^高的表面能，未經(jīng)改性的氫氧化鎂易于團(tuán)聚，分散性能差。其次，氫氧化鎂具有很好的親水性能，而多數(shù)聚合物基體材料則是疏水的，兩者的相容性差，氫氧化鎂過量使用時影響高分子基材的加工性能和力學(xué)性能。此外，高填充氫氧化鎂導(dǎo)致無機(jī)阻燃劑與基體材料的界面處產(chǎn)生裂紋的“夾生”現(xiàn)象[5]。改善氫氧化鎂與高分子基材的相容性并保證基材的加工性能和力學(xué)性能的有效途徑是對氫氧化鎂進(jìn)行表面改性。具有片狀特殊形貌的氫氧化鎂填充高分子基材時，除具有阻燃抑煙作用外，還具有因特殊形貌與其他阻燃劑協(xié)同增強(qiáng)阻燃的效果。

2 氫氧化鎂的表面改性

氫氧化鎂作為新型無鹵阻燃劑具有抗酸、阻滴、高效促基材成碳及無毒環(huán)保等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠及樹脂等領(lǐng)域[6]。但氫氧化鎂的表面具有很強(qiáng)的極性，其晶體表面的正電荷使其具有較強(qiáng)的親水性，與疏水性高分子基材相容性差。氫氧化鎂阻燃劑必須經(jīng)過改性才能在確保高分子基材力學(xué)性能的基礎(chǔ)上具有一定的阻燃效果[7]。目前，表面改性是制備改性氫氧化鎂的重要方法，包括表面化學(xué)改性和表面包覆改性。

2.1 氫氧化鎂的表面化學(xué)改性

經(jīng)過改性的氫氧化鎂其表面特性可以由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷裕軌蚺c疏水高分子基材很好地相容。采用表面活性劑或偶聯(lián)劑對氫氧化鎂改性，可通過表面改性劑或偶聯(lián)劑與氫氧化鎂表面的化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附改變其表面性能，使其有更加疏水并增加與高分子基材的相容性，改善材料的阻燃性能和力學(xué)性能[8]。

袁源[9]等以N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑對超細(xì)Mg（OH）b進(jìn)行了表面改性，改性后的氫氧化鎂由于其表面的硅氧烷結(jié)構(gòu)使其親水性降低分散性能提高。尹燕[10]等開展了采用硅烷偶聯(lián)劑（A-1100）和鈦酸酯（TC-101）的復(fù)合型表面活性劑對氫氧化鎂晶須進(jìn)行改性的研究。通過活性指數(shù)、比表面積、抑煙效果等測定，經(jīng)過改性的氫氧化鎂的分散性能更好。此外，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯同時使用時具有協(xié)同增強(qiáng)氫氧化鎂表面性能的特點(diǎn)，經(jīng)復(fù)合改性劑改性后氫氧化鎂的活性指數(shù)和抑煙效果更加突出，該研究為復(fù)合表面活性劑改性氫氧化鎂的研究提供了參考。賈靜嫻[11]研究了硬脂酸鋅對氫氧化鎂阻燃劑的改性效果。改性氫氧化鎂與液體石蠟的相容性較好，能夠在液體石蠟中較好地分散，這是源于經(jīng)硬脂酸鋅改性的氫氧化鎂其親水性表面變?yōu)槭杷员砻妗０卓〖t[12]以聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和對乙酰氨基酚為表面改性劑，采用直接沉淀法和超重力法制備阻燃級氫氧化鎂。所制備的氫氧化鎂具有純度高、分散性好、粒徑小且分布均勻、阻燃性能好的特點(diǎn)。經(jīng)過對比實驗研究，采用聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚和對乙酰氨基酚添加量分別為3.0%、5.0%和2.0%時，所制備的氫氧化鎂的自然沉降速率最大，濾餅比阻最小，分散性能最好。氫氧化鎂的表面化學(xué)改性研究應(yīng)選擇合適的表面改性劑，并優(yōu)化改性條件以獲得性能最優(yōu)的氫氧化鎂阻燃劑。

2.2 氫氧化鎂的表面包覆改性

表面包覆改性不同于表面化學(xué)改性，采用表面包覆方法改性氫氧化鎂時包覆劑與氫氧化鎂表面不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改性作用來源于包覆劑物理包覆在氫氧化鎂的表面降低了氫氧化鎂的表面極性。表面活性劑可以用于包覆改性的包覆劑，此外，超分散劑和無機(jī)物等也可以用作包覆劑。楊旭宇[13]等開展了Mg（OH）2粉體的表面包覆改性研究，并證實，采用4%的超分散劑CTBN改性的氫氧化鎂性能最優(yōu)。

將氫氧化鎂采用高分子化合物包覆制備微膠囊阻燃劑也是一種有效的改性方法。聚合物接枝使氫氧化鎂表面由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷苊鈿溲趸V顆粒間的團(tuán)聚。此外，接枝上的高聚物與基體材料具有較好的物理相容性，提高了氫氧化鎂的分散性能也提高了高聚物材料的加工性能。李又兵[14]等將密胺樹脂包覆在氫氧化鎂表面得到的微膠囊化氫氧化鎂填充于硅橡膠時其阻燃性能明顯提高。張永兆[15]等將氫氧化鎂乳液中加入甲基丙烯酸甲酯單體和引發(fā)劑，通過氫氧化鎂表面原位聚合形成了聚甲基丙烯酸甲酯包覆層。粉體的吸油值隨著包覆量的增加而減小，接觸角也明顯變大，復(fù)合材料的氧指數(shù)有所下降。氫氧化鎂的表面包覆改性不僅可以提高氫氧化鎂的分散性能，也能夠增加氫氧化鎂阻燃劑與聚合物材料的相容性，在提高阻燃性能的基礎(chǔ)上保障了聚合物材料的力學(xué)性能。

3 結(jié)束語

氫氧化鎂是一種無鹵無機(jī)阻燃劑，因其特殊的阻燃抑煙作用本受關(guān)注。將氫氧化鎂直接用于高分子基材的阻燃存在無機(jī)阻燃劑與有機(jī)高分子材料不相容的缺點(diǎn)，通過對氫氧化鎂進(jìn)行表面改性可顯著提高兩者的相容性。常用的改性方法是表面化學(xué)改性和表面包覆改性。深入探討改性工藝條件和改性機(jī)理將推動氫氧化鎂阻燃劑的發(fā)展。

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