化學高分子材料與工程范文

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關鍵詞： 高分子材料與工程專業 有機化學 教學現狀 教學改革

有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分，它的主要研究對象是有機分子，從有機物結構入手，研究有機化合物的化學性質，在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校，有機化學是面向化工學院、藥學院二年級，以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程，是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習，可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能，把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術，同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。

1.教學現狀

在工科院校，有機化學的教學課時“縮水”，如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課，但是其課時數被壓縮到64個學時，教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課，是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎，學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程，難度大，任務重。

另外，由于江蘇省高考制度，較大部分的學生高中階段選修的“物生”，進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱，一個教學班級里，學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學，對于選“物生”的學生來說，沒有化學基礎，一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時，多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠，不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性，更是對有機化學失去興趣。

再者，有機化學課程自身的特點，由于有機物數量多，結構多變，機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮，教師為了教授完大綱的教學內容，不得不采取“滿堂灌”教學方法，使得學生缺乏主動獲得知識的能力，被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束，發現學生知識掌握不好，除了少部分拔尖的學生，大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解，學到的有機知識很少。

2.教學改革

結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業特點，對教學內容進行優化、取舍；改進教學手段，選聘高年級本科生、研究生做助理班主任，讓他們參與本科生教學，形成多元化的本科生教學隊伍；改革考核方式，實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式，教考分離。

（1）改革教學內容

有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科，不同于其他幾門基礎化學課，有機化學基本不涉及計算，不涉及公式，說的是圖片的拼接，化學鍵的斷裂與重組，以構建新的有機分子。那么，在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題，如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題，就能依據高分子材料與工程專業的培養方案，深入分析研究教學大綱和教學目標，對教學內容進行取舍。

在改革教學內容時，還要考慮以下兩個方面問題：一是研讀多種版本的教材，最新版本的中、英文有機化學教材和專著等，從不同研讀、分析深度的教材方面，準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點，結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿，發展動態，結合傳統的知識，推陳出新，把最新的知識信息教授于學生，引導學生了解最新的前沿，激發他們的興趣，使之感覺到目前所學知識的有用性。

（2）改革教學手段

我校近年實施了一項“班主任助理”制度，選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理，取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學，形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。

高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課，經歷過有機化學的學習和考核，有自己的學習方法和技巧；他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習，對哪些知識對專業課學習重要有切身體會；他們與低年級學生同屬于一個年齡階段，有更多的共同話題，溝通交流更容易，幫助學生及早發現自己的優缺點，揚長避短。

高分子材料與工程研究方向的研究生，通常具有扎實的專業基礎知識，已經接觸了專業的前沿研究方向，可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目，這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足，增強本科生對基礎知識學習的熱情，使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。

（3）改革考核方式

良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情，提高他們學習的積極性。目前，我院不同專業實行統一考試，如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷，流水閱卷、統一登分，做到公正、準確。但是，這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同，使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響，結果是為了考試而學習，不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。

為了提高學生的整體素質和學習積極性，我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目，結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識，哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時，建立針對性的有機化學試題庫，使學生接觸更多不同的題型，拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫，有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等，統一從試題庫里抽調，實現教考分離。

3.結語

為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量，我們要結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業的專業特點，從學生的實際出發，認真分析總結，精選教學內容，創新教學手段，改革考核方式，不斷激發學生的學習興趣，以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。

參考文獻：

[1]黃杰，周冕，李又兵，王選倫.高分子材料與工程專業《有機化學》教學改革探索與實踐.廣州化工，2014（42）：186-187.

[2]陶傳洲，劉瑋煒，曹志凌，史大華，王建，程青芳.環境工程專業有機化學課程教學現狀及改革.中國科教創新導刊，2010（34）：78.

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1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。

3．高分子科學的主要內容

既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。

二、高分子材料化學的應用

材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會?？梢哉f某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。

三、高分子化學與高科技的結合

當今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展，出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。

隨著生產和科學技術的發展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學功能材料：強化功能材料，如超高強材料、高結晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等；反應功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應器等。

第三，生物化學功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。

四、高分子化學的可持續發展

研究高分子合成材料的環境同化，增加循環使用和再生使用，減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染，也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成，在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成，探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態的相互作用，達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。

參考文獻：

[1]馮新德.展望21世紀的高分子化學與工業[J].科學中國人,1997,(11)

[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應用進展[J].濟南大學學報(自然科學版,2002,(01).

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一、高分子材料與工程

高分子材料與工程專業培養具備高分子材料與工程等方面的知識，能在高分子材料的合成、改性、分析測試和加工成型等領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營管理等方面工作的高級工程技術人才。

本專業學生主要學習高聚物化學與物理的基本理論和高分子材料的組成、結構與性能知識及高分子成型加工技術知識。

學習課程

聚合物加工原理、聚合物成型工藝、聚合物流變學、高分子物理、高分子化學、物理化學、有機化學

畢業生具備的專業知識與能力

掌握高分子材料的合成、改性的方法;

掌握高分子材料的組成、結構和性能關系;

掌握聚合物加工流變學、成型加工工藝和成型模具設計的基本理論和基本技能;

具有對高分子材料進行改性及加工工藝研究、設計和分析測試，并開發新型高分子材料及產品的初步能力;

具有應用計算機的能力;

具有對高分子材料改性及加工過程進行技術經濟分析和管理的初步能力。

就業方向

該專業畢業生可到石油化工、電子電器、建材、汽車、包裝、航空航天、軍工、輕紡及醫藥等系統的科研(設計)院所、企業從事塑料、橡膠、化纖、涂料、粘合劑、復合材料的合成、加工、應用、生產技術管理和市場開發等工作，以及為高新技術領域研究開發高性能材料、功能材料、生物醫用材料、光電材料、精細高分子材料和其它特種高分子材料，也可到高等院校從事教學、科研工作。

高分子材料與工程專業的20所大學

二、復合材料與工程專業

復合材料與工程專業培養具有良好的思想素質，強烈的社會責任感，健康的體魄和健全的心理素質、德、智、體全面發展，掌握新型復合材料生產原理和生產工藝、能勝任無機材料、高分子材料、新型復合材料等生產企業基層管理工作和實際崗位操作，具有較高綜合素質，“用得上、留得住”的應用型人才。

專業特色

該專業既重視學生數學、力學和材料科學的基礎理論培養，又重視學生的工程能力訓練，并對有關專業課實行教學內容的國際接軌。課程設置注重基礎理論與工程的結合、自然科學知識教育與文化素質教育結合，理論與實踐相結合。學校會設有工程設計制圖課程設計、工程訓練、下廠實習、畢業實習、畢業設計和畢業論文等實踐環節。實驗有高分子物理實驗、高分子化學實驗、復合材料制備與加工實驗、材料性能測試實驗等 。

就業方向

本專業學生畢業后可畢業生可以就業于與復合材料相關的汽車、建筑、電機、電子、航空航天、國防軍工、信息通訊、輕工、化工等有關企業和公司，擔任工程研究 人員、工程師和營銷管理人員，從事設計、研發、分析、生產、測試、評價、營銷、管理等工作;也可以在高等院校、研究設計院所從事科研教學工作。

開設院校

哈爾濱工業大學、西北工業大學、華東理工大學、南京工業大學、青島大學、青島科技大學、長江大學、中北大學、河北工程大學等

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關鍵詞：功能高分子材料；納米技術；可生物降解；

高分子材料早已經滲透到。我們人類生活的方方面面，在日常生活處處。都有著重要的應用。所以我們每個人都。對于高分子材料不陌生。它又叫聚合物材料，通常指的是無數個小分子化合物再通過化學鍵，形成的大分子化合物。生活里可見的聚合物材料主要有合成橡膠、合成塑料、合成纖維這三種。到上世紀六十年代左右，這些聚合物材料已經可以用來制造衣服、日常用品及各種工業材料，滿足相關行業的需求。在未來，高分子材料主要運用領域分別是：納米高分子材料復合應用、高分子材料功能化、生物可降解高分子材料開發。以及航天工業領域應用。

一、高分子材料功能化發展

功能高分子材料是一種聚合物大分子，它大多來自于半人工及人工合成的高分子材料。它與一般的聚合物有很大的不同，在化學性質及物理性能上都發生了很大的變化，主要是增加了一些光學、電學等方面的特殊功能。在高分子研究中，有一個特殊領域，就是功能高分子，也就是那些數量甚微、作用特別、性能獨特卻是運用新技術時必不可少的高分子材料。

隨著科技的進步，以及社會經濟的發展，新能源開發、交通和航天技術、微電子技術、生物醫藥等多個領域都如雨后春筍般蓬勃發展，這些領域的發展離不開功能高分子材料這個重要的基礎。

在功能設計方面，高分子材料的主要作用是：

1）用分子設計來合成新的功能。如研制非晶質光盤（APO）；

2）以特別加工來增添材料功能特性。如功能高分子膜和塑料光纖；

3）用兩種或兩種以上性能不同或者功能各異的材料，加以復合之后形成新材料所具有的功能，如EMI/RFI屏蔽導電、塑料、高分子磁性體和復合層積復合填料；

4）對材料的表面進行處理，從而讓材料具備新功能，如EMI/RFI屏蔽導電塑料、表面處理法。

功能設計，這一理論在所有功能高分子材料領域內都得到了運用，這自然也同其材料的研究方向緊密相關。在生物醫藥上，有研究者利用電化學反應，模仿自然骨的成分及其產生過程，讓膠原通過微環境及反應動力，實現分子自組裝和礦化，最終獲得有關成份、骨組織及其結構。利用相似度極高的生物活性涂層以及調控生物活性因子促進骨的生長。這種技術可以提高醫用移植體相關材料的生物活性，從而可以加速治好患病的骨骼。

由于功能高分子材質具備與眾不同的出色作用，它可以替換許多功能材料，并可以通過功能高分子材質來改善其他材料的性能，讓其變成一種全新的功能材料。有鑒于此，功能高分子材料及特種高分子材料在國內外相關領域內受到越來越高的重視，科學家開展的相關研究也非常多。因此，發展功能高分子，其涉及面O廣，關系到許多學科的研究。我國也非常關注這一領域的研究，在自主研發的基礎上，加強國際交流，目前相關水平已處在世界的前列。

二、運用納米技術，改性高分子材料

納米技術一般是來鉆研納米材料的特性和對其結構進行制造的工藝。當一種東西在現代化手段下以納米來描述時，那么它本身的作用便會產生一些變化，從而出現一些奇特的現象，表現出和普通物質不一樣的性質。并且，若是把具有特殊性質的粒子和其他高分子物質混合時，這種特殊的粒子會使高分子物質發生性能的改變。所以，在改變高分子物質的過程中，運用的納米技術有兩種：一是對這兩種物質加以合成，二是用納米粒子影響高分子材料的性能。第一種占得比例最多。

舉個例子，在探究苯乙烯一丙烯酸醋IPN/MMT納米復合阻尼材料時，可將這兩種物質時行復合，據此提高其抗震、降噪的效果。結合眾多實驗結果，我們可以知道，聚合物基體中平均分布了二維納米片之后，該材料原本的能量將會有很大的升高，與此同時，基體材料的增韌性更好，耐磨性更強，阻透性也大大提高，也發送了其抗菌性以及抗老化性能，同時防紫外線的能力也有所提高。

又比如，把納米無機粘土粒子利用其他的改性劑，在化學反應后得到的納米粒子片層，與尼龍等其他材料混合，得到的新材料的阻止燃燒的功能更加好。將納米材料和它的結構的多種特性組合使用，能夠產生其他的多種新的材料。

三、生物可降解高分子材料的發展

在特定時間及一定條件下，微生物或其分泌物利用化學分解的形式，可以獲得降解的新材料。

高分子材料已在日常生產及生活中得到了廣泛的應用?？墒?，由于它無法循環使用，不易分解，加上用量很大，久而久之，就給環境帶來了比較厲害的化學污染。一般情況下，在降解這些廢棄的塑料制品時，最廣泛使用的辦法是挖坑埋掉或者燒掉，然而，這些方法都會對環境造成不可彌補的傷害。

譬如，我們的日常生活中，超市購物，買菜，包裝，全都用塑料制品，面對這一現象，四川有一家生物科技公司研制了一種抑菌的可降解的包裝食物的材質，先把殼聚糖通過輻射法作出輻照降解，再混入偶聯劑助劑溶液，攪拌均勻，而后通過干燥使溶劑脫離后，再和聚己內酯類可降解高分子材料混合在一起得出。聚己內酯可以全部的溶解掉，而殼聚糖則可以抑制某些微生物的生存繁衍。

所以，在研究這一新材料時，重點是研究出可降解的聚合物，如何對已經存在的可降解聚合物加以利用，經濟意義是十分明顯的，值得研究。

四、先進高分子材料在航天工業領域的應用

自中華人民共和國建立以后，航天工業獲得了長足進步，其代表是兩彈一星，這也促進了相關新材料的科研及發展。進入新時代，我國又陸續開展了載人航天及探月工程等一系列重大科研項目，這自然也離不開更多新材料的支持，在這個領域，一些關鍵的材料研制獲得突破性進展。這里面就包括高分子材料。它是發展航天工業必備的配套產品，一般包含橡膠、膠黏劑、工程塑料、密封劑和涂料等。

五、結語

本人從思考人類生存的環境問題出發，在建設環境友好型社會的基礎上，形成了上述四個基本觀點。當下，人們研究高分子材料，在目的及目標等方面，改變都十分明顯：以往研究的目的是給人們的生活帶來方便，如今則開始注意環境安全，不浪費能源與物質，循環使用，同時研發出能耗低、效率高的新材料。毫無疑問，環境因素已成為今后任何研發工作所需要重點考慮的問題。對于從事新材料研發工作的人們來說，只有研發出無毒、綠色、功能化、可降解的材料，與環境有利，才能解決白色、黑色等方面的污染問題。

參考文獻：

[1]謝建玲.現代塑料加工應用，1995.

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【關鍵詞】 高分子材料 可降解 循環利用

1 生物可降解高分子材料的含義及降解機理

生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。生物可降解的機理大致有以下三種方式：生物的細胞增長使物質發生機械性破壞；微生物對聚合物作用產生新的物質；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合，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，經過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量，最終都轉化為水和二氧化碳。因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用，相互促進的物理化學過程。到目前為止，有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內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外，還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環境有關。

2 生物可降解高分子材料的類型

按材料來源，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，有醫用和非醫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 微生物生產型

通過微生物合成的高分子物質。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境的生物可降解塑料。

2.2 合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應用。芳香族聚酯（PET）和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯（或聚酰胺）制成一定結構的共聚物，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，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質制得的脫乙?；嗵堑裙餐熘?。

2.4 摻混型

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，使所得產品具有相當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研發

3.1 傳統方法

傳統利用生物可降解高分子材料的方法主要包括：天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。（1）天然高分子的改造法。通過化學修飾和共混等方法，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，而且產量小，限制了它們的應用。②化學合成法。模擬天然高分子的化學結構，從簡單的小分子出發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構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W合成法反應條件苛刻，副產品多，工藝復雜，成本較高。（2）微生物發酵法。許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難，且仍有一些副產品。

3.2 酶促合成

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

3.3 酶促合成法與化學合成法結合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學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法聯合使用來合成生物可降解高分子材料。

4 結語

隨著高分子材料合成與加工的技術進步，生物可降解高分子材料在各行業得到廣泛、深入的應用。生物可降解高分子材料助劑、樹脂原料和加工機械一起組成了生物可降解高分子加工的三大基本要素。此外，加工工藝水平、配方技術以及相關配套服務設施也成為完美展現制品性能的不可或缺的因素。我國生物可降解高分子材料工業起步較晚，發展遲緩，難以適應目前的發展趨勢，必須借助行業發展，探索一條具有中國特色的工業之路。在消化、吸收、仿制國外先進品種和技術的基礎上，針對不同行業要求和特點，開發出高效、多功能、復合化、低（無）毒、低（無）污染、專用化的生物可降解高分子品種，提高規模化生產和管理能力，改變目前行業規模小、品種少、性能老化且雷同、針對性（專用性）差、性能價格比明顯低于國外同類產品、創新能力低下、污染嚴重、無序競爭的局面，一些新型功能的生物可降解高分子材料的發展時間不長，消費量較低，卻帶來了產業新的突破點和增長點，豐富完善了整個體系，其高技術含量和巨大的增幅顯示了強大的生命力，創造一個投入產出比明顯高于其他化工產品的新產業。

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關鍵詞 高分子材料 智能高分子材料 響應速率 進展

智能高分子凝膠

高分子凝膠是指三維高分子網絡與溶劑組成的體系，網絡交聯結構使其不溶解而保持一定的形狀，因為凝膠結構中含有親溶劑性基團，使之可被溶劑溶脹而達到平衡體積。這類高分子凝膠可隨環境條件的變化而產生可逆的、非連續性的體積變化。高分子凝膠的溶脹收縮循環使之可應用于化學閥、吸附分離、傳感器和記憶材料等領域；循環提供的動力可用來設計“化學發動機”；網孔的可控性適用于智能藥物釋放體系。高分子凝膠的刺激響應性包括物理刺激（如熱、光、電場磁場、力場、電子線和射線）響應性和化學刺激（如值、化學物質和生物物質）響應性。隨著智能高分子材料的深入研究，發展具有多重響應功能的“雜交型”智能高分子材料已成為這一領域的重要發展方向。例如，劉鋒等合成的羧基含量不同的 值敏感及溫度敏感水凝膠聚（異丙基丙烯酰胺丙烯酸）及含有聚二甲基硅氧烷的聚（異丙基丙烯酰胺 丙烯酸），可使吸附在水凝膠中的木瓜酶隨著生物體內環境的變化而自行完成藥物的控制釋放。紫外線輻射法合成的甲基丙酰胺，二甲氨基乙酯水

目前，具有化學閥功能的高分子膜應用范圍還比較窄，尚依賴于新材料領域的不斷發展。

形狀記憶高分子材料

形狀記憶高分子材料是利用結晶或半結晶高分子材料經過輻射交聯或化學交聯后具有記憶效應的原理而制造的一類新型智能高分子材料。形狀記憶過程可簡單表述為：初始形狀的制品―二次形變―形變固定―形變回復。其性能的優劣，可用形狀回復率、形變量等指標來評價。在醫療領域， 形態記憶樹脂可代替傳統的石膏繃扎， 具有生物降解性的形狀記憶高分子材料可用作醫用組合縫合器材、 止血鉗等。在航空領域， 形狀記憶高分子材料被用作機翼的振動控制材料。利用高分子材料的形狀記憶智能可制備出熱收縮管和熱收縮膜等。近幾年來， 我國已先后開發出石油化工、通信光纜等領域的熱收縮制品及天然氣、市政工程供水及其他管道接頭焊口和彎頭的密封與防腐的輻射交聯聚乙烯熱收縮片。聚全氟乙丙烯樹脂熱收縮管是一種新型的熱收縮材料，具有較強的機械強度，能長期在―260攝氏度至205攝氏度下使用，并保持原有聚全氟乙丙烯樹脂優異的電氣性、耐化學腐蝕性 。以對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、乙二醇為原料，采用間歇聚合法可合成熱收縮膜用共聚酯切片，采用雙向拉伸工藝制得的新型包裝膜―― ― 熱收縮性雙軸拉伸共聚酯膜，可用作精密電子元件及電纜包覆材料。目前，形狀記憶聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究開發有著誘人的發展前景。

智能織物

將聚乙二醇與各種纖維 （如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯）共混物結合，使其具有熱適應性與可逆收縮性。所謂熱適應性是賦予材料熱記憶特性，溫度升高時纖維吸熱，溫度降低時纖維放熱，此熱記憶特性源于結合在纖維上的相鄰多元醇螺旋結構間的氫鍵相互作用。 溫度升高時，氫鍵解離，系統趨于無序狀態，線團弛豫過程吸熱。當環境溫度降低時，氫鍵使系統變為有序狀態，線團被壓縮而放熱。這種熱適應織物可用于服裝和保溫系統，包括體溫調節和燒傷治療的生物醫學制品及農作物防凍系統等領域[4] 。

當前，分子納米技術與計算機、檢測器、微米或納米化機器的結合，又使織物的智能化水平得到了進一步提高。自動清潔織物和自動修補的織物等更加引起人們的關注 。

智能高分子膜

高分子薄膜在智能方面研究較多的是選擇性滲透、選擇性吸附和分離等。高分子膜的智能化是通過膜的組成、結構和形態的變化來實現的?，F在研究的智能高分子膜主要是起到“化學閥”的作用。對智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝膠膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝膠制成的膜能實現可逆變形，也能承受一定關的靜壓力。目前報道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。高分子接枝膜可通過表面接枝和膜孔內接枝的方法來制得，其作用機理基本相同。膜的孔徑變化是建立在溶質分子與接枝于膜中的高分子鏈的相互作用基礎之上。目前，具有化學閥功能的高分子膜應用范圍還比較窄，尚依賴于新材料領域的不斷發展。

智能高分子復合材料

智能高分子材料在工業、建筑、航空、醫藥領域的應用越來越廣泛。復合材料大都用作傳感器元件。新的智能復合材料具有自愈合、自應變等功能。在航空領域，美國一研究所正在研制用復合材料制成的貼在機冀上的“智能皮”，以取代起飛、轉向、降落所必需的尾翼和各種襟翼。這些“智能皮”可以根據飛行員和飛機電腦的指令改變外形，起到與飛機尾翼和襟翼相同的作用。在建筑領域，利用復合材料的自診斷、自調節、自修復功能，可用于快速檢測環境溫度、濕度，取代溫控線路和保護線路。用具有電致變色效應和光記憶效應的氧化物薄膜制備自動調光窗口材料，既可減輕空調負荷又可節約能源，在智能建筑物窗玻璃領域得到了廣泛應用。

其它功能的高分子材料

高分子薄膜

高分子薄膜在智能方面研究較多的是選擇性滲透、選擇性吸附和分離等。如殼聚糖、絲素蛋白合金膜在不同的pH值緩沖溶液中或不同濃度的Al3 +溶液中交替溶脹、 收縮的行為具有良好的重復可逆性符合作為人工肌肉的條件；而控制異丙醇 - 水體系中添加的 Al3 +濃度 ，可以控制配合物膜的溶脹 ，進而控制膜的自由體積 ，以達到作為化學閥門控制膜的滲透蒸發通量的目的。

液晶聚合物

液晶高分子通過熔融或溶解呈液晶狀態，它有經成型加工而實現優良的分子排列結構的主鏈型將液晶規則地配置在側鏈或末端，通過電場或磁場作用而控制分子排列的側鏈型，通過引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不對稱識別性能和強感應性的化學活性液晶等。

目前，我國智能高分子材料的研究與開發存在著不足，與世界先進水平相比尚有相當大的差距，影響了我國信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、軍事等諸多部門的發展，有時甚至成為制約某些部門發展的關鍵因素。國外智能高分子材料正處于研究開發階段，各發達國家都對其相當重視。因此，21世紀智能高分子材料會被更加廣泛的應用，從而引導材料學的發展方向。

參考文獻

[1] 貢長生，張克立. 新型功能材料[M] . 北京：化學工業出版社，2001

篇7

一、新材料

材料是社會進步的物質基礎和先導，對國民經濟和國防建設起著關鍵的支撐作用。新材料是高技術領域的重要組成部分，與信息、生命、能源并稱為現代文明和社會發展的四大支柱。加強新材料的開發，對推動高新技術產業發展、促進傳統產業升級換代和增強綜合國力，具有重要的意義。本年度重點支持新材料領域中下列五個方面的技術和產品：1.金屬材料；2.無機非金屬材料；3.高分子材料；4.生物醫用材料；5.精細化學品。本刊重點介紹后三種技術和產品。

高分子材料

高分子材料是新材料領域的重要組成部分，由于其具有優良的物理、化學性能和優異的加工特性，被廣泛應用于信息產業、航空航天、生物醫藥、交通運輸、機械儀表、建筑和能源等國民經濟重要領域。隨著新型高分子合成、改性與加工等高技術的發展，高性能高分子材料迅速崛起，新產品、新技術不斷涌現。新型高分子材料的開發和廣泛應用，對于推動傳統產業的升級換代、新興產業的發展壯大會起到積極的作用，必將對推動我國國民經濟的發展發揮重要的作用。

本年度重點支持的方向如下。

高性能高分子結構材料

高性能高分子結構材料具有機械性能好、比強度高、耐熱性好、耐腐蝕、耐磨損和易加工等特點，在各行業應用廣泛，對國民經濟的發展和國家安全具有重要意義。本年度重點支持：具有高強、耐高溫、耐磨、高韌的高分子結構材料和復合材料；低成本化的特種工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值熱塑性樹脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和專用性，在生態環境保護、信息功能化、生物醫用器材、物質分離膜、能量轉換和儲能技術等工業領域有著極為廣泛的應用。本年度重點支持：先進功能膜材料及支撐材料；光電信息高分子材料；液晶高分子材料；形狀記憶高分子材料；高分子相變材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是當前高分子材料領域研究、開發的重點之一，同時也是擴大通用塑料和工程塑料應用范圍的一個重要措施。鼓勵開發產業化制備技術和工業化應用技術。本年度重點支持：通過化學改性和／或物理改性(含納米技術改性)，性能顯著提高或獲得特殊性能的高分子及其復合材料；高剛性、高韌性、高電性能、高耐熱或導熱性聚合物合金與改性材料；新型高性能熱塑性彈性體；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性專用料；普通電線、電纜專用料；流延、吹塑、拉伸法生產的通用薄膜；普通管材、管件及異型材(如普通塑鋼窗)；以聚乙烯、聚丙烯為基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡膠材料

新型橡膠作為三大合成材料之一，在國防工業、航空航天和交通運輸等方面具有廣泛的應用。為滿足現代汽車工業高速、耐熱、減震、密封、耐老化、耐介質、耐脈沖性的要求，優化橡膠工業產品結構，采用高性能材料，可以有效緩解資源不足和環境污染的壓力。本年度重點支持：特種合成橡膠；新型橡膠功能材料及產品；為高速安全交通配套的橡膠輪胎和制品。

本年度不支持普通橡膠制品項目。

新型纖維材料

纖維是高分子材料的重要組成部分，廣泛應用于紡織、信息、航空、汽車、環保、衛生、建筑等領域。我國纖維、紡織品及服裝的產量均居世界第一，但產品性能檔次低、附加值低，常規產品產能過剩，高檔產品需進口，技術進步和產品創新仍以跟蹤國外為主。新型纖維品種及其成纖高分子新品種的開發及產業化是紡織新產品創新的源頭，因此必須加大技術含量高、市場前景好的新技術和新品種開發力度，加快產業化進程，推進全行業產品的升級換代，重視環境友好和清潔生產，重點支持我國自主知識產權的技術，同時支持有較高技術含量的集成創新。本年度重點支持：新型成纖聚合物開發，及應用新型成纖聚合物制備的具有特殊性能或功能的纖維；高性能纖維及其原料、半成品；環境友好及可生物降解型纖維；在確保環境保護的前提下，申報差別化纖維開發及應用項目(僅限于西部欠發達地區申報)。

本年度不支持服裝面料、襯布、紗線、常規或性能僅略有改善的纖維(如：有色、異形、細旦、功能粉體添加、簡單的化學改性、常規的共混等)及服裝項目；不支持常規的非織造布、涂層布或層壓紡織品、一般功能性纖維材料產品項目。

生態和環境友好高分子材料

隨著高分子材料的迅速發展，傳統高分子材料在使用過程及廢棄后對環境的危害逐漸顯現，白色污染已經引起了社會的關注。發展生態和環境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重點支持：以生物質來源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、單純填充的材料、廢舊高分子直接回用、單純降解塑料制品常規制備項目。

高分子材料的加工應用技術

現代科技進步迫切需要成型加工具有優異性能和特定形態的高分子材料及制品，成型加工工藝及設備也正在向高效、節能、省料、優質方向發展。通過某些物理化學和機械手段將各種形態的聚合物成型為不同用途的制品；通過對高分子材料制品表面進行改性，可制備出具有導電、磁性、壓電、屏蔽、耐蝕、耐磨等單功能或多功能應用產品。本年度重點支持：具有微孔結構的復合注射成型；高比強度、大型復雜熱塑性制品成型；模內優質修飾注塑成形；先進的高分子材料制品的表面改性與應用；CAD及氣輔CAE輔助等高分子加工新工藝；具有顯著節能減排效果的新工藝技術。

篇8

關鍵詞:聚合物成型工藝學;高分子材料生產加工設備;成型加工;教學改革

高分子材料作為最重要的材料品種之一，在人們的生活和生產中具有不可替代的作用［1－2］。高分子材料優異性能的體現在于選用合適的材料并選用適當的成型加工方法和設備?！毒酆衔锍尚凸に噷W》和《高分子材料生產加工設備》是高分子材料相關專業的兩門專業課，是高分子科學領域的研究和工程技術人員必備的技術知識［3－4］。在課程講授過程中發現，《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》這兩門課程聯系緊密，既相互區別，又相互補充。因為設備決定工藝，不同的設備，有不同的工藝，只有根據設備的情況，制定符合實際的工藝，才能發揮設備的最大功能，提高產品質量和生產效率。反過來，在講授設備的時候，也需要講授工藝，工藝理解了，能夠更好的促進對設備的理解。高分子材料生產設備很多，有些內容也很抽象，用工藝把一些特定的設備聯系起來，就容易理解多了，因此，這兩門課是相互促進，相互發展的關系，但是在教學過程中也發現一些缺陷，比如:《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》的有些內容發生重疊，分別講授這兩門課時，有些內容向學生重復講授［5，6］;另外，這兩門課程具有內容分散、抽象、半理論半經驗化等特點［3］，要提高教學效果，需要進行教學改革。

1明確這兩門課教學主線

聚合物成型加工工藝及設備這兩門課程既與高分子化學和高分子物理緊密相連，同時又是高分子專業理論研究與實際生產相互聯系的紐帶［7］。在教學過程要緊扣高分子物理和高分子化學中的知識，因為高分子材料加工的許多問題往往可以歸結到高分子材料特殊的鏈結構。同時使學生能夠明白材料制品的性能既與材料本身的性能有關，同時在很大程度上受到成型加工方法、工藝條件和加工設備的影響。同樣的材料通過不同的加工方法、加工工藝或加工設備，所得制品的性能就不同。在講課的過程中要讓學生理解高分子材料如何通過成型加工得到具有一定使用性能的制品;材料的成型加工設備與成型加工工藝有何關系;制品性能與材料本身的性能以及成型加工設備和成型加工工藝又有什么關系;同樣的材料通過不同的加工工藝或加工設備，所得制品的性能為什么不同等等［8］。因此，教學內容的講授緊緊圍繞“高分子材料———成型加工設備和工藝———影響制品性能的因素”這條高分子材料成型加工設備和工藝的主線來展開，重點使學生了解和掌握制品性能與高分子材料、成型加工工藝和成型加工設備之間的關系。

2教學內容的改革即教學重點、難點的確定，以及某些知識點的合并和教學內容的補充、跟進和更新

有了教學主線之后，教學內容的就很好安排了，對某些重復的知識點進行合并，對相關的本學科的最新發展要跟進，并充實到教學內容中去，對某些知識點進行更新，使《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》授課重點突出，內容精煉，知識體系完整。對前沿領域的跟進與補充，可以引導學生開闊思路，激發學生興趣，激發他們對自己專業的熱愛。教學內容既詳細地講授基礎知識，包括詳細地講授材料的鏈結構與材料性能的關系，同時又要系統地講授當前主流的高分子材料成型加工技術、設備和工藝。從高分子材料的加工原理出發，對成型加工設備和工藝進行詳細地探討，既講授各種高分子材料成型加工的共性，又分別介紹塑料、橡膠等不同高分子材料的成型加工特點和區別。

3教學模式的改革與實踐

考慮到這兩門本課程信息量大、內容多、涉及到的領域寬，其課堂教學主要采用多媒體輔助教學，使課程內容形象直觀準確呈現在學生面前，使學生更容易的接收和理解。但是對于不同的課程內容可以采取靈活的教學模式，對于部分章節，聯系本人在工廠工作的經歷，采用案例式教學。例如在在講述配方設計時就可以采用案例式教學。圖1給出了在實際工廠的一般生產過程。圖1專用料加工廠一般生產過程流程圖Fig.1Theflowofmanufactureprocessforspecialmaterialprocessingplant首先市場部拿到一個訂單之后，技術部根據客戶的要求，選者生產配方，然后生產樣品，待過對方確認之后開始批量生產，最后是檢驗、包括、入庫、發貨。由于不同的客戶對產品性能的要求不同，不可能拿到十分準確的配方，一般是根據工廠技術部門現有的技術資料以及以往的生產經驗，首先制定一個初步的配方，然后經過客戶試料之后，根據客戶的意見，再進行改進。講述這部分內容時主要講授這個配方當中哪些組分對產品性能起到決定性的影響，基于什么樣的考慮提出這樣的配方，并指出在生產過程應當注意什么問題。然后再把改進過程進行詳細地講授。例如在設計生產塑料椅子專用料項目中，應重點考察其阻燃性能、加工性能和增韌體系以及阻燃劑與基體的相容性，才能得到高強度、高韌性以及阻燃環保的高分子復合材料。而針對不同的配方，在其性能滿足客戶要求的基礎上，對其阻燃劑與基體的相容性進行深入分析。這樣既增加了學生學習的興趣，又豐富了教學內容，從而提高了教學效果和教學水平。

4結語

《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》具有很強的工程應用性，要明確高分子材料的工程特性，使學生從整體上把握和理解材料制品性能與材料本身的性能、成型加工方法、加工工藝和加工設備的關系。在教學過程中，既要充分利用現代化的教學手段豐富課堂教學內容，又要充分調動學生的積極性。近幾年，通過對聚合物成型工藝和設備的教學內容、教學方法等方面的改革，在授課過程中，既注重強調培養學生解決實際問題的能力，又不忽視基礎理論知識，強化學生的綜合素質，取得了良好的效果。

作者:陳國昌 葉明富 單位:安徽工業大學化學與化工學院

參考文獻

［1］馬巫明，東為富，啟繪宇，等.《聚合物成型加工》課內課外協同教學新模式的改革與探索［J］．教育教學論壇，2016(3):268－269.

［2］張世杰，黃軍左.基于應用型人才培養的《高分子材料成型加工基礎》課程教學改革［J］．河南化工，2014，31(12):58－59.

［3］陳國昌，葉明富.聚合物成型工藝學教學改革與實踐［J］．安徽工業大學學報(社會科學版)，2013，30(3):119－121.

［4］王琛.高分子材料加工工藝學精品課程建設初探［J］．紡織科技進展，2014(5):88－90.

［5］周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工［M］．北京:中國輕工業出版社，2000:100－102.

［6］徐德增.高分子材料生產加工設備［M］．北京:中國紡織出版社，2009:111－113.

篇9

關鍵詞：高分子材料；生物醫學領域；人體功能替代或修復

中圖分類號：R318 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0214-01

上世紀50年代，我國展開了對人工器官的研究，并經過50多年的發展取得了很大成就。聚乙烯、聚丙烯、硅橡膠等都是醫用高分子中常用的材料，而常見的醫用高分子大約有1000多個品種規格，其制品主要包括醫用高分子、醫療器械制品和人工器官三大類。另外，醫用高分子材料在醫學生有著獨特的功效，因而受到學者們的廣泛關注和重視，發展前景十分廣闊，并迅速成為當前發展較快的新型材料之一。

醫用高分子材料用于醫學領域中的主要包括：藥用高分子材料、人體功能替代或修復高分子材料和高分子醫療器材及制品等。下面我們詳細的介紹一下高分子材料在人體功能替代或修復中的作用，并對醫用高分子材料在未來的發展趨勢與發展狀況進行一定的研究、探討。

1 高分子材料在人體功能替代或修復中的運用

高分子材料運用到人體功能替代或修復中的主要目的是替代、修復人體內受損的組織或器官，從而恢復其原有的功能。其中用到高分子材料的主要包括部分功能修復材料、人工器官材料、組織工程材料等。

1.1 部分功能修復材料

在對人體缺少的一部分功能的器官或組織進行修復，如為了恢復聽覺功能，制造的人工耳朵；在矯正視力的過程中，制造的人工角膜、人工晶體等；還有假肢、人工等都需要用到高分子材料。另外，部分功能修復材料一般都有利于改善患者的生活質量，并不會危害到人的生命健康。另外，不同的組織或器官所使用的高分子材料也不同，如隱形眼鏡所采用的材料一般包括聚甲基丙烯酸8一羥乙酯一甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸B一羥乙酯等；人工角膜則包括聚甲基丙烯酸酯類、硅橡膠等；而人工晶狀體則包括可用聚甲基丙烯酸酯類等。

1.2 人工器官材料

為了治療病患，我們需要對人體的一些組織或器官進行替代性治療，并將人工臟器引入人體系統，從而發揮原有器官的功能，促進人體系統功能的正常運行。植入人體內的永久性人工臟器主要包括人工氣管、人工血管、人工食道等。另外，手術過程中還還有一些暫時性的人工臟器，如人工心臟、人工肝臟和人工腎臟等，起到替代使用的作用。通過不斷的提高高分子材料制作過程中的血液相容性、抗細菌粘附性和抗凝血性等，確保制造出來的人工心臟瓣膜、人工血管等能夠很好的接觸血液，減少感染現象的發生。

1.3 組織工程材料

高分子材料在組織工程材料中的應用，有利于改善、維持或恢復研制生物代用品的功能，加強對正常和病理的哺乳類組織的結構-功能關系的了解。通過對生命科學規律的了解和運用，充分發揮組織工程的作用，開發新型智能修復材料，主動激發、誘導人體組織器官再生修復的功能。在設計該材料的過程中，需要有機結合人工材料和活體組織，確保組織細胞表面的特殊位點能夠與配合基發生作用，進一步提升組織細胞分裂和生長的速度，從而促進周圍組織細胞生長為預想功能，達到修復人體組織和器官的功能的目標。

2 對醫用高分子材料未來的發展方向的展望

高分子材料在醫學領域內廣泛的應用，并取得了很大的成就。但目前的技術還無法滿足人們的需求，還無法提高人工臟器替換病變臟器的成功率，所以我們需要對醫用高分子材料的發展方向進行一下詳細的研究。

首先，高分子材料會廣泛應用于藥物中。隨著人們生活質量的不斷提高，人們對藥品質量也有了更高的要求，如要求藥品穩定、高效、毒副作用小等。高分子材料一般具備無毒、無副作用、水溶性好、不會產生異變等特點。因此，我們需要將高分子材料應用到現代藥物中，如制作緩釋藥物的載體、高分子材料的藥物等。另外，高分子藥物相比低分藥物而言，幾乎沒有副作用，并且可以緩釋藥物的濃度，具體治療人w制定的部位。所以，高分子材料在藥物這一行業中具有很大的發展前景，其作用不可替代。其次，高分子材料將會廣泛的應用于醫療器械中。高分子材料中的聚酯、硅橡膠等都具有一定的矯形作用，在假肢制造、整形外科等領域中都發揮著很大的作用。最后，未來的醫用高分子材料應用范圍將進一步擴大，其發展趨勢將以聚氨酯、聚硅氧烷、聚烯烴為主，開發滿足生物相容性和血液相容性的材料，發展便攜帶的小型化人工器官裝置以及開發醫療器械、人工臟器和控制生育所用的材料等。

3 結語

醫用高分子材料的廣泛應用，有利于促進醫療水平的進步，不斷的完善醫用材料，充分發揮其在醫學領域中的作用。綜上所述，我們可以發現，加快對醫用高分子材料的開發和研究是目前醫學領域中最重要的任務之一。

參考文獻：

[1]陳志祥，張政委，田華，等.生物降解高分子材料在醫藥領域中的應用[J].化學推進劑與高分子材料，2005， 3（1）：31-34.

篇10

【關鍵字】生物降解;高分子;材料

隨著經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，大量的高分子材料在各個領域發揮重要作用，而廢棄的高分子材料對環境的污染也日益嚴重。廢棄塑料的處理方法主要分為掩埋和焚燒，這兩種方法都會產生新的污染物污染環境。針對這一問題，許多國家實行了3R工程，3R指的是減少使用（Reduction）、重復使用（Reuse）、循環回收（Recycle）。但這只是減少了廢棄塑料的使用，沒有從根本上解決問題。如今，各種存在的處理廢棄塑料的方法都會造成污染，因此研究與開發環境可接受的降解性高分子材料是解決環境污染的重要方法。

1生物可降解高分子材料的用途

生物可降解高分子材料也被稱為“綠色生態高分子材料”，它在環境日益污染的今天發揮著重要的作用，主要分為以下幾個部分。

1.1解決環境污染問題

利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解決環境污染問題。據統計，目前世界的高分子材料的產量已經超過1.2億噸，這些高分子材料在被使用后產生了大量廢棄物，這些廢棄物變成污染源，造成地下水與土壤的嚴重污染，進一步危害動植物的生長，對人類更是極其不利。20世紀90年代初期，在可以用來處理固體廢物垃圾填埋的場地用完以后，一些發達國家開始向落后國家出口垃圾，這一行為對發展中國家的影響是巨大的。一系列環境危機引發了人類的覺醒，發展可降解的環境友好型的材料成了科學家們的主要研究的方向，生物可降解高分子材料的出現為人類解決了這一難題，它能在一定條件下，利用微生物分泌酶的作用進行分解，大大減少了對環境的污染。

1.2生物可降解高分子在醫療器材中的使用

利用生物可降解高分子的特性可以制作生物醫用材料。使用可降解高分子制作成的藥物可以在人體內分解，參與人體的新陳代謝。在生物可降解分子研究的初期，研究內容主要集中于部分降解的可崩潰型高分子材料的研究，但現在這一研究已經逐漸被否定。目前許多國家仍然在不斷研究與發展生物可降解性的高分子材料，然而由于技術水平與成本的制約，生物可降解高分子的研究還沒有達到令人滿意的程度。

1.3生物可降解高分子材料在包裝行業中的應用

眾所周知，包裝行業中使用高分子材料的情況非常多，大量的廢棄包裝材料對環境的污染程度是可想而知的。目前市面上各種包裝材料主要以聚乳酸為首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作為基本材料的乳酸是人體可接受的固有物質之一，這使得聚乳酸對人體無毒無害，被廣大消費者接受。而傳統的包裝材料由合成樹脂構成，由于傳統樹脂的分解性不強，廢棄的包裝材料造成了40%的城市垃圾，成為最主要的環境污染源。

2生物可降解高分子的降解機理

生物降解指微生物的分解作用，在高分子領域指的是高分子材料在溶劑化，簡單水解和酶反應等條件下，轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。高分子材料的生物降解主要由水合作用，強度損失，物質整體化喪失和質量損失4個階段組成。水合作用是指由范德華力氫鍵所維系的二次、三次結構的破裂而引發的水合作用。接下來在化學作用或酶的催化作用下，高分子主鏈可能破裂，造成高分子材料的強度降低。而高分子主鏈、交聯劑、外懸基團的開裂會進一步造成交聯高分子材料強度的降低，高分子鏈進一步斷裂。高分子鏈的不斷斷裂造成質量損失和相對分子質量的降低，相對分子質量低到一定程度后就會被酶分解代謝稱為水和二氧化碳等。由此可見，生物的降解過程并非是單一的化學反應，而是復雜的生物物理，生物化學的協同作用，是物理化學生物相互影響促進的過程。

3影響生物可降解高分子降解性的因素

3.1生物高分子的分子主鏈的影響

四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C鍵為主鍵的結構，使得它們對微生物的阻抗性很高，而根據研究表明，當聚合物的主鏈上含有C-O，C-N鍵時，聚合物對生物降解的敏感性大大提高。因此，根據共聚原理，想要制備出生物降解塑料就必須要在聚合物中引入易于生物降解的化學鍵。

3.2支化與分子量對生物高分子降解的影響

國外研究表明，對分子量范圍為170～620的線性與支鏈型碳氫聚合物的生物降解性進行分析比較，結果表明支鏈型聚合物的真菌生長速度與線性聚合物相比明顯小得多，也就是說線性的碳氫聚合物更易于降解。同時分子量的大小對高分子材料的影響也是巨大的，例如PS、PE、聚丁二烯和聚異丁烯只有在分子量小于特定值后才能夠被菌種所分解。

3.3降解環境對生物高分子降解的影響

雖然材料結構是決定生物大分子降解的主要因素，但是環境對生物大分子材料的降解也有一定的影響作用。降解環境主要指降解過程中的水，溫度，酸堿度和氧濃度等。水是微生物生長與代謝的基本條件，只有水的供應量足夠，微生物才可以進行分解材料。而溫度對微生物也有影響，每一種微生物都有適合其生長的最佳溫度與酸堿度，一般來說真菌生長在酸性條件下，而細菌在堿性條件下的生長更加迅速，想要提高降解效率，就必須要保證微生物的正常生長，為微生物提供合適的溫度，酸堿度等生長環境。

4生物可降解高分子的前景展望

由于我國生物高分子技術的研究并不成熟，國內的生物可降解高分子的開發與應用還存在一些問題。比如：產品價格過高，產品的性能和用途受到限制，產品生產技術不夠成熟等。盡管高分子市場存在許多不足，隨著人們環保意識的增強和我國環保法規的不斷完善，生物可降解高分子的市場仍在迅速增長。塑料薄膜、包裝材料、醫用材料等領域生物可降解高分子材料的研究將會得到更好的發展。目前針對如何解決市場出現的問題，研究者正在不斷努力，降低開發生產成本，對現有的可降解高分子進行性能改進，以獲取更高質量的高分子材料。研究開發低成本，高性能，具有降解時控性，高效性和徹底性的生物高分子材料成為高分子領域的主要研究方向。

【參考文獻】

[1]王身國.生物降解高分子――一類重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本體改性[J].高分子通報，2011，（10）：1-14.