高分子材料的研究篇1
关键词高分子材料智能高分子材料响应速率进展
智能高分子凝胶
高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系，网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状，因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积。这类高分子凝胶可随环境条件的变化而产生可逆的、非连续性的体积变化。高分子凝胶的溶胀收缩循环使之可应用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料等领域；循环提供的动力可用来设计“化学发动机”；网孔的可控性适用于智能药物释放体系。高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激（如热、光、电场磁场、力场、电子线和射线）响应性和化学刺激（如值、化学物质和生物物质）响应性。随着智能高分子材料的深入研究，发展具有多重响应功能的“杂交型”智能高分子材料已成为这一领域的重要发展方向。例如，刘锋等合成的羧基含量不同的值敏感及温度敏感水凝胶聚（异丙基丙烯酰胺丙烯酸）及含有聚二甲基硅氧烷的聚（异丙基丙烯酰胺丙烯酸），可使吸附在水凝胶中的木瓜酶随着生物体内环境的变化而自行完成药物的控制释放。紫外线辐射法合成的甲基丙酰胺，二甲氨基乙酯水
目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
形状记忆高分子材料
形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。形状记忆过程可简单表述为：初始形状的制品―二次形变―形变固定―形变回复。其性能的优劣，可用形状回复率、形变量等指标来评价。在医疗领域，形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎，具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、止血钳等。在航空领域，形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。近几年来，我国已先后开发出石油化工、通信光缆等领域的热收缩制品及天然气、市政工程供水及其他管道接头焊口和弯头的密封与防腐的辐射交联聚乙烯热收缩片。聚全氟乙丙烯树脂热收缩管是一种新型的热收缩材料，具有较强的机械强度，能长期在―260摄氏度至205摄氏度下使用，并保持原有聚全氟乙丙烯树脂优异的电气性、耐化学腐蚀性。以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇为原料，采用间歇聚合法可合成热收缩膜用共聚酯切片，采用双向拉伸工艺制得的新型包装膜―――热收缩性双轴拉伸共聚酯膜，可用作精密电子元件及电缆包覆材料。目前，形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究开发有着诱人的发展前景。
智能织物
将聚乙二醇与各种纤维（如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯）共混物结合，使其具有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性，温度升高时纤维吸热，温度降低时纤维放热，此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。温度升高时，氢键解离，系统趋于无序状态，线团弛豫过程吸热。当环境温度降低时，氢键使系统变为有序状态，线团被压缩而放热。这种热适应织物可用于服装和保温系统，包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域[4]。
当前，分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合，又使织物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注。
智能高分子膜
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形，也能承受一定关的静压力。目前报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。高分子接枝膜可通过表面接枝和膜孔内接枝的方法来制得，其作用机理基本相同。膜的孔径变化是建立在溶质分子与接枝于膜中的高分子链的相互作用基础之上。目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
智能高分子复合材料
智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。复合材料大都用作传感器元件。新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。在航空领域，美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”，以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形，起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。在建筑领域，利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能，可用于快速检测环境温度、湿度，取代温控线路和保护线路。用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料，既可减轻空调负荷又可节约能源，在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。
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较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。如壳聚糖、丝素蛋白合金膜在不同的pH值缓冲溶液中或不同浓度的al3+溶液中交替溶胀、收缩的行为具有良好的重复可逆性符合作为人工肌肉的条件；而控制异丙醇-水体系中添加的al3+浓度，可以控制配合物膜的溶胀，进而控制膜的自由体积，以达到作为化学阀门控制膜的渗透蒸发通量的目的。
液晶聚合物
液晶高分子通过熔融或溶解呈液晶状态，它有经成型加工而实现优良的分子排列结构的主链型将液晶规则地配置在侧链或末端，通过电场或磁场作用而控制分子排列的侧链型，通过引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不对称识别性能和强感应性的化学活性液晶等。
目前，我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足，与世界先进水平相比尚有相当大的差距，影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展，有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。国外智能高分子材料正处于研究开发阶段，各发达国家都对其相当重视。因此，21世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用，从而引导材料学的发展方向。
参考文献
[1]贡长生，张克立.新型功能材料[m].北京：化学工业出版社，2001
高分子材料的研究篇2
【关键词】有机硅；高分子材料；阻燃性；研究
有机硅高分子材料以7.8键为主链，同时侧基为乙烯基、甲基以及苯基等有机基团，因为其特殊的结构而决定其出众的介电性、热稳定性以及生理惰性，在汽车制造、宇航以及医疗用品领域有着广泛的应用。这些领域的应有都要求有机硅高分子材料具备优异的阻燃性，所以研究具备阻燃性有机硅高分子材料有着重要的意义。
1有机阻燃剂概述
阻燃剂主要是用来提高材料的抗燃性，从而避免材料被引燃并且要抑制火焰的传播。阻燃剂成为高分子材料发展的重要动力之一，使用量仅次于增塑剂。阻燃剂根据不同类型的化合物分成有机阻燃剂、无机阻燃剂以及有机-无机混合阻燃剂这几种类型。其中无机阻燃剂应用最为广泛，需求量占到阻燃剂总量的50%以上。理想阻燃剂需要有着阻燃效果好以及添加量少的优点，同时要无烟无毒从而避免环境污染，并且对其他材料的性能影响小，有着良好的加工性能好，热稳定性高并且价格便宜等特带你。阻燃剂的这些要求，决定着阻燃剂以及阻燃技术的发展放心。有机阻燃剂有着添加量少以及基材相容性好的优点，同时对阻燃制品性能的影响也更小，不过现有的有机阻燃剂在燃烧时发烟量大同时挥发性大，热稳定性以及水解稳定性都比较差。目前研究的有机阻燃剂有氮系阻燃剂、卤系阻燃剂、有机磷阻燃剂以及硅系阻燃剂等。
2有机硅阻燃剂的合成
有机硅高分子材料近年来开发出来的新型高效环保的无卤阻燃剂，作为成炭型的抑烟剂，能够赋予高聚物在阻燃以及抑烟的过程中，还可以改善材料的机械强度以及加工性能。作用机理主要是硅氧烷燃烧过程中能够生成硅，进而碳阻隔层能够隔绝树脂与氧气的接触，避免熔体滴落，因此实现阻燃效果。有机硅阻燃剂有着热稳定性良好的特点，这是由分子主链的-Si-o-键所决定。有机硅闪点绝大多数都高于300℃，所有具有难燃性。较为常见的有硅油、硅树脂、硅橡胶以及聚硅氧烷等。目前市场应用的有机硅阻燃剂打斗是美国通用电器提供的SFR-100，是一种黏稠透明的硅酮聚合物，能够与各种协同剂例如多磷酸胺等并用，已经使用在聚烯烃阻燃，低用量可以满足阻燃要求，高用量能够赋予基材有意的抑烟性以及阻燃性。研究人员通过研究有机硅高分子材料的阻燃性，发现在pU弹性体当中加入粉末状环氧以及硅氧烷，只需要加入5%，就能够使HRR降低到80%，液态的硅氧烷则能够降低HRR到50%。通过分析阻燃pp，还能够发现有机硅的复合物对pp有着明显的阻燃以及减少熔滴效果。
3有机硅阻燃剂的国内外研究进展
1）国外研究进展。1981年坎贝尔等人发表关于聚碳酸酯与聚二甲基硅氧烷（pDmS）的共混，能够提高pC阻燃性的报告。不过pSmS自身阻燃效果不够理想，为了改善阻燃性能，需要在其结构当中加入反应性官能团，例如端羟基、氨基以及环氧基等，如下图所示。
1983年，Ge公司采用1-40wt%的硅胶或者线性硅油，1-20wt%的有机化合物例如硬脂酸镁和1-20wt%的有机硅树脂制备热塑性塑料使用的有机硅阻燃剂，能够广泛应用于热塑性塑料。1985年，Ge公司继续开发用于尼龙树脂的有机硅阻燃剂，通过添加10-50wt%，能够达到理想的阻燃效果。1990年，Ge公司通过二羟基苯酚与羟基芳香酯硅氧烷进行光气化反应制备出有机硅-聚碳酸酯共聚物，用来做阻燃绝缘层，同时与2003年研制聚碳酸酯硅氧烷阻燃材料，在加工流动性以及阻燃性方面性能良好。日本的三菱瓦斯化学公司在羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷合成有机硅阻燃剂领域进行了大量研究工作，并合成含有聚硅氧烷链段的一系列阻燃剂，有着良好的耐热性、阻燃性、透明性以及低温冲击强度。日本neC公司研发商品化的硅酮系阻燃剂“XC-99-B56-54，是一种带有芳香基同时含有支链结构的聚硅氧烷，突出特点是对分子结构当中的苯基含量以及功能端基反应性科学设计，从而达到最理想的水平。比聚甲基硅氧烷有着更好的分散性，对pC/aBS、pC合金具较高的阻燃性。
2）国内研究进展。我国科研机构也在有机硅高分子材料的阻燃性方面进行了大量工作。欧育湘等人对有机硅阻燃剂SFR-100性能和pe应用的效果展开了详细的研究，SFR-100是非卤成炭型的阻燃剂，一方面赋予聚烯烃良好的阻燃抑烟性，另一方面也改善材料加工性能，同时提高材料机械强度。华东理工大学的刘述梅以及王瑜润等合成苯基含量高的硅树脂阻燃剂，实验表明如果硅树脂中的苯基含量在80%～90%之间时，阻燃效果最优并且对机械性能的影响也最低。哈工大的黄玉东以及孙举涛等人用苯基氯硅烷以及甲基为单体合成耐高温的有机硅树脂，不过在空气气氛之下，因为有机基团出现氧化分解而导致硅树脂阻燃性有一定程度的下降。浙江大学的杨辉以及周文君等人通过水解缩合法制备有机硅树脂阻燃剂，在800℃以及n2气氛之下，热失重控制在38%之下，热稳定性优异，通过往pC添加5%（质量分数）之后，氧指数从25%进一步提高到35%。
4结语
总而言之，有机硅高分子材料有着性能优异以及环保的优点，符合目前阻燃剂发展的趋势，一方面能够提高阻燃效果，同时还能够改善材料的加工性能以及机械性能。有机硅高分子材料阻燃剂的各方面发展处于起步阶段，简化其合成工艺从而降低成本是有机硅阻燃剂继续发展的关键内容。
【参考文献】
[1]欧育湘，陈宇，王筱梅.阻燃高分子材料[m].北京：国防工业出版，2011.
[2]阻燃剂应用研究综述叨.化工中间体[J].2007.
高分子材料的研究篇3
关键词：高分子材料；加工；形态控制
一、引言
高分子材料的性能与大分子的化学与链结构有着密切的关联，且材料形态也是重要影响因素之一。聚合物氛围结晶、取向等几种形态，多相聚合物择优扩相形态。聚合物制品形态的形成源自于加工中复杂的温度场与外力场作用。由此可见，关于加工过程中高分子材料形态控制具有重要的研究意义。
二、我国高分子材料加工中形态控制研究现状
高分子材料形态与物理力学性能之间的关联十分紧密，这也是高分子材料的重点研究课题。相较于其他材料，高分子材料具有非常复杂的形态，具体表现为高分子链的拓扑结构、共聚构型以及刚柔性非常复杂，在分子设计与结构调整中，可以对一些合成方法加以运用；其次，在高分子长链结构的影响下，其熔体的粘弹性非常突出；此外，高分子具有非常宽的弛豫时间，就是受到很小的应变作用，其产生的非线也会非常强烈。
对于聚合物的成型过程而言，在非等温场、不同强度的剪切与拉伸场的影响之下，就分子尺度而言，其大分子链会发生一系列化学反应；就纳米与亚微米尺度而言，大分子会有结晶与取向现象发生，如此一来就会有超分子结构的形成；而根据亚微米与微米尺度，多相聚合物会有不同相形态的形成，甚至会出现一些缺陷。而这些形态的影响因素非常广泛，例如加工中的外场强弱、作用频率、作用方式以及时间等。然而，现阶段关于这些问题的研究虽然有所深入，但相应的理论体系尚未成熟。此外，随着新聚合物的开发不断深入，在高分子材料加工中涌现出越来越多的成型加工方法，显然这使聚合物加工中的形态控制成为了一个长期的研究课题，对于高分子物理领域的发展无疑有着重要的影响。
在我国，关于新材料的研究起步以跟踪模仿为主，在知识产权与创新理论方面有所欠缺，并且基础研究与技术推广的通畅性也有待提升。其次，相关人员并不重视传统材料的升级与优化，很多高性能材料品种对进口的依赖性依然较强。再者，材料成型与加工设备也没有得到应有的关注，与一些发达国家相比，我国材料研究与整体发展依然存在诸多不足，显然这与国民经济与设备的发展需求不相适应。
聚合物的性能取决于形态，因此，在高分子材料领域中，聚合物形态与性能关系的研究一直以来都受到高度重视，然而在实践中，我们在二者之间的结合方面的研究上依然有所欠缺，具体可以从以下几个方面得到体现：
第一，在剪切速率与剪切应力非常低的情况下，聚合物共混物相形态的演化研究不断深入，然而在实践中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范围内，显而易见，相关研究成果对实际生产的指导作用依然有所欠缺。
第二，基于不同条件的不同特性聚合物，其共混物形态发展与演化研究依然是主要研究内容，而形态与性能关系的研究依然有所欠缺。
第三，在加工过程中，受到部分特殊外场的作用，聚合物凝聚态结构与相形态结构的研究有待深入。
截至今日，在聚合物及其复合物的成型加工中，就算成型设备与工艺条件属于常规，在外场作用下，人们依然没有彻底了解结构形态受到的影响，仅仅对一些粗略的定性关系有所认识，甚至有的推断还是错误的。以双螺杆挤出过程为例，人们仅对不同螺杆原件组合下外力场作用的不同会改变温度场，进而对产品产量、外观与内在性能产生影响这一规律有所了解。然而这一影响的具体方式却没有清楚的认识，业界研究人员也无法制定出定量的指导方案。在管材生产中，不管是落锤冲击不达标，还是纵向收缩产生波动，都没有搞清楚原因，也无法拿出改进方案，大部分情况下都是凭借经验进行处理。因此，现阶段很多成型设备与工艺控制的效果是否取得理想效果，我们依然难以准确判定。
一直以来，关于生产实践中的问题研究一直没有得到基础工作研究人员的关注。在成型设备与工艺技术的研究与开发中，相关规划也缺乏系统性。现阶段，我国塑料制品年产量超过了2200万吨，塑料机械工业取得了迅猛发展。然而在很多企业生产实践中，整个效率与质量依然有待提升，产生的能耗也没有得到有效控制。鉴于此，高分子材料成型加工将会成为未来高分子材料领域的研究重点，必须将侧重点放在高分子材料制品的研究上来，而不是过分的关注材料这一因素，只有如此，才能够提高高分子材料志制品质量。
三、高分子材料加工中形态控制的研究趋势
第一，基于常规的成型设备条件，聚合物及其复合物典型制品成型或型材生产在成型加工时，在设备与工艺条件改变的情况下，其形成的外场会有所差异，进而发生相应变化，例如塑化、结晶、赋型以及流动等，这些变化会改变制品形态、结构以及性能。
第二，极端的加工条件极端会改变聚合物及其复合物的形态结构变化规律，例如结晶结构、晶体大小等，在这类条件下，还需要尽可能对大尺寸高分子晶体的制备进行探究。
第三，在对新外场条件的分析、推断以及设定之下，通过对聚合物及其复合物结构形态与性能受到的影响研究，才能够围绕新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制备进行探索，进而实现高分子材料性能的改善，并将节能性、经济性等方面的优势充分发挥出来。
四、结束语
总而言之，在未来工业领域的发展中，高分子材料的应用具有重要意义，而高分子材料加工中的形态控制则成为发展高分子技术的关键。作为相关研究人员，必须结合高分子材料加工中的形态控制研究与实践中存在的问题，采取相应的改进与优化对策，提高高分子加工整体水平，如此才能够从真正意义上推动我国高分子材料加工领域的进步。
参考文献：
[1]李忠明，马劲.加工过程中高分子材料形态控制的研究进展[J].中国科学基金，2004，18（3）：154-157.
[2]李又兵，申开智.形态控制技术获取自增强制件研究[J].高分子材料科学与工程，2007，23（1）：24-27.
高分子材料的研究篇4
【关键词】功能材料；高分子；现状；发展
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑，如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。进入本世纪80年代以来，一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。功能材料是新材料发展的方向，而功能高分子材料占有举足轻重的地位，由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。
1.功能高分子材料
功能高分子材料在其原有性能的基础上，赋予其某种特定功能。诸如：化学性、导电性、光敏性、催化性，对特定金属离子的选择螯合性，以及生物活性等特殊功能，这些都与在高分子主链和侧链上带有特殊结构的反应基团密切相关。
2.功能高分子材料的研究现状
在原来高分子材料的基础上，可将功能高分子材料分为两类：一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料；另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料[2]。
2.1高功能高分子材料
2.1.1化学功能高分子材料
化学功能高分子材料通常具有某种化学反应功能，它将具有化学活性的基团连接到以原有主链链为骨架的高分子上。离子交换树脂是一种带有可交换离子的活性基团、具有三维网状结构、不溶的交联聚合物，在水中具有足够大的凝胶孔或大孔结构，由于它具有高效快速分析和分离功能，目前已广泛用于硬水软化、废水净化、高纯水制备、海水淡化、溶液浓缩和净化、海水提铀，特别是在食品工业、制药行业、治理污染和催化剂中应用的更为广泛。
2.1.2光功能高分子材料
在光的作用下，实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材料。近年来，在数据传输、能量转换和降低电阻率等方面的应用增长迅速。感光性树脂由感光基团或光敏剂吸收光的能量后，迅速改变分子内或分子间的化学结构，引起物理和化学变化。光致变色高分子具有光色基团，不同波长的光对其照射时会呈现不同的颜色，而当其受到特定波长照射后又会恢复为原来的颜色。利用这种可逆反应可以实现信息的存储、信号的显示和材料的隐蔽，应用前景十分诱人。
2.1.3电功能高分子材料
依据材料的结构和组成，可将导电高分子分为两大类：一类是依靠高分子结构本身所能提供的载流子导电的结构型导电高分子，在电致显色、微波吸收抗静电、等领域显示出广阔的应用前景。另一类是高分子材料本身不具有导电性能，依靠添加在其中的炭黑或金属粉导电的复合型导电高分子，具有制备方便，实用性强的特点，在许多领域发挥着重要的作用，常用作导电橡胶电磁波屏蔽材料和抗静电材料。
2.1.4生物医用高分子材料
生物医用高分子包括医用高分子和药用高分子两大类。
医用高分子材料材料科学应用于生物医疗的交叉学科，将加工后的无生命的材料用来取代或恢复某些组织器官的功能。医用高分子材料作用于人体必须具备生物相容性、化学稳定性、耐腐蚀老化、易于加工等优点，主要用于人工器官、治疗疾患、诊断检查等医疗领域中。目前，医用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系统的矫正等方面获得了较大成果。
新型高分子药物，具有缓释、长效、低毒的特点，分为两类：一类药物即为高分子本身，可以直接用作药物，也可以通过合成获得某些疗效。另一类高分子药物高分子本身没有药用价值，而是作为药物的载体，以离子键或共价键的形式连接具有药理活性的低分子化合物，制成高分子药物控制释放制剂。一方面达到将最小的剂量在作用于特定部位产生治效的目的；另一方面使药物的释放速率可控，在提高疗效的同时降低了毒副作用[3]。
2.2新型功能高分子材料
2.2.1高吸水性高分子材料
近年来开发的高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，它可吸收自身重量数百倍至上千倍的水，自身含有强亲水性基团同时具有一定交联度。此外，高吸水性树脂的保水性能极好，即使受压也不会渗水，而且具有吸收氨等臭气的功能。高吸水性树脂在石油、化工、轻工、建筑等部门被用作堵水剂、脱水剂、增粘剂、密封材料等；在农业上可以做土壤改良剂、保水剂、植物无土栽培材料、种子覆盖材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性树脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋垫、一次性尿布等。
2.2.2Co2功能高分子材料
在不同催化剂作用下，以Co2为基本原料与其他化合物缩聚成多种共聚物。其中研究较多、已取得实质性进展、并具有应用价值和开发前景的共聚物是由Co2与环氧化合物通过开键、开环、缩聚制得的Co2共聚物脂肪族碳酸酯。把长期以来因石化能源燃烧和代谢而排放的污染环境、产生温室效应的Co2视为一种新的资源。利用它与其他化合物共聚，合成新型Co2共聚物材料，对解决当今世界日趋严重的Co2含量增高等问题有重要的现实意义。
2.2.3形状记忆功能高分子材料
形状记忆功能材料的特点是形状记忆性，它是一种能循环多次的可逆变化。即具有特定形状的聚合物受到外力作用，发生变形并被保持下来；一旦给予适当的条件（力、热、光、电、磁），就会恢复到原始状态。根据不同的触发材料记忆功能的条件，可将其分为电致型、光致型、热致型和酸碱感应型。形状记忆高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在电子、印刷、纺织、包装和汽车工业中具有良好的发展前景。
2.2.4生态可降解高分子材料
随着人类对环境的重视，材料的可降解性成为新的性能指标，因此生态可降解高分子材料受到广泛重视。目前我国生态可降解性高分子材料的发展还处于复制和仿制国外产品的初级阶段，国外产品占据主要市场。高分子的降解主要是各种生物酶的水解，其中聚乳酸类高分子是已开发应用于生命科学新型生物可降解材料，尽管已形成了多个品种，但目前应用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和缓释性等方面仍存在较多问题，有待进一步研究[4]。
3.开发功能高分子材料的重要意义
功能高分子材料其独特的功能和不可替代的特性已带来各个领域技术进步，甚至质的飞跃，且在各行业已产生相当高的经济和社会效益，并导致许多新产品的出现。随着人们对有机高分子材料研究的逐步深入和加强，功能高分子材料的方向包括两方面：一方面，改进通用有机高分子材料，在不断提高它们的使用性能的同时，扩大其应用范围。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强。因此，功能高分子材料是未来材料科学与工程技术领域的重要发展方向，必将影响人类的生产和生活产[5]。
【参考文献】
［1］张恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在军用包装中的应用[J].包装工程，2011，（23）：60～62.
［2］杨晓红，王海英.新型有机高分子材料发展[J].科技资讯，2009，（4）：7.
［3］杨北平，陈利强，朱明霞.功能高分子材料发展现状及展望[J].广州化工，2011，（6）：17～18.
高分子材料的研究篇5
关键词：高分子材料；废旧塑料；建筑材料；回收应用；
中图分类号：tU5文献标识码：a文章编号：
一、前言
处理废旧高分子材料是一把双刃剑,处理的好了不但降低了高分子的危害,而且还能降低产品成本;处理不好我们的生活就要受到废旧高分子的影响,甚至毒害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,开辟了废旧高分子回收的新途径,不但可以降低废旧高分子材料的危害,而且扩大建筑材料的来源。随着科学技术的进一步发展,会有越来越多的这种新型材料问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。
二、废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用问题分析研究
1、废旧高分子材料制作墙体材料。随着国家有关禁止使用粘土砖禁令的公布,开发使用新型墙体材料已经成为一种必然趋势,同时回收利用废旧高分子材料技术的发展,为废旧高分子材料复合成新型墙体材料提供了强有力的支持。目前已有许多这类技术发展相当成熟,并用于实际的生产当中。
一是玻璃与塑料复合而成的样品砖。由塑料,玻璃复合而成的样品砖已经研制出来,在国外已经得到了较广泛的应用。其中塑料组分包括聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚氯乙烯以及aBS,相同的粒径形态,较窄的尺寸范围和尺寸分布与近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料复合材料,其中玻璃的质量百分比根据不同的性能要求可为15%,30%,45%。这种材料能在235℃模压成标准的粘土砖形状。当温度在20～50℃范围变化时,经过抗压实验,发现其断裂应力是普通粘土砖的两倍多。制备这种试样时所要求的塑料不需要区分热塑性和热固性,因此它的原料来源相当广泛。
二是金属橡胶混凝土。这种材料具有良好的性能,它可以有效解决目前各类混凝土结构及现有墙体砌块工程中常出现的各种裂缝,隔音差、抗震性能不够,重量重,抗冲击性不足等问题,可广泛应用于桥梁、路面、飞机跑道、大坝及其他建筑。
三是用聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。运用此技术生产的混凝土保温砌块具有表观密度小,保温、隔声性能好,抗压强度高,属于轻质高强的新型墙体材料。生产的砌块完全满足墙体材料的表观密度、抗压强度以及保温性能要求。在工程实际中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料部分基本不受外力作用,只有外裹的水泥砂浆层起骨架作用。这种新型混凝土保温砌块是一种前景看好的新型墙体材料。
四是利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦。这种建筑用瓦的研制成功,不仅可以降低成本,还是消除“白色污染”的一种积极方法。
五是利用废泡沫生产新型保温砖。研究成功了造价低廉、防火性好、保温性能优良的新型保温砖。经测试,这种新型保温砖导热系数小于0.06w/m.K,优于0.09w/m.K的国家标准,含水率小于8%,密度小于225kg/m3,抗压强度大于0.21mpa,且耐候性强,适合国内不同气候的各地区使用,取代传统珍珠岩或煤渣等保温材料。
2、废旧高分子材料制作建筑装饰材料
一是利用废旧塑料生产的建筑用装饰板材。利用废旧塑料生产建筑用装饰板材的研制已经取得了很大的进展,其中一种技术已经在实际生产中广泛应用。它是用废旧塑料、色素添加剂、增强剂、增塑剂为原料,以重量为单位,每100份废旧塑料匹配5～10公斤色素添加剂,20～50份增强剂,1～5份增塑剂,先将废旧塑料洗净、晒干后熔化,再将熔化后成块状的废旧塑料粉碎为0.5cm左右的细颗粒,再次熔化同时加入色素添加剂和增强剂,搅匀后注入模具成型,冷却后出模,然后漆上耐温清漆即生产出成品。
二是利用废旧塑料生产阻燃建筑装饰材料。目前有报道研制出一种利用废旧热塑性塑料和锯木粉通过加入添加剂改性生产防火阻燃型窗套、门套、墙裙等建筑装饰材料的方法。运用该工艺生产的产品,根据国家标准塑料燃烧性能实验方法进行测定,其结果达到GB2408—80/1级、GB4609—84/FV-0级;按照国家标准GB5465—85建筑材料不燃性试验方法测定,结果建筑材料不燃性试验方法测定,结果完全符合不燃性材料的要求。实验证明这种材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑装饰材料,同时通过造型还可以生产美观耐用的环保型城市垃圾桶。
3、废旧高分子材料制作其他建筑材料
一是粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料。以粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为主要原料,普通硅酸盐水泥、生石灰为胶凝材料,添加少量防水荆、憎水剂、激发剂,可生产屋面保温防水材料.该材料集保温隔热与防水为一体,表观密度为588kg/m3,导热系数为0.12w/(m·K),28d的抗压强度为1.6mpa,在0.2mpa的水压下可保持30min不透水。该保温防水材料具有密度低、强度高、保温隔热性能好、粉煤灰掺量大等优点,是一种较为理想的屋面保温防水材料,该材料可达到《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)标准。
二是利用废聚烃类树脂生产塑料地板。在世界塑料家族中,pVC的产量居第二位,制品多,消费量较大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多种用品废弃较多。由于pVC是一中含卤物质,所以它的回收利用受到了限制。这项技术研制的成功,可以大量回收pVC,运用这项技术可以生产出多种产品。常见的如:废农膜100份、碳酸钙120～150份、剂1.5份、稳定剂4份、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。安徽大学高分子材料研究所通过改性发泡等工序,用废弃聚烯烃塑料生产泡沫片和硬质板材,泡沫片用作旅游鞋、皮鞋和布鞋的原料,硬质板材则用作弹性地板的原料。
三是利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材。该材料除了具有与天然木材一样可锯、刨、钉、粘等性能外,还具有耐潮、防蛀等优点,而且制造的灵活性强,既可挤压成板材、型材,也可一次模压成产品。
高分子材料的研究篇6
关键词：高分子材料新型材料市场应用农业领域
1.前言
随着社会的发展，我国的科技有了崭新的发展机会以及广阔的发展平台，高分子材料科学也处于飞速发展的状态。经过多年的发展，高分子材料已经在我国市场上的多个领域得到了十分广泛的应用。值得一提的是，合成高分子材料凭借着其独特的优良性质以及相对良好的使用性能，在市场上已经占据了比较重要的地位。伴随着时代的持续发展，人们对新型高分子材料也相应的提出了更高的要求，因此，为了适应人类的需要，对新型高分子材料的研究便十分重要。
2.高分子材料简述
高分子化合物是高分子材料的组成基础，构成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性质便是其构成基础聚合物所具有的性质了，其含有的主要材料所具有的特性，便是这种高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和无机非金属材料以及金属材料是在当前的市场上应用的材料主体，是应用性材料科学的主要内容。在三者当中，属高分子材料最受欢迎，由于其优良的性能得以广泛的应用，在整体的新型材料的市场上都占据着重要的地位。在全球范围内的材料市场上，高分子材料的发展一直都没有停止，反而是以高速的发展形态展现在人类的面前。例如，合成树脂的数量在十年之内几乎增加了一百倍，高分子材料的飞速发展，给人类的生活带来了极大的便利以及翻天覆地的变化。塑料便是一种典型的高分子材料，塑料的用途广泛，传统的木材和水泥的年产量加起来也远远没有塑料的产量高。合成橡胶的产量也大于天然橡胶的产量，合成纤维一年的产量几乎达到了羊毛和棉花等人造纤维或者天然纤维总产量的二倍之多。还要合成树脂的发展等等。但是，即使高分子材料在我国取得了很大的研究进展以及生产应用，但是相比于世界上的发达国家，我国的科技仍然是较为落后，与各大发达国家存在着较大的距离。
高分子材料于一九三零年问世，至今已经发展了将近九十年的时间。但是一直到二十世纪末期，高分子材料才正式收到人类的重视和研究。科技处于不断的进步当中，人类对新型高分子材料的需求也在不断增加。例如大家都熟知的纳米材料，纳米高分子材料是一种聚合物基材以及纳米微粒的复合材料，这种材料具有独特的优良性质，在研究纳米材料的时候，要以其潜在的性质为依托，寻找最有效、迅速的开发方式。
2.新型高分子材料的应用概述
高分子材料作为材料市场的后起之秀，发展速度十分迅速。并且在整个材料市场上的应用十分广泛，在各行各业，在我们生活中的各个角落都能见到高分子材料的身影。例如在功能材料方面随处可见高分子材料，在结构材料方面高分子材料也表现出其难以比拟的优势。新型高分子材料的主要分类为：光功能材料和高分子分离膜，高分子复合材料以及该分子磁性材料。所谓光功能材料即是指这种材料能够对光进行吸收和转换，或者透射和储存。所谓高分子分离膜材料，其本身是一种薄膜性质的材料，即是利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜，它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献，并且分离效率高，使用条件好。所谓高分子复合材料是指有多种具有不同的性质的物质所复合而成的多相材料。这种材料聚集了多种材料的特征，优势十分明显，例如复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。所谓高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一种复合形式，也属于高分子复合材料的一种。这些新兴的高分子材料已经渗透进了人类生活的各个领域，在医疗行业以及工业行业都做出了重大的贡献
3.举例说明新型材料在农业领域的应用
科技的进步无疑大大促进了农业的发展，我国是一个农业大国，新兴材料在农业领域的应用，对促进农业的发展发挥了很大的作用。
在我国农业以及工业的生产领域，木塑复合材料的应用十分常见，木塑复合材料大多应用在农业领域，这种高分子材料具有以下优点：韧性好，较高的强度，可再生性好并且能够耐腐蚀。因此，木塑复合材料能够在一定程度上取代传统的钢铁材料，故在我国农业领域具有广泛的应用前景。在我国大片的庄稼地中，大量存在着秸秆这种新型材料，我国对秸秆加以利用的研究已经投入了很大的精力。秸秆用于沼气发电，秸秆用于提取纤维素制作高能燃料等，将秸秆作为一种重要的新型材料仍然需要研究。部分农作物的生长需要在温室中进行，因此温室大棚便是农业领域当中的必需品。新型温室大棚保温材料能够在白天充分吸收阳光，并自动进行恒温工作的处理，在夜晚能够使大棚内维持同样的温度和空气中的湿度。这种采用新型温室大棚保温材料的温室能够使植物自然生长，提高了农业产量和质量。对于温室材料的研究，最主要的研究性能便是其保温性能。新型温室保温材料的研究意义重大。
4.新型材料的发展前景
我们现在共同的目标是可持续发展，新型材料的开发能够满足人类对可持续发展目标的推进，新型材料能够凭借其优良的性能以及可重复利用的特点为人类社会的发展做出重要贡献。但是，我们要时刻铭记，新型高分子材料的发展要坚持以下原则：首先，新型高分子材料的使用不能对环境产生污染，其次，新型高分子材料要尽量追求成本低廉，能够满足大部分人的需求。目前我国所研究出的新型高分子材料大多价钱昂贵，因此，寻找廉价的基础材料作为高分子材料的生产成本至关重要，原材料的选取和加工工艺的选择都是未来新型高分子材料的研究重点问题之一，人类也从未停止过对新型高分子材料的探究工作。同时，要对新型高分子材料进行宣传，让大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次强调，不能以牺牲环境为代价去发展新型高分子材料，才能让这种高分子材料对我们的社会发展发挥重要的作用。
参考文献：
[1]谭志坚，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89.
[2]祁春媛，方东辉，任小杰.木塑复合材料在农业机械上的应用
[J].黑龙江水利科技，2014，42（5）：149-151.
高分子材料的研究篇7
论文摘要：高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。那么，高分子化学具体内容及高分子与生活、高科技的发展关系如何呢？以下作简单介绍。
人类从一开始即与高分子有密切关系，自然界的动植物包括人体本身，就是以高分子为主要成分而构成的，这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等，也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后，这些人工合成的化合物，才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料（聚合物）的应用与发展，人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时，很多人会想到“白色污染”，甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子，这说明他们对高分子并不十分了解。当今社会高分子的功用无处不在，而人们认识高分子时，往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益，不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。
一、高分子化学的内涵
1．何为高分子化学
顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质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（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
高分子材料的研究篇8
人们通常把材料、信息和能源 人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。
并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
高分子材料的研究篇9
一、研究专题和期限
专题一、成形制造中材料微观结构与应力场控制的研究
研究目标、内容
成形制造过程中的材料微观结构与应力场的控制是高精度、高性能大型构件的制造关键。项目以大尺度高性能结构板材的精确制备为目标，深入研究精确成形制造过程中材料的流变特性、变形协调机理和力学行为，构建材料制造一体化理论体系，为开发具有自主知识产权的材料“控形、控性”制造技术提供科学依据。提升*市在汽车、造船和航空航天的关键构件制造的自主开发能力。项目主要支持三方面的研究:
1.液态金属结构及控制对凝固组织和力学行为的影响规律。重点研究有效调控液态金属内部残余能量与微观组织的空间均匀性原理，实现高洁净、超细组织，显著减小大尺度板材各向异性。
2.微观组织演化和应力场控制与宏观变形的协调机理。重点研究高性能板材变形的微观机制、高性能板材变形的宏微观本构模型表征，揭示板材变形的微观组织与内应力演变规律。
3.构形和性能控制与外场作用机制的映射规律。以大尺度高性能板材制备与加工技术为对象，重点研究成形物理场的表征方法和外场参数对构形与性能的敏感度，实现对复杂成形过程的数学物理建模与求解。发展基于数字制造的板材成形性能控制方法及性能的评价表征体系，揭示高性能板材成形外场作用机制与变形本征特性之间的映射规律。
研究期限
20*年9月30日前完成研究任务
专题二、介孔分子筛材料在大分子催化过程中相关基础研究
研究目标、内容
围绕介孔催化材料制备科学，以发展生产高品质汽柴油的催化剂为目的，设计合成4－8种自主创新的介孔分子筛催化材料，通过研究相关介孔材料的定向设计及其在大分子催化应用中的基本规律，发展系列高活性、高稳定性的介孔固体酸催化材料，改善其水热和表面酸稳定性及酸强度，为解决*石化生产中的一些实际问题提供科学支撑。重点支持四个方面的研究：
1．新型介孔分子筛催化材料的制备科学和表面活性位的构建。重点研究有序介观结构的氧化硅材料、高分子材料及其它相关材料的合成与在大分子转化中的作用。探索孔结构与性能的关系，发展介孔材料应用理论。
2.新结构和新组成介孔分子筛材料的定向设计。重点开展廉价和可以大量复制的多级孔、三维介孔、超大介孔分子筛等催化材料的设计合成和制备研究。
3.介孔复合材料制备和表面酸性提高的研究。重点研究固体酸性位在重油、大分子转化过程中活性及稳定性的变化，建立固体酸的结构与催化性能的关系，提高介孔分子筛材料的水热稳定性和表面酸性强度。探索高表面积、高活性组分含量介孔材料的制备。
4.大分子催化过程的基本规律。以合成气碳链增长和大分子转化反应为主要目标，研究孔内扩散和表面吸附作用规律，以及孔结构、表面与大分子的主客体作用，发展适合大分子反应的液相和气相催化新工艺。
研究期限
20*年9月30日前完成研究任务
专题三、激光辅助混合磁存储的基础研究
研究目标、内容
以研发下一代超高密度混合存储技术为目标，重点开展激光辅助混合磁存储的研究。通过对混合磁存储关键介质、等离子体辅助层及其结构设计、纳米探针辅助热磁记录的机理和应用基础的研究，以期获得克服磁记录极限的混合存储的科学依据和具有实际应用前景与自主知识产权的创新成果，为相关存储产业的未来发展提供技术支撑。重点支持四个方面的研究：
1.激光辅助混和磁记录介质的制备科学研究。重点开展激光辅助垂直磁记录材料的磁各向异性、磁记录特性和热稳定性研究，探索2.5英寸激光辅助磁记录盘片制作涉及的相关技术（包括较高温表面层材料特性和制备）研究。
2.光辅助混合磁记录测试技术和系统研究。重点开展基于激光直接加热的激光辅助磁记录的物理过程、静动态测试技术和系统研制，激光辅助记录介质的自旋超快动力学过程研究，探索实际记录过程中的激光作用规律及其提高记录速度的方法。
3.表面等离子体辅助的热磁存储机理研究。重点开展对局域化表面等离子的产生、传播、能量聚集，以及与记录介质作用机理的理论和实验研究，探索相关材料、膜层结构、读写条件和记录点形貌对存储特性的作用和影响规律。
4.探针辅助热磁存储的探索及其基础研究。重点开展探针对界面共振增强场的耦合集聚形成过程和机理的理论研究，探索全新的激光辅助方式中相关材料、结构、存储特性，以及在激光辅助磁存储技术中的应用基础。
研究期限
20*年9月30日前完成研究任务
专题四、太赫兹频段辐射源、探测及其应用基础研究
研究目标、内容
以实现高效电光相互转换的半导体太赫兹（tHz）辐射源、高灵敏度探测器为目标，重点关于开展tHz辐射产生与探测过程的新机理、新现象以及与tHz波段相关的基本物理问题的研究，研制tHz量子级联激光器，探索tHz量子阱探测器及tHz波在成像方面的应用，以期获得在tHz产生与探测机理方面的原创性成果，重点支持三个方面的研究：
1.tHz半导体辐射源与探测新机理。重点研究半导体负有效质量tHz振荡器场畴动力学、tHz辐射感生的碰撞离化机制及tHz波段的半导体平衡方程输运理论。探索tHz量子级联激光器理论的非平衡格林函数方法，并在tHz波段辐射源与探测器的设计中获得应用。
2.tHz半导体量子级联激光器。重点研究tHz量子级联激光器中量子输运过程、基于蒙特-卡罗方法的tHz量子级联激光器设计方法及相关材料与器件的制备与表征；实现基于双层金属波导结构的tHz量子级联激光原型器件。
3.tHz半导体探测及应用。重点研究基于蒙特-卡罗方法的tHz量子阱探测器的模拟与设计方法、实现tHz波段半导体量子阱探测原型器件；探索tHz图像滤波、识别和成像技术；发展基于太赫兹波的新型波谱检测的方法。
研究期限
*年9月30日前完成研究任务
专题五、人干细胞应用的基础研究
研究目标、内容
本项目以我国高发病率高致死率的重大疾病治疗需求和获得再生医学所适用的理想细胞为目标，旨在建立符合国际标准，适用于临床的人胚胎干细胞株，并推动*市已有人胚胎干细胞株的共享利用；揭示人胚胎干细胞向神经细胞、血管内皮细胞、心肌细胞和胰岛细胞的定向诱导分化规律；评价人干细胞移植对神经系统疾病、心血管系统疾病、骨和软骨缺损及皮肤损伤的治疗作用；为人干细胞的临床应用奠定基础，为上述重大疾病的治疗提供新途径和新方法。项目主要支持以下四个方面的研究：
1．人胚胎干细胞建系研究，规范*市已有人胚胎干细胞株的利用和共享；按国际标准建立适用于临床的人胚胎干细胞株；建立核移植人胚胎干细胞株。
2．人胚胎干细胞定向诱导分化研究，提高人胚胎干细胞向神经细胞，血管内皮细胞、心肌细胞和胰岛β细胞的定向诱导分化效率，获取新的人胚胎干细胞分化的生物标志物。
3．人干细胞移植的实验研究,对人胚胎干细胞和成体干细胞诱导分化所获得的细胞在疾病动物模型中的治疗效果进行平行研究，为评估二种来源的干细胞的临床应用前景提供科学依据。
4．人干细胞移植的临床基础研究，重点开展神经干细胞对神经系统疾病，自体骨髓干细胞和外周血干细胞对心血管疾病，骨髓和皮肤干细胞对骨和软骨、皮肤损伤的治疗研究。探讨人干细胞临床应用的有效性和安全性。
研究期限
*年9月30日前完成研究任务
专题六、重要水产养殖动物抗病育种基础研究
研究目标、内容
本项目在分析我国重要水产养殖动物(如草鱼、三角帆蚌等)主要疾病易感群体和抗病群体（或遗传分离家系）的基础上，应用基因组学和生物信息学等研究手段，结合常规遗传育种方法，建立抗病群体筛选的分子育种技术平台。通过基因类比和关联分析，发掘大量抗病候选基因，最终获得与抗病基因紧密连锁的分子标记，阐明其抗病性能的分子遗传机理，为我国重要水产动物抗病育种提供理论依据和新方法。项目主要支持以下四个方面研究:
1、筛选和建立重要水产养殖动物(如草鱼、三角帆蚌等)表型抗病性和疾病易感性群体（或较强反差的遗传家系），构建基因文库和数据库，建立抗病基因的鉴定和高通量筛选的技术平台。
2、利用上述技术平台和抗病、疾病易感群体,发掘具有特异性和因果性的抗病主、微效基因，揭示抗病相关功能基因的表达调控机理，并提出筛选抗病基因的新方法。
3、通过横向定位比较和生物信息学分析，阐明动物抗病相关基因的多态性和适应性进化，确定与抗病性状紧密连锁的有关分子标记并进行验证，预测其抗病性状的育种潜力。
4、运用综合育种技术，逐步建立抗病品系发展群，以获得具有重要应用前景的抗病优良新品系（种）。
研究期限
20*年9月30日前完成研究任务
二、申请方式
1、本指南公开。凡符合课题制要求、有意承担研究任务的在*注册的法人、自然人均可以从“*科技”网站上进入“在线受理科版）》，按照要求认真填写【备注：在线填写可行性方案时，“特征”请选择“重大”；“是否定向”选择“否”；“申报市科委计划类型”请选择“基础性研究计划—重大基础项目研究-相应类别”，从中选择要申报的具体类别进行申报】。多家单位联合申请的课题，应在申请材料中明确各自承担的工作和职责，并附上合作协议或合同。所有附件要求上传到网上。
2、申报单位有较强的科研力量或有较强的研究依托单位，鼓励以产学研联合方式、国内联合方式和国内外联合方式申请，申报单位必须具有实施项目必需的研究开发设施及自有资金。
3、课题责任人年龄不限。鼓励通过课题培养优秀的中青年学术骨干。作为课题责任人和主要科研人员，不得同期参与承担的863、973、国家科技攻关和*市重大、重点科研项目数超过三项。
4、本专项课题的申请起始日期2*年7月7日，截止日期为2*年8月1日。课题申报时需提交书面可行性方案及一式4份，并通过“*科技”网站递交电子文本1份。书面可行性方案集中受理时间为2*年7月25日至8月1日，每个工作日上午9：00—下午4：30。所有书面文件请采用a4纸双面印刷，普通纸质材料作为封面，不采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式。
5、已申报今年市科委其它类别项目者应主动予以申明，未申明者按重复申报不予受理。
高分子材料的研究篇10
金属材料工程
本专业培养具备金属材料科学与工程等方面的知识，能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域，从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
主要课程：金属学、材料工程基础、材料热力学、材料力学性能、金属工艺学、金属热处理、材料固态相变、材料分析技术、金相技术、金属材料学、金属学实验等。
就业方向：从事金属材料及其他在机械、能源、汽车、冶金和航空航天等领域中的应用研发工作，或者材料的生产及经营、技术管理和材料的检测、失效分析等技术工作。
专业点评：未来几年，我国将在国产大飞机、航空母舰、航空发动机等领域投入巨资，本专业人才将迎来更大的发展机遇。相关企业主要分布在东北、陕西、河北等地。由于此专业工科性质很强，男生较好就业（女生可以选择材料研究方向）。
推荐院校：哈尔滨工业大学、燕山大学、西安工业大学、辽宁科技大学、南昌航空大学、河南科技大学、江西理工大学应用科学学院。
无机非金属材料工程
本专业与金属材料工程研究范围有所交叉，但重点培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，并且使学生掌握各类土木工程材料在建筑工程中的应用技术、测试方法和开发能力。
主要课程：材料力学、工程制图与CaD、无机化学、有机化学、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学、材料工艺性能实验、建筑施工技术与组织、工程测量等。
就业方向：在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域，从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。
专业点评：本专业分混凝土、陶瓷、新材料等多个研究方向。混凝土的研究已经很成熟，人才需求大，本科学历就足以找到好工作；陶瓷研究近几年才兴起，生物陶瓷、特种陶瓷等研究前景广阔，就业或考研皆宜；高性能、多功能无机非金属新材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用，这方面的高水平人才在我国尤为紧缺。
推荐院校：华南理工大学、武汉理工大学、陕西科技大学、河北联合大学、洛阳理工学院、景德镇陶瓷学院（国家品牌特色专业）、巢湖学院。
高分子材料与工程
与金属材料工程、无机非金属材料工程专业研究对象有所区别，高分子材料与工程专业的研究对象是高分子材料。作为发展最为迅速的三大材料之一，本专业面向传统和新兴的诸如塑料、橡胶、纤维、涂料、石油化工、生物医学、新能源、海洋、国防等各类行业，培养具有理工交叉特点的人才。
主要课程：高分子化学、高分子物理、高分子工程、高等有机化学、物质结构、材料科学基础、聚合物成型加工与应用、功能高分子材料、特种复合材料等。
就业方向：主要在日化、石化、汽车、家电、航空航天等领域的相关企业、科研部门，从事设计、新产品开发、生产管理、市场营销工作。