時間：2024-01-16 10:21:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高分子材料的降解，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著經濟的發展和人們生活節奏的加快，塑料飯盒、塑料袋等一次性產品開始頻繁出現在人們的日常生活中，它們在給人們的生活帶來便利的同時，也因其非自然降解性造成了極大的環境問題，即“白色污染”。“白色污染”既是一種視覺污染，也會影響土壤、空氣、水體等的質量，因此努力合成并推廣使用可降解高分子材料成為當務之急。按照降解機理，可降解高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物雙降解高分析材料三大類。
1.光降解高分子材料
光降解高分子材料的特征是含有光敏基團，可吸收紫外線發生光化學反應，在太陽光的照射下，發生分子鏈的斷裂和分解，由大分子變成小分子。
向塑料基體中加入光敏劑是目前使用比較多的制備光降解塑料的方法。光降解引發劑可以是過渡金屬的各種化合物，如：鹵化物、脂肪酸鹽、酯、多核芳香族化合物等。很多學者都發現TiO2對聚丙烯的光降解有明顯的催化作用，等人［1］分析了加有銳鈦礦型納米二氧化鈦的聚丙烯纖維在人工加速紫外光降解和自然光降解過程中拉伸斷裂伸長率和表面形態的變化情況，得出銳鈦礦型納米TiO2可作為聚丙烯的一種高效光敏劑的結論。除了TiO2，還有很多其它光敏劑，如硬脂酸鈰、硬脂酸鐵、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、硬脂酸錳等均對聚乙烯薄膜有顯著的光敏化作用效果。
在高分子中添加光敏劑制得改性高分子雖然能降解，但只是部分降解，而化學合成的羰基聚合物、Et/CO等，則能完全降解。一氧化碳和烯烴的交替共聚產物——聚酮，因為分子鏈中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下發生光降解，羰基鍵附近的碳鏈斷裂生成酮類、烯類及一氧化碳等低分子物質并返回到物質循環圈中，不存在環境污染，是一種新型的環境友好材料［2］。且有實驗證明，分子量大、結晶度低的聚酮光降解性能更好。
2.生物降解高分子
生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破壞性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定時間內能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，僅能被分解成散落碎片。
2.1 淀粉降解塑料
淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、價格便宜、生物降解性等優點，成為近年來研究的熱點。淀粉降解塑料泛指組成中含有淀粉或其衍生物的塑料，發展至今已經過了四個時期：填充型淀粉塑料，光/生物雙降解型塑料，共混型塑料和全淀粉熱塑性塑料。
填充型淀粉塑料一般是烯烴類聚合物中加入廉價的淀粉作為填充劑，其中淀粉含量在10%30%，僅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要幾百年才能達到完全生物降解。光/生物雙降解型是由光敏劑、淀粉、合成樹脂及少量助劑等制成，其降解機理是先降解的淀粉可使高聚物母體變得疏松，增大表面/體積比，同時光敏劑、促氧劑等物質被光、熱、氧引發，發生光氧化和自氧化作用，導致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下來人們發現，通過共混能解決淀粉粘性高、抗濕性低及與一些聚合物不相容等缺點，于是開始將淀粉與聚烯烴類等一些不可降解聚合物混合來提高淀粉的強度，但這類產品不能完全降解；后來便試圖將其與PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉熱塑性塑料含淀粉70%-90%,其余組成是一些可光降解的加工助劑，使用后能在環境中完全降解，但天然淀粉不具有熱塑性，必須先利用物理場作用使其分子結構無序化后才能在塑料機械中加工成型。
2.2 化學合成型生物降解高分子［4］
酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基結構的脂肪族聚酯來合成生物降解高分子材料，工業化的有聚乳酸和聚己內酯。
聚乳酸是以淀粉、糖蜜等為原料，發酵制得的易生物降解的熱塑性材料，因乳酸存在一個羥基和一個羧基，可通過縮聚反應直接轉換成低分子量聚酯，再通過選擇適宜的聚合條件來合成目標分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、機械性能及物理性能等，被視為新世紀最有發展前途的新型包裝材料。聚己內酯也是脂肪族聚酯中應用較為廣泛的一種可降解高分子材料，通過己內酯的開環聚合制得，是一種半結晶型聚合物，室溫下為橡膠態，具有很好的柔韌性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解產物是二氧化碳和水，被認為是環境友好包裝材料。
2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］
微生物合成高分子材料是通過用葡萄糖或淀粉類喂養，微生物在體內發酵合成的一類有機高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。
γ-聚谷氨酸就是利用微生物發酵生成的一種多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、無毒副作用等特性，可用于制備高吸水性樹脂,作為一種治療骨質疏松的重要載體、藥物緩釋材料,吸附重金屬等，具有廣泛的應用前景［5］。聚羥基脂肪酸酯是一類由很多細菌在非平衡生長條件（如缺氧、磷等）下合成的線性聚酯，可作為碳源和能源的貯藏性物質，增強細菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解為二氧化碳和水，并且具有熱可塑性、生物可再生、生物相容性、光學異構性等，可作為生物醫用材料、日常消費用塑料制品、生物可降解包裝材料、生物能源，已成為可降解生物材料領域研究的熱點。
3.光/生物雙降解高分子材料
顧名思義，光/生物雙降解高分子材料同時具有光、生物雙降解功能，將光降解機理與生物降解機理結合起來，可以使二者優缺點互補，達到更好的降解效果。其制備方法主要是在通用高分子材料中添加光敏劑、自動氧化劑、抗氧劑和生物降解助劑等。目前研究比較多的有淀粉和光敏劑光降解樹脂合成的光/生物雙降解淀粉塑料及可控降解劑共混改性法制得的改性可控光/生物雙降解聚丙烯纖維制品等。光/生物雙降解淀粉塑料前面已提過，此處不再贅述，而可控雙降解聚丙烯纖維制品憑借著其可控降解性、存放性、無毒性等眾多優點，必將具有巨大的發展前景。
4.結語
隨著“白色污染”的日益加重和石油資源的日益枯竭，加大對高分子廢棄物的回收利用率和研制出高效的降解技術都是有效的解決途徑，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能從根本上解決這些問題，且光-生物雙降解高分子材料憑借著其獨特的優勢將會成為今后的研究重點之一。(作者單位：鄭州大學材料科學與工程學院)
參考文獻：
［1］ ，嚴玉蓉，趙耀明.納米二氧化鈦催化光降解聚丙烯纖維的研究［J］.合成材料老化與應用，2005,34（1）：8-12.
［2］ 鄒麗萍.綠色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大學，2007:1-5.
［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制備及性能的研究［D］.廣東：華南理工大學，2010:1-8.
1、生物可降解高分子材料概念及降解機理
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3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。如英國ICI公司生產的“Biopol”產品。
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酰基多糖等共混制得。
2.4摻合型
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開發
3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法
傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。
3.1.1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。
3.1.2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。化學合成法反應條件苛刻，副產品多，工藝復雜，成本較高。
3.1.3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生物可降解高分子材料開發的新方法——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
【關鍵詞】功能材料；高分子；現狀；發展
材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，是人類文明的重要里程碑，如今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。進入本世紀80年代以來，一場與之相適應的“新材料革命”蓬勃興起。功能材料是新材料發展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位，由于其原料豐富、種類繁多，發展十分迅速，已成為新技術革命必不可少的關鍵材料[1]。
1.功能高分子材料
功能高分子材料在其原有性能的基礎上，賦予其某種特定功能。諸如：化學性、導電性、光敏性、催化性，對特定金屬離子的選擇螯合性，以及生物活性等特殊功能，這些都與在高分子主鏈和側鏈上帶有特殊結構的反應基團密切相關。
2.功能高分子材料的研究現狀
在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種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化學功能高分子材料
化學功能高分子材料通常具有某種化學反應功能，它將具有化學活性的基團連接到以原有主鏈鏈為骨架的高分子上。離子交換樹脂是一種帶有可交換離子的活性基團、具有三維網狀結構、不溶的交聯聚合物，在水中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化、溶液濃縮和凈化、海水提鈾，特別是在食品工業、制藥行業、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛。
2.1.2光功能高分子材料
在光的作用下，實現對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料。近年來，在數據傳輸、能量轉換和降低電阻率等方面的應用增長迅速。感光性樹脂由感光基團或光敏劑吸收光的能量后，迅速改變分子內或分子間的化學結構，引起物理和化學變化。光致變色高分子具有光色基團，不同波長的光對其照射時會呈現不同的顏色，而當其受到特定波長照射后又會恢復為原來的顏色。利用這種可逆反應可以實現信息的存儲、信號的顯示和材料的隱蔽，應用前景十分誘人。
2.1.3電功能高分子材料
依據材料的結構和組成，可將導電高分子分為兩大類：一類是依靠高分子結構本身所能提供的載流子導電的結構型導電高分子，在電致顯色、微波吸收抗靜電、等領域顯示出廣闊的應用前景。另一類是高分子材料本身不具有導電性能，依靠添加在其中的炭黑或金屬粉導電的復合型導電高分子，具有制備方便，實用性強的特點，在許多領域發揮著重要的作用，常用作導電橡膠電磁波屏蔽材料和抗靜電材料。
2.1.4生物醫用高分子材料
生物醫用高分子包括醫用高分子和藥用高分子兩大類。
醫用高分子材料材料科學應用于生物醫療的交叉學科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復某些組織器官的功能。醫用高分子材料作用于人體必須具備生物相容性、化學穩定性、耐腐蝕老化、易于加工等優點，主要用于人工器官、治療疾患、診斷檢查等醫療領域中。目前，醫用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系統的矯正等方面獲得了較大成果。
新型高分子藥物，具有緩釋、長效、低毒的特點，分為兩類：一類藥物即為高分子本身，可以直接用作藥物，也可以通過合成獲得某些療效。另一類高分子藥物高分子本身沒有藥用價值，而是作為藥物的載體，以離子鍵或共價鍵的形式連接具有藥理活性的低分子化合物，制成高分子藥物控制釋放制劑。一方面達到將最小的劑量在作用于特定部位產生治效的目的；另一方面使藥物的釋放速率可控，在提高療效的同時降低了毒副作用[3]。
2.2新型功能高分子材料
2.2.1高吸水性高分子材料
近年來開發的高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它可吸收自身重量數百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯度。此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。
2.2.2 CO2功能高分子材料
在不同催化劑作用下，以CO2為基本原料與其他化合物縮聚成多種共聚物。其中研究較多、已取得實質性進展、并具有應用價值和開發前景的共聚物是由CO2與環氧化合物通過開鍵、開環、縮聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把長期以來因石化能源燃燒和代謝而排放的污染環境、產生溫室效應的CO2視為一種新的資源。利用它與其他化合物共聚，合成新型CO2共聚物材料，對解決當今世界日趨嚴重的CO2含量增高等問題有重要的現實意義。
2.2.3形狀記憶功能高分子材料
形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發生變形并被保持下來；一旦給予適當的條件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態。根據不同的觸發材料記憶功能的條件，可將其分為電致型、光致型、熱致型和酸堿感應型。形狀記憶高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在電子、印刷、紡織、包裝和汽車工業中具有良好的發展前景。
2.2.4生態可降解高分子材料
隨著人類對環境的重視，材料的可降解性成為新的性能指標，因此生態可降解高分子材料受到廣泛重視。目前我國生態可降解性高分子材料的發展還處于復制和仿制國外產品的初級階段，國外產品占據主要市場。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發應用于生命科學新型生物可降解材料，盡管已形成了多個品種，但目前應用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和緩釋性等方面仍存在較多問題，有待進一步研究[4]。
3.開發功能高分子材料的重要意義
功能高分子材料其獨特的功能和不可替代的特性已帶來各個領域技術進步，甚至質的飛躍，且在各行業已產生相當高的經濟和社會效益，并導致許多新產品的出現。隨著人們對有機高分子材料研究的逐步深入和加強，功能高分子材料的方向包括兩方面：一方面，改進通用有機高分子材料，在不斷提高它們的使用性能的同時，擴大其應用范圍。另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強。因此，功能高分子材料是未來材料科學與工程技術領域的重要發展方向，必將影響人類的生產和生活產[5]。
【參考文獻】
［1］張恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在軍用包裝中的應用[J].包裝工程，2011，（23）：60～62.
［2］楊曉紅，王海英.新型有機高分子材料發展[J].科技資訊，2009，（4）：7.
［3］楊北平，陳利強，朱明霞.功能高分子材料發展現狀及展望[J].廣州化工，2011，（6）：17～18.
關鍵詞:高分子材料；老化；因素；應對措施
中圖分類號：TU5文獻標識碼： A
前言：配方的構成和材料本身的性質是引起高分子材料發生老化的主觀原因。外部的施力、自然條件的急劇變化以及生物、微生物的侵蝕是引起高分子材料發生老化的客觀原因。主觀因素和客觀因素的結合加劇了高分子材料的老化。
1、環境因素對高分子材料老化行為的影響
1.1 太陽光環境影響效應
在 GJB 150.7A 中，指出了太陽光的環境效應，包括熱效應和光化學效應。太陽光的熱效應主要由紅外部分產生，與高溫試驗不同，太陽輻射的熱效應具有方向性，并產生熱梯度，所以它可導致高分子材料不同部位以不同速率膨脹和收縮，從而產生內應力并破壞材料結構，材料的熱膨脹系數越高，其熱效應越明顯。光化學效應主要由太陽光中紫外線部分產生，這是因為紫外線波長很短，具有能引起高分子鏈上各種化學鍵斷裂所需的能量。太陽光的熱效應和光化學效應互相促進，熱可影響光化學反應速率，加速其破壞作用，反過來，光化學反應可以改變材料表面粗糙度和顏色，進而影響熱量的吸收和反射。在太陽光的作用下，高分子材料在外觀、物性、力學性能和電性能等方面均發生變化。以橡膠為例，太陽光老化可導致其光澤度、顏色、交聯度、拉伸強度、斷裂伸長率、絕緣強度、介電強度等性能發生劣化。
1.2溫度和氧氣的影響
如果溫度升高，高分子鏈的運動就會變得比平時更加激烈，而化學鍵的離解能有一定的范圍，如果溫度過高超出了這一范圍，基團會立即脫落，高分子鏈也會發生熱降解。實際情況表明，不在少數的書本都介紹了高分子材料的熱降解的相關內容。材料的力學結構在很大程度上會受到溫度降低的影響，在緯度較高的地區或南北兩極，塑料更容易遭到低溫度的破壞。針對結晶型塑料來講，一旦玻璃化溫度高于環境溫度，將不利于高分子鏈段的自由運動，塑料硬化、易斷是主要表現;無定型塑料卻不容易受到極寒環境的影響和破壞。眾所周知，氧的滲透性很好，這個特點也因此成為加劇高分子材料老化的罪魁禍首，無定型聚合物和結晶型聚合物相比，耐氧化能力明顯要弱一些。此外，氧氣是影響、破壞材料的主要因素，橡膠一旦與氧氣結合，都會降低塑料物品的使用年限，使其化學性能發生完全的改變。過氧化物一旦發生氧化反應，其組成分子就會慢慢的積累到一
起，當全部積累到一起后，就會發生分解，這種分解不是雜亂無章的，隨后，交聯或支化反應就會發生，材料的種類不同、老化發生的條件不同。這些都導致高分子材料發生老化前后性質的不同。
氧與高分子材料大分子的自由基型自動催化反應歷程如下:
1.3濕度的影響
高分子材料容易受到濕度的影響，高分子材料如果被暴露在高濕度和強紫外線下，自身的性質會發生改變。高分子材料如果受到濕度的影響，會使自身的柔軟性降低，導致不能過度的彎曲；而強烈的紫外線照射直接會降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。
1.4化學介質的影響
化學介質一旦深入到高分子材料的內部，就會發生對其共價鍵與次價鍵作用。聚合物的共價鍵一旦與少量的侵入相接觸，就立馬會發生反應，聚合物的大分子結構被迫改變，如斷鏈、交聯、滲透物的加成等，或這些反應的綜合。這個化學過程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加劑的化學性質會因此而發生改變，另外，發生改變的還有滲入介質本身的化學性質。雖然，在滲入介質對聚合物分子鏈間的次價鍵的破壞過程沒有化學結構變化發生，但作為整體的高分子材料來說，物理變化并不少見，反而是顯而易見的，例如環境應力龜裂、增塑、低分子添加劑遷移等等。
1.5光老化
離解能的相對大小及高分子化學結構對光波的敏感性決定了聚合物受光的照射是否引起分子鏈的斷裂。關于光氧化降解過程和防止這種降解過程的發生，第一要把陽光吸收進來，用于吸收陽光的主要是構成物質的分子和原子，二者通常處于相對活躍的狀態，而且它們各自吸收的光的波長具有特定的范圍。紫外波長300～400nm，能被含有羰基及雙鍵的聚合物吸收，而使大分子鏈斷裂，改變聚合物的化學結構和性能。
2、防老化措施
對于結晶型塑料及橡膠，要求使用溫度應處于玻璃化溫度以上，但是環境的溫度過低會使玻璃化溫度高于材料的使用溫度，這樣一來，就會改變材料的物理性能，最終使材料的使用價值得不到徹底的發揮。生產加工高分子材料的時候，為了適當地降低玻璃化溫度，可以降低材料的結晶度、提高大分子鏈的柔性和適當降低交聯度; 還可以把增塑劑添加到已經成型的材料當中，這樣做不僅有利于增強材料的可塑性，而且可以使玻璃化溫度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。還存在一部分高分子材料，如果使用環境的溫度過高，也會加劇發生老化的可
能性，增加高分子鏈的剛性如在側鏈中引入苯環，適當提高材料的結晶度、交聯程度和相對分子質量，可以提高熔點或粘流溫度，但是這樣做不利于保持材料固有的可加工性。穩定化是光氧老化的主要防護措施，削弱強烈的紫外線對高分子
材料的照射與破壞是各種穩定化措施的主要目的。提高抗光氧老化的效果，“純”化以及高分子的自身結構也是不錯的出發點。就目前來說，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加穩定劑。
2.1光屏蔽劑―――涂層和顏料:涂層就是為高分子材料涂抹一層保護膜，這層保護膜也是一種高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收強紫外線的能力較強；許多顏料可以屏蔽光線，如果將其涂抹在高分子材料的表面，不僅可以著色，還可以防止紫外線的直接攻擊，對高分子材料起到很好的保護作用，按常理來說，顏料的顏色越深，其防護效果越明顯，由此可見，炭黑是最好的顏料選擇，它一方面可以使得游離基無法逃離，能夠將游離基穩定的留住，另一方面它具有很強的轉化功能，這里的轉化的源物質是其本身吸收到的能量，轉化后的物質是紅外線，與一般的輻射性質不同，這種紅外輻射危害極小，甚至為零。
2.2猝滅劑:一部分化學物質起光穩定作用不是因為吸收了紫外光，其光穩定效果的實現和發揮有兩種途徑：第一，通過一系列的化學反應達到目的；第二，化學物質的分子之間的相互轉換。
2.3受阻胺(HALS)類光穩定劑:20世紀70年代初期，受阻胺類光穩定劑誕生，其穩定效果是非常明顯的，它們是空間阻礙胺類哌啶系衍生物。受阻胺類光穩定劑使得高分子材料不容易受到光的影響，功能繁多。不論是在我國國內，還是國外許多國家都在研究怎樣避免霉菌對高分子材料造成破壞，有兩個措施可以有效地防止霉菌的侵蝕，第一種是涂抹防霉專用劑。第二種是在其表面涂抹另外一層材料，簡單來說就是涂層法。涂層法又叫屏蔽法，而這種方法較為復雜、麻煩，涂層的粘接性不夠強，容易脫落，脫落之后容易遭到侵蝕，總的來說，就是存在很多亟待解決的問題，因而第二種方法，即防霉劑的運用受到大多數人的青睞。聚酯、聚縮醛、聚酰胺和多糖類高聚物在酸或堿催化下，遇水發生水解的可能性較大，某些區域一旦酸性氣體較多，大氣污染濃烈，酸雨頻發，就會阻礙和限制這種高分子材料的使用。為了防止這種材料出現水化解體，把一層防護蠟或防水薄膜覆蓋在在這類材料的表面是較為常用，也是較為實用的辦法。
3、結束語
綜上所述，由于經濟、科技條件的制約，加之高分子材料自身結構的復雜性、難以捉摸性，導致我們很難將其老化的原理搞得明白、透徹，對其研究還有很長的路要走，所以，加大對高分子材料老化性能的機理研究勢在必行，盡最大努力找出哪些因素加劇了高分子材料的老化，并且具體問題具體分析，研究具有針對性、可行性的解決措施。
參考文獻：
[1]胡少中,張新,張勇. 影響高分子材料老化的因素與應對措施[J]. 塑料助劑,2014,01.
[2]蔡汝山,張洪彬. 高分子材料光老化試驗與標準發展現狀[J]. 環境技術,2014,03.
關鍵詞:建筑材料;高分子材料;回收利用
隨著社會經濟發展水平的逐步提高，社會發展的范圍也得到擴大，現代建筑材料中，主要應用以塑料、橡膠、纖維為主的高分子材料作為主要的建筑材料，高分子材料在建筑材料中的應用，可以降低建筑的成本，實現現代建筑的使用壽命得到延長，但建筑材料中廢舊高分子材料應用的回收不當，對社會環境造成較大的污染，結合高分子材料的特性，對高分子的回收利用進行探究。
1廢舊高分子材料的危害分析
高分子材料主要是由塑料、橡膠以及纖維等資源，是一種新型符合建筑材料，廢舊的分子如果不能得到及時降解，則會在太陽光的作用下發生化學反應，產生以二氧化硫為主的污染氣體［1］，對造成大氣污染，同時，高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯，可降解性較差，從而在社會中產生有色污染垃圾，對社會環境造成直接污染，嚴重影響了社會環境的建設。結合以上對高分子材料的危害的分析，提出高分子在現代建筑材料中回收利用的分析措施，實現高分子在建筑材料中應用的進一步探究。
2建筑材料中廢舊高分子的回收利用
2．1建筑材料墻體的應用
高分子在建筑材料中的應用，可以作為建筑材料墻體，高分子轉換為玻璃塑料混合墻體，高分子的主要材質中塑料可以到達塑性的作用，從而實現建筑材料的外部形態結構得到穩固，大大提高了現代建筑墻體的穩定性和固定性，此外，高分子制作的新型融合性結構中充分發揮高分子抗壓，耐高溫的特點，而新型建筑墻體中融合了玻璃材質，使廢舊高分子轉化后的建筑墻體可以達到比傳統墻體建結構更加完善的建筑穩定性受壓能力，為廢舊高分子的二次利用提供了應用的新范圍［2］，為我國現代建筑行業的發展提供新的符合材料。
2．2金屬橡膠混凝土
金屬橡膠混凝土是現代建筑中應用的一種新型建筑材料，主要由不同硬度的金屬，塑料、橡膠等部分組成［3］。金屬橡膠混凝土的應用能夠解決現代墻體建筑中存在的墻體裂縫等問題，可以提高施工建筑的密封性。例如:應用傳統的建筑材料進行施工建筑中，施工材料受到墻體的壓力或者溫度的影響，容易出現墻體裂縫或者密封性降低的情況發生，導致建筑施工的質量出現問題，采用金屬橡膠混凝土后，墻體施工后，應用新型混凝土對墻體建筑充的對接縫進行外部填充，新型混凝土中含水量較低，能夠解決墻體施工建筑中施工開裂的問題，提高了現代建筑的施工質量。
2．3混合建筑保溫層的轉化
高分子材料在建筑應用材料中的回收利用，轉化為混合建筑保溫層，是直接的綜合利用的體現。現代建筑中墻體保溫層建筑是主要的建筑問題之一，傳統的墻體保溫層采用雙層保溫板，但保溫板經過一段時間的應用后，受到墻體中水泥的侵蝕，使保溫板的保溫效果下降，用戶入住后，一段時間后室內溫度明顯降低，房屋建筑的保溫效果下降，高分子可以轉化為泡沫保溫層，新型高分子混合泡沫保溫層的主要成分是塑料和橡膠，可以抵抗水泥長時間的形侵蝕，到達保證保溫層長期持久豹紋的效果。此外，新型混合保溫層具有較好的吸聲作用，能夠達到施工墻體建筑保溫效果好的同時增強了墻體的隔音效果，完善我國建筑施工技術水平的進一步優化發展，實現廢舊高分子的綜合應用。
2．4新型防水符合材料
高分子材料在現代建筑領域的應用，為我國建筑施工的材料創新應用提供了更加全面的應用范圍。高分子材料的應用，可以達到新型防水材料的使用。現代建筑施工中，采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作為主要的構成材料，新型防水材料的應用，可以實現外墻墻體建設與保溫層之間的隔水性增強［4］，能夠打破傳統墻體建筑保溫層中保溫層受到外部墻體滲水的影響情況，新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保護膜，達到及時阻隔外部墻體滲入到墻體中水分的作用，實現我國整體建筑施工墻體的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水層可以將外部墻體滲入的水分進行阻隔，聚乙烯將深入的水分轉接給粉煤灰，粉煤灰吸收水分，保持保溫層的環境干燥，達到保護墻體保溫性，延長墻體使用壽命的作用。
2．5復合地板的應用
高分子在建筑材料中的回收利用，體現為復合地板的應用，新型建筑材料的施工建筑具有加強的耐用性，復合地板的主要材料是由傳統的木質材質和聚乙烯作為主要的材質，地板的木質材料保留了傳統地板中木質地板材質問題，同時融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性，表面的聚乙烯薄膜能夠達到保護地板日常應用中與堅硬物體之間的摩擦痕跡，增強地板的耐磨程度;此外，新型符合地板可以保護地板不受到蛀蟲的影響，延長地板在實際的使用壽命。
3結論
高分子是現代社會建設中經常應用的一種建筑材料，結合建筑材料對廢舊高分子技術的探究分析，實現我國現代社會發展材料綜合應用，促進我國現代社會發展資源的綜合利用。
作者:陳玲琳 單位:湖北工業大學
參考文獻：
［1］曹新鑫，何小芳，胡紅衛．廢舊高分子材料在建筑材料中的回收應用［J］．磚瓦，2006(11):54－56．
［2］呂洋，孔令元．淺析廢舊高分子材料在墻體建筑中的回收與利用［J］．科技視界，2013(32):198．
關鍵詞：高分子材料；導電；2000年諾貝爾化學獎；摻雜乙炔
說到導電高分子材料，我們就不得不談談其構成，導電高分子是由具有共軛π鍵的高分子經過化學或者電化學“摻雜”，使其由絕緣體變為導體的一類高分子材料。也有一些人認為，某一類具有導電功能（包括半導電性、金屬導電性和超導電性）、電導率在10-6S/m以上的物質與高分子聚合物混合后的產物也可以稱之為導電高分子材料。
導電高分子材料的特點：
第一，室溫電導率范圍大，導電高分子材料的電導率可以在絕緣體與半導體導電區間內變化。目前為止，任何一種高分子材料都不能進行比擬，擁有很廣闊的前景，可以用于線路信號的屏蔽、特種導線的選材、防靜電等一系列用途。
第二，絕緣體與半導體之間轉換完全可逆，由于其是由共軛π鍵的高分子經過化學或者電化學“摻雜”，將絕緣體變為導體的高分子材料，因而將導電高分子材料通過特殊技術，將其“脫雜”，就可以變成絕緣體，將其“摻雜”，就可以成為半導體，這也是導電高分子材料的一大特性。
第三，絕緣體與半導體之間氧化還原完全可逆，一切物質的反應都伴隨著能量的變化，而所有的物質都會進行氧化還原反應，而導電高分子材料在摻雜、“脫雜”過程中，發生了氧化反應與還原反應，因此，其氧化還原也是完全可逆的。
總的來說，導電高分子材料由于具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導率可在十數個數量級的范圍內進行調節等特點，不僅可成為多種金屬材料和無機導電材料的替代品，而且已成為工業部門和尖端技術領域不可缺少的一類高分子材料。在黑格等人才發現第一個導電的高分子材料后，科學家們又相繼開發出了聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物等能導電的高分子材料。
導電高分子材料的用途：
導電高分子材料具有良好的導電性和電化學可逆性，可用作充電電池的電極材料。利用聚乙炔薄膜制作的可充電電池，經300次循環充放電試驗后，充放電效果依舊沒有明顯的衰退，這樣的試驗足以說明導電高分子材料已具有商業應用價值。而美國科學家Jeskocheim利用聚吡咯和聚氧化乙烯固態電介質膜試制了光電池試驗后，更加向我們證明了這種重量較輕、易成形、工藝簡單，并能生成大面積膜，且綠色環保的導電高分子材料具有十分誘人的發展前景。
經過世界范圍內科學家們多年的廣泛研究，導電高分子材料在新能源材料方面的應用已獲得了很大的發展，但離實際大規模生產應用還有一定的距離。由于其加工性不好、價格較其他的導電材料昂貴、穩定性不高等因素，并沒有很快地進入大眾家庭中。
導電高分子材料通常分為復合型和結構型兩大類：
第一，復合型導電高分子材料。由通用的高分子材料與各種導電性物質通過分散聚合、層積復合或表面形成導電膜的方式制得。常用的導電填料有炭黑、金屬粉、金屬箔片、金屬纖維、碳纖維等。其由于復合方式的不同又可分為表面鍍膜型（將金屬等導電材料通過各種工藝方法涂覆于聚合物材料的表面，使其形成具有導電特性的聚合物材料）和復合填充型（通常在絕緣體中加入導電性填料，填充劑采取一定方法而制得）。主要品種有導電塑膠、導電纖維織物、導電涂料以及透明導電薄膜等。其性能與導電填料的種類、用量、粒度和狀態以及它們在高分子材料中的分散狀態有很大的關系。
第二，結構型導電高分子材料。是指高分子結構本身或經過摻雜之后具有導電功能的高分子材料。根據電導率的大小又可分為高分子半導體、高分子金屬和高分子超導體。導電高分子材料的結構特點是必須要具有線型或面型大共軛體系，在熱或光的作用下通過共軛π電子的活化而進行導電，電導率一般在半導體的范圍。采用摻雜技術可使這類材料的導電性能大大提高。例如，摻雜乙炔結構型導電高分子材料用于試制輕質塑料蓄電池、太陽能電池以及傳感器件等。但目前這類材料由于技術不成熟，還存在各種問題，尚未進入實用階段。
在電子工藝方面，導電高分子材料取得了突破性的進展：
第一，電解沉淀中的應用。以往使用沉淀方法印刷電路的過程中，首先在基板上鍍上一層金屬銅，過去的沉淀方法需要催化劑才可完成，而這些催化劑往往有毒。而現在，使用新型導電高分子材料，如將聚吡咯作為預涂層，涂在基板上，可以避免以上的問題，且無毒、加工簡單、附著性好、沉淀在涂層上的金屬不易剝離，還可以實現穿孔電鍍。
第二，在電容器上的應用。在兩電極間加入高分子固體電解質，施加一低于電極和電解質分解電位電壓的直流電壓，通過電流的導通作用使離子向一端電極移動，從而使電解質和電極之間形成雙電層，這種雙電層具有容量大的特性，可作為高容量的電容器。
第三，傳感器方面的應用。在固體電解質中有許多材料對離子的透過具有選擇性，因此高分子固態電解質薄膜兩側如果出現了某種特定離子的濃度差，通過測定其產生的電動勢，就能將高分子固體電解質用作離子傳感材料。這種傳感材料同時具有不必活化、響應速度快、重現性好、內阻小、穩定性好等優點。
在美國和歐洲，導電高分子聚合物的回收已經從90年代的機械回收發展到原料回收和焚燒能量回收一體化。相比之下，我國在該領域的起步較晚，隨著對導電高分子材料導電機理研究的不斷深入，由于導電高分子復合材料具有極強的可設計性，在我國一般采用以下兩種方法回收廢棄材料：
第一，物理法回收利用廢舊導電高分子材料，對廢舊高分子材料經收集、分離、提純、干燥等程序之后，加入穩定劑等各種助劑，重新造粒，并進行再次加工生產的過程。對于導電高分子材料來說，物理法是最為合適的方法了，早在導電高分子材料的生產公司在單體的選擇、合成、材料的制備階段就考慮到材料使用后可回收利用性，制備易于解聚、降解、可循環再生利用的導電高分子材料。為材料使用后的降解、解聚創造條件。
第二，通過燃燒廢舊導電高分子材料的能量回收。
在不久的將來，功能強大的導電高分子材料必然會廣泛應用于各個領域，勢必會產生越來越多的聚合物廢料。充分利用資源和減少環境污染是人們使用這一材料的最終目的，在世界能源日趨緊張的情況下，循環利用顯得更為重要。我們應將更加致力于材料的循環研究，應用產品開發、現有技術的改進、設計和優化等，消除這一類物質對環境的影響。
參考文獻：
[1] 齊寶森，張剛，欒道成.新型材料及其應用[M].哈爾濱工業大學出版，2007.
[2] 王建國，劉琳.特種與功能高分子材料[M].中國石化出版社，2004.
[3] 董炎明，朱平平，徐世愛.高分子結構與性能[M].華東理工大學出版社，2010.
作者簡介：劉宇航（1995―），男，遼寧興城人，沈陽理工大學。
關鍵詞：高分子塑料；成型工藝；分析探討；未來發展
中圖分類號：TB32 文獻標識碼：A
一、高分子塑料的概述
1高分子塑料定義
高分子塑料是指以高分子化合物為主要成分的所有材料。從物理概念來說，高分子化合物的分子量應該在1000以上。目前我們所使用的塑料，它就是一種合成的高分子化合物，一般把它稱之為高分子或者巨分子，它是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的，并由合成樹脂及填料、穩定劑、色料等添加劑組合而成的。而根據它的特點來說，它可以自由改變形體樣式。
2高分子塑料的特性
單就高分子塑料的特性來說，除了它可以自由改變形體樣式以外，它還具有一定的粘彈性，它在外力作用下會發生高彈性變形和粘性流動，其變形與時間有關。還具體低強度和高比強度。一般地高分子塑料強度很低，但是由于它的密度很低，所以比強度較高。
除此之外，還有一定的高耐磨性、高絕緣性、膨脹性、高化學穩定性、導熱性低、熱穩定性差等諸多特點。
3高分子塑料的分類
分析了高分子塑料定義、特性外，我們再來看它的分類。目前在我國現階段我們把它分為七大類。具體如下：高分子膠粘劑、橡膠、塑料、高分子涂料、纖維、功能高分子材料和高分子基復合材料。下面筆者根據工作經驗和體會分別對這七大類做一詳細的說明介紹，僅供參考。
第一類是高分子膠粘劑。它是以合成天然高分子化合物為根本的一種膠粘材料。而在實際應用中我們又把它分為天然和合成膠粘劑，不完全統計應用較多的是合成膠粘劑。
第二類是橡膠。從物理概念來說，它的分子鏈間次價力小，分子鏈柔性好，一般地在外力作用下可產生較大的形變，不穩定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢復原狀。
第三類是塑料。塑料在我們的生活生產中聽到的比較多。一般來講它是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要的成分，加入填料、增塑劑和其他添加劑組合而成。我們通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料。
第四類是高分子涂料。這個類型的主要是以聚合物為主，在生產中再添加溶劑和各種添加劑制得。一般把它分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料三中，在日常生活中很常見。
第五類是纖維。這個也是在平時聽到最多的一種塑料，一般分為天然纖維和化學纖維兩種。物理學分析我們得出纖維具有次價力大、形變能力小、模量高等特點，一般為結晶聚合物。
第六類是功能高分子材料。現在我們已經采用的是高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料等待。它具有物質、能量和信息的轉換、磁性、傳遞和儲存等特殊功能。
最后一種是高分子基復合材料。這種材料綜合了原有材料的性能特點，在實際使用中我們根據需要進行材料的任意設計。
4高分子塑料的應用
如果說塑料的應用，我們大家都不陌生，在生活生產中都常見，而提到高分子塑料的應用，大部分人都比較陌生，而實際上，我們在生活中或多或少都聽到見到過，只是加以高分子就難以理解了。經過多年的工作體會和實際工作操作，現筆者就高分子塑料的應用做一闡述。具體如下。
從軍事尖端大方面來說，高分子塑料的應用已經涉及到軍事及尖端技術上，無形中它促使了高分子合成和加工技術的發展，據不完全統計它已經成為一種獨立的專門工程技術。
從高分子材料科學研究上來看，它是年輕而新興的學科。我們的科學家主要集中于結構和組成與材料的性質、探索加工工藝，對各種環境因素對材料性能的影響，其主要目的是為了進一步開發新材料、新工藝等。目前，從一些材料上看高分子材料已經和金屬材料等并駕齊驅，在國際上我們把它列為一級學科，這是很高的級別。
二、高分子塑料加工工藝
上文我們分析了高分子塑料的定義，特性，分類及應用，從大的方面我們有了一個感官的認識和了解，下面筆者再結合實際談談它的加工工藝。以便在實際中進一步總結應用。首先我們先來了解高分子塑料在加熱中出現的物理和化學變化。先來看物理變化。
1高分子塑料的物理變化。一般地，高分子塑料在等溫條件下會結晶，我們把它稱為靜態結晶。但實際在加工過程中，它大多數情況下結晶都不是等溫的，筆者認為這些因素都會影響結晶過程。實踐中我們得出，熔化溫度與在該溫度的停留時間會影響聚合物中可能殘存的微小有序區域或晶核的數量。
另外，高分子塑料如果在紡絲、薄膜拉伸、擠出等成型加工過程中會受到高應力作用，這個時候它就會有加速結晶作用的傾向；如果在剪切或拉伸應力作用下，熔體中會生成長串的纖維狀晶體，隨應力或應變速率增大，它的晶體中伸直鏈含量增多，晶體熔點升高。
經過多年的實踐，筆者得出這樣一個結論：就是說高分子塑料的分子鏈結構與結晶過程有很大的關系。具體來說，如果分子量愈高，大分子及鏈段結晶的重排運動愈困難，高分子的結晶能力一般隨分子量的增大而降低，這是成反比的，需要我們加以注意。
2高分子塑料的化學變化是指高分子塑料在高溫和應力作用下，受到熱和應力的作用它的大分子結構發生的一系列變化。這個變化中會發生輕微的降解物質，這個物質釋放出來后會產生大量的有害物質。所以，我們在實際加工的過程中，要嚴格控制原材料指標，并使用合格的原材料，在配方中我們還要考慮使用抗氧劑、穩定劑等輔材料來增強高分子對降解的抵抗能力，確保生產安全。
3高分子塑料成型加工工藝
在明確了高分子塑料的物理和化學變化后，下面我們進一步闡述它的成型加工工藝。具體如下：
現階段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和準備、成型及制品后加工等諸多過程。從它的加工工藝定義出發，一般地是通過溫度的作用，讓高分子塑料受熱熔化，經過高分子塑料成型設備加工成具有一定結構形狀的產品過程。筆者統計，現階段有擠出成型工藝、擠出注射技術、壓延成型、氣體輔助注射技術等。
3.1擠出成型工藝。這個工藝原理采用的是利用螺桿旋轉加壓，將塑料生產物料用擠出機擠入機頭，形成具備口模形態的型坯，完成冷卻定型，塑化等基本工藝流程。這個技術對成型工藝發展的研究具有重要的現實意義。但需要加以注意的是，在實際的加工過程中，我們為了確保工藝流程質量，在生產物料制備、模具設計方面我們的工作人員應當嚴格監督控制，確保質量有所提升。
3.2擠出注射工藝。擠出注射工藝它的突出優點是可以更加靈活地調節復合物的配方，省去了造粒、包裝等工序，可以降低設備費用和減少了生產時間。
3.3吹塑成型工藝。在這個工藝中，筆者僅僅拿出其中一個工藝來討論——多層吹塑成型工藝。這個工藝可以用于要求反滲透性能良好的制備品加工中。在生產中它能夠實現原料的不斷更換。對于那些大型燃油箱容器的生產時的冷卻工藝處理來說，這個時候就急需要減少模腔內壓力。我們可以采取將熔料儲存在擠出螺桿前端的熔槽中，在高速下擠出型坯，以最大限度減少型坯壁厚的變化，確保消除垂縮和擠出膨脹現象。
3.4注射成型工藝。筆者認為，該工藝是塑料加工生產中最為實用且最為普遍的一種工藝。在生產中可以配合設備自動化控制系統的運用情況下，實現高分子塑料生產工藝的價值。經過筆者的實踐分析來看，這種工藝具有應用范疇廣、生產效率較高以及工藝操作簡單等很多的特性。在目前的生產中應用比較廣泛，生產效率也很高。
三、高分子塑料成型加工工藝未來發展
隨著目前科技的日益發展和實際的需求情況來看，高分子塑料成型加工工藝已取得了一定的成果。這主要體現在向高性能化方向發展。比如說用化學或物理的方法來控制發光倍率的發泡制品，具有分離機能和透析機能的離子膜。
再有就是向精密化發展。比如說，我們使用的超微指令的激光唱盤、計算機光盤等。最后是向優質化發展。我們可以采用與其他成型加工技術組合的加工方法，比如擠出壓縮法等。還有就是以磁帶為代表的記憶制品，像錄像帶，以及高絕緣等。
結語
本文對高分子塑料材料的定義、特性、分類及加工工藝，未來發展分別做了闡述，這讓我們不難看出，高分子塑料材料在實際應用中不但取得了一定的成績，而且還向高度集成化、精度控制自動化等特性方面快步發展。換句話說，高分子塑料材料是通過制造成各種制品來實現其使用價值的，我們從應用角度來講，以對高分子材料賦予形狀為主要目的成型加工技術有著重要的意義。
參考文獻
[1]《高分子材料學與工程》征稿簡則[J].高分子材料科學與工程，2010（04）.
[2]胡杰，袁新華，曹順生.《高分子材料成型加工》課程教學中的幾點思考[J].科技創新導報，2010（04）.
[3]陳捷.炸藥、高分子材料及部件貯存性能與老化機理研究進展[A].中國工程物理研究院科技年報，2010.
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。現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
針對普通合成纖維在使用中出現的自然分解周期太長等弊端，世界各國主要在防生物附著網具材料、可降解高分子網具材料和超高強纖維材料等方面進行了研究并逐步應用到漁業生產中。
1.1防生物附著網具材料
隨著海洋漁業資源日漸衰退和相關“漁業協定”相繼生效，我國大力發展海水養殖業（抗風浪網箱養殖，圍網養殖等），但目前網箱和圍網養殖面臨著海洋生物附著網具現象嚴重的難題。國內外一些研究機構紛紛進行了防海洋生物附著網具材料的研究，根據不同海區的具體情況在原有材料中加入不同的防生物附著配方可以有效地解決海洋生物附著問題。海水中泥沙含量較大的海區，防止海洋生物附著的關鍵在于防止泥沙的大量附著，防生物附著劑配方抗泥性成為關鍵。在網具材料的制作中加入正電性水處理劑可有效吸附海水中的泥沙并使其快速沉降，也可使網具材料帶有與泥沙相同的電荷，從而減少海水泥沙的附著。無機銅鹽是船抗腐蝕添加劑的主要成分，同樣它對網具材料抗生物附著也有同樣的效果，銅離子可降低生物體中酶的活性，從而降低生物的生存代謝以達到降低生物壽命減少生物附著網具的目的。在網具材料中加入能吸收海水中氦核的有效成份，可以使網具表面富聚射線，氦核具有很強的電離作用和電離密度，對生物組織細胞有很強的殺傷作用，可有效防止生物附著。
1.2可降解高分子網具材料
生物降解高分子材料是指在一定條件下，一定的時間內能被細菌、霉菌、藻類等微生物降解的高分子材料。真正的生物降解高分子是在水存在的環境下，能被酶或微生物水解降解，從而高分子主鏈斷裂，分子量逐漸變小，以致最終成為單體或代謝成二氧化碳和水。影響材料生物降解性能的因素有環境因素和材料的結構。環境因素是指水、溫度、PH值和氧濃度。雖然環境因素影響材料的降解性能，但是材料的結構是決定其是否生物降解的根本因素。易降解高分子結構通常為直鏈、橡膠態玻璃態、脂肪族高分子，而且具有低相對分子量和良好的親水性（含有羥基、羧基的生物降解性高分子，不僅因為其較強的親水性，而且由于其本身的自催化作用，所以比較容易降解），此外表面粗糙也可以促進材料的降解。目前我國網具所使用的材料大都是普通合成纖維，如PA網線材料，這種材料雖然較之棉、麻等天然材料來講有較大的強度，在吸水性方面也有很大的改觀，但是其天然分解周期太長，廢棄的網具丟棄在海中往往會給海洋環境帶來極大的污染，同時大量的廢棄網具漂浮在海上也會給我們以后的捕撈活動帶來干擾。生物可降解高分子網具材料在生態漁業中的地位不言而喻，世界各國正在極力開展研究和開發工作并推廣應用，前景十分廣闊。但要實現大規模推廣還必須解決以下幾個問題：一是降低成本，目前可降解高分子網具材料是其他普通材料價格的5.~6倍；二是材料的精細化，即根據不同的作業方式調節其在降解時間和生物相容性等方面的性能；三是新穎結構的生物可降解高分子網具材料有待于進一步的研究。
1.3超高強纖維材料
70年代初美國開發了凱芙拉（Kevlar)超高強聚芳胺纖維（PPTA，也就是常說的芳綸)，1979年荷蘭開發了迪尼瑪（Dyneema)超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE)，這些超高強度纖維的拉伸強度為常規聚乙烯、聚酰胺纖維的4-5倍以上，超高強度纖維還具有結節強度高和抗老化性能好等特點。相同斷裂強力和結節強力下，用這些超高強纖維制成的網線比常規纖維直徑減少了一半左右，從而減少了網具在水下的阻力，減少了拖網等作業過程中的能源損耗。由于超高強度纖維這些良好的漁用性能，80年代末開始，這些纖維就被廣泛用于漁業，這些材料在漁業中的應用使得高效、節能、網具大型化取得突破性的進展。提高捕撈效率：如大型中層拖網采用超高分子量聚乙烯纖維后，網口周長增加了41%，由原先的1100m擴大到現在的1550m，在保持漁船拖曳功率不變的情況下，可以增大網具尺寸或者適量增大漁船拖曳速度進而提高捕撈效率。減少能耗：在捕撈作業中使用超高強纖維可以在保持斷裂強度和結節強度不變的前提下，減少網具網線的直徑，減少水流對網具的作用力，從而達到減少油耗的問題。據統計，在愛爾蘭北海水流湍急的海域，網具使用超高分子量聚乙烯纖維后，在鱈魚拖網作業中使用294kw的漁船能替代原先441kw-515kw的漁船作業，每天可減少近2t油耗。捕撈網具大型化：目前世界網具發展總趨向為規格大型化，使用超高強纖維恰好可以迎合這一點，采用超高強纖維可以使繩索、網線直徑變細，網具的重量和體積減少，在保證起網設備動力不變的情況下可以使網具大型化，這對捕撈海洋中分布較為分散的資源十分有利。超高強纖維的使用也給網箱和圍網養殖帶來了福音，網線直徑變細增加了網箱和圍網的過濾性能，同時也有效地減少了水生生物在網線上的附著，有利于內外水體的交換和餌料的進出。網線強度的增加在加大網箱和圍網的抗風浪性能的同時也防止網箱和圍網外掠食魚類破壞網箱和圍網而進入網箱或圍網內盜食的現象，為海洋網箱和圍網養殖提供了保障。
2.高新網具材料在我國使用現狀及前景
我國現代漁業起步較晚，自20世紀90年代以來我國各大水產研究所在其他漁業發達國家對高新網具材料研究的基礎上對這些高新網具材料都紛紛進行了研究和試制，在防生物附著網線材料、抗污染網線材料等研究方面已經取得了一定的成果。由于這些高新網具材料成本較之以前的普通合成纖維高出很多，加上我國漁民和漁業公司對這些高新網具材料認識不足，環境保護觀念不足，國家對這些材料的宣傳和推廣力度不夠，受傳統觀念的制約等，這些高新網具材料并未大規模投入實際生產當中。在全世界漁業資源逐漸枯竭的現在，如何在不損傷現有漁業資源的前提下實現漁業資源的最大最高效化利用已經成為全世界關注的焦點，完成漁業的改革要先從漁具的改革開始。我國是漁業大國，漁業已經成為我國國民經濟中不可缺少的一部分，完成漁具材料的改革對我國漁業的發展至關重要。實現高新網具材料在我國普及需要國家的大力推廣，讓人們了解這些高新材料的優點及這些材料推廣的必然性，從根本上改變人們的傳統觀念，慢慢接受這些材料。
3.結語
士卓曼種植體屬于瑞士。士卓曼品牌是瑞士人Reinhard Straumann老先生于1954年創造發明，而他又另外組織創立了ITI口腔種植研究會。因此，臨床醫生常將士卓曼叫做iti。迄今為止，Straumann種植體系統軟件，士卓曼有超出35年的科學研究和臨床醫學的工作經驗，有超出700篇專業論文報道，超出70國的臨床醫生在應用。
口腔種植體：
口腔種植體又稱為牙種植體，還稱為人工牙根。是通過外科手術的方式將其植入人體缺牙部位的上下頜骨內，待其手術傷口愈合后，在其上部安裝修復假牙的裝置。
陶瓷材料類：包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物降解性陶瓷等。具有機械強度高，耐腐蝕，無刺激和毒性，與組織相容性等特點。目前在臨床上也在使用。
碳素材料類：包括玻璃碳、低溫各向同性碳等。優點是生物體內有較高的穩定性，無生物降解作用。
金屬與合金材料類：包括金、316L不銹鋼（鐵一鉻一鎳合金）、鑄造鈷鉻合金、鈦及合金等。其優點是強度高、剛性好，但生物機械適應性和組織、骨適應性均較差。
高分子材料類：包括丙烯酸酯類、聚四氟乙烯類等。某些高分子材料與人體結構中的天然高分子有較近似的化學結構，但易被生物體降解并刺激生物體。
復合材料類：即以上兩種或兩種以上材料的復合，如金屬表面噴涂陶瓷等。人體牙齒往往是包含著有機物和無機物復雜成分的復合體。上述單一材料由于受到單一結構的限制，往往不能滿足生物體的要求，因此復合材料的應用已日趨廣泛。如碳涂層金屬復合材料、多孔涂層氧化鋁材料等，相互取長補短，使性能更為完善。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：膠原生物醫用材料；優勢；臨床醫學應用
生物醫學材料是一類對人體細胞、組織、器官具有增強、替代、修復、再生作用的新型功能材料。它有獨特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期間，同機體之間不產生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、發熱、過敏等現象；②具有生物功能性，在生理環境的約束下能夠發揮一定的生理功能；③具有生物可靠性，無毒性，不致癌、不致畸、不致引起人體組織細胞突變和組織細胞反應（即“三致物質”），有一定的使用壽命，具有與生物組織相適應的物理機械性能；④化學性質穩定，抗體液、血液及酶的作用；⑤針對不同的使用目的具有特定功能。按生物醫用材料性質的不同可分為四大類：①醫用金屬材料。主要用于硬組織的修復和置換，有鈷合金（Co-Cr-Ni）、不銹鋼、鈦合金（Ti-6Al-4V）、貴金屬系、形狀記憶合金、金屬磁性材料等7類，廣泛用于齒科填充、人工關節、人工心臟等。②醫用高分子材料。有天然與合成兩類，通過分子設計與功能拓展，即合金化、共混、復合（ABC）等技術手段，可獲得許多具有良好物理機械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化鋁陶瓷材料、醫用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羥基磷灰石、生物活性玻璃等）。④醫用復合材料。由兩種或者兩種以上不同性質材料復合而成，取長補短，達到功能互補。主要用于修復或者替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造。膠原屬于細胞外基質的結構蛋白質，結構復雜，根據分子結構決定功能和性質的原則。其分子量大小、形狀、化學反應以及獨特的生物分子等對功能、性質起著決定性作用。膠原來源廣泛，資源豐富，性質特殊。是21世紀生物醫學材料研究和應用的熱點和重點[1]。
1膠原生物醫學材料的優勢
（1）低免疫源性。組織膠原具有一定的免疫性，20世紀90年代研究發現，其免疫源性來自于端肽及變性膠原和非膠原蛋白質，在提取膠原時，除去端肽及純化分離掉變性膠原和非膠原蛋白，能得到極弱免疫原性的膠原材料。（2）與宿主細胞及組織之間的協調作用。其特點：①膠原有利于細胞的存活和促進不同類型細胞的生長；②膠原不但可增加細胞黏結，而且有利于控制細胞的形態、運動、骨架組裝及細胞增殖與分化。（3）止血作用。膠原的四級特殊結構能使血小板活化、釋放出顆粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。膠原是一種特殊的生物降解材料，其降解性作為器官移植的基礎。（5）物理機械性能。膠原的三螺旋結構以及自身交聯而成網狀結構，使其具有很高的強度，可滿足機體對機械強度的要求；另外通過進一步的交聯增強其強度，而且采用不同的交聯劑可獲得不同的強度和韌性材料。通過復合和接枝共聚能獲得更多性能優良的材料。（6）組織工程（Tissueengineering）。膠原的優良特性使其在組織工程中扮演更重要的角色，大量應用于臨床，前景廣闊。
2膠原在生物臨床醫學上的應用
[2]（1）手術縫合線。當前應用的天然與合成材料制備縫合線均存在這樣那樣的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆線；或者與組織反應大，引起發炎、造成傷口瘢痕明顯；或者吸收時間過長等。而膠原制備的縫合線既有與天然絲一樣的高強度，又有可吸收性；使用時有優良的血小板凝聚性能，止血效果好，有較好的平滑性和彈性，縫合結頭不易松散，操作過程中不易損傷肌體組織。可采用復合與交聯改性方法提高縫合線功能和性能，制備的可吸收縫合線有：①純膠原可吸收縫合線；②膠原/聚乙烯醇共混復合；③膠原/殼聚糖復合可吸收縫合線；④膠原/殼聚糖/聚丙烯酰胺復合可吸收縫合線。（2）止血纖維。膠原纖維是一種天然的止血劑和凝血材料，且止血功能優異。膠原纖維是一種集止血、消炎、促愈為一體，可被組織吸收，無毒、無副作用的醫用功能纖維，相比于以前使用的氧化纖維素、羧甲基纖維素及明膠海綿等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海綿。膠原海綿有良好的止血作用，能使創口滲血區血液很快凝結，被人體組織吸收，一般用于內臟手術時的毛細血管滲出性出血。臨床應用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮膚科、燒傷科、婦產科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等幾乎所有的手術。（4）代血漿。當人體由于外傷或其他原因發生意外急性失血時，最佳方法必須立刻輸血，但眾所周知，血液來源非常困難！而且不能長久保存，輸血之前還需鑒定血型和配型。因此，尋找理想的代用品成為人們的夢想。20世紀50年明膠代血漿受到重視，且符合血漿的條件和性質，國外已大量使用，我國正在積極推進其產業化。國外明膠類代血漿有脲交聯明膠、改性液體明膠和氧化聚明膠3種。國內有氧化聚明膠、血安定（Gelofu-sine）海星明膠和血代（Haemaccel）。（5）水凝膠。水凝膠是一些由親水大分子吸收了大量水分形成的溶脹交聯狀態的半固體（三維網絡），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶脹性、柔軟性和彈性，以及較低的表面張力等特殊性質。交聯方式有共價鍵、離子鍵和次級鍵（范德華力、氫鍵等）。水凝膠是高分子凝膠中的一類，可分為物理凝膠和化學凝膠。為改善性能需對天然高分子與合成高分子進行共混復合制備新型水凝膠（互穿網絡水凝膠），現已取得很大進展。制成的復合材料有膠原/聚甲基丙烯酸羥乙酯水凝膠、膠原/聚乙烯醇水凝膠、膠原/聚異丙酰胺水凝膠、膠原/殼聚糖水凝膠等。（6）敷料。敷料是能夠起到暫時保護傷口、防止感染、促進愈合作用的醫用材料。有普通敷料（常用植物纖維紗布）、生物敷料（膠原蛋白及其改性產品以及左旋糖酐、殼聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和復合敷料等四種。開發使用的品種有海綿型敷料、膠原膜敷料、凝膠敷料。（7）人工皮膚。
人工皮膚是在創傷敷料基礎上發展起來的一種皮膚創傷修復材料和損傷皮膚的替代品。其制備方法采用復合與交聯法，一是提高膠原的機械強度；二是膠原與其他天然高分子進行雜化改善機械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年來組織工程（一門多學科的交叉科學）研究的重點之一。當今臨床應用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是滌綸纖維編織的人工血管，但只能對大口徑血管有較短的替代作用。后來開發聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨體聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多種方法進行改性，以適應血管植入的要求。此外，還有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸異構體（PLLA）等。（9）人工食管。分為兩種，一種是用自身的其他組織或器官（如結腸、空腸、胃、胃管和游離的空腸等）加工而成，現已廣泛應用于臨床，優缺互見；另一種是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金屬管、PTFE管、硅膠管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后發展了PTFE、硅橡膠、硅膠涂覆的滌綸編織管（PET）、碳纖維管等。近年以來，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作無細胞支架的人工食管、組織工程化食管等。（10）心臟瓣膜。分為機械瓣膜（金屬瓣）和生物瓣膜。心臟瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外還有聚β—羥基烷酸酯、聚羥基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有膠原、纖維蛋白凝膠、去細胞瓣膜支架等。（11）骨的修復和人工骨。目前仍以金屬（不銹鋼、鈷鉻合金、鈷鎳合金、鈦合金）為主；高分子材料，諸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（結晶氧化鋁、羥基磷灰石）以及復合材料。膠原以其獨特的性能成為不可或缺的生物材料，在骨修復中起舉足輕重作用。①在組織引導再生術中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“誘導成骨”、“傳導成骨”，實現再生修復和骨愈合的作用。②組織工程化骨組織的構建。包括三個方面：一是尋求能夠作為細胞移植與引導新骨生長的支架結構作為細胞外基質（ECM）的替代物；二是種子細胞；三是組織工程骨的組織還原（骨缺損修復）。（12）角膜與神經修復。角膜膠原膜和組織工程化角膜；人工神經支架采用膠原、膠原/殼聚糖或膠原/糖胺聚糖等。（13）藥物載體。藥物載體由高分子材料充當，大多數為傳遞系統，其主要成分是膠原和明膠。有膠原膜、膠原海綿、藥用膠囊和微膠囊和丸劑與片劑。（14）固定化酶載體。膠原可作為細胞或酶的載體，其特點：①膠原本身是蛋白質，對酶和細胞的親和性是其他材料不可及的；②膠原蛋白成膜性好，可制成各種酶膜；③膠原蛋白肽鏈上具有許多官能團，諸如羧基、氨基、羥基等，易于吸附和固化。膠原蛋白有很好的生物相容性，在體內可被逐步吸收，交聯接枝共聚后賦予了材料良好的物理機械性能，且可在體內長期保存。廣泛應用于人體的各個部位。生物醫學材料在人體的應用部位，詳見圖1[3]。
3結語
隨著社會文明的不斷進步，生命至上理念不斷深入人心，天賦人權，生命是任何人都不能剝奪的最高權利，人類對身心健康和生活質量越來越重視。當前，新型材料更多的應用于醫藥和臨床，尤其如膠原基生物材料，以其獨特的優勢和優異的性能在這一領域大顯身手。科技改變未來、改變生活，天然高分子與合成高分子材料通過共混、復合、合金化、納米化等技術手段，制備成多種新穎獨特的新材料和新產品。尤其應用于臨床和組織器官工程挽救了數以萬計的人類生命并提高了生命質量和延長了壽命。隨著3D打印技術在生物醫療領域的快速發展，如何制備出適合3D打印的不同類型膠原蛋白材料，并保證在打印過程中蛋白不變性、強度可控、易塑性等成為研究的新課題[4]。當今，是生物高分子時代，隨著科技發展日新月異，生命科學和生物材料研究的不斷深入。生物醫藥是“十四五”的新興產業鏈。膠原在生物醫學、醫藥、組織器官工程和臨床醫學的應用將更加光明，潛力非常巨大。開發應用必將成為廣大科研人員研究的重點和熱點，我們將拭目以待有更多的新型材料和產品為人類的健康服務并造福人類。
關鍵詞：不飽和脂肪族聚酯；聚氨酯粘合劑；探索
前言
現如今，脂肪族聚酯這一類型的可生物降解型高分子材料極受研究重視，其在各個領域方面都展現出極其優良的品性。如何更好地開發利用這類材料，使其在最低成本、最小危害和污染環境的狀況下更多的造福人類，已成為不容忽視的現狀，并且由脂肪族聚酯合成的聚氨酯粘合劑具有極高的應用價值，如何對其進行更好的完善，發揮其更大的作用等問題，也是下文主要探索研究的方向。
1 關于不飽和脂肪族聚酯
1.1 脂肪族聚酯的研究敘述
脂肪族聚酯的主鏈大都是由脂肪族結構單元通過易水解的酯鍵連接而成，大都具備良好的力學性能和機械性能，可由微生物為介質轉化為能量、二氧化碳和水。脂肪族聚酯可以分為飽和脂肪族聚酯和不飽和脂肪族聚酯。根據分子原理的解析，可以通過化學合成法如直接縮聚聚合和開環聚合的方法、微生物發酵法、酶催化等一系列方法合成脂肪族聚酯，由于同為分子材料，最好采用脂肪酶等生物酶進行合成，不僅催化作用快，且使用過的酶還可以重復利用，極大降低成本。
1.2 不飽和脂肪族聚酯的合成
不飽和脂肪族聚酯具有雙鍵的特性，其主鏈中含有酯基和不飽和的非芳族鍵。雙鍵的存在使得聚酯具有一定的交聯性能，在高溫有氧的條件下可以打開，并且經研究發現，雙鍵對于不飽和脂肪族聚酯的生物降解性與飽和脂肪族聚酯相比沒有太大的影響，但在高溫條件下發生的交聯卻會降低生物降解性，交聯度越高，生物降解性越差。這也是脂肪族聚酯的產品雖性能優良卻不能單獨用其做降解材料的原因。但不飽和脂肪族聚酯在發生交聯后卻也可以有效的提高產品的粘合度，利于粘合效果提升。
傳統方法中合成不飽和脂肪族聚酯，多是采用金屬有機催化劑，這種方法的反應條件多為高溫，合成過程中容易使不飽和脂肪族聚酯的雙鍵發生交聯，降低其生物降解性，且對環境的污染程度較高，于是人們不斷探索新的合成方式。與金屬有機催化劑相比，以生物酶作為反應條件的方法更加便捷有效，酶的成本較低且反應靈活，可以重復利用，排放的污染物相對極少，值得探究使用。
接下來便探討不飽和脂肪族聚酯的合成。我們可以把月桂酸和正丙醇作為標準底物，在最適宜溫度65攝氏度下，以固定化脂肪酶N435為催化劑制成丙基月桂酸酯，接著以己二酸和己二醇為原料，采用直接酯化-縮聚的方法合成飽和脂肪族聚酯――聚己二酸己二醇酯，在此基礎上再加入少量不飽和脂肪酸，由此合成不飽和脂肪族聚酯。當然，這只作為合成的一種方法，合成期間，要時刻檢測酶的活性和PH值的控制，爭取達到最優效果。
2 對于聚氨酯粘合劑的研究
2.1 聚氨酯粘合劑的發展
聚氨酯是自20世紀30年代在多種合成材料中脫穎而出的一種新型高分子材料，具有極其廣闊的發展空間。由聚氨酯為材料的粘合劑在分子中含有氨酯基或異氰酸酯基，性能優良，在各行各業中均受到廣泛應用，深受大眾喜愛和使用。它的化學活潑性強，容易與多種化學物質發生反應，從而對大多的化學材料與物質具有吸附和粘合的作用。雖然耐濕熱的性能較差，但是其抗低溫的效果遠超過其他的粘合劑，并且，聚氨酯粘合劑的抗磨、防衰老、抗擊打能力與耐油性在其他的粘合劑面前也是數一數二的。從普通的制衣制鞋業發展到富麗的裝潢業裝飾，無一不因聚氨酯粘合劑的優良性能而大規模采用。因其原料易得，價格便宜，擁有極佳的粘合度，可以將不同的金屬等物體粘結在一起，唯一稍顯不足的便是聚氨酯粘合劑不耐高溫，在溫度高之地便會融化，這也是國內相關科技人員需要著重研究的方向，爭取早日研制出耐高溫的聚氨酯粘合劑，減少使用者的顧慮。
2.2 聚氨酯粘合劑的改進方向
由上文可知，大多數聚氨酯粘合劑性能優良，使用方便，但是卻不耐高溫，在濕熱的環境下特別容易遇熱分解，從而導致產品的質量下降，與使用者帶來諸多不便，因此，針對聚氨酯現下的缺點，我們應根據具體情況對癥下藥，研制出與之相應的解決方案，以便為聚氨酯粘合劑的發展做出打算。
下面我們可以參照書籍，嘗試親手制作聚氨酯粘合劑，感受其中的奧秘。首先將不飽和脂肪族聚酯放入燒瓶中，在高溫真空狀況下放置處理2小時，之后加入溶劑丁酮，加入一定量的二月桂酸二丁基錫，催化反應5小時后，將產物進行80度減壓蒸餾，最后得到一般質量的聚氨酯，可知聚氨酯的合成原料少不了不飽和脂肪族聚酯。同時我們也知道聚氨酯不耐水性，因此在合成粘合劑的過程中，一定要嚴格控制水分，配備的器具一律保持清潔干燥，以防合成的粘合劑質量不達標。如果想要加快獲得進程，也可適當加入合適的反應催化劑。除此之外，想要合成聚氨酯粘合劑，還可以采用一步法，即是將聚酯二醇或者聚醚二醇直接同二異氰酸酯放在一處進行反應；或是預先制出預聚體，然后加入小分子二元醇擴鏈劑進行反應。根據研究表明，聚氨酯粘合劑根據粘結的物體不同，所粘結的方式也不盡相同。具體來說，大致可分為兩大類方法。聚氨酯粘結和異氰酸酯粘結。前一種粘結方法的物體較多，根據聚氨酯不同的類型、特性，又分出了許多其他方法的分支，一般以反應特性、用途、特征作為選擇標準，研制出的產品多為多異氰酸酯膠粘劑、含異氰酸酯基的聚氨酯膠粘劑等。前者較少單獨使用，一般作為交聯劑或者混進其他粘劑中；后者的主要成分主要為含異氰酸酯基的粘合劑，應用也很廣泛，適宜與多種材料相粘合，具有極高的粘附性，容易同多元醇發生作用固化為粘結層。
據此，根據聚氨酯粘合劑不耐高溫的特性，我們可從提高聚氨酯粘合劑的耐高溫和耐水性兩方面進行著手。在提高耐高溫方面，據研究聚氨酯粘合劑在高溫條件下的分子運動時可發現，其中分子量較低的直鏈安酯基分子，在高溫條件下分子間的熱運動較劇烈，使得聚氨酯容易軟化，對此，可通過增強分子間的引力、作用力，在分子鏈中引入阻力較大的環狀剛性鏈段，使分子鏈發生交聯，適當提高聚氨酯中硬段的含量，從而提升粘合劑抗熱的能力。然后針對聚氨酯不耐水性的缺點，可以添加適當的水解穩定劑進行改善，采用長鏈二元酸和二元醇原料，降低聚氨酯中易水解部分的密度，在分子鏈中引進少量的有機硅，從而更好改善粘合劑的耐水性。
Y束語
通過上文的講解，我們了解到如今以聚氨酯為代表的高分子化合材料日益興起，發展范圍也不斷擴大。以不飽和脂肪族聚酯為主要原料進行合成的聚氨酯粘合劑在各方面性能優良，價格便宜，適宜大范圍使用和推廣，唯一不足便是其耐高溫和耐水性不足，在濕熱條件下易使產品失去粘性，極大損害產品質量，也為使用帶來各種不便。針對此缺陷，上文已經提出相應的解決措施，希望能為相關從事人員提供借鑒，也希望聚氨酯粘合劑獲得更遠更長久的發展。
參考文獻
