高分子材料的配方分析精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的配方分析范文

【關(guān)鍵詞】制品生產(chǎn) 高職 課程

長(zhǎng)江下游尤其是長(zhǎng)三角拉動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)前行,已形成了世界塑料加工業(yè)的重要基地,該地區(qū)也是國(guó)內(nèi)塑料加工業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈溝通最為活躍的地區(qū)。而我們常州是全國(guó)塑化行業(yè)最發(fā)達(dá)地區(qū)之一,產(chǎn)值規(guī)模僅次于廣東佛山。依托塑料加工產(chǎn)業(yè),廣泛聯(lián)系行業(yè)、企業(yè),成立專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)。在委員會(huì)專家的指導(dǎo)下,對(duì)高分子材料加工技術(shù)專業(yè)人才市場(chǎng)的需求進(jìn)行調(diào)研,結(jié)合高職教育的特點(diǎn),確定高分子材料加工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展的掌握與高分子材料制品生產(chǎn)及新制品開發(fā)等內(nèi)容相關(guān)的專業(yè)崗位群所必需的專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能,在高分子材料制品生產(chǎn)等企業(yè)第一線從事生產(chǎn)、技術(shù)、管理等工作,具有良好職業(yè)道德、較強(qiáng)專業(yè)技能和可持續(xù)發(fā)展能力的高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型人才。高分子材料加工專業(yè)作為我校的首批教改試點(diǎn)專業(yè),旨在深化高職高專高分子材料專業(yè),高分子人才培養(yǎng)計(jì)劃及課程改革上起到探索創(chuàng)新及引領(lǐng)示范作用,本文以《制品生產(chǎn)3—模壓制品的生產(chǎn)》這門課程為例來(lái)分析探討教改過(guò)程中的整體設(shè)計(jì)模式。

1 課程定位

1.1 培養(yǎng)目標(biāo)的形成

這個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)的確定是通過(guò)行業(yè)企業(yè)調(diào)研,進(jìn)行了充分的崗位分析,分析該崗位的典型工作任務(wù),并邀請(qǐng)專家共同探討,確定該專業(yè)的課程體系;再由該崗位對(duì)能力、知識(shí)、素質(zhì)的要求確定人才培養(yǎng)的規(guī)格,進(jìn)而制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案;建立學(xué)習(xí)情境和制定課程標(biāo)準(zhǔn)。

在人才培養(yǎng)方案的形成過(guò)程中,不斷尋求成長(zhǎng)規(guī)律與學(xué)習(xí)規(guī)律,最終形成了高分子材料加工技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案課程與培養(yǎng)目標(biāo)框架圖。

1.2 課程信息

本專業(yè)新的培養(yǎng)方案中的課程模式為:制品試樣制備、加工原料的合成(包括碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成三門課程)、加工原料的選擇、制品生產(chǎn)(包括注塑制品生產(chǎn)、擠出制品的生產(chǎn)、模壓制品的生產(chǎn)三門課程)、新制品的開發(fā)、上崗實(shí)訓(xùn)等,本文所述課程隸屬于制品生產(chǎn)中模壓制品課程。

本門課程是高分子材料加工專業(yè)二年級(jí)學(xué)生的專業(yè)核心課,其中先修的課程包括:擠、壓、注單機(jī)操作、碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成、高分子材料分析、選擇與改性、性能測(cè)試I(原料)、配方設(shè)計(jì)I、注塑加工、擠出加工。后續(xù)課:新制品的開發(fā)、上崗實(shí)訓(xùn)等。

2 課程內(nèi)容

2.1 課程內(nèi)容的選取

根據(jù)高分子材料加工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中對(duì)該課程的要求,結(jié)合該專業(yè)典型工作崗位任務(wù)要求,能合理的確定加工過(guò)程與工藝條件;能進(jìn)行模具的組裝與調(diào)整;能針對(duì)制品的各種缺陷進(jìn)行分析、調(diào)整工藝;能熟練操作設(shè)備為目的,進(jìn)行內(nèi)容的選取與整合。

本課程主要教學(xué)內(nèi)容為模壓制品的生產(chǎn),圍繞該內(nèi)容進(jìn)行必要的理論知識(shí)的解讀和實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練,理論知識(shí)部分包括高分子材料模壓加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)知識(shí)、通用高分子材料典型配方設(shè)計(jì)知識(shí)、高分子材料模壓加工工藝設(shè)計(jì)知識(shí)以及高分子材料配方設(shè)計(jì)所用助劑的基本性能知識(shí)等,是根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求選取的,為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和后續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容之間基本呈現(xiàn)循序漸進(jìn)的關(guān)系。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的設(shè)置將原有課程體系的內(nèi)容進(jìn)行重新的整合,使之更加符合實(shí)際需要,以適應(yīng)目前的學(xué)習(xí)及今后發(fā)展的需求。

2.2課程設(shè)計(jì)的理念和思路

項(xiàng)目化教學(xué)體現(xiàn)的是學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中做”,教學(xué)項(xiàng)目的建立必須徹底打破原有的課程體系及本課程的知識(shí)體系,教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)立必須要建立相應(yīng)環(huán)境與設(shè)施。

在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的時(shí)候主要考慮以下方面

(1)突出學(xué)生主體作用,完成工作任務(wù)

(2)項(xiàng)目任務(wù)優(yōu)化組合,適應(yīng)學(xué)生認(rèn)識(shí)與成長(zhǎng)規(guī)律

(3)靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法,拓展學(xué)生思維

(4)創(chuàng)新教學(xué)效果評(píng)價(jià)方法,突出能力考核與知識(shí)運(yùn)用

在課程設(shè)計(jì)之前首先進(jìn)行職業(yè)崗位能力分析,突出能力目標(biāo)要求,課程以項(xiàng)目為載體用任務(wù)訓(xùn)練學(xué)生、以學(xué)生為主體、知識(shí)理論實(shí)踐一體化。課程項(xiàng)目(任務(wù))的選擇必須具備實(shí)用性、典型性和綜合性和可行性。綜合項(xiàng)目中設(shè)置若干子項(xiàng)目,用于訓(xùn)練學(xué)生的單項(xiàng)能力。充分體現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐性、開放性和職業(yè)性。

總的設(shè)計(jì)原則為:教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)立來(lái)源于工作項(xiàng)目,教學(xué)項(xiàng)目本身具有獨(dú)立性和系統(tǒng)性,教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)立必須考慮A、B雙線,其中A組任務(wù)選擇成熟的、具有代表性的、實(shí)驗(yàn)室可操作性強(qiáng)的產(chǎn)品,課內(nèi)完成(以學(xué)生為主體、教師起指導(dǎo)、點(diǎn)評(píng)作用);B組為拓展任務(wù),為課外自選項(xiàng)目,選擇新型、改性或特殊意義的產(chǎn)品,課外完成(由學(xué)生自主完成項(xiàng)目實(shí)施方案設(shè)計(jì))。

3 課程的教法學(xué)法

3.1課程教學(xué)方法和教學(xué)手段

在該課程的教學(xué)過(guò)程主要采用的教學(xué)方法是行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法,具體就是項(xiàng)目式教學(xué)結(jié)合其他教學(xué)方法,例如案例教學(xué)、分組討論,啟發(fā)引導(dǎo)、自學(xué)輔導(dǎo)、理論實(shí)踐一體化等。在教學(xué)的過(guò)程中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,結(jié)合PPT、板書、實(shí)物等進(jìn)行教學(xué)。

比如項(xiàng)目1——橡膠制品的生產(chǎn),總體上是行動(dòng)導(dǎo)向法,為學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程手冊(cè),上面有若干個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)都告訴學(xué)生該干什么。第一個(gè)任務(wù)是思維導(dǎo)圖,要求學(xué)生思考圍繞“橡膠制品的生產(chǎn)”應(yīng)解決哪些問題,掌握哪些知識(shí)和技能,這就屬于啟發(fā)引導(dǎo)。學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖的建立可以較清楚的明白完成這一任務(wù)應(yīng)解決哪些問題,這樣在后續(xù)任務(wù)的完成中就有較清晰的思路。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行較為有效的自主學(xué)習(xí)。

第2篇：高分子材料的配方分析范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；教學(xué)；探索和實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）24-0219-02

《高分子材料》是材料科學(xué)與工程學(xué)科的重要組成部分，是材料專業(yè)類學(xué)生的一門重要課程。但對(duì)于非高分子專業(yè)的學(xué)生，一般只有這一門高分子專業(yè)課，且學(xué)時(shí)有限。為使學(xué)生掌握廣泛的基礎(chǔ)知識(shí)、扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，該課程要將《高分子物理》、《高分子化學(xué)》、《高分子材料加工》等課程內(nèi)容融為一體，并加強(qiáng)與其他材料科學(xué)的相互貫通。筆者在幾年的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，對(duì)這門課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了總結(jié)。

一、明晰教學(xué)目標(biāo)、突出教學(xué)重點(diǎn)、合理安排教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)《高分子材料》的教學(xué)，需要學(xué)生掌握“高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)”、“高分子化學(xué)”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理論知識(shí)。在有限的學(xué)時(shí)條件下，要使對(duì)于高分子完全陌生的學(xué)生理解并掌握這些基本概念與原理，授課內(nèi)容的選擇是非常重要的。在內(nèi)容選取上，我們的原則是既要讓學(xué)生掌握相關(guān)的理論知識(shí)，又要有所側(cè)重，并注重課程與先修課程的聯(lián)系和課程前后內(nèi)容的銜接等。高分子材料的制備、結(jié)構(gòu)、加工及性能之間存在著一系列的有機(jī)聯(lián)系，我們講述的內(nèi)容既要有獨(dú)立性又應(yīng)注意前后的關(guān)聯(lián)性。首先，結(jié)合以前所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生掌握高分子材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。其次，高分子化學(xué)部分，我們著重講解聚合反應(yīng)機(jī)理。高分子的合成按機(jī)理主要分為逐步聚合與連鎖聚合。連鎖聚合中，以自由基聚合研究得最為透徹，我們分別結(jié)合反應(yīng)過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，分析自由基聚合各個(gè)階段的特點(diǎn)。至于離子聚合和定向聚合等內(nèi)容，給定思考題安排學(xué)生課后學(xué)習(xí)。對(duì)于學(xué)生自學(xué)有疑問的地方，教師可以在答疑時(shí)給予指導(dǎo)。逐步聚合中，又可分為線形縮聚和體型縮聚，我們一般只講述線形縮聚部分，體型縮聚安排為課后學(xué)習(xí)內(nèi)容。高分子物理部分，我們集中講述高聚物的結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。通過(guò)掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，從而逐步形成較為完整的高分子材料科學(xué)知識(shí)體系。為了培養(yǎng)實(shí)用性、創(chuàng)新型人才，我們?cè)诮虒W(xué)中還及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，將新知識(shí)、新理論和新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的教學(xué)內(nèi)容。

二、積極探索教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果

在《高分子材料》的幾年教授過(guò)程中，為提高課堂教學(xué)效果，筆者一直不斷探索，總結(jié)了一系列教學(xué)方法。

1.表格教學(xué)法?！陡叻肿硬牧稀返恼n程中，有很多教學(xué)內(nèi)容可以通過(guò)對(duì)比進(jìn)行講解，比如聚合物的聚合機(jī)理中的連鎖聚合和逐步聚合、自由基聚合的各種實(shí)施方法等。筆者在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)表格教學(xué)法是個(gè)很有效的教學(xué)方法。該方法運(yùn)用比較，比傳統(tǒng)直述法更清晰，利于學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)的區(qū)別和聯(lián)系，從而更好地接受知識(shí)，并對(duì)各知識(shí)點(diǎn)有更深刻的理解。比如在講述高分子材料的合成方法時(shí)，可以先用表格列出本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四種實(shí)施方法，再在第一列列出配方、聚合場(chǎng)所、聚合機(jī)理、生產(chǎn)特征、產(chǎn)品特性、生產(chǎn)實(shí)例等與各實(shí)施方法對(duì)應(yīng)的屬性，然后一邊講解，一邊將各屬性填充，讓學(xué)生接受知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)也學(xué)習(xí)各屬性的異同，從而加強(qiáng)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解和接受，也更利于學(xué)生記住相關(guān)內(nèi)容。

2.示例教學(xué)法。示例教學(xué)法可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，幫助學(xué)生理解抽象的事物和概念，發(fā)展學(xué)生的求知欲望。學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)高分子材料，對(duì)有關(guān)知識(shí)和內(nèi)容了解不多，專業(yè)術(shù)語(yǔ)比較陌生，但是日常生活中都接觸過(guò)多種性能各異的高分子材料制品，對(duì)高分子材料性能的差異性有一定的感性認(rèn)識(shí)。在講課時(shí)可以引入這些實(shí)際的材料，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有利于更好地理解所學(xué)知識(shí)。比如在講述高聚物粘彈性這部分內(nèi)容時(shí)，高聚物區(qū)別于其他材料的最大特點(diǎn)是其粘彈性，由于高聚物分子運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間正好我們能用肉眼觀察到，所以才表現(xiàn)出這些現(xiàn)象。

3.啟發(fā)教學(xué)法?！陡叻肿硬牧稀返慕虒W(xué)中有不少抽象的概念、邏輯推理的演繹過(guò)程。老師在課堂上一味講授專業(yè)知識(shí)和術(shù)語(yǔ)，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高。通過(guò)一邊講解，一邊結(jié)合學(xué)科知識(shí)適當(dāng)提出問題的啟發(fā)式教學(xué)方式，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，并能把一部分走神的學(xué)生拉回來(lái)。如講到高分子結(jié)構(gòu)時(shí)，先提出一個(gè)問題：“為什么橡膠和塑料的力學(xué)性能有這么大的差異？”給予學(xué)生適當(dāng)時(shí)間思考后，再具體講解高分子材料的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生帶著問題聽課，不但啟迪了學(xué)生的思維，也使他們對(duì)所學(xué)內(nèi)容有了更深刻的理解。

4.互動(dòng)教學(xué)法。為了培養(yǎng)能解決實(shí)際問題的高素質(zhì)人才，《高分子材料》的教學(xué)中，不應(yīng)讓學(xué)生死記硬背和生搬硬套，而應(yīng)結(jié)合實(shí)際問題讓學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。如講到橡膠性能時(shí)，請(qǐng)同學(xué)們思考“如何提高橡膠的耐熱溫度”，再提示學(xué)生利用所學(xué)的高分子物理部分知識(shí)，從優(yōu)化橡膠的結(jié)構(gòu)入手，發(fā)動(dòng)學(xué)生積極討論，啟迪思維，培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)分析實(shí)際問題的能力。這種討論式的教學(xué)方法，既活躍了學(xué)習(xí)氣氛，啟發(fā)學(xué)生思考問題，又可使學(xué)生對(duì)知識(shí)更好理解和掌握。在講述高分子材料的合成時(shí)，經(jīng)常通過(guò)合成反應(yīng)式來(lái)表示合成過(guò)程和機(jī)理。我們一方面在課件編寫中注意到讓所有的反應(yīng)方程式都不是一下顯示出來(lái)，而是模仿板書一步一步顯示，讓學(xué)生有充分思考、接受的時(shí)間；另一方面，部分反應(yīng)方程式讓學(xué)生自己來(lái)寫，旁邊同學(xué)互相檢查。通過(guò)這種方式，使學(xué)生更加熟悉并能深刻理解反應(yīng)過(guò)程，其他同學(xué)的檢查也能讓同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己意識(shí)不到的細(xì)節(jié)上容易出錯(cuò)的地方，了解出錯(cuò)的原因，補(bǔ)充沒有掌握的知識(shí)點(diǎn)。

三、改革考核方式，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

《高分子材料》的教學(xué)評(píng)價(jià)不但要考查學(xué)生基本理論知識(shí)的掌握情況，也要考查學(xué)生的再學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考解決問題的能力。為此，我們改變單一的一份試卷定成績(jī)這種缺乏準(zhǔn)確性和全面性的考試制度，將成績(jī)的考核納入每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，為每個(gè)學(xué)生制訂具體考核表，跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能隨時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況，督促自己不斷學(xué)習(xí)、不斷提高。其中考試方面根據(jù)課程的要求建立了《高分子材料試題庫(kù)》，逐年對(duì)試題庫(kù)的內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)和更新，每年從試題庫(kù)中抽取試題組成A、B兩份試卷，嚴(yán)格考試要求和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，讓學(xué)生選擇一種新型高分子材料，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，描述它的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用前景，并撰寫小論文；同時(shí)，增加學(xué)生課堂討論、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等平時(shí)成績(jī)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和比例。通過(guò)改革考核和評(píng)價(jià)體系，激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，鍛煉了學(xué)生的實(shí)際能力，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

通過(guò)《高分子材料學(xué)》教學(xué)的探索和實(shí)踐，初步探索了課程的教學(xué)思路和方法。在今后的教學(xué)中，我們還將不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善教學(xué)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)出既掌握專業(yè)知識(shí)，又具備分析問題、解決問題能力的能適應(yīng)以后工作和科研需要的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晶如，俞強(qiáng)，張洪文，等.高分子物理課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高分子通報(bào)，2010，（11）：111-113.

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第3篇：高分子材料的配方分析范文

英文名稱：Oilfield Chemistry

主管單位：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司

主辦單位：四川大學(xué)高分子研究所;高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

出版周期：季刊

出版地址：四川省成都市

語(yǔ)

種：中文

開

本：大16開

國(guó)際刊號(hào)：1000-4092

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：51-1292/TE

郵發(fā)代號(hào)：62-38

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1984

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

第4篇：高分子材料的配方分析范文

【關(guān)鍵詞】皮帶機(jī)；托輥；高分子聚乙烯

1 皮帶機(jī)及托輥市場(chǎng)介紹及分析

隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，城市化建設(shè)的需要，人類對(duì)各種礦物資源的需求更為迫切，皮帶機(jī)已成為當(dāng)今運(yùn)輸各類散裝礦物的高效運(yùn)輸設(shè)備，從地面礦山到井下工作面，從港口碼頭到工廠車間，你都能見到它在工作。

托輥是承托皮帶機(jī)膠帶的長(zhǎng)回轉(zhuǎn)體組件。托輥是皮帶機(jī)的重要部件，種類多，數(shù)量大。它占了一臺(tái)皮帶機(jī)總成本的35% 承受了70%以上的阻力，因此托輥的質(zhì)量尤為重要。托輥的作用是支承膠帶和物料重量。托輥運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活可靠。減少膠帶同托輥的摩擦力，對(duì)占輸送機(jī)總成本25%以上的膠帶的壽命起著關(guān)鍵作用。雖然托輥在皮帶機(jī)中是一個(gè)較小部件，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但制造出高質(zhì)量的托輥并非易事，因此研發(fā)并批量生產(chǎn)長(zhǎng)壽命，低膠帶損害，低噪音“環(huán)境友好”型托輥具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2 現(xiàn)有托輥狀況分析

托輥是應(yīng)用于皮帶機(jī)上的耐磨抗沖擊型常用部件，它普遍存在效率低、故障多、使用壽命短，對(duì)膠帶的磨損和傷害大等缺點(diǎn)。這使皮帶機(jī)維修次數(shù)多，更換膠帶頻繁且時(shí)間長(zhǎng)，降低輸送效率、污染環(huán)境、延長(zhǎng)了停產(chǎn)時(shí)間，增大運(yùn)行成本，制約了我國(guó)皮帶機(jī)的發(fā)展。

3 第二代高分子聚乙烯托輥介紹

第二代高分子聚乙烯托輥結(jié)構(gòu)如下爆炸圖：其外部是高分子聚乙烯管體，其端部是高分子聚乙烯加強(qiáng)座與管體融焊一體，其內(nèi)部安裝薄壁小鋼管，輥軸兩端采用迷宮式閉封。具有抗沖擊、抗靜電、耐磨和阻燃等特點(diǎn)，使用壽命是金屬托輥的2-3倍，適合于煤礦、礦山等行業(yè)皮帶機(jī)使用。

3.1 高分子聚乙烯材料性能：

高分子量聚乙烯（UHMW―PE）一般是指相對(duì)分子量在150萬(wàn)以上的聚乙烯，而普通聚乙烯的相對(duì)分子量?jī)H為2―30萬(wàn)。700萬(wàn)以上純超高分子量的聚乙烯，在國(guó)外的新材料領(lǐng)域聲譽(yù)極高，被稱其為“驚異的材料”和“神奇的材料”。高分子量聚乙烯，具有獨(dú)特的性能，其根本原因在于它具有超長(zhǎng)的分子鏈，且這些分子鏈間無(wú)序纏結(jié)。這種超長(zhǎng)分子鏈及其無(wú)序纏結(jié)，使得高分子量聚乙烯具有優(yōu)異的性能，不僅摩擦系數(shù)底，而且其抗磨損性、抗化學(xué)腐蝕性、阻燃抗靜電、耐沖擊性、低溫使用等方面性能極佳，更適用于高可靠性、環(huán)保、無(wú)毒無(wú)異味等有一定要求的場(chǎng)合。

3.2 高分子聚乙烯托輥與傳統(tǒng)鋼制托輥相比具有如下特點(diǎn)：

（1）管體精度高：管體采用高分子材料管材制作，管材是國(guó)外設(shè)備、工藝配方及原料加工制成的同軸度高、圓度高、直線度高、壁厚均勻的高品質(zhì)管體；

（2）密封性能好：密封采用具有國(guó)外專利的PAL具有呼吸功能的自及外弧、內(nèi)方的迷宮密封設(shè)計(jì)加之采用特殊的防塵蓋，輔之用優(yōu)質(zhì)的密封脂已達(dá)到灰塵水分易出難進(jìn)的效果，保證了產(chǎn)品優(yōu)秀的整體密封性能；

（3）重量輕：由于管體采用輕質(zhì)的非金屬材料，重量明顯比鋼托輥輕20～30%，便于安裝搬運(yùn)，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度；

（4）耐腐蝕、耐磨抗沖擊：由于管體及組件采用了耐腐、耐磨損、抗沖擊的高性能的材料、托輥的耐腐蝕、耐磨、抗沖擊性能非常優(yōu)越，托輥筒體耐磨性是鋼托輥的3倍，在惡劣環(huán)境下，托輥筒體，耐腐蝕是鋼托輥的5倍

（5）噪音底、對(duì)膠帶的磨損少：由于采用新型高分子管材，以及軸密封件的質(zhì)量控制和先進(jìn)的制造工藝，托輥的運(yùn)行噪音比鋼制托輥降低20～30%，托輥運(yùn)行卡死現(xiàn)象難以出現(xiàn)，即使因機(jī)架變形等原因出現(xiàn)的托輥卡死不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象也不會(huì)對(duì)價(jià)格昂貴的運(yùn)輸膠帶產(chǎn)生大的磨損，耐磨壽命是鋼制托輥的3-4倍；

（6）壽命長(zhǎng)：由于托輥的選用高分子材料，設(shè)計(jì)合理，制造工藝先進(jìn)，其使用壽命得以大大的提高，整體壽命是鋼托輥的2～3倍；

（7）節(jié)能降耗：托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不到鋼制托輥的50%，整機(jī)啟動(dòng)慣量小，易啟動(dòng)、制動(dòng)，可大大節(jié)約能源降低驅(qū)動(dòng)能耗；

（8）阻燃抗靜電，安全性能高：經(jīng)MSHA flame resistant and static dissipating 檢測(cè)，阻燃抗靜電合格；此外，運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)與膠帶扣磨損出現(xiàn)火花，而且也不會(huì)因皮帶機(jī)機(jī)架變形等原因使托輥不轉(zhuǎn)的工況下與膠帶磨損摩擦產(chǎn)生高溫；

此外，高分子聚乙烯托輥具有防物料集聚性能，因此不會(huì)形成運(yùn)輸物料的集聚，而且在潮濕運(yùn)行工況下運(yùn)行，效果極佳。而且保證提供了一個(gè)安全健康的工作環(huán)境。

4 市場(chǎng)推廣價(jià)值分析

第二代高分子聚乙烯托輥不僅在使用和成本方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)鋼制托輥，同時(shí)也是環(huán)境友好型托輥。在巨大的托輥需求量的市場(chǎng)下，具有極大的推廣價(jià)值。

市場(chǎng)推廣價(jià)值來(lái)源于以下三個(gè)方面：（1）長(zhǎng)壽命，降低停機(jī)、更換托輥產(chǎn)生的停產(chǎn)損失；（2）長(zhǎng)壽命，降低更換托輥產(chǎn)生維護(hù)成本；（3）降低對(duì)膠帶的傷害，產(chǎn)生的更換膠帶的成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]張尊敬.DTⅡ（A）型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京冶金工業(yè)出版社，2000.

第5篇：高分子材料的配方分析范文

關(guān)鍵詞 翻轉(zhuǎn)課堂 高分子合成工藝學(xué) 實(shí)施 效果

“高分子合成工藝學(xué)”是高分子材料與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。學(xué)生在學(xué)習(xí)了“化工原理”、“高分子化學(xué)”和“高分子物理”等專業(yè)理論基礎(chǔ)課程后，進(jìn)一步研究高分子化合物生產(chǎn)工藝的重要課程。高分子合成工藝學(xué)承擔(dān)著如何將理論運(yùn)用到實(shí)踐中去，并進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的任務(wù)，是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵因素。要求學(xué)生掌握高分子合成的具體實(shí)施方法，重要品種的生產(chǎn)工藝，各種聚合方法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)、配方原理、流程組織原理。加深對(duì)于生產(chǎn)工藝觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，將理論與實(shí)際相結(jié)合，提高處理和解決實(shí)際問題的能力，為今后從事的科研和生產(chǎn)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)該門課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，使其掌握高分子合成的基礎(chǔ)技能并初步具備從事高分子材料的研究和開發(fā)能力。具備分析問題和解決工程技術(shù)實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

該門課程內(nèi)容不僅涵蓋大量高分子化學(xué)、高分子物理等較難理解的理論知識(shí)，還包括了許多具體產(chǎn)品品種在工業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)具體實(shí)施方法。如自由基聚合包括本體聚合、懸浮聚合、溶液聚及乳液聚合四種實(shí)施方法。四種方法聚合原料組成、設(shè)備的選擇、條件控制及影響因素各有區(qū)別。同一品種可用不同的方法去生產(chǎn)，但所得產(chǎn)品性能差別較大。如聚氯乙烯的生產(chǎn)，可用自由基本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合及乳液聚合進(jìn)行生產(chǎn)，但產(chǎn)品最終狀態(tài)不同，性能不同。一具體的聚合物如何去選擇實(shí)施方法，需要同學(xué)掌握較多的知識(shí)，每種聚合實(shí)施方法特點(diǎn)要了然于心。這就要求學(xué)生需掌握的內(nèi)容較多，故無(wú)論對(duì)學(xué)生還是教師都有較高要求，在具體教學(xué)中存在較多問題。若以傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)施，其教學(xué)效果往往不盡理想。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipping Classroom，顛倒課堂、顛倒教室）是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的課堂教學(xué)組織形式，不同于老師課堂教，學(xué)生被動(dòng)聽課、課后做作業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)方法。該教學(xué)形式完全顛倒，學(xué)生先課前學(xué)，師生在課堂上共同完成答疑、探究和互動(dòng)交流等活動(dòng)的一種新型的教學(xué)模式。該教學(xué)理念起源于美國(guó)科羅拉多州落基山林地公園高中兩位化學(xué)老師Jon Bergmann和AaronSam。他們將各種講解視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生隨時(shí)隨地可以進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種新的教學(xué)形式故此引起廣泛關(guān)注。

翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為教學(xué)提供了一種新的教學(xué)理念和方法。本研究通過(guò)在高分子合成工藝學(xué)教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，力圖以學(xué)生為中心，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性及各項(xiàng)綜合能力，并探索翻轉(zhuǎn)課堂在高分子合成工藝學(xué)課程中較合適的教學(xué)流程。

韋軍等主編的《高分子合成工藝學(xué)》，華東理工大學(xué)出版社。該書共包括十二章內(nèi)容，第一章緒論，第十一章特種高分子合成工藝，第十二章是聚合反應(yīng)設(shè)備，其余章節(jié)是自由基聚合、縮合聚合、陰陽(yáng)離子聚合及配位聚合，該門課共計(jì)48學(xué)時(shí)。各部分按照先理論后以具體產(chǎn)品的工業(yè)實(shí)施方法進(jìn)行講解。理論部分較抽象，學(xué)生不易理解；而實(shí)際的生產(chǎn)，同學(xué)們又沒有參與過(guò)，對(duì)于大的生產(chǎn)設(shè)備學(xué)生又沒有概念。如自由基聚合實(shí)施方法包括本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合及溶液聚合，四種實(shí)施方法相近學(xué)生易于混淆。若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生掌握較困難?；贎四種實(shí)施方法的理論知識(shí)在高分子化學(xué)中已涉及，故以自由基聚合的講解為例，一班采用傳統(tǒng)教學(xué)，另一班進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂，兩種教學(xué)方法進(jìn)行對(duì)比教學(xué)。

傳統(tǒng)教學(xué)班級(jí)按照“簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)-教師課堂講授-課后作業(yè)”的流程進(jìn)行。而在翻轉(zhuǎn)課堂的班級(jí)，基本教學(xué)流程采用，“老師提前按照內(nèi)容提出問題-布置學(xué)生提前看材料-準(zhǔn)備講解材料-課堂學(xué)生講解-教師答疑-互動(dòng)討論-做練習(xí)-總結(jié)提升”。在此過(guò)程中，以學(xué)生為中心，學(xué)生占主導(dǎo)地位，教師起輔助作用。教師提前將有關(guān)視頻及PPT資料上網(wǎng)到網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)，并預(yù)設(shè)幾個(gè)問題。學(xué)生通過(guò)查看網(wǎng)上資料及查閱有關(guān)文獻(xiàn)，把有關(guān)問題解答，并準(zhǔn)備好課堂將要講解的PPT、資料等。在課堂上主要內(nèi)容由學(xué)生進(jìn)行講解，有疑惑的地方由老師進(jìn)一步講解，師生之間進(jìn)行討論，而后通過(guò)做作業(yè)，進(jìn)一步鞏固、提升。

在高分子化學(xué)課程中己涉及到自由基聚合的四種實(shí)施方法定義、機(jī)理等有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，在講解高分子合成工藝學(xué)的有關(guān)章節(jié)時(shí)，就可以翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法進(jìn)行。如在講解自由基懸浮聚合工藝時(shí)，提前布置給學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)懸浮聚合與自由基聚合的其它三種方法在定義、組成、特點(diǎn)、機(jī)理等方面的異同，并準(zhǔn)備有關(guān)發(fā)言材料。學(xué)生講完后，老師及時(shí)抓住問題，提問懸浮聚合與溶液聚合和乳液聚合的主要區(qū)別，懸浮聚合的分散體系如何保持穩(wěn)定，一步步讓學(xué)生深入思考分散劑的分散穩(wěn)定機(jī)理，不同種類分散劑的穩(wěn)定機(jī)理是否相同。而后，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)攪拌在懸浮聚合中的必要性。攪拌使單體分散為小液滴，是懸浮聚合反應(yīng)的先決條件，而分散劑不能自動(dòng)將單體分散為微小的液滴，使分散的液滴穩(wěn)定――后決條件。采用傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)方法，使同學(xué)們輕而易舉地就理解掌握原本難免懂的理論知識(shí)了。

通過(guò)用傳統(tǒng)教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂兩種教學(xué)方法的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)的班級(jí)，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)，積極性不高，知識(shí)掌握有限，綜合能力提高有限，期末成績(jī)差于另一班級(jí)。而實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的班級(jí)，學(xué)生配合老師主動(dòng)思維，而不是被動(dòng)聽課。從而使學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性明顯提高，獲取知識(shí)的動(dòng)力較大，掌握的知識(shí)較多，同時(shí)通過(guò)課堂展示自己的機(jī)會(huì)，使學(xué)生的綜合能力大大提高，且期末成績(jī)明顯高于另一班級(jí)。

第6篇：高分子材料的配方分析范文

關(guān)鍵詞：白色污染；回收利用；可降解塑料

中圖分類號(hào)：X705文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

塑料制品的廣泛使用，給人們帶來(lái)了很大的方便，但由于人們對(duì)廢舊塑料造成的環(huán)境污染缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，將用過(guò)的大量塑料制品廢棄物隨意丟棄，給景觀和環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。常見的塑料制品廢棄物有：聚乙烯（PE）包裝袋、保鮮膜、護(hù)套和臺(tái)布等；聚苯乙烯（PS）可發(fā)性快餐盒和餐具容器、精密儀器、家用電器的發(fā)泡包裝套等；聚丙烯（PP）包裝膜及快餐盒；聚氯乙烯（PVC）透明片、熱收縮薄膜及乳膠手套等。由于塑料包裝物大多呈白色，人們形象地比喻為“白色污染”。

一、白色污染的防治

我國(guó)目前防治白色污染遵循“以宣傳教育為先導(dǎo)，以強(qiáng)化管理為核心，以回收利用為主要手段，以替代產(chǎn)品為補(bǔ)充措施”的原則。

1、停止使用一次性發(fā)泡塑料餐具及超薄塑料袋?！耙淮涡苑奖?，二百年污染”是塑料垃圾的形象寫照。國(guó)務(wù)院辦公廳的通知，根據(jù)《商品零售場(chǎng)所塑料購(gòu)物袋有償使用管理辦法》，從2008年6月1日起，在全國(guó)范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)、銷售、使用厚度小于0.025mm的塑料購(gòu)物袋，超薄塑料購(gòu)物袋被列入淘汰類產(chǎn)品目錄，并在所有超市、商場(chǎng)、集貿(mào)市場(chǎng)等商品零售場(chǎng)所實(shí)行塑料購(gòu)物袋有償使用制度。我國(guó)實(shí)施塑料袋收費(fèi)后，全國(guó)塑料袋的使用量有望減少2/3，一次性塑料袋的回收率也將大幅上升。

2、回收利用是當(dāng)前防治白色污染的主要手段。隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，廢舊塑料的回收利用作為一項(xiàng)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的措施，越來(lái)越受到重視。尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，這方面的工作起步早，已經(jīng)收到了明顯的效益，我們可以借鑒其經(jīng)驗(yàn)。

美國(guó)是世界塑料生產(chǎn)大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2000年，美國(guó)年生產(chǎn)塑料3，400余萬(wàn)噸，廢舊塑料超過(guò)1，600萬(wàn)噸。早在20世紀(jì)六十年代美國(guó)就已展開廢舊塑料回收利用的廣泛研究。20世紀(jì)末廢舊塑料回收率達(dá)35%以上。其中，燃燒廢舊塑料回收能源由八十年代的3%增至18%；廢舊制品的掩埋率從96%下降到37%。美國(guó)在燃燒廢舊塑料利用熱能、熱分解提取化工原料等方面進(jìn)行了大量工作并取得了一些成果。另外，美國(guó)各州為解決塑料廢棄物問題，制定了相應(yīng)的法律、法規(guī)。

日本也是塑料生產(chǎn)大國(guó)。20世紀(jì)八十年代，其年均廢舊塑料排放量占生產(chǎn)量的46%。廢舊塑料的處理已成為日本的嚴(yán)重社會(huì)問題，而且日本是能源短缺國(guó)家，所以對(duì)廢舊塑料的回收利用一直保持積極態(tài)度。九十年代初，日本回收利用廢舊塑料率為7%，燃燒利用熱能率為35%。日本在混合廢舊塑料的開發(fā)應(yīng)用方面也處于世界領(lǐng)先地位。

意大利是目前歐洲回收利用廢舊塑料工作做得最好的國(guó)家。意大利的廢舊塑料約占城市固體廢棄物的4%，其回收率可達(dá)28%。意大利還研制出從城市固體垃圾中分離廢舊塑料的機(jī)械裝置。意大利對(duì)廢舊塑料回收一般是將塑料碎片和紙片一起收集，分離后的廢舊聚乙烯制品經(jīng)粉碎處理，用磁篩除去鐵等金屬雜質(zhì)，經(jīng)清洗、脫水、干燥后，通過(guò)螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒。這種回收料再加入新料，可保證其具有足夠的力學(xué)性能，可生產(chǎn)垃圾袋、異型材、中空制品等。

3、塑料制品回收利用的方法

（1）直接再生利用。根據(jù)原料不同，有3種直接再生利用的方法：①不需分撿、清洗等預(yù)處理，直接破碎后塑化成型。②必須經(jīng)過(guò)清洗、干燥、破碎后造?；蛑苯铀芑尚汀＂墼偕绊毺貏e預(yù)處理。直接再生制品性能欠佳，一般只做檔次較低的塑料制品。

（2）改性再生利用。是將再生料通過(guò)機(jī)械共混或化學(xué)處理進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)。如增韌、增強(qiáng)、復(fù)合、活化、高聯(lián)等，使再生制品的力學(xué)性能得到改善和提高，可以作為檔次較高的產(chǎn)品。改性再生利用的工藝路線較復(fù)雜，有的需要特定的機(jī)械設(shè)備。湖南大學(xué)的謝朝學(xué)等研制的利用泡沫塑料制輕型保溫隔熱建筑材料，取得了良好的效果。

（3）熱分解法。熱分解法就是將高聚塑料廢棄物在高溫條件或低溫催化的條件下分解，使其回到低分子量狀態(tài)，從而把長(zhǎng)鏈的高聚物轉(zhuǎn)變成了短鏈的不飽和烴的方法。這樣得到的不飽和烴可以用來(lái)重新制造其他產(chǎn)品。此方法可用于處理聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）制品的混雜回收物，但對(duì)于那些含氯的塑料制品需分開處理，這種方法可用于反復(fù)處理高聚塑料廢棄物。

（4）通過(guò)催化裂解制燃料油。將塑料廢棄物收集起來(lái)，通過(guò)熱裂解得到汽油、柴油等液體燃料。這樣既減輕廢塑料對(duì)環(huán)境的污染，又節(jié)約資源，變廢為寶?，F(xiàn)在這一方面的技術(shù)日臻完善，已產(chǎn)生了好多專利技術(shù)。冀星等總結(jié)了廢塑料油化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景。四川大學(xué)化學(xué)系李曉祥、石炎福、余華瑞等通過(guò)試驗(yàn)表明：混合廢塑料經(jīng)過(guò)催化裂解制得的90#汽油和0#柴油的質(zhì)量均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（5）焚燒回收熱能。對(duì)于難以分撿的混雜型廢舊塑料，將其作為燃料焚燒具有明顯優(yōu)點(diǎn)：不需繁雜的預(yù)處理，也不需與生活垃圾分離，而且其生熱值與相同種類的燃料油相當(dāng)。殘?jiān)^少，密度較大，易于填埋處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，PE的燃燒熱為46.63GJ/kg，PP的燃燒熱為43.95GJ/kg，PVC的燃燒熱為18.06GJ/kg。可見，PE、PP、PVC的燃燒熱非常大。因此，可利用焚燒法來(lái)處理并充分利用其釋放出的熱量。但是，我們必須考慮一些持久性有機(jī)環(huán)境污染物的生成，以及這些燃燒產(chǎn)物對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境的潛在危害。如，聚氯乙烯（PVC）燃燒產(chǎn)生HCl、聚丙烯腈（PAN）燃燒產(chǎn)生HCN、聚氨酯燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氰化物等，因此必須在焚燒爐上安裝污染氣體的吸收裝置，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的綠色化。

二、可降解塑料的性能、應(yīng)用及前景

可降解塑料作為一種治理白色污染的全新技術(shù)途徑，經(jīng)過(guò)多年研究開發(fā)，已取得令人滿意的進(jìn)展。目前，主要的可降解塑料分為光降解塑料、生物降解塑料，以及光－生物雙降解塑料三大類。光降解和光－生物降解塑料制品雖加工簡(jiǎn)單、成本低廉，但控制降解難度較大，不宜進(jìn)入垃圾填埋系統(tǒng)。完全生物降解塑料降解性能較理想，但其加工難度較大，工藝配方以及邊角料的回收利用等技術(shù)問題還有待進(jìn)一步提高和完善，生產(chǎn)成本較高，價(jià)格昂貴并且用后需要全面地堆肥處理。

1、光降解塑料和光―生物降解塑料。光降解塑料就是靠吸收太陽(yáng)光引起光化學(xué)反應(yīng)而分解的塑料。光降解塑料的制備方法大致有兩種：一是在高分子材料中添加光敏感劑，敏感劑吸收光能后所產(chǎn)生的自由基促使高分子材料發(fā)生氧化作用，達(dá)到裂化的目的。二是利用共聚方式，將適當(dāng)?shù)墓饷舾袆┑谷敫叻肿咏Y(jié)構(gòu)內(nèi)賦予材料光降解的特性。常用的光降解劑有：金屬鹽類、二茂鐵衍生物類、羧酸鹽類、烷基硫代氨基甲酸鐵類等。塑料制成的地膜有三個(gè)特點(diǎn)：①使用后，在陽(yáng)光照射下可自行光分解，分解后的小殘?bào)w可被土壤中的微生物繼續(xù)分解。②使用壽命可以控制。③節(jié)省了回收地膜的費(fèi)用，且解決了殘膜對(duì)土壤和環(huán)境的污染。

光降解塑料的降解速度取決于日照的時(shí)間和強(qiáng)度，且降解后在被微生物分解前碎片易形成二次污染。光降解技術(shù)與生物降解技術(shù)結(jié)合：一是可以克服淀粉基塑料在非生物環(huán)境中難降解的問題；二是可以利用光敏體系的復(fù)合配比、用量來(lái)實(shí)現(xiàn)降解時(shí)間人為控制的目的。因此，目前工業(yè)化較多的是光降解技術(shù)與生物降解技術(shù)結(jié)合的雙降解淀粉塑料。在一次性使用地膜中可采用食用淀粉或無(wú)機(jī)礦物質(zhì)填充的可控光－生物降解塑料的全面降解技術(shù)進(jìn)行實(shí)用性研究。我國(guó)可覆蓋地膜的面積為5億多畝，用量高達(dá)40萬(wàn)噸，使用價(jià)格低廉的光－生物降解塑料地膜較適宜。對(duì)于厚度0.005mm～0.015mm的降解地膜也可采用塑料單純光氧降解技術(shù)，但一定要做到時(shí)控降解。這對(duì)解決廢棄地膜污染農(nóng)田的問題，造福子孫后代，具有深遠(yuǎn)意義。

2、生物降解塑料。生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、最終無(wú)機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個(gè)組成部分的高分子材料。“紙”是一種典型的生物降解材料，而“合成塑料”則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“紙”和“合成塑料”這兩種材料性質(zhì)的高分子材料。生物降解塑料可分為完全生物降解塑料和破壞性生物降解塑料兩種。破壞性生物降解塑料主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)）或農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)微生物發(fā)酵或合成具有生物降解性的高分子材料，如熱塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。

盡管生物降解塑料的研發(fā)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但推廣異常困難。一是因?yàn)榭山到馑芰洗兄啬芰Φ?，不能滿足顧客多裝東西和反復(fù)使用的要求。二是可降解塑料袋色澤暗淡發(fā)黃，透明度低，給人一種不潔和難看之感，用起來(lái)不放心。三是價(jià)格偏高，成本難以接受。

3、可降解塑料的開發(fā)趨勢(shì)及發(fā)展前景?？山到馑芰媳M管存在種種問題，但它的發(fā)展前景十分光明，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①積極開發(fā)高效廉價(jià)光敏劑、氧化劑、生物誘發(fā)劑、降解促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑等，進(jìn)一步提高可降解塑料的準(zhǔn)時(shí)可控性、用后快速降解性和完全降解性。②為避免二次污染，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料將會(huì)越來(lái)越受到重視。③水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而備受矚目，也成為環(huán)境適應(yīng)性材料的又一熱點(diǎn)。④充分利用基因工程技術(shù)培育可生產(chǎn)聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

第7篇：高分子材料的配方分析范文

【關(guān)鍵詞】子長(zhǎng)油區(qū)；鉆井液；油層保護(hù)

鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液組成可分為清水、泥漿、無(wú)粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。鉆井液侵入油層后，致使油層的固有狀態(tài)發(fā)生變化，使油層的滲透率、孔隙度的物性參數(shù)下降，進(jìn)而對(duì)油藏的勘探開發(fā)產(chǎn)生不利影響，造成油層不同程度的傷害。因此，油層保護(hù)的鉆井液及工藝技術(shù)研究，是油層保護(hù)系統(tǒng)工程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

一、油區(qū)概況

子長(zhǎng)油區(qū)位于地處陜甘寧盆地東部斜坡地帶中部，構(gòu)造背景為西傾單斜傾角約半度，西部下降幅度大雨?yáng)|部，境內(nèi)石油主要富存于三疊系延長(zhǎng)組中、下部的長(zhǎng)2，長(zhǎng)4+5，長(zhǎng)6油層組。油田油質(zhì)無(wú)純區(qū)，油水分異差，原油含水率高于85%，脫水難度大，原油比重為0.866克/毫升，粘度5.8厘泊，凝固度117d，原始油氣為36.20m3/T。境內(nèi)油層一般具有巖性細(xì)，物性差，分布廣，儲(chǔ)層喉道細(xì)的特征。屬于低壓（地層壓力當(dāng)量密度0.7～0.8kg/l）、低滲（滲透率

（1）由于該儲(chǔ)層為低壓低滲儲(chǔ)層，鉆井液濾液可產(chǎn)生損害及大分子聚合物滯留效應(yīng)；

（2）鉆井液濾液與地層水作用生成沉淀，堵塞喉道；

（3）鉆井液固相進(jìn)入較粗的喉道，造成橋堵；

（4）表面活性劑產(chǎn)生乳化和潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)造成損害。

二、原鉆井液材料及配方

三、鉆井液工藝優(yōu)化

1、增黏劑選擇

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，選擇復(fù)合天然高分子材料ZNJ-1作為鉆井液增黏劑隨著ZNJ-1的增加，鉆井液的馬氏漏斗黏度、表觀黏度、塑性黏度、動(dòng)切力增大很快，濾失量降低明顯，但單獨(dú)使用ZNJ-1的鉆井液的相關(guān)性能不能完全滿足油層保護(hù)預(yù)期的性能要求。因此，要想在滿足鉆井液黏度要求的同時(shí)達(dá)到對(duì)濾失量的控制，還必須加入性能優(yōu)良的降濾失劑，以降低鉆井液體系的濾失量。

2、降濾失劑選擇

為獲得較理想的降濾失劑，選擇低黏聚陰離子纖維素PAC-LV、中黏羧甲基纖維素CMC-MV、改性天然高分子材料GK-0901作為降濾失劑，考察了其加量對(duì)鉆井液性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

可以看出，降濾失劑PAC-LV、CMC-MV和GK-0901相比較，GK-0901對(duì)鉆井液黏度、動(dòng)切力影響較小，在相同加量下，GK-0901 對(duì)鉆井完井液的濾失量具有較強(qiáng)的控制能力。

3、抑制劑加量選擇

MAN104為巖土膨脹強(qiáng)抑制劑，廣泛應(yīng)用于鉆井液體系中抑制水化膨脹和分散，防止剝落性坍塌，并有降低摩阻系數(shù)、濾失量和稀釋作用。為了考察MAN104加量對(duì)鉆井液性能的影響，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了MAN104與其他抑制劑對(duì)于膨潤(rùn)土膨脹性抑制效果進(jìn)行比較，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1 可看出，抑制能力較強(qiáng)的抑制劑是MAN104、FA-367和K-PAM。因此，為了提高體系的抑制能力，降低井踏幾率，結(jié)合子長(zhǎng)油區(qū)地層富含裂縫的特點(diǎn)，選用MAN104最為適合。

4、低傷害鉆井液體系配方

這些年來(lái)，鉀銨基鉆井液在鄂爾多斯盆地上古生界地層得到了廣泛的應(yīng)用，一方面通過(guò)K+來(lái)抑制泥頁(yè)巖的水化膨脹，防止泥頁(yè)巖段的井徑擴(kuò)大，穩(wěn)定井壁；另一方面通過(guò)減少儲(chǔ)層遇水引發(fā)粘土礦物膨脹幾率，達(dá)到抑制儲(chǔ)層潛在流體敏感性損害的目的。子長(zhǎng)油區(qū)選用以K-PAN和無(wú)熒光防踏劑為主體組成的鉀銨基聚合物鉆井液，無(wú)熒光防踏劑能封堵層理和微裂縫，并增強(qiáng)體系的抑制性和護(hù)壁能力，配方如下：基漿+（0.3-0.5%）K-PAM+（1%-2%）無(wú)熒光防踏劑+ （0.5%-1%）K-PAN或NPAN。

針對(duì)子長(zhǎng)油區(qū)低壓、低孔、低滲的物性特點(diǎn)，在原有的鉆井液配方的基礎(chǔ)上，加入酸溶屏蔽暫堵劑，如QS-2，QS-3等，加量2～3%，同時(shí)加和強(qiáng)抑制劑0.2-0.3%MAN104等。屏蔽暫堵鉆井液配方如下：

四、屏蔽暫堵工藝應(yīng)用及效果

用研制的低傷害鉆井液體系進(jìn)行了12口井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，巖心滲透率在鉆井液傷害后恢復(fù)率在78%～94%，平均恢復(fù)率85.86%， 可見采用研究得到的新的鉆井液體系，可有效降低鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的損害，取得了預(yù)期效果。

五、總結(jié)

（1）油氣層保護(hù)工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，它貫穿于油藏開發(fā)的全過(guò)程，只有當(dāng)涉及油藏開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行油氣層保護(hù)時(shí)，才能取得理想的保護(hù)效果。

（2）鉆井施工中的油氣層保護(hù)要以保證安全、快速施工為前提，目的層井段鉆井液體系的選擇應(yīng)遵循適應(yīng)地層特性、保障安全鉆井、滿足完井需要的原則。

（3）鉆井過(guò)程中油氣層保護(hù)方案必須在取全取準(zhǔn)油氣層各項(xiàng)特性參數(shù)、深刻分析其潛在損害因素的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究來(lái)確定。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：高分子材料的配方分析范文

[關(guān)鍵詞] 防火涂料 阻燃機(jī)理 評(píng)估方法

隨著高分子材料在各種場(chǎng)合的廣泛應(yīng)用,火災(zāi)的潛在危險(xiǎn)也在增加,許多建筑物構(gòu)件在高溫下失去荷載能力導(dǎo)致建筑物坍塌,給人們生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。防火涂料涂覆于物體表面,在遇火時(shí)涂膜本身難燃或不燃,對(duì)基材有較好的保護(hù)作用,為滅火和人員撤離贏得了時(shí)間。因此對(duì)它的研究和應(yīng)用已引起了世界各國(guó)的高度重視。

一、防火涂料阻燃機(jī)理研究

關(guān)于防火涂料阻燃機(jī)理的報(bào)道較少,而且主要是一些定性的討論,但從防火涂料研究和生產(chǎn)單位在實(shí)行工作中遇到的一些問題來(lái)看,對(duì)防火涂料的阻燃機(jī)理進(jìn)行研究勢(shì)在必行,其理論意義和實(shí)際意義都非常重大。

1.非膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理

防火涂料在燃燒中吸收大量的熱量,使溫度難以上升,其自身不燃燒并形成一層隔絕氧氣的釉狀保護(hù)層,對(duì)物體起到一定的保護(hù)作用,但隔熱性能較差。

2.膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理

膨脹型防火涂料平常保持普通涂膜狀態(tài),遇火時(shí),涂層發(fā)生軟化熔融,膨脹形成海綿狀或蜂窩狀炭化層。對(duì)磷-氮-炭的防火膨脹體系用熱分析(TG和DTA)、掃描電鏡(SEM)能譜儀(EDS)和X 射線衍射(XRD)等方法研究得到如下結(jié)論:脫水成炭劑(APP)受熱分解生成酸;多羥基碳化劑(季戊四醇)在酸的催化下脫水分解成炭;基料中樹脂受熱熔融在發(fā)泡劑(三聚氰胺)的作用下膨脹發(fā)泡,同時(shí)進(jìn)一步形成炭化層。根據(jù) X 射線衍射圖分析表明,這種炭化層屬于無(wú)定型炭結(jié)構(gòu),其實(shí)質(zhì)是石墨的微晶體,所以一旦形成這種泡沫狀炭化層,其本身很難燃燒,又有很好的隔氧、隔熱作用,有效的阻止燃燒繼續(xù)進(jìn)行。

3.防火涂料的阻燃機(jī)理有以下幾種

凝集相界面反應(yīng)的阻滯;能阻滯氣體燃燒的氣體阻燃劑的氣相反應(yīng);阻燃劑吸熱分解或吸熱氣體反應(yīng)對(duì)燃燒的阻滯;產(chǎn)生能稀釋氣相反應(yīng)物濃度的不燃?xì)怏w;形成能阻礙對(duì)底材供熱或阻滯反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至火焰區(qū)域的隔離區(qū)。

二、防火涂料的評(píng)估方法研究

產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)給防火涂料的研究開發(fā)、推廣應(yīng)用和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理提供統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)。但由于材料在溫度條件下的復(fù)雜性,單一的評(píng)價(jià)方法很難表征防火涂料的阻燃特性,特別是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)阻燃材料的評(píng)估的目標(biāo)是力求實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況之間具有較好的關(guān)聯(lián)性。

為了全面的表征一項(xiàng)阻燃產(chǎn)品,從阻燃體系的各種原材料開始到阻燃制成品在不同環(huán)境條件下,在不同溫度受熱條件下,直至不同燃燒狀態(tài)下的氣相和凝聚相的分解產(chǎn)物都要進(jìn)行分析,并進(jìn)行與實(shí)際使用性能有關(guān)的評(píng)價(jià),即要從阻燃產(chǎn)品的外觀色澤開始,直至分解氣體的毒性都要進(jìn)行分析、鑒定和評(píng)價(jià)。因此,必須綜合地運(yùn)用各種分析測(cè)試方法。

先進(jìn)的涂料檢測(cè)技術(shù)目前對(duì)防火涂料的常規(guī)檢權(quán)在于外觀、顏色、光澤、粘度、表干時(shí)間、固體含量、硬度、沖擊強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、耐水性等宏觀檢測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)防火涂料性能。將X射線分為析儀、X射線光電子光譜儀、自動(dòng)電子光譜儀、離子微分析儀、富里葉紅外光譜、紫外光譜儀、紅外光譜儀、核磁紅振儀、色差計(jì)、錐形量熱儀、熱分析儀、掃描點(diǎn)鏡現(xiàn)代化儀器用于涂膜性能測(cè)驗(yàn),可深入到內(nèi)部測(cè)驗(yàn)試結(jié)構(gòu)和界面狀態(tài),進(jìn)行微觀控制,對(duì)研究產(chǎn)品的阻染機(jī)理,產(chǎn)品配方的設(shè)計(jì)、研制、改性,產(chǎn)品煙和毒性氣體的釋放、火模型化研究以及高分字產(chǎn)品阻燃的研究、開發(fā)和應(yīng)用具有很大的促進(jìn)作用。

三、防火涂料的發(fā)展方向

防火涂料關(guān)鍵部分是阻燃劑,近年來(lái),阻燃技術(shù)的研究和阻燃產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用已受到各界重視。主要的發(fā)展方向有:

1.開發(fā)多效、高效、低水溶性脫水成炭催化劑和發(fā)泡劑。

2.多種阻燃劑協(xié)同作用合理搭配。

3.環(huán)保型防火涂料

目前保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的呼聲越來(lái)越高,防火涂料也隨著整個(gè)涂料工業(yè)向節(jié)能、底污染、高性能方向發(fā)展。水性涂料由于無(wú)毒安全、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、成為建筑涂料發(fā)展主要方向,也將是涂料品種革的最終歸宿。堅(jiān)持發(fā)展水性防火涂料,盡量減少或避免因生產(chǎn)、施工或燃燒造成環(huán)境污染和人身危害,研制水星膨脹型防火涂料將成為主要發(fā)展方向,同時(shí)著眼與一步提高涂層的耐水性、防火性及裝飾性。

4.膨脹型和非膨脹型防火涂料相結(jié)合

配方中既含有膨脹型組分,又含有較多耐火填料組分,還假如高熔點(diǎn)的無(wú)機(jī)纖維等,使涂料在高溫火焰作用下形成低膨脹率的高強(qiáng)灰化層,確保膨脹涂層長(zhǎng)時(shí)間耐火隔熱而不脫落。例如。LB 鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料就采用無(wú)機(jī)和有機(jī)復(fù)合粘結(jié)劑。而在P――C――N膨脹防火體系中加入新型耐火絕熱材料,起到“晶核”和“鋼筋”的作用。

5.采用輻射交聯(lián)、等離子改性接枝等技術(shù)進(jìn)行高分子材料阻燃改性研究。國(guó)內(nèi)外在阻燃劑方面努力向超細(xì)化、微膠囊化、表面處理、協(xié)同增效復(fù)合化等方面進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。新型鹵系阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)是提取高分子量,改進(jìn)分子結(jié)構(gòu),添加防滴落助劑,提高耐熱性、耐噴霜性、加工性和衛(wèi)生安全性,同時(shí)找尋多溴二苯醚的代用品也將受到重視。

隨著有機(jī)合成材料的大量應(yīng)用,其難燃化問題也日益突出。含鹵素等難燃化的有機(jī)聚合物往往導(dǎo)致材料的物性變劣,使用壽命縮短、價(jià)格提高。采取在其表面涂覆防火涂料的辦法來(lái)進(jìn)行防火保護(hù),不但能保持原來(lái)有機(jī)合成材料的優(yōu)良性能,而且經(jīng)濟(jì)適用。另外,防火涂料在有機(jī)合成材料上的應(yīng)用也有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn):

[1]徐曉楠新一代估計(jì)方法――錐形良量熱儀(CONE)法在材料阻燃研究中的應(yīng)用,中國(guó)安全學(xué),2003.13(1):19-22

第9篇：高分子材料的配方分析范文

 

一、智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成

 

自從1959年世界上第1臺(tái)工業(yè)機(jī)器人由美國(guó)人英格伯格和德沃爾制造成功以后，機(jī)器人經(jīng)歷了由完成簡(jiǎn)單操作功能的機(jī)械手到智能機(jī)器人的變革。目前的智能機(jī)器人已經(jīng)具有了類似人的思維、判斷能力，擁有強(qiáng)大的感知系統(tǒng)，并可以根據(jù)外部環(huán)境的變化實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和自我調(diào)整，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的積累進(jìn)行自我安排，完全獨(dú)立的工作[4]。

 

智能機(jī)器人主要由機(jī)械裝置、信息采集與智能控制等部分組成[5]。機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器人的主體，由基座、手臂、末端執(zhí)行器3大件組成?；话阌山饘俨牧霞庸ぶ圃於?，要求具有一定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，研制強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的材料可以既保證其強(qiáng)度、剛度要求，又降低其質(zhì)量，節(jié)約能源消耗，同時(shí)新型材料的使用使得智能機(jī)器人在較惡劣環(huán)境下工作成為可能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕人類負(fù)擔(dān)。

 

信息的采集主要依賴于傳感技術(shù)，傳感器的使用使得智能機(jī)器人可以像人類一樣擁有“眼睛”、“耳朵”、“鼻子”，對(duì)看到的、聽到的、感受到的、接觸到的環(huán)境信息如溫度、壓力、聲音、障礙物等信息進(jìn)行采集，通過(guò)對(duì)比行動(dòng)的目標(biāo)信息，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、篩選，獲得完成指令所需的信息。而傳感器材料的優(yōu)劣直接影響了傳感器性能的好壞，傳感器材料是智能機(jī)器人智能化的重要支撐。

 

控制部分的功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人接收從傳感器反饋回來(lái)的信息并形成作業(yè)指令以及驅(qū)動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)?？刂萍夹g(shù)是智能機(jī)器人將信息采集與分析、形成行動(dòng)規(guī)范的核心，是智能機(jī)器人完成各項(xiàng)任務(wù)的重要組成部分。而智能控制系統(tǒng)的智能程度與控制器的材料密不可分，也是智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活行動(dòng)、復(fù)雜動(dòng)作等的重要支撐。

 

綜上，智能機(jī)器人的智能化與智能材料的功能化密不可分，智能材料不僅要具備良好的力學(xué)性能，同時(shí)又需要具備一些特殊功能，即能感知所處的內(nèi)外部環(huán)境變化，并能通過(guò)改變自身的物理性能或形狀，從而實(shí)現(xiàn)自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)等功能。智能材料的快速發(fā)展與應(yīng)用促使智能機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)動(dòng)作、對(duì)外界刺激的快速反應(yīng)等方面取得了明顯的進(jìn)步，對(duì)智能機(jī)器人智能化的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮著巨大作用。

 

二、智能材料的發(fā)展

 

智能材料是一種可以利用組織變化或形態(tài)變化反映對(duì)外部環(huán)境刺激的感應(yīng)并匯總成可靠的信息，然后進(jìn)行自我調(diào)整以適應(yīng)外部環(huán)境的刺激的材料。智能材料是高科技材料，代表了材料科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)，是智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的重要手段，是功能材料和結(jié)構(gòu)材料的有機(jī)結(jié)合[6]。智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命，隨著智能材料功能的逐步深入研究，智能材料的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步擴(kuò)大。

 

1.智能材料的特征

 

智能材料的開發(fā)與研究源于仿生材料，因此智能材料系統(tǒng)具有或部分具有生命運(yùn)動(dòng)的一些特征：

 

①傳感功能：即對(duì)外界環(huán)境及其它信息的接受能力，如感知到外界及自身所處的環(huán)境條件，如溫度、載荷、聲音、水壓、障礙物等。

 

②反饋功能：如同人體的神經(jīng)系統(tǒng)，能夠?qū)Σ杉降男畔⑴c設(shè)定指令進(jìn)行對(duì)比與分析，形成合理的判斷并反饋給控制系統(tǒng)。

 

③信息識(shí)別與積累功能：主要是對(duì)采集信息的分辨能力以及匯總和儲(chǔ)存的功能。

 

④響應(yīng)功能：對(duì)接收的信息進(jìn)行判斷與分析后形成初步的行為規(guī)范并指導(dǎo)動(dòng)作過(guò)程。

 

⑤自診斷能力：將系統(tǒng)目前狀況與常規(guī)狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行校正。

 

⑥自修復(fù)能力：對(duì)一些系統(tǒng)損傷或破壞能夠進(jìn)行自我修復(fù)。

 

2.機(jī)器人中智能材料的應(yīng)用

 

一般來(lái)說(shuō)智能材料在機(jī)器人的結(jié)構(gòu)中主要用于基體材料、敏感材料、驅(qū)動(dòng)材料等。

 

(1)基體材料

 

為主要的結(jié)構(gòu)材料，用來(lái)承受一定的載荷，一般以輕質(zhì)材料為主。通常選用高分子材料，不僅密度小、耐腐蝕且具有粘彈性。當(dāng)然一些輕質(zhì)的金屬材料也可用作基體材料。

 

(2)敏感材料

 

敏感材料主要起傳感的作用，采集外界環(huán)境的信息如溫度、壓力、PH值、電磁場(chǎng)等。用得較多的敏感材料有壓電材料、形狀記憶合金、光纖材料、磁致伸縮材料等[7]。

 

(3)驅(qū)動(dòng)材料

 

驅(qū)動(dòng)材料是機(jī)器人能否根據(jù)相應(yīng)指令完成規(guī)定任務(wù)的重要保障，源于其在一定條件下，可產(chǎn)生一定的應(yīng)變和應(yīng)力，常用的有效驅(qū)動(dòng)材料有形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等[8]。

 

綜上，有些材料可以起到多重作用，例如形狀記憶材料、壓電材料既可以作為驅(qū)動(dòng)材料又可以作為敏感材料使用，這為智能材料的設(shè)提供了思路。

 

三、智能材料在智能機(jī)器人中的應(yīng)用

 

1.傳感器材料

 

伴隨材料科學(xué)的發(fā)展，傳感器技術(shù)日益成熟，種類多種多樣，早期常選取半導(dǎo)體材料及陶瓷材料，近年來(lái)由于光導(dǎo)纖維、超導(dǎo)材料的研究開發(fā)，各種傳感器也隨之更新?lián)Q代。例如，較先進(jìn)的紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現(xiàn)代傳感器，選用以硅為基體的半導(dǎo)體材料，利用其易于微型化、多功能化、智能化的特點(diǎn)，借助于半導(dǎo)體光熱探測(cè)儀器的靈敏度高、精度高、非接觸性好的性能特點(diǎn)。陶瓷材料和有機(jī)材料的快速發(fā)展帶動(dòng)了敏感材料的發(fā)展，不斷地優(yōu)化配方，精密調(diào)配原料，經(jīng)高精度成型燒結(jié)，研制成新的敏感材料，用于制成新的傳感器。此外，有機(jī)高分子敏感材料也是頗具應(yīng)用潛力的新型敏感材料，可制成濕敏、光敏、氣敏、熱敏、力敏、生物敏和離子敏等傳感器。

 

另外，可從2方面著手研究提高傳感器的性能，一是采用敏感度更高的感性元件，二是研究新型的檢測(cè)方法以及更加精確的信號(hào)處理方法。例如，日本基恩士公司采用CMOS感光材料制成數(shù)字激光傳感器，測(cè)量精度可達(dá)0.5mm，且表面材質(zhì)對(duì)其基本沒有影響，智能機(jī)器人對(duì)目標(biāo)物體的定位更加精準(zhǔn)[9];導(dǎo)電橡膠的電阻也會(huì)隨壓力的變化而變化，因此也常用來(lái)作為觸覺傳感器的敏感材料[5];擬人化皮膚傳感器利用一種具有壓電和熱釋電性的高分子材料研制而成 [5]。利用高分子凝膠、合金材料等制成的力傳感器可以很好地模擬生物體的運(yùn)動(dòng)功能提高機(jī)器人抓取動(dòng)作的靈活性。

 

2.形狀記憶合金

 

形狀記憶合金(SMA)通過(guò)檢測(cè)外界環(huán)境如溫度或位移的變化，從而將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，如果能夠很好地控制加熱或冷卻，即可獲得重復(fù)性很好的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作。用形狀記憶合金制作的熱機(jī)械動(dòng)作元件具有體積小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著形狀記憶合金的產(chǎn)業(yè)化，該材料的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯出來(lái)，越來(lái)越多地被應(yīng)用到智能機(jī)器人的某些零部件中。如用形狀記憶合金可制作成機(jī)器人手足、觸覺傳感器、機(jī)器人元件控制器及筋骨動(dòng)作控制等。早在 1986年，日本生產(chǎn)的機(jī)器人中就采用了形狀記憶合金，可見日本很早就開始了這方面的研究。目前日本關(guān)于形狀記憶合金應(yīng)用于智能機(jī)器人的研究較成功，走在世界的前沿。有報(bào)道稱日本成功將形狀記憶合金應(yīng)用到海底機(jī)器人和微型機(jī)器中，所研發(fā)的一款深海機(jī)器人，可以自動(dòng)勘探包括鈷在內(nèi)的海底稀有金屬資源 [10]。

 

形狀記憶材料的一個(gè)特點(diǎn)就是動(dòng)作柔和，被用在某些需要進(jìn)行力量控制的智能機(jī)器人上。例如智能機(jī)器人夾持器，它是機(jī)器人末端執(zhí)行器之一，一般由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成，是機(jī)器人結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分。用來(lái)直接抓取和握持工件，以達(dá)到約束被夾持工件的自由度，而對(duì)其進(jìn)行位置控制的目的。作為電驅(qū)動(dòng)器，可替代電磁螺線管、伺服馬達(dá)、液壓或氣動(dòng)裝置，SMA驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)噪音、成本低。SMA驅(qū)動(dòng)器往往設(shè)計(jì)成偏動(dòng)式和差動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器，這類元件尤其適用于可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

 

形狀記記合金還可作為驅(qū)動(dòng)元件應(yīng)用到智能機(jī)器人中，如形狀記憶合金電機(jī)(SMAA)。溫度升高時(shí)，SMA材料發(fā)生形狀回復(fù)，溫度降低時(shí)形狀保持不變，借助于輔助元件，將電機(jī)形狀變化轉(zhuǎn)變成位移的變化，可見通過(guò)合理控制溫度的升高或降低，SMAA可將熱能(溫度的變化)轉(zhuǎn)變成機(jī)械能(位移的變化)。同時(shí)若再輔以一定的偏動(dòng)或差動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)。SMAA結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、易于控制;尺寸較小，易于實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的微型化;動(dòng)作連續(xù)可控，易于模仿人類的手臂;同時(shí)受溫度及惡劣環(huán)境的影響較小;環(huán)保無(wú)污染。形狀記記合金的主要研究方向著眼于從機(jī)械手、機(jī)器人關(guān)節(jié)、手爪的驅(qū)動(dòng)等。

 

3.壓電材料

 

當(dāng)前，智能機(jī)器人可以通過(guò)“壓電效應(yīng)”把壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而讓機(jī)器人可以產(chǎn)生觸覺。目前已經(jīng)投入應(yīng)用的新型壓電材料主要有壓電半導(dǎo)體和有機(jī)高分子材料。

 

(1)壓電半導(dǎo)體

 

有些晶體既具有半導(dǎo)體特性又具有壓電特性，如硫化鋅、氧化鋅、硫化鎬、砷化鈣等。利用其壓電特性可加工成傳感器，半導(dǎo)體特性可加工成電子器件，如果將2者結(jié)合，則可以實(shí)現(xiàn)組件與線路的一體化，制成新型集成壓電傳感器。

 

(2)有機(jī)高分子壓電材料

 

一些有機(jī)高分子聚合物，經(jīng)延展拉伸和電極化后所形成的高分子薄膜具有壓電性，如聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等。獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕柔軟、抗扯強(qiáng)度高、耐沖擊。另外，在高分子化合物中摻雜壓電陶瓷鋯鈦酸鉛或鈦酸鋇制成的高分子壓電薄膜。

 

4.磁致伸縮材料

 

所謂磁致伸縮材料是指材料在交變磁場(chǎng)的作用下，一方面會(huì)發(fā)生長(zhǎng)度的變化，進(jìn)而產(chǎn)生位移，從而將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能;若產(chǎn)生反復(fù)伸長(zhǎng)或縮短也即振動(dòng)，也可將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。另一方面，該材料若受到拉深、壓縮力的作用改變了其長(zhǎng)度，則材料內(nèi)部磁通密度也因此發(fā)生相應(yīng)變化，從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。故此為能量與信息轉(zhuǎn)換的功能材料?？蓪⒋颂匦杂糜谥悄軝C(jī)器人進(jìn)行海洋探測(cè)。

 

四、結(jié)語(yǔ)

 

智能機(jī)器人的時(shí)代已經(jīng)開啟，我們夢(mèng)寐以求的智能時(shí)代正一步步向我們走來(lái)。我們渴望智能機(jī)器人可以擁有比人類更聰明的大腦，更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?、判斷?fù)雜外界環(huán)境的能力，擁有更堅(jiān)實(shí)的“身體”，更靈活的步伐。而智能機(jī)器人智能的提升離不開機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、人工智能、系統(tǒng)工程、材料學(xué)等多學(xué)科的發(fā)展，其中智能材料的作用功不可沒。如人造皮膚智能材料，不僅可以清晰地分辨出外部環(huán)境的細(xì)微變化如溫度、熱流及各種應(yīng)力大小的變化等，對(duì)于表面的一些狀況如粗糙度、摩擦力等也能夠很好地進(jìn)行區(qū)分。智能材料的設(shè)計(jì)、制造、加工等均涉及到了材料學(xué)的最前沿技術(shù)，有待科學(xué)工作者的不斷深入研究與探索。盡管如此，隨著科技發(fā)展相信會(huì)有越來(lái)越多的智能材料應(yīng)用到智能機(jī)器人中，智能機(jī)器人的智能化程度越來(lái)越高，在各行各業(yè)中都可以看到智能機(jī)器人的身影，智能機(jī)器人得到產(chǎn)業(yè)化、批量化的生產(chǎn)。