天然高分子材料的優點精選(九篇)

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第1篇：天然高分子材料的優點范文

高分子材料：以高分子化合物為基礎的材料，高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網狀時，這種高分子由于一般都不是平面結構而是立體結構，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結構特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個結構單元組成，高分子鏈結構和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態結構形成了高分子材料的特殊結構。

因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結構特征(如同分異構體、幾何結構、旋轉異構)外，還具有許多特殊的結構特征。高分子結構通常分為鏈結構和聚集態結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子的結構和形態，所以鏈結構又可分為近程和遠程結構。近程結構屬于化學結構，也稱一級結構，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結構單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的尺寸、形態，鏈的柔順性以及分子在環境中的構象，也稱二級結構。聚集態結構是指高聚物材料整體的內部結構，包括晶體結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構等有關高聚物材料中分子的堆積情況，統稱為三級結構。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數塑料質輕，化學性穩定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩定性差，容易變形；⑧多數塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結構基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。

塑料的應用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂的新概念基于透明靈活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發的原型總共配備了四個靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關閉。導軌用于連接薄板部件，形成一個牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透明的管子沿車頂結構中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調節折疊薄板。這樣可以形成三維立體結構，組件比平坦的薄板更加牢固。同時也大大降低了單個組件的數量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結構：纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（C6H10O5）；相對分子質量從幾十萬至百萬；屬于天然有機高分子化合物；纖維素結構與淀粉不同，故性質有差異。

第2篇：天然高分子材料的優點范文

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?，F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.

第3篇：天然高分子材料的優點范文

關鍵詞：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

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”?！鞍咨廴尽奔仁且环N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.

第4篇：天然高分子材料的優點范文

關鍵詞:綠色化學;高分子;設計實驗

高分子化學是一門實用性和實驗性都很強的學科,是化學、化工、材料等專業必須修讀的基礎課程,與原有的四大化學并列,成為第五大化學。高分子材料已深入到人類生活和生產的每個角落。

高分子化學教學過程中發現,在實驗內容等方面存在一定的局限性和不足之處,其完善需要經歷一個不斷實踐和更新論證的過程。將高分子實驗課中聚合物的分子設計、合成、加工和測試等實驗內容有機結合,組成一門高分子科學實驗課程,是高分子教學改革的必然趨勢。

一、高分子設計實驗課開設的必要性

廊坊師范學院化學與材料科學學院材料化學專業的高分子化學實驗于2008年開設以來,由本專業教師在部分科研成果及其他院校高分子化學專業實驗教學資料和經驗的基礎上,對設計實驗的內容進行了設定。高分子設計實驗的開設,為學生專業實驗技能的培訓、動手能力的培養以及思維創造力的提高等方面起到了積極的促進作用。

設計性實驗是指給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案,并加以實現的實驗。設計性實驗有利于培養學生的實踐能力,提高學生探索新問題的興趣、研究問題的綜合能力。開設設計性實驗時,要注意緊緊圍繞學生的綜合能力、初步設計能力及創新意識培養這一目標,注意與課程設計、課外科技活動、集中的綜合訓練相結合。

傳統實驗在與理論教學的配合上,是教師根據教學的一般規律或實驗內容安排的,而不是學生根據各自學習中的需要或進一步探索的興趣所確定的,無法體現個性的發展。驗證性實驗一般是前人做過的,經過精簡提煉,專門為教學而設計的實驗,實驗沒有次要的實驗現象的干擾,這對學生今后從事科學研究和對新事物的探索非常不利。在高校中開設設計性實驗,營造培養學生創造性思維能力的環境是非常必要的,有利于提高學生的綜合素質和創新能力。

二、注意培養綠色環保和可持續發展意識

1.綠色化學的核心內容

綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學,是指設計和生產中,使用沒有或者盡可能小的產生環境副作用的化學品。綠色化學的核心內容主要體現在:第一是減量,即減少三廢排放;第二是重復使用,如催化劑、載體等;第三是回收,可以有效地實現省資源、少污染、減成本的要求;第四是再生,是節省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染嚴重的原料,這是杜絕污染的最根本方法。

開發新型的、可生物降解的高分子材料,解決“白色污染”問題;以及充分應用可再生資源,即:采用可再生資源做化學化工原料,是綠色化學的重要任務和方向。眾所周知,“白色污染”是當今社會的一大公害,塑料作為合成高分子材料,具有性能多樣、用途廣泛和價格優廉的優點,已成為人類生產和生活中不可缺少的一種材料。然而,廢棄塑料造成很大的環境污染。在實驗教學中,應注重強調高分子材料的環境同化,高分子材料的循環和再生技術,探索高分子材料與生態環境的相互影響,實現高分子材料與生態環境的和諧等內容。

2.綠色化學的重要指標

綠色化學的一個重要指標是原子利用率,其定義為:期望產品的摩爾質量占化學方程式中按計量所得物質的摩爾質量的比值。高分子材料的制備包括單體的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前兩步都有一個原子利用率的問題。要實現綠色化,只有在合成中提高原子利用率,才會真正減少廢物的生成。

綠色化學的理想是指:不使用有毒有害的物質,不產生有毒有害的廢棄物,不使用對環境有害的落后化學工藝。其目的是把現有的化學和化工生產的技術路線從“先污染,后治理”改為“從源頭上根除污染”。

3.開設小量、半微量實驗

有關綠色化學的教育才剛剛起步,國內大多數學校尚未涉足。現有的化學實驗課程的教學內容難以體現綠色化學思想,不少實驗仍大量使用有毒有害藥品,產生大量的“三廢”,對微型化學實驗研究推廣不夠。

傳統的常量實驗藥品用量大,導致教學經費投入大、資源利用率低、環境污染嚴重等。可以在某些實驗開設小量、半微量實驗。這些小量、半微量實驗對學生實驗技能、實驗的準確性和精密度等都提出了更高的要求。

綠色環保和可持續發展已成為企業生產和發展必須考慮的因素。在設計專業實驗時,盡可能地采用專業、簡單高效的實驗路線,教師在講授時將其他生產過程和工藝進行對比,強調整個實驗過程的經濟性和環保效益,讓學生充分體會到增強環保意識和可持續發展對社會經濟發展的重要性。通過給學生灌輸環保和可持續發展的理念,為學生今后生產設計和研究開發等工作提供一個基本的思想準則。

三、將科研與實驗教學結合起來,開發應用型實驗

1.將廢舊高分子的綜合利用作為設計實驗內容

高分子化學是一門應用性很強的化學基礎學科,是材料化學專業的重要專業基礎課,對于材料化學專業的學生,學習高分子化學不僅要全面掌握高分子化學的理論知識,更重要的是要學會高分子的實驗方法以及在實際中的應用。我們從廢舊高分子的綜合利用出發,探討科研成果轉化為高分子設計實驗的研究與實踐。

廢舊高分子材料的綜合利用是綠色化學的重要組成部分,它將對減少環境污染具有重要的實際意義,同時又能獲得有價值的工業原料,對能源的再利用具有一定的意義。在我們的教學實踐中,在已經具備的課題組成員大量前期科研成果基礎上,對廢舊聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、廢舊聚氨酯和聚酯進行再利用研究。設計實驗的內容包括對控制反應的幾個因素:升溫速度、溫度、催化劑種類與用量、反應時間等進行優選。這類設計實驗的開設使學生對綠色化學的概念有一個深入理解,使學生增強環保意識、掌握廢舊高分子材料的綜合利用方法,對從實際出發鍛煉自身科研能力有重要意義。

在高分子實驗教學中,適時引入“降解”這一高分子學科中的重要概念,并適當介紹高分子降解中的一些問題,如生物、光、輻射、熱、機械及化學等因素引起的降解規律,并介紹相關高分子的設計方法。也就是讓學生正面理解“聚合”的同時,也從反面理解了“降解與解聚”,這樣就形成了一個完整的教學體系。

2.將天然可降解高分子作為設計實驗內容

目前對付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚燒為主,還有再生利用。再生利用的費用較高,難以推廣,最好的方法是開發能夠降解的環境友好材料。這種材料能夠在環境條件下分解成能納入自然生態循環的小分子物質。現在一般以淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖等天然多糖為原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),這類制品可以生物降解,最終轉化為二氧化碳和水,納入生態良性循環。

高分子設計實驗中可以開發一些能聯系實際生活的應用型實驗,將教師的科研工作與實驗教學緊密聯系起來,體現出高分子科學實驗的實用價值,能強烈地激發學生的創造性。

基于此,在高分子設計實驗中我們增加了“從蝦殼蟹殼制備甲殼素和殼聚糖并用于工業廢水的凈化”,本設計實驗是從綠色高分子角度出發,將回收的蝦殼蟹殼經水洗、稀酸浸泡、稀堿浸泡等方法先制備甲殼素,然后用堿煮的方法將制得的甲殼素進行脫乙酰化,制備出殼聚糖初產品,再用沉淀法進行純化得殼聚糖純品。將殼聚糖純品分別進行脫乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的測定。將得到的甲殼素和殼聚糖用于工業廢水中重金屬離子和有機酸的吸附分離。

四、培養學生綠色化學思想和對高分子實驗的興趣

興趣是學習的最大動力,學生只有具有了學習興趣,才會主動花時間和精力鉆研所學的內容。目前,實驗課幾乎全部是程式化過程,教師總是先講解實驗原理、操作步驟、注意事項等,學生被動地聽,不去思考,機械地完成每一步操作,為實驗而實驗。實驗帶給學生的不是學習的興趣,更不用說培養思考能力和興趣了。因此,在課程實驗教學階段,通過質疑引思、舉例與聯想、歸納總結、啟發式教學等方法來實現開拓創新。

第5篇：天然高分子材料的優點范文

[關鍵詞]納米藥物載體；中藥制劑；應用

中圖分類號：U284.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）01-0356-01

一般情況下，納米藥物載體最小粒徑是10nm，而最大粒徑是1000nm，粒徑在這期間的都可以稱之為納米藥物載體。其有不同的制備工藝，所應用的材料也不同，因此各類納米藥物載體在中藥制劑研發中所起到的作用也稍有差異。納米藥物載體的應用具有很多的優勢，比如對制劑的穩定性有一定作用，同時也有助于提高口服生物的利用度。除此之外，載體材料能夠進行生物講解，沒有任何的毒性，即使存在著毒性，也不會對藥物產生過大的影響。

一、聚氰基丙烯酸脂毫微粒

此種納米藥物載體主要是由合成高分子材料構成，該合成高分子具備生物降解的功能。此種納米藥物載體最大的優勢就是能夠使得藥物制劑更具靶向性。大量的研究表明，聚氰基丙烯酸脂毫微粒的粒徑對藥物的制劑的靶向性有著直接的關系，如果粒徑沒有超過300nm，則其會在肝臟以及淋巴系統中聚集。此種納米藥物載體能夠通過兩種方法來制備，第一種是乳化聚合法，此種方法得到了聚氰基丙烯酸脂毫微粒，粒徑通常都在200nm上下，如果在其中適當的添加非離子表明活性劑，則其粒徑會明顯的減少，達到30-40nm。乳化聚合法來制備聚氰基丙烯酸脂毫微粒具有非常多的優勢，比如制備工藝十分簡單，能夠進行大規模的工業生產，但是對于酸性而且不穩定的藥物來說，其包封具有一定的難度。第二種制備方法是級界面聚合法，此種制備方法利于包封，尤其是脂溶性藥物，并且具有非常高的載藥量。

某學者等選用聚氰基丙烯酸正丁酯為載體材料，用乳化聚合法分別制備了氧化苦參堿聚氰基丙烯酸酯毫微粒及蕨麻素聚氰基丙烯酸酯毫微粒，制劑學性質顯示平均粒徑為100～200nm，氧化苦參堿毫微粒的包封率達87%，蕨麻素毫微粒的包封率達82%；體內評價結果表明：氧化苦參堿毫微粒及蕨麻素毫微?？蓪⑺幬锇邢蚋闻K，增加靶器官肝臟內的藥物濃度，提高治療指數。

二、白蛋白毫微粒

此種納米藥物載體主要是由天然的高分子材料構成，其優勢是具有穩定的化學性質，幾乎沒有任何的毒性，對身體的刺激性也比較低，不存在抗原體，除此之外，其生物相容性以及降解性都非常好。白蛋白毫微粒具有靶向以及緩釋的功能。與聚氰基丙烯酸脂毫微粒相比，白蛋白的制備方法非常多，其中比較常見的有丙酮、噴霧干燥法等。

葫蘆素β是一種脂溶性極強的中草藥提取成分，具有較強抗腫瘤活性，為了提高其生物利用度，王寧等采用高壓乳化法制備了葫蘆素β的人血清白蛋白毫微粒，用高效液相色譜法測定了葫蘆素B人血清白蛋白毫微粒中藥物的含量。2005年由某公司開發的注射用紫杉醇白蛋白納米粒懸浮液經FDA批準上市，用于轉移性乳腺癌聯合化療失敗后或輔助化療6個月內復發的乳腺癌。該藥應用人血白蛋白作為載體，形成130nm大小的紫杉醇顆粒。由于采用納米技術，不含有毒溶媒，可以大大減少過敏反應、縮短給藥時間，臨床研究證明該藥較傳統紫杉醇類藥物具有療效高、毒性低的優勢。

三、聚乳類毫微粒

此種納米藥物載體主要是由合成高分子材料構成，其具有生物可講解的功能，同時還具有生物相溶性，將其作為藥物載體來進行中藥的制備，有利于實現靶向給藥。目前聚乳類毫微粒已經被應用在PLA、PGA、PELA的制備中。聚乳酸類毫微粒的制備通常采用乳化溶劑揮發法？鹽析法？復乳法等，其中乳化溶劑揮發法最常用。聚乳類毫微粒除了具備毫微粒載體的優點外，還具有對親脂性藥物有足夠的載藥能力，通過改進工藝，也可包封親水性藥物的特點。

某學者等采用改良的自乳化溶劑蒸發法制備雷公藤甲素聚乳酸毫微粒，考察了各工藝因素對毫微粒粒徑？包封率和載藥量的影響，通過透射電鏡？動態激光粒度分析儀？傅里葉紅外光譜及X射線粉末衍射初步研究了其載藥性能，結果表明：雷公藤甲素聚乳酸毫微粒形態光滑規整，粒徑分布均勻，包封率為74.27%，載藥量為1.36%。某學者等制備了聯結有小麥胚芽凝集素的異丙基肉豆蔻酸酯納米粒。通過兩步碳化二亞胺法，WGA被聯結在IPM-紫杉醇-PLGA納米粒（NP）上，WIT-NP平均粒徑為331nm，Zate電位為-4.3mV，收率66%，紫杉醇包封率為61%。由于WGA受體介導細胞內吞作用和IPM促進紫杉醇從納米粒中釋放的雙重影響，WIT-NP用于紫杉醇肺部給藥，表現出更強的細胞毒性。

四、脂質納米粒

脂質納米粒是一種以體內可降解的天然或合成脂質材料為載體基質制成的納米粒。LN兼具了脂質體？脂肪乳？聚合物納米粒的優點，可替代脂質體？脂肪乳？聚合物納米粒，是一種極有發展前景的新一代毫微粒載體。脂質納米粒的制備方法主要有高壓勻質法？薄膜-超聲分散法？乳化-分散法？溶劑乳化法？薄膜乳化-高壓均質法等。

某學者以硬脂酸作為藥物載體材料，用乳化蒸發法制備了丹參酮ⅡA固體脂質納米粒，測得其平均粒徑為119.7nm，Zeta電位為-31.6mV，載藥量為3.8%，包封率為87.7%；大鼠體內吸收研究表明：丹參ⅡA固體脂質納米粒大鼠小腸吸收優于丹參酮ⅡA溶液。還有學者以山榆酸甘油酯為載藥材料，分別采用熱融-勻質法和冷壓-勻質法制備水飛薊素固體脂質納米?？诜?，并使用膜濾法和凝膠柱色譜法對不同方法制備的水飛薊素固體脂質納米粒的載藥機制進行了研究。有學者采用薄膜乳化-高壓均質法制備水飛薊賓（SLB）脂質納米乳，經冷凍干燥處理，制成前體脂質納米粒。該制劑為凍干粉，性質穩定，水中再分散性好，水中溶解后，平均粒徑為296.4nm，小鼠尾靜脈注射，與對照制劑相比，脂質納米粒可顯著增加SLB在肝臟中的藥物濃度，在相同時間點SLB脂質納米粒組肝臟的藥物濃度高于對照組，表明水飛薊賓脂質納米粒具有顯著的肝臟靶向性。

五、結語

綜上所述，可知納米藥物載體會成為中藥制劑研發應用的主力藥物載體，由于其優勢明顯，因此備受制劑學界的關注。納米藥物載體在中藥制劑研發中的應用，既有利于中我國中藥劑型的有效改良，同時也能夠充分發揮中藥的藥效。中藥制劑要想邁向現代化，納米藥物載體是不可缺少的一個藥物載體。但是因為我國的中藥體系十分復雜，納米藥物載體在應用的過程中還有比較多的問題，因此此種藥物載體在我國的中藥制劑中還未得到大范圍的應用，僅僅處于起步階段，需要中藥制劑研究者付出更大的努力。、

參考文獻

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[2] 金麗霞. 納米藥物載體的研究及臨床應用[J]. 中國組織工程研究與臨床康復. 2010（08）

[3] 黃紅娜，張丹參，張力，丁杰. 納米藥物載體系統的研究[J]. 河北北方學院學報（醫學版）. 2010（02）

第6篇：天然高分子材料的優點范文

我國有著悠久的漁業歷史，早在原始人類前期人們就已經開始漁業行為，主要以采集扇貝和捕撈淺水魚類為主。商朝時期漁業已經在農牧經濟中占有一定地位，那時已經出現了簡易的網具，網線材料大都是棉、馬尼拉麻（白棕）、西沙爾麻（劍麻）、大麻、亞麻、黃麻等天然植物纖維以及毛發、蠶絲等動物纖維。漁業中曾經用蠶絲制造過刺網，由于其價格高昂，故不適用于制造漁具。 

改革開放以來隨著國家大力發展生產，我國漁業迎來了前所未有的高峰期。各式各樣的網具在時代背景下應用而生，各種大型網具在我國陸續投入生產，棉、麻等天然植物纖維制成的網線已經不能滿足生產的需要，我國開始從國外引進各種化工合成纖維，50年代末開始引進PA復絲制作拖網片，且隨著我國合纖材料生產的工業化，至80年代漁業中合成纖維完全取代了天然纖維。這些化工合成纖維較之以前天然植物纖維制成的網具在濕態下有更高的斷裂強度和結節強度，并具備更高的抗腐性和耐磨性，提高了網具的荷重能力和使用壽命，這些化工合成纖維的引入生產為我國漁業發展做出了較大貢獻。 

2.當前我國網具材料的使用現狀 

目前我國漁業中使用的合成纖維主要有以下7種：聚酰胺（Polyamid，PA）、聚酯（Polyester，PES）、聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）和聚偏二氯乙烯（Polyvinylidene chlorid，PVD），以聚酰胺類、聚乙烯類、聚乙烯醇類和聚酯類的使用最為普遍。這些合成纖維制造的漁具能長期浸泡在水中或處于潮濕狀態而不致因腐爛而遭到破壞，漁具就不需防腐處理和定期暴曬，大大節省勞動消耗和經濟開支。此外合成纖維還具有較好的物理和機械性能，從而也會提高漁具的漁獲能力和使用壽命，其強度較之植物纖維要大1.5-3倍，吸水量比植物纖維要小1/2-3/4，所以用它制成漁具的漁獲率也遠較植物纖維高。 

隨著科技的發展，生態漁業漸漸被人們所接受，這些普通合成纖維已經不適應當代漁業的發展，其弊端已經成為制約我國漁業發展的主要因素，如自然分解周期太長，廢棄的漁具往往會給海洋環境帶來很大的污染，抗光性差和打結及濕態下強力降低，此外其強度和抗腐蝕性能也已經遠遠滿足不了人們的需求。因此，可降解高分子網具材料等高新材料的研究和應用到漁業中已經成為世界漁業發展的必然趨勢。 

3.當前世界高新網具材料的研究情況 

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。 

3.1 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。 

3.2 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。

      3.3 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。 

4.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。 

第7篇：天然高分子材料的優點范文

關鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料這種材料已經廣泛應用到國民經濟各部門以及人民日常生活等各個領域。但是塑料這種材料在自然環境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產量的增加，因此導致了嚴重的環境污染問題。傳統的處理技術（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。

一、可降解塑料的定義

可降解塑料雖然至今在世界上沒有統一的標準化定義，但是美國材料試驗協會（ASTM）在通過研究相關術語的標準對其定義：在特定的環境下，其化學機構發生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。

二、降解塑料的分類及降解機理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發生自由基氧化鏈反應以及光引發斷鏈反應，從而降解成對環境安全無害的低分子量化合物。

其中通過共聚反應在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調節感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現工業化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導，將它添加到塑料中可以引發并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。

降解塑料向深層發展的一個標準是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導期內力學性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標準就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。

2.生物降解塑料

在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉基因生物生產型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發現，酶在塑料水解、氧化的過程中發揮著極其重要的作用，是生物降解的實質。酶會導致主鏈斷裂，從而相應的降低相對分子質量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。

生物降解必須滿足三個條件，經歷三個階段。

條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。

擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養基的存在。

適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。

三個階段為：

初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結構發生變化，使原材料分子的完整性被破壞。

環境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。

最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學反應：

物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。

化學作用――微生物在破壞中會產生某些化學物質，起到化學作用。

酶直接作用――本質為蛋白質的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應活化能，以此來加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復合效果。含有多種化學物質而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應用于吹塑制成可控降解地膜，在應用過程中發現，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學性能，還具備可控性好、誘導期穩定等優點。

目前，光-生物降解塑料處理工藝的關鍵是淀粉的細化很熱結構水的脫除，處理設備復雜，因此產品的質量難以控制。由于其設備的投資需要的資金大，復雜的工藝以及缺少該方面的人才技術人員，導致其市場化、產業化的發展步履維艱。

總結：

近年來在國內外，可降解塑料的開發與研究已取得了一定進展，但是其技術有待進一步優化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統一的定義，也缺乏確切的評價，識別標志、產品檢測沒有完整的體系導致市場混亂。

從長遠發展的角度看，當代人們的環保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當前相對較成熟的是光降解塑料技術，生物降解技術由于其處在發展階段，因此是開發的熱點，光-生物降解技術則是主要開發方向之一。

參考文獻：

[1]裴曉林；應用基因組改組技術選育L-乳酸高產菌株及其發酵工藝研究[D]；吉林大學；2007年.

第8篇：天然高分子材料的優點范文

【關鍵詞】濕陷性黃土; 地基處理; 強夯; 化學加固; 夯擊固化法; DDC法

【 abstract 】 this paper through the chemical material reinforced loess test and access relevant information analysis the collapsible loess foundation treatment technology progress. At present dynamic compaction method is comparatively mature technology, and the cost is lower, but after the dynamic compaction of loess foundation has not resistant to water ability; Polymer materials with high strength of curing foundation, after curing of the loess foundation better water stability, but the cost is higher; The advantages of the DDC method is: reduce project cost, material saving, saving cultivated land, and protect the ecological environment, etc.

【 keywords 】 collapsible loess; Foundation treatment; The dynamic compaction; Chemical reinforcement; Ram and curing method; DDC method

中圖分類號：TU433 文獻標識碼：A文章編號：

引言

在我國的華北、西北地區廣泛分布著濕陷性黃土，它們屬于非飽和的欠壓密土，具有高壓縮性、濕陷性、較小的干密度和較大的孔隙率等特性，而且在自重壓力和附加壓力作用下濕陷性黃土受水浸濕后結構會迅速的被破壞，從而發生顯著的下沉現象。因為含水量的增加會影響土體的力學性質,使地基的承載力降低，所以對于濕陷性黃土的地基中選擇經濟合理的、可行的地基處理方法顯得十分重要。

一般濕陷性黃土的強度較低，而壓縮性較高。濕陷性黃土在土體自重應力或者自重應力和外部附加應力共同作用下, 受水浸濕之后強度會迅速的降低。如果土體中殘余的結構強度不能夠抵抗土體中的結構應力, 土體結構就會迅速的被破壞，同時會產生明顯的附加沉降。由于受水浸濕具有不確定性，因此土體濕陷對工程建設會產生很大的危害，要確保在正確掌握場地工程地質特性的基礎上,嚴格按國家現行規范進行濕陷性黃土的地基處理。

一、濕陷性黃土及地基處理

之前我國已經對黃土方面進行了很多的研究，因為其特殊性質以及分布的地域變化。上個世紀50年代以來，很多學者已經對黃土地區的濕陷性問題引起重視，對其地基處理技術及工程性質作了大量的研究,尤其是對黃土的濕陷機理、沖擊壓實法、強夯法等的研究和實踐。

（1）濕陷性黃土的特性。

①濕陷性黃土的分布及性質

濕陷性黃土在我國主要分布在東經102°-114°、北緯34°-45°之間的黃河中游地區，該地區可以分為7個區和多個亞區, 不同區域的黃土有著不同的特征，差異主要表現在濕陷性黃土的厚度、物理力學性質等方面。

②黃土濕陷產生的原因、影響因素及評價。

由于黃土濕陷現象是一個復雜的物理、化學變化過程，所以對于黃土產生濕陷的機理有著很多不同的觀點，至今還沒有任何假說可以準確的解釋黃土濕陷的所有現象。黃土產生濕陷的原因是多方面的，內在的原因主要是包括顆粒組成、化學成分、礦物成分在內的黃土的物質成分以及結構特征(以粉粒為骨架的多孔結構,架空孔隙的存在)；產生濕陷的外部條件是在一定壓力下受水浸濕。所以黃土濕陷性強弱及結構特點受到黃土中的粘粒含量的多少、成分、膠結物含量以及顆粒的組成與分布影響；黃土架空孔隙的存在、所含鹽類類型及多少、含水量、土體天然孔隙比、所受壓力也會影響黃土的濕陷性。

（2）濕陷性黃土地基處理要求和處理技術

①根據黃土地區建筑物的重要性將其進行分類。根據施工的安全性、經濟性以及科學合理性, 對不同類別的建筑物提出不同的地基處理要求以及相應的防水措施要求和建筑措施。如果地基的壓縮變形、濕陷變形或者承載力不能滿足設計的要求，就要根據地基土質條件、等級、濕陷類型和建筑物類別等, 在濕陷性黃土層內或者地基壓縮層內采取適當的處理措施。

②地基處理技術

根據工程地質學知識,可以采用多種方法對黃土進行加固處理,改善它的工程性質。方法主要分為機械(物理)處理和化學加固。目前國內外采用的濕陷性黃土地基處理方法有強夯、重錘表層夯實、熱處理、水下爆破、擠密樁、墊層、預浸水、化學加固、樁基礎等。在我國用的比較多的方法是重錘表層夯實、土樁擠密、土墊層和樁基礎，這些方法使用的經驗也比較豐富。近些年研究和推廣比較多的方法是強夯法和沖擊壓實法等。沖擊壓實法、強夯法、孔內深層強夯法等已經廣泛用于處理高速公路濕陷性黃土地基、路基，而且取得了不錯的成果。黃土的化學加固法比較方便和快速,所以人們也已經接受這種方法。

二、強夯法

強夯法即是將質量為10 t-40 t的夯錘反復提到一定高度，然后使其自由落下，落距一般為10 m-40 m,借此給地基沖擊和振動能量，以此來提高地基的承載力，降低地基的壓縮性,很好的改善地基的性能。強夯法產生的沖擊能量很大, 可以使深層土體產生沖切變形,從而使地基密實。所以強夯法屬于深層動力密實法的一種，它可以提高地基承載力以及消除較深層黃土的濕陷性。

①確定承載力。使用的單擊夯擊能一般能夠達到1 000 kN·m-4 000 KN·m。②確定施工參數。為了能夠選取合理的夯擊能、夯擊點的平面布置形狀、夯點的最佳夯擊次數、夯擊點間距等施工參數，施工前必須進行試夯。③確定單擊夯擊能。通常都是根據消除濕陷性黃土層的有效深度來確定強夯法的單擊夯擊能。④檢測強夯的效果。在強夯有效加固深度范圍內, 每隔0.5 m取Ⅰ級土樣進行室內試驗,檢測土的干密度、濕陷系數、孔隙比、壓縮模量等指標,檢測的濕陷系數不應該大于0.015。

三、夯擊固化新方法

通過強夯法處理過的黃土地基在動力特性、抗水性、抗震性能等方面有缺陷，所以要同時采取防水和排水工程措施，而且要嚴格控制處理土層中的含水量。黃土抗水性變強是高分子材料固化黃土最大的優點，然而它的成本比較高。如果將強夯法和高分子材料固化相結合，也就是濕陷性黃土深部用強夯處理, 然后將適量高分子材料噴灑在強夯后的表層松土上，再進行攪拌夯實,這樣結合的對濕陷性黃土地基進行處理,可以消除黃土的濕陷性、震陷性和液化勢。一方面降低了地基全部采用化學固化處理的高成本，另一方面還提高黃土地基處理效果。

四、化學加固法與高分子材料SH固化黃土

在黃體中注入硅酸鈉、丙烯酰銨、氫氧化鈉、氯化鈣、鉻木素紙漿廢液以及水泥漿等,靠溶液本身或溶液與土中化學成分產生化學反應,生成凝膠,使松散的黃土膠結成為整體,這種方法即是化學加固法。這種方法可以消除濕陷性,提高黃土的強度,降低透水性,從而可以較好的處理地基。在建筑工程部門化學加固法通常采用是以水玻璃材料為主的單液、雙液和以燒堿作原料的氫氧化鈉溶液加固法。

五、DDC法

DDC法是深層地基處理的一種新型方法。這種方法是先成孔到預定的深度,然后邊填料邊強夯或者自下而上分層填料強夯，因此可以形成高承載力的密實樁體和強力擠密的樁間土。這種方法的優點是降低工程造價、節約耕地、節約材料、保護生態環境等。

六、結束語

要想創建濕陷性黃土地基處理新方法就必須依靠理論方法和系統研究。目前應該加緊開展前期的準備工作，可以在現場采集黃土地基加固處理試樣以及在室內制作多種加固體,反復的進行試驗、分析，研究夯擊固化黃土的機理等。

參考文獻

[1]王巖.強夯法在路基濕陷性黃土地基處理中的應用[J].黑龍江交通科技.2011,(6).

第9篇：天然高分子材料的優點范文

（黑龍江職業學院 150111）

摘要：DNA疫苗是一種或多種抗原編碼基因克隆到真核表達載體上，將構建的重組質粒直接注入到體內而激活機體免疫系統，被稱為DNA免疫。研制高效的 DNA 疫苗載體，提高 DNA 疫苗轉染效率，降低給藥劑量是DNA 疫苗研究中亟需攻克的難題。本文對國內外相關研究分析得出聚DEAE?葡聚糖和κ?卡拉膠微囊作為DNA疫苗載體是可行的。

關鍵詞 ：DNA載體；聚DEAE葡聚糖；κ?卡拉膠；微囊

DNA疫苗的研究只是近十幾年發展起來的一項新的生物技術，已成為疫苗研究領域中的熱點之一，自上世紀90年代以來，DNA 疫苗因其良好的安全性及可誘導廣泛的體液免疫和細胞免疫，越來越受到人們的關注。美國FAD已批準乙肝疫苗等10余種DNA疫苗進入臨床試驗，這預示DNA疫苗在21世紀將成為人類和動物與各種疾病抗爭的有利武器，也顯示出DNA疫苗的巨大潛力和應用前景。現已有馬西尼羅河病毒、鮭魚傳染性出血性壞死病毒、犬黑色素瘤等三種 DNA 疫苗獲準上市，DNA疫苗在傳染病及腫瘤性疾病防治等領域發揮重要作用。DNA 疫苗進入機體后，利用宿主細胞表達系統合成相應抗原蛋白，并誘導機體產生免疫應答。因此，無論是制備DNA疫苗，還是進行基因治療，都要求將DNA轉染到細胞中。但多數DNA疫苗是水溶液注射劑，通過肌肉注射方式給藥。一般情況下，裸DNA僅有0.1%~0.2% 被動物細胞吸收，絕大部分被核酸酶降解，并且裸DNA被肌細胞，特別是抗原提呈細胞攝取的效率極低，免疫效果很不理想。目前，研制高效的 DNA 疫苗載體，提高 DNA 疫苗轉染效率，降低給藥劑量是DNA 疫苗研究中亟需攻克的難題。

DNA疫苗是一種或多種抗原編碼基因克隆到真核表達載體上，將構建的重組質粒直接注入到體內而激活機體免疫系統，被稱為DNA免疫。DNA疫苗由抗原編碼基因及載體兩部分組成。DNA疫苗載體分為病毒和非病毒載體兩大類。病毒載體如痘病毒、棒狀病毒、α病毒、復制缺陷型腺病毒、皰疹病毒等，其優點是轉染效率較高，但存在攜載外源DNA容量有限、制備過程復雜等缺點，特別是在安全性方面具有潛在危險限制了其應用。而非病毒載體主要包括脂質體、人工合成聚合物和天然高分子等，具有安全性高、容量大和易制備等優點，但也存在生物相容性差、轉染效率低、細胞毒性等問題。用生物可降解控釋微囊作為基因疫苗載體，理論上可長時間保持表達基因的活性，從而減少基因疫苗的劑量。

DNA以物理形式包埋在微球中，一方面聚合物與細胞作用可促進DNA轉染，另一方面，微囊能夠非特異性激活巨噬細胞、樹突狀細胞等抗原提呈細胞，增加這些細胞對微囊的攝取量，提高轉運的靶向性和轉運效率，從而提高抗原表達水平，提高免疫效果[1]。DNA疫苗微囊的粒徑、疏水性、電荷性、降解特性等理化性質直接影響轉運效率和免疫效果。目前DNA疫苗微囊制備，主要采用聚乳酸?羥基乙酸共聚物（PLGA）、殼聚糖、海藻酸鈉等生物降解材料。PLGA生物相容性好，在體內最終降解為H2O和CO2。PLGA微球親水性和混懸性好，釋藥較快。但PLGA不溶于水，與水溶性的DNA疫苗大分子親和性差，因而微球制備中要用有機溶劑和高速剪切分散藥物，對藥物的穩定性不利。海藻酸鈉為天然多糖類陰離子高分子材料，制備條件溫和，不需要有機溶劑，對DNA疫苗的穩定性十分有利；海藻酸鈉微球的缺點是穩定性不夠好，放置在磷酸鹽緩沖液中，可因鈉離子與鈣離子的交換致使微球破裂。殼聚糖為天然來源多糖類陽離子高分子材料，其優點與海藻酸鈉相似；殼聚糖一般需要溶解于醋酸等弱酸溶液中，由于pH值較低，DNA疫苗容易在制備過程中降解。因而開發和采用水溶性好、轉染效率高、制備工藝穩定、可與細胞相互作用的可降解聚合物作為微囊材料是十分必要的。

噴霧干燥法、復乳?溶劑揮發法為制備DNA微球的常用方法，在制備過程中都需要超聲、高速攪拌等措施將DNA分散到有機溶液中，會造成一定程度DNA的降解。Briones等用嗅化十六烷基三甲銨等陽離子乳化劑溶液為分散介質，采用復乳?溶劑揮發法制備空白陽性微球，然后吸附DNA疫苗，制成載藥的陽性微球。這樣可以避免DNA疫苗在制備過程中的降解。表面吸附DNA疫苗的陽性微球仍具有一定的保護作用，并能延長基因表達、提高免疫效果，但是存在于微球表面DNA會在體內降解。因此，簡化制備DNA微囊工藝，且增加微囊內的DNA容量，也是DNA疫苗微囊制備的關鍵技術。CaCO3對DNA具有很好的吸附性，廣泛用于DNA的回收；而CaCO3微粒具有多孔、表面積大的特點，進一步提高對DNA的吸附性能，形成的均一的CaCO3?DNA微粒利于包被成微囊。

在基因傳遞的各類聚合物中，多聚糖是被公認的最具潛力的DNA載體，具有天然、無毒、良好的生物降解性及生物相容性等特點。其中DEAE?葡聚糖促使哺乳動物細胞捕獲外源DNA已經被證實，其機理還不明確，有人認為DEAE?葡聚糖同DNA結合成復合物，可以保護DNA免受核酸酶的降解作用；還有人認為DEAE?葡聚糖可以同細胞膜發生作用，從而使DNA容易穿過細胞表面而進入細胞內。因而以DEAE?葡聚糖包被DNA，提高轉染效率是可行的。但是DEAE?葡聚糖如何在CaCO3?DNA微粒表面形成穩定囊膜，目前還未見報道。

有研究表明，在卡拉膠與葡聚糖具有表現出極好的相容性。在卡拉膠?葡聚糖混合體系中，葡聚糖的存在不妨礙卡拉膠有序結構的形成，反而增強了體系網絡結構的穩定性[2]。葡聚糖由于其極細的粒度，高度的持水性與分散性，均勻填充至卡拉膠所成的有序網絡結構中，以弱作用力與構成網絡的卡拉膠分子鏈結合，維系了網絡結構。卡拉膠是一種硫酸半乳聚糖，體外實驗證明其對正常細胞無不良影響，具有廣譜抗被膜病毒（單純皰疹病毒、流感病毒、非洲豬瘟病毒、艾滋病病毒等）活性。有專家將硫酸化多糖?卡拉膠與人瘤病毒16（HPV?16）E7肽疫苗聯合，能產生抗原特異性反應和抗腫瘤效果，借助TLR4活化途徑，可見卡拉膠還具有一定的免疫刺激功能。

終上所述，DEAE?葡聚糖和κ?卡拉膠作為DNA疫苗載體是可行的。

參考文獻：