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關(guān)鍵詞:高分子材料;發(fā)展;前景
一 高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
高分子材料作為一種重要的材料, 經(jīng)過約半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展巳在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。從高分子材料與國民經(jīng)濟(jì)、高技術(shù)和現(xiàn)代生活密切相關(guān)的角度說, 人類已進(jìn)人了高分子時(shí)代。高分子材料工業(yè)不僅要為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的衣食住行用等不斷提供許多量大面廣、日新月異的新產(chǎn)品和新材料又要為發(fā)展高技術(shù)提供更多更有效的高性能結(jié)構(gòu)材料和功能性材料。鑒于此, 我國高分子材料應(yīng)在進(jìn)一步開發(fā)通用高分子材料品種、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)以滿足市場(chǎng)需要的基礎(chǔ)上重點(diǎn)發(fā)展五個(gè)方向:工程塑料,復(fù)合材料,液晶高分子材料,高分子分離材料,生物醫(yī)用高分子材料。近年來,隨著電氣、電子、信息、汽車、航空、航天、海洋開發(fā)等尖端技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和為了適應(yīng)這一發(fā)展的需要并健進(jìn)其進(jìn)? 步的發(fā)展, 高分子材料在不斷向高功能化高性能化轉(zhuǎn)變方面日趨活躍,并取得了重大突破。
二 高分子材料各領(lǐng)域的應(yīng)用
1高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用
高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛, “ 以塑代鋼” ,“ 塑代鐵” 成為目前材料科學(xué)研究的熱門和重點(diǎn)。這類研究拓寬了材料選用范圍,使機(jī)械產(chǎn)品從傳統(tǒng)的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。如聚氨酉旨彈性體,聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出, 在某些有機(jī)溶劑 如煤油、砂漿混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機(jī)葉輪、蓋板, 廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機(jī)械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 對(duì)金屬的同比磨耗量比尼龍小, 用聚四氟乙烯、機(jī)油、二硫化鑰、化學(xué)等改性, 其摩擦系數(shù)和磨耗量更小, 由于其良好的機(jī)械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各種齒輪、軸承、凸輪、螺母、各種泵體以及導(dǎo)軌等機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。在汽車行業(yè)大量代替鋅、銅、鋁等有色金屬, 還能取代鑄鐵和鋼沖壓件。
2 高分子材料在燃料電池中的應(yīng)用
高分子電解質(zhì)膜的厚度會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生很大的影響, 減薄膜的厚度可大幅度降低電池內(nèi)阻, 獲得大的功率輸出。全氟磺酸質(zhì)子交換 膜的大分子主鏈骨架結(jié)構(gòu)有很好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是電池運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保水率降低, 又要影響電解質(zhì)膜的導(dǎo)電性, 所以要對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行增濕處理。高分子電解質(zhì)膜的加濕技術(shù), 保證了膜的優(yōu)良導(dǎo)電性, 也帶來電池尺寸變大增大左右、系統(tǒng)復(fù)雜化以及低溫環(huán)境下水的管理等問題。現(xiàn)在一批新的高分子材料如增強(qiáng)型全氟磺酸型高分子質(zhì)子交換膜耐高溫芳雜環(huán)磺酸基高分子電解質(zhì)膜納米級(jí)碳纖維材料新的一導(dǎo)電高分子材料等等, 已經(jīng)得到研究工作者的關(guān)注。
3 高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用及發(fā)展
高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用:新一代種子化學(xué)處理一般可分為物理包裹利用干型和濕形高分子成膜劑, 包裹種子。種子表面包膜利用高分子成膜劑將農(nóng)用藥物和其他成分涂膜在種子表面。種子物理造粒將種子和其他高分子材料混和造粒, 以改善種子外觀和形狀, 便于機(jī)械播種。高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中研究開發(fā)進(jìn)展:種子處理用高分子材料已經(jīng)從石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向發(fā)展。其中較為常見和重要的高分子材料類型包括多糖類天然高分子材料, 具有在低溫情況下維持較好膜性能的高分子材料, 高吸水性材料, 溫敏材料, 以及綜合利用天然生物資源開發(fā)的天然高分子材料等, 其中利用可持續(xù)生物資源并發(fā)的種衣劑尤為引人關(guān)注。
4 高分子材料在智能隱身技術(shù)中的應(yīng)用
智能隱身材料是伴隨著智能材料的發(fā)展和裝備隱身需求而發(fā)展起來的一種功能材料,它是一種對(duì)外界信號(hào)具有感知功能、信息處理功能。自動(dòng)調(diào)節(jié)自身電磁特、自我指令并對(duì)信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料/系統(tǒng)。區(qū)別于傳統(tǒng)的外加式隱身和內(nèi)在式雷達(dá)波隱身思路設(shè)計(jì),為隱身材料的發(fā)展和設(shè)計(jì)提供了嶄新的思路,是隱身技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì) ,高分子聚合物材料以其可在微觀體系即分子水平上對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、通過化學(xué)鍵、氫鍵等組裝而成具有多種智能特性而成為智能隱身領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。
三 高分子材料的發(fā)展前景
1高性能化
進(jìn)一步提高耐高溫,耐磨性,耐老化,耐腐蝕性及高的機(jī)械強(qiáng)度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方向,這對(duì)于航空、航天、電子信息技術(shù)、汽車工業(yè)、家用電器領(lǐng)域都有極其重要的作用。高分子材料高性能化的發(fā)展趨勢(shì)主要有創(chuàng)造新的高分子聚合物,通過改變催化劑和催化體系,合成工藝及共聚,共混及交聯(lián)等對(duì)高分子進(jìn)行改性,通過新的加工方法改變聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),通過微觀復(fù)合方法,對(duì)高分子材料進(jìn)行改性。
2高功能化
功能高分子材料是材料領(lǐng)域最具活力的新領(lǐng)域,目前已研究出了各種各樣新功能的高分子材料,如可以像金屬一樣導(dǎo)熱導(dǎo)電的高聚物,能吸收自重幾千倍的高吸水性樹脂,可以作為人造器官的醫(yī)用高分子材料等。鑒于以上發(fā)展,高分子吸水性材料、光致抗蝕性材料、高分子分離膜、高分子催化劑等都是功能高分子的研究方向。
3復(fù)合化
復(fù)合材料可克服單一材料的缺點(diǎn)和不足,發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn),擴(kuò)大高分子材料的應(yīng)用范圍,提高經(jīng)濟(jì)效益。高性能的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是新材料革命的一個(gè)重要方向,目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面,今后復(fù)合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纖維增強(qiáng)材料的研究與開發(fā),合成具有高強(qiáng)度,優(yōu)良成型加工性能和優(yōu)良耐熱性的基體樹脂,界面性能,粘結(jié)性能的提高及評(píng)價(jià)技術(shù)的改進(jìn)等方面。
4智能化
高分子材料的智能化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的重大課題,智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級(jí)智能,例如預(yù)知預(yù)告性,自我診斷,自我修復(fù),自我識(shí)別能力等特性,對(duì)環(huán)境的變化可以做出合乎要求的解答;根根據(jù)人體的狀態(tài),控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料,根據(jù)生物體生長或愈合的情況或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)用材料。由功能材料到智能材料是材料科學(xué)的又一次飛躍,它是新材料,分子原子級(jí)工程技術(shù)、生物技術(shù)和人 工智能諸多學(xué)科相互融合的一個(gè)產(chǎn)物。
5綠色化
雖然高分子材料對(duì)我們的日常生活起了很大的促進(jìn)作用,但是高分子材料帶來的污染我們?nèi)匀徊荒苄∫暋D切纳a(chǎn)到使用能節(jié)約能源與資源,廢棄物排放少,對(duì)環(huán)境污染小,又能循環(huán)利用的高分子材料備受關(guān)注,即要求高分子材料生產(chǎn)的綠色化。主要有以下幾個(gè)研究方向,開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)的聚合反應(yīng),選用無毒無害的原料,利用可再生資源合成高分子材料,高分子材料的再循環(huán)利用。
四 結(jié)束語
高分子材料為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要的貢獻(xiàn),我國已建立了較完善的高分子材料的研究、開發(fā)和生產(chǎn)體系,我國雖然在高分在材料的開發(fā)和綜合利用方面起步較晚,但目前來看也取得了不錯(cuò)的進(jìn)步,我們應(yīng)提高其整體技術(shù)水平,致力于創(chuàng)新的高分在聚合反應(yīng)和方法,開發(fā)出多種綠色功能材料和智能材料,以提高人類的生活質(zhì)量,并滿足各項(xiàng)工業(yè)和新技術(shù)的需求。
參考文獻(xiàn):
[1]金關(guān)泰.《高分子化學(xué)的理論和應(yīng)用》,中國石化出版社,1997
【關(guān)鍵詞】 高分子材料 可降解 循環(huán)利用
1 生物可降解高分子材料的含義及降解機(jī)理
生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。生物可降解的機(jī)理大致有以下三種方式:生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞;微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì);酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為,高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)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(nèi),經(jīng)過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量,最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。因此,生物可降解并非單一機(jī)理,而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用,相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止,有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機(jī)體內(nèi)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(guān)外,還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。
2 生物可降解高分子材料的類型
按材料來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫(yī)用和非醫(yī)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(chǎn)型
通過微生物合成的高分子物質(zhì)。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(huán)境的生物可降解塑料。
2.2 合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低,強(qiáng)度及耐熱性差,無法應(yīng)用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點(diǎn)較高,強(qiáng)度好,是應(yīng)用價(jià)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共同混制。
2.4 摻混型
在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。
3 生物可降解高分子材料的研發(fā)
3.1 傳統(tǒng)方法
傳統(tǒng)利用生物可降解高分子材料的方法主要包括:天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。(1)天然高分子的改造法。通過化學(xué)修飾和共混等方法,對(duì)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(jìn)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(chǎn)量小,限制了它們的應(yīng)用。②化學(xué)合成法。模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu),從簡單的小分子出發(fā)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(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?;瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻,副產(chǎn)品多,工藝復(fù)雜,成本較高。(2)微生物發(fā)酵法。許多生物能以某些有機(jī)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(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難,且仍有一些副產(chǎn)品。
3.2 酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學(xué)的發(fā)展,酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì),并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。
3.3 酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學(xué)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(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料。
4 結(jié)語
隨著高分子材料合成與加工的技術(shù)進(jìn)步,生物可降解高分子材料在各行業(yè)得到廣泛、深入的應(yīng)用。生物可降解高分子材料助劑、樹脂原料和加工機(jī)械一起組成了生物可降解高分子加工的三大基本要素。此外,加工工藝水平、配方技術(shù)以及相關(guān)配套服務(wù)設(shè)施也成為完美展現(xiàn)制品性能的不可或缺的因素。我國生物可降解高分子材料工業(yè)起步較晚,發(fā)展遲緩,難以適應(yīng)目前的發(fā)展趨勢(shì),必須借助行業(yè)發(fā)展,探索一條具有中國特色的工業(yè)之路。在消化、吸收、仿制國外先進(jìn)品種和技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同行業(yè)要求和特點(diǎn),開發(fā)出高效、多功能、復(fù)合化、低(無)毒、低(無)污染、專用化的生物可降解高分子品種,提高規(guī)?;a(chǎn)和管理能力,改變目前行業(yè)規(guī)模小、品種少、性能老化且雷同、針對(duì)性(專用性)差、性能價(jià)格比明顯低于國外同類產(chǎn)品、創(chuàng)新能力低下、污染嚴(yán)重、無序競(jìng)爭的局面,一些新型功能的生物可降解高分子材料的發(fā)展時(shí)間不長,消費(fèi)量較低,卻帶來了產(chǎn)業(yè)新的突破點(diǎn)和增長點(diǎn),豐富完善了整個(gè)體系,其高技術(shù)含量和巨大的增幅顯示了強(qiáng)大的生命力,創(chuàng)造一個(gè)投入產(chǎn)出比明顯高于其他化工產(chǎn)品的新產(chǎn)業(yè)。
關(guān)鍵詞:高分子材料;水土保持;應(yīng)用
一、高分子材料在水土保持中起到的作用
1、有機(jī)高分子材料是一種水處理絮凝劑產(chǎn)品的聚合物,可以吸附水中的懸浮顆粒,在顆粒之間起鏈接架橋作用,使細(xì)顆粒形成比較大的絮團(tuán),并且加快了沉淀的速度。這一過程稱之為絮凝,因其中良好的絮凝效果PAM作為水處理的絮凝劑并且被廣泛用于污水處理。
2、在光照下能降解為二氧化碳、水和硝酸銨,對(duì)植物和封沒有任何危害和污染,可很好的應(yīng)用于水土保持與農(nóng)業(yè)、林業(yè)領(lǐng)域,具有抗旱保苗、增產(chǎn)增收、改良土壤、防風(fēng)固沙多種功能而受到廣泛重視。
二、我國水土保持工作面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)
我國是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國家之一,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國水土流失面積356平方公里,占國土總面積的40%以上,嚴(yán)重的水土流失給社會(huì)發(fā)展和國家生態(tài)安全帶來嚴(yán)重危害。
1、耕地減少,土地退化嚴(yán)重。我國每五十年因水土流失毀掉耕地4000至6000萬畝,土地退化、削弱地力,加劇旱情發(fā)展。
2、泥沙淤積,堵塞河道。水土流失不可避免地造成泥沙淤積,堵塞河道和水庫,降低了河道行洪和水庫調(diào)蓄能力以及綜合能力的利用,加劇了洪澇災(zāi)害,增加了防洪難度,影響航運(yùn)和交通安全。
三、高分子材料在水土保持方面的應(yīng)用
我國于80年代引進(jìn)高分子材料技術(shù)和產(chǎn)品的,在90年代中期開始廣泛應(yīng)用于水土保持方面,同時(shí),在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利等領(lǐng)域發(fā)揮搞旱保苗、增產(chǎn)增收、改良土壤、防風(fēng)固沙等多種功能而受到重視。
1、改良土壤。膠質(zhì)分子上的負(fù)電荷吸附懸浮微粒,形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu),不僅能固定表土,穩(wěn)定了封結(jié)構(gòu),保護(hù)了耕層,還可以改善封的透氣性、輸水性、提高了水的入滲性,減少土壤的板結(jié),減少了化肥農(nóng)藥流失,提高了化肥和農(nóng)藥的利用率,從而提高了作物產(chǎn)量。在與土壤發(fā)生作用時(shí),高分子材料主要是做為一種土壤板桔的調(diào)理劑,以防止土壤侵蝕、結(jié)殼,封翻耕也會(huì)更容易??煞乐雇寥狼治g、結(jié)殼、變硬、鹽漬傾,土壤翻耕更為容易;有坡土壤灌溉表土流失率可降低95%,封水入滲性提高35%以上;氮磷淋溶損失減少80%。在干旱情況下,可提高種子出苗率及樹苗成活率,農(nóng)田灌溉中使用高分子可磊大降低灌溉駕照水中的泥少含量,減少化肥和農(nóng)藥流失,減輕了對(duì)河流水系的污染,將微量的聚丙烯酰胺加入封中,可以大大降低降雨過程中的水土流失,用聚丙烯酰胺制成膨脹截流代是一種使用簡便、快捷、節(jié)省人力和物力的新型防洪搶險(xiǎn)和圍捻截流高分子材料。
2、抗旱節(jié)水。用高分子材料對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行包衣處理,在干旱情況下可提高種子出苗率;據(jù)介紹,國內(nèi)生產(chǎn)的一種高分子材料可使旱地水分率提高20%至30%。在大旱情況下,經(jīng)播種試驗(yàn)后,包衣作物種子成活率達(dá)到64%,未包衣的農(nóng)作物種子成活率40%。
3、控制灌溉過程,發(fā)揮水土保持作用。農(nóng)田灌溉中使用高分子材料,可大大降低灌溉回歸水中的泥沙含量,減少化肥和農(nóng)藥損失,減輕了化肥農(nóng)藥對(duì)河流水系的污染,減少了河道的疏浚工作量。在農(nóng)田灌溉研究實(shí)驗(yàn)中,泥沙含量降低了30%,水變清澈而更容易滲入土壤,水中農(nóng)藥的含量明顯減少。
4、保肥。在減少土壤侵蝕量的同時(shí),相對(duì)的減少了因土壤流失而引起的土壤養(yǎng)分流失。所以,處理后高分子材料在與土壤、水相遇時(shí),產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速改磷和速效鉀等含量會(huì)得到明顯的提高。
5、集雨。中等分子質(zhì)量的高分子材料可降水入滲、減小地表徑流,但高分子質(zhì)量的材料在增加劑量的情況下因所形成的分子鏈比較長,因而會(huì)堵塞土壤顆粒間孔隙,可減少土壤水份入滲,增加地表徑流,具有極好的集雨效果。用量越大,集雨效果越好,從而為干旱、半干旱地區(qū)集雨發(fā)揮了不可替代的作用。由于施用高分子材料的突出作用,從某種方面來講,也大大降低了河流水體中生物化學(xué)含氧量。
四、高分子材料在應(yīng)用中遇到的問題
1、雖然高分子材料具有良好的水土保持效應(yīng),但實(shí)際應(yīng)用中,影響其實(shí)際的因素確較多。即使有良好的水土保持效益,還需考慮其如地形特殊、土壤質(zhì)地以及使用時(shí)機(jī)和方法。一些溝谷密謀為2.03至3.38km/km2,土壤有砂土、壤土等多種質(zhì)地,土壤質(zhì)量與坡度的差異給其高作用的發(fā)揮帶來了很大的困難。
2、高分子材料由于易揮發(fā)的特性,在晝夜溫差較大的地區(qū)和降水范圍較大的地區(qū),選用高分子材料的時(shí)機(jī)和方法應(yīng)斟酌起見。因此,在實(shí)際應(yīng)用高分子材料前,應(yīng)在試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行具體自然狀況的多項(xiàng)試驗(yàn),在水土保持及水土流失治理過程中,仍會(huì)出問諸多問題,如由于施用量、施用方法和土壤質(zhì)量等不同特點(diǎn),有時(shí)會(huì)提高土壤水分入滲率,有時(shí)則會(huì)降低土壤入滲率,在高分子材料應(yīng)用過程中,需要辯證看待,以尋找到使用高分子材料后各種因素所發(fā)生的變化,以提供重要的理論與實(shí)踐依據(jù)為要。
3、在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)要建立不同降雨量、作物產(chǎn)值和高分子成本條件下的經(jīng)濟(jì)效益函數(shù)關(guān)系,保證其應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的可行性。同時(shí),也要加大新型高分子材料的研究,克服傳統(tǒng)高分子應(yīng)用過程中的一些問題,提高其耐鹽堿強(qiáng)度,提高吸水倍數(shù),降低成本。
五、高分子材料合成發(fā)展趨勢(shì)及建議
1、高分子材料的利用,對(duì)發(fā)展旱地農(nóng)田水利、水土保持、減少水土流失,改善環(huán)境,以及我國經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深影響。高分子材料在水土保持中的應(yīng)用前景十分廣闊。由于我國存在水資源緊缺和時(shí)空頒布不勻雙重問題,不僅北方旱區(qū)缺水,南沙很多地區(qū)存在季節(jié)性缺水。加上我國水肥農(nóng)藥利用率低,保持水土,植樹造林是解決荒漠化的唯一出路,而在雨季旱季充分利用高分子材料進(jìn)行吸水、放水作用的發(fā)揮,是解決干旱少雨地區(qū)成功水土保持的有效方法之一。
2、近些年來,高分子材料的應(yīng)用在干旱地區(qū)推廣應(yīng)用面積逐年增加,同時(shí)也收到顯著效果。目前,世界上有機(jī)高分子材料的研究正在不斷地加強(qiáng)和深入。一方面,對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣,使它們的性能不斷提高,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。例如,塑料一般作為絕緣材料被廣泛使用,但是近年來,為滿足電子工業(yè)需求又研制出具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的導(dǎo)電塑料。導(dǎo)電塑料已用于制造電池等,并可望在工業(yè)上獲得更廣泛的應(yīng)用。另一方面,與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng),并且取得了一定的進(jìn)展,如仿生高分子材料、高分子智能材料等。這類高分子材料在宇航、建筑、機(jī)器人、仿生和醫(yī)藥領(lǐng)域已顯示出潛在的應(yīng)用前景??傊?,有機(jī)高分子材料的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)展,高分子材料必將對(duì)人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生越來越大的影響
關(guān)鍵詞:高分子材料與工程;特色化;人才培養(yǎng)模式;林業(yè)院校
中圖分類號(hào):G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-4107(2015)10-0066-02
隨著科技的不斷進(jìn)步,各國都在不斷創(chuàng)新和研發(fā)新的材料,而每一種新材料的使用,都能夠引起一次技術(shù)上的重大變革,而這種變革可能是世界性的?,F(xiàn)代人類社會(huì)的“三大支柱”領(lǐng)域分別為材料、能源和信息。正是在這種背景下,高分子材料與工程專業(yè)在短短的二十年時(shí)間內(nèi)發(fā)展迅速。1998年,教育部調(diào)整了高等學(xué)校本科專業(yè)目錄,將與高分子材料相關(guān)的工科類專業(yè)統(tǒng)一為高分子材料與工程專業(yè)。教育部出臺(tái)的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)精神明確指出,要重點(diǎn)發(fā)展高分子材料產(chǎn)業(yè)[1]。
東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè),始建于2000年10月,專業(yè)的建立基于東北林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)與技術(shù)學(xué)科在天然高分子材料的加工與利用等條件成熟的基礎(chǔ)上,由我國木材膠黏劑領(lǐng)域知名專家顧繼友教授組織創(chuàng)辦。在十幾年的不斷實(shí)踐探索中,建立了具有自己特色的人才培養(yǎng)模式,并依托東北林業(yè)大學(xué)的發(fā)展平臺(tái),明確培養(yǎng)目標(biāo),凸顯了林業(yè)院校的特色和優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)了一大批兼具知識(shí)、能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的高素質(zhì)人才。
一、依托院校優(yōu)勢(shì),打造品牌專業(yè)
東北林業(yè)大學(xué)創(chuàng)建于1952年,是國家“211工程”和“優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)建平臺(tái)”項(xiàng)目重點(diǎn)院校。學(xué)校是以林科為發(fā)展優(yōu)勢(shì),以林業(yè)工程為辦學(xué)特色的綜合性大學(xué)。高分子材料與工程專業(yè)在建立之初就顯示出專業(yè)的優(yōu)勢(shì),它是在天然高分子開發(fā)利用、生物質(zhì)復(fù)合材料、高聚物合成、合成樹脂膠黏劑的開發(fā)等領(lǐng)域都較成熟完備的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有厚基礎(chǔ)的專業(yè)優(yōu)勢(shì)。專業(yè)發(fā)展迅速,于2003年獲批建立“生物材料工程”博士點(diǎn)學(xué)科,2006年該學(xué)科被評(píng)為黑龍江省重點(diǎn)學(xué)科,2010年進(jìn)入“985”優(yōu)勢(shì)學(xué)科平臺(tái)建設(shè)行列,目前是東北林業(yè)大學(xué)的重點(diǎn)專業(yè)。專業(yè)涵蓋了膠黏劑、生物質(zhì)復(fù)合材料、天然與合成高分子材料和生物質(zhì)功能材料四個(gè)具有學(xué)科優(yōu)勢(shì)和特色的方向。其中膠黏劑是本專業(yè)的主要特色,尤其是木質(zhì)基材料用膠黏劑的研究、開發(fā)和推廣方面處于世界先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的行列;專業(yè)的另一個(gè)特色是生物質(zhì)復(fù)合材料的研究,尤其是在木塑復(fù)合材料、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、淀粉等生物質(zhì)材料的開發(fā)利用方面具有較大優(yōu)勢(shì)。
高分子材料與工程專業(yè)為黑龍江省重點(diǎn)專業(yè),教學(xué)理念先進(jìn),師資力量雄厚,具有豐富的教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn),本專業(yè)有三門課程“膠黏劑與涂料”、“生物質(zhì)材料”和“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”入選東北林業(yè)大學(xué)重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。東北林業(yè)大學(xué)作為林業(yè)院校的領(lǐng)跑者,有著林業(yè)院校的優(yōu)勢(shì)。為此,東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式的制定上以林業(yè)院校優(yōu)勢(shì)為依托,支撐學(xué)科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子為核心,以生物質(zhì)復(fù)合材料、膠黏劑、天然與合成高分子材料以及生物質(zhì)功能材料四個(gè)特色研究方向?yàn)橹攸c(diǎn)。與之相適應(yīng)的專業(yè)人才培養(yǎng)模式既注重高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ),更體現(xiàn)林業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)特色。在近十幾年的人才培養(yǎng)過程中,專業(yè)也在不斷的調(diào)整修訂人才培養(yǎng)方案,既重基礎(chǔ),又寬口徑,注重素質(zhì)和能力培養(yǎng),突出林業(yè)院校品牌專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)。
二、特色化人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建
人才培養(yǎng)模式作為高等院校人才培養(yǎng)活動(dòng)的實(shí)踐規(guī)范和基本樣式,是高等院校對(duì)本科人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)過程、培養(yǎng)途徑以及培養(yǎng)方法等要素的綜合概括。隨著目前人才市場(chǎng)化程度的日益高漲,如何造就適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用創(chuàng)新型人才是亟待解決的難題[2]。不同的學(xué)校、專業(yè)應(yīng)根據(jù)人才需求、本身專業(yè)特色以及學(xué)校優(yōu)勢(shì)等方面探索一條適合自己的人才培養(yǎng)模式,并且要經(jīng)過一定的實(shí)踐檢驗(yàn),千萬不能照搬照抄、生搬硬套。
在人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位上,我們總結(jié)了一些地方院校人才培養(yǎng)的偏差,積極探索出“強(qiáng)化基礎(chǔ)、因材施教、分類培養(yǎng)”的指導(dǎo)思想,考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)水平,發(fā)展方向、內(nèi)在潛質(zhì),按照發(fā)展方向和個(gè)人選擇的不同對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類,大致分為就業(yè)、繼續(xù)深造、出國深造等幾種類型,以此為前提在課程設(shè)置、實(shí)踐動(dòng)手能力、畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)、教師培養(yǎng)等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?,使培養(yǎng)出的學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)廣泛,基礎(chǔ)扎實(shí),動(dòng)手能力強(qiáng),能在聚合物合成、膠黏劑、生物質(zhì)復(fù)合材料等領(lǐng)域從事生產(chǎn)、開發(fā)研究、管理的工程技術(shù)人才,探索出一種具有特色的人才培養(yǎng)模式。
三、特色化人才培養(yǎng)的具體措施
(一)規(guī)范培養(yǎng)過程,提升教育實(shí)力
學(xué)科之間的相互影響與滲透逐漸成為發(fā)展趨勢(shì),通過各學(xué)科之間的彼此滲透,相互關(guān)聯(lián)成更大的、完整的學(xué)科體系[3]。這就要求現(xiàn)代大學(xué)教育要有更廣博的知識(shí)背景,更敏捷的思維創(chuàng)新能力及開闊的學(xué)科視野。只有在大學(xué)科平臺(tái)上和開放的學(xué)習(xí)氛圍中采用靈活創(chuàng)新的教育模式,才能完成創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求[4]。
為滿足國家林業(yè)科技的戰(zhàn)略需求、學(xué)校建設(shè)高水平特色大學(xué)的要求以及社會(huì)對(duì)不同人才的需求,東北林業(yè)大學(xué)重點(diǎn)突出“林產(chǎn)”特色,構(gòu)建相關(guān)的學(xué)科課程體系。本著厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)的主導(dǎo)思想,構(gòu)建學(xué)科基礎(chǔ)課;結(jié)合專業(yè)方向的特色,構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)課和特色課程;同時(shí)完善交叉學(xué)科的滲透,構(gòu)建開放性的選修課程,學(xué)生可自由選修,實(shí)現(xiàn)資源共享。學(xué)校和學(xué)科帶頭人廣泛聽取學(xué)生意見,制定了一系列切實(shí)可行的專業(yè)管理制度,加快重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)步伐;加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),構(gòu)建專業(yè)教師團(tuán)隊(duì);聘請(qǐng)國內(nèi)外專家教授、學(xué)者定期在學(xué)院及學(xué)校范圍內(nèi)進(jìn)行專題講座;鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練,以專業(yè)教師牽頭,鼓勵(lì)學(xué)生自主開發(fā),大膽創(chuàng)新,認(rèn)真觀察;創(chuàng)建具有自己學(xué)科發(fā)展特色的高分子材料與工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,建立以專業(yè)教師牽頭,本科生為主體的創(chuàng)新訓(xùn)練團(tuán)隊(duì),在保證驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,增加本科生專業(yè)技能綜合訓(xùn)練;從大一新生開始實(shí)行“導(dǎo)師制”,提倡因人施教,對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教育,鼓勵(lì)學(xué)生開展批判式學(xué)習(xí),用與時(shí)俱進(jìn)的思想運(yùn)用知識(shí),用發(fā)散的思維研究知識(shí)[5]。
(二)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合
“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”是東北林業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑?!爱a(chǎn)學(xué)結(jié)合”是指學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文來自于生產(chǎn)實(shí)際,學(xué)生通過走進(jìn)工廠、校企合作單位幫助解決生產(chǎn)實(shí)際問題。一方面鍛煉了學(xué)生實(shí)際解決問題的能力,培養(yǎng)了獨(dú)立解決問題的意識(shí),凡事不再依賴教師、依賴課本,是完全意義上的實(shí)踐;學(xué)生通過實(shí)習(xí)較早地熟悉了工作崗位,積累了工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)待就業(yè)問題不再盲目,縮短了學(xué)生適應(yīng)工作崗位的時(shí)間。另一方面,工廠在實(shí)際生產(chǎn)中也遇到各種各樣的問題,新鮮血液的注入也為企業(yè)解決了遇到的實(shí)際問題,節(jié)約了用人成本,并在經(jīng)濟(jì)效益方面有所收獲。“研學(xué)結(jié)合”是學(xué)生的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)選題大部分來源于指導(dǎo)教師的研究課題,導(dǎo)師的課題研究具有前瞻性及實(shí)踐性,學(xué)生通過參與導(dǎo)師課題,導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生更直接、更具體,鍛煉了學(xué)生的科研能力,對(duì)于繼續(xù)深造或是出國留學(xué)的學(xué)生來說鍛煉了他們的創(chuàng)新思維能力和科學(xué)素養(yǎng)。結(jié)合科研實(shí)踐培養(yǎng)專業(yè)人才是專業(yè)建設(shè)大力提倡的,專業(yè)教師積極以科研帶動(dòng)教學(xué),以教學(xué)促進(jìn)科研,學(xué)生積極參與教師課題研究工作對(duì)學(xué)生未來的發(fā)展大有裨益。
(三)突出專業(yè)實(shí)踐特色建設(shè)
高分子材料與工程專業(yè)的特色是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí),實(shí)踐能力的培養(yǎng)不僅僅在課堂和實(shí)驗(yàn)室,高質(zhì)量、充分的專業(yè)實(shí)踐是人才培養(yǎng)必不可少的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)踐教學(xué)中,學(xué)生可以到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)觀摩,根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件將理論和生產(chǎn)結(jié)合,學(xué)生將學(xué)習(xí)的書本知識(shí)融會(huì)貫通到實(shí)踐中,同時(shí)在理論的指導(dǎo)下,學(xué)生撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告反饋實(shí)習(xí)內(nèi)容。學(xué)校非常重視實(shí)踐教學(xué),出臺(tái)了一系列的制度方案,健全實(shí)習(xí)質(zhì)量保障體系。為此,專業(yè)積極拓展實(shí)踐基地,依據(jù)指導(dǎo)教師的特長進(jìn)行分工指導(dǎo),邀請(qǐng)具有培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的一線工程技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解和模擬。學(xué)生的整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)與畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)緊密結(jié)合,實(shí)踐過程為論文的撰寫提供第一手資料,也鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力??傊?,不斷探索高等學(xué)校專業(yè)與社會(huì)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的長效機(jī)制,建立健全校外實(shí)踐基地,是學(xué)生磨煉意志、增長才干、理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要載體。
無論是林業(yè)院校還是各類地方高校,都在努力地積極探索高分子材料與工程專業(yè)特色化人才培養(yǎng)的模式,東北林業(yè)大學(xué)在特色化人才培養(yǎng)方面也在不斷實(shí)踐中,既結(jié)合了傳統(tǒng)的專業(yè)優(yōu)勢(shì),又不斷挖掘新思路、新方法、新觀念,這是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的需要,也是林業(yè)院校人才培養(yǎng)的需求。
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關(guān)鍵詞:鉆井液;環(huán)境保護(hù);生物可降解性
中圖分類號(hào):TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1672-3198(2010)12-0330-01
1 環(huán)保鉆井液技術(shù)研究
1.1 多元醇鉆井液體系
多元醇鉆井液體系是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的一種以多元醇為主劑配制而成的環(huán)保型水基鉆井液體系,多元醇水基鉆井液體系不但具有油基鉆井液的優(yōu)異性能,而且不存在污染環(huán)境和干擾地質(zhì)錄井問題,其室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都已取得良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 甲基葡萄糖苷鉆井液體系
甲基葡萄糖苷鉆井液是20世紀(jì)90年代提出的一種新型水基鉆井液體系,由于它在防塌機(jī)理及常規(guī)鉆井液性能方面類似于油基鉆井液,又稱為仿油基鉆井液體系。大量的室內(nèi)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明,甲基葡萄糖苷鉆井液能有效地抑制泥頁巖水化膨脹,維持井眼穩(wěn)定,保護(hù)油氣層,同時(shí)還具有良好的性能、抗污染能力和高溫穩(wěn)定性,并且無毒、易生物降解,對(duì)環(huán)境影響極小,具有極好的應(yīng)用前景。
1.3 有機(jī)鹽鉆井液體系
鉆井液用有機(jī)鹽主要為甲酸鹽。目前北京培康佳業(yè)公司開發(fā)出兩類有機(jī)鹽Weight 2和Weight 3,其中Weight 2與甲酸鈉性質(zhì)相似,Weight 3與甲酸鉀性質(zhì)相似。有機(jī)鹽鉆井液具有防塌性能好、保護(hù)油氣層、腐蝕性低、環(huán)保及可以回收再利用的特點(diǎn)。
1.4 稀硅酸鹽鉆井液硅酸鹽鉆井液
最早是由Garrison和Baker等在19世紀(jì)30年代提出,目的是為了維持井壁穩(wěn)定。由于高濃度可溶性硅酸鹽(20%-50%)鉆井液遇到流變性能難以控制問題,在20世紀(jì)40年代中期被石灰鉆井液和聚合物鉆井液所取代。近幾年來,由于最近幾年在鉆井方面取得了一些進(jìn)展,使硅酸鹽鉆井液的流變性能控制等方面變的容易,這些成果使人們?cè)俅问褂霉杷猁}鉆井液得以實(shí)現(xiàn)。
1.5 合成基鉆井液體系
合成基鉆井液以人工合成或改性有機(jī)物,即合成基液為連續(xù)相,鹽水為分散相,再加上乳化劑、有機(jī)土、石灰等組成的油包水乳化鉆井液,根據(jù)性能需要加配降濾失劑、流變性調(diào)節(jié)劑和重晶石等。酯基鉆井液于1990年3月在北海首次應(yīng)用獲得成功之后,合成基鉆井液的種類不斷增加,首先是酯、醚、聚а烯烴基鉆井液,后來在權(quán)衡環(huán)境保護(hù)因素和成本的前提下開發(fā)了第二代合成基鉆井掖。第二代合成基鉆井液以線型а烯烴、內(nèi)烯烴和線型石蠟基鉆井液為代表,其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)粘度和鉆井液成本較第一代合成基鉆井液低,環(huán)境保護(hù)性能較第一代要差。
2 環(huán)保鉆井液的發(fā)展趨勢(shì)
通過對(duì)國內(nèi)外環(huán)保鉆井液技術(shù)現(xiàn)狀的分析,認(rèn)為環(huán)保鉆井液應(yīng)具有:與油基鉆井液相當(dāng)或接近的抑制性能;配制和維護(hù)成本與普通水基鉆井液相近;滿足于施工地區(qū)的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無害,最好是有益于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境;利于保證施工人員的健康和安全;適應(yīng)于各種復(fù)雜井和深井鉆探需要。目前,制約中國環(huán)保鉆井液技術(shù)開發(fā)的因素為:
(1)國外開發(fā)的合成基、甲基葡萄糖苷等環(huán)保鉆井液,盡管具有無毒、可生物降解的性能,但成本高,無法廣泛推廣使用。因此,處理劑成本是關(guān)系到環(huán)保鉆井液開發(fā)成敗的關(guān)鍵。
(2)目前所開發(fā)的環(huán)保鉆井液多數(shù)要與其他環(huán)保性能較差的處理劑復(fù)配,才能達(dá)到好的性能,這使體系的環(huán)保優(yōu)勢(shì)受到不同程度的影響。
(3)鉆井液的抑制性能、抗溫和抗污染性能是制約環(huán)保鉆井液開發(fā)運(yùn)用的主要因素,是環(huán)保處理劑和體系研究攻關(guān)的重點(diǎn)。
因此在今后的環(huán)保鉆井液技術(shù)研究中,應(yīng)該重視以下發(fā)展趨勢(shì)和研究重點(diǎn)。
(1)近年來發(fā)展起來的低毒性油基鉆井液和新型合成基鉆井液在使用過程中,也出現(xiàn)了與環(huán)保相沖突的種種問題。因此,國外已經(jīng)以純天然材料為基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)保鉆井液,以達(dá)到真正意義上的環(huán)保鉆井液標(biāo)準(zhǔn)。因此,環(huán)保鉆井液的研究應(yīng)建立在天然高分子材料改性、完善各種環(huán)保處理劑自身性能的基礎(chǔ)上。在環(huán)保處理劑的開發(fā)中應(yīng)重視對(duì)天然農(nóng)副產(chǎn)品加工后的副產(chǎn)物的開發(fā)利用。
(2)環(huán)保鉆井液中無機(jī)鹽的使用應(yīng)與周圍環(huán)境的礦化度及鹽類一致,選擇有利于環(huán)境安全無毒的無機(jī)鹽類,并研究它們對(duì)環(huán)保鉆井液整體性能改善的技術(shù)和方法。環(huán)保鉆井液應(yīng)以低鹽度為原則。
(3)生物降解性能好的無毒純天然的油膜形成劑能提高環(huán)保鉆井液的抗溫性能和抑制性能。
(4)重視納米技術(shù)在天然高分子材料改性方面的運(yùn)用,通過選用特定的納米材料,提高天然高分子材料抗溫穩(wěn)定性和抗降解能力,如納米抗菌材料和納米憎水性材料對(duì)天然高分子材料的表面處理。
(5)硅酸鹽鉆井液是一種環(huán)保體系,成本與水基鉆井液接近,是重點(diǎn)開發(fā)方向。硅酸鹽材料是重要的無機(jī)環(huán)保鉆井液材料,如果能夠通過特定的工藝對(duì)該材料進(jìn)行改性,以改善其抑制性、性和配伍性能等,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展硅酸鹽體系,可以開發(fā)出環(huán)保性能好、適應(yīng)各種復(fù)雜鉆井條件的新型硅酸鹽鉆井液體系。硅酸鹽材料的改進(jìn),應(yīng)該是環(huán)保鉆井液技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:材料科學(xué)基礎(chǔ);課程體系;優(yōu)化
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)09-0119-03
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,自然科學(xué)之間更加相互滲透、融合和交叉。陳舊的基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容和體系與新的科學(xué)前沿理論的矛盾日益突出,因此,有必要對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)體系和專業(yè)格局進(jìn)行調(diào)整和重組,建立綜合性材料科學(xué)與工程專業(yè),以適應(yīng)未來知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)材料類專業(yè)人才的需求。“材料科學(xué)與工程”專業(yè)在教育部1998年正式頒布的本科專業(yè)目錄中作為引導(dǎo)性專業(yè)提出,體現(xiàn)了材料科學(xué)與材料工程相互交叉與相互滲透綜合的發(fā)展趨勢(shì),也符合社會(huì)所需復(fù)合型人才成長的要求?!安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”是該專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,擔(dān)負(fù)著公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之間的銜接作用,也是研究生入學(xué)的必考課程。該課程對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)人才運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、科學(xué)的思維方法的培養(yǎng)和整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建具有奠基作用。因此,我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了改革與優(yōu)化整合。
一、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化的動(dòng)因
根據(jù)教育部提出的拓寬專業(yè)口徑、按專業(yè)大類進(jìn)行人才培養(yǎng)的基本思路及1997年國務(wù)院學(xué)位辦頒發(fā)的新專業(yè)目錄中提出的引導(dǎo)性專業(yè)——材料科學(xué)與工程專業(yè),部分高校材料類的專業(yè)設(shè)置不再分為無機(jī)非金屬材料工程、高分子材料與工程和金屬材料,而是按照材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科進(jìn)行重新設(shè)置,“材料科學(xué)基礎(chǔ)”作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系也進(jìn)行了相應(yīng)的改革。安徽建筑工業(yè)學(xué)院作為建筑類一般本科院校,其材料類專業(yè)是按二級(jí)學(xué)科進(jìn)行課程設(shè)置,設(shè)高分子材料與工程、無機(jī)非金屬材料工程以及電子科學(xué)與技術(shù)(電子材料方向)三個(gè)材料類專業(yè),各成體系。其中關(guān)于材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)從各專業(yè)課程的安排上看,無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)和電子科學(xué)與技術(shù)(電子材料方向)專業(yè)開設(shè)“無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)”,其重點(diǎn)是無機(jī)材料的結(jié)構(gòu)、組成和性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律,內(nèi)容相近;而高分子材料與工程專業(yè)未單獨(dú)開設(shè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程,材料科學(xué)基礎(chǔ)中大部分相關(guān)的理論分散在專業(yè)基礎(chǔ)課程“高分子化學(xué)”和“高分子物理”中,其中涉及較多的是制備科學(xué)而關(guān)于高溫?zé)Y(jié)、擴(kuò)散、固相反應(yīng)和相變過程及晶體結(jié)構(gòu)和缺陷理論則涉及的較少。然而,社會(huì)需要的人才正向著復(fù)合型人才發(fā)展,材料也正在向著功能型和復(fù)合型發(fā)展,因此為了滿足社會(huì)對(duì)材料類人才的要求,培養(yǎng)人才應(yīng)具有大材料專業(yè)的理論基礎(chǔ),故必須對(duì)無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的優(yōu)化和整合,同時(shí)考慮安徽建筑工業(yè)學(xué)院的特色,構(gòu)建具有自己特色的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”一級(jí)學(xué)科平臺(tái)課程體系。
二、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化原則
圍繞材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格構(gòu)建具有建筑類一般本科院校辦學(xué)特色的材料科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課程,其重點(diǎn)是“厚基礎(chǔ)、寬口徑”,夯實(shí)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的適用能力;加強(qiáng)相關(guān)課程的綜合,一起考慮高分子材料與工程、無機(jī)非金屬材料工程以及電子科學(xué)與技術(shù)(電子材料方向)三個(gè)專業(yè)的相近課程,根據(jù)無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)、高分子物理和高分子化學(xué)課程在人才培養(yǎng)中的作用,對(duì)其重新定位,整體優(yōu)化課程體系;同時(shí)堅(jiān)持先進(jìn)性原則,突出高、新、精、實(shí)的特點(diǎn),緊跟學(xué)科發(fā)展前沿。
關(guān)鍵詞:古樹名木;復(fù)壯養(yǎng)護(hù)
據(jù)初步統(tǒng)計(jì),湖南省百年以上的古樹名木近20萬株,廣泛分布在鄉(xiāng)村、城市,是全國古樹名木資源大省。由于生態(tài)環(huán)境的惡化,及諸多急功近利的原因,使得很多古樹呈現(xiàn)不同程度的衰弱癥狀,有的因未能及時(shí)救護(hù),導(dǎo)致死亡。因此,開展古樹名木的復(fù)壯養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究顯得十分重要。
1國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
及時(shí)掌握信息,預(yù)防為主。對(duì)區(qū)域內(nèi)資源進(jìn)行分類掛牌建檔;對(duì)每株古樹名木個(gè)體進(jìn)行專業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控;按時(shí)進(jìn)行常規(guī)預(yù)防。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)古樹名木的復(fù)壯措施也在不斷的革新。如對(duì)根部的處理,采用分子技術(shù)進(jìn)行促根;樹體修補(bǔ)和支撐不再采用由于熱脹系數(shù)的差異可能對(duì)樹體產(chǎn)生2次損傷的混凝土或三合土,而是采用熱脹系數(shù)相近的高分子材料。2016年5月關(guān)于古樹名木保護(hù)與建立補(bǔ)償機(jī)制會(huì)議在重慶的成功召開,必將對(duì)復(fù)壯養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究深入產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用。
2古樹名木衰弱的主要因子
導(dǎo)致古樹名木衰老死亡的原因主要分為內(nèi)因和外因2個(gè)方面。內(nèi)因:樹齡高、自身生理機(jī)能下降和樹勢(shì)減弱,樹型較高大,樹干木質(zhì)腐朽中空,很容易被外力折損,抗病蟲害能力降低,抗風(fēng)雨侵蝕力減弱等;外因主要有:生態(tài)環(huán)境的改變、人為破壞、火災(zāi)和病蟲害[1][2]。
3古樹名木復(fù)壯養(yǎng)護(hù)主要技術(shù)措施
復(fù)壯養(yǎng)護(hù)是指運(yùn)用科學(xué)合理的技術(shù)措施,使原本衰弱的古樹名木重新恢復(fù)正常生長,延緩其生命的衰老過程。對(duì)古樹名木的復(fù)壯養(yǎng)護(hù)措施主要包括地下、地表、地上3大部分。
3.1地下根系和土壤的處理
3.1.1排水溝在古樹名木樹冠投影邊緣開挖排水環(huán)溝,溝寬0.4m×深0.4m,做到排得走、不積水。3.1.2換土樹部土壤板結(jié)不良,可根據(jù)樹種特性實(shí)行增沙或增透。如需換土,在樹冠投影范圍內(nèi),挖去50~100cm深的土層,再回填通透性良好的表層土[3-4]。3.1.3增加土壤肥力古樹對(duì)肥料的需求量不會(huì)太大,只在冬季于樹冠投影圈內(nèi)側(cè),挖深約30cm左右的施肥溝,埋放復(fù)合肥,以磷肥為主,生長期不能施肥。有機(jī)肥必須充分漚熟,以免根感染腐爛。3.1.4及時(shí)補(bǔ)充水分在湖南,古樹的生境條件一般不會(huì)缺水,只在干旱月份注意澆水補(bǔ)水,對(duì)陡陗地形地勢(shì)上的古樹應(yīng)加以特別重視。3.1.5地面鋪井形磚和栽花灌木為確保土壤松軟通氣,在地面上鋪置特制井形磚,磚與磚之間不勾縫;或種植花灌木,并圍欄桿禁止游人踐踏[5]。3.1.6拆除鋪裝與砼鋪裝與砼影響土壤中的空氣交換及根系呼吸,必須拆除鋪裝及砼,只在必須鋪裝的用透氣磚或井型磚代替。3.1.7打孔改良土壤如土壤板結(jié)不是特別嚴(yán)重,可通過打孔來解決,孔的深度需達(dá)70~90cm,孔徑在4~5cm為好。在樹冠投影邊緣打孔鋪通氣性好的活性炭與專用肥;打孔位置選擇應(yīng)避免損傷主要根系。
3.2地表根部的處理
保護(hù)根在古樹周圍設(shè)圍欄,對(duì)于地面的根覆土并加設(shè)罩網(wǎng),以保護(hù)古樹的根干皮;促毛細(xì)根法以樹干為中心,以3m為半徑,并參照樹冠的投影,進(jìn)行土方開挖。沿根鏟土,確保不傷大根,根據(jù)實(shí)地情況,挖深50~100cm,對(duì)根徑D2cm以上的根進(jìn)行斷根并環(huán)剝,根系截面及環(huán)剝口涂抹1:5BT生根劑黃泥,然后回填客土,結(jié)合澆水加托布津殺菌消毒。第2年,結(jié)合補(bǔ)水進(jìn)行增肥。
3.3對(duì)樹干的損傷修復(fù)
3.3.1傷皮治療采用皮再生素修復(fù)。對(duì)一些再生力強(qiáng)的樹種如杜仲、厚樸,樹皮損傷面積不大,一般不超過20cm,可采用涂抹皮再生素進(jìn)行修復(fù),修復(fù)處用薄膜包扎好,經(jīng)過一段時(shí)間的生長就能與原皮一樣分;貼皮修復(fù),樹皮與木質(zhì)部未分離,或分離皮層未脫落的輕傷口,將樹皮與傷口復(fù)位對(duì)嚴(yán),按貼上去,覆蓋簿膜隨即用麻繩或草繩纏綁緊密[6]。3.3.2樹干修復(fù)清理樹體上的腐爛木質(zhì)和割除感染的皮組織;清除樹干樹洞內(nèi)的腐朽木質(zhì);噴灑防白蟻耳劑與1:15硫酸銅溶液及石硫合劑原液;涂清漆防水;最后是采用高分子材料進(jìn)行修補(bǔ)修復(fù)。
3.4對(duì)樹體的處理
3.4.1整理與修剪鑒于古樹名木的特殊價(jià)值,徑大于5cm的樹枝不得隨意修剪,如因木質(zhì)腐爛、枯死、病死確需截除,須以保持其原來面貌為基準(zhǔn)。截除大枝時(shí)應(yīng)注意做到不劈裂、不斷皮、不抽心,還應(yīng)使鋸口平整,不形成大小面或臺(tái)階。傷口在愈合封口前,每年應(yīng)對(duì)其進(jìn)行1~2次消毒、涂防腐劑[4]。3.4.2樹體加固主要有3種方法:修補(bǔ)樹干樹洞并用高分子材料填充補(bǔ)洞;仿生支撐,即用水泥塑制成與古樹皮相仿的立柱來支撐樹干樹枝,以防止樹體傾倒與樹杈劈裂,上端與樹干接觸處加橡皮墊,以免損傷樹皮;彈性支撐,即用繩索將樹干吊緊,起到預(yù)防與保護(hù)作用。一般在被支撐的樹杈距地面較高、或數(shù)量較多時(shí),采用此法,繩索和樹皮接觸處應(yīng)墊上橡皮等柔軟物,以保護(hù)樹皮。3.5對(duì)樹葉部位的處理當(dāng)前,由于城市空氣PM10、PM2.5等的污染,常綠古樹樹葉部分灰塵較多,影響光合作用,在重點(diǎn)景區(qū)的影響觀賞效果,應(yīng)定時(shí)清理枯葉,對(duì)樹體樹葉進(jìn)行清洗[5]。
3.6對(duì)伴生植被的處理
應(yīng)控制古樹名木周邊速生樹木和附生、寄生、藤本等競(jìng)爭植物的生長,創(chuàng)造通風(fēng)、透光、衛(wèi)生的古樹名木生存環(huán)境。孤立或群狀生長的古樹,應(yīng)當(dāng)配置有益于改良土壤和古樹生長防護(hù)的低矮陰生植物。
3.7防治有害生物
堅(jiān)持“預(yù)防為主,綜合防治”。根據(jù)樹木特性,優(yōu)先應(yīng)用物理防治和生物防治,積極保護(hù)有害生物天敵,合理使用農(nóng)藥,減少環(huán)境污染。
3.8防自然災(zāi)害
有的古樹在雷擊后因未及時(shí)采取補(bǔ)救措施很快死亡,因此樹體高大、位于空曠處生長的重要古樹應(yīng)加設(shè)避雷針。如果遭受雷擊,應(yīng)立即將傷口刮平,涂上保護(hù)劑,堵好樹洞,以免傷情發(fā)展。古樹群需特別注意防止火災(zāi),建立防火隔離帶。
4發(fā)展趨勢(shì)
隨著分子技術(shù)的發(fā)展,對(duì)古樹根部的復(fù)壯重生處理技術(shù)措施將更為高效和精準(zhǔn)。對(duì)樹干樹洞的修復(fù),以前多采用三合土或混凝土,但由于熱脹系數(shù)的不一致,有可能對(duì)樹體造成2次傷害;采用高分子材料,如彈性環(huán)氧膠用于修補(bǔ)樹干樹洞,可避免對(duì)樹體造成二次傷害。
5關(guān)于復(fù)壯養(yǎng)護(hù)的建議
鑒于全國大部分省已建立了專業(yè)的古樹名木復(fù)壯養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍,有的省扶持成立了專業(yè)公司,建議湖南省加大支持力度,依托相關(guān)科研機(jī)構(gòu),盡快建立專業(yè)的復(fù)壯養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍。盡快形成復(fù)壯養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施規(guī)程,用于規(guī)范指導(dǎo)各地的古樹復(fù)壯養(yǎng)護(hù)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】塑料材料,導(dǎo)熱性能,填充材料
Abstract: This article is read in the literature, newspapers and network retrieval, based on the analysis and summarization of characteristics, understand, conductive plastic material application, development, through the application of field data and the present situation of plastic heat conduction material. Study on dynamic thermal plastic material in the present stage of our country, to obtain the relevant theories and related data. The thermal conductive plastic materials are increasingly focused on environmental protection, green, efficient direction.
Keywords: Plasticmaterials; Thermal conductivity; Filling
一、概念
塑料材料是一種聚合物,也被稱為聚合物或大分子,通常被稱為塑料或樹脂。這樣的聚合物是由小分子多具有結(jié)構(gòu)簡單和低分子量的優(yōu)點(diǎn),通過共價(jià)鍵結(jié)合的形式。有不少品種的聚合物,如果只是分類熱的變化,它可以簡單地分為兩類。塑料為我們帶來的方便真的是太多太多了,不用一一例舉看看我們身邊的物質(zhì)。假如我們離開了塑料將會(huì)是什么情況。
二、分類
按用途來分的話,塑料可分為通用塑料、工程塑料和特種工程塑料三種,性能和價(jià)格都是按順序逐漸上升的。最常見的是通用塑料,性能也是最普通的,它包括了ABS和PE還有PVC等等,價(jià)格在20元/KG左右。然而工程塑料價(jià)格較高,一般在20-100元每千克不等。特種工程塑料的話,性能就是相當(dāng)高級(jí)了,幾乎能滿足各種苛刻的要求,其多半運(yùn)用機(jī)、航天飛船、坦克等。
三、導(dǎo)熱性塑料材料導(dǎo)熱塑料材料的研究
大多數(shù)的塑料材料是飽和的系統(tǒng)程序,沒有自由電子,熱傳導(dǎo)主要取決于晶格振動(dòng),這是一個(gè)負(fù)荷,它導(dǎo)熱系數(shù)是由公式Ks=(1/2)VsLsCv來進(jìn)行處理。但是,塑料材料的分子鏈大多數(shù)是沒有規(guī)定相互烏結(jié)構(gòu)的纏結(jié)在一起并且相對(duì)分子量都較大,因此導(dǎo)致塑料材料不能夠完全進(jìn)行結(jié)晶,所以其中具有一部分非晶的成分;同時(shí),塑料材料的分子質(zhì)量也有多分散性這一特點(diǎn),導(dǎo)致分子的大小并不是完全相等的,同樣難以形成一個(gè)完整的晶格;并且分子之間鏈振動(dòng)的存在對(duì)聲子進(jìn)行反復(fù)散射,這就是普通塑料材料導(dǎo)熱性能較低的原因。
四、導(dǎo)熱塑料材料的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)在塑料的導(dǎo)熱性能的研究與開發(fā)已吸引了許多在世界上的研究興趣,并取得了比較好的塑料材料,熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型取得了很大的進(jìn)步,在逐漸減少計(jì)算誤差和實(shí)際誤差,在使用的計(jì)算機(jī)模擬,使用的熱塑性材料的熱導(dǎo)率影響的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究的概念,發(fā)揮了重要的作用,由于科學(xué)水平的和一起的限制人類對(duì)導(dǎo)熱塑料的研究還不是很深入,理論上的研究和探索還需要進(jìn)一步的挖掘。
20世紀(jì)90年代以來,聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型研究取得令人滿意的進(jìn)展,納米復(fù)合技術(shù)的引入為導(dǎo)熱高分子材料研究提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。但是,高導(dǎo)熱聚物本體材料和填充聚物復(fù)合材料在導(dǎo)熱機(jī)理、應(yīng)用開發(fā)等方面的研究和電材料相比還是有很大差距,所以納米導(dǎo)熱填料、聚合物基體與導(dǎo)熱填料納米復(fù)合新技術(shù)的研究和開發(fā),聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱模型的建立、導(dǎo)熱機(jī)理特別是聚合物基體與導(dǎo)熱填料界面的結(jié)構(gòu)與性能對(duì)材料導(dǎo)熱性能的影響及導(dǎo)熱通路的形成等應(yīng)成為導(dǎo)熱功能填充聚合物復(fù)合材料的研究方向。
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關(guān)鍵詞 PVS防腐;聚氯乙烯;端羥基液態(tài)高分子;橡膠顆粒
中圖分類號(hào)TE8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)52-0114-01
隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,石油已經(jīng)成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源之一。石油是一種地下資源,需要經(jīng)過開采、輸送以及深加工之后才能付諸于經(jīng)濟(jì)建設(shè)中,在石油開采、輸送的過程中需要大量的埋地鋼質(zhì)管道,埋地管道的防腐是一項(xiàng)關(guān)系油田持續(xù)發(fā)展的工藝技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國鋼鐵年產(chǎn)量為1.6億t,每年因管道腐蝕而損耗6 000多萬t,差不多等于上海寶山鋼鐵總廠的年產(chǎn)量。腐蝕造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失是巨大的,我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2 800億元,比每年風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害造成損失的總和還要多[1]。為了延長管道的使用壽命,管道防腐技術(shù)越來越受到人們的重視。
對(duì)于埋地管道,廣泛采用的防腐保護(hù)方法是對(duì)管道施加防腐蝕涂層并附加陰極保護(hù),這是世界公認(rèn)的最佳防腐保護(hù)方法。所謂涂層是施加在管道表面具有保護(hù)作用的隔離層,將管道金屬與腐蝕環(huán)境如空氣、土壤、水等隔離,保護(hù)管道免遭腐蝕破壞。涂層是腐蝕控制的第一道防線,也是防止埋地鋼管腐蝕的基本方法[2]。所以在某種程度上,防腐層質(zhì)量決定了管道的使用壽命。在管道上應(yīng)用的防腐涂料有石油瀝青、煤焦油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、聚氨酯石油瀝青、煤焦油磁漆( CTE)、環(huán)氧粉末(FBE)、底膠加聚烯烴(POA)、環(huán)氧底漆加底膠加聚烯烴(POE)、環(huán)氧粉末加改性聚烯烴(POF),雙層PE和三層聚乙烯(3PE)等。國內(nèi)現(xiàn)在主要防腐涂料是石油瀝青、煤焦油瀝青、聚氨酯石油瀝青、CTE、FBE等,國外目前常用的各類防腐涂料為CTE、FBE、POA、POE、POF等[3]。
油田開采中使用的鋼制管線,在傳統(tǒng)的防腐技術(shù)中都存在施工周期長、施工環(huán)境要求高、能耗大、效率低、污染環(huán)境等弊端。加之,中國主要的油氣田分布在地理?xiàng)l件比較惡劣的高原、丘陵地帶,管線施工難度較大,在施工過程中很容易造成防腐層破損,因此,進(jìn)一步的加大了補(bǔ)口補(bǔ)傷的工作量。PVS防腐技術(shù)是一種以聚氯乙烯為主要原料的保護(hù)層與改性瀝青為粘結(jié)層的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的防腐材料。聚氯乙烯有優(yōu)良的電絕緣、防腐、防水性能;粘結(jié)層使用端羥基液態(tài)高分子橡膠、再生橡膠粉等改性的瀝青,液態(tài)高分子橡膠有效提高了瀝青的低溫性能,其端羥基在零下20℃還具有延展性能;橡膠顆粒大大地增強(qiáng)了瀝青的抗高溫性能,在80℃時(shí)粘結(jié)層保持一定的強(qiáng)度;粘結(jié)層與底漆固化形成楔形粘結(jié)結(jié)構(gòu)。同時(shí)粘結(jié)層本身具有較強(qiáng)的防腐蝕、防水、耐電壓等性能,因此即使聚氯乙烯層遭外力破壞,粘結(jié)層也能有效的保護(hù)管件不被腐蝕。
1 底漆的設(shè)計(jì)
該底漆采用了雙組分聚氨酯為基材,以磁化鐵粉為主要填料經(jīng)過臥式砂磨機(jī)研磨而成的。聚氨酯漆膜反應(yīng)生成的氫鍵具有耐溫、耐磨、抗彎曲等性能。磁化鐵粉在帶銹底漆中廣泛的應(yīng)用由于磁化鐵是四氧化三鐵,存在三價(jià)鐵和二價(jià)鐵,與鐵、鐵銹二氧化鐵之間發(fā)生化合價(jià)轉(zhuǎn)移而組織鐵銹的生成,達(dá)到防腐性能;該底漆不影響焊接,耐高溫在150℃以上。
該底漆具有無毒、低溫快干、抗油、耐酸、耐堿、耐化學(xué)品等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)施工對(duì)象的表面條件要求寬,可以刷涂、也可以噴涂。施工前按照甲、乙組分的比例調(diào)配,充分?jǐn)嚢韬罂梢允褂谩T撚推釣榭旄尚推?,混合好的油漆冬天?小時(shí)內(nèi)使用完,夏季在1小時(shí)內(nèi)用完。
2 PVC的性能及其防腐基材生產(chǎn)
PVC是由氯乙烯單體經(jīng)過聚合反應(yīng)而至的一種熱塑性樹脂,一般加入穩(wěn)定劑、劑、填充劑配合使用,也可以與其他樹脂共混改性。PVC具有優(yōu)良的耐酸堿腐蝕性、耐磨、耐燃和電絕緣性能,加工性能優(yōu)良、價(jià)格便宜,但在高溫下的力學(xué)性能差。本技術(shù)為了改變PVC高溫力學(xué)性能,在PVC膜生產(chǎn)的過程中加入高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯等,以加強(qiáng)PVC在80℃以上的力學(xué)性能,縱向、橫向的拉伸及其強(qiáng)度。
防腐基材的生產(chǎn)工藝:聚氯乙烯、高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯、填料按照比例混合送入橡塑擠出機(jī),經(jīng)過壓延達(dá)到要求的厚度,經(jīng)過冷去,修邊,纏繞形成防腐基材的卷材,經(jīng)檢驗(yàn)合格后與改性瀝青復(fù)合。
3 瀝青改性及防腐層的復(fù)合
普通的石油瀝青存在溫度軟化點(diǎn)低,低溫性能差的缺點(diǎn),因此作為防腐層使用的瀝青一般都要經(jīng)過改性處理,傳統(tǒng)的改性方法有:氧化法、乳化法、以及加入樹脂改性瀝青。本技術(shù)改性瀝青主要是提高瀝青的柔性和彈性,使瀝青在高溫下具有一定的強(qiáng)度,在低溫下具有一定的粘結(jié)性能;在瀝青中加入活化劑,與底漆中的聚氨酯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),提高防腐層在管道上的粘結(jié)強(qiáng)度;促進(jìn)瀝青與PVC防腐層的粘結(jié)強(qiáng)度。
本技術(shù)采用了端羥基液態(tài)高分子橡膠和超細(xì)再生橡膠粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性,一次改性瀝青的溫度在200℃左右,二次改性瀝青溫度控制在120℃左右。兩次改性的瀝青在90℃時(shí)以輥涂的形式均勻的涂敷在PVC與丙綸布的復(fù)合層上,經(jīng)過壓延整形,加蓋隔離紙,按照寬度要求裁邊,纏繞為10KG的卷材。
4 結(jié)論
本技術(shù)中,PVC加入聚乙烯、聚丙烯和助劑改性后作為防腐層用于管道防腐,可以提高防腐層的強(qiáng)度。瀝青通過橡膠粉、高分子材料改性,具有良好的耐溫性能、防水性能,且與鋼質(zhì)材料、非金屬材料粘結(jié)強(qiáng)度高,可以作為防腐層的粘結(jié)層,使用于管道防腐。PVS防腐層能夠適用于各類管線的防腐施工,工藝簡單,勞動(dòng)強(qiáng)度低,能夠降低防腐成本。適合各種防腐管線的補(bǔ)口、補(bǔ)傷,施工簡便,質(zhì)量可靠。
因此,PVS防腐是多層次復(fù)合防腐技術(shù),是一種以聚氯乙烯為主要原料的高分子材料為基材,以端羥基液態(tài)高分子橡膠和橡膠顆粒改性的瀝青為粘結(jié)層,多層材料結(jié)構(gòu)經(jīng)遠(yuǎn)紅外加熱復(fù)合為一體的自粘型防腐材料。PVS防腐技術(shù)施工工藝少,效率較高,具有防腐性能強(qiáng)、清潔環(huán)保、施工簡便、造價(jià)低廉等特點(diǎn),是一種較為理想的油田工程防腐技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳強(qiáng).國內(nèi)外油氣管道防腐新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].甘肅石油和化工,2010(3):10-13.
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