生物降解高分子材料的降解机理
生物降解高分子材料的降解机理
可生物降解高分子材料的分类及应用
四川工业学院学报 Journa l of S ich ua n Uni vers ity o f Sc ience and Tec hnolog y 文章编号:1000-5722(2003)增刊-0145-03 收到日期:2003-03-22 基金项目:中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目(部(基)349):四川工业学院人才引进项目(0225964) 作者简介:王周玉(1977-),女,四川省彭州市人,西华大学生物工程系助教,硕士,主要从事高聚物的合成、改性性质及其应用的研究。 可生物降解高分子材料的分类及应用 王周玉,岳 松,蒋珍菊,芮光伟,任川宏 (西华大学生物工程系,四川成都 610039) 摘 要: 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述,并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 关键词: 生物降解;高分子材料;应用 中图分类号:O631.2 文献标识码:B 0前言 塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位,由于其难以降解,随着用量的与日俱增,废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式,规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围;我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨不可降解的废旧物,严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料[1]是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下,使其化学结构能在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终被环境所消纳 的高分子材料。根据降解机理[1,2] 的不同,降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光-生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等,其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛,在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景,所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全 生物降解高分子材料(Biodegradable materials)和生物破坏性高分子材料(或崩坏性,Biodestruc tible ma terials);按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1.1 天然高分子材料 [3,4] 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉,特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素,年生物合成量超过1010 吨。利用它们制备的生物高分子材料可完全降解、具有良好的生物相容性、安全无毒,由此形成的产品兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义,因而受到各国的重视,特别是日本。如日本四国工业技术实验所用纤维素和从甲壳素制得的脱乙酰壳聚糖复合,采用流延工艺制成的薄膜,具有与通用薄膜同样的强度,并可在2个月后完全降解;他们还对壳聚糖)淀料复合高分子材料进行了大量的研究工作,发现调节原料的比例、热处理温度,可改变高分子材料的强度和降解时间。 天然高分子材料虽然具有价格低廉、完全降解等诸多优点,但是它的热力学性能较差,不能满足工程高分子材料加工的性能要求,因此对天然高分子进行化学修饰、天然高分子之间的共混及天然高分子与合成高分子共混以制得具有良好降解性、实用性的生物降解高分子材料是目前研究的一个主要方向。1.2 微生物合成高分子材料[3,4,5] 微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发
(完整版)可降解高分子材料
可降解高分子材料 1 可生物降解高分子材料的定义 可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 2 生物降解高分子材料降解机理 生物降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物(有机酸、酯等)；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。降解除有以上生物化学作用外，还有生物物理作用，即微生物侵蚀聚合物后，由于细胞的增大，致使高分子材料发生机械性破坏。因此，生物降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚：除了生物降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。 人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性，发现与其结构有很大关系，包括化学结构、物理结构、表面结构等。高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱，一般情况下：脂肪族酯键、肽键>氨基甲酸酯>脂肪族醚键> 亚甲基。当同种材料固态结构不同时，不同聚集态的降解速度有如下顺序：橡胶态>玻璃态>结晶态。一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和，微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孑L性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。生物可降解高分子材料的降解除与材料
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料 肖群 （东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040） 摘要：高分子材料在日常生活中的使用量越来越大．然而高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量塑料废弃物也与日俱增。给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。本文简要介绍生物降解高分子材料的定义、降解机理及影响因素的基础上，较为全面的阐述了当前生物降解高分子材料的应用领域。 关键词：生物降解，医用生物材料， 1 前言 聚合物工业蓬勃发展的同时也导致了环境污染的加剧，引起了人们对聚合物废料处理的关注。目前全世界每年生产塑料约1．2亿吨．用后废弃的大约占生产量的50％～60％。废塑料的处理以掩埋和焚烧为主，但这两种处理方法会产生新的有害物质。对此，一些国家实行了3R工程，即减少使用、重复使用和回收循环。但对一些回收困难、不宜回收或需要追加很大能量才能回收的领域(如食品包装、卫生用品)，实施3R工程很困难，而如果使用生物降解材料则十分有利[1]。 2生物降解高分子材料定义降解机理 2．1生物降解高分子定义 根据美国ASTM定义生物降解高分子材料是指在一定的条件下．一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解的高分子材料[2，3,4]。真正的生物降解高分子在有水存在的环境下，能被酶或微生物水解降解，从而高分子主链断裂，分子量 逐渐变小，以致最终成为单体或代谢成CO 2和H 2 O[5]。 2.2生物降解高分子材料的降解机理 生物降解机理和光一生物降解机理．完全生物降解机理大致有三种途径：①生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解，电离质子化而发生机械性的毁坏．分裂成低聚物碎片：②生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新 物质(CH 4、C0 2 和H 2 0)：③酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩 裂。而光一生物降解机理则是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解，增大表面／体积比，同时，日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成含氧化物，并氧化断裂．分子量下降到能被微生物消化的水平。进一步研究发现．不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大关系，包括化学结构、物理结构、表面结构等。 对不同种类的生物降解材料而言．它们降解机理的不同决定了它们具有不同的性质。天然降解高分子材料．其本身来源于生物体，能保证足够的细胞及组织亲和性．降解周期一般较短．最终降解产物为多糖或氨基酸．容易被机体吸收．但是这种材料力学性能差。难于满足组织构建的速度要求，应用时需要进行改性。化学合成的生物降解材料的组成、结构和降解行为更易于控制。比如降解速度和强度可调．易构建高孔隙率三维支架．但材料本身对细胞亲和力弱．往往需要引入适量能促进细胞黏附和增值的活性基团、生长因子或黏附因子等。[6] 3生物降解高分子材料的种类及降解过程
中国可降解高分子材料行业上下游产业链分析报告
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目录 中国可降解高分子材料行业上下游产业链分析 (3) 第一节可降解高分子材料行业上下游产业链概述 (3) 第二节可降解高分子材料上游行业发展状况分析 (3) 一、上游原材料市场发展现状 (3) 二、上游原材料供应情况分析 (4) 三、上游原材料价格走势分析 (4) 四、上游原材料行业前景分析 (4) 第三节可降解高分子材料下游行业需求市场分析 (4) 一、下游行业发展现状分析 (4) 二、下游行业需求状况分析 (9) 三、下游行业需求前景分析 (10) 2
3 中国可降解高分子材料行业上下游产业链分析 第一节 可降解高分子材料行业上下游产业链概述 图表- 1：可降解高分子材料产业链 以PLA 为例，聚乳酸全名为PolyLacticAcid(PLA)，又名玉米淀粉树酯，学名为Polylactide ，是一种丙交酯聚酯。聚乳酸为一多用途可堆肥的高分子聚合物，完全由植物中萃取出淀粉→经过发酵→去水→聚合等过程制造而成，无毒性。 其上游为淀粉、纤维素等原材料行业，下游行业应用范围较为广泛，主要包含医疗、食品包装、日用品等多个行业。 第二节 可降解高分子材料上游行业发展状况分析 一、上游原材料市场发展现状 作为生物塑料家族中的当家品种，聚乳酸(PLA)目前是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基塑料，是未来最有希望撼动石油基塑料传统地位的降解材料，也将成为生物塑料的主力军。 由于我国农业基础较为发达，淀粉酶以及纤维素等相关产品的数量较多，供给较为充足。
高分子材料 名词解释
1、工程塑料：具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境 条件，并在此条件下长时间使用，可作为结构材料。 2、熔体流动指数（MFI）：在规定的温度和压力下，试样熔体每10min通过标准出 料模孔的总重量(克)。单位:g/10min。 3、在外界环境的作用下（例如溶剂、氧气等），因为塑料材料加工过程中有残余内应力存在，使得材料在远远低于屈服应力值时就发生了开裂的现象称为环境应力开裂。 4、热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。 5、环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线性有机高分子化合物。 6、反增塑现象：当增塑剂加入到聚合物中时，正常情况下，他们能降低弹性模量， 降低拉伸强度和增加伸长率。但有时加入少量增塑剂却往往会出现树脂硬化的现象，即反增塑。 7、润滑剂协同效应：在PVC加工中，加入适量合适的润滑剂，不仅可以降低树脂 熔融前和熔融后分子间以及加工树脂熔体与加工设备间的相互摩擦，改善树脂的熔融流动性及摩擦生热的降低，还有效地防止由此引起的树脂热降解，起到热稳定的协同作用。 8、维卡温度(维卡软化温度），是指测定高分子材料在合适的液体传热介质中，在一定的负荷、一定的等速升温条件下，试样被1毫米2压针头压入1毫米时的温度。 9、（1）合成树脂是将有机原料用化学方法人工合成而得的，一类具有类似天然树脂性能的高分子量的聚合物，是一种无定形的半固体或固体有机物。 （2）塑料是以合成（或天然）树脂为基础，再加入塑料助剂（如填料、增塑剂、 稳定剂、润滑剂、交联剂及其它添加剂），在一定的温度和压力下，经过模塑而成型的产物。 10、硫化指的是橡胶胶料通过生胶分子间交联，生成具有三维网络结构的硫化胶的过程。 11、（1）热固性树脂：树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。 （2）热塑性树脂：是具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。
降解高分子材料
III降解高分子材料 1简述 降解性高分子(又称生物可降解塑胶)，在日本又称为绿色塑胶，是可以在自然界降解的塑胶材质。在有足够的湿度、氧气与适当微生物存在的自然掩埋或堆肥环境中，可被微生物所代谢分解产生水和二氧化碳或甲烷，对环境危害较小。由降解性高分子构成。基本上，生物塑胶并不是什麼新概念。由木材和棉花制成的赛璐珞，早在1850年代就被发明出来作为象牙撞球的替代品。但就像其他早期发明的可循环塑胶一样，赛璐珞缺乏合成塑胶的可变性和发展性，因此现在多半只能拿来做领口衬料和桌球。 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广, 可用于地膜、包装袋、医药等领域。 2生物降解高分子材料降解机理 按美国ASTM定义：生物降解高分子材料是指在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或分解的高分子材料。般高分子材料的生物降解可分为完全生物降解和光一生物降解b。完全生物降解 大致有三种途径： (1) 生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质(C，C02和H 0)。 (2) 生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离质子化而发生机械性的毁坏，分裂成低聚物碎片。 (3) 酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。而光一生物降解则是材料中淀粉等生物降解剂首先被生物降解，增大表面积/体积比，同时, 日光、热、氧引发光敏剂等使聚合物生成含氧化物，并氧化断裂，分子量下降到 能被微生物消化的水平， 因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、
常用高分子材料汇总
常用高分子材料汇总
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常用高分子材料总结 塑料：1、热固性塑料 2、热塑性塑料：①通用塑料（五大通用塑料） ②工程塑料（通用工程塑料特种工程塑料） 工程塑料具有更高的力学强度，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有较高的尺寸稳定性， 五大通用工程塑料为：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。 分 类 名称概述性能特点加工性能主要应用 酚醛树脂（PF）酚类和醛类缩聚而 成的合成树脂的总 称。最常用的是苯 酚和甲醛 力学强度高；性能稳定；坚硬耐磨； 耐热、阻燃、耐腐蚀；电绝缘性良好； 尺寸稳定性好；价格低廉；色深，难 于着色 本身很脆，成型时需排气，须加入纤 维或粉末状填料。有层压和模压 电绝缘材料（俗称电 木）、家具零件、日用品、 工艺品、耐酸用的石棉 酚醛塑料 3
热固性塑不饱和聚酯 （UP） 由二元酸(或酸酐) 与二元醇经缩聚而 制得的不饱和线型 热固性树脂 力学强度高，强度接近钢材，可用作 结构材料，可在常温常压下固化 在不饱和聚酯中加入苯乙烯等活性 单体作为交联剂（影响其性能），并 加入引发剂和促进剂，可以在低温或 室温下交联固化形成。 主要用途是玻璃纤维增 强制成玻璃钢，大型化 工设备及管道，飞机零 部件，汽车外壳小型船 艇，透明瓦楞板，卫生 盥洗器皿、 氨 基 塑 料 脲甲醛 树脂UF 氨基模塑料俗称电 玉粉，是由氨基树 脂为基质添加其他 填充剂、脱模剂、 固化剂、颜料等， 经过一定塑化工艺 制成 （UF）坚硬耐刮伤、有较好的耐电 弧性和一定的机械强度，有自熄性、 无臭、无味、耐热性、耐水性比酚醛 塑料稍差，外观美丽鲜艳，耐霉菌， 制造电器开关、插座、照明器具 （MF）的吸水性比脲醛树脂要低， 而且耐沸水煮，耐热性也优于脲醛塑 料一般可在150-200℃范围内使用， 并有抗果汁、洒类饮料的沾污，密胺 餐具而出名 （UMF）制品具有优良 的耐电弧性能和很高的 机械强度，以及良好的 电绝缘性和耐热性；耐 电弧防爆电器设备配 件，要求高强度的电器 开关和电动工具的绝缘三聚氰 胺甲醛 树脂MF 脲三聚 氰胺甲 4
高分子材料基本名词解释
名词解释： 1.通用型热塑性塑料：是指综合性能好，力学性能一般，产量大，适用范围广泛，价格低廉的一类树脂。 2.通用型热固性塑料：为树脂在加工过程中发生化学变化，分子结构从加工前的线型结构转变成为体型结构，再加热后也不会软化流动的一类聚合物。 3.聚乙烯相对分子量的大小常用熔体流动速率（MFR）来表示。 4.共混改性是指两种或两种以上聚合物材料以及助剂在一定温度下进行掺混，最终形成一种宏观上均与且力学，热学，光学以及其它性能得到改善的新材料的过程。 5.茂金属聚苯乙烯：为在茂金属催化剂作用下合成的间同结构聚苯乙烯树脂，它的苯环交替排列在大分子链的两侧。 6.通常把使用量大、长期使用温度在100～150℃、可作为结构材料 7.使用的塑料材料称为通甩工程塑料，而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150℃以上的塑料材料特种工程塑料。 8.聚酰胺（PA):俗称尼龙，是指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物。聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也可由w-氨基酸或内酰胺自聚而得。聚酰胺的命名是二元胺和二元酸的碳原子数来决定的。 9.单体浇注聚酰胺(MC聚酰胺），是以氢氧化钠为主催化剂、将聚酰胺6单体直接浇注到模具内进行聚合并制成制品。制备的主要特点有：
①只要简单的模具就能铸造各种大型机械零件。 ②工艺设备及模具都很简单，容易掌握。 ③MC聚酰胺的各项物理机械性能，比一般聚酰胺优越。 ④可以浇注成各种型材，并经切削加工成所需要的零件，因此适合多品种，小批量产品的试制。 10.RIM聚酰胺：是将具有高反应活性的原料在高压下瞬间反应，再注入密封的模具中成型的一种液体注射成型的方法。 11.共聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，与二氧五环作用，在以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂的情况下共聚，再经后处理出去大分子链两端不稳定部分而成的。 12.均聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂，在石油醚中聚合，再经端基封闭而得到的。 13.由饱和二元酸和二元醇得到的线型高聚物称为热塑性聚酯，目前最常使用的是：聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。 14.聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是对苯二甲酸和丁二醇缩聚的产物,制备方法可以采用直接酯化法以及酯交换法,都是先制成对苯二甲酸双羟丁酯,然后在缩聚得到聚合物. 15.聚酰亚胺(PI)是分子主链中含有酰亚胺基团的一类芳杂环聚合物,是工程塑料中耐热性能最好的品种之一,其制备方法是先由芳香族二元酸酐和芳香族二元胺经缩聚反应生成聚酰胺算,然后经过热转化或化学转化环化脱水形成聚酰亚胺。 16.橡胶：是一种在大的形变下能迅速而有力恢复其形变，能够被改
生物降解高分子材料研究
生物降解高分子材料研究 [摘要] 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述，并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 [关键词] 生物降解；高分子材料；应用 塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式，规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围；我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨不可降解的废旧物，严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下，在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下，使其化学结构能在较短时间内发生明显变化，从而引起物性下降，最终被环境所消纳的高分子材料。根据降解机理的不同，降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光一生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等，其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下，使其化学结构发生变化，致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛，在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全生物降解高分子材料(Biodegradable materials)和生物破坏性高分子材料(或崩坏性，Biodestructible materials)；按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1．1 天然高分子材料 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉，特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素，年生物合
热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特性与燃烧形式(3)参考文本
热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特性 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特性与燃烧形式（3）参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1．热塑高分子材料的热转变特性 热塑性高分子材料在较低温度下都为刚性固体，按照 是否结晶可分为结晶和非结晶（无定性）热塑性高分子材 料。随温度升高，非结晶热塑性高分子材料先是在达到玻 璃化温度（Tg）后发生软化、进入高弹态（类似皮革 状），然后温度继续升高，达到粘流温度（Tf）后处于粘流 态。结晶度较低（小于40%）的热塑性高分子材料，随温 度升高，先在达到Tg后发生软化、进高弹态，然后温度继 续升高，达到熔点（Tm）后成为粘性流体。结晶度较高 （大于40%）的热塑性高分子材料，温度升高到Tg后不
软化，达到Tm后才熔化为粘性流体。如果结晶高分子材料的分子量足够大（如超高分子量聚乙烯），无定性部分的Tf会大于结晶部分的Tm，那么温度升高到Tm后，先是成为高弹态，只有在温度超过Tf后才成为粘性流体，此时如果温度继续升高、达到分解温度（Td），热塑性高分子材料将发生化学分解。 一般情况下，大多数热塑性高分子材料的Tg小于150℃，Tm小于200℃，Tf小于250℃，Td小于350℃。由于燃烧时温度一般超过500℃，因此，发生火灾后，热塑性高分子都会先被加热到粘流态，并发生化学分解（化学分解机理主要为链式解聚和无规分解），生成单体、二聚体、多聚体、小分子无规分解物以及其它小分子量粘性物质（如焦化产物等）。这些分解物中，有许多小分子量物质在燃烧温度下呈气态。 2．热塑性高分子材料燃烧形式
11高分子材料习题及答案
一、名词解释 1.共聚物：由两种或两种以上单体经过加聚反应生成的产物称为共聚物。 2.热塑性树脂：加热时软化甚至熔化，冷却后硬化但不起化学变化，不论重复多少次，均能保持这种性质的树脂（或受热时软化，冷却时硬化，但不起化学反应，能够反复多次的树脂）。 3.热固性树脂：加热时软化，同时产生化学反应（或交联）而固化，以再加热时不再软化也不熔化、不溶解的塑料称为热固性树脂。 4.塑料的老化：塑料在使用条件下，受到热、氧、阳光、电等作用，塑料中聚合物的组成和结构发生变化，使塑料的性能恶化的现象或过程称为塑料的老化（或塑料在使用过程中，在热、氧、阳光、电等作用下，塑料逐步失去弹性，变硬，变脆，出现龟裂的现象；或塑料逐步失去刚性，发粘，出现蠕动等的现象）。 5.橡胶的硫化：在橡胶中加入硫化剂（或交联剂），使橡胶由线性分子结构交联成为网体型分子结构弹性体的过程。 6.橡胶的再生：使废旧橡胶经机械粉碎、氧化解聚等，使其结构由大的网体结构转变为小的网体结构和少量的线型结构的过程。 7.玻璃化温度：使聚合物大分子链和链段均被固定，热运动处于停止状态，而使高分子呈玻璃状态（或呈硬脆玻璃体状态）时的温度。 8. 树脂的固化剂：使线型聚合物交联成体型聚合物的化学物质。 9.纤维增强塑料（聚合物基纤维增强材料）：以树脂（塑料）为基体，以纤维为增强材料的复合材料。 二、填空 1.由单体聚合成聚合物的反应有加聚反应和反应两种类型。（缩聚） 2. 玻璃化温度是的最高使用温度。（塑料） 3. 在塑料的各组成中，主要决定塑料性能和使用范围的成分是。（树脂） 4.在塑料的各组成中，能提高塑料的硬度、耐热性，并能降低塑料成本的组分是。（填料） 5.在塑料组成中，增塑剂能使塑料的硬度和降低。（脆性） 6. 在塑料的组成中，填料不仅能降低塑料的成本，扩大使用范围，而且还能提高塑料的。（机械强度（或硬度、或耐热性）） 7.在塑料的组成中，能延缓塑料老化的成分是。（稳定剂（或抗老化剂）） 8.在橡胶的组成中，硫化剂的作用是。（使橡胶由线型分子交联成体型（或网型）分子） 9. 既不溶于溶剂也不会熔融的高聚物属于型高聚物。（体）
(完整版)高分子材料的拉伸性能
《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书 一、实验目的 1、测试热塑性塑料拉伸性能。 2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。 4、了解塑料抗张强度的实验操作。 二、实验原理 拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下： 1.拉伸强度为： (1) 式中σ--拉伸强度，MPa; P---破坏载荷（或最大载荷)，N; b---试样宽度，cm; h---试样厚度，cm. 2.拉伸破坏(或最大载荷处)的伸长率为： (2) 式中ε---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%; ΔL0-破坏时标距内伸长量，cm; L0---测量的标距，cm, 3.拉伸弹性模量为： (3) 式中E t---拉伸弹性模量，MPa； ΔP—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N； ΔL0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。 4.拉伸应力-应变曲线 如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ = Eε 式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变
聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。起始时，应力增加，应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。A点叫做比例极限点。超过A点后的一段，应力增大，应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小；当达到Y点时，其比值为零。Y点叫做屈服点。此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。对塑料来说，它是使用的极限。如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂。断裂点的应力可能比屈服点应力小，也可能比它大。断裂点的应力和应变叫做断裂强度和断裂伸长率。 高分子材料是多种多样的，它们的应力—应变曲线也是多样的并且受外界条件的极大影响。 材料的应力—应变曲线下的面积，表示其反抗外力时所做的功，因此根据应力－应变曲线的形状就可以大致判断出该材料的强度和韧性。
生物降解高分子材料的研究现状及应用前景_吴卫霞
?４０? ２００５年３月 油气田环境保护 综 述 生物降解高分子材料 的研究现状及应用前景 吴卫霞１ 涂阿朋２ 肖俊霞１ 段明锋１ （１．江汉石油学院化学工程系；２．土哈油田钻井公司） 摘 要 目前，处理高分子材料的一些传统方法，如焚烧法、掩埋法、熔融共混挤出法、回收利用等都存在一定的缺陷和局限性，给环境保护带来严重的困难。因此，开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程。论述了生物降解高分子材料的研究现状，并对生物降解高分子材料的降解机理、影响因素及其在医学、农业、包装业和其他领域的潜在应用前景进行了探讨。 关键词 生物降解高分子材料 降解机理 影响因素 研究现状 应用前景 ０ 引 言 随着大量高分子材料在各个领域的使用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害［１］。目前，处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用，将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程，这种方法简洁有效，而且对环境的保护有积极的作用［２］。同时，随着高新技术的发展，生物降解高分子材料也满足了医学和农业及其他方面的需求，成为近年来研究的热点。 １ 高分子生物降解机理 理想的生物降解高分子材料是一种具有优良的使用性能，废弃后可被环境微生物完全分解，最终被无机化而成为自然界中碳元素循环的一个组成部分的高分子材料［３］。生物降解高分子材料的生物降解通常是指以化学方式进行的，即在微生物活性（有酶参与）的作用下，酶进入聚合物的活性位置并渗透至聚合物的作用点后，使聚合物发生水解反应从而使聚合物的大分子骨架结构发生断裂成为小的链段，并最终断裂成稳定的小分子产物，完成降解过程［４］。 一般高分子材料的生物降解可分为完全生物降解机理和光－生物降解机理［５］。完全生物降解机理大致有三种途径：① 生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解，电离质子化而发生机械性的毁坏，分裂成低聚物碎片；② 生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质（ＣＨ４，ＣＯ２和Ｈ２Ｏ）；③ 酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。光－生物降解机理是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解，增大表面／体积比，同时，日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成氧化物，并氧化断裂，分子量下降到能被微生物消化的水平。 ２ 影响生物降解的因素 生物降解高分子在制造和使用过程中应保持稳定，并要求在废弃后及时进行生物降解，因此影响生物降解性的因素成为人们关注的焦点之一。 环境因素［４，６］是指水、温度、ｐＨ值和氧的浓度。水是微生物生成的基本条件，因此聚合物能保持一定的湿度是其可生物降解的首要条件。每一种微生物都有其适合生长的最佳温度，通常真菌的适宜温度为２０℃～２８℃，细菌则为２８℃～３７℃。一般来说，真菌适宜长在酸性环境中，而细菌适宜长在微碱性条件下。真菌为好氧型的，细菌则可在有氧或无氧条件下生长。
降解高分子材料
III降解高分子材料 1 简述 降解性高分子（又称生物可降解塑胶），在日本又称为绿色塑胶，是可以在自然界降解的塑胶材质。在有足够的湿度、氧气与适当微生物存在的自然掩埋或堆肥环境中，可被微生物所代谢分解产生水和二氧化碳或甲烷，对环境危害较小。由降解性高分子构成。基本上，生物塑胶并不是什麼新概念。由木材和棉花制成的赛璐珞，早在1850年代就被发明出来作为象牙撞球的替代品。但就像其他早期发明的可循环塑胶一样，赛璐珞缺乏合成塑胶的可变性和发展性，因此现在多半只能拿来做领口衬料和桌球。 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。 2 生物降解高分子材料降解机理 按美国ASTM定义：生物降解高分子材料是指在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或分解的高分子材料。般高分子材料的生物降解可分为完全生物降解和光一生物降解b 。完全生物降解大致有三种途径： (1)生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质(C ，C02和H O)。 (2)生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离质子化而发生机械性的毁坏，分裂成低聚物碎片。 (3)酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。而光一生物降解则是材料中淀粉等生物降解剂首先被生物降解，增大表面积／体积比，同时，日光、热、氧引发光敏剂等使聚合物生成含氧化物，并氧化断裂，分子量下降到能被微生物消化的水平, 因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、
热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特性与燃烧形式(3)(正式版)
文件编号：TP-AR-L6959 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特
热塑性高分子材料火灾特性及扑救对策——热塑性高分子材料的热转变特性与燃烧形式（3）(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1．热塑高分子材料的热转变特性 热塑性高分子材料在较低温度下都为刚性固体，按照是否结晶可分为结晶和非结晶（无定性）热塑性高分子材料。随温度升高，非结晶热塑性高分子材料先是在达到玻璃化温度（Tg）后发生软化、进入高弹态（类似皮革状），然后温度继续升高，达到粘流温度（Tf）后处于粘流态。结晶度较低（小于40%）的热塑性高分子材料，随温度升高，先在达到Tg后发生软化、进高弹态，然后温度继续升高，达到熔点
（Tm）后成为粘性流体。结晶度较高（大于40%）的热塑性高分子材料，温度升高到Tg后不软化，达到Tm后才熔化为粘性流体。如果结晶高分子材料的分子量足够大（如超高分子量聚乙烯），无定性部分的Tf会大于结晶部分的Tm，那么温度升高到Tm后，先是成为高弹态，只有在温度超过Tf后才成为粘性流体，此时如果温度继续升高、达到分解温度（Td），热塑性高分子材料将发生化学分解。 一般情况下，大多数热塑性高分子材料的Tg小于150℃，Tm小于200℃，Tf小于250℃，Td小于350℃。由于燃烧时温度一般超过500℃，因此，发生火灾后，热塑性高分子都会先被加热到粘流态，并发生化学分解（化学分解机理主要为链式解聚和无规分解），生成单体、二聚体、多聚体、小分子无规分解物以及其它小分子量粘性物质（如焦化产物等）。
可生物降解功能高分子材料
目录................................................................................................................................ 目录 (1) 1 绪论 (2) 1.1 定义 (2) 1.2 分类 (2) 1.2.1 微生物生产型 (2) 1.2.2 合成高分子型 (2) 1.2.3 天然高分子型 (2) 1.2.4 掺合型 (2) 1.3 机理 (3) 1.4 基本理论 (3) 1.5 制备方法 (4) 1.5.1 生物可降解高分子材料开发的传统 (4) 1.5.1.1 天然高分子的改造法 (4) 1.5.1.2 化学合成法 (4) 1.5.1.3 微生物发酵法 (4) 1.5.2 生物可降解高分子材料开发的新方法-酶促合成 (4) 1.5.3 酶促合成法与化学合成法结合使用 (4) 2 国内外研究现状 (5) 2.1 天然高分子材料 (5) 2.2 合成高分子材料 (5) 2.3 掺混型高分子材料 (6) 3 市场与应用 (6) 4 研究发展趋势与展望 (7) 5参考文献 (7)
1绪论 1.1定义 生物降解高分子材料是指在生物或生物化学的作用过程中或生物环境中可以发生降解的高分子[1]。生物降解的高分子材料具有以下特点：易吸附水、还有敏感的化学基团、结晶度低、低分子量、分子链线性化程度高和较大的比表面积等[3]。 1.2分类 按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工可合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型[4]。 1.2.1微生物生产型 通过微生物合成的高分子物质。这类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，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI 公司生产的“Biopol”产品。 1.2.2合成高分子型 脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。 1.2.3天然高分子型 自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。 1.2.4掺合型 在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。
高分子材料之最
高分子材料之最 聚乙烯——最易燃塑料之一 环境应力开裂——聚乙烯特有现象 乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）树脂在所有高阻隔树脂中热稳定性最好 聚丙烯力学性能和耐热性能在通用热塑性塑料中最高 聚丙烯是塑料材料中除4-甲基-1-戊烯（P4MP）之外最轻的品种 聚氯乙烯的降解是因为发生交联 聚甲基丙烯酸甲脂的透光性，透明性是所有塑料中最好的 阻燃：Cl 酚醛树脂聚碳酸酯聚苯醚聚苯硫醚（S）聚芳醚酮 易燃：聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚甲醛 自润滑性塑料：聚酰胺聚甲醛聚苯醚聚对苯二甲酸乙二醇酯聚芳酯聚四氟乙烯 坚韧又刚性：聚碳酸酯 分子间作用大，力学强度高，熔点高。 易结晶：结构规整，氢键， 刚性：位阻效应， PE的力学性能受到结晶度，密度，相对分子质量影响。 极性基团：Cl 酰胺基团 吸水性：酰胺基团 聚碳酸酯吸水性不大但易水解 力学性能包括：拉伸强度，压缩强度，冲击强度，刚性，耐磨性 自熄性：聚酰胺聚苯醚 刚性：主链有芳杂环取代基极性大支链交联分子间作用力结晶度砜基 柔性：碳酸酯链主链有孤立双键对称性好分子链越长构象数目越少醚基 通用工程塑料综合性能好 增强一般用：玻璃纤维，碳纤维，玻璃球石棉纤维硼纤维 润滑一般用：石墨聚四氟乙烯二硫化钼机油硅油 内旋困难熔点高 无可水解基团故耐水（易水解酯） 接近牛顿体：聚苯醚聚碳酸酯 假塑体：聚对苯二甲级乙二醇酯 聚夲酯热稳定性、自润滑性、硬度、电绝缘性、耐磨性是目前所有高分子材料中最好的，长期使用温度为315℃，并且不溶于任何溶剂和酸中。 聚四氟乙烯耐化学药品性最好 四大通用纤维：涤纶（PET）腈纶（）锦纶（PA）丙纶（PP） 涤纶：最挺括的纤维，易干免洗免烫 PTT最有发展前途的通用纤维塑料 可燃性用极限氧指数表示。 天然橡胶性能：具有很好的弹性，在通用橡胶中仅次于顺丁橡胶。耐油性、耐臭氧老化和耐热老化性差。 天然橡胶：自增强性 天然橡胶具有最好的加工性能和综合性能 丁苯橡胶最早工业化的合成橡胶。 乙丙橡胶的热稳定性和耐老化性是通用橡胶中最好的，密度在其中最低 氟橡胶优异的热稳定性耐化学药品和腐蚀性是橡胶中最好的
高分子材料成型加工-个人整理资料!
第二章 要点 1. 塑料和橡胶的区别： T g 塑料>室温，室温下处于玻璃态，呈现塑性 T g 橡胶<<室温，室温下处于高弹态，呈现弹性 PE 、PP 的T g <室温，为何是塑料？ 因为结晶度高，刚性，柔韧性不佳，主要作为塑料使用。橡胶要求材料必须常温下具备高弹性，而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点，所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。 2. 工程塑料的特点： 拉伸强度>50 MPa 冲击强度>6 KJ/m 2 长期耐热温度>100 ℃ 特种工程塑料： 热固性塑料：分子链中有可反应的活性基团！ ：PE PP PA POM PET （非100%结晶） 非晶态塑料：PS PVC PC PSF 7. 8. 11. 聚氯乙烯PVC 本体聚合法、悬浮法、乳液法 市售85%以上为悬浮法PVCor 乳液法PVC 乳液法PVC ：糊树脂。
开发最早，用量最大；高强度高刚性；制作织物 19.顺丁橡胶BR=高顺式-1,4-聚丁二烯 弹性：BR>NR>SBR 21.氯丁橡胶CR=氯丁二烯的 均聚物 =反式1,4结构80%+顺式1,4 结构10%
三元乙丙橡胶EPDM 24. PE 的结晶性与性能 随结晶度提高，密度、熔点、拉伸强度、硬度增高，但伸长率、冲击韧性下降，透明性下降。
相容的共混聚合物：ΔG M=ΔH M-TΔS M≤0 玻璃化温度转变法：T gM=W1T g1+W2T g2部分相容：两个T g相互靠拢 完全不相容：两个T g，分别为两聚合物的T g 34. <0.005% <0.05% <0.02% <0.2% 35.高分子材料热-机械特性与成型加工的关系 36.成型时剪切速率范围与成型方法定义 1.生胶：无配合剂且尚未交联，线型大分子or带支链 的线型，可溶于有机溶剂 2.混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀，且未被交 联 3.硫化胶：已交联 4.橡胶：（硫化胶）是一种在室温下具有高弹性的高分 子材料。在外力作用下橡胶可以伸长几倍甚至几十倍，外力撤除后几乎可以恢复到原状。 5.通用橡胶：指性能与天然橡胶相近，物理性能和加 工性能较好，可广泛用作轮胎和其他一般橡胶制品的橡胶。 6.特种橡胶：指具有特殊性能，可用于制备各种耐热、 耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用要求的橡胶。 7.热塑性弹性体：分子结构中一部分或全部由具有橡 胶弹性的链段所组成，大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构，起补强作用，常温下显示橡胶的弹性，而高温下，受热的作用这种网状结构消失，呈现塑性，可按热塑性塑料的成型方法塑化成型，冷却下这种网状结构又复原。具有塑料和橡胶的加工性和使用性。 8.熔体流动指数MFI=熔体流动速率MFR（melt flow rate）=熔融指数MI：用一定温度、一定压力下，10min 内聚合物从出料孔挤出的重量（g）来表示，单位为g/10min。 9.均相成核:指分子链的初始集聚并达到一定的尺寸， 其他的分子链可以在这些初始集聚体上进行排列增长。 10.异相成核：指体系中杂质提供分子链进行有序排列 的场所。 11.二次结晶：指一次结晶后，在一些残留的非晶区和 结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。 12.后结晶：指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的 区域，在成型后继续结晶的过程。在这过程中，不形成心的结晶区域，而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。 13.后收缩：二次结晶和后结晶造成的制品性能和尺寸 发生变化的现象，包括晶粒变粗、产生内应力，制品翘曲、开裂，冲击韧性变差。 14.退火：（热处理）将试样在Tg~Tm温度范围内的某一