高分子材料行業現狀范文

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【關鍵詞】高分子材料；功能助劑；現在發展趨勢

1 高分子材料功能助劑行業現狀

（1）高分子材料的發展對于化學助劑行業有高度的關聯性。高分子材料化學助劑已經成為現代化學工業體系和材料科學體系的重要交叉領域之一，在高分子材料生產、儲運、加工、使用過程中的作用愈加突出，幾乎每一種高分子材料的每一種性能都依賴相對應的化學助劑實現。

（2）化學助劑行業發展的專業性越來越強。隨著經濟水平對于高分子材料要求的提高，新材料技術和化工產業的不斷進步，高分子材料化學助劑產業整體呈現快速發展的態勢，表現為化學助劑新品種的不斷出現，需求數量的較快增長，以及化學助劑性能的不斷改進。國際同行業巨頭往往根據自身技術優勢和經營特點選擇幾大類別的化學助劑進行生產經營，呈現出化學助劑行業發展的較強專業性。

（3）中國化學助劑行業發展市場潛力巨大。中國在高分子材料領域的高速發展，使我國已成為全球高分子材料化學助劑需求的增長重心。

（4）中國高分子材料化學助劑行業處于加速發展階段。由于我國高分子材料化學助劑行業起步晚，行業的整體發展水平與國際水平還存有差距，一方面單一企業經營規模較小、新結構物產品匱乏、化學助劑應用技術服務能力較差、行業集約化程度不夠、產品未形成集約化規模經營、高端產品少、許多產品品種形成系列化。另一方面，中國化學助劑行業呈現快速發展的態勢，專業化、規?；?、技術型企業不斷出現和發展，部分企業已經在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助劑的發展分析

2.1 分離純化技術

分離純化技術是指將特定化學物質與周邊干擾物質彼此分離，獲得單一高純度化學物質的技術。分離提純的方法主要包含兩大內容：一是研究獲得高純度物質的分離提純方法，二是研究如何將這種分離提純方法，實現大規模的工業生產。分離提純的方法不拘泥于物理變化還是化學變化，在可能的條件下使樣品中的雜質或使樣品中各種成分分離開來的變化都可使用?；瘜W助劑生產就是利用前述一種或幾種技術的組合對產品原料、中間體、產成品進行純化，使其滿足工藝過程和質量指標的各項要求。

2.2 化學合成技術

化學合成技術是指利用現有化學物質創造出具備特定結構和性能的化學物質技術，主要包括：鹵化技術、磺化技術、硝化技術、酯化技術、氧化技術、還原技術、烷基化技術、?；夹g、氨解技術、羥基化技術、縮合技術、聚合技術、官能團的引入和選擇性轉換技術等單元反應技術。化學助劑生產就是利用前述一種或幾種技術的組合對產品原料、半成品進行化學合成，進而得到成品或中間體的過程。

2.3 檢測分析技術

檢測分析技術是指針對特定目標物質，獲得其成分、結構、性能、純度等具體參數的技術手段，主要包括：高效液相色譜分離檢測技術、氣相色譜分離檢測技術、原子吸收光譜檢測技術、氣-質聯機差熱分析技術、熱失重檢測分析技術、激光粒度檢測技術、X 衍射分析檢測技術、紅外和紫外光譜分析檢測技術及其他一系列化學或物理分析技術等。化學助劑的生產需要選用適當的檢測技術或幾種技術的聯合，對原料、中間體、產成品和生產過程控制的各項指標進行分析檢驗以確保符合客戶和生產的需要。

2.4 化學助劑應用技術

高分子材料化學助劑應用技術是在化學助劑復合技術基礎之上發展而來，其主要內容包括：一是指化學助劑在完成化學合成之后的劑型選擇和確定，比如造粒、乳化、微粒化等，以使化學助劑適宜于在高分子材料中更好發揮作用；二是指為確保不同的高分子材料獲得特定的功能和用途，需要添加不同品種、不同功能、不同劑量的各種化學助劑來實現高分子材料的性能改善目標，

3 高分材料功能助劑的發展趨勢

（1）高效化。高效化是指在確定助劑用量的情況下實現效果最大化。主要途徑為助劑的高分子量化，普通的助劑分子量較低，容易揮發遷移、滲出，降低了助劑的效能，而高分子量化可減少揮發性、遷移性，提高熱穩定性、耐水解能力、與材料的相容性，而使助劑的效能得以充分發揮。

（2）多樣化。高分子材料化學助劑的多樣化不僅在于新品種的出現和應用高分子材料范圍的擴大，更在于其作用途徑的多樣化。高分子材料化學助劑的功能是由其相應的官能團結構決定的，一方面，傳統的官能團結構不斷得到改進和完善，使產品序列不斷豐富，另一方面，新的官能團結構不斷被發現，使助劑發揮作用的途徑呈現多樣化。

（3）復合化。復合化的是各種高分子材料化學助劑的共混物，目的是令高分子材料化學助劑具有多功能性和增強協同效應，使應用簡單方便?，F代的復合技術已非初期的幾種助劑簡單混合，已發展成為多組份協效性能的研發，各組分之間協同機理的研究和協同組分的開發將是高分子材料化學助劑復合應用技術研發的關鍵。

（4）系列化。系列化指通過對同一類助劑產品的結構和其應用性能發展規律的分析研究，將系列化的新助劑產品的主要參數、類型、性能、基本結構等作出合理的安排與計劃，以協調同類產品、配套產品和目標高分子材料之間更加合理的協同關系，從而充分發揮助劑產品的協同效應和協配性，獲得更好的市場通用性。

（5）環?；ｋS著環保法規日益嚴格和可持續發展需要，環?；瘜⒊蔀榛瘜W助劑發展的重點。一方面是化學助劑制造過程的清潔生產工藝的開發，節能減排；另一方面主要為發展環境友好助劑，限制或禁止使用對人體和自然環境有毒有害的助劑。

4 結束語

隨著高分子材料化學助劑高效化、多樣化、復合化、環?；?、系列化的趨勢不斷發展，高分子材料化學助劑的各類相關技術也沿著上述趨勢不斷演變進步。高分子材料化學助劑企業只有在掌握化學助劑主體技術的基礎之上，沿著發展趨勢不斷研發新技術，才能在未來的競爭中獲得優勢地位。

參考文獻：

[1]白凡飛，賀平，賈志杰，黃新堂，何云.原位生成法制備單分散的納米氧化鋅分散液[J].材料科學與工程學報，2005（05）.

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關鍵詞：高分子材料　抗靜電　技術

通常情況下，兩種不同的物質表面接觸的時候就會形成電荷的遷移。在理論上來說，靜電是普遍存在的，我們通過高分子材料一般都具有電絕緣性，所以會在摩擦后易產生帶電現象。這種靜電輕則吸附灰，重則引起火災等重大事故。所以，怎樣消除積聚在高聚物表面的靜電，以及防止高聚物表面產生靜電作用，已成為當今高分子材料研究領域的一個熱門課題。

一、防靜電技術的現狀

目前靜電技術是有很多種的，像我們平時用的塑料以及刷墻時用的涂料都是加入了導電的粉末，還有像石墨以及炭黑和和其他每一種金屬粉末以及易于離子化的很多種無機鹽類等這些是都可以防靜電。有機靜電劑主要是包括季鐵鹽類等。一般常用的有機抗靜電劑是表面活性劑，我們可以把它加到塑料內部之后在擴散到它的表面里，還可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有親水的部分還有親油的部分。親水的那部分就留在塑料的表面上，就在表面形成導電層，因此形成了防靜電的表面層。

二、高分子抗靜電的方法概述

高聚物本身對電荷泄放的性質決定了高聚物表面聚集的電荷量，它主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射，在這三者中以表面傳導為主要途徑。這是因為表面電導率一般大于體積電導率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此，通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法，而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

三、添加導電填料

這樣的方法一般的是每種不同的無機導電填料摻入高分子材料基體中去，目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

四、與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子是由許多小的重復出現的結構單元組成，當在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導體的性質，凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同，它屬于分子導電物質。根本上講，此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、易氧化和穩定性差，無法直接單獨應用，一般作導電填料與其它高分子基體進行共混，制成抗靜電復合型材料，這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

五、添加抗靜電劑法

永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細的筋狀，即層狀分散結構，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

六、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、烷基苯氧基丙烷磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鉀，上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽，另外該廠生產的抗靜電劑硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物、抗靜電劑磷酸酯與乙醇胺的縮合物，北京化工研究院開發的三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物、陽離子與非離子表面活性劑復合物。從抗靜電劑發展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產品，尤其是在精密的電子電氣領域，目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

七、結語

我國的合成材料抗靜電劑的行業發展的前景較好的，我們針對國內的研究以及生產都應該根據現在的需求來調整自己的產業。應該加大新品種開發的力度。近幾年來國外在不斷的開發高性能的抗靜電材料。在我國科研院所應根據我國合成材料制品要求，開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種，并不斷強化應用技術研究，以滿足國內需求。導電機理無論是外涂型還是內加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下幾種：抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成海一島型水性的導電膜。離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導電性。介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數?？偟膩砜唇档椭破返谋砻骐娮瑁黾訉щ娦院图涌祆o電電荷的漏泄，減少摩擦電荷的產生。

參考文獻

[1]吳馳飛.有機極性低分子分散型高分子高阻尼新材料的研制[A].材料科學與工程技術——中國科協第三屆青年學術年會論文集[C].2009.09.

[2]袁曉燕.天津大學材料學院高分子材料科學與工程系簡介[A].復合材料.生命、環境與高技術——第十二屆全國復合材料學術會議論文集[C].2010.07.

[3]陳湘寧 王天文.用于最佳靜電防護的本征導電聚合物的最新進展[J].化工新型材料.2008.03.

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（一）添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復出現的結構單元組成，當在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導體的性質，凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同，它屬于分子導電物質。根本上講，此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩定性差，無法直接單獨應用，一般作導電填料與其它高分子基體進行共混，制成抗靜電復合型材料，這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結構的有機物質，其結構通式為RYx，其中R為親油基團，x為親水基團，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當的平衡與高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團，此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導電性。（3）介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細的筋狀，即層狀分散結構，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復合物），近年來又開發出ASH系列、ASP系列和AB系列產品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產品則為有機硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成，杭州化工研究所開發的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業研究所開發的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡合物）；上海合成洗滌劑三廠開發生產的SH系列塑料抗靜電劑，已經形成系列產品，在使用效果和性能上處于國內領先地位，部分品種可以替代進口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結構較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復合物）等；河南大學開發的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結構、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產品也是目前國內常用的，主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產品，尤其是在精密的電子電氣領域，目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結語

我國合成材料抗靜電劑行業發展前景較好，針對目前國內研究、生產、應用與需求現狀，對我國合成材料抗靜電劑工業發展提出以下建議。

（一）加大新品種開發力度

近年來國外開發的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內科研院所應根據我國合成材料制品要求，開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種，并不斷強化應用技術研究，以滿足國內需求。

（二）加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產

今后要加快多種結構抗靜電劑及其他塑料助劑的復配，向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內開發方興未艾，國內要加快抗靜電母粒的開發與研究，促進我國抗靜電劑工業發展。

參考文獻：

[1]高緒珊、童儼，導電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業出版社，1991．148154．

[2]張淑琴，抗靜電劑，化工百科全書，第1版，化學工業出版社，1995（4）：667.

[3]陳湘寧、王天文，用于最佳靜電防護的本征導電聚合物的最新進展[J]．化工新型材料，2002，30（11）：4750.

[論文關鍵詞]高分子材料抗靜電研究

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[論文摘要]目前，靜電在生物工程中有著重要的應用。介紹高分子抗靜電的方法，闡明高分子材料抗靜電技術在我國的發展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中，如人們每時每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個帶電粒子；自然界的雷電；干燥季節里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上，這一切都是比較常見的靜電現象。實際上，靜電在生物工程中有著重要的應用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質，其主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射，三者中以表面傳導為主要途徑。因為表面電導率一般大于體積電導率，所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此，通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚?？轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑，添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法，而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

（一）添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中，目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

（二）與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子（或聚合物）是由許多小的重復出現的結構單元組成，當在材料兩端加上一定的電壓，材料中就有電流通過，即具有導體的性質，凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同，它屬于分子導電物質。根本上講，此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料，但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩定性差，無法直接單獨應用，一般作導電填料與其它高分子基體進行共混，制成抗靜電復合型材料，這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性，效果更好更持久。

（三）添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結構的有機物質，其結構通式為RYx，其中R為親油基團，x為親水基團，Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當的平衡與高分子材料要有一定的相容性，C12以上的烷基是典型的親油基團，羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團，此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類：陽離子型抗靜電劑；陰離子型抗靜電劑；非離子型抗靜電劑；兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內加型，高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種：（1）抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性，吸收空氣中的水分子，形成“海一島”型水性的導電膜。（2）離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度，從而增加導電性。（3）介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。（4）增加制品的表面平滑性，降低其表面的摩擦系數。概括起來一是降低制品的表面電阻，增加導電性和加快靜電電荷的漏泄；二是減少摩擦電荷的產生。

2.永久性抗靜電劑。永久性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物，它們與基體樹脂有較好的相容性，因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下，經較低的剪切力拉伸作用后，在基體高分子表面呈微細的筋狀，即層狀分散結構，而中心部分呈球狀分布，這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻，并且具有永久性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種，以非離子表面活性劑為主，目前常用的品種有，大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、ABPS（烷基苯氧基丙烷磺酸鈉）、DPE（烷基二苯醚磺酸鉀）；上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑SN（十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽），另外該廠生產的抗靜電劑PM（硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物）、抗靜電劑P（磷酸酯與乙醇胺的縮合物）；北京化工研究院開發的ASA一10（三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物）、ASA一150（陽離子與非離子表面活性劑復合物），近年來又開發出ASH系列、ASP系列和AB系列產品，其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑；ASB系列產品則為有機硼表面活性劑（主要是硼酸雙多元醇脂與環氧乙烷加成物的脂肪酸酯）與其他非離子表面活性劑復合而成；ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成，杭州化工研究所開發的HZ一1（羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物）、CH（烷基醇酰胺）；天津合成材料工業研究所開發的IC一消靜電劑（咪唑一氯化鈣絡合物）；上海合成洗滌劑三廠開發生產的SH系列塑料抗靜電劑，已經形成系列產品，在使用效果和性能上處于國內領先地位，部分品種可以替代進口，如SH一102（季銨鹽型兩性表面活性劑）、SH一103、104、105等（均為季銨鹽型陽離子表面活性劑），SH抗靜電劑屬于結構較新的帶多羥基陽離子表面活性劑；濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。（聚氧乙烯烷基胺復合物）等；河南大學開發的KF系列等，如KF一100（非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑）、KF-101（醚結構、多羥基陽離子永久型抗靜電劑），另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑，聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等；抗靜電劑TM系列產品也是目前國內常用的，主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發展來看，高分子型的永久抗靜電劑是最為看好的產品，尤其是在精密的電子電氣領域，目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量永久型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結語

我國合成材料抗靜電劑行業發展前景較好，針對目前國內研究、生產、應用與需求現狀，對我國合成材料抗靜電劑工業發展提出以下建議。

（一）加大新品種開發力度

近年來國外開發的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑；用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯；用于磁帶工業的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物；適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等，總之國內科研院所應根據我國合成材料制品要求，開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種，并不斷強化應用技術研究，以滿足國內需求。

（二）加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產

今后要加快多種結構抗靜電劑及其他塑料助劑的復配，向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料，如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內開發方興未艾，國內要加快抗靜電母粒的開發與研究，促進我國抗靜電劑工業發展。

參考文獻：

[1]高緒珊、童儼，導電纖維及抗靜電纖維[M]．北京：紡織工業出版社，1991．148154．

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關鍵詞：聚丙烯酸鈉 絮凝劑 生產工藝

 

隨著我國丙烯酸工業的迅速發展，對丙烯酸下游產品的研究不斷深入，應用范圍不斷擴大。聚丙烯酸鈉作為丙烯酸的一種主要下游產品，近年來在國內外的研究受到重視，生產也不斷增加。聚丙烯酸鈉產品包括水溶性產品和水不溶性產品。水溶性聚丙烯酸鈉產品廣泛應用于食品、紡織造紙、化工等領域[1-3]。水不溶性聚丙烯酸鈉產品具高吸水性，主要用于農林園藝、生理衛生等領域。聚丙烯酸鈉的分子量從幾百至幾千萬以上，不同分子量的聚丙烯酸鈉各有各的用途。超低分子量(700以下)的用途還未完全開發;低分子量(1000-5000)主要起分散作用;中等分子量(104-106)顯示有增稠性;高分子量(106-107)的則主要做增稠劑和絮凝劑;超高分子量(107以上)的在水中溶脹，生成水凝膠，主要用作吸水劑。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量兩類。 

 

1.高分子量聚丙烯酸鈉研究現狀 

目前高分子量聚丙烯酸鈉合成是采用丙烯酸經氫氧化鈉中和形成丙烯酸鈉溶液，然后再聚合的工藝路線。在水溶性高分子量聚丙烯酸鈉的合成中，通常是高濃度丙烯酸鈉溶液和低濃度氧化還原引發劑在低溫下進行水溶液聚合。制備的關鍵是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚劑。去除阻聚劑的方法有減壓蒸餾或加人活性炭吸附。高分子量聚丙烯酸鈉聚合時往往因為自交聯作用或聚合速度過快使產品水溶性降低，因此需加入抗交聯劑和緩聚合劑。日本專利報道了以過硫酸鹽和有機苯胺的復合引發體系，常溫下催化丙烯酸鈉水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸鈉。戚銀城[4]等采用氧化-還原體系，添加氨水和氯化鈉，在30℃時合成了分子量幾百至幾千萬的聚丙烯酸鈉。水溶液聚合法具有設備簡單，操作容易的特點，但缺點是所得到的聚合產物含水量高達60%-70%，難干燥。反相懸浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸鈉。韓淑珍[5]報道了北京化工大學開發出反相懸浮聚合法合成聚丙烯酸鈉絮凝劑，并建成1000l聚合釜裝置。反相懸浮聚合法工藝復雜、設備利用率低。 

 

2.水溶性高分子量聚丙烯酸鈉的應用 

聚丙烯酸鈉是一種線狀、可溶性高分子化合物，其分子鏈上的梭基由于靜電相斥，使聚合物鏈伸展，促成有吸附性功能團外露到表面上，這些活性點吸附在溶液中懸浮粒子上，形成粒子間的架橋，從而加速了懸浮粒子的沉降。因此可作絮凝劑。 

2.1鹽水精制 

純堿和燒堿生產中，鹽水中的ca、mg離子通常用碳酸鈉和氫氧化鈉或石灰水沉淀，沉淀后鹽水中懸浮物質顆粒小、沉降慢，因此要加入絮凝劑促進沉降從而使鹽水精制。因此，選用高效、溶解速度快的絮凝劑才是關鍵。以往生產中使用苛化淀粉或聚丙烯酞胺用于鹽水精制的絮凝效果并不理想，使用后鹽水澄清度不夠，產品質量不高。而用聚丙烯酸鈉能大大提高鹽水質量。對用作鹽水精制的聚丙烯酸鈉要求主要有分子量高(>一千萬)，溶解時間短(15-30min ),溶解性能好(無凝膠物)。使用時用量少，產生的礬花大、沉降快，鹽水澄清度高。甘肅鹽鍋峽化工總廠用固體聚丙烯酸鈉(分子質量>八百萬)作鹽水助沉劑助沉效果好，助沉劑用量少，噸堿耗用量為10-15g，且貯存方便。李澤潔[6]對鹽水精制中使用聚丙烯酸鈉進行了研究。王德懷[7]根據氯堿生產廠家的實際經驗開發出了專用于鹽水雜質助沉的速溶型固體聚丙烯鈉，其分子量高達八百萬以上，溶解速度快，30分鐘之內可以完全溶解，助沉效果好。

2.2氧化鋁生產 

氧化鋁生產中，拜耳法赤泥的分離洗滌采用沉降槽，為加速赤泥沉降，傳統方法是添加面粉等天然高分子絮凝劑。隨著氧化鋁產量不斷提高，沉降槽常出現跑渾現象。改用聚丙烯酸鈉絮凝，大大增加了赤泥的沉降速度，澄清效果好，從而提高了沉降槽的產能和精鹽液質量。我國聚丙烯酸鈉中常用的絮凝劑品種是a-1000#。赤泥沉降過程中，為降低絮凝劑與赤泥初聚體“架橋”時的空間效應，江新民[8]將naoh改性處理的a-1000#絮凝劑用于拜耳赤泥分離和燒結法赤泥分離，效果分別是未處理該絮凝劑的3倍和1.88倍。 

2.3回收蛋白質 

聚丙烯酸鈉作為主要絮凝劑預處理味精濃廢水有顯著效果。朱莉[9]預處理過程對cod；ss；s042-的去除率分別達69%，91%和41%。張軼東[10]采用自由基水溶液聚合法合成了超高分子量的聚丙烯酸鈉，將其直接用于蛋白質溶液等的濃縮，用該方法濃縮蛋白質效率高、濃縮劑用量少，更好地保持了酶的活性。 

2.4其他方面 

a糖汁澄清 

糖汁中懸浮著被石灰吸附的粒子，添加少量聚丙烯酸鈉可加速其沉降，使糖汁很快澄清。 

b土壤改良劑 

聚丙烯酸鈉能使土壤形成穩定團粒，來改善土壤耕作和促進植物生長，減少水土流失。 

3.高分子量聚丙烯酸鈉的需求和應用前景 

我國純堿燒堿產量均居世界第二位。目前，這兩堿行業的生產中，鹽水精制過程大多不使用聚丙烯酸鈉，主要由于一是使用習慣，其次是表面看聚丙烯酸鈉價格稍貴，而忽視了聚丙烯酸鈉的用量少，效果好的特點。由于使用聚丙烯酞胺導致鹽水質量上不去，隨著聚丙烯酸鈉應用的推廣，越來越多的企業傾向于使用聚丙烯酸鈉。 

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根據國家有關規劃和有關部門的科技項目安排，結合糧食行業實際情況，我局現開始組織申報*6年國家高技術產業化項目?，F將有關事項通知如下：

一、項目申報主要范圍

（一）生物能源。開展燃料乙醇、生物柴油、生物質成型燃料、工業化沼氣等在內的生物能源產品的產業化項目。主要包括以木薯、甜高粱、秸稈等非糧食原料生產的燃料乙醇，以棉籽、油菜籽、廢棄油及其他木本油料植物為原料生產的生物柴油，以秸稈、農林業廢棄物等為原料壓縮成型生產的生物質成型燃料，以及利用有機廢棄物開展大型工業化沼氣生產和利用。

（二）生物材料。開展以生物質為原料生產可生物降解高分子材料和替代石油基產品的基礎化工材料的產業化。主要包括可生物降解的生物質塑料，淀粉與可生物降解高分子材料共混得到的環境友好高分子材料單體及聚合物，生物合成高分子材料，新型炭吸附材料等。

（三）生物質原料的高效生產。重點支持邊際性土地（如沙荒地、鹽堿地、山坡地等）高產作物、植物的育種及新品種產業化，基因工程高產淀粉質、纖維質、油料作物等的品種改造與新品種產業化等。

二、高技術產業化項目的實施原則

為確保高技術產業化項目能夠取得應有的效果，在項目實施過程要把握好以下幾項原則：

（一）注重自主創新和集成創新、技術開發和技術引進相結合，以提高產品的經濟性和形成成套工業化生產技術為核心，促進重點技術和產品的新突破。

（二）促進產學研聯合，重點扶持合作關系清晰、合作實體明確、合作任務落實的產學研合作重大項目的實施。

（三）充分利用市場機制，發揮國家投資引導的作用，促進企業和社會投資發展高技術產業，培育具有較強開發能力和市場競爭力的企業。

（四）重視項目的產業化基礎和申報單位的建設條件。申報單位應具備較強的經營、管理籌資等方面的能力。

三、項目進度安排和相關要求

請各省糧食局積極推薦符合高技術產業化項目申報條件的企業，我局將結合糧食行業實際情況，積極組織推薦申報工作，并組織指導有關企業編寫資金申請報告。

各企業請于3月5日前，將資金申請報告和有關附件等材料一式五份報送我局，同時提供電子文本。

特此通知。

附件：

國家高技術產業化項目資金申請報告編制要點

一、項目意義和必要性。國內外現狀和技術發展趨勢，對產業發展的作用與影響，產業關聯度分析，市場分析，與國家高技術產業化專項總體思路、原則、目標等關聯情況。

二、項目技術基礎。成果來源及知識產權情況，已完成的研究開發工作及中試情況和鑒定年限，技術或工藝特點以及與現有技術或工藝比較所具有的優勢，該重大關鍵技術的突破對行業技術進步的重要意義和作用。

三、項目建設方案。項目的產能規模、建設的主要內容、采用的工藝技術路線與技術特點、設備選型及主要技術經濟指標、建設地點、建設工期和進度安排、建設期管理等。

四、項目投資。項目總投資規模，投資使用方案、資金籌措方案以及貸款償還計劃。

五、環境保護、資源綜合利用、節能與原材料供應及外部配套條件落實情況等。

六、項目法人基本情況。項目法人的所有制性質，主營業務，近三年來的銷售收入、利潤、稅金、固定資產、資產負債率、銀行信用等級，項目負責人基本情況及主要股東的概況等。

七、項目財務分析、經濟分析及主要指標。內部收益率、投資利潤率、投資回收期、貸款償還期等指標的計算和評估，項目風險分析，經濟效益和社會效益分析。

八、資金申請報告報告附件：

1、銀行承貸證明(省分行以上)文件；

2、項目法人近三年的經營狀況（包括損益表、資產負債表、現金流量表）和項目法人自籌資金保證落實文件；

3、地方、部門配套資金及其它資金來源證明文件；

4、前期科研成果證明材料(需經權威機構認證或出具技術檢測報告、專利證書等)；前期科研成果的成熟度，應能夠滿足產業化試驗或產業化示范的要求；

5、相應的環境保護主管部門意見；

6、有關部門出具的產品生產、經營許可文件(醫藥、生物、農藥、信息安全產品等)；

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關鍵詞：陶瓷坯體；增強劑；研究；應用；增強機理

1 引言

在陶瓷工業生產中，坯料的制備是一個非常重要的環節，它直接影響到后續的成型、干燥及燒成等工序，而坯體的干燥強度則是一個重要指標，它對產品的成品率及質量有重要的影響。坯體的干燥強度一般是由粘土的可塑性、加入量和坯體的成形壓力等因素來決定。由于受當地原料及成形壓力的限制，我國很多工廠特別是南方的墻地磚生產工廠的坯料中粘土的可塑性較差，坯體干燥強度差，即使增加成形壓力也很難達到要求，因此產品在加工過程中缺邊掉角的現象較為嚴重，直接影響了生產[1]。在生產中加入坯體增強劑是解決上述問題的有效途徑，尤其是國外先進的陶瓷生產廠家，生產過程中普遍使用坯體增強劑。近年來，國內外一些化學品公司研制了一些坯體增強劑，并逐步形成了生產規模[2]。本文對陶瓷坯體增強劑的增強機理、研究和應用狀況及發展趨勢進行了歸納總結。

2 坯體增強劑在陶瓷制備中的應用研究

2.1 坯體增強劑及其分類

坯體增強劑是指用于增強、增塑陶瓷坯體的物料。增強劑一般為有機高分子聚合物，加入后對陶瓷生產工藝各環節無不良影響，并具有良好的燒成特征。常見的坯體增強劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇及丙烯聚合物、海藻酸鈉、糊精、栲膠等[3]，最近又出現了新型陶瓷增強劑如聚丙烯酸鈉復合劑、改性淀粉聚合物等。市面上商品坯體增強劑有粉體和液體兩種，前者易于包裝運輸但易吸潮結團，后者則易于在陶瓷漿料中分散，使用更為方便，并能對漿料起到懸浮穩定作用，即使加入量高達5%也不會使料漿稠化，而且不影響漿料的流動性[4]。

2.2 使用坯體增強劑需考慮的問題

2.2.1坯體增強劑的選擇

陶瓷坯體增強劑的正確選擇和使用是提高陶瓷產品質量的關鍵之一。如果坯體增強劑選擇不當會導致泥漿流動性降低，泥漿觸變性變大。因此，在選擇坯體增強劑時必須要做到以下幾點：首先對現有增強劑的種類、性能和使用方法有一個基本的了解；其次對要制造的陶瓷坯料有個基本的了解；要進行反復試驗，測出增強劑加入量和干燥強度的關系曲線，要多選擇幾種增強劑進行試驗、比較，而且盡量采用多功能型代替單一型以互相補充；既要考慮增強效果，也要考慮經濟性。最好使用普適性強、效果好和經濟型增強劑[5]。

2.2.2 坯體增強劑的用量

坯體增強劑存在一個最佳用量的問題，并不是增強劑用得越多增強效果就越好。隨著增強劑加入量增加，坯體的干燥強度逐漸趨于平穩甚至下降。其主要原因是當所加入的增強劑過量時，顆粒表面完全給增強劑分子包裹，而且包裹層較厚，顆粒之間的距離將會大大加大，反而降低了顆粒間的毛細管力，從而使強度增加趨于平緩甚至略有下降[6]。

3 坯體增強劑的應用

3.1 發展現狀

目前，國外發達國家在這方面的研究已經有了較大的進展，如德國司馬公司和意大利帝國公司生產的增強劑，其效果明顯優于其它同類產品。我國在這方面的研究落后于其他先進國家，如某廠在壓制300 mm×300 mm瓷磚時，使用了坯體增強劑，當加入量為0.3%時，生坯強度提高到0.98 MPa，高于沒有使用增強劑時，采用1500 t壓機的壓坯強度；有些國家要求陶瓷生坯強度超過2.2 MPa。近年來，我國在增強劑等方面研究開發力度明顯增強。周志烽報道的一種增強劑已經投入生產，該增強劑屬于水溶性復合有機鹽的新型陶瓷坯體增強劑，它是針對我國的具體情況，在參照國外先進技術的基礎上利用國產資源生產的一種新型陶瓷添加劑。該種坯體增強劑對陶瓷墻地磚、衛生陶瓷、日用陶瓷以及特種陶瓷坯體有顯著的增強效果。與進口同類產品相比，使用性能毫不遜色，與其它如本素磺酸鈣、淀粉、CMC和腐殖酸鈉等增強劑相比，具有更高的性價比[7]。

3.2 應用舉例

（1） TT型陶瓷坯體增強劑

該增強劑主要適用于特種陶瓷（氧化物、氮化物和碳化物等）、耐火材料、涂料以及水泥等。其特點是分散性好、粘合強度高、不發霉變質、同時不含金屬雜質。因此其使用性能優于羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙烯醇（PVA）和變性淀粉等。溫度高于400℃則完全燒失，不影響產品的性能。加入量0.3～1.0%，可使坯體強度提高30～200%[8]。

（2） PT型陶瓷坯體增強劑

該增強劑具有廣泛的適用性，可用于陶瓷墻地磚、衛生潔具、日用陶瓷、美術陶瓷、釉料、特種陶瓷和耐火材料等。當加入量為0.05～0.15%，可使坯體強度提高30～60%，有效減少了坯體的破損率，提高產品質量。增強劑加入后對漿料性能通常沒有不良影響，還可提高坯料可塑性以及漿料懸浮穩定性。當溫度高于400℃時則完全燒失，不影響產品的性能。其良好的燒失特性，特別適用于快速燒成陶瓷墻地磚[9]。

（3） YZ型陶瓷增強劑

加入適量YZ型增強劑（推薦加入量0.3%～0.5%），可增加壓制成形陶瓷坯體強度30%～50%，同時，也可以有效地降低半成品在搬運、裝飾等工藝過程中的破損率。同時可改善料漿懸浮穩定性，也可用為解凝劑使用，取代腐植酸鈉，無需再加其他解凝劑，還可以提高料漿研磨效率10%～30%。除此之外，還可提高坯體的可塑性，減少塑性粘土的用量，既能降低坯體干燥和燒成收縮，又能降低制品的燒成溫度，對改進生產工藝十分有利[10]。

（4） 聚丙烯酸鈉及其復合坯體增強劑

聚丙烯酸鈉按其分子量的大小可分為高分子量（約106～107）、中分子量（104～106）和低分子量（

另外，以自制的中分子量聚丙烯酸鈉為主體，以不同比例的聚丙烯酰胺、木質素磺酸鈣等添加劑為輔助成分，制備了一系列復合坯體增強劑。自制聚丙烯酸鈉復合陶瓷坯體增強劑對陶瓷坯體的增強效果比聚丙烯酸鈉更加明顯；復合增強劑在質量分數為0.2%～0.4%時，對陶瓷坯體增強作用最大。自制復合陶瓷坯體增強劑增強作用使地磚生產的成品率從67.70%提高到90%以上。

（5） PVA及PVA改性淀粉聚合物

聚乙烯醇，簡稱PVA，屬高分子化合物，外觀為白色粉末絮狀，可溶于水、乙醇、乙二醇、甘油等有機溶劑內，具有粘性及彈性，使用時，一般需要加熱到80℃左右。不過若在坯料中含有較多CaO、ZnO、BaO、MgO及硼酸鹽、磷酸，PVA將難以發揮拉塑作用。此外，由于有效作用時間短，有可能燒后會或多或小留有殘灰或氣孔，影響瓷料電性能和力學性能，需要引起注意。

自制增強劑PS是一種PVA改性淀粉聚合物，是一種多羥基化合物，由許多脫水葡萄糖單元經糖鍵連接而成，每個脫水葡萄糖單元的2、3、6三個位置上各有一個醇羥基，加入氧化劑進行氧化反應時，6位上的羥基比2、3位的羥基更易于氧化。淀粉氧化后分子中含有醛基和羥基。在PVA水溶液中加入氧化劑過硫酸鉀，使PVA部分分子鏈斷鏈而導入端羧基或醛基，并在分子鏈中引入酮基。由于PVA和淀粉都是含有多羥基的大分子化合物，在一定的條件下，PVA與氧化淀粉間發生接枝反應，使粘合強度明顯提高。試驗表明：當加入量為0.1～0.5%（相對干料而言）時，可提高瓷質磚坯體強度15～60%以上。

（6） 腐植酸鈉

腐植酸鈉[11]俗稱胡敏酸鈉，屬腐植酸的鈉鹽。其外觀呈膠狀或黑色粉末狀，一般采用泥炭，褐煤或某些土壤與燒堿溶液作用而制成的，腐殖酸鈉在陶瓷坯料中主要作用是增加泥料的可塑性、泥漿流動性、懸浮性，并可增加坯體的干燥強度，增加釉的附著力和釉的干燥速度，減少釉面氣孔和釉坯開裂。此外，腐殖酸鈉對于石膏模具也有顯著的增強、增韌作用，提高石膏的使用壽命。腐殖酸鈉在坯料中的用量一般為1～3%，在釉中的用量一般為0.1～0.5%，同時坯釉中應減少磨水量。

4 坯體增強劑的增強機理探討

4.1 有機高分子鏈增強

在沒有加入增強劑時，陶瓷坯體顆粒之間的結合是純粹的顆粒和顆粒之間的結合，加入了有機高分子材料后，陶瓷坯體顆粒之間的結合機制則完全不同，情況取決于有機高分子的結構。有機高分子材料通常為有機小分子單體在一定的溫度、粘度和催化劑濃度等反應條件下，經過均聚、共聚、縮合或接枝共聚而成，因此其分子結構一般為鏈狀。根據其聚合度不同，其分子鏈長短也不同。具有足夠鏈長的高分子聚合物可在陶瓷顆粒之間架橋，產生交聯作用而形成不規則網狀結構，并形成凝聚，將陶瓷顆粒緊緊包裹，從而增加坯體強度[12]。

4.2 氫鍵增強

分析顆粒之間的結合力情況，在不加增強劑時，陶瓷顆粒之間還存在少量水分，顆粒之間還有毛細管力，毛細管力的存在使得顆粒擴散層產生張緊力，從而將顆粒拉近。其形成的壓力越大，顆粒之間的距離越近，毛細管力越大，則顆粒結合力越強，坯體強度越大。增強劑存在時，除了上述的作用之外，顆粒表面被高分子材料包裹（包裹程度視增強劑加入量不同而異），還會使顆粒之間借助于有機高分子而產生氫鍵作用，因而大大增加了坯體強度，氫鍵作用強弱取決于增強劑的分子鏈表面電荷密度，電荷密度越大，作用間的距離將會大大加大，反而降低了毛細管力，從而使強度下降。有機高分子的加入會而產生氫鍵作用，因而大大增加了坯體強度[13]。

4.3 粘合增強

運動增加，使包裹在一個顆粒表面的高分子與包裹在另一個顆粒外表面的高分子纏繞或鏈合，把兩個顆粒更加緊密地粘合在一起，從而在生坯成型時，既有外部對泥料的施加壓力，形成顆粒間的機械結合，又有泥料內部的高分子粘合效應，形成三維網狀體型結構，最終使經過處理后的生坯強度提高。

4.4 靜電力增強

粘土顆粒往往形成片狀結構，從結晶學和硅酸鹽理論觀點可知，板面常帶負電，四周棱邊常帶正電，由于片狀厚度很薄，粒度的磨細往往是板面面積的減少，棱邊變化不大，顆粒成多棱角狀使負電荷作用減弱，相對的正電荷作用增強。在壓型過程中，顆粒以邊、棱連接為主導，而邊、棱連接很少，因而帶負電荷的邊與帶正電荷的棱由于靜電引起作用而相互凝結起來，隨著壓型力增加，顆粒間空隙減少，顆粒間距進一步縮小，顆粒接觸數目逐漸增多，靜電效應再度增加，從而使坯體具有一定的強度。

5 發展趨勢及展望

隨著陶瓷工業的發展，陶瓷增強劑也在不斷發展，主要體現在以下三個方面：一是其應用范圍更加廣闊，幾乎涉及陶瓷生產的各個領域；二是功能更加齊全；三是產品的科技含量不斷提高，它與精細化工、納米科技結合，產品的檔次和質量有明顯的提高。世界各國對助劑工業都給予了高度的重視，在陶瓷企業中采用陶瓷增強劑，特別是新型增強劑，對于提高產品質量、增加產量和降低能耗將起到巨大的作用。根據國內外陶瓷增強劑的制備及應用方面的資料，結合我國陶瓷行業的現狀，我們需要加強重視以下幾個方面：（1）深入研究陶瓷添加劑的作用機理；（2）設計和開發新型陶瓷添加劑；（3）開發新型表面活性劑；（4）重視水溶性高分子材料的應用；（5）注重配方原理和技術研究；（6）開發對環境無污染的綠色化學品[14]。

參考文獻

[1] 黃劍鋒， 曹麗云.陶瓷坯體增強劑的應用研究[J].陶瓷， 2000（4）： 15～17.

[2] 涂鍵萍， 歐陽萍， 盧維奇.陶瓷坯體增強劑的增強機理與發展趨勢[C].中國化學會第八屆全國應用化學年會. 2003.

[3] 盧維奇， 吳艷平， 涂鍵萍，等.自制聚丙烯酸鈉復合陶瓷坯體增 強劑的應用[J].精細化工， 2004， 21（08）：634～636.

[4] 劉一軍， 潘利敏， 汪慶剛，等. 新型高分子增強劑在瓷質磚中的 應用[J].佛山陶瓷， 2009， 19（5）：1～3.

[5] 盧維奇， 吳渭霖， 涂鍵萍，等.聚丙烯酸鈉陶瓷坯體增強劑的研 制[C].中國化學會全國應用化學年會. 2003.

[6] 楊建紅.陶瓷減水劑、助磨劑、增強劑的發展現狀、趨勢及展望 [J].陶瓷， 2005（11）：23～28.

[7] 霍秀瓊.新型陶瓷坯體增強劑的研制，陶瓷，2006（12）：23～25.

[8] 盧維奇， 楊建紅.自制聚丙烯酸鈉用作陶瓷助磨減水劑和增強 劑[J].精細化工， 2006， 23（03）：294～297.

[9] 李家科， 周健兒， 劉欣，等.聚丙烯酸鈉在建筑陶瓷中的應用[J]. 山東陶瓷， 2006， 29（3）：11～13.

[10] 周健兒， 馬玉琦， 張小珍，等.添加劑對大規格超薄建筑陶瓷磚 生坯強度的影響[C].中國. 2007.

[11] 孫石磊等.陶瓷添加劑的發展和應用，科技論壇.

[12] 范盤華， 周孟大.陶瓷添加劑國內外發展的現狀、趨勢及展望 [J].江蘇陶瓷， 2006， 39（5）：23～25.

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Embracing with three elements which are sense, response and feedback, smart textiles is a development trend of textile and apparel industry and research goals for military of many countries as well. This paper analysed the technology status quo and characteristics of several typical kinds of smart textiles, and discussed their application potential on military equipments.

1概述

智能材料是模仿生命系統、具有感知和驅動雙重功能、對使用環境敏感且能對環境變化做出響應的材料，其顯著特點是將高技術的傳感器和執行元件與傳統材料結合在一起，賦予材料以新的性能，使無生命的材料具有越來越多生物所特有的屬性。感知、反饋、響應是其三大要素。智能紡織品是其中的一個重要分支，同時具有感知、反饋、響應的特性以及紡織品柔軟可穿用的特點。

能夠感知外界環境變化、并根據外界環境變化判斷作出應對措施、然后進行相應的結構或性能調整來適應外界環境的智能紡織品，一直以來都是各國軍方夢寐以求的。例如，能夠隨著環境顏色變化而調整自身顏色的“變色龍”迷彩紡織品，能夠自動調節溫度來適應環境溫度變化的紡織品，能夠遠程探測士兵生理參數、受傷部位及程度并進行調節和治療的電子信息紡織品，能夠在可見光波段實現隱身的高級智慧型功能紡織品等等，無一不是各國軍方追求的 目標。

根據目前已有的報道和研究，典型的智能紡織品主要有以下幾大類：電子信息智能紡織品、變色紡織品、相變材料和智能調溫紡織品、形狀記憶高分子及紡織品、基于水凝膠的智能紡織品和基于人工周期性結構的隱身紡織材料。本文結合這幾類智能紡織品的特點以及軍用紡織品的應用要求等，就其研發現狀及其在軍用裝備方面的應用進行了 探討。

2典型的智能紡織品及其在軍用裝備上的應用

2.1電子信息智能紡織品

微電子信息技術和紡織技術的完美結合，造就了電子信息智能紡織品。嚴格說來，該類紡織品表現為通過多種信息處理系統實現對多種信息的探測或處理，只是多個分系統的組合；是多功能的集合，還停留在功能材料的智慧水平，屬于消極智能紡織品。比如可穿戴的計算機、用以檢測人體生理指標的LifeShirt、用以探測彈傷位置的SmartShirt等。目前已商業化的部分電子信息智能服裝如表 1 所示。

微電子元件和紡織品的結合有 3 種技術水平：（1）模塊化技術：將電子元件作為紡織品的附件，電子元件和紡織品的功能各自獨立，比如Philips Levi’s的ICD款式的夾克；（2）嵌入式技術：電子元件被接合到紡織品的某一部分織物中，比如附加在織物上通過導電紗線連接的電路板，基于織物的柔性傳感器、整合電路等；（3）基于纖維的技術：部分或所有必須的電子元件及傳感器直接由纖維和織物構成。

無論何種技術水平，電子信息智能紡織品的關鍵技術在于電子元件的微小型化及柔性化。其中，電子元件的微小型化屬于電子技術范疇，而柔性化則大多需要通過紡織技術來達到。目前文獻中報道研究的柔性化電子器件主要有織物傳感器、織物電極、可傳輸信號的導電纖維或紗線、織物線路板、柔性顯示器等，如圖 1 所示。以上各種織物傳感器類產品都是通過將導電物質涂敷于織物上或將導線織入織物等方式賦予織物導電性能來實現的。因此，研發并掌握具有傳輸信號功能的導電纖維和織物的關鍵技術是電子元件柔性化的根本。

目前已商業化的這些電子信息智能紡織品給了各界極大的鼓舞和信心，但它們還存在一些亟待解決的問題，如能源供應、柔性集成電路、電子部件的耐水洗和耐汗漬等性能以及各接口的穩定性問題等。

美軍和我國軍方都已展開了對該類紡織品的研發及應用，主要集中在電子元器件的微小型化和柔性化，基本處于模塊化和嵌入式水平階段?？梢灶A見，未來戰場上，單兵只需穿著一件信息化作戰服裝，就可以通過服裝上內置的各種傳感器來感知戰場和人體的各種狀態變化，探測槍傷的位置并給藥，通過內置的柔性鍵盤和開關來處理獲得的信息，并通過無線信息傳輸技術將這些信息傳送給指揮部門或鄰近的戰友，從而接受指揮部門的命令或戰友的信息。

2.2變色紡織品

變色材料是指其顏色隨著外界環境變化而發生改變的物質。材料變色的基本原理是基于當相應的外界條件發生變化時，材料對可見光的吸收光譜發生變化。變色材料實質是變色染料或顏料，通過將具有變色功能的單體與其他單體共聚或作為側基引入獲得。根據發生響應的外界條件，變色材料可分為光致、熱致、電致、壓敏和濕敏變色材料，表 2給出了其中 4 類材料的特點。

一般通過 3 種途徑可以獲得變色纖維：（1）在溶液紡絲過程中加入變色染料和防止染料轉移的試劑，如日本松田色素化學工業公司生產的變色纖維；（2）將變色染料制成色母粒，通過熔融紡絲制成變色纖維，如日本帝人和可樂麗公司制成的皮芯結構的變色纖維；（3）在纖維表面進行涂層或聚合。其中第 3 種方法還可以直接應用于紗線或紡織品。具有實用價值的變色紡織品必須具有以下特點：（1）必須能夠發生可逆的變色；（2）變色響應速度快，一般為毫秒至秒級；（3）顏色穩定；（4）顏色的重現性、耐疲勞和反復變色性好。

研發用于軍用裝備的變色紡織品必須選擇合適類型的變色染料并通過適當的途徑應用到紡織品上。雖然光致和熱致變色染料得到了更多的研究和關注，但由于光強和溫度屬于自然條件，對其敏感的變色染料難以人為主動控制，因此只有通過電場變化控制的變色染料才可以做到人為控制變色，即到任何環境都可以人為調控紡織品的顏色。通過研制變色纖維的方式獲得的紡織品具有較好的水洗性和摩擦牢度。該技術可用于軍用變色迷彩的研發。

2.3相變材料和智能控溫紡織品

根據溫度的不同，物質的相態可以發生轉變，即發生固－液、固－氣、氣－液的相轉變，在相轉變過程中，物質從環境吸收熱量或向環境中釋放熱量。相變材料就是能夠隨環境溫度變化而發生相轉變的物質。作為適于工業化應用的相變材料必須具有相變溫度合適、儲熱能力強、相變過程中體積變化小、可逆性好、過冷程度低、導熱快、價格低等特點。

目前得到廣泛研究的幾類相變材料的性能特點如表 3所示。

為解決相變材料在紡織品中的有效含量比較有限、可智能控溫時間較短的問題，可采用微膠囊、中空纖維、原位復合等技術途徑，將數量較多的相變材料有效包容于纖維或紗線之中。同時，選用或專門研發熱焓大的相變材料，使單位質量的相變材料發生相變時產生較多的能量，則有可能使相變材料成為具有實用價值的智能控溫紡織品。

由于相變材料只在溫度發生變化時才釋放或吸收熱量，因此相變材料適于用于環境溫度變化比較頻繁的場合，比如駐守于極冷地區、需要往返于室外和室內條件下的戰士或司爐員。要達到較好的衣內恒溫效果，服裝體系必須具有較好的密閉性以保證衣內的微氣候。

2.4形狀記憶高分子材料及紡織品

形狀記憶高分子材料是指具有某一原始形狀的制品，經過形變并固定后，在特定的外界條件下能自動回復到初始形狀的一類材料，主要為熱敏形狀記憶高分子材料，即受外界溫度刺激后其形狀和性能能夠做出預定反應。該類高分子為兩相結構，由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆地固定和軟化的可逆相組成。

常見的幾種形狀記憶高分子材料為交聯聚乙烯、聚降冰片烯、聚乙烯 聚己內酰胺的接枝共聚物、形狀記憶聚氨酯（SMPU）等，其中SMPU由于具有 －30 ～ 70 ℃可調的形變回復溫度、加工容易、形變量可達 400%、耐候性和重復形變效果佳等特點，得到了廣泛的研究和應用開發。如通過SMPU膜獲得的智能防水透濕、藥物緩釋和保溫織物，可隨溫度變化膜的孔隙變大使透氣率透濕量增加；通過SMPU乳液對棉麻織物進行抗皺免燙保形整理；通過SMPU模具制得的便攜式餐具等，在到達形變溫度以上時，可以回復到初始狀態。

以上列舉的幾種SMPU材料在軍用裝備上均有很大的應用前景，比如通過SMPU可以制作可改變形狀的生活便攜用具，使其體積較小便于攜帶，而在使用時，只要給以一定的形變回復溫度，就可使生活用具恢復原來形狀。但是應用形狀記憶高分子或紡織材料時必須選擇合適的形變回復溫度和形變回復次數，再根據這個要求設計兩相結構的比例。

2.5基于水凝膠的智能紡織品

水凝膠是高分子鏈之間以化學鍵或物理作用力形式形成的交聯結構溶脹體，是由水和高分子網絡所組成的復合體系，是一種智能材料。水凝膠的一個重要特性是在一定的環境刺激條件下會發生體積相變，即當外界環境連續變化時，凝膠體積產生連續變化。根據響應的刺激信號不同，智能水凝膠可分為pH響應型、溫敏型、光敏型、電場響應型、磁場響應型等。高分子水凝膠的合成以丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物、丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物為主。

將水凝膠采用涂層、接枝共聚、紡絲等方法制成智能凝膠纖維或織物，可用于智能調溫、抗浸、防滲透紡織品等。根據軍用裝備使用的環境條件，選擇水凝膠對環境變化的響應時間、響應速率、響應體積變化率是研發相關軍用紡織品的技術關鍵。

2.6基于人工周期性結構的隱身紡織材料

嚴格意義上來說，隱身材料屬于超材料的范疇，是一種人工結構材料，但由于其具有極其特殊的結構和超性能，在本文中也簡單加以闡述。

電磁波入射到物體上后，當不能被反射、或被完全吸收、或電磁波改變方向從該物體的邊緣傳播過去而不透過該物體時，該物體對于偵視手段具有隱身功能。通過以下途徑可實現隱身：（1）吸收電磁波或降低對電磁波的反射率，如各類吸波材料；（2）改變電磁波在介質中的傳播方向，使得電磁波繞過該介質繼續向前傳播，即該介質對于電磁波而言是透明和不存在的，如左手材料或負折射率材料、光子晶體等。

其中，第 2 種途徑主要通過在材料上刻蝕周期性結構而獲得負的磁導率和負的介電常數來實現。早在1968年，俄國物理學家Veselago就對電磁波在介電常數ε和磁導率μ同為負數的介質中的傳播特點作過純理論研究，但是直到1999年，D.R.Smith和倫敦大學帝國理工學院的Pendry利用周期性排列的金屬條和開口金屬諧振環才制備了在微波 9.3 GHz波段同時具有負的介電常數和負的磁導率的介質，在該波段，微波可以繞過該介質向前傳播，實現隱身。

雖然負折射率在概念上還存在爭議，但事實已經表明，人工結構材料如光子晶體可以用來控制光的傳播，且可以通過人工控制周期性結構尺寸以控制不同波段的光的傳播。今后的研究方向是進一步減小結構尺寸、獲得較為寬泛的可見光頻段、可控制可見光傳播方向、具有負折射率的光子晶體。

紡織纖維本身具有微米級的直徑，如果在較小尺度上刻蝕周期性結構，以獲得具有負折射率效果的紡織纖維，將是一件激動人心的事情，可以實現真正意義上的隱身。當士兵穿上這種纖維制作的服裝時，可實現隱身。

3結論

總而言之，智能紡織品由于具有一般功能材料和高性能材料難以企及的智慧水平，即根據環境變化作為反饋并改變自己的行為，將是未來紡織行業的研發重點。相變材料、變色材料、電子紡織品、形狀記憶紡織品和基于水凝膠的智能紡織品目前已得到了極為廣泛的研究和關注，基本理論清晰，面對工業化應用的相關產品、需要解決的關鍵技術也比較清楚，這些為其在軍用裝備上的開發應用奠定了基礎。具體如相變控溫服裝、變色迷彩、信息化作戰服裝、形狀記憶生活用具和智能防滲透或抗浸服等，實現這些功能只需假以時日，同時努力提高實現的效能并解決附生的其它問題。而超材料 ―― 人工結構隱身材料已經實現了微波段特定頻率的隱身，尚處于實驗室起步階段，但為實現真正意義上的光學隱身技術指明了前進的方向。目前這些技術雖然還遠未達到實際應用技術水平，但一旦實現，必將徹底改變未來的戰爭模式，值得跟進和開展相關探索性的基礎理論和技術研究。

參考文獻

[1] 師昌緒. 材料大辭典[M]. 北京：化學工業出版社，1994：1161.

[2] Tao X M. Smart Fibers，Fabrics and Clothing[M]. England：Woodhead Pub Ltd，2001.

[3] 顧振亞，陳莉. 智能紡織品的設計與應用[M]. 北京：化學工業出版社，2006.

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關鍵詞：土建工程；施工技術；改革創新

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

建筑行業的效益不僅受到了建筑工程質量的制約，人們的安居樂業的正常生活也受到了影響，一直以來施工質量基礎與安全施工管理都是社會各界普遍關注的話題。作好土建工程的施工技術工作，就可以保障人民的生命財產不會因建筑物的質量問題而受到損害，以及避免由此而帶來的對社會效益和經濟效益的破壞。因此，土建施工技術的不斷創新對土建工程行業的發展有著十分重要的意義。

一、土建施工技術的重要性

隨著社會經濟的不斷發展，當前的建筑市場競爭也越來越激烈，建筑企業要想開拓市場站穩腳跟，謀求更大的發展，就必須依靠科技創新來增強企業實力，保證施工的關鍵技術設備緊跟國際發展趨勢，與行業先進水平同步。靠增加科技含量來提高工程質量，降低生產成本，創造最佳效益。由于我國整體的建筑技術水平不高，與此同時，建筑工程的質量安全也得不到有效的保障，這些因素都將直接影響著我國建筑行業的前進與發展。

在工程施工的過程中，能否有效的結合進行的科技成果，將直接影響著工程日后的使用性能。同時，要想提高建筑技術的整體水平，其唯一途徑就是緊緊依靠科技進步，將科學管理以及大量技術先進、質量可靠的科技成果廣泛地應用到工程中去，應用到建筑業的各個領域。只有這樣，才能在保證工程質量的同時，也為施工企業創造更大的經濟效益。

二、土建施工技術的現狀

2.1 安全性技術不高

土建工程的安全性要求是比較高的，在這方面，我國的技術還沒有能夠達到最佳水平。在工程結構的設計與建設互補方面，必須對建筑的牢固性能進行研究和分析，使材料構件的支撐能力能夠達到最強。而恰恰是這樣的要求，在我國的土建工程的施工方那里還是不能做的很好的。因為這需要較多方面進行有力的思考和整合，并且最重要的是我國一些土建材料存在著不完備和多方欠缺的問題，使我們不能夠做到絕對的兼容并包。

如果工程的底架或支撐物不能夠做到絕對的牢靠，就會出現塌陷或者崩裂的現象，導致更多的安全問題的不斷出現。有近年來的數據來看，不論是泥石流造成的公路塌方問題還是橋梁的倒塌問題，都在日益增加，使得我們的出行安全遭到的重創。所以，土建施工技術人員應該就安全性技術方面進行有力的提高，以免更多的安全事故產生。

2.2 耐久性技術不高

橋梁和港工的基礎設施工程耐久性方面，存在著嚴重的問題。由于鋼筋混凝土的保護層和本身結構質量不強，導致竣工幾年后會出現鋼筋被銹蝕、混凝土出現開裂的現象，致使橋梁或港工碼頭在支撐人或車輛的安全性方面遭到重創。

耐久性是很重要的一個方面，近年來，有多個建筑工程出現斷裂現象出現，在工程施工技術方面，遭到了多方人士的質疑。但是現代土建施工技術的落后，導致對耐久性技術進行提高與創新的方案不能如期進行，使越來越多的工程進行重新施工、重新不填支撐物含量，讓土建施工方也感到很費神。由此可以看出，我國的土建施工技術在工程的牢固性方面做得還是不夠好，使得我們在日常出行方面不能夠有很好的安全保障。施工技術人員應該加大整改和創新的力度，進行有效研究，磨刀不誤砍柴工，真正把技術提升上去了，才能使工程的質量能夠保障的更好。

三、土建施工技術改革與創新的途徑

由于土建工程項目施工中，常常會出現各種質量問題，為此，對施工技術進行創新已經成為必然選擇，只有這樣才能有效地避免施工質量的發生，進而確保土建工程項目的整體質量。土建工程涉及的領域相對較多，這給施工技術的創新提出了較高的要求，若是僅從某個方面進行進行改革與創新，勢必無法滿足工程項目建設的總體要求，所以，施工技術改革與創新必須全面、系統，這樣有助于進一步確保土建工程的整體質量。下面本文分別從幾個不同的領域中選取一些極具代表性的技術創新成果進行介紹，并就此展開分析。

3.1 新型高分子材料

在土建工程施工過程中，新型高分子材料的應用能夠顯著增強地基基礎的承載能力，并且還能對地下水系起到一定的阻隔作用，有利于增強地基基礎的穩定性和安全性，進而達到延長其使用年限的目的，同時還能進一步改善混凝土的性質，提高建筑自身的保溫、耐腐蝕和耐火等方面的性能。下面介紹幾種目前最新的高分子材料及其相關技術。

⑴高性能混凝土技術。該技術在土建工程項目施工的應用進一步改善了混凝土自身的性質，顯著提升了建筑的整體堅固性，其抗震性能也隨獲得有效提升。目前該技術已經在高層建筑以及大跨度建筑結構的施工當中獲得了非常廣泛的應用，高性能混凝土較為常見的種類包括聚合物混凝土、浸漬高分子混凝土、高性能混凝土、碳纖維復合型混凝土等等。

⑵土工復合物。這種材料最主要的作用是能夠對土體起到保護的作用，并且還可以進一步提高土體自身的強度和改善土體的特性，通過該材料的應用能夠明顯改善土體的排水性能和承載能力，該材料現已在大量土建工程施工中獲得廣泛應用。在土工復合物中，由于土工織物本身具有良好的抗腐蝕性和耐侵蝕性，因而其常被用于水利工程以及環境保護工程中，而超輕填土材料則被用于軟弱土地基的強度改善中，在公路工程和鐵路工程等交通設施的建設中應用較為廣泛。

⑶高分子化學灌漿材料。這是一項最近年里新興的技術，其在土建工程施工中的應用時間相對較短，然而由于這種材料在化學性能方面具有顯著的優勢，故此其對建筑物尤其是水利工程建筑的加固和防滲漏都有著良好的效果。目前，較為常見的灌漿材料主要包括環氧樹脂類、聚氨酯類和甲基丙烯酸酯類等。

3.2 新型結構振動控制技術

結構振動控制技術屬于結構動力學中的一個新興分支，其現已被廣泛應用于各個領域當中，而土建工程施工的應用僅僅是諸多應用領域中的一個。該技術主要是通過在建筑結構上附加人造控制裝置來減輕建筑自身的結構振動，進而達到提高建筑的抗風壓和抗震性等目的。為此，該技術在高層建筑中的應用較為廣泛。目前，在土建工程項目施工中，應用較為廣泛的結構振動控制裝置有主動質量阻尼器以及調頻阻尼器等等。

3.3 新型抗震技術

雖然我國地大物博、幅員遼闊，但是這也給土建施工增添了一定的難度，究其根本原因是土建工程施工中常常會遇到一些地震頻發地帶，這就需要應用一些先進的抗震技術來確保建筑結構的整體安全性和穩定性，抗震技術的研究也是土建工程施工技術創新的一個主要方向。在地震高發的區域上進行土建施工時，可以采用復雜結構抗震設計，這樣便可以將抗震、隔震與消能這三個結構有機地結合到一起，進而達到降低建筑結構自振周期增強抗扭性能、提升結構安全性的目的。

結束語

綜上所述，土建工程作為建筑工程建設事業中的重要組成部分，在促進土建施工技術發展方面發揮著非常重要作用。因此，在建筑工程土建施工的過程中，只有對土建施工技術進行不斷的改革和創新才能有效提升建筑工程的施工進度與施工質量。而建筑企業要想在激烈的市場競爭中取得生存和發展就必須重視建筑施工中的土建施工技術的不斷提升。

參考文獻

[1]任保勝.土建工程結構的安全性與耐久性的探討[J].黑龍江科技信息，2009（7）

[2]谷春梅.對我國新時期土建工程管理的分析[J].中小企業管理與科

技(上旬刊)，2012(3).

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關鍵詞：生物技術；無機非金屬材料；應用前景

在本世紀70年代， 逐步發展形成的現代生物技術（ 亦稱生物工程技術）， 從廣義上說， 它包括人類對動物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。隨后80年代， 美國和口本便分別召開了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技術創制新材料”等專題學術研公寸會。由此可見， 現代生物技術在材料學與上程中的應用前景頗為看好。例如現代生物技術在金屬材料行業中的系統應用已經成功地形成生物冶金分支學科。所謂生物冶金或稱細菌冶金， 即細菌萃取金屬或生物浸出金屬， 是一種利用細菌的氧化作用把不溶性金屬化合物轉變成可溶性化合物， 再用濕法冶金從溶液中回收金屬的方法。又如開發研究生物降解高分子材料， 及時防止和解決當今世界上極為嚴重的“白色污染”的決定性措施， 亦是現代生物技術在有機高分子材料行業中的應用熱點。至于現代生物技術在尤機非金屬材料行業的應用前景， 是又可望又可即的。

1 生物提純硅酸鹽礦物原料

生物提純是指現代生物技術利用生物浸出法在非金屬礦選礦過程中的應用。這種技術的應用原理主要就是利用微生物能夠讓金屬礦物進行液化的功能， 使得生物技術在礦物融濾過程中得到廣泛的應用。由于這些鐵雜質一般都以黃鐵礦的形態存在于硅酸礦物質中， 人們可以利用氧化鐵硫桿菌和其他菌類對黃鐵礦變成可溶性化合物， 在形成這一反應時。根據調查顯示， 這種真菌可以對高嶺土壤中鐵的含量至少降低4 %左右， 并且讓高嶺土的白亮度有很大的提高， 這成為陶瓷和造紙行業產品的質量關鍵的因素。根據上述分析， 現代生物技術將會為硅酸鹽礦物原料。

2生物礦化過程

生物礦化過程是在一定的細菌分泌和特殊機質的作用下的成礦過程， 也是在特定的機質下長成晶體結構。以珍珠貝的珍珠層為例， 珍珠層的結構是由霞石的碳酸鈣晶體組成， 并在這種情況下形成了大小不一的螺旋形， 由于這種基質的網絡結構中存在不規則的鈣物質， 能夠使碳酸鈣在一定的距離成核并且按照自身的生長規律形成霞石螺旋。碳酸鈣的生物礦化過程既是一個化學過程， 也是一個生物過程，這是兩者共同作用過程的結果。日本研究人員還培育出一種海藻和一種單胞藻， 它們都可以聯系生產處石灰石顆粒， 每天這些形狀的石灰石最佳生產率為15毫克每升和90 毫克每升， 并可以對回收后的細胞進行再生產。根據上述材料表明， 人類可以在人工手段下實現細胞固定化技術， 并利用生物的成礦能錄生產石灰石質納木材料和生物裝飾材料， 也可能利用生物的成礦功能進行復合材料的生產。

3 用稻殼制備高純度高性能碳化硅

從仿生學的角度來看， 人們可以利用稻殼制造出高濃度、高性能的碳化硅。主要的步驟為： 首先， 將稻殼進行碳化， 使稻殼中的纖維素進行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在還原性和惰性的條件下， 對稻殼進行高文煉燒下形成碳化硅。在稻殼中所存在的二氧化硅凝膠會與多糖基質進行緊密的結合， 多糖的談話會在二氧化硅的表層發生， 并且二氧化硅一直處于高化學活性的多孔和微粒狀態下， 因此， 在對它進行煉燒時，可以最快速度與二氧化硅產生反應。德國的一位建筑師利用自己設計的一種水下裝置放到海中， 在經過兩到三個月的時間用過海藻作用可以產生2 5尺長、五尺寬、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工業技術研究所成功利用稻殼制備出碳化硅的新工藝， 這種技術與原來的硅石和煤氣還原法相比， 同時達到了降低成本和實現了對稻殼的最大利用。在稻殼中存在碳、二氧化硅等有效化學成分， 這就具備了形成碳化硅的先決條件， 但是一旦在發生反應時磷成分過多時， 就無法形成碳化硅， 那么就必須研究減少磷產生的方法。這種工藝的原理是以弱酸性緩沖劑進行爆破性處理， 在多種酶的作用下可以溶出碳， 然后再對其進行氧化處理， 在無氧加熱條件下形成高濃度、高性能的碳化硅。

4 生物混凝土

在很早以前， 我國就應經學會利用存在于粘土中的細菌對粘土進行發酵來增強它的可塑性。目前， 我國很多學者都預言幾千年后老鼠建造洞穴的材料將用比混凝土還牢固的白蟻排泄物。這種材料是天然的高分子非金屬材料的符合混凝土， 也是細菌作用下形成的生物混凝土。與此同時， 在日本也有相關報道曾預言提出這種單材質發酵技術的應用。新型生物混凝土具有多層結構：第一層是防水層，能夠防止雨水滲入，避免對建筑結構造成破壞；第二層是生物層，能夠收集雨水以供植物生長，例如它可以為微型藻類、菌類、地衣和苔蘚等提供天然生物屏障；第三層是覆蓋層，能夠讓雨水通過這一層滲入生物層，并可防止水分流失。與傳統混凝土相比，這種新產品的最大優勢是既能吸收二氧化碳，改善城市環境空氣質量；又可美化墻體，改變城市色彩單一的外觀面貌；還能提升建筑物的保溫性，降低能源消耗。

5 生物鐵氧體功能陶瓷材料

在常溫條件下， 可以利用海洋水中想磁性細菌合成比較均勻的磁性微粒， 磁性微粒通常情況下也被稱為生物鐵氧體功能陶瓷材料， 它與人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面積比較大， 而且表面部位被堅硬的有機薄膜覆蓋， 在這種情況下很難將鐵浸。

6 結語

將現代生物技術應用到非金屬材料領域中比較重要的工程， 這也將大大推動生物非金屬材料工業的發展和進步。我們必須積極探索現代生物技術的作用， 抓住現代生物技術的特點， 現代生物技術作為一種低能耗、高效益的新興技術， 必將在非金屬材料領域大面積的應用， 以推動我國經濟和科技的發展。

參考文獻：

[1]朱躍釗，盧定強，萬紅貴，韋萍，周華，歐陽平凱. 工業生物技術的研究現狀與發展趨勢[J]. 化工學報，2004（12）.

[2]王大博，孫艷艷.淺談我國無機非金屬材料的應用與發展[J]. 黑龍江科技信息，2011（13）.