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关键词:高分子材料 可降解 生物
1、前言
现代材料包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。20世纪后,合成高分子材料的研究迅速增加,给人们生活带来了巨大的便利。随着高分子材料在各个领域的大量应用, 废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。治理白色污染和寻找新的友好型非石油基聚合物是当前全球关注的问题。 生物降解材料正是治标又治本的有效途径,也是我国可持续发展的需要。
2、生物降解机理
高分子材料的降解分为光降解与光学化降解、机械化学降解、热降解与热学化降解、臭氧引发降解、离子降解、辐射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、 简单的水解或酶反应,以及其他有的机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为 以下4 个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的高分子水合作用以及可能因化学或酶催化水解而破裂的高分子主链使高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低,可能由于高分子主链、外悬基团、交联剂的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致分子量降低和质量损失。最后分子量足够低的小段分子链被酶进一步代谢为二氧化碳、水等物质。总之, 生物的降解并非是单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学的协同作用, 还是一个相互促进的物理化学过程。目前为止,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。
3、生物可降解高分子材料的应用
生物可降解高分子材料的应用范围很广,可用于农业、园林、水产以及装潢、包装、卫生、 化妆品等领域,由于成本等因素,目前研究多集中在生物医疗工程领域。
3.1农业、园林、土木等用材
农业、园林、土木等用材包括苗圃用膜材、树根包装袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防护绿化卷材等。各种膜材和功能片材的使用时间不同,有的要求 1 个季节,有的最少要求 1- 3 年,例如:在树苗培植的几年时间里,用于植树方面的材料最终慢慢降解回归土壤. 目前,一些先进的农业国家不断投资建造以家畜粪或农业废弃物为原料的堆肥生产装置,农用等可降解塑料也可通过这些装置回归自然.
3.2装潢、卫生、生活、杂品
装潢、卫生、生活、杂品、医疗用材包括地毯垫布、包装袋、壁纸、帽子、内衣、餐巾纸、桌布、茶叶袋等等。以上大多数都是一次性用品,用后掩埋或燃烧均无毒气产生,还可以与其他有机废弃物一起变为堆肥, 回归自然。值得一提的是,一些具有生物体适应性的生物可降解高分子材料,可以广泛地应用于与生物体相接触的地方,今后还将研究出更广泛的用途.例如:一种称为 “自由树脂” 的材料,能在60℃热水里化成一团软泥,可以加工成各种形状的装饰品、玩具、文具等。冷却后,有足够的强度并长期不变形,再加热后又可以形成新的造型。
在包装行业中,高分子材料的应用越来越多,但是大量废弃的包装材料给环境造成了巨大污染。仅靠减少使用量是不能根本地解决问题的,采用降解性高分子才是可行的办法。目前,各种包装材料中聚乳酸具有最大、最有潜力的应用市场。聚乳酸的阻气阻水性、可印刷性及透明性良好, 并且其基本原料乳酸是人体固有的物质之一,对人体无毒无害,在食品包装市场上有很大的前景。
很多大公司都看好这种新型的环保材料。可口可乐公司在盐湖城的冬奥会上用了50万只聚乳酸塑料制成的一次性杯子,这些杯子只需40天就可在露天的环境下消失得无影无踪。
3.4生物医学领域
生物可降解材料在医学领域上的应用原理是在机体生理条件下,通过水解或酶解,从大分子的物质降解为对机体无损害的小分子物质或者是小分子物质在生物体内自行降解,最后通过机体的新陈代谢完全吸收和排泄出去,对机体不产生任何毒副作用。生物降解材料已被广泛用于人造皮肤、缝合线、体内药物缓释剂和骨固定材料等外科手术中。聚丙烯、尼龙及聚酯纤维等合成纤维制成的医用缝合线不能被机体吸收,会产生排异的现象,而且在伤口愈合后还要进行再次手术才能去除。采用聚L-丙交酯(PLLA)、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科缝合线,可在伤口愈合后自动降解并被生物体所吸收,无需拆线,现已商业化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮肤可应用于治疗烧伤换皮等场合。另外,在治疗过程中还可将抗生素类药物及骨生长调节蛋白、骨生长因子等植入材料中,可以防止感染并促进骨愈合,控制药物在体内的释放速率,使药物在体内能够保持有效的浓度,减小或消除副作用,尤其是在植入或附于病区时,则更能显示其优越性。微胶囊技术在控制药物定时释放、增加药物的稳定性、降低药物毒副作用和有效利用率等方面具有积极意义。
4、生物可降解高分子前景展望
目前,生物降解聚合物的开发与应用还存在一些问题,国内外普遍承认,降解塑料比同类现行塑料的产品价格要高许多。聚合物的降解性必然会损害产品的持久性,也会在一定程度上降低它的力学性能,从而限制生物降解聚合物的应用范围。尽管如此,随着环保法规的完善和人们环保意识的增强,生物降解聚合物市场继续增长,尤其是在包装材料、塑料薄膜、医用材料等领域的应用。然而就目前研究的成果而言,欲使其普遍使用仍需经过较长的时间。开发低成本、 具有降解时控性和高效性的生物塑料是这一领域以后研究的主要方向。
【关键词】功能材料;高分子;现状;发展
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类文明的重要里程碑,如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。进入本世纪80年代以来,一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。功能材料是新材料发展的方向,而功能高分子材料占有举足轻重的地位,由于其原料丰富、种类繁多,发展十分迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。
1.功能高分子材料
功能高分子材料在其原有性能的基础上,赋予其某种特定功能。诸如:化学性、导电性、光敏性、催化性,对特定金属离子的选择螯合性,以及生物活性等特殊功能,这些都与在高分子主链和侧链上带有特殊结构的反应基团密切相关。
2.功能高分子材料的研究现状
在原来高分子材料的基础上,可将功能高分子材料分为两类:一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料;另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料[2]。
2.1高功能高分子材料
2.1.1化学功能高分子材料
化学功能高分子材料通常具有某种化学反应功能,它将具有化学活性的基团连接到以原有主链链为骨架的高分子上。离子交换树脂是一种带有可交换离子的活性基团、具有三维网状结构、不溶的交联聚合物,在水中具有足够大的凝胶孔或大孔结构,由于它具有高效快速分析和分离功能,目前已广泛用于硬水软化、废水净化、高纯水制备、海水淡化、溶液浓缩和净化、海水提铀,特别是在食品工业、制药行业、治理污染和催化剂中应用的更为广泛。
2.1.2光功能高分子材料
在光的作用下,实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材料。近年来,在数据传输、能量转换和降低电阻率等方面的应用增长迅速。感光性树脂由感光基团或光敏剂吸收光的能量后,迅速改变分子内或分子间的化学结构,引起物理和化学变化。光致变色高分子具有光色基团,不同波长的光对其照射时会呈现不同的颜色,而当其受到特定波长照射后又会恢复为原来的颜色。利用这种可逆反应可以实现信息的存储、信号的显示和材料的隐蔽,应用前景十分诱人。
2.1.3电功能高分子材料
依据材料的结构和组成,可将导电高分子分为两大类:一类是依靠高分子结构本身所能提供的载流子导电的结构型导电高分子,在电致显色、微波吸收抗静电、等领域显示出广阔的应用前景。另一类是高分子材料本身不具有导电性能,依靠添加在其中的炭黑或金属粉导电的复合型导电高分子,具有制备方便,实用性强的特点,在许多领域发挥着重要的作用,常用作导电橡胶电磁波屏蔽材料和抗静电材料。
2.1.4生物医用高分子材料
生物医用高分子包括医用高分子和药用高分子两大类。
医用高分子材料材料科学应用于生物医疗的交叉学科,将加工后的无生命的材料用来取代或恢复某些组织器官的功能。医用高分子材料作用于人体必须具备生物相容性、化学稳定性、耐腐蚀老化、易于加工等优点,主要用于人工器官、治疗疾患、诊断检查等医疗领域中。目前,医用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系统的矫正等方面获得了较大成果。
新型高分子药物,具有缓释、长效、低毒的特点,分为两类:一类药物即为高分子本身,可以直接用作药物,也可以通过合成获得某些疗效。另一类高分子药物高分子本身没有药用价值,而是作为药物的载体,以离子键或共价键的形式连接具有药理活性的低分子化合物,制成高分子药物控制释放制剂。一方面达到将最小的剂量在作用于特定部位产生治效的目的;另一方面使药物的释放速率可控,在提高疗效的同时降低了毒副作用[3]。
2.2新型功能高分子材料
2.2.1高吸水性高分子材料
近年来开发的高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料,它可吸收自身重量数百倍至上千倍的水,自身含有强亲水性基团同时具有一定交联度。此外,高吸水性树脂的保水性能极好,即使受压也不会渗水,而且具有吸收氨等臭气的功能。高吸水性树脂在石油、化工、轻工、建筑等部门被用作堵水剂、脱水剂、增粘剂、密封材料等;在农业上可以做土壤改良剂、保水剂、植物无土栽培材料、种子覆盖材料,并可用以改造沙漠,防止土壤流失等;在日常生活中,高吸水性树脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋垫、一次性尿布等。
2.2.2 CO2功能高分子材料
在不同催化剂作用下,以CO2为基本原料与其他化合物缩聚成多种共聚物。其中研究较多、已取得实质性进展、并具有应用价值和开发前景的共聚物是由CO2与环氧化合物通过开键、开环、缩聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把长期以来因石化能源燃烧和代谢而排放的污染环境、产生温室效应的CO2视为一种新的资源。利用它与其他化合物共聚,合成新型CO2共聚物材料,对解决当今世界日趋严重的CO2含量增高等问题有重要的现实意义。
2.2.3形状记忆功能高分子材料
形状记忆功能材料的特点是形状记忆性,它是一种能循环多次的可逆变化。即具有特定形状的聚合物受到外力作用,发生变形并被保持下来;一旦给予适当的条件(力、热、光、电、磁),就会恢复到原始状态。根据不同的触发材料记忆功能的条件,可将其分为电致型、光致型、热致型和酸碱感应型。形状记忆高分子材料是高分子功能材料研究新分支,在电子、印刷、纺织、包装和汽车工业中具有良好的发展前景。
2.2.4生态可降解高分子材料
随着人类对环境的重视,材料的可降解性成为新的性能指标,因此生态可降解高分子材料受到广泛重视。目前我国生态可降解性高分子材料的发展还处于复制和仿制国外产品的初级阶段,国外产品占据主要市场。高分子的降解主要是各种生物酶的水解,其中聚乳酸类高分子是已开发应用于生命科学新型生物可降解材料,尽管已形成了多个品种,但目前应用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和缓释性等方面仍存在较多问题,有待进一步研究[4]。
3.开发功能高分子材料的重要意义
功能高分子材料其独特的功能和不可替代的特性已带来各个领域技术进步,甚至质的飞跃,且在各行业已产生相当高的经济和社会效益,并导致许多新产品的出现。随着人们对有机高分子材料研究的逐步深入和加强,功能高分子材料的方向包括两方面:一方面,改进通用有机高分子材料,在不断提高它们的使用性能的同时,扩大其应用范围。另一方面,与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强。因此,功能高分子材料是未来材料科学与工程技术领域的重要发展方向,必将影响人类的生产和生活产[5]。
【参考文献】
[1]张恒翔,蔡建,邱莎莎.功能高分子材料在军用包装中的应用[J].包装工程,2011,(23):60~62.
[2]杨晓红,王海英.新型有机高分子材料发展[J].科技资讯,2009,(4):7.
[3]杨北平,陈利强,朱明霞.功能高分子材料发展现状及展望[J].广州化工,2011,(6):17~18.
一、芳香稠环化合物
芳香稠环化合物具有较大的共轭体系和平面及刚性结构,一般都具有较高的荧光量子效率,其量子效率与稠环的数目成正比,与取代基的关系比较复杂,人们主要用取代基来调节其溶解性能。近年来,在这方面的研究主要集中在及其衍生物上(见下图)。其荧光发射光谱波长λem=580nm,已被广泛用于激光领域。带有双羧基脂的衍生物2具有强烈的黄绿色荧光,由于它的水溶性好,常用于公安侦测方面的甲酸二酰亚胺衍生物3具有由橘色到红色的强烈荧光,具有鲜艳的色彩和较高的量子产率,对光、热、有机溶剂有良好的稳定性,因而特别适用于热塑性塑料的染色以及液晶显示和太阳能收集领域。当x为氨基或胺基时有兰色的荧光,常用于染料着色及汽车油漆中。晕苯4由于较强共轭程度及分子刚性更大,因此具有更好的荧光性能,荧光发射波长为λem=520nm,是一种非常理想紫外电荷耦合显示(uV-CCD)材料。目前有关晕苯应用、于雷达方面的研究正在进行。化合物5具有强烈的橘红色荧光,λem=584nm,同时还具有0.84的量子效率,所以在染料激光和光能收集系统方面具有相当大的发展潜力。
二、分子内电荷转移化合物
具有共轭结构的分子内电荷转移化合物是目前研究最为广泛和活跃的一类。其中应用较多的主要有以下几类:
(1)芪类化合物
芪类化合物两个苯环之间具有共轭结构,光照时发生的是分子整体的激发,进而引起分子内的电荷转移发出荧光。芪类化合物是用于荧光增白剂中数量最多的荧光材料,同时也被应用于太阳能收集领域及染料着色领域。在两个苯环分别带有供电和吸电取代基时,当化合物吸收光被激发而处于激发态,分子内原有的电荷密度分布发生了变化。硝基和氨基取代衍生物的量子效率达0.7,它在苯中荧光发射波长为λem=590nm。
(2)香豆素衍生物
香豆素衍生物荧光材料在品种和数量上仅次于芪类化合物。可以作激光染料、荧光染料、太阳能收集材料等,荧光量子效率甚高,从其分子结构中可以看出,香豆素衍生物是由肉桂酸内酯化而成,即通过内酯化过程使肉桂酸酯双键被保护起来,从而使原来量子效率较低的肉桂酸酯转变为具有较高量子效率的香豆素衍生物,通过对香豆素母体进行化学修饰可以调整荧光光谱。目前,已有报道将香豆素作为发光材料用于有机电致发光材料,获得了蓝绿一红色发光。但是,香豆素衍生物往往在溶液中才具有高的量子效率,而在固态下容易发生荧光淬灭;因此在用作发光材料时,多采用混合掺杂的方式。
(3)吡唑啉衍生物
吡唑啉衍生物是由苯腙类化合物通过环化反应得到的。因为环化导致苯腙内双键受到保护,从而使这类化合物表现出强的荧光发射。这类化合物由于在溶液中可以吸收300~400nm的紫外光,发出很强的兰色荧光,被广泛的用于荧光增白剂。吡唑啉衍生物还可作为有机电致发光材料。
(4)1,8-萘酰亚胺
衍生物这类荧光材料色泽鲜明,荧光强烈,以被广泛用作荧光染料和荧光增白剂、金属荧光探伤、太阳能收集器、液晶显色、激光以及有机光导材料之中。
若在其中引如磺酸基、羧基、季铵盐,则可以制得水溶性荧光材料。若引入芳基或杂环取代基,则能有效地提高荧光效率,同时使荧光光谱向长波方向偏移。
(5)蒽醌衍生物
蒽醌类荧光分子是以葸醌为中间体制得的,具有良好的耐光、耐溶剂性能,稳定性较好,也具有较高的荧光效率。
(6)罗丹明类衍生物
罗丹明是由荧光素开环得到的,两者都是黄色染料并都具有强烈的绿色荧光,广泛应用欲生命科学当中。罗丹明系列的荧光材料绝大部分是以季铵盐取代原来的羟基位置而得。为了提高荧光效率,将两个氮原子通过成环置于高刚性的环境中,可使荧光效率接近1,同时还具有良好的热稳定性。罗丹明测定物质含量的方法可以说是非常成熟的。
三、金属配合物荧光材料
许多配体分子在自由状态下不发光或发光很弱,形成配体后转变成强发光物质。如8-羟基喹啉是一个常用的配位试剂,几乎可以认为不发荧光。在与A13’配位后形成的8-羟基喹啉铝(Alq)就具有很好的荧光性能。此外8-羟基喹啉还能与Be、Ga、In、Sc、Th、zn、zr等金属离子形成发光配合物。这是因为形成配合物后,配体的结构变得更为刚性,从而大大减小了无辐射跃迁几率。使得辐射跃迁几率显著提高。某些Sehiff碱类配体及杂环衍生物分子所形成的配合物也可以形成很好的发光配合物。
在金属配合物荧光材料中,稀土型配合物具有重要意义。稀土离子既是重要的中心配体离子,也是重要的荧光物质,广泛作为荧光成分在众多领域获得应用,如电视机屏幕和仪器仪表显示等场合。稀土高分子配合物荧光材料的研究早在20世纪60年代就以开始,几年来,由于这种材料兼有稀土离子的发光性能和高分子材料易于加丁的特点,引起广泛关注。稀土配合物的高分子化方法主要有混合掺杂和直接高分子化两种形式。前者是将小分子稀土配合物和聚合物混合得到高分子荧光材料,后者是将化学键合的方式先舍成稀十配合物单体,然后与其他有机单体共聚得到共聚型高分子稀十荧光材料,或者稀土离子直接与带有配位基团的高分子进行配位反应,直接生成高分子配位的荧光材料。
(1)掺杂型高分子稀十荧光材料
由于小分子稀十配合物的研究已经相当透彻,关于配位和荧光机理在此不作讨论。把有机稀十‘小分子配合物通过溶剂溶解或熔融共混的方式掺杂到高分子体系中,一方面可以提高配合物的稳定性,另一方面还可以改善其荧光性能,这是由于高分子共混体系减小了浓度效应的结果。采用这种方法,将稀十Eu荧光配合物掺杂到塑料薄膜中可以得到一种称为转黄膜的农用薄膜,可以吸收太刚光中的有害的紫外线,转换成可见光发光,据说可以提高农作物的产量达到20%。掺杂方法虽然具有简单方便的优点,但是得到的高分子材料透光性差,机械强度降低的问题。当稀十配合物在混合体系中浓度相当高时仍然可以发现浓度猝灭现象。
(2)键合型高分子稀土荧光材料
酚醛塑料绝缘、稳定、耐热、耐腐蚀、不可燃,贝克兰自称为“千用材料”。特别是在迅速发展的汽车、无线电和电力工业中,它被制成插头、插座、收音机、电话外壳、螺旋桨、阀门、齿轮、管道。在家庭中,它出现在台球、把手、按钮、刀柄、桌面、烟斗、保温瓶、电热水瓶、钢笔和人造珠宝上。这是20世纪的炼金术,从煤焦油那样的廉价产物中,得到用途如此广泛的材料。1940年5月20日的《时代》周刊将贝克兰称为“塑料之父”。
到20世纪二三十年代,相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。从20世纪40年代至今,随着科学和产业的发展,石油资源的广泛研发使用,塑料产业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等等。
然而用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物,难于降解处理,以致造成城市环境严重污染的现象,这就是臭名昭著的“白色污染”。
现在一种俗称“玉米塑料”的新型塑料制品诞生了,“玉米塑料”学名叫“聚乳酸”,是以重要农业经济作物(玉米等)经过现代生物技术生产出的乳酸产物为原料,再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料。
聚乳酸能被自然界中的微生物分解,最终变成二氧化碳和水,不污染环境,还可当做有机肥施入农田成为植物养料,被认为是“白色污染”的终结者。它也被视作继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”,在社会和经济发展中具有重要战略意义,是理想的绿色高分子材料。
几年前全球只有美国一家公司能生产聚乳酸,由于生产工艺采用“二步法”,使其生产成本居高难下,每吨售价在3000美元左右,取代传统化工塑料困难重重。中国同济大学专攻高分子材料的任杰教授所率领的研究小组经过8年潜心攻关,把生物工程技术和高分子合成技术有机结合,实现了“一步法”制取聚乳酸,较“二步法”制取聚乳酸,生产成本大大降低,出厂价约在每吨一万元人民币左右,接近化工塑料粒子的价格,具备了推广应用和产业化的条件。
用“玉米塑料”制成的杯碗瓢盆和一次性餐具等产品色泽温润,手感比传统塑料制品更加柔和。“玉米塑料”制成的骨钉、手术缝合线已应用于临床,由于其具有在体内完全降解的特性,不用再施行拔除和拆线等医疗程序。用“玉米塑料”还能制成人造骨骼和人造皮肤的组织工程支架,在其上培植骨细胞或皮肤细胞,当支架材料降解后,人造骨骼和人造皮肤也长成了。利用“玉米塑料”无毒无害可降解的特性,还能制成缓释胶囊,从而改变人们的服药习惯,由于这种缓释胶囊在人体内逐步消化降解,人们吃一颗用缓释胶囊包裹的药物,就能在几天或一星期内持续获得需要的药量。
“玉米塑料”的出现,也给了塑料产业的生命线――石油产业一个喘息的机会。生产1吨的化工塑料,需要消耗3吨的石油,而全球化工塑料的年产量是3000万吨,这就意味着要消耗1亿吨石油。设想一下,生产1吨的“玉米塑料”,需要消耗玉米3吨左右。目前全球每年的玉米库存量达到1亿吨左右,如果全部拿出来生产“玉米塑料”,年产量将在3000万吨左右,相当于全球一年的塑料需求量。有专家预测由于“玉米塑料”技术的不断完善,应用领域的不断扩大,“玉米塑料”将会成为塑料产业的主力军,自然对化工塑料的需求会逐渐减少,这也就意味着塑料产业对石油的需求会不断减少,可大大缓解日益严峻的全球石油危机。
北京新宇阳科技公司,这家创建于2002年、总部坐落于中关村发展大厦的高新技术企业,是由美国KAI YUAN GROUP和日本新阳株式会社共同出资、注册的外商独资企业,同时也是北京市政府认定的高新技术企业。2003年,在王安生博士的倡导下,公司在怀柔经济技术开发区建立了近万平方米的研究开发中心和生产基地,“其用意就是将新宇阳作为技术引进和再创新的孵化器,不断形成具有自主知识产权的专利和专有技术。”谈到创办新宇阳的初衷,身为学者的王安生博士道出了他的心声。
三个“任意”凸显技术优势
在新宇阳位于中关村发展大厦的办公室里,王博士向记者展示了几种高分子电热膜应用实体。他介绍说,这种在日本称为“面状发热体”的产品,是通过架桥及选择性嫁接方式合成的高分子聚合物,在聚合和嫁接过程中使其具有正・负离子基团,并有激发其他分子活性的功能。对于发热材料本身而言,通电后碳素、金属颗粒等组分中的自由电子受到激发发生电子撞击,产生“布朗运动”,而后形成摩擦撞击热,并主要以远红外辐射的方式向介质传递热量。
作为一种以建筑供暖为主要用途的复合材料,由新宇阳生产的高分子电热膜具有其他供暖方式所不具备的优势。“我们可以根据用户需求生产任意规格、任意功率、任意电压的电热膜,为客户的不同需求提供全面的解决方案。”王博士向记者表示,由于该产品具有“三个任意”的特性,因此一经推出便得到国内外同行及上下游企业广泛认可,相关技术也获得了4项国家专利。
为电热膜“正名”
事实上,与过去用于顶棚供暖的电热膜相比,新宇阳开发的高分子电热膜从材质,技术、配套施工工艺到供暖效果都有着巨大的飞跃。王安生博士介绍说,首先在结构上,新宇阳的高分子电热膜采用面状基材作为载体,功能性高分子复合材料作为发热材料,而电极则采用经过特殊处理的金属丝,以织入的方式构成材料整体的导电性;其次在物理性能上,新宇阳高分子电热膜地板采暖系统可以因发热材料、电极和绝缘保护层的不同而具有不同的形态和性能,并且在使用寿命内功率始终不衰减,几乎与建筑物本身同寿;第三,在发热效率、节能指标和舒适度上,新宇阳高分子电热膜也表现突出。经测试,新宇阳高分子电热膜自身电热转换率近100%,节能约10-15%。
多领域应用前景广阔
关键词强磁场技术与应用产业化
六十年现了实用超导材料,八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料,使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场,发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变,磁流体发电等大型科技计划推动下,整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业,可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强,各种磁场形态,大体积的可长期可靠运行的强磁场装置,积极推进着强磁场在各方面的应用。
1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置(LHD)是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13.5m,高8.8m,总重约1600t,其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3.9m,平均小半径0.975m,绕环10圈的螺旋线圈,三对内径分别为3.2、5.4和10.8m的极向场螺管线圈,中心磁场前期为3特斯拉(4.2K),后期为4特斯拉(1.8K),磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行,从使用出发,努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进,一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用,它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行,不需专人维护,使应用范围大大扩大。
我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力,奠立了良好基础,研制成多台实用磁体系统,有些已在使用,具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统(中心磁场4特斯拉,室温孔径0.44m,磁场长1m,磁场储能8.8兆焦耳)和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体(中心磁场0.13特斯拉,孔径1.lm,高0.8m)代表着我国当今的技术水平,无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。
随着超导与永磁强磁场技术的成熟,强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展,与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品,做为磁场应用技术的核磁共振技术,磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用,形成了一些新型产品与样机,磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。
医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业,全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用,我国也有永磁装置在小批量生产,研制成功了几台0.6—1.0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验,取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行,磁拉硅单晶生长炉也已开始使用,但尚未形成规模,中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机,试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统,为产品的形成奠定了基础。
总起来说,超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强,形态的大体积强磁场装置,开始形成了相应的高技术产业,但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用,特别是可能形成大规模市场产品的开拓,根据不完全的了解,目前主要进行的工作有:
1在材料科学方面
(1)热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0~15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究,并作其力学性能和磁场的关系的定量分析,应用前景十分看好。
(2)功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展,某些材料纤维的电导率经强磁场处理后,可达铜电导率的1/10,是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。
(3)强磁场下金属凝固理论与技术研究。
(4)NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中,采用4~5特斯拉强磁场取向,可大大提高性能,国外已开始实际应用。
2在生物工程与医疗应用方面
(1)血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制;血液在强磁场下流变性能的变化;血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响;人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。
(2)蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用;肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程;神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。
(3)医疗应用。除继续发展人体成像系统外,近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响;强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响;强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响;外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。
3在工业应用方面
除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外,近年来,国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用;研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用;研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用;通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性;通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。
4在农业应用方面
关键词:塑料改性;应用;发展趋势
中图分类号:TQ320.7 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)03-0026-02
改性塑料经过20多年的发展,已初步形成以填充母料和各种功能母料、改性塑料专用料为主要产品。改性塑料行业是我国塑料工业领域重要的生力军,也是在高分子材料加工与应用领域,学术上、技术上、产业上最为活跃,发展前景最为广阔,为我国塑料工业持续快速的发展及社会经济发展做出了突出贡献。
1 塑料改性概况
塑料改性是一门科学,从广义上说,凡是能降低塑料制品原材料成本,提高某些方面的性能或赋予塑料材料新功能的方法、途径都应称之为塑料改性。改性技术通常是指通过填充、共混、增强等手段提高塑料的性能,使通用塑料高性能化、低成本化,从而实现:①具有独特功能(如耐老化、阻燃、抗静电、导电、抗菌、超韧、高强)的一系列新型塑料产品。②在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本。③提高产品技术含量,增加产品附加值的最适宜途径。如刚性粒子增韧技术为同时实现材料的高韧性和高刚性开辟了成功的途经,具有重要的应用价值。
2 塑料改性应用领域
改性塑料广泛应用于汽车、家电、农业、建筑、电子电器、轻工及军工等行业领域。我国改性塑料空间广阔,发展潜力大,由于行业起步较晚,国内生产企业产品单一,技术含量低,导致市场占有率低,而跨国公司占据了75%左右的国内市场份额,尽管跨国企业数量相对较少,但大多是集上游原料、改性加工、产品销售一体化的大型化工企业,在原料供应上和生产规模上均具有优势。随着我国企业自主研发和创新能力的提高,市场份额逐渐增加,中国正在成为全球改性塑料的最大潜在市场。
(1)家用电器行业是改性工程塑料的传统领域,随着经济的发展,我国已成为全球家电制造中心,彩电、空调、小型家用电器等国内消费量和出口量仍将保持持续增长的趋势。
(2)汽车行业是改性工程塑料应用的新型领域,随着我国汽车工业的迅猛发展,2010年仅汽车需用塑料达100万t左右,其中所用聚丙烯、聚乙烯等塑料需要进行改性才能满足汽车行业高性能的要求。而刚性粒子增韧技术就可以使通用塑料实现工程化、高性能化。为了满足汽车零部件兼具高刚性和高韧性的要求,我们还应尽快开发纳米粒子改性PP材料。同时要开发其他方面具有特殊性能的纳米复合技术,纳米技术作为一项高新技术在高分子材料改性中有着非常广阔的应用前景。
(3)另外要大力开发木塑复合材料,随着社会经济的发展,资源能源问题和环境问题越来越受到人们的重视,“以塑代钢”“以塑代木”正成为人类社会生产和消费的一种趋势。木塑复合材料是一种资源循环型,绿色环保新材料。它是利用废弃的木屑、农作物秸秆粉、果壳粉等和热塑性高分子材料(PP、PE、PVC)为主要原料,经高温混炼,再经成型加工而制得的一种价廉性优的新型复合材料。特点是:性能优异、原料来源丰富、加工方便、成本低廉、绿色环保。在建筑装饰、包装与运输、农业、军事等行业市场广阔。
3 塑料改性技术面临新突破
为适应市场需求,我国塑料改性技术面临几方面重大突破:①无机粉体材料填充改性轻量化问题;②填充改性塑料成型加工尺寸变化率问题;③纳米碳酸钙在基体塑料中的分散问题;④阻燃塑料无卤化问题;⑤用环境友好塑料解决塑料产业与环境保护协调发展的问题。
我们在塑料改性技术研究方面要突破的是塑料改性观念的转变。要从一味追求降低成本的束缚中解放出来,确立塑料改性的高性能化、多功能化、品牌化、高档次化的发展模式。
另外,要大力研发环境友好塑料,所谓环境友好塑料主要是指那些在使用期限内具有良好的使用性能,而超过使用期限后,在阳光、水和微生物的作用下能自行降解的塑料品种;还包括通过回收利用技术,将已经废弃的塑料再制成制品进行反复应用,延缓、推迟废弃塑料对环境造成污染的时间,并减轻污染程度或基本消除污染的塑料品种。为了实现“环境友好塑料材料”对自然环境、人类、生物圈无害或相对危害较小,应围绕五方面开展基础理论研究和新产品改性开发工作。①减量化―减少材料的用量;②资源化―可回收利用;③无害化―可环境消纳;④清洁化―可进行清洁生产;⑤节能化―降低成型能耗。
因此,为促进塑料改性行业领域的更大发展,要树立在提高改性塑料的物理机械和综合应用性能以及扩大工程化应用的前提下,降低制造成本的塑料改性新观念。
4 改性塑料未来的发展趋势
4.1 通用塑料工程塑料化
尽管工程塑料新品不断增加,在不断开拓应用领域,并由于生产装置的扩大,成本不断降低;但是,在改性设备、改性技术不断发展成熟的今天,通用热塑性树脂通过改性不断具有工程化特点,并已抢占了部分传统工程塑料的应用市场。
4.2 工程塑料高性能化
随着国内汽车、电气、电子、通信和机械工业的蓬勃发展,改性工程塑料的需求将大幅上升,各种高强度耐热型工程塑料将得到广泛应用。
4.3 特种工程塑料低成本化
如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PIM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)和液晶聚合物(LCP)等高性能工程塑料,由于具有电性能好、耐高温和尺寸稳定等特性,有的还具有很好的阻燃性、耐放射性、耐化学性和机械性能,因此在电子电器、汽车、航空、仪表、石油化工以及火箭、宇航等尖端技术领域具有越来越重要的应用。
4.4 纳米复合技术将为改性塑料带来新机
聚合物纳米复合材料的制造与应用是未来的一个重要课题。现在,纳米技术的发展日新月异,纳米高分子材料作为其中的重要分支,研发呈现出新的趋势。纳米技术的潜在利益驱使着许多国家的科学家们不断地探索和研究,竞争十分激烈。对于纳米高分子材料来说,由于纳米粉末粒子的粒子小、表面积大、易于团聚,因此,在制备纳米粉末改性的聚合物复合材料时,用通常的共混方法难以得到纳米结构的复合材料。为了增加纳米添加物与聚合物的界面结合力,提高纳米微粒的均匀分散能力,需要对纳米粉末进行表面改性。主要是降低粒子的表面能态、消除粒子的表面电荷、提高纳米粒子与有机相的亲和力、减弱纳米粒子的表面极性等。
4.5 开发新型高效助剂也是改性塑料的重要发展方向
改性塑料涉及的助剂除了塑料加工常用的助剂如热稳定剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、成核剂、抗静电剂、分散剂和阻燃剂等外,增韧剂、阻燃增效剂、合金相容剂等对改性塑料也是非常关键的。
4.6 开发高效反应型功能插层剂
以使在化学键连接下原位生成纳米尺度分散相,从而将纳米分散相通过化学键连接在聚合物分子主链上,形成浑然一体的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料,用现有塑料膜、片、瓶的成型设备和工艺,高效低成本制造新型塑料包装制品,可以回收重复再使用、回收造粒再利用,是具备绿色环保理念的新型高阻隔塑料包装材料。
5 结束语
改性塑料有着广泛的应用前景,促进了国内外塑料工作者的不断探索和研究,为了满足各行业的需要,科技工作者要开发出多种多样的改性塑料。 (编辑:王昕敏)
On the Industrial Applications of Modified Plastics
Tian Ping
关键词:保水剂;抗旱;节水;缓释
中国分类号:TQ326 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)10-0051-01
1 引言
保水剂作为一种化学节水技术,于20世纪70年代在美国农业部北方研究中心开发成功。随后美国、日本、法国等国家对保水剂在农林业中的应用进行了大量的研究,并进行了大面积的推广使用。国内对保水剂的研究开始于20世纪80年代中期,目前大部分产品已有一定规模。在“八五”和“九五”期间共在全国示范推广达1100多万亩。目前,土壤固化剂、复合土工膜料、坡面积雨固土材料、植物蒸腾抑制剂、种衣剂等大批保水剂已经在我国农林业中得到了实际应用。
2 保水剂的一般性质
保水剂是一种具有三维交联网状结构的新型功能高分子材料,采用含有羧基、羟基或氨基等的亲水性单体,在引发剂和交联剂的作用下,通过聚合、交联等化学反应而形成。高吸水性树脂能通过水合作用迅速吸收自重几百倍乃至上千倍的水而呈凝胶状,常压下对其施加压力,水也不会从凝胶中逸出,常称其为高吸水性聚合物。高吸水性材料或超强吸水树脂等。
保水剂作为农作物干旱时的“微型水库”,具有应用范围广,高保水性,改良土壤,促进生长,节约肥料等多方面优点。据资料显示,在相同水肥条件下,使用保水剂可明显增加作物产量。增产幅度达10%~30%。节水节肥5%~20%#在花卉等经济作物上,使用保水剂可明显延长浇水时间(3天~7天),花蕾大,持续时间长,经济效益高I在旱农试验区开展的保水剂应用试验。结果显示保水剂对保蓄雨水效果较好,尤其促使了作物生长后期根区土壤水分的补充和提高。
近年来由于新原料的选用和材料的复合化,保水剂的类别不仅包括传统的淀粉类、纤维素类、合成类(聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类等)。还包括生物降解类(氨基酸类、壳聚糖类等)、有机一无机复合类、缓释功能类(腐殖酸类)。保水剂的聚合工艺主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法,也可采用辐射引发聚合、微波引发聚合以、喷雾聚合、高温快速反应法等方法。目前,国内生产和供应保水剂的厂家多达40多家,主要有胜利油田长安集团、北京裕德隆科技发展有限公司、河北科瀚树脂有限公司、天津晨光化工有限公司等。
3 保水剂的发展现状
现在我国实施农业生态环境建设、农业结构调整和中西部开发战略,农业重点推广旱作节水技术,而抗旱保水技术是其重要内容。近年来,保水剂越来越受到农业领域的重视,研究重心也开始从如何提高保水剂的性能向其在农林业的实际应用转移。有关保水剂的研究进展主要集中在以下几个方面:
3.1 开发保水剂的制备新方法
新的制备方法要在保证产品具有优良的吸水保水性能的基础上,提高吸水速率、改善耐盐碱性能和产品凝胶强度以及热稳定性能,目前主要采用以下措施:引人非离子型亲水基团到主链上;使用含有大量亲水基团交联剂;用表面活性剂对树脂进行外层处理等。天津三农金科技有限公司用玉米淀粉作原料,在引发剂作用下,用乙烯或丙烯单体在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚,最后接枝共聚物靠爆聚放热自交联,从而生产出高效抗旱保水剂。该方法称为原子经济反应,实现了清洁生产。杨瑞成等利用高温快速反应法成功制备了聚丙烯酸/蒙脱上高吸水性纳米复合材料。在外界温度为20℃时,该复合材料水凝胶所需干燥时间为128h,此复合材料可望广泛应用于西部高温干旱地区的沙漠化治理。
3.2 研究保水剂的有机一无机复合
通过有机一无机复合方法,可制备出性能优良、成本低廉、实用性强的吸水材料。赵娜制备出了白鳝泥/(丙烯酸一丙烯酰胺)高吸水保水材料,吸蒸馏水的倍数可以达到1900左右,同时吸自来水倍数可以达到380倍左右,吸生理盐水能够达到124倍,在4000r/min的情况下离心1h后,其保水能力为98.97%。内蒙古水利科学研究院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺与凹凸棒土合成有机一无机复合保水剂。抗钙、镁离子性能明显提高,原料成本进一步降低,与环境更友好。产品吸水倍率≥400倍;吸盐倍率≥70倍;该保水荆适合中国西部年降水量小于400mm,降雨比较集中,沙漠化、盐碱化严重的特点。
3.3 将常量元素、微量元素、植物生长调节剂、杀虫剂、杀菌剂等添加到保水剂中,实现其多功能化
制备多功能化保水剂主要有两种方法:一种是进行简单的包裹;另一种是使两者发生某种形式的化学反应。林晶将保水剂与化学肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墒,又具有缓释肥料功效的保水缓释肥,并以药用植物板蓝根为试验对象进行盆栽试验,对其保水效应及板蓝根生长状况进行观察分析,得出了保水缓释肥可以提高土壤的水分利用率、合理释放土壤有效养分、促生长作用明显的结论。
3.4 研究高吸水性树脂在实际应用中与土壤、作物、肥料等的效应问题,以及对灌溉模式。耕作制度和农业设施等的影响
目前国内关于保水剂的实际应用的研究大多集中在增加入渗、抑制蒸发等方面。但是大面积推广应用尚缺少理论基础与技术指导。庄文化采用离心机法,分别研究了聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺在不同的条件下对砂土、壤土、黏土持水能力的影响。结果表明高分子对砂土的作用效果要优于壤土与黏土,因此大面积推广应用应首先选择在土壤偏砂的地区,实验证明8/1万~20/1万用量效果较好其高分子吸持水分的约83.7%可释放出供植物利用。杨瑞香等以华南赤红壤为基质,采用盆栽法研究了保水剂对桉树幼苗抗寒生长及存活率的影响。结果表明保水剂可以有效提高华南赤红壤的保温性能,有利于桉树苗木抗寒生长。
【关键词】现代色谱;涂料检测;应用分析
涂料是一种高分子材料,用于涂抹在物体表面形成膜状物质,从而起到保护、装饰、隔温、隔热、绝缘、防辐射等作用,因而涂料被广泛应用于工业、农业、科研、建筑、电子机械等各个领域。因材料差异不同,其所拥有的性能以及应用范围也有所不同。随着生产生活质量的不断提高,人们对涂料的性能也有了更高的要求,因而伴随着科技的不断进步,人们往往在涂料中增加新的物质,当有些物质有毒或者含量超标时就会对人身体或者环境造成危害,因而需要运用现代色谱技术对其进行检测。
一、色谱检测技术检验原理
色谱技术简单来说就是一种分离技术,实际生活中所运用的涂料成分多样化,对于这样一种高分子材料的混合物,色谱技术的工作任务就是通过对该样品的的分离,检验出该混合物中所含有的一些化学组分的种类及含量并对每种化学物质进行研究分析。
色谱技术的主要工作原理就是依靠被检测的样品被处理汽化以后,随后进入色谱柱,该色谱柱中含有一些特殊液体或者是一些固态的填料颗粒,这种液体或者填料颗粒在其对流的作用下可以根据被测样品中混合物的个组分的熔沸点,相对分子质量,以及运动时的运动速率的不同将它们进行分离、吸附、沉淀。其结果就是这些混合物样品中的各组分先后流出色谱柱然后进入分析检测器中进行检测。因而,这个包含色谱柱在内的分离系统和分析各样品组分的检测系统就是色谱技术的两大核心技术。
二、色谱检测技术的技术特点
一般来说,在一定范围内,色谱柱内部填充的固态填料颗粒的半径越小,其对被检测样品的分离效率也就越好,但是这并不说明固态填料颗粒的半径越小越好,正是由于这个原由,使得这种内部填充固态颗粒的色谱柱在实际应用过程中也存在着很多问题。例如,在使用过程中,由于固态填料颗粒的半径太小,往往会造成色谱柱内部的堵塞现象,以及检测过程中,对色谱检测仪一次性的投入量较少等问题。
但是,该色谱检测法在进行检测是一般只需要几秒钟的时间对色谱内的峰宽、峰高以及峰面积等进行分析。另外,较为先进的色谱检测仪还可以将多组样品同时进行检测分析,且分析结果清晰准确,可以极大地提高样品检测效率。因而,与其他一些传统的检测分析的方法,例如,蒸馏、分层萃取、高速离心等技术相比较,该色谱技术具有分离速度快、灵敏度高以及分析结果更加精确等优点。
三、现代色谱检测分析技术在涂料检测中的应用分析
目前,我国工业产业发展迅速,而工业上的涂料产量也较之前大大增加。并且随着社会的发展,国民经济的增加,以及科学技术的进步,工业涂料的成分越来越复杂,因而其中的科技含量也越来越高。现在的工业涂料一般性地按照形态分类,大概可以分为液态、固态和粉末状态的三种涂料。随着我国对环境保护认识的提高,国家陆续对工业涂料的一些相关成分以及含量做出了规定,但是也仍然有一些为追求高利润的涂料生产厂铤而走险对一些有毒不合法物质进行违规添加。因而在工作中要严格对这些涂料样品进行检测,对其中一些有毒有害物质进行严格处理。
(一)对现代涂料的各组成成分进行检测分析
一般来说,对现代涂料进行检测分析时,其涂料中所含有的各种化学成分以及每种化学成分得含量十分重要,且分离难度与研究各组分所占有的比例难度较大,因而现代色谱检测分析技术在这些方面还存在着很大的发展空间。
(二)对生物基质当中涂料的分析
涂料检测分析包含有很多内容,其中不仅仅有涂料中各种成分的检定,还包括各种生物基质当中涂料的分离与提纯。在传统的生物基质当中的涂料检测分析中,当经过分离系统分离提纯以后进入到其检测系统部分的分离物往往是相对分子质量相同两种或含有微量杂质的混合物。为了保证在复杂的生物基质中结构鉴定与痕量分析的标准量化,现在色谱检测技术逐渐成熟,尤其是研究人员将部分质谱技术应用到现代色谱检测技术中,将使得该技术在实际中生物基质中的涂料检测更加灵敏,纯度高,速率快。
四、现代色谱检测分析技术在涂料检测中的应用类型
现代仪器分析技术逐步发展,因而各种科技分离检测方法对涂料检测领域都有涉猎,各种新的分离方法,新的检测技术被不断应用到现代色谱的检测分析之中。其中该技术对涂料的的研发以及各种化学成分的检测的应用类型主要就分为以下气相色谱法高效液相色谱法两种。
(一)气相色谱法
气相色谱法主要是对一些高分子化合物乳液中的单体以及涂料中游离的单体和溶质溶剂来进行分离检测的。它的主要分析目的是对样品进行化学物质量化的检测,由于我国涂料行业迅速发展,气象色谱技术凭借着其分离效果好,纯度高,检测结果精确,灵敏度高以及等优点被广泛应用于涂料检测领域。
(二)高效液相色谱法
高效液相色谱法目前在用于船舶等物体的涂料领域有着较为广阔的应用。该相色谱法主要是针对一些沸点高,高分子离子型的生物化合物分子。随着人们环保意识的增强,人们逐渐意识到船舶等涂料中所含有的有机锡元素对海洋生态的发展有着一定的威胁。而高效液相色谱法对于该物质的分离与检测十分简单,只需在常温下就可将其进行分离,不再像传统分离过程中采用萃取高温高压的方法。该方法对样品分离条件简单,并且相对于其他分离技术,更可减少分离过程中原料的损失率。
五、结语
现代色谱检测技术是新型的对各种样品物质检测分离研究的一种新技术。它具有分离速度快,效率高,检测结果精准灵敏度高等优势,通过对在涂料检测方面的应用可体现出现代色谱技术在我国生产领域的重要性。而随着科技的不断发展与新要求的不断提出,现代色谱检测技术将会不断进行改革,功能也将更加完善。
参考文献: