纤维研究进展论文

[论文关键词] 吸湿快干纤维改性产品现状

[论文摘要] 吸湿快干纤维及其织物因服用的舒适性倍受消费者青睐。文章综述了对纤维导湿性能的表征方法、各种物理改性和化学改性方法的制备原理，介绍了国际国内新近推出的吸湿快干纤维与面料。

引言

纯棉制品以其优良的吸湿透气性带给人们良好的舒适感，但因其保水率较高，导湿性能较差，应用范围也受到了制约。传统聚酯纤维则相反，由于其疏水特性而使它在对吸湿性或吸水性要求较高的领域中的应用受到了限制[1]。因此，同时具有吸湿、快干特性的纤维及面料有着广阔的发展前景。

一、研究现状

(一)机理

传统舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料为主，此类纤维的吸水迅速，但湿透的织物不能及时向空气传递散发热湿，使人不舒服。而用现代吸湿快干性聚酯纤维做成的织物，能把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表，并散发到空气中去，从而保持贴身层始终处于干爽状态，使人体感觉舒适[2]。

(二)表征方法[3]

1.毛细管效应或垂直芯吸法

毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力及扩散能力。测试方法参照ZB W04 019-90纺织品毛细效应试验方法进行，在YG(B)871型毛细管效应仪上测定，记录30 min后水在织物条上的爬升高度。

2.透湿率

这是衡量织物两面存在水蒸汽压力差时织物透通水汽的性能。测试方法是在透湿杯内装蒸馏水，杯口覆盖试样，整体置入干燥器内，干燥器处于规定的温度条件下((38士)℃)。试样两侧保持恒定水蒸汽压差时，在适当时间间隔下称取透湿杯的质量。当质量下降与时间间隔成正比时，从质量下降量测定透湿率，即MVT=(A2-A1)/S·t，其中A1为试验1h后称得的加盖透湿杯质量(g);A2为继续试验2h后称得的加盖透湿杯质量(g);S为试样的透湿面积(m2);t为两次称重间隔时间 (h)。

3.带液率

这是衡量织物吸水能力的方法，测试时被测织物试样在60℃烘箱中烘10h后称取质量(W0 )，然后将织物试样在蒸馏水中浸泡3h，取出后脱水2 min再称重(W1)，则带液率(I)为：I=( W1一W0)/W0×100%

4.干燥速率

将测定过带液率的织物试样在37℃的烘箱内烘5 min，再称量(W2)，则干燥速率(V干燥)为：V干燥=(W1一W2)/( W1一W0) × 100%

二、制作方法

通过对聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纤进行改性，以实现纤维吸湿性能与导湿性能的有机结合。这些方法大致包括物理改性和化学改性以及二者的结合。

(一)物理改性法

1.异形截面法

具有吸湿快干功能的纤维，一般都要有高的比表面积，其纤维的截面必须具有沟槽，利用这些沟槽，织造时纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。

2.多孔中空截面法

多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，具有优良的导湿排汗功能。其生产工艺是，先与特殊的微孔形成剂共混，然后再将其溶出。

3.双组分复合共纺法

借助共轭熔融纺丝技术，将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出，经过各自的熔体管道，并经过量泵定量输入纺丝组件，在组件内适当部位2组分以一定方式复合，从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型，最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构，单丝纤度小于的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于的海岛型复合超细纤维。

4.纤维细旦化法

细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，能起到传递水分子的作用，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。

(二)化学改性法

1.亲水性化合物制备共熔结晶型聚合物

应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。

2.应用第3单体合成具有亲水性的共聚物共混纺丝

如以间苯二甲酸5磺酸钠作为第3单体合成共聚酯，然后再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。由于共聚酯容易为碱液所水解，在纤维内部形成许多与中空部连通的微孔，从而使之具有良好的吸水透湿性。

3.丝胶朊聚酯

用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能，并对皮肤无任何不良作用。

三、研发现状

为提高服用的舒适性，美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能[3]。

(一)国外研究发展情况[4]

美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干;Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线，采用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。

日本的主要产品有：东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料，它通过Y形截面来散湿;尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。

韩国的主要产品有：晓星公司开发的Aerocool新型聚酯纤维，通过象“苜蓿草”的四叶子形的'细微沟槽和孔洞来吸湿排汗;东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维，也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗。

(二)国内研究发展情况

国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能;中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维，Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗;广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维，通过异形截面吸湿导汗;香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。

四、结束语

目前导湿快干纤维的开发主要体现在Cool系列高科技聚酯纤维的开发上，该系列纤维主要是使用异形纤维表面积增大、毛细效果增强的机理进行导湿的，国际大型的体育比赛中，新型的吸湿快干纤维已经被广泛应用，受到运动员的喜爱。可以预见，吸湿快干纤维及其面料的采用可以拓展中高端市场，提高纺织产品的市场定位，其经济效应不可估量的。

参考文献

[1]郭华，秦庆才，王国德，可吸湿排汗的新型聚酯纤维的研制[J]，聚酯工业，2006，3(3)：31-33

[2]翟涵，徐小丽，王其，薛斌，吸湿排汗纤维及其作用原理研究[J]，上海纺织科技2004，4：6-7

[3]胡盼盼，潘婉莲，吴旭华，等，异形涤纶导湿性能研究[J]，合成纤维工业，2002，25(5)：15-17

[4]刘峻，纤维导湿改性的进展及其新产品开发[J]，纺织导报2005，1：24-28

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高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102，528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348（2005）01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材料，它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。高性能纤维可用于防弹服、蹦床布等特种织物的加工及纤维复合材料中的加固材料，其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初，由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、粘胶纤维或沥青纤维经预氧化、炭化和石墨化加工而成。碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度大、模量高等优良性能，如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维，拉伸强度可达，断裂伸长率为。碳纤维不燃烧，化学性能稳定，不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现，具有超高分子量，高取向度，且分子间距很近， 3 使纤维具备高强高模的特征，其密度具有，是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。除此之外，其他机械性能亦比较突出，如良好的韧性和耐疲劳性能，耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代，人们开始从事液晶态纺丝技术的研究，用于纺制高性能纤维，与普通纺丝的分子结构截然不同，液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子，为无规则线团;(b)为刚性大分子，在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状液晶;(d)为向列型液晶芳香族聚酰胺是最为人所熟知的，通过液晶纺丝纺制的高性能纤维，如 Kevlar(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯二胺纤维)等，如图 3 所示，为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较均衡，具有高强伸性能，高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性，不导电，除了强酸和强碱外，具有较强的抗化学性能。图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上，日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维，其化学名为聚对苯撑苯并双恶唑，化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝，由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高取向度，决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有以上的强度和以上弹性模量，经热处理后可得到强度不变、模量达的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维，具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点，其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍，限氧指数(L01)为 68，热分解温度高达 650℃，在有机纤维中为最高，被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。表 1 PBO 纤维的性能性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 抗拉强度(GPa) 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 24 280 12 115 6 230 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后，阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]，简称 "M5"或 PlPD，化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在基团，容易形成强的氢键。如图 4 所示，与芳香族聚酰胺晶体结构不同，M5 在分子内与分子间都有氢键存在，形成了氢键结合网络。图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构，虚线为氢键。图 4 M5 晶体结构比较图 3 与图 4 可以清楚地看出，M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络，类似一个蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用，使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性，压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在，使作用于碳纤维上的应力，从一个石墨层转移到相邻层面，这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。但这些共价键为纯弹性键，一旦被打破，不可复原，即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时，应力-应变曲线是线性关系，纤维断裂是突然发生的。有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述，超高强聚乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能，但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱的范德华键，使其纤维易产生蠕变，压缩强力较低，另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘合性有限，因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用力较弱，使得其压缩和扭曲性能较低，加之纤维表面惰性强，与树脂的结合能力较差，在复合材料成型过程中，有明显的界面层，从而影响也限制了 PBO 的应用。芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构，使其具有高强伸性能，也是由于大分子链间弱的作用力 (范德华键)，造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形，薄片相对容易断开，在严重过载时会出现原纤化，最终导致压缩失效。分子链间结合键以 M5 比较理想， M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢在键结构，是其具有高抗压性能的原因所在，热处理后的 M5 纤维，拉伸模量可达 360GPa，拉伸强度超过 4GPa，剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和。此外 M5 而大分子链上含有羟基，使它与树脂基体的粘结性能优良，采用 M5 纤维加工复合材料产品时，无需添加任何特殊的粘合促进剂，且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示，以 M5 为加固纤维的复合材料，在压缩过载的情况下，测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷，与之相比，碳纤复合材料会粉碎，而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条，显示了脆性与韧性失效之间的明显差异。此外，M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性，空气中热分解温度达到了 530℃，超过了芳香族聚酰胺纤维，与 PBO 接近，极限氧指数（LOI）为 59，在阻燃性方面也优于芳纶。图 5 碳纤维复合材料测试条的失败图 6 M5 纤维料测试条的失败表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。表 1 高性能纤维的力学和物理特性特性高强度超高强聚高模量芳香族高模量高模量 M5 纤碳纤维乙烯纤维聚酰胺纤维 PBO 纤维维（实验值）抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数（LOI） 3 230 一一一一一 115 29 280 68 330 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看，M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维，为综合性能优良的高性能纤维。 3 应用与前景目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等，主要应用有作为复合材料的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料，应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品，还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注，其应用主要有防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料，用于防护的防弹服、防弹头盔、消防服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。与各种高性能纤维相比，M5 纤维的综合性能更优越，这使得它的应用领域更广泛。尤其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性，使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用前景，如应用于航空航天等高科技领域，在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃，随着研究的深人，其性能和应用将得到不断的提高和拓展。高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步，随着世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展，以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的迫切需要，高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a= ,b= ,c= ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a= ,b= ,c= ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a= ,b= ,c= ,=84°,=°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16] M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为×104~×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的提高到,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的提高到.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/()回潮率/%纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多. 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7]. 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8]. 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.

纤维桩修复残根的研究进展论文

是不是所有的牙冠修复都需要使用纤维桩？当然不是！首先活髓牙的牙冠修复肯定不能用纤维桩，也不能使用任何材料或形式的桩核。纤维桩的使用肯定是在死髓牙或残根残冠在完善根管治疗的前提下，植入粘结到根管内使用的。即便如此，也并非所有死髓牙都必须使用纤维桩修复。只能当剩余的牙体组织不能给上部结构冠修复提供足够固位力和支持力的情况下，才考虑使用。比如，在后牙牙体缺损不大，仅涉及颌面或少量轴面的情况下，完全没有必要使用纤维桩或任何形式的桩。纤维桩修复失败了，还可以再次修复吗？若出现纤维桩折断或脱落的情况，只要剩余牙体组织没有发生过大的变化，就可以再次进行纤维桩的修复。即便是在有全部或部分纤维桩滞留在根管内，医师也可以通过专用的工具比较容易的取出滞留在根管内的纤维桩，相比去除金属桩核所产生的对牙体的伤害或患者感知的痛苦程度，要明显小很多。

需进行冠修复的残根残冠均予以完善的根管治疗，术后X线片显示根充密合，传统观点认为至少观察1—2周无根尖反应，再进行牙体缺损修复，但最新的观点认为没有感染的根管或根尖，在确保完善的根管治疗后可以立刻进行桩核冠修复。VIVA纤维桩系统为例简要说明其修复操作步骤确定根管及选择纤维桩，通常前牙、前磨牙选择一个根管，后牙根据牙体组织的残留量及根管粗细情况来选择2—3个根管，按照根管充填治疗时的原始记录或X线检查根管大小和长度，选择对应玻璃纤维桩，要求纤维桩使用后，根尖部保留3—5mm牙胶尖。1 根管制备－用橡皮障隔离患牙－用预成钻去除牙胶充填物－选择合适的完成钻制备根管，通常深入到根管的约1/2至2/3处2 试放纤维桩－务必使用镊子夹取纤维桩，防止粘接面被污染，影响粘接强度3 修整纤维桩的长度－取出纤维桩，按所需长度裁截纤维桩－用切割砂片或车针截取纤维桩，切勿使用钳子，剪刀或镊子以免破坏桩的结构4 酸蚀根管－酸蚀需要粘接的牙体表面－冲洗净粘接剂，用大号纸尖吸干根管中多余水份，注意保持表面一定的湿度5 涂布粘接剂－将树脂粘接剂均匀地涂抹在根管、牙体的粘接面以及纤维桩的表面，涂抹两遍－用纸尖吸去多余的粘接剂，吹干，光照根管、牙体粘接面10－20秒6 粘接－将调好的树脂水门汀用口内注射头送入根管,从根尖部开始逐渐退到根管口－将纤维桩表面涂满调好的树脂水门汀，安放在根管内就位，保持压力10秒－将光固化灯对准纤维桩顶部光照40秒，以确保树脂水门汀固化7 冠核的修复－Hard Core双固化冠核树脂水门汀A组份与B组份1：1调和，调拌时间20秒,用后及时盖紧封盖－将冠核树脂注入合适的冠核成型帽内，注意排除气泡－将调好的材料充入核成型罩，扣在桩上，保证材料与肩台紧密粘接。光照20秒初步固化。去掉多余树脂，再继续光照直至固化。如不用光照，其化学固化的时间从调和开始约为8分钟;也可用用冠核材料直接堆核，进行冠核的修复－用光固化灯从不同侧面将冠核树脂材料照透－核材料完全固化后，去掉核成型罩，修整冠核形态

不足1，弹性模量低，弹性模量和牙体接近并不完全是优点，这样应力传递的过程中，往往起不到传递应力的作用。为什么这么说呢。因为牙齿应力最大的是牙颈部，楔缺正是因此产生的。当牙颈部牙体组织够多的时候，足以抵挡这些应力的时候，是不需要特别的传递应力的。这时候桩核的选择也就比较容易。而很多的时候牙颈部的牙体组织不足以抵挡这些应力，就需要把这些应力传递出去，比如传递到比较强壮的牙根中部和根尖部。这时候就需要选择弹性模量高的桩核，如金属桩核，氧化锆桩核等等。不足2，预成，固位力不足，因为纤维桩更多的是靠粘结力，没有很强的机械固位力。所以当牙体组织不足的时候，或者粘结不良的时候，桩核可能出现脱落。这时候加工厂定制的桩核密合度更好，能够提供很强的机械固位。不足3，强度相比其他桩核低。4，各种情况的下的选择1，牙体组织足够，如足够的2mm的牙本质肩领，这时候纤维桩无疑是最好的选择，优点都展示出来了，主要次要的问题都兼顾到了。2，牙颈部牙体组织不足，牙本质肩领不足，如果恰恰又是下前牙，纤维状的强度，弹性模量，固位力等等，都有所欠缺。这时候选择高强度，高弹性模量的金属桩核，如镍铬合金桩核等，似乎是个更恰当的选择。3，牙颈部牙体组织不足，肩领不足，但是牙根比较强粗壮。比如上中切牙，尖牙。可以选择金属桩核，美观要求高的话，可以选择氧化锆类的。总之，要选择高弹性模量类的桩核。把应力传递到牙根部分。4，最麻烦的情况，牙颈部牙体组织不够，牙根也不够强壮，长度也不是很够。比如再治疗的情况，拆桩后的修复。这时候牙齿各个部分都比较薄弱。纤维桩可能脱落，金属桩核可能导致根折。办法总是人想的。书上说可以选择根管壁再造，似乎是一个办法。另一个办法就是：加工厂定制纤维桩。大大提高了纤维状的密合度，也大大提高了机械固位力，也提高了粘结力。保持低弹性模量，也不会增加根折的几率。至少是一个选择。现在很多加工厂提供这项业务。和制作金属桩核一样的步骤。5，桩核的深度牙体组织足够的时候，深度不是很重要。往往达到根中1/2,就足以提供固位力，也不需要太多的传递应力。牙体组织不足的时候，需要尽量的把应力传递到牙根部分，也需要更好的固位，往往是越深越好，保留4mm的根充物。但是有个问题是纤维桩，到达根尖1/3的部分牙本质小管很难打开，并不能提供更大的粘结力。

肺纤维化临床治疗研究进展论文

一般进展到这个程度，按照西医的理论，是没有什么好的办法。是各种肺部病变的最终转归。尽量少剧烈活动，去医院进行就诊，进行药物干预。戒烟。避免感冒。

肺间质纤维化是以运动性呼吸困难，动则气短、干咳、喘憋为主要特征的一组病变。包括特发性肺间质纤维化及继发于某些自身免疫系统疾病的肺间质纤维化等。其致病原因复杂。现代医学研究认为其致病原因为吸入各种粉尘、有毒气体、环境污染物如汽油、烟雾、动物皮毛等，还可以继发于免疫系统的疾病以及过量使用某些药物如化疗药物等等。反复感染可以加重病情发展。复杂的致病因素激发各种细胞活素、组胺、蛋白酶、氧化剂等形成免疫复合物与肺泡巨嗜细胞、中性白细胞、淋巴细胞和成纤维母细胞共同聚集于肺间质，形成肺间质性炎症；肺间质性炎症使间质成纤维细胞和过量胶原蛋白沉积产生疤痕和肺组织的破坏，终成肺间质纤维化。此病呈进行性加重，为肺系疾病中的疑难重症，近年来由于环境污染的加重，发病较前增多。西医治疗此病以应用糖皮质激素及免疫抑制剂为主。中医古代文献中无此病的记载，近年来一些研究报道中称此病为“短气”、“咳嗽”、“肺萎”、“肺胀”等。根据患者的临床症状以及病理改变特点，我们将此病称为“肺痹”。痹者，痹阻不通之意也。从其微观的变化看，肺间质慢性炎症、免疫复合物沉积在肺间质，成纤维细胞和胶原蛋白增生最终导致肺组织破坏，此乃痹阻于肺的毒邪。由于毒邪闭阻于肺间质，肺络不通，肺失宣降，失于主气，故而出现呼吸困难、气不得吸、气短动则加重、干咳、喘憋等症状。《黄帝内经·痹论》记载：“皮痹不已，内合于肺，则为肺痹……淫气喘息痹聚在肺”，“肺痹者，烦满喘而呕。”经多年的临床观察研究，笔者认为瘀血为痹阻于肺络的基本病理产物。肺主宣发肃降、肺为储痰之器、肺为水之上源，湿痰常与瘀血共同形成痹阻于肺间质的毒邪。该病呈慢性进展，临床表现出缓解期和急性发作期；感染常为急性发作的诱因又是病情加重的条件。缓解期症状表现为气虚血瘀、络脉不通、肺失宣降的特点；急性发作期以湿热瘀阻、肺失宣降为特点。由于患者体质因素及病程长短，常伴有气虚、阴虚等不同，此外该病还与人体的免疫功能紊乱状态有关。中医辨证治疗主要分为湿热内阻、肺络不通型，气虚血瘀、肺失宣降型，阴亏血瘀、肺气闭郁型等，辨证治疗常选择现代药理中具有明确的逆转肺纤维化的药物及具有调节免疫功能的药物相结合。通肺活血主要应用生黄芪、银花、当归、丹参、郁金、旋覆花等药，传统药性认为生黄芪“补五脏诸虚”，在这里还取其“能通调血脉，流行经络……”的作用。生黄芪与银花相合，药性甘凉，气味平和，并可加强通利血脉的作用。中医认为，“凡通脉者必先养血”，与当归合用则有通利血脉兼养血之功。丹参、郁金、旋覆花活血通络、宣肺开痹。现代药理研究还表明生黄芪、当归皆可调节免疫功能，其中生黄芪、丹参有逆转肺、肝纤维化的作用。临床可结合不同患者的病情随症加减治疗。患者治疗后临床症状均有明显改善，部分患者经高分辨CT及肺功能检查表明，肺间质纤维化的程度较治疗前有一定程度的好转。

1.激素治疗IPF激素治疗仍有争议。但是由于缺少肯定的或特异性的治疗，在活动性IPF、甚至不能确定活动性但无激素禁忌证者，激素仍被许多作者所推荐。在急性病例用糖皮质激素，通常激素反应不佳或有禁忌时则加用或改用环磷酰胺。激素治疗对1/5～1 /4病人有客观指标改善，半数病人临床症状有所减轻。泼尼松亦可与硫唑嘌呤联合用于单一激素反应不佳者。IPF可能是肺移植最好适应证之一，尚在深入研究中。2011年发布的IPF诊治指南指出，目前尚无肯定有效的IPF治疗药物，对症治疗、吸氧、康复锻炼、防治并发症是可用的策略。近2年新发表关于IPF治疗的Meta分析多集中于吡啡尼酮的疗效。该药可减缓肺功能下降、提高生存率并有较好的耐受性，成为目前治疗IPF的最有临床前景药物之一但在治疗期间，要注意并发肺结核，应及时诊治。老年病人，发绀、杵状指、低氧血症，胸片示广泛肺纤维化，蜂窝肺者，只对症治疗，吸氧，不宜用糖皮质激素。皮质激素无效或不能接受者，可应用免疫抑制剂如小剂量硫唑嘌呤。继发感染常是病情恶化、导致死亡的因素，故预防和及时控制呼吸道感染是治疗中不可忽视的环节。2.治疗新进展目前研究发现有望对IPF产生疗效的药物主要包括：细胞因子拮抗剂、抗氧化剂、成纤维细胞生长因子抑制剂、白细胞介素抑制剂、二磷酸盐甚至基因治疗等，它们通过阻止肺成纤维细胞增殖及过度分泌胶原，而干预肺纤维化的形成。（1）秋水仙碱：秋水仙碱能在体外和动物模型中抑制胶原合成，具有抗炎、抗纤维化作用，能抑制中心粒细胞的趋化、成纤维细胞的增殖、纤维黏连蛋白的释放和胶原的合成，使多种酶恢复到正常水平。耐受性良好，但也有研究表明秋水仙碱不能改善肺纤维化的预后。还有研究表明秋水仙碱和激素合用并不比单用激素效果好，单用秋水仙碱和单用激素效果相似，唯一优点是副作用较激素小。（2）红霉素：近来研究发现红霉素具有抗炎和免疫调节作用，在间质性肺病中通过抑制中心粒细胞功能来实现抑制肺泡炎的作用。肺间质纤维化早期肺泡炎阶段，中心粒细胞迁徙及在肺泡腔内聚集是肺泡炎形成的中心环节。红霉素抗纤维化作用在于抑制中心粒细胞向肺内聚集，减少其反应性氧自由基和胶原酶的释放，从而达到治疗IPF的目的，其可能的机制是作用于细胞内信号传导系统，直接或间接降低细胞趋化性，抑制肺泡炎的发生，并抑制细胞因子（IL－1，TNF－α）的表达，阻止肺纤维化的发展。小剂量疗效更佳。（3）细胞因子拮抗剂：关于细胞因子拮抗剂干预肺纤维化主要集中在巨噬细胞所释放的细胞因子上，如TGF-β、TNF-α、PDGF、胰岛素样生长因子（IGF-1）、IL-1和IL-8等，但大都限于试验阶段。γ-干扰素也是一种抗肺纤维化的细胞因子，它能抑制成纤维细胞增殖和胶原合成，可明显抑制博来霉素致肺纤维化大鼠的纤维化进展。（4）抗氧化剂：氧化－抗氧化失衡是IPF肺损伤机制之一。其中作为化痰药物而广泛使用的N－乙酰半胱氨酸（NAC）在近来作为抗氧化剂逐渐受到人们的重视，NAC经过乙酰化形成半胱氨酸，而半胱氨酸正是细胞合成谷胱苷肽（GSH）的前体，在体内转化成GSH，GSH是肺内主要抗氧化系统的组成部分，对肺损伤起到保护作用。（5）D-青霉胺：青霉胺在博来霉素和放射诱发肺炎的动物模型中能减少胶原沉积，治疗IPF时偶有治疗反应，但缺乏控制性研究。（6）其他尚处于研究阶段的治疗药物：氨甲喋呤、chlorambucil、colchicine、松弛素（增加前胶原酶）、吡非尼酮（抗炎镇痛药）、卤夫酮（抑制胶原合成）、舒拉明（纤维化前细胞因子抑制剂）和前列腺素E（抑制胶原产生）等。3.肺移植是肺纤维化终末期患者治疗方法之一。近年来免疫抑制剂的研究进展和器官移植水平的提高，为肺移植创造了条件。对肺功能进行性下降的患者应尽可能进行肺移植手术。4.其他对存在低氧血症者应予以氧疗；并进行呼吸功能的康复训练。

纤维素材料的改性与研究进展论文

未来的展望科技论文篇二对生物基塑料的未来展望摘要：随着经济社会的迅速发展，全球已经面临巨大的资源和环境压力，各种资源匮乏、气候变暖及环境污染问题让人们不得不探寻新的材料和能源，生物基塑料成为人们减轻环境污染、缓解资源矛盾的新方式，它也因此成为人们关注的焦点。本文分析了生物基塑料的概念、当前生物基塑料发展状况及发展过程中存在的主要问题，并对生物基塑料的发展前景进行了展望，从而为减轻资环环境压力，促进人类社会更好的发展。关键词：生物基塑料概念存在问题未来展望近年来随着生物基塑料的研发和应用，一些传统的塑料制品已经被其替代，生物基塑料已经在解决资源和环境问题上发挥了重要作用。本文分析了生物基塑料的研究状况及当前发展中遇到的主要问题，并对生物基塑料的未来发展前景进行展望，以期为经济社会的可持续发展做出贡献。一、生物基塑料的概念 1.生物基塑料的定义 2003年11月日本的生物塑料协会将生物塑料定义为生物分解塑料和生物基塑料。所谓生物分解塑料(BDP)是指，在一定环境条件下，这类塑料能够由细菌、藻类、真菌等微生物的作用分解，而不会带来环境问题，目前生物分解塑料既来源于石油又来自可再生资源。所谓的生物基塑料(BBP)是指可再生资源例如淀粉、蛋白质、纤维素、木质纤维素、生物聚合物及二氧化碳等，以这些材料为原料加工而成的塑料，就被称为生物基塑料。所谓生物塑料就是指绿色的生物材料，它不会对环境造成污染，或能够减轻对环境的污染，是给空气带来二氧化碳负担的“碳中性”材料。 2.具有代表性生物基塑料产品的特点比较 3.生物基塑料的检测标准对生物基塑料的检测方法主要是通过对其进行C-14分子标记，然后测量其产品中各组分的碳原子是生物碳或化石碳及含量在总有机碳中的百分比(质量分数)。例如计算以淀粉为原料制造的淀粉基塑料的生物基含量： 50%淀粉与50%聚乙烯的淀粉基塑料，其中淀粉生物C含量为41%、聚乙烯生物C含量为82%，其生物基含量的计算方法为(50%×41%)÷(50%×82%+50%×41%)=。日本的生物含量的等级分为4个：25%～50%，50%～75%，75%～90%，>90%，其中25%～50%的产品所占的比例最大。二、当前生物基塑料发展状况随着，公众环保意识的逐步增强，探寻资源的可再生方法已经得到了越来越多人的关注，将一些常见的可再生资源例如谷物、木材、甜菜等制造成生物聚合物，实现资源的再生。目前，生物基塑料的研究已经完成了由初级研究到商业化、规模化方向的发展，截止到2012年全球生产制造的生物基塑料产量达500Kt左右，其所能带来的能量达1060kt，根据美国Fredonia集团的研究报告表明，生物基塑料的需求量在未来的几年里其增长率仍会大幅度提高。欧洲的生物塑料协会预测在未来的几年里生物基塑料的生产规模仍然会扩大，今后可被生物分解的生物基塑料中制造业产品如儿童玩具、汽车装饰用品、汽车零件及家用电器等的需求量最大且增长速度最快，预测增长速度会超过20%。目前生物基塑料在我国的应用主要是在以下5个行业：一包装行业;二制造业;三纺织业;四农用地膜;五医学业。三、生物基塑料使用的主要技术 1.“生物成型”技术作为世界知名的可口可乐公司承诺在2020年，本公司所使用的所有的PET容器都将使用生物材料，该产品主要是由美国著名的生物技术公司Virent、Gevo共同研发生物合成PX工艺，实现PTA的绿色化。Virent公司已经成功的采用了“生物成型”技术，将玉米、甘蔗等含糖作物与糠醛生物共同转化为PX，实现了完全由可再生材料合成生物基PET。 2.分子重组技术目前，国际上知名的生物化工企业Virent、Gevo、Avantium等已经成功的应用生物技术从植物、农作物的废弃物等资源中进行分子重组转化为PX，并通过氧化技术生产出PTA，从而实现了100%的PET生物基产品。 3.“YXY”技术美国生物化工Avantium公司与美国高校共同研发了“YXY”技术，该技术将植物源获得的呋喃糖通过生物技术转化为2，5-呋喃羧酸，从而与MEG酯化聚合生成PEF，目前已经实现了PEF聚酯瓶的商业化生产。四、几类生物基塑料的国内外研究进展目前国内外研究较多且开发和技术相对成熟的生物基塑料主要有：淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等。 1.淀粉基生物降解塑料淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，具有投资少、成本低、方便快捷、等特点。目前共研发出填充型、光-生物双降解型、共混型及全淀粉型四种可降解塑料。经过30年的研发历史，淀粉生物降解塑料已广泛应用于化工、农业以及化妆行业等。 2.聚乳酸生物降解塑料聚乳酸是以乳酸为原料合成的材料，具有无毒、无害、高强度、易加工成型及可全降解性能等特点。因此，聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料，是近年来国内外着重研究和关注的生物降解塑料。但价格较高对其大规模应用有一定的限制。 3.聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料丁二酸和丁二醇经缩聚形成聚丁二酸丁二醇酯，其具有优良的力学性能和耐热性，并且其加工定型和稳定性方面也比其他生物基塑料好。总体而言，其综合性能优异，性价比合理，具有良好的应用推广前景，。另外，国内外正在研究开发一些新型生物基塑料。例如：美国农业部研究由柠檬酸和丙三醇制得的生物降解聚合物，美国加州大学正在推出的利用碳水化合物和肽合成生物材料以及国内相关研究部门研究以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料，显示出未来生物技术塑料发展的前景巨大。五、生物基塑料发展中存在的主要问题 1.生物基塑料的性能较石油基塑料有差距目前形成产业的生物基塑料的性能(力学性能、稳定性、耐热性、燃烧性、阻隔性等)较石油基塑料的性能上还存在着一定的差距，在很多要求严格的领域中，生物基塑料不能够替代石油基塑料，因此必须通过对其性能进行改造的手段，尽量使其性能达到可利用的标准。 2.生物基塑料的生产投资大、成本高相关国外《生物基生命周期对环境影响的全面分析》调查研究表明，生物基塑料的制造所使用的农作物，较普通的农作物而言使用的农药、化肥的量更大，其产品对环境污染的影响更大，因此在投资项目时一定要全面分析，慎重做决定。六、展望生物基塑料的发展前景 1.生物基塑料替代传统能源随着经济社会的发展，全球面临的资源和环境问题日趋加剧，环境污染、资源匮乏、能源短缺都迫使人们急切探寻新能源来替代传统的能源。用可再生资源替代石油资源已经成为人们关注的焦点，随着人们生活水平的提高，对石油资源的需求量只会与日俱增。随着全球气候变暖问题的日益严峻，美国能源情报署2006年初预测，到2025年，世界的二氧化碳排放量将达×107kt，而中国目前的二氧化碳排放量已经达到×106kt，因此中国面临的减排工作还是十分严峻的，同时相关研究表明，生物基塑料的节能减排效果显著，生物基塑料的二氧化碳排放量比石油基塑料的排放量少20%～30%。因此，生物基塑料的发展有巨大的市场潜力。 2.生物化学工艺技术发展为生物基塑料发展带来新革命生物化学工艺技术的发展为生物基塑料的性能、生产工序、生产成本等都有了突破性的改变，其不仅能够使生物基塑料的性能达到最佳状态，而且能够大幅度的降低生产成本，提高淀粉及纤维素的含量，并且还能够直接或间接的使用非粮食淀粉，节约粮食资源。 3.生物基塑料产品种类不断增加，应用领域不断扩大随着人们生活水平的提高对生活质量的要求越来越高，绿色食品、绿色包装都是人们追求的新事物，而生物基塑料就是绿色包装的典型资材。而且今后不会单单仅仅将生物基塑料的产品种类局限于包装上，会将生物基塑料的应用领域扩大到农业领域、医药领域、纺织领域等，他们都将在各自领域发挥着巨大的作用，实现资源替代和环境资源矛盾的缓解，更加有利于国家的可持续发展。七、结语近年来，生物基塑料的生产技术体系目前已经得到了确立，并且随着生物材料和生物生产技术的发展，其在节能减排和缓解资源环境压力发挥着显著的优势，通过对生物基塑料的研究和应用的现状进行综合分析，生物基塑料具有巨大的市场潜力。并且当前生物基塑料作为石油基的替代品使着我国的资源利用正朝着绿色、高效、高附加值、规模化、标准化的方向发展，从而为我国走经济可持续、能源可持续、资源可持续发展的道路奠定了基础，因此生物基塑料具有十分美好的发展前景。参考文献 [1]唐赛珍.生物基材料发展前景展望[J].新材料产业，2013(03). [2] 李洋.研究报告称生物基材料具有巨大的市场潜力[J].印刷技术，2010(04). [3]张慧君.生物塑料在汽车上的应用与展望[J].橡塑资源利用[J].2013(04). [4]杨中文.生物基塑料带来绿色革命[J].国外塑料，2006(05). [5]王战勇，张晶，苏婷婷.可生物降解塑料的研究与发展[J].辽宁城乡环境科技，2003(08). [6]关文.生物塑料有望替代90%传统树脂[J].中国石化报，2009(12). [7]杨二.佳能产品应用阻燃性生物基塑料[J].中国质量报，2008(10). 作者简介：姓名：周毅;出生年：1976年10月;性别：男;籍贯：广东省普宁市;工作单位：广东楠洋职业安全事务有限公司;职务或职称：工程师;学位：学士;研究方向：化工。看了“未来的展望科技论文”的人还看： 1. 未来人生规划的论文范文3篇 2. 对未来的展望的话 3. 展望未来的演讲稿3篇 4. 展望未来的发言稿3篇 5. 关于科技论文2000字

改革开放以来，我国化工行业发展迅速，为国民经济发展做出了重要贡献。同时，我国化工行业经营环境也日趋复杂，面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类毕业论文，供大家参考。

化工类毕业论文范文一：化学工程学科集群分析

一、我国化学工程与技术专业学科集群现象

经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。

二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势

本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。

三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式

山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。

四、我国化学工程与技术专业集群的路径

从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。

五、结论

第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。

化工类毕业论文范文二：生物质化学人才培训思考

一、生物质化学工程人才的需求分析

能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。

二、生物质化学工程人才的知识结构

生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。

三、生物质化学工程人才培养的探索与实践

(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围

2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。

(二)理论与实验课程体系

根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。

(三)实习、实践和毕业环节

生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外留学经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。

1.张桂芳等，纤维素/聚硅酸盐杂化材料热性能的研究武汉理工大学学报 2006，28（5）： 21-23 （EI收录，06269967061）2.张桂芳等，单分散氧化铝陶瓷粉体的制备及表征航空材料学报 2006， 26（4）：96-99（EI收录，063810123607）3.张桂芳等，压电高聚物尼龙11的研究进展天津工业大学学报 2006， 25（3）：20-224.张华，张桂芳等，武汉理工大学学报PVDF/PA11共混纤维的晶态结构研究武汉理工大学学报 2002，24 （8）： 9-11（EI收录）5.康卫民，张桂芳等，静电纺氧化铝纳米纤维研究中山大学学报：自然科学版 2007，46 （B06）：265-2666.张桂芳等，用粉煤灰制造聚酯型人造大理石天津工业大学学报 2004， 23（ 2）：1-37.张桂芳等，无机纳微米材料改性及其在功能纤维上的应用纺织科学研究 2005，16（4）：5-9

肺纤维化治疗机制的研究进展论文

健众细胞生医执行长张薏雯博士在节目《Heho Topic》上表示，「菜瓜布肺」其实指的就是肺部在一开始发炎时，会出现纤维化的情形，而肺脏纤维化后就会变得乾乾硬硬的，就好像是菜瓜布的样子。

而一个健康的肺脏，理论上肺泡是充满弹性，并带有湿润的样子，这样子的肺泡才能够进行气体的交换。纤维化后的肺脏因为变得干硬、肺泡失去弹性，让氧气也进不去，就会导致出现呼吸喘，更严重甚至会出现呼吸衰竭的情形。

临床上的实际情形，可以看到台湾首位确诊新冠肺炎（COVID-19）痊愈后，经照射电脑断层（CT）发现，确实有肺纤维化的情形。

而香港医院管理局也有观察到首例新冠肺炎病患出院后，有出现肺功能降低的情形。并对第一批感染新冠肺炎痊愈的患者进行研究，共观察了 12 名患者，发现其中有 2 ～ 3 人的肺功能出现变化，像是肺活量的降低，在走快一点的时候就会出现大口呼吸的情形。

而其中 9 名患者的电脑断层影像也有发现肺部出现纤维化的情形，也就是俗称的「菜瓜布肺」，显示了肺脏受到伤害！

张薏雯博士表示，细胞疗法应用在肺炎所造成的肺部纤维化，以及再生肺泡的治疗上，目前也是治疗新冠肺炎所尝试的一种疗法。

她分享到在中国有 2 个临床试验，就是使用「间充质干细胞」来治疗新冠肺炎的重症患者，并且也将治疗成果发表在科学期刊上，在报告上都可以看见对于肺部纤维化有明显的好转。

而这样的干细胞研究成果，在台湾的阳明大学也有研究成功的案例，由阳明大学医学系解剖学科傅毓秀教授所带领的研究团队，从人的脐带取出间充质干细胞，然后移植到有肺纤维化的大白鼠上，发现这个「间充质干细胞」能长时间存活于大白鼠的肺脏中，而且能有效治疗肺脏纤维化！

张薏雯博士表示，在傅毓秀教授所进行的干细胞治疗肺纤维化研究，研究过程中在观察这些间充质干细胞运用在实验白鼠身上时，可以看见原含氧率只有80%，却可以提升到超过 90％的含氧率。

最后提到对于因、抽菸、厨房油烟所造成的肺功能受损，在目前并没有任何药物可以帮助肺功能恢复，而「间充质干细胞那转菜瓜布肺」的研究成功，提供了一个新的治疗希望，让不可逆的肺纤维化，能够回到正常的状态。

文 / 彭幸茹图 / 何宜庭

可以做如下治疗；（1）压缩雾化吸入吸入治疗肺间质纤维化具有很大的优势，可以归纳为五点：①肺泡面积巨大，成人肺泡面积可达70～100m2，相当于一个羽毛球场大小，药物作用可靠；②肺脏是开放性气器官，可以借助于吸气过程把药吸入人体内，非常简便；③支气管和肺组织内富含多种药物受体，可以保证药物的直接作用；④药物经肺入血的距离短，仅为～；⑤可避免肝脏对药物的“首过效应”。总之，吸入疗法具有作用迅速、用药量小、全身性药物不良反应少的特点。因此，吸入给药被推荐为防治一些肺系疾病最好的方法。但是吸入性疗法对药物的要求较高，需去除杂质和大分子物质、灭菌后使用，以避免不良作用。我科借助以岭医药集团药厂先进的提取纯化设备，按照注射液标准，选择具有止咳化痰、化瘀通络、抗纤维化作用的中药饮片，分离提取有效成分，辩证组合使用。通过先进的压缩雾化吸入设备，使药物直接作用于细支气管和肺泡部位，达到治疗的目的。（2）闪罐选择患者背部皮肤，沿脊柱两侧迅速闪罐，可促进背部皮肤血液循环。而中医讲肺主皮毛，进而可缓解肺脏毛细血管痉挛，从而改善患者症状。（3）离子导入疗法直流电药物离子导入法，亦称药物离子透入法，系通过直流电将药物离子带入人体内或局部，发挥局部治疗作用或整体调节作用的治疗方法。药物离子导入法具有多种药物的治疗作用，肺纤维化的离子导入，可促使肾上腺皮质激素分泌量增多，刺激肾上腺皮质的功能，从而起到脱敏、抗炎、抑制免疫、抑制纤维化的作用。（4）汽疗精选具有宣肺通络，活血化瘀作用的药物，通过中药蒸汽药浴的方式，使有效成分经皮肤吸入，以贯通皮肤、气血、津液，减少痰结血瘀病理产物产生，从而痰结血瘀病阻肺之肺间质纤维化病情得以缓解。

1．西医药治疗(1)激素治疗：强的松30—40毫克，分2-3次口服，逐渐减量至维持量，5-lO毫克，1日1次。(2)治疗并发症：抗感染治疗，根据病原菌选择抗生素。(3)支气管扩张剂：氨茶碱、舒喘灵等。(4)氧疗：适用于晚期患者。2，中医药治疗(1)肺气虚损：咳喘声低、易疲乏，自汗畏风，易感冒，舌淡苔白，脉细弱。治法：补益肺气，止咳定喘。方药：生黄芪30克，生白术、杏仁、紫菀、款冬花、地龙各10克、防风6克，太子参15克，炙麻黄6克，生甘草6克。中成药：玉屏风颗粒。(2)气阴两虚，痰淤阻肺：干咳无痰或少痰，喘息气短，动则加甚，神疲乏力，口干咽燥，五心烦热，腰酸膝软，舌淡红、首薄白或少苔，脉细滑或细弱。治法：补肺滋肾，化痰活血。方药：太子参、熟地、山萸肉、山药、茯苓各15克，麦冬30克，五味子10克，丹皮10克，泽泻10克，生黄芪30克，百合30克，胡桃肉15克，丹参30克，紫菀10克，川贝粉6克(冲服)。中成药：生脉饮口服液、六味地黄丸。(3)脾肾阳虚，淤血内阻：咳喘无力，动则加甚，呼多吸少，下肢浮肿，形寒肢冷，面灰唇紫，舌质淡胖、苔薄白，脉沉细无力治法：健脾温肾，化痰活血。方药：熟附于10克、肉桂5克、熟地15克、山萸肉15克、山药15克、茯苓15克、丹皮10克、泽泻，0克、生黄芪30克、丹参30克、紫菀10克、杏仁10克、地龙10克、仙灵脾10克。中成药：人参健脾丸，金匮肾气丸。