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酚醛棉纤维应用领域研究论文

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酚醛棉纤维应用领域研究论文

纺织材料生态化及其发展趋势摘要:从采用绿色原料、利用生物技术和开发可降解纤维3方面,综述了纺织材料生态化的发展现状,指出循环材料开发和使用是纺织生态材料发展的趋势。关键词:纺织材料;绿色;生态化;趋势目前在全球可持续发展战略影响下,许多国家都在致力于研究既不影响生态环境,又能利用生态资源的新型纤维。并提出纺织用材料必须经过毒理学测试,具有相应标志,符合环保、生态、人体健康要求。纺织材料生态化已成为全世界关注的发展方向。采用绿色原料开发生态纤维,利用生物技术发展可降解纤维,选择节约资源、可回收利用纤维原料已成为目前纺织生态材料发展的趋势[1~2]。1采用绿色原料开发生态纤维利用绿色原料开发生态纤维已成为获得生态型纺织材料的主要途径和研究、开发热点。从食用的香蕉、小麦、大豆、玉米、牛奶、虾、蟹等到木材、昆虫、蜘蛛都成为了生态纤维材料的来源。现今的绿色原料包括原生态自然物质,以自然物质为基础的提炼物及原有纤维的再加工产物3种[3]。1·1利用原生态自然物开发生态纤维自然界中原生态的物质即常规的天然纤维,以其自然本色和环保特性赢得人们喜爱。但天然纤维并非完全无毒,如天然纤维在生长过程中所施用的化肥及杀虫剂等化学药品是有害物质进入的主要途径。目前生态天然纤维主要致力于开发对杀虫剂和除草剂较少依赖的天然纤维和新型绿色纤维,如有机棉、有机麻等。同时许多新型原生态的纤维原料如木棉、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维、竹纤维等生态纤维也在积极的开发与应用中。发现更多的天然纤维材料,进一步扩大天然纤维的可利用性,使天然纤维材料的发展日益扩大是当前利用原生态的自然物质开发生态纤维的主要研究方向[4~5]。1·2用自然物的提取物开发再生生态性纤维直接取自天然高分子物质,以自然物质为基础的提取物可形成绿色环保纤维,如Tencel、Modal、大豆蛋白纤维、牛奶、海藻酸钠纤维、甲壳素纤维、竹浆纤维等。这些纤维多属于再生纤维素或蛋白质纤维类,纤维本身主要由纤维素或蛋白质组成,易生物降解,符合环保要求。有关再生生态纤维方面的研究较早也较多,许多纤维的开发和应用也较成熟[6]。如甲壳素纤维,所用甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中。甲壳质纤维是一种可降解的环保型动物纤维素纤维,废弃后可被微生物分解。这种纤维具有生物活性,有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能。它是自然界唯一带正电荷的动物纤维,对危害人体的大肠菌杆、金色葡萄球菌等具有较强的抑制能力,适合制造特殊的医用功能纤维产品。此外,近年开发的新型蛋白复合蚕蛹蛋白粘胶长丝纤维,利用与粘胶纺丝原液共混,纤维素形成芯部,蛋白质集中于表面,构成分子上的稳定结合,形成具有特定皮芯结构的蛹蛋白粘胶皮芯复合长丝。纤维中蛋白质含量为10%~20%左右,纤维与皮肤的亲合性好,保健功能显著[7~8]。1·3利用原有纤维的再加工开发生态性纺织材料采用自然原料通过高分子化学合成的方法可加工、生产生态纤维材料,如聚乳酸纤维(PLA)、聚羟基乙酸纤维(PGA),及它们的聚合纤维(PLGA)。这些纤维原料资源可再生和重复利用,使用过程安全。纤维开发途径包括微生物合成生态纤维和化学合成高分子生态材料。由微生物合成的聚羟基链烷酸酯、短梗霉多糖、功能蛋白高分子等都可以纺制成纤维。另外,微生物还可直接用于生产可生物降解的纤维。如短梗霉多糖(Pullulan)纤维就是以谷物或马铃薯为原料,由出芽短梗霉产生的一种胞外水溶性多糖(由麦芽三糖1,6键接形成的聚合物)合成,其强度和硬度等物理性质与聚苯乙烯相当。Pullulan纤维具有平滑、透明、光泽好、强度高(与尼纶相当)、无毒、无味、无色、能生物降解的特点,适合作手术缝合线和医用敷料。还可利用多糖液中培养出的细菌(膜醋菌)获得直径大于40 nm的生物纤维丝条,用微菌类霉菌体合成支化营养菌丝或长度达几厘米的由孢子囊柄组成的丝条,分离纯化后丝条能够织成无纺布,用于湿法无纺布的过滤材料[9]。化学合成高分子材料是将天然物质通过化学加工方法合成,如美国杜邦公司2000年10月投产的索罗那(Sorona)纤维就是以玉米为原料的全新多聚体化合物。其纤维制品在舒适、耐磨、弹性、抗皱、防护等性能方面,大大优于现有的化纤制品。制成的人造皮革更柔软,更似真皮,且可回收再利用,为重要的环保产品。还有以玉米、小麦等农作物为原料发酵成乳酸再聚合而成的高分子化合物聚乳酸纤维(PLA)等[10]。2运用生物技术和基因工程开发生态纺织材料将现代生物技术巧妙地用于纺织纤维的开发,不仅能有效地改进现有纺织原料的不足,还可根据需要开发出适合纺织生产的新型纺织纤维,为纺织原料研发开辟新的途径。天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的一种新型棉花品种,通过将彩色基因移植到白棉DNA中而获得。彩棉产品省去染色、印花等工序,减少了加工污水的排放和能源消耗,实现了从纤维生长到纺织成衣全过程的“零污染”。利用基因改性技术可生产抗虫棉,避免农药对环境及棉本身造成危害。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转入棉细胞内,培育出了十多个抗虫棉品种,能产生一种对抗鳞翅目昆虫的毒素,抗棉铃虫能力达80%以上。此外,转基因抗蚜虫棉、转基因抗虫抗病棉也相继培育成功,已在我国实验推广[11]。利用现代生物、基因工程技术还可向棉纤维中引入其他成分,形成天然多成分棉,改善棉纤维的性能。如利用在棉纤维中腔内具有可生物降解的聚酯内芯来生产天然的涤棉混合纤维,或引入动物纤维蛋白,从而形成含动物纤维的天然多成分棉,对改善棉纤维自身的不足,提高棉纤维的性能有很大贡献[12]。五彩丝、彩色羊毛的取得主要靠蚕的基因突变。利用染色体技术把需要的基因组合输入家蚕体内,培育出能吐彩丝的新蚕种。选择合适的彩色基因导入绵羊体内,也可培育出具有天然色彩的彩色羊毛[13]。运用现代生物技术还可扩大纤维的生产。例如,蜘蛛丝因具有超高强力是开发高强织物的理想原料,但如何获得大量的蜘蛛丝来满足纺织生产的需要就成了产品开发过程的难题。为此,加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转入奶牛和山羊的乳腺细胞中,从其分泌的乳液中获得经过重组的蜘蛛丝蛋白,并从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。此外,还可利用微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基因,人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等微生物体内,在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白[14~15]。3可生物降解材料开发可生物降解纤维是指在一定时间和适当的自然条件下能够被微生物(如细菌、真菌、藻类等)或其分泌物在醇或化学分解作用下发生降解的纤维。可生物降解纤维制成的纺织品,通常在微生物作用下,可分解为二氧化碳和水等对环境无害的物质,是理想的石油类纤维材料替代品。降解采用的方法有堆肥降解、土地埋入降解、在活性污泥中降解、海水浸渍降解,以及在聚合物中通过添加组分进行共聚来加速降解等。目前美、欧、日对可生物降解纤维的研究处于领先地位,我国的研究起步较晚[16]。常见的天然纤维及目前研究较多的纤维素纤维、蛋白纤维、甲壳素纤维、淀粉纤维等都具有良好的生物降解。而合成纤维可降解中较大的一类是水溶性聚合物,它是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶解或溶胀形成溶液或分散液,其分子链上一般含有一定数量的强亲水基团(如羧基、羟基、氨基、醚基和酞胺基等)。常见的生物降解性合成高分子有聚乙烯醇(PVA)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)等。聚乙烯醇(PVA)是人们最熟悉的水溶性高聚物,它在纤维和纤维改性及制作膜材料等方面都有广泛的应用。Planet Packaging Technologies公司用PEG共混制造生物降解高分子材料。美国Air Product & Chemical公司也开发了一种商品名为Vinex的材料,它是由聚乙烯醇和聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚合而成,材料具有可降解性[17-18]。另一类是利用自然界中存在的天然物质经化学加工形成的合成纤维,如聚乳酸纤维(PLA),虽为合成纤维,但其原料来源于地球上不断再生而取之不竭的农作物,其废弃物埋入土中后,在土壤和水中微生物作用下大约经过1~2年时间,纤维可被完全分解为CO2和H2O从而发生降解[19]。虽然可降解纤维材料的开发已取得一定进展,但研究进行得还很不够,也没有取得较大的突破。随着人们生活水平的不断提高,对可生物降解功能纤维需求的增长,可以预见在新技术的应用和新材料的涌现下,可生物降解纤维将会被更广泛地应用[20~21]。4生态材料的发展趋势循环材料最基本的特点就是在主产业链上向前、向后延伸,实现闭合循环发展,使所用的原料和能源在不断的循环中得到合理利用,节约生态资源。现代纺织要求材料可循环、再生,产业发展可持续,因此,循环材料的开发和利用应是未来生态材料发展的趋势。最近日本提出了“完全循环型”新概念,要求彻底实现纤维从原料使用到最终制品回收全过程完全循环。吉玛公司、杜邦公司对聚酯等装置也提出了“全循环”概念[22]。天然纤维材料是地球上巨大的再生性生物高分子资源,作为“从自然产生又回到自然”的资源循环型材料,具有不可替代的发展优势。人造纤维材料作为传统的纺织材料,其原料多为天然可再生的非石油资源(木、棉、亚麻、竹、麦杆等),符合可持续发展的需求。合成纤维多为石油化合物,而石油属原生资源,且常规合成纤维具有不可再生、不可降解性。目前合成纤维如何进行回收再生是生态材料研究的重点,也是治理环境污染,节约资源和能源,促进合成材料循环使用的一种最积极的废弃物处理方法。已开发了有回收聚合物、纤维的原料再循环和回收单体的化学再循环系统[23~25]。回归自然、适应环境是纺织材料总的发展趋势。生态化纺织材料的发展为保护生存环境,实现纺织工业可持续发展提供了保障,符合21世纪绿色环保型时代的要求。随着社会的文明和进步,可认为未来的纺织工业将是绿色生态工业。参考文献:[1]吴湘济,沈晶.纺织工业绿色纺织品的设计与开发[J].上海工程技术大学学报,2002,(12):298-317.[2]黄猛.我国绿色纺织品的现状及发展趋势[J].棉纺织技术,2000,(2):31-33.[3]甘应近,白越,等.绿色纺织品的现状与展望[J].纺织学报,2003,(6):93-95.[4]Peter F Greenwood, green are cotton and linen?[J].textiles,1999,(3).[5]付群锋.浅谈新世纪纺织面料的发展趋势[J].印染,2000,(7):49-50.[6]A P Aneja,等.21世纪的纤维[J].国外纺织技术,2000,(1):1-3.[7]李晓燕.生态纺织纤维的性能与应用[J].棉纺织技术,2002,(11):

##职业技术学院毕业论文题目:散棉纤维活性染料染色。院系:轻工分院专业:现代纺织姓名: # # #指导教师:张惠莉二零一二年五月摘 要经过本人实习在石河子华孚纤维有限公司,工艺调色岗位的半年学习里,在华孚基层领导及工艺师傅们的帮助与指导下,本人对染整工艺有一个细致的了解和总结,本文结合自己在华孚工艺调色岗位半年的学习,主要介绍了棉花的性能与品质,活性染料性能,以及散棉的染色原理,经过活性染料的性能与散棉的结合如何达到合格的半成品,为了进一步满足品种的多样化和色泽鲜艳度以及各种牢度的需求,需要对散棉进行前处理、染色、后处理、固色上油等工序,活性染料具有染色方便,色泽鲜艳,色谱齐全,匀染性能好,湿处理牢度稳定等优势,华孚公司采用的是散棉先染色后纺纱,公司领导介绍说,对散棉先进行染色后纺成纱线,即达到环保要求,把排污量降到最低,又可对市场所需流行的颜色有很好主动性,能够根据市场需要,及时对纱线的纤维色比组合以及颜色的色系调整,这样方能得势市场和满足消费者需求的多样化!关键词:散棉纤维、染色、活性染料、质量。目录第一章.散棉纤维、活性染料性能与散棉纤维的染色原理散棉纤维的性能活性染料的性能和散棉纤维的染色原理散棉纤维的染色原理第二章.散棉纤维染色工艺染色工艺流程染色工艺第三章.散棉纤维染色出现的质量问题分析染色中产生的色花、色差、缸差的原因对染色中产生色花、色差、缸差所采取的措施结束语致谢第一章.散棉纤维、活性染料性能与散棉纤维的染色原理散棉纤维的性能棉纤维是属于一种天然纤维素纤维,它具有手感柔软、吸湿性好的优良特点也是市场主导纤维之一,棉花的常规质量指标主要有:长度、棉细度、强度、成熟度、含水、含杂、色泽,轧工质量等。散棉染色或漂白时,需要根据棉花的品质性能,来决定所用的染化料助剂配方用量,和跟棉花及所用染料相对应的染色工艺曲线。棉花的成熟度、色泽、轧工质量分为7个品级,即1~7级,3级为品级标准级,用于散棉染色的棉花最好优于3级以内,也就是华孚染色用棉时常分的3个A、B、C棉细度,A细度棉染色效果最佳。染色用棉时应选择马克隆值(成熟度和细度)适中的棉花,其纤维的成熟度较高,天然扭曲多,有助于纤维间的抱合,强度和弹性好,染色上色率一致,匀染性好,相对后续成纱质量也较好。马克隆值过低的棉花成熟度比较差,染色性很差,染色时上染率很低,上色不均匀,容易产生色花。活性染料的性能活性染料的性能主要包括有,溶解性、直接性、扩散性与反应活跃性四大要素。(1) 溶解性:品质好的活性染料应有良好的水溶性,染料的溶解度和配置的染液浓度,与选用的浴比大小,加入的助剂量,化料时的温度等因素有关。(2) 直接性直接性是指活性染料在染色过程中,被纤维的吸收能力和上染率,染液是通过浸染,以染色助剂辅助转移到纤维之上。(3) 扩散性:扩散性是指染料向纤维内部的移动能力,温度与时间有利于染料分子的扩散,染色过程中扩散系数越大,反应速率和固色率也越高,匀染性和透染程度也越好。(4) 反应活跃性:是指在染色过程中,染料和纤维间产生的反应与结合。染料的反应活跃性也取决于棉花的品质和染色时的温度、时间与PH值等因素。散棉纤维染色原理散棉纤维染色原理,是通过不同纤维的性能与纤维的品质,染料与助剂,设备与工艺几大要素相结合。石河子华孚采用的是染液浸染泵力穿透循环式染色。染色前需对纤维的品质性能进行检验,根据纤维的品质,来调出工艺配方以及制定工艺曲线,对纤维的检验,主要也就包括棉纤维的长度、棉细度、强度、成熟度、含杂率、色泽度等指标。进行染色时,所用染料与助剂,是指根据所需要染的颜色与棉花的品质指标,来决定染色时的配方以及助剂的用量。设备是指染色采用的染色机,散棉染色设备一般采用的是敞口式染缸,由主缸、副缸,染笼组成。设备原理是染液通过泵力对棉花的穿透循环。工艺是指染色生产时所用的工艺,所用工艺是根据棉花的品质,染料的性能,所要染的颜色,所用的染化料助剂,所需要的温度曲线等,制定出的整个染色工艺要求。第二章.散棉纤维染色工艺染色工艺流程生产车间根据每日排单计划安排,将所要投染的纤维均匀的装入染笼内,调入染色机中,通过漂白或染色处理,将原棉纤维加工为漂白棉或色棉,具体生产工艺工序流程依次为:配棉→装缸→入染(包括染色过程中的后处理,固色上油)→脱水→烘干→打包→品质检验。染色工艺散棉染色工艺依次工序为:精炼前处理(煮棉)→染色→后处理(水洗、PH中和、皂洗、热洗水洗)→固色上油。(1) 精炼前处理:天然散棉纤维中存在有较多的油脂蜡质,果胶等杂质,纤维较黄,渗透性也差,为了使棉花有较好的吸水性,以利于在染色中,染料的吸附、扩散,需要对棉花进行煮棉处理,以去除纤维表面的油脂蜡质,果胶等杂质,对棉花的煮练是根据所要投染的颜色,所使用的精炼剂,或者其他煮棉助剂,选择最佳温度和时间进行煮练。精炼后棉花纤维表面较为洁净,吸水性好,且在后续染色中,染液能迅速均匀的渗透其纤维内部,达到和提高染色质量的目的散棉煮练工艺: 1℅ 煮棉剂 70℃×25′ ↓ 排水(2) 染色:把前处理好的棉花,对将要染的纤维重量和颜色,进行配染色所用的各种染化料助剂,根据染化料助剂的性能和所要染的色系,来制定染色的温度与时间。首先把配好的染料,在副缸放水进行搅拌溶解,溶解充分后加入主缸染棉中,染料在染棉中循环10~20分钟后,每10分钟一次分3次,依次加入1/7,2/7,4/7的元明粉。元明粉加完根据所染颜色进行升温,温度的高低标准是根据所染颜色和所用的染料来定的,活性染料通常有60度,80度,85度,95度等染色温度。在达到染色温度要求后,每10分钟一次分3次,依次加入1/7,2/7,4/7的碱。碱加完后,根据颜色的要求来决定所需保温运行时间。保温运行时间结束后,染色也随着排染液而结束进行下到工序。 散纤维染色工艺曲线 : 1∕7 2∕7 4∕7 60℃ ↓ ↓ ↓ 60′ 染料 1∕7 2∕7 4∕7 1′×1℃ 每10分钟加一次碱35℃↓ ↓ ↓ ↓ 排染液 每10分钟加一次元明粉(3) 后处理:染色后有大量染液浮色,盐碱等物质沾附于纤维表面,需要通过充分水洗,过酸中和,加入皂洗剂皂洗,热洗,水洗,来去除纤维表面浮色与盐碱等物质。水洗次数,中和与皂洗的温度、时间,酸和皂洗剂的用量,是根据酸和皂洗剂的浓度和性能,所染颜色,所用的盐碱用量来定的,其后处理目的,就是为了达到染色所需颜色的各项牢度质量指标。散纤维后处理工艺曲线: 一次水洗 二次水洗 三次水洗 50℃×15′ ﹪酸中和 95℃×15′ 水洗 95℃×10 ′ 80℃×10′ ﹪皂洗剂 热洗 热洗 一次水洗 二次水洗 三次水洗 水洗次数和使用的温度与时间根据颜色深浅而定,以上是深色使用曲线(4) 固色上油:中和、皂洗、清洗工艺结束后,纤维表面仍有浮色很难洗除,所以需要通过固色剂来加以改善,把上染的颜色牢牢固住,使其不掉色。固色剂多为高分子螯合物,它能在纤维表面形成保护膜,使染料和纤维紧密结合,达到各项牢度指标要求,它的牢度指标要求包括有:水洗牢度,干、湿摩擦牢度,日晒牢度,汗渍牢度,沾色牢度等等。因为此前经过煮棉、染色、皂洗,纤维表面的蜡质被破坏,造成手感很硬,固好色后,同时需要上油剂柔软、抗静电处理,来加以改善纤维的手感和后续纺纱的可纺性。固色剂,柔软油剂,抗静电剂的用量,与使用的温度和时间,是根据颜色的深浅而定。散纤维固色工艺曲线 ﹪柔软剂 1℅抗静电剂 50℃×10′ 5′ 10′ 2﹪固色剂 排水双氧水漂白工艺曲线:水洗一次 1﹪片碱 8﹪双氧水 95℃×60 ′ 水洗一次 50℃×10′ 50℃×10′ 水洗一次 1﹪酸中和 ﹪保险粉 以上是本人在华孚工艺调色岗位,半年学习期间用到的染色工艺曲线第三章.散棉纤维染色出现的质量问题分析染色中产生的色花、色差、缸差的原因(1)染色中产生的色花主要问题有:装笼时,棉花的装笼不均匀,所投入棉笼里的棉块时大时小,或者是装笼重量超负荷使棉饼的密度太大,导致煮棉或染色时染液不易渗透。煮棉时,加入的助剂用量不够,或者是煮棉温度与时间没到位,产生棉煮不透或煮不均匀。染色时,化染料的时间或温度没到位,导致染料未得到充分溶解就加入染缸进行染色。主缸染液浴比太少或泵力压力太小穿透循环不均匀。加入的元明粉和碱的用量未按时按量,使上染不稳定或上染不均匀。过酸时中和时间或温度没到位,导致中和不均匀。皂洗时,所加入的皂洗助剂不匀,或温度升温过快,导致纤维与温度的结合反应过大,固色上油时,加入的固色剂不均匀,使棉与固色剂接触不匀,或者是浮色为洗干净就进行固色,一般固色时出现的色花表现在棉饼的中心,也就所谓的笼芯,以上每个环节都是染色时产生色花的致命因素。(2)染色中产生的色差,缸差的主要问题有: 缸与缸所用的染料有出入,一般染料的出入误差,出现称料员或者称料所用的电子秤,称染料重量不一致或者是称料的电子秤计量失真,导致染出色棉出现缸差,染料重量不一致的缸差,最终是导致色棉缸与缸之间的深浅不一致。装笼工在装棉饼时,缸与缸的重量装的不一致,重量有多装或少装,导致深浅上的色差和缸差,煮棉时的温度和时间缸与缸的偏差,染色时的所用染液浴比大小,缸与缸的不一致,所加入的染色助剂或元明粉和碱时间不一致,保温运行时的温度与时间不一致,中和,皂洗时,加入的用量不一致或温度与时间不一致等等。以上每个环节,不管是人为的因素或设备的误差,均可导致出缸色棉的色差和缸差。对染色中产生色花、色差、缸差所采取的措施(1)对染色中产生的色花所要采取的措施主要有:在装笼时,装笼棉花要均匀,投入棉块大小要一致,对装笼的密度进行合理调节。煮棉时,加入的煮棉精炼剂用量,温度与时间要到位。染色时,化染料要充分溶解,主缸染液浴不能太少,染缸主泵的泵力不能过小,加入的盐碱用量要按时按量不可随意性,过酸中和时间和温度要到位充分,皂洗时的温度要控制好,不能升温过快,避免升温过快导致棉与温度的结合反应过大,固色上油时,对固色剂要充分稀释均匀的加入。以上每个环节在染色过程中都是控制色花的重要点。(2)对染色中产生的色差、缸差所要采取的措施主要有:对缸与缸所用的染料重量误差要减到最小,浅色重量误差不得超过2克,深色用量不得超过10克,需经常对计量电子秤进行标准砝码校正,控制好装笼的重量误差,缸与缸的重量误差不得超过5公斤。煮棉时的温度与时间缸与缸要一致。染色时的染液浴比大小要保持一致,染色时所用到的染色助剂,或元明粉和碱的用量要一致,按时按量的加入。保温运行时的温度与时间要一致。中和,皂洗时加入的用量,温度和时间缸与缸要确保一致。以上的这几个环,如果控制把握得当,均能减少色差和缸差的出现。结束语:三年的大专生活一转眼就这样已走入了尾声,我的校园生活同时也就要划上句号,而我的人生却只是一个逗号,从这里走出,我心无比的不舍和眷恋,不过随着校园生活的结束,对我的人生来说,恰恰只是我踏上社会的第一步,也是我人生道路一个新征程的开始。我要把所学到的知识应用到实际工作中去,这样才不会辜负老师们的教诲和父母的期望,同时也是去实现我人生价值的一个体现。回首这三年,生活和学习中有快乐也有艰辛。感谢老师这三年来,孜孜不倦的教诲和对我成长的关心与爱护。 三年了仿佛就在昨天,学友情深,情同姐妹。这三年校园的风风雨雨,我们一同走过,充满着关爱和欢乐,只是今后大家各奔前程,很难有机会像以前一样一起学习,一起打闹了。希望大家都能在这社会上活出自己的精彩,活自己的价值。这三年的相处,将给我留下太多值得珍藏的最美好的记忆。经过在石河子华孚纤维有限公司,调色工艺岗位的半年学习和工作中,通过我对工作的认真和刻苦学习,我终于完成了我的《实习论文》,里面记录的都是我这半年所学到所了解的染整知识,虽然我的实习论文写得不是很华丽或者还有很多不足之处,但我可以很自豪的说,这里面所记录的都是我从离开学校到工厂实习半年的汗水和劳动。致谢:在这里我首先感谢我的父母,在我的十几年求学历程里,离不开父母的鼓励和支持,是他们辛勤的劳作,无私的付出,为我创造良好的学习条件,才能顺利完成我的学业,感激他们一直以来对我的抚养和培育,今后我会更加努力的学习和工作,不辜负父母对我的殷殷期望!我一定会好好孝敬和报答他们。我衷心感谢校方各级领导,你们的严谨、细致,认真的态度,以及一丝不苟的作风,是我今后人生和工作中学习的榜样,同时也特别要感谢张惠莉老师,感谢她这三年来的教导和爱护,我不是您最出色的学生,而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨,学识渊博,思想深邃,视野雄阔,为我营造了一种良好的精神氛围。是她在我毕业和在工厂实习的最后关头,给了我们巨大的帮助与鼓励,在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅,这三年的成长将是我以后工作和学习的一笔无形财富。同时也感谢石河子华孚纤维有限公司,给了我结束学业前实习的一个平台,感谢公司的领导和对我帮助与指导的师傅们,在工作中和生活中是你们对我认真的指导与爱护,让我能够顺利完成的我实习论文。

“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。这是我为大家整理的纺织科技论文,仅供参考!纺织科技论文篇一 纺织计量发展浅析 摘 要:“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。而纺织计量工作对纺织工业又有着重要影响,监测质量、指导生产、改进工艺。所以,纺织计量的发展,足以影响和推动纺织行业的发展,显现出纺织计量在整个纺织行业的重要性。但是,随着整个纺织行业的曲折发展,纺织计量工作也几经起伏。2012年5月9日至11日,纺织计量技术委员会在湖南张家界市召开了《电子单纱强力机(仪)校准规范》等12项纺织计量校准规范审稿会,会议审定了《电子单纱强力仪(机)校准规范》等12项纺织计量校准规范。这是继2009年宁波会议后第二次组织的纺织计量校准规范审稿会,标志着纺织计量工作进入循序渐进、有效发展阶段。 关键词:纺织工业;纺织计量;检定/校准;校准规范;标准器 中图分类号:X791 文献标识码:A 1 纺织计量概述 JJF《通用计量术语及定义》中,“计量”(metrology)词条,定义为实现单位统一和量值准确可靠的活动。它属于测量,源于测量,而又严于一般测量,它涉及整个测量领域,并按法律规定,对测量起着指导、监督、保证的作用。计量与 其它 测量一样,是人们理论联系实际,认识自然、改造自然的 方法 和手段,它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的应用。然而,计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量,也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征.计量是技术和管理的结合体,凡是以实现计量单位统一和测量准确可靠为目的的科学、法制、管理等活动都属于计量的范畴。 随着市场经济的发展,计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大,已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。纺织计量是工程计量(也称工业计量)的一部分,是计量科学在纺织行业中的应用。主要体现在纺织专用仪器的制造、使用、管理、量值溯源、量值传递、检定/校准等方面。纺织计量的主要内容有:检定规程/校准规范的制修订,纺织计量标准器的确定,周期检定/校准等活动,目前,纺专仪器的溯源方式也主要由检定转变为校准。正确开展检定和校准活动,利用检定和校准结果,最终实现量值统一,为纺织行业提供技术支撑,进而保证纺织工业的健康发展。 2 纺织行业及纺织计量的发展 在我国,纺织工业的发展,是随着纺织服装业的主管部门——中华人民共和国纺织工业部的变迁而发展变化的。1949年10月设立中央人民政府纺织工业部,新中国纺织业开始发展,建国初期,物资匮乏,尤其关乎民生穿衣的纺织品,国家大力支持纺织业,全国范围内兴建纺织厂。1954年9月成为中华人民共和国纺织工业部,纺织业大规模发展,全国上下,力争上游,攻坚克难,一批批大规模纺织企业出现,技术人员全国交流,相互支援,此后的三十余年,纺织业曾一度辉煌。1998年3月,纺织工业部改为国家纺织工业局。2001年2月国家纺织工业局撤销,中国纺织工业协会成立,计划经济年代传统纺织业逐步退出发展潮流,尤其曾经繁荣几十年的国有大型纺织企业,纷纷破产、倒闭、改制。新兴纺织服装行业开始走上历史舞台,曾经的小作坊,雅戈尔、劲霸、利郎等著名品牌开始主导服装潮流。 同样,作为纺织服装产业的重要技术支撑——纺织计量工作,也随着纺织工业趋势而起伏。1984年我国计量法公布实施以后,在原纺织部主持下,立即组织了纺织专用仪器计量检定规程的制订。1985年4月批准并于1985年10月施行了十九种纺织专用仪器计量检定规程之后,到1995年10月1日止的十年期间,先后共七批发布了66个纺织仪器和标准器的部门计量检定规程。基本覆盖当时纺织工业的所有检测仪器和设备,最重要的是,从检定规程的制定,到发布实施,到标准器的统一,全国联动,政府、行业、部门、企业高度重视,从纺织部到各省的计量站,再到纺织企业计量部门,认真学习,广泛交流,严格执行纺织计量检定规程及相关计量条例,纺织计量的发展达到辉煌。 2001年,国家纺织工业局撤销,此后两年时间内,全国各省纺织工业厅也陆续撤销,加之国家经济体制的改革,计划经济逐步转为市场经济,纺织服装亦不是紧缺产品,传统纺织业开始下滑,甚至倒闭。纺织计量工作也曾一度低靡,2001至2010十年间,基本没有什么发展,甚至许多省份,纺织计量技术部门也遭遇尴尬局面。2006年,根据计量管理要求,纺专仪器的计量要求也由检定改为校准,检定规程取消,由校准规范代替,纺专仪器计量校准规范也随之老化,缺失。 直到2009年,中国纺织工业协会科技发展部于11月30日-12月1日在浙江宁波召开了2009年全国纺织计量校准规范工作会议。来自全国各级纺织计量机构、纺织仪器企业等27家单位38名代表参加会议。会议回顾了纺织计量工作的历史,分析了目前纺织计量工作面临的问题,对进一步开展纺织计量工作达成了几点意见:要抓紧纺织计量校准规范的制修订工作,争取3-5年解决规范老化、缺失问题;尽快组建完善纺织计量技术委员会,全面启动纺织计量工作;大力宣贯纺织计量校准规范,培养纺织计量人才;尽快制定《纺织计量校准规范制修订暂行管理办法》,建立有效工作机制;摸清计量校准规范、计量机构及仪器企业现状,充分发挥各级计量机构和仪器企业等各方面的作用,努力开拓计量工作新局面。 3 纺织计量目前存在的问题 校准规范的老化、缺失问题函待提高完善,目前纺织专用仪器已达100余种,而新的校准规范仅定稿24部,发布实施12部。纺织计量主管部门-纺织计量技术委员会仍有大量工作,政府、企业支持力度不够。 纺织计量标准器需要统一、规范,仪器生产厂家技术参数需要保持一致,同时,进口纺专仪器计量性能要有据可依。 纺专仪器新品种,新产品逐步出现,比如棉纤维气流仪,渗水仪,电热鼓风干燥烘箱,织物透湿量仪,织物透气量仪等仪器的计量校准工作,也需有规程可依,或参照现有同类校准规范,或制订对应规范。 纺织计量技术机构、人员、能力建设等方面薄弱,缺乏监管职能,政府计量管理部门及法定计量技术机构对纺织专项计量工作不够重视,支持力度较弱。 4 关于纺织计量的几点建议 部门重视:纺织计量技术委员会是纺织计量的主管部门,依托国家纺织计量站,应更加高度重视纺织计量工作,在校准规范的完善、信息搜集整理、技术指导、组织交流学习及标准器配置上统一指导协调,并组织制定有关纺织专用计量技术法规,承办有关计量监督管理工作。各省市纺织计量技术机构应积极配合,积极参与。 政府督导:国家质检总局及地方计量行政部门在政策上加大纺织计量工作的政策扶持及纺织专用仪器的日常管理,可考虑将纺织计量纳入地方行政计量管理层面,比如力值、温度、长度、质量等指标。明确纺织计量技术机构的职能和责任,提高对纺织计量工作的重视。 企业支持:纺织计量工作,任重道远,不仅需要部门的重视,还需要整个行业,尤其企业的大力支持,包括仪器厂商和纤维纺织服装企业的配合和支持。 根据全国纺织纤维检验机构状况,31个省、市、自治区、直辖市,除西藏、海南外,各地都有纤维、纺织检验机构。纺织计量应与纤维计量部门有效结合,形成合力,监督管理与技术服务相结合,优势互补,开拓进取,快速发展。强化全国纺织纤维计量机构的信息沟通,促进互相交流,为推动纺织计量工作的发展、纺织检测能力的提高、振兴纺织工业服务。 参考文献 [1]郭明.纺织工业计量与企业节能降耗[J].工业计量,2007(3). [2]纺织工业中新的计量单位系统“SL系统”[J].麻纺织技术,1980(1). 纺织科技论文篇二 阻燃纺织品 摘要: 本文通过阐述纺织品的阻燃机理,介绍了几种阻燃纺织品的加工方法,现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。 关键词:阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试 引言 随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步,纺织品种类不断增多,其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃,容易引发火灾事故。据统计,世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的,尤其是住宅失火。因此,纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患,延缓火势蔓延,降低人民生命财产损失都极为重要。近年来,各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究,并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。 1 纺织品的阻燃机理 所谓“阻燃”,并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧,而是使织物在火中尽可能降低其可燃性,减缓蔓延速度,不形成大面积燃烧,离开火焰后,能很快自熄,不再续燃或阴燃[1-3]。 纤维材料的燃烧与阻燃原理 合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触,吸收热量后发生热解反应,热解反应生成易燃气体,易燃气体在氧存在的条件下,发生燃烧,燃烧产生的热量被纤维吸收后,又促进了纤维继续热解和进一步燃烧,形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理:减少(或者基本没有)热分解气体的生成,阻碍气相燃烧的基本反应,吸收燃烧区域的热量,稀释和隔离空气等。 阻燃剂的阻燃机理 纤维用阻燃剂有:铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 覆盖机理 在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气,起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种,一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化,进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层,炭化层能阻止聚合物进一步热裂解,还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用,硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 不燃性气体窒息机理 阻燃剂受热分解出现不燃性气体,将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下,同时稀释燃烧区内的氧浓度,阻止燃烧继续进行,又由于气体的生成和热对流带走了一部分热,从而达到阻燃作用[4-5]。 吸热机理 任何燃烧在短时间所放出的热量有限,如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少,燃烧反应受到抑制。 高温条件下,阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应,降低纤维表面及燃烧区域的温度,降低可燃物表面温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延,最终破坏维持聚合物燃烧的条件,达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂,充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性,提高自身的阻燃能力。 自由基控制机理 根据燃烧的链反应理论,维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来,此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。 催化脱水机理 阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等,与纤维基体反应促进脱水炭化,减少可燃性气体的生成。 2 阻燃纺织品的加工方法 研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能,降低材料的可燃性,减慢火焰蔓延速度,其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来,世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究:一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。 阻燃纤维的制造 纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解,隔绝或稀释氧气,快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的,一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中,往往采用多种阻燃剂,以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。 共聚法 现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产,其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上,因此阻燃性能持久,对纤维的其他性能影响较小,采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。 共混法 共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点,因此是阻燃纤维开发的重要技术路线,几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。 接枝法 主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物,其方法有化学法、辐射法和等离子体法,接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活,既可用于纤维也可用于织物的阻燃,但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。 皮芯复合纺丝法 以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮,通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题,提高阻燃性能的稳定性和染色性能,但加工设备要求高。 本质阻燃纤维 按性能分类,阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维,阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大,由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要,阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar,聚酰亚胺如法国的Kermal,聚砜酰胺,聚芳酣,聚酚醛树脂,聚四氟乙烯,以及陶瓷、玻璃等纤维。 织物的阻燃整理 织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应,从而达到阻燃效果。 喷涂 适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物,如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理,对阻燃剂的选择要求不高,工艺简单,操作简便。 浸轧和浸渍 适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等,也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理,也可分步加工。此种加工方式工艺复杂,适用范围广,成本较喷涂高。 涂层 适宜于加工劳动保护服,以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高,要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中,一般与其他特种功能涂层同时进行。 3 阻燃织物的测试 GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志,适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。 评判标准 评判织物的阻燃性能通常采用两种标准:一是从织物的燃烧速度来进行评判,即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则面料的阻燃性能越好;反之,则表示面料的阻燃性能不佳。 另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气,氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示,故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高,即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲,纺织材料的氧指数只要大于21%,其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小,通常将纺织品分为(LOI<20%)、可燃(LOI=20%~26%)、难燃(LOI=26%~34%)和不燃(LOI>35%)4个等级。事实上,几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。 测试方法 燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积,续燃时间和阴燃时间,火焰蔓延速率等指标。 根据试样与火焰的相对位置,可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善,包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准,如:GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》,GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》,FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。 中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中,用规定的火焰点燃12 s除去火源后,测定试样的续燃时间和阴燃时间,阴燃停止后,按规定的方法测出损毁长度。 4 阻燃纺织品的发展趋势 随着纺织技术的快速发展,我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步,并呈现出不同的发展趋势。 功能复合化 阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外,近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求,如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等,除阻燃外,还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域,作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性,还要求具有防伪功能。在我国,阻燃抗静电纺织品研究较成熟,对阻燃拒水和拒油产品也有研究,具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。 绿色环保化 阻燃纤维的绿色化,是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用,防止纤维对穿用人产生不良影响,火灾发生时,不会产生“二次毒害”。这是因为,阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素,大都具有较大的毒性,在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用,其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、无污染的特点,并具有改善分散性和加工性能的特点。 高技术化 高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术,如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等,给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支,高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构,无须添加阻燃剂或进行改性,本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。 舒适型阻燃纤维 在高温、强热辐射及有明火的环境中,作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下,人的热负荷过高,难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言,必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。 参考文献: [1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用,2007,32(5):34-36、44. [2]周向东.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态[J].阴燃助剂,2008,25(9):6-9. [3]LEWIN novel system for flame retarding polyamides[C].Recent advances in flame retardancy of polymeric materials Norwalk,CT:Business Comnunications Co.,2001,12:84-96. [4]方志勇.我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J].染料与染色,2005,42(5):46-48. [5]刘立华.环保型无机阻燃剂的应用现状及发展前景[J].化工科技市场,2005(7):8-10. [6]眭伟民.阻燃纤维及织物[M].北京:纺织工业出版社,1990. [7]蔡永源.高分子材料阻燃技术手册[M].北京:北京化学工业出版社,1993. [8]位丽.国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步,2009(5):25-26、62. [9]于学成.谈织物的阻燃整理[J].丹东师专学报,2003,(6):140-141. (作者单位:浙江省纺织测试研究院)

新世纪是如何学习雷锋 雷锋是中国解放军全心全意为人民服务的典范,而且也是伟大的共产主义战士。他的无私的爱僧不同,对技术精益求精... 1962年8月15日,全部遇难。 他的精神,毛泽东的“向雷锋同志学习”题词。周恩来“向雷锋同志学习:恨爱鲜明的阶级立场,言行一致的革命精神,无私奉献式的共产主义,无私的无产阶级斗志”。朱德题词“学习雷锋,做毛主席的好战士。” 今年3月5日,毛泽东同志“向雷锋同志学习”的题词发表41周年纪念日。 41年来,雷锋这个伟大的名字,家庭,有光泽,群众性倾向雷锋活动蓬勃发展,城市和农村地区,数以百万计的人的自己的实践雷锋精神的数百。时代的巨大变化发生,但永远活在人民心中的雷锋,雷锋精神始终放射着夺目的光辉。新世纪的继任者,我们必须认真学习和贯彻雷锋精神。那么,我们如何学习和贯彻雷锋精神呢? “雷锋曾经说过:”人的生命是有限的,但为人民服务是无限的,有限的生命,到无限的为人民服务。“这是雷锋精神的实质。这种伟大的精神的过去,现在和将来都是教育和激励人们提出宝贵的精神财富。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,志存高远,胸怀宽广,崇高的理想,坚定地。我们要特别共青团员的责任感和使命感,切实增强忧患意识,为全面建设小康社会,实现了中国民族的伟大复兴,贡献自己的智慧和力量。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,跟上的步伐,永不满足,永不懈怠发奋读书。要认真学习马克思列宁主义,毛泽东思想,邓小平理论和“三个代表”重要思想,学习与自己的理想和祖国的知识,更好地适应改革的需要,以及开放和现代化建设的需求。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,保持谦虚谨慎,不骄不躁,艰苦奋斗的作风,做一个永不生锈的螺丝钉,努力学习,在日常生活中的简单和节俭和经济坚定地反对享乐主义,奢侈浪费的不良风气,用自己的诚实劳动创造一个更美好的生活在未来。 学习雷锋,必要的像雷锋那样,大力弘扬文明新风,用实际行动促进团结,友爱,诚实守信,乐于助人,勇敢和良好的社会形成,自觉做传统的继承者中国国家的社会主义道德风尚,新的人际关系的倡导者,实践的美德。 我们的年轻人是祖国的未来和希望。在我们的年轻人,深入持久开展学雷锋活动,具有非常重要的意义。团队建设,我们要总结的经验,学习雷锋活动和青年志愿者行动深入实施,全面推进志愿服务组织建设,项目建设和机制建设,促进青年志愿者行动到一个新的水平,引导广大青少年学习雷锋,志愿服务的实践中锻炼成长。 时代的雷锋精神,的人调用雷锋精神。让我们唱雷锋,雷锋精神在中国广袤的土地花更雄伟的歌。

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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。

应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文,供大家参考。

摘要:在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。

关键词:应用化学;实验

1应用化学实验课程现状

从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。

2应用化学实验课教学内容改革

实验教学课时的变动

按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。

实验教学内容的转换

对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。

实验教学设备的完善

在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。

参考文献

1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30

2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15

摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。

关键词:应用化学;仪器

1仪器分析实验课程设置

课程设计理念

“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。

课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。

课程体系

近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。

删除陈旧的内容,增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。

3结语

经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。

参考文献

1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15

化学如同物理一样皆为自然科学的基础科学。下面我给大家分享一些化学与科技论文范文,大家快来跟我一起欣赏吧。 化学与科技论文范文篇一 实用化学应用教学 摘要:化学教育目标的确定,决定于化学教育的价值取向.化学教育里的价值研究,成了化学教育理论与实践的必备基础.近年来,在试题中出现了越来越多的有化学知识应用的命题,越来越接近化学教学价值取向.化学教育目标是让学生了解化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的密切关系,会应用化学知识去解决实际问题,具有化学的综合素质和创新意识. 关键词:两面性;实用性;化学教学 一、 化学是一门实用的学科 近些年来,化学物质好象成了有毒、有害的代名词,一提到某化学药品,总跟污染,健康的杀手扯到一起,但这不是化学物质的本质特点.任何化学物质都具有两面性,一方面他带给我们不利的地方,另一方面,他承担了一定的功能.王佛松院士等主编的“展望21世纪的化学”一书中提到一个很重要的观点:任何物质和能量以至于生物,对于人类来说都具有两面性.在现在现实生活中,我们经常夸大化学药品的有害性,却忽略其有用性的一面,造成了一种不好的形象,它需要我们去纠正这种片面的看法.三聚氰胺毒奶粉事件给全国人民带来很大的心理创伤,但三聚氰胺无罪,它与甲醛缩合聚合可制得三聚氰胺树脂,可用于塑料及涂料工业,也可作纺织物防摺、防缩处理剂.其改性树脂可做色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料.其还可用于坚固、耐热装饰薄板,防潮纸及灰色皮革鞣皮剂,合成防火层板的粘接剂,防水剂的固定剂或硬化剂,可用作阻燃剂等. 化学作为一门基础学科,它来源于生活,生活中很多东西都跟化学有关,处理这些问题,我们必须具备一定的化学知识,同样是污染,最后解决这个问题的关键还是化学知识.在日常生活中,没有一点化学常识的人是无法生存下去的.我们每天都在跟化学知识打交道.没有化学知识帮助我们解决问题,我们衣食住行都不可能得到发展.没有它,人类的生存和生活质量无法保证.利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料,以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好. 二、实用化学知识教育 教师是教学过程的组织者、设计者和控制者, 同时也是教学信息的发送者和评判者,要树立正确的教学理念,明确教学目标、教学对象,合理组织、设计教学过程的各要素.我们在化学教学中自已必须先认识到化学教学理念,我们教学生学习化学,是让学生去感受的化学知识的用途,了解化学知识在解决我们很多问题的方法,从而激发学生学习化学的热情. 不能仅侧重于化学知识的学术性,要让所有学生能从一些实际生活中遇到的东西去学习知识,或者学完知识能去解决一些能触摸到的问题.不要让很实用知识,变成纯理论化的知识,反而让学生无法去应用.在不同的教学思想下,学生的地位、活动及培养方法和评价方法是不同的.掌握学科的知识是一件可喜的事,但让学生学会各种有用的东西是我们最希望看到的,当学生能尝试从生活应用中学习化学知识,或者能把刚学会的化学知识应用到实际生活中去的时候,我们还会怕学生学不好化学吗?学生就会对化学产生新的认识. 在教学过程中,教学素材选择很重要,只要我们认真关注生活中知识的应用,教学就会信息丰富、科学、先进.从而促进学生综合能力的提高.化学学科的知识体系不是教条,在教学过程中加入应用性知识教育,引导学生去关注生活,去研究生活,在生活的应用中得到更大的发展,对学生的进入社会后的发展是有利的. 三、实用化学在教学过程中的应用 1.学习兴趣是学习活动的重要动力,一方面学生容易对新颖的、能引起好奇的事物产生兴趣,进而诱发内驱力,激起求知、探究、操作等意愿.同时,现实生活中的一些常识也会引导学生进入自我学习的状态.(1)合理使用教材中的资源,在“金属的腐蚀与防护”课题教学中,我们教材先谈腐蚀再研究原理,根据原理实施防护.从发现问题到研究化学知识,再谈化学知识应用,合情合理,但书本知识金属腐蚀仅从物质角度来加以研究,我们认真关注一下这节内容的课后题,就会发现当铁吸氧腐蚀的一个实用案例,利用吸氧腐蚀所释放的能量生产的取暖设备,这是教学中一个很好的素材,也有利于学生能正确认识化学知识的两面性.(2)适当拓展教学资源.如,在高中化学的“化学反应中的能量变化”,该节内容学生在初中已积累了一定的基础知识,且内容与社会生活息息相关,也是当今家喻户晓的话题, 学生很易于发挥,是把学生广泛兴趣与中心兴趣有机结合、培养的较好内容.在学习醇类的时候,我们可以把家中的食用酒拿出来作为引题,再结合医用酒精,还能联系到工业酒精(甲醇).从用途到危害,引导学生进入学习研究之中.在学习碳酸钠和碳酸氢钠的过程中,我们可以引导学生从灭火器中进入问题的思考,学生就能接受到灭火器的相关常识教育.当我们在生活中面临重金属中毒的时候,为什么一碗豆浆能解决问题呢,如果没有豆浆,能不能找出替代品呢?当我们进入蛋白质的学习之后就能解决这个问题.(3)合理引入课外资源.门捷列夫是怎么发现这个规律的,它对我们处理日常繁杂的事务有什么样的帮助呢,这种解决问题的方法对学生的成长是很有好处的,学生会发现许多解决问题的方法其实是相通的,积累了人生的智慧.学习不能仅仅为了考试,学习后能应用这才是我们的目标. 2.在教学交流过程中,我们其实就是让学生体验化学的应用并应用知识去解决问题,不仅要让学生去应用已经知道的东西,还要让学生从更多的方面去了解、理解并能尝试着找到新的使用方法.首先,学生要去认识物质使用并不是单方面的,当我们让学生认识CO2的温室效应的同时,在解析原理的同时,我们是否可以想象一下小范围的温室——大棚种植,如何应有是我们在学习过程要深刻去加以体会的.我们也可以让学生去认识一下它在多方面的应用,比如,我们都要碰到的灭火器,植物的光合作用,就会完善学生心目中的CO2的形象.当我们认识到CO煤气中毒的同时,解析原理的同时,我们也可以让学生知道它在生理病理的调节作用.当我们为有O2存在而庆幸的时候,我们也应该让学生去认识到氧中毒.其次,化学最初的知识来源于生活的经验的总结,这些知识的发展最终还是要就用于实践.当我们学习到中和水解的时候,让学生去认识肥料的搭配.当我们了解了化学反应速速率之后,我们就应当让学生清楚如何确实有效的保存家中的食物. 3.一堂课完成以后,我们不希望看到学生作业只有习题.知识只有在应用中才能得到巩固、发展.只有习题是远远不够的,它恐怕只是其中一种比较无奈的选择.当我们学完醇类之后,假酒就是学生学有所用的一个舞台,如何去检测酒中甲醇的含量就是一个很好的例子.当我们学会醛类之后,室内装潢的气体污染会成学生关注的一个方面.当我们学完电化学之后,小小的电池会吸引很多学生的眼球.当我们面临着更多生存危机的时候,我们应当相信化学能解决这些问题的. 参考文献: [1]王佛松,等.展望21世纪的化学.北京:化学工业出版社,2000. [浙江省临海市大田中学 (317000)] 化学与科技论文范文篇二 浅谈“绿色”化学教育 摘要:随着社会不断发展,人口不断增长,环境污染日益成为当今世界的突出社会问题,作为与环境问题有密切联系的中学化学,应义不容辞的承担起培养学生环保意识之职责。在中学阶段进行绿色化学理念的教育,是培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才的根本途径,也是解决环境问题的根本途径。 关键词:绿色化学化学教育绿色化学教育 环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学(Green Chemisty)。 一、“绿色化学”的提出和内涵 “绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。 “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。 把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。 二、“绿色化学”在中学化学中的渗透 在化学教学中培养学生的环保意识,应该抓住教学中的各个方面,多角度的进行环保教育。 1.抓住教材的环保内容渗透环保教育 化学教师应该结合化学教材中的许多章节向学生介绍环保的相关知识。如结合硫、氮的氧化物,介绍空气污染,酸雨的形成及其危害;结合一氧化碳等有毒气体的教学,在课堂上介绍其对环境和人体的影响和相关的实验操作注意事项;结合炼钢炼铁的工业流程,介绍工业污染及废气、废渣的处理;结合重金属元素的教学,介绍重金属对水的污染并给人体健康带来的危害;结合磷肥的相关知识,介绍湖泊水质的富营养化;结合有机高分子化合物的内容介绍白色污染及其危害和解决方法等等。课堂是教师的第一阵地,作为化学教师,我们要抓住这一阵地,紧密联系教材,在日常教学中渗透环保教育,让学生理解环保的必要性和紧迫性,逐步培养起环保意识。 2.在实验教学中推进环保教育 作为化学教师,我们要利用实验教学,让学生参与到环境保护的实践中来。首先,我们要培养学生的实验习惯,如在密闭系统或通风橱中操作有毒气体,对反应后的尾气进行吸收,不让其扩散到空气中,反应后的废液、废渣不随意倒入水池,而是分类回收等等,使学生养成环保的好习惯。其次,我们要帮助学生学会从环保角度设计、改进、挑选实验方案,选取实验药品。使学生尽可能采用一些无毒无害、低污染、低能耗的实验方案和选择一些无污染、可回收、可循环利用的药品。从小培养学生在科学实验和工业生产上的环保意识。 3.发挥考试的导向功能,强化环保教育 近年来,环境保护试题在各地中考试卷中都有出现。这些题有的落点仍在化学的基础知识上,发挥考试的导向作用和教育功能,引导学生关心社会、了解社会,推动中学的素质教育,提高学生对环境保护的认识。我觉得,中考中环保试题应向着综合型发展,难度有所提高,范围更加广泛,促进我们更要培养学生的环保意识,鼓励学生多了解环保常识,多把书本中的理论与社会实践相联系。我们化学教师要在平时就注重把身边实际与知识相结合,在日常考试练习中给学生营造一个重视环境保护的外部环境。 4.利用丰富的课外活动开展环保教育 根据现行《中学化学教学大纲》的要求,学生环保意识的培养仅靠在课堂上的培养是不够的。我们应该把环保活动作为化学课外活动的一个重要组成部分,把培养学生环保意识作为化学课外活动的一个重要目标来认真有效的实施。 ① 专题讲座。结合国内外重大的环境污染问题和重大的环保活动举办专题讲座。如结合6月5 日世界环境日向学生介绍当前世界关注的全球性环境问题有哪些;结合9月16 日国际保护臭氧层日向学生介绍臭氧层的相关知识及其被破坏的原因和氟里昂的应用及其替代技术;结合我国提倡消除白色垃圾活动谈谈白色垃圾的起源及其危害。 ② 组织学生参观活动。我们可以利用假期组织学生到附近典型的污染工厂(如焦化厂、水泥厂和镀锌厂)和受污染河流等处参观,与厂里工人和技术人员及河流周围的居民交谈,明确环境污染的危害性和环保的紧迫性。③ 组织学生进行小课题调查研究 a.组织学生对雨水、江水和工厂废水、民用废水的pH值测定后进行比较;b.了解空气质量是怎样评估的,API值与空气质量级别的对应关系,调查繁忙公路上二氧化碳及空气污染气体的含量;,c.调查目前各品牌冰箱中氟里昂的使用情况,与以前情况对比如何;d.对比小白鼠在不同空气质量、不同酸度的饮用水的条件下的生长情况;e.从环保角度改进课本上一些实验,并进行讨论研究。通过这样一些课外活动,让学生活动在环保第一线,把平时所学的化学知识用到实处,亲身参与环保活动,真真切切体会到环保任务的艰巨性,有利于学生把被动的培养环保意识转为自发的主动的培养自身的环保意识。 随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。在中学化学教学中开展绿色化教育是历史赋予我们的责任。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。 参考文献: (1) 《十万个为什么—环境化学分册》 (2)《化学教育》 郑长龙、李得才、 (3)《科技素质教育的几个问题的探讨》王秀红看了"化学与科技论文范文"的人还看: 1. 大学化学科技论文范文 2. 初中化学科技论文范文 3. 大学化学小论文范文 4. 关于化学论文范文 5. 化学毕业论文范文精选

硅灰研究及应用领域论文

一、概述

硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙(Ca3[Si3O9]),理论化学成分、。其中的Ca2+离子易被少量的Fe2+、Mn2+、Mg2+、Sr2+等离子呈类质同象形式替代。硅灰石有三种同质多象变体:两种低温相变体,即三斜晶系硅灰石和单斜晶系副硅灰石;一种高温相即假硅灰石。硅灰石与假硅灰石的转化温度为(1120±20)℃,转化较缓慢,随着温度升高,转化时间将明显缩短。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石,其他两种象变体很少见。

硅灰石晶体沿b轴多发育为柱状、针状,其长度与直径比值即长径比为(10~7):1,比值高的可达(15~13):1。硅灰石热膨胀特点是沿b轴膨胀系数(25~800℃为×10-6℃-1)低,膨胀随温度改变呈线性变化。假硅灰石的热膨胀系数为×10-6℃-1,明显高于硅灰石的热膨胀系数。因此在硅灰石质陶瓷的烧成过程中应避免硅灰石向假硅灰石的转变。硅灰石的物理-化学性质见表3-6-1。

表3-6-1硅灰石的主要物化性质

在高温加热条件下,硅灰石的化学性质活泼,可与高岭石等矿物发生固相反应,与陶瓷工业有关的反应包括:

河南省非金属矿产开发利用指南

河南省非金属矿产开发利用指南

由于硅灰石具有针状晶体、低热膨胀系数、低吸油率、色白、绝缘性好、高温化学性质活泼等特点,使其应用在陶瓷工业、填料工业等领域中。

二、资源概况和矿石类型

1.资源概况

硅灰石的成因类型有五种,其中有工业价值的是接触变质类型和区域变质作用类型。接触变质生成的硅灰石产于岩浆侵入体与碳酸盐岩的接触带,由SiO2和CaCO3反应而成。区域变质作用生成的硅灰石是由含钙质的岩层如石灰岩、大理岩经区域变质作用形成。

目前世界各国已查明的硅灰石储量约2亿吨,远景储量约4亿吨。在20多个硅灰石产出国中,美国、印度和墨西哥三国硅灰石矿总储量约占世界已探明总储量(不包括中国)的三分之二。

美国纽约州阿迪龙朗克山北东侧是世界硅灰石重要产地,在该州的威尔斯博罗地区有福克斯诺尔、刘易斯和狄尔赫德三个主要矿床。

墨西哥的硅灰石矿床主要产在萨卡特卡斯和恰帕斯两个州。

印度的硅灰石主要产在拉贾斯坦邦和中央邦,其中有的矿床矿石品位高达96%~97%。

我国的硅灰石矿资源丰富,远景储量为亿~亿吨,探明储量仅次于印度,居世界第二位。我国硅灰石产地比较集中,主要分布在吉林省,占全国总储量,江西省占17%,青海占,辽宁占,其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江苏、云南、福建等省。我国硅灰石矿成矿条件好,矿体规模大,成分简单,较富。吉林梨树大顶山硅灰石矿床是我国目前规模最大的矿床。此外,吉林磐石长崴子硅灰石矿床,湖北大冶小箕铺硅灰石矿床规模也较大。

硅灰石矿床的一般工业要求见表3-6-2,开采技术条件见表3-6-3。

表3-6-2硅灰石矿床一般工业指标

注:①视矿石质量优、差取上、下限;②手选矿石块度要求,暂按直径≥4cm计。

表3-6-3硅灰石矿床开采技术条件

2.矿石类型

硅灰石矿石类型主要有大理岩型和夕卡岩型两大类。美国的威尔斯鲍罗、刘易斯、格尔赫德硅灰石矿,印度别尔卡巴赫硅灰石矿等是夕卡岩型。墨西哥拉布兰卡硅灰石矿,芬兰拉彭兰塔硅灰石矿等是大理岩型。我国主要硅灰石矿石类型见表3-6-4。国内外部分硅灰石的化学成分分析见表3-6-5。

表3-6-4我国主要硅灰石矿石类型

三、硅灰石的主要用途及质量标准

由于硅灰石具有许多优异的物化性质,使其被广泛应用于陶瓷工业、化学工业、冶金工业等各工业部门(见表3-6-6)。

迄今为止,硅灰石主要应用于陶瓷工业。其中又以作釉面砖为主,以及生产特种的无线电陶瓷和低介电损耗绝缘体陶瓷等。硅灰石之所以成为陶瓷的重要原料,是由下列因素决定的。

在传统生产陶瓷工艺中,是以铝硅为主要体系的原料,生成的物相以莫来石为主。需采用高温(1250~1300℃)、长周期(30h以上)的烧成工艺。在坯体中加入一定量的硅灰石,构成了以硅-铝-钙为主要成分的低共熔体系,生成的物相主要是钙长石。硅灰石同时是助熔剂,降低了坯体的老化点,整个坯体的快速烧结物均匀一致。因此,硅灰石降低了陶瓷生产的烧成温度,缩短了烧成时间。

表3-6-5国内外部分硅灰石的化学成分分析

表3-6-6硅灰石的主要用途

硅灰石的针状晶体为生坯提供水分快速排出的通道,干燥速度加快,从而易压制成型,不分层。焙烧时,硅灰石针状体的不熔残渣构成了阻止坯体体积变化的致密骨架,冷却时,烧结料结晶将它们之间的针状体牢固粘接。坯体具有多孔和网状结构。硅灰石低的热膨胀系数和线性膨胀的特点,有利于坯体抗热冲击。

美国、原苏联等国都已对硅灰石在釉面砖上的应用进行了大量的研究工作。美国年产硅灰石约6万~7万t,其中一半用于釉面砖生产。以硅灰石为主要原料的釉面砖,实现低耗能低温快烧的新工艺,可节省燃料约30%~50%,被誉为节能原料。

在冶金工业中,硅灰石主要用作生产模铸硅钢保护渣和板坯连铸保护渣。武汉钢铁公司钢铁研究所等单位研制的以硅灰石为主要原料的保护渣,可替代从日本进口的“浮光40”保护渣。以天然硅灰石为基料板坯连铸粉状和颗粒状保护渣,具有化学性质十分稳定,含Al2O3很低的特征,能起到稳定连铸操作和改善连铸坯质量的作用。

硅灰石作为电焊条药皮配料,在电焊工业中得到应用,特别适合用来制造高钛型低炭钢电焊条。硅灰石微粉和超细微粉被用于塑料、橡胶、造纸、油漆工业中作填料和涂料,不仅降低了产品成本,而且明显改善了产品的物理-化学性能,尤其是机械力学性能。预计今后作工业填料和涂料用的硅灰石微粉和超细微粉用量将以每年10%的速度增加。

目前我国仅国家建材局于1994年颁布了硅灰石产品质量标准,标准号为JC/T535-94。一些主要的硅灰石产区或企业根据用户要求制定了一些地方或企业标准。

陶瓷、油漆、涂料、冶金、电焊条等应用领域对硅灰石产品质量要求分别见表3-6-7~表3-6-10。

吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿和针状硅灰石粉质量标准见表3-6-11和表3-6-12。

表3-6-7陶瓷工业用硅灰石产品的质量要求

注:建筑陶瓷用硅灰石,一般要求硅灰石矿物含量>60%。

表3-6-8油漆、涂料用硅灰石产品质量要求

表3-6-9冶金保护渣用硅灰石产品质量要求

表3-6-10电焊条工业对硅灰石产品质量要求

表3-6-11吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿质量标准

表3-6-12H-G系列针状硅灰石粉

吉林四平市硅灰石企业标准(吉Q/SS124-85)适用于油漆涂料、塑料、橡胶、陶瓷等行业,见表3-6-13~表3-6-15。

表3-6-13吉林四平市硅灰石产品规格

表3-6-14吉林四平市硅灰石的技术要求

表3-6-15吉林四平市涂料级硅灰石粉的技术要求

注:以上产品指标,可根据用户特殊要求,双方协商。

湖北大冶非金属矿公司的硅灰石产品质量标准见表3-6-16。国外硅灰石一般工业要求见表3-6-17。美国出售硅灰石的粒度要求见表3-6-18。

表3-6-16湖北大冶非金属矿公司硅灰石产品质量标准

表3-6-17国外硅灰石一般工业要求

表3-6-18美国出售硅灰石的粒度要求

四、硅灰石矿石的选矿和超细粉碎

1.硅灰石矿石的选矿提纯

硅灰石属接触变质矿物,与其共生的主要矿物有方解石、透辉石、石榴子石、透闪石、符山石、石英、黄铜矿、斑铜矿等,硅灰石的选矿方法随着矿石类型不同而有所不同。手选、光电拣选、磁选、浮选、重选等方法广泛应用于硅灰石的加工工艺中。硅灰石的主要选矿方法和原则流程见表3-6-19和表3-6-20。

列举两个实例说明硅灰石矿石的选矿。

表3-6-19硅灰石的主要选矿加工方法

表3-6-20硅灰石的主要选矿工艺原则流程

例1梨树硅灰石矿的选矿工艺

该矿位于吉林省梨树县内。矿石中硅灰石含量为,方解石,透辉石,石英。在矿石中,硅灰石晶体内有透辉石和石英包体,方解石则呈不规则状分布于硅灰石颗粒及其裂隙之间。根据原矿性质,采用单一浮选流程选别硅灰石。根据硅灰石与方解石、石英的可浮性不同,采用反浮选方法对硅灰石进行选别,选矿流程见图3-6-1。

图3-6-1梨树硅灰石矿连选试验流程

方解石精矿含方解石,产率;硅灰石精矿含硅灰石,产率。

例2威尔斯鲍罗硅灰石选矿厂

选矿厂位于美国纽约州威尔斯鲍罗。矿石主要矿物组成为硅灰石、钙铁石榴子石、透辉石、少量方解石。矿石中硅灰石含量为55%~65%,钙铁石榴子石和透辉石的含量为10%~20%。根据矿石性质,采用单一强磁选工艺流程使硅灰石和钙铁榴石及透辉石分离。工艺流程见图3-6-2。

2.硅灰石的超细粉碎

图3-6-2威尔斯鲍罗硅灰石选矿流程

硅灰石作为高档无机工业填料,必须深加工成针状超细粉料。国外多采用气流磨对硅灰石精矿进行超细粉碎,产品中高长径比、高比表面的粉量增多。80年代末,吉林梨树硅灰石矿业公司从Alpine公司引进两台630AFG流化床式气流粉碎机,用于生产-10μm的硅灰石超细微粉。随后,该公司与武汉工业大学合作,实现了这种设备国产化,研制成与630AFG性能相同的LPM-680气流磨,并建成了年产200t的超细硅灰石粉生产线,生产线工艺流程见图3-6-3。给料粒度325目,产量μm通过率。

硅灰石超细粉碎产品有800、1250、2500目等。也可以根据用户的需要加工出平均粒度为10、5、2、1μm级的产品。

五、硅灰石粉料的表面改性

图3-6-3超细硅灰石生产线工艺流程

1—颚式破碎机;2—传送带;3—颚式破碎机;4—除尘器;5—提升机;6—料仓;7—风机;8—提升机;9—料仓;10—磨机;11—旋流分级机;12一风机;13—提升机;14—料仓;15—风送系统;16—料仓;17—螺旋输送机;18—空压机;19—冷凝器;20—储气罐;21—LPM气流磨;22—收集器;23—风机

粉体表面改性(Surface modification or Surface treatment)是指用物理、化学、机械等方法对粉体物料表面进行处理,根据应用的需要有目的地改善或完全改变物料的物理技术性能或表面物理化学性质,如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、表面吸附和反应特性等,以满足现代新工艺和新技术发展对新材料的需要。粉体的表面处理改性既是一门新技术,又是一门新学科。对于非金属矿物,表面改性能提高其使用价值和开拓应用领域,是最重要的深加工技术之一。

在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中,无机矿物填料占有很重要的地位,不仅可以降低生产成本,而且明显改善产品的物理化学性能,如机械力学性能、阻燃性、绝缘性等。但是由于无机矿物与基质,即有机高聚物或树脂等具有不同的膨胀系数、表面张力、抗弯模数等性质,在二者接触处,明显表现出不相容性,因此接触界面是最薄弱的部位,易发生分离。由于相容性差,无机矿物填料难以在基质中均匀分散,直接或过多地填充往往容易导致产品的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。因此,用无机矿物作填料,除了对其粒度、粒度分布、颗粒形状有要求外,还必须对矿物填料表面进行改性,提高其与基质,即有机高聚物或树脂的相容性和分散性,以增强产品的机械强度和综合性能。

用来对矿物表面进行改性的化学试剂称为表面改性剂。表面改性剂分为无机试剂和有机试剂两大类。无机试剂主要是一些无机颜料,如铁、钛、铬等的氧化物或含氧盐等。有机表面改性剂的种类较多,主要包括偶联剂类、脂肪酸(或胺)类、烯烃低聚物类以及各种树脂类等。由于矿物填料的种类不同,改性目的不同,所选用的表面改性剂亦不同。

1.矿物填料的有机表面改性剂

1)偶联剂

又称为架桥剂,是一种具有两性结构的物质。它们分子中的一部分基团可与矿物填料表面的各种化学基团反应,形成强有力的化学键合;另一部分基团则有亲有机物的性质,可与有机高分子发生化学反应或形成物理缠绕,在无机矿物与有机高分子之间形成具有特殊功能的“分子桥”,从而把两种性质差异很大的材料牢固结合起来,形成新型的复合材料。

偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂,它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料的复合材料体系。经偶联剂进行表面处理的无机矿物填料,抑制了填充体系“相”的分离,即使增加填充量,仍可较好地均匀分散,从而改善了制品的综合性能,特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲强度等。按偶联剂的化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬络合物四大类。下面简要介绍前三类。

(1)硅烷偶联剂硅烷偶联剂是研究得最早应用最广的偶联剂,是由美国联合碳化物公司为发展玻璃纤维增强塑料而开发出来的,至今已有40年的历史。

硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物。其通式为RSiX3,式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团,如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基、丙烯酰氧基等;X代表能够水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基)或氯。在进行偶联时,X基首先水解形成硅醇,然后再与矿物表面上的羟基反应,形成氢键并缩合成—SiO—M共价键(M表示无机矿物填料表面)。同时,硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚,形成网状结构的膜覆盖在填料表面,使无机填料有机化。现以甲氨基硅烷偶联剂为例,其偶联作用过程为:

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偶联剂的另一端的R可与聚合物发生反应形成牢固的化学键合。这种化学反应取决于R基的性质和树脂的种类。以环氧硅烷为例,与环氧树脂反应

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硅烷偶联剂可用于许多无机矿物填料的表面改性,其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白碳黑等的效果最好,对高岭土、水合氧化铝效果也较好,对不含游离酸的碳酸钙效果欠佳。硅烷偶联剂产品牌号和品种分类见表3-6-21。

表3-6-21硅烷偶联剂产品牌号和品种分类

续表

续表

(2)钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂是美国肯里奇(Kenrich)石油化学公司70年代开发成功的一类新型偶联剂。它有独特的结构,对热塑性聚合物与干燥填料有良好的偶联效能。

钛酸酯偶联剂的分子结构分为6个功能区,每个功能区都有其特点,在偶联过程中发挥各自的作用。

钛酸酯偶联剂的通式和6个功能区:

偶联无机相·亲有机相

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式中:1≤M≤4,M+N≤6;R—短碳链烷烃基;R′—长碳链烷烃基;X—C、N、P、S等元素;Y—羟基、氨基、环氧基、双键等机团。

各功能区说明如下:功能区1[(RO)M—]—与无机填、颜料偶联作用的基团;

功能区2(Ti—O……—)—酯基转移和交联功能;

功能区3(X—)—联结钛中心带有功能性的基团;

功能区4(R—)—长链的纠缠基团——适用于热塑性树脂;

功能区5(Y—)一固化反应基团——适用于热固性树脂;

功能区6(N—)—非水解基团数。

(RO)M为钛酸酯与矿物填料进行化学键合的官能团,它可与矿物表面结构水和H+作用,形成包围矿物的单分子层。Ti—O部分为钛酸酯的有机骨架,可与聚合物的羧基之间进行相互交换,起酯基和烷基转移和交联作用。X部分是和分子核心钛结合的基团,对钛酸酯的性质有重要影响,具体可分为磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。

钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为三种类型:单烷氧基型、螯合型和配位型。

单烷氧基型这一类品种最多,价格适中,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂工业。这类偶联剂的典型是三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的单烷氧基型外,大多数品种耐水性差,适用于不含游离水,仅含化学键合水和物理键合水的干燥矿物填料体系,如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理见图3-6-4。

图3-6-4单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理

焦磷酸型钛酸酯偶联剂耐水性好,适用于中等含水的无机填料,如高岭土、滑石粉等。焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理见图3-6-5。

图3-6-5焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理

螯合型这类偶联剂适用于高湿无机填料和含水聚合物体系,如高岭土、滑石粉、水处理玻璃纤维、炭黑等。一般的单烷氧基型钛酸酯水解稳定性差,在高湿体系中偶联效果差。螯合型钛酸酯偶联剂具有极好的水解稳定性,适于在高湿状态下使用。根据螯合环的不同,这类偶联剂分为两种基本类型:螯合100型和螯合200型。前者螯合基为氧代乙酰氧基;后者螯合基为二氧乙撑基。它们的偶联机理见图3-6-6和图3-6-7。

图3-6-6螯合100型与填料的偶联机理

图3-6-7螯合200型与填料的偶联机理

配位体型四价钛酸酯在一些体系中存在副反应,如在环氧树脂中与羟基反应,在聚酯中的酯交换反应等。配位体型钛酸酯中的钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸酯的反应活性,提高了耐水性。因此,配位体型钛酸酯偶联剂可在溶剂型涂料或水性涂料中使用。配位体型钛酸酯偶联剂与填料的偶联机理见图3-6-8。

图3-6-8配位型偶联剂与填料的作用机理

国内外钛酸酯偶联剂主要品种见表3-6-22。

表3-6-22国内外钛酸酯偶联剂主要品种对照

(3)锆铝酸盐偶联剂锆类偶联剂是美国Cavedon化学公司于80年代开发的一类新型偶联剂,其商品名称为“CavcoMod”,它是以水合氯化氧锆(ZrOCl2·8H2O)、氯醇铝(Al2OH5Cl)、丙烯醇、羧酸等为原料合成的。锆铝酸盐偶联剂分子中含有两个无机部分和一个有机功能配位体。由于分子中无机特性部分的比重大,因此具有更多的无机反应点,使偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性。根据分子中的金属含量(即无机特性部分的比重)和有机配位基的性质,将已商品化的锆铝酸盐偶联剂分为7类(见表3-6-23),分别适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物,对于矿物填料,可用于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、三水合氧化铝、氧化钛等的偶联改性。锆铝偶联剂性能较好,价格较便宜,在很多情况下可代替硅烷偶联剂。

表3-6-23锆类偶联剂(Cavco Mod)的品种

2)高级脂肪酸及其盐类改性剂

(1)高级脂肪酸及其盐类高级脂肪酸属于阴离子表面活性剂,其分子通式为RCOOH。分子的一端为长链烷基(C16~C18),这种结构与聚合物分子结构相近似,尤其是与聚烯烃分子结构相近,因而与聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端为羧基或其金属盐,可与矿物填料表面发生一定的化学反应和物理吸附。因此,用高级脂肪酸及其金属盐处理矿物填料时,具有类似于偶联剂的作用。

常用的高级脂肪酸及其金属盐类的表面改性剂有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌等。高级脂肪酸的胺类、酯类与其金属盐类近似,亦可作表面改性剂。

(2)不饱和有机酸类不饱和有机酸分子具有一个或多个不饱和双键及一个或多个羟基,碳原子数一般在10个以上。常见的不饱和有机酸有丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。带有不饱和双键的有机酸,对含碱金属离子的矿物填料进行表面改性,具有良好的处理效果。由于分子中存在不饱和双键,在和基体树脂复合时,在残余引发剂或热能、机械能作用下,双键打开,与基体树脂发生“接枝”、交联等一系列化学反应,使矿物填料与树脂较好地结合在一起,提高了产品的物理机械性能。

3)有机低聚物

(1)聚烯烃低聚物聚烯烃低聚物主要品种有无规聚丙烯和聚乙烯蜡。聚烯烃低聚物有较高的粘附性能,可以和无机填料较好地浸润、粘附、包裹。同时因为基本结构和聚烯烃相似,能与聚烯烃很好地相容结合。因此,聚烯烃低聚物广泛应用于聚烯烃类复合材料中无机填料的表面处理。

(2)聚乙二醇用聚乙二醇包覆处理硅灰石可显著改善聚丙烯(PP)缺口的冲击强度和低温性能。

2.表面改性剂的选择及用量

目前市场上已有几百种表面改性剂供选择,其选择过程是一个复杂的过程。对于同一种无机矿物填料,影响其填充效果的主要因素有颗粒的形状、粒径大小和粒度分布、填料表面性质等。填料的粒径越小,其补强效果越好。如用325目和2500目碳酸钙作半硬质PVC填料,后者比前者强度提高30%。纤维状、片状填料有助于提高制品的机械强度。在填料粒径、形状确定的情况下,考查填料表面改性效果的主要判据是填料与有机聚合物基体结合的牢固程度、填加量的多少,产品的各种物理-化学性能是否提高了等。这些与表面改性剂的选择和表面改性工艺过程有关。表3-6-24列出了各种表面改性剂的适用范围。

表3-6-24表面改性剂的适用范围

表面改性剂的用量一般为无机填料量的~3%。对于某些偶联剂类,可通过计算得到理论加入量。以硅烷偶联剂为例,计算公式为:

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式中:W为硅烷偶联剂用量(g);W1为欲改性的矿物填料重量(g);S1为矿物填料的比表面积(m2/g),可实测获得;S2为偶联剂的最小包裹面积(m2/g),由生产厂家提供。

表3-6-25给出了KH系列硅烷偶联剂的最小包覆面积。

表3-6-25KH系列硅烷偶联剂最小包覆面积

在生产和试验中主要采用“活化指数”来表征表面处理的效果。无机矿物填料或颜料粉体相对密度较大,而且表面呈极性状态,在水中自然沉降。经表面改性处理后的无机填料粉体表面由极性变为非极性,对水呈现出较强的非浸润性,不沉降。根据上述现象,提出“活性指数”,用H表示,其含义为:

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由上式可见:未经表面活化处理的无机粉体,H=0,活化处理最彻底时,H=变化范围为0~。将改性样品放入清水中搅拌10min,然后观察是否有沉淀和沉淀多少,如果在2天内无沉淀或沉淀很少,说明改性成功。改性剂的用量可根据“活化指数”来确定。最佳用量应是表面改性剂在颗粒表面上覆盖单分子层的用量。大于此量,则将形成多层物理吸附的界面薄弱层,从而导致填充物的强度下降;低于最佳用量,则填料颗粒表面改性处理不完全。

液态表面改性剂使用前应稀释,固态表面改性剂应配制成溶液。由于硅烷偶联剂与水的作用是偶联作用的基础,大部分硅烷经水解后成为水溶液。因此,常用水作稀释剂配成溶液使用。一般采用酸性溶液水解硅烷,常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。对于水解产物易缩合的硅烷,其水溶液应在使用前临时配制。

钛酸酯偶联剂用惰性溶剂,如白油、石油醚、变压器油等稀释,配成一定浓度的溶液。

锆类偶联剂的溶剂见表3-6-23。

用丙酮溶解硬脂酸制成溶液。

3.矿物填料表面改性工艺及设备

对矿物填料表面进行改性的方式有两种。一种是矿物填料预先涂敷处理改性工艺,在填料与树脂基料混合之前,先对矿物填料表面改性。另一种是所谓的整体处理工艺,将矿物填料和改性剂一起加入到树脂基料中进行混合处理。

预先涂敷处理改性工艺所用的主要设备是高速混合(捏合)机(图3-6-9)。

图3-6-9高速混合(捏合)机结构

1—回转盖;2—混合锅;3—折流板;4—搅拌叶轮;5—排料装置;6—驱动电机;7—机座

高速混合机工作时,高速旋转的叶轮使物料连续地螺旋状上、下运动,物料运动速度很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦,使团块破碎,物料温度相应升高,使物料均匀分散和对改性剂均匀吸附。工作原理见图3-6-10。

高速混合机的改性效果主要与叶轮的形状和回转速度、物料的温度、物料在混合室内的充满程度(即填充率)、混合时间、改性剂的加入方式和用量等因素有关。

填充率一般为~,对于高位式叶轮,填充率可达

温度是影响最终改性效果的重要因素之一,对于不同的矿物填料和所用的表面改性剂,加热温度高低也不同。

图3-6-10高速混合(捏合)机的工作原理

1—回转盖;2—外套;3—折流板;4—叶轮;5—驱动轴;6—排料口;7—排料气缸;8—夹套

部分国产高速混合机主要技术参数见表3-6-26。

表3-6-26部分国产高速加热混合(捏合)机主要技术参数及生产厂家

4.硅灰石填料

重碳酸钙、重晶石、滑石、硅灰石等被称为白色非金属矿物颜料、填料。其中,由于硅灰石具高长径比和色泽白的特点,使其成为白色非金属矿物填料的佼佼者。用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂表面改性的硅灰石粉料作填料,可明显改善产品的性能。如作聚碳酸脂填料,其弹性模量是未填充时的3倍,强度大约增加15%,填充到聚乙烯、聚丙烯中,产品的拉伸强度、弯曲强度等机械力学性能明显提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龙1010的性能。

表3-6-27硅灰石充填PVC硬板性能

表3-6-28不同矿物填充尼龙1010性能对比

西北油漆厂用硅灰石粉代替部分钛白粉或滑石粉,成功地应用到涂料中。

主要参考文献

[1]《非金属矿工业手册》编辑委员会,非金属矿工业手册(上、下册),冶金工业出版社,1992。

[2]郑水林,粉体表面改性.中国建材工业出版社,1995。

[3]李英堂等,应用矿物学,科学出版社,1995。

[4]孙宝岐等,非金属矿深加工,冶金工业出版社,1995。

[5]《矿产资源综合利用手册》编辑委员会,矿产资源综合利用手册,科学出版社,2000。

[6]刘伯元,硅灰石深加工及其产品在塑料中的应用,非金属矿,期,P21~24。

[7]李晓琴等,硅灰石质瓷质坯体焙烧过程物相变化研究,非金属矿,期,P12~13。

浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文

在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。

摘要 :

新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。

关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景

引言

目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。

1、再生混凝土研究现状

国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。

对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.

国内研究现状

我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。

另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。

2、再生混凝土性能特点

物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。

中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。

同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。

西班牙加泰罗尼亚理工大学等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。

葡萄牙里斯本理工大学等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。

意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。

耐久性能

武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。

湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。

浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。

安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。

美国威斯康星大学麦迪逊分校等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。

英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。

抗剪性能

广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。

广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。

西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。

郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为~,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。

北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。

北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。

3、存在问题及应用前景

存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。

(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.

(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。

(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。

应用前景

再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。

摘要:

为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。

关键词:

再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性

1、再生混凝土简介及其研究的必要性

再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。

近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。

2、再生骨料的生产工艺及性能

再生骨料的生产工艺

对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。

再生骨料的性能

经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。

3、再生混凝土物理性能及力学性能

再生混凝土物理性能

由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。

再生混凝土的强度

再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。

应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。

再生混凝土的弹性模量

由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由降低到时,再生混凝土的抗压弹性模量增加。

再生混凝土的干缩与徐变

再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。

4、再生混凝土的耐久性

再生混凝土的抗渗性

与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。

(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;

(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。

由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。

再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性

再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。

再生混凝土的抗裂性

与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。

再生混凝土的抗冻融性

再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。

5、结语

通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。

第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。

第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。

第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。

第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。

第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。

第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。

参考文献

[1] 苏南,王博麟.废混凝土回收粗粒料品质与再生混凝土工程性质之探讨[J].中国土木水利工程学刊,2009,12(03):435-444.

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光导纤维的研究与应用论文

光纤通信论文的写作格式、流程与写作技巧 广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。

土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅论土木工程中关于智能材料的应用

【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高,包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况,并展望了其在未来的应用趋势。

【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势

引言

目前,随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展,智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料,其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化,并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料,一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出,并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展,使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类,一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料,称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料,也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素,可利用自身感知处理信息,发出指令并执行动作,进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下,单一功能材料难以具有上述多种功能,这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料,作为新型功能性材料,最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中,材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点,在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示,耗能器安装形状记忆合金结构后,耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

压电材料一般是指在收到压力后,材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知,利用传感器输出结果,从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上,采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量,从而实现对于结构震动的控制,这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步,压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成,是一种纤维状光通信介质材料,该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统,由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子,因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率,潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用,将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能,而且将形状记忆合金等驱动元件埋入,有机结合信息处理系统与控制元件,使混凝土结构具有智能功能,进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中,光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料,我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理,当磁场的强度高于临界强度时,磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点,磁流变材料可用于高层建筑的结构中,实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔,使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应,这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换,这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域,智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态,在土木结构中集成传感与驱动元件,利用其网络实时监控结构状态,以保证土木工程结构与基础设施的安全,有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构,该结构不仅可承载传递运动,还能检测并改变结构特性,具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构,在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题,尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题,研发应用智能材料能够为其提供重要的途径,实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处,但随着有关研究的不断深入,智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中,智能材料都将发挥其潜力,体现出广阔的应用前景,开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述,随着智能材料的广泛应用,同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展,在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件,建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构,对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用, 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

参考文献:

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功能陶瓷应用领域研究论文

【摘要】:陶瓷与书法艺术虽是两门独立艺术,代写论文但两者自古以来就有着深厚的历史渊源,两者具有相通的艺术特征。现代条件下陶瓷与书法艺术亦交相辉映,不同的陶瓷造型可以采用与其风格相协调的书法来加以装饰,使陶瓷艺术获得锦上添花的效果。虽然书法艺术在陶瓷中的运用仅处于辅助地位,但其作用和意义不容忽视,值得从事陶瓷艺术的人们加以关注和应用。 【关键词】:陶瓷,书法,艺术魅力 引言 陶瓷是泥与火的艺术,书法是笔含墨的艺术。艺术都是相通的,陶瓷与书法原本属于独立艺术,然而艺术间不乏契合。陶瓷同书法艺术的契合给欣赏者感觉无疑是锦上添花。对两者成功的驾驭,在于对两门艺术的解读和深掘,而后达到综合艺术的完美和统一。 1陶瓷与书法的历史渊源 中国制陶起源很早。自古相传“神农氏作瓦器”,“昆吾氏作陶”。而汉字起源同样是历史悠久。远在六七千年前的仰韶文化(半坡类型)与四五千年前的大汶口文化以及马家窑文化(马厂类型),陶器上面常见有作为记事的符号,似可视为汉字的滥觞。可见古代陶瓷和文字的起源,从一开始就有着十分密切的关系。春秋战国时期陶器上面多带有篆书雕印文字,陶器上的文字也成为后人研究战国文字和制陶业的宝贵资料。秦兵马俑身上多刻印有工匠的姓名,如“咸阳午”等,字体有的是篆书,有的则近似草隶。三国、两晋时期是青瓷器普及和发展阶段,同时也是陶瓷书法艺术进一步提高与形成典范的过程。唐代楷书、章草、大草、行书等书写体系逐渐完善,这一时期由于饮茶之风盛行。书法装饰便出现在茶壶、酒坛上,有楷、有草,均有大书法家张旭、怀素、颜、柳之风韵。多写名人诗句或“酒”、“茶”文字,酣畅淋漓,圆润遒劲,纯真自然,配以不同的器物造型之上,极具古朴、简约之美感。宋代书法是我国书法发展的一次高峰,书法艺术方面趋于完善和社会文化素质的提高,反映在陶瓷造型中已有“大巧若愚”的自然之韵。陶瓷上的书法装饰在这一时期自然也就成为其明显的特征,且和谐完美地融合在一起,耀州窑用书法装饰的酒具、茶具,其书法亦颇有“苏、黄、米、蔡”之韵。以至元、明、清各代书法装饰陶瓷也成为一种独特的艺术装饰形式和艺术美感,这有其精神上的必然和谐。 2 0世纪6 0年代以后,随着陶瓷艺术的丰富和发展,代写毕业论文随着人们对陶瓷艺术视野的扩展。陶瓷和书法的结合样式也越来越多地出现,表现手法也越来越多样化,艺术品位也越来越有所提高,书法也逐渐地成为陶瓷装饰中所独具魅力的种类。众多陶瓷书法作品,或以笔写,或以刀刻,或以釉上,或以釉下,各具风采盎然。近年来各地陶瓷艺术家利用各地不同的材质和工艺,创作出大量的优秀作品。如广东佛山的现代陶艺、山东淄博的色釉刻瓷,江西景德镇的陶瓷书法刻划和堆字等。这些作品充分利用书法的形式美和陶瓷材质美在文化内涵和形式上的联系,和谐而自然地结合起来,为陶瓷书法艺术的发展开拓了新的境界。 再从陶瓷发展的历史来看,从原始陶器到彩陶、彩绘陶,再到后来陶与瓷的流脉和传派,陶瓷艺术的奥秘既深藏在历代传承的手工模式之中,更神奇地深藏在从配料、拉坏、成形、装饰到烧制的个体经验之中。因此,陶瓷与书法一样,它的原则、法规、模式、风格、内涵也都受到整个中国文化内涵与形态的制约。 简言之,我国自古以来陶瓷工艺与书法艺术的发生和发展,历史悠久,关系密切,是当时文化、艺术及至政治、经济状况的具体反映。 2陶瓷与书法的艺术特征 陶瓷与书法都是中华民族的传统艺术。从其实质来讲,有相通之处,代写硕士论文两者有着许多共同的文化内涵,有着和谐的审美情趣。 首先,两者都是造型艺术。书法是以线条的流动来表现作者的情感心绪和品格修养。陶瓷造型通过各种线型和体面结合变化,空间的虚实、体量大小关系、轮廓的起伏等,构成陶瓷的造型美。 其次,从审美特征来看,两者都是实用性与艺术性相统一、状物与抒情相统一的艺术。书法无色而具有图画的灿烂,无声而有音乐的和谐,来自自然形象而又远离了自然形象。书写者将自己的精神意蕴、生命情丝、审美趣味化为或纵或收、或枯或润、或粗或细、或刚或柔的线条,并通过这些笔墨线条的枯润、浓淡的个性因素,反映出人的审美经验。汉代的杨雄在《法言》中说:“言,心声也;书,心画也。”唐代孙过庭认为书法艺术可以看出书法艺术家的情感,即“达其情性,形其哀乐”。清代刘熙载更是一语道明:“写字者,写志也”、“书法,如其学,如其才,如其志,总之如其人而已。”

探究水处理陶瓷膜制备与应用技术研究进展论文

膜技术被认为是21 世纪最优前景的水处理技术之一,膜材料技术、膜分离技术在近十几年得到很大发展,在水处理领域得到了广泛应用。水处理陶瓷膜的过滤、分离性能与膜孔径大小及其分布、孔隙率、表面形貌等有密切关系。陶瓷膜的活性分离层是颗粒以任意堆积方式形成的,孔隙率通常为30 ~ 35%,且曲折因子调控较为困难,陶瓷膜的水处理效能受到局限。研究陶瓷膜制备、修饰、工艺优化新技术以提高其过滤、分离、抗污染效能是水处理陶瓷膜领域的研究重点。

1. 水处理陶瓷膜制备技术

致孔剂制备技术

致孔剂是提高水处理陶瓷孔隙率简单又经济的方法,致孔剂可分为无机物和有机物两类。无机致孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵和氯化铵等高温易分解的盐类或无机碳如石墨、煤粉等;有机致孔剂主要包括天然纤维、高分子聚合物,如锯末、淀粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。Yang 等 以Al2O3 为膜基体,以膨润土为烧结助剂,以玉米淀粉作为造孔剂通过挤出、交联、干燥、烧结等过程制备陶瓷膜。研究发现随着淀粉含量的增加,Al2O3 支撑体的最大孔径和平均孔径均有所增大,陶瓷膜的孔隙率可有24% 提高至38%。

模板剂制备技术

模板剂可有效控制所合成材料的形貌、结构和大小,并制备出孔结构有序、孔径均一、孔隙率大的微孔、介孔和大孔材料。模板剂法具有丰富的选材和灵活的调节手段,采用模板剂法制备水处理陶瓷膜极具前景。Xia 等 以有机聚苯乙烯微球为模板剂,采用UV 聚合的方法制备出孔径为100nm 的三维有序聚氨酯大孔材料。Sadakane 等 以PMMA 为模板剂制备出具有三维有序大孔的金属氧化物材料,其孔隙率范围为66 ~ 81%。表面活性剂在溶液中可以形成胶束、微乳、液晶、囊泡等自组装体,也常被用作自组装技术中的有机物模板剂。利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂可制备出有序的介孔分子筛MCM41,具有多种对称性能的孔道,孔径在2 ~ 50nm 的.范围内。Choi 等以Tween80 为模板剂制备了具有梯度孔径结构的TiO2-Al2O3 陶瓷膜,陶瓷膜的渗透性能大大提高。

纤维层积制备技术

陶瓷纤维材料在成膜过程中可以迅速在支撑体表面沉积搭桥,明显减少了膜层的内渗,并且容易得到较高的孔隙率和比表面积,对膜材料渗透性能的提高具有显著作用。Ke 等 以TiO2 纤维为原料,通过旋涂法制备出平均孔径在50nm 的陶瓷纤维膜,对球形粒子截留率超过95%,膜通量在900Lm-2h-1 以上。

溶胶- 凝胶制备技术

溶胶- 凝胶技术主要是通过调整材料尺寸控制陶瓷膜分离层的分离精度。溶胶- 凝胶法可形成纳米级别的溶胶,得到的陶瓷膜层孔径小、孔径分布窄,适用于高渗透选择性的超滤膜和纳滤膜的制备。Tsuru 等 利用聚合溶胶路线制备出平均孔径 ~ 的TiO2 纳滤膜,对PEG 的截留分子量为500 ~ 000Da,对Mg2+ 的截留率为88%。

2. 水处理陶瓷膜修饰技术

化学气相沉积修饰技术

采用化学气相沉积法(CVD)在陶瓷膜表面沉积硅氧化物或金属氧化物来改善陶瓷膜孔结构以及过滤性能,是一项非常有效的手段。Lin 等 采用CVD 技术对平均孔径为4nm 的Al2O3 陶瓷膜进行修饰,制备出孔径范围为 ~ 的SiO2 陶瓷膜。CVD 的方法一般需要在高温、真空的环境中进行,并且要求前驱物具有一定的挥发性。

原子层沉积修饰技术

原子层沉积技术(ALD)可将物质以单原子膜形式层层沉积在陶瓷膜表面,从而构建陶瓷膜表面微纳结构。Li 等 在平均孔径50nm 的陶瓷膜表面上通过原子层沉积氧化铝层,通过控制原子层沉积次数来调控膜的平均孔径,改性后陶瓷膜对BSA的截留率由 升至。

表面接枝修饰技术

表面接枝技术常被用来调控膜材料的表面性质,接枝过程将改变膜的孔结构,达到减小孔径的目的。陶瓷膜表面一般会吸附水形成大量羟基,通过接枝有机硅烷的方法在介孔膜表面可以修饰一层有机分子层。通过调控接枝分子的链长与官能团等特性可以实现调控孔径大小的目的,且能获得特殊的表面性质。Singh 等 发现接枝硅烷偶联剂可以使多孔陶瓷膜孔径进一步变小。Cohen 等 将亲水性PVP 接枝在陶瓷超滤膜表面上,改性后的膜孔径减小,截留性能提高,抗污染性能得以改善,可用于油水分离。

3. 水处理陶瓷膜制备与修饰工艺优化

陶瓷膜材料、添加剂选取

水处理陶瓷膜的制备主要集中于原材料及烧结工艺,通过添加烧结助剂以降低烧结温度、采用低成本易烧结原料以降低原料成本,以及利用先进的烧结工艺以达到低成本控制是陶瓷膜的研究重点。陶瓷膜制备过程中常在基膜材料中加入一些液相型或者固相型烧结助剂。高岭土、钾长石等天然硅酸盐黏土矿物在较低温度下便能熔融形成液相,在颗粒间毛细管力的作用下润湿并包裹膜材料基体颗粒,并将颗粒黏结起来,辅以多孔陶瓷膜良好的机械强度。氧化钛、氧化锆等金属氧化物能与陶瓷膜基体形成多元氧化物固熔物而使烧结温度下降,有利于陶瓷膜制备。

陶瓷膜烧制过程优化

多孔陶瓷膜必须经过多次烧结,存在烧结工艺周期长、能耗高的问题。除采用烧结助剂或采用易烧结材料以降低烧结温度外,减少烧结时间或缩短制备周期也能达到降低烧结工艺成本的目的。在减少烧结时间方面,微波烧结技术是一种非接触技术,热通过电磁波的形式传递,可直达材料内部,最大限度地减少了烧结的不均匀性,可在缩短烧结时间的同时,降低烧结温度。微波技术大多用于制备几近致密的陶瓷复合物,同时由于其可改善材料组织、提高材料性能,亦可用于多孔陶瓷复合物的制备。在缩短烧结周期方面,一些研究者借鉴低温共烧陶瓷技术在多层结构陶瓷元器件封装领域的成功应用,提出采用共烧结技术来减少烧结次数,从而降低烧结成本。

4. 结论

水处理陶瓷膜制备技术以提高陶瓷膜整体性能为目的,通过调控陶瓷膜微结构可实现陶瓷膜制备技术的突破。目前,致孔剂制备技术、模板剂制备技术、纤维层积制备技术、溶胶- 凝胶技术、固态粒子烧结技术等陶瓷膜制备技术已日益得到关注。水处理陶瓷膜制备技术研究将引领和推动陶瓷膜技术及产业的发展,缓解水厂升级改造、提升水质品质的瓶颈压力。

陶瓷艺术是一门古老的艺术形式。陶器的出现已有了八千多年的历史,在东汉晚期,瓷器已相当成熟,从而中国是最早发明瓷器的国家。下面是我为大家整理的陶瓷艺术教学论文,供大家参考。

陶瓷艺术教学初探

陶瓷艺术教学论文摘要

摘 要:陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷具有悠久的发展历史,从陶到瓷经历了漫长的发展过程。从新石器时代到河姆渡文明,从青瓷到彩瓷,从唐三彩到宋名窑等,现代的陶瓷更是进入了精美细腻且具有声、光、磁和电等等功能的新型陶瓷时代。陶瓷艺术即是古老的又是现代的,我们该如何进行其的教学呢?本文将对陶瓷艺术教学进行探究,阐述陶瓷艺术教学的重要性,分析当前陶瓷艺术 教育 的现状及发展中存在的问题,并提出有利于其教育发展的相关建议及意见,以供同行加以借鉴与参考。

陶瓷艺术教学论文内容

关键词:陶瓷艺术;教学;策略;初探

中图分类号:J527 文献标识码:A 文章 编号:1005-5312(2014)23-0220-01

在我国,陶瓷艺术是一门依托于陶瓷全行业发展的学科,其本身具有特殊性与广阔性,这也将是陶瓷艺术专业得以长久存在和发展进步的源泉动力。因此,需要我们对陶瓷艺术教学进行一定程度的变革,想方设法将陶瓷艺术教学办好。

一、陶瓷艺术教学的重要性

陶瓷艺术是我国五千年文明历史中较为重要的一个象征,它是中国人民的集体智慧的结晶,陶瓷艺术 文化 的延伸和传承,对人类历史文明有着杰出的贡献,记载了中国人民艺术发展的历史,彰显了国家历史文化的发展历程,是我们民族的最重要的骄傲之一。现如今,虽已进入了工业高速发展的社会阶段,但陶瓷艺术仍具有无法估量的重大的时代价值。这不仅在于陶瓷成为了人类社会生活中不可缺少的一个部分,有极高的美学欣赏价值,更重要的是陶瓷艺术是古代人们开启人类智慧的重要之举,是帮助认识国家文明历史发展历程的重要助手。把陶瓷艺术文化世世代代相传下去是中华民族的责任,陶瓷艺术教育是传播陶瓷艺术文化的最为有效的 方法 。在当今,陶瓷艺术教学有众多积极的意义。陶瓷艺术教学不仅能开发人的思维,陶冶情操,培养素养,而且还可以传授艺术知识,使学生更加了解认同民族的文化。陶瓷艺术教育既是一项职业技术的教育,更加是综合、多维、立体的教育。现代陶瓷艺术教育的工作重心点是把陶瓷艺术发扬光大,要做好此重心工作需对陶瓷艺术教育积极的意义进行深刻的认识,重视陶瓷艺术教育的地位。

二、陶瓷艺术教育的现状

我国陶瓷艺术教育虽然已经历了大半世纪的时间,但仍未能取得突破性的进展。大部分的教育仍采用技巧的教学为主的教育观念,追求“经技入道”。只有技巧但无思想无创造力的人即是所谓的匠人,只能跟着别人的后面跑,永远也走不出有自己特色的道路来。一个真正的艺术家,是需要有独立的思想,有主动创造的意识,同时也需要具有对学术进行不折不挠的专研精神。否则,即是具有再好的技艺,也难以在创造山有所造诣。所以,如何对陶瓷艺术教育品位进行提升,如何使得陶瓷艺术精神在教育中发扬及如何摒弃掉传统落后的师承教育的模式等等是当前陶瓷艺术教育的难题。

三、促进陶瓷艺术教学发展的策略

(一)清晰界定陶瓷艺术教学目标及发展方向

目前,我国的美术学校一般把陶瓷专业归为陶瓷艺术设计专业,这是一个较为含混含糊的提法。首先,自由的陶瓷艺术和日常使用的陶瓷产品设计两者间是具有很大的差别的,是不能混在一起的。其在专业的范畴上,日用陶瓷的设计与艺术创作展上供展的陶瓷艺术作品在创作思路及实现都有很大的区别。虽然目前还不是一个把陶瓷艺术设计专业划分为“陶瓷设计”和“自由陶瓷艺术”齐发展的好时机,但是要把此提上陶瓷艺术教育的议事日程上,作为一个陶瓷专业的发展目标,促进陶瓷专业的发展更加专业、更加深层、更加完善。

(二)加大美术院校陶瓷艺术教育经费的投入

陶瓷艺术的教育具有积极的意义,肩负着重大的任务,学校和政府教育部门应该对陶瓷艺术教育的责任和目标有深刻重要的认识,教育经费的增加投入是协助支持陶瓷艺术教育事业发展的根本基础。学校需根据经费合理的安排配置陶瓷艺术教育所需的教育设施,合理科学地分配理论教学和实践教学间的费用,避免实践与理论脱节。院校还应采用各种有效的 措施 对陶瓷艺术教育的软件设施加强建设,提高师资,除了聘请具有高素质的专业人才之外,还可广纳民间传统陶瓷艺人对学生实践进行指导,同时也可聘请专业技术造诣高的教授定期对学生进行指导。

(三)建立实践基地

陶瓷艺术实践的教学对整个教学的效果影响极大,实践教学是陶瓷艺术教育的重要环节,但当前其也是陶瓷艺术教学中相对薄弱的环节。为了加强陶瓷艺术的实践教学,院校很有必要建立陶瓷艺术实践基地,设置专门的陶瓷艺术教室,并且配置完善的实践基础设施,满足学生的实践操作所需。在建立实践基地之后,学校还应把理论教学与实践教学结合起来,适当安排实践教学的课程,注重对学生的操作动手能力的培养,让对陶瓷艺术有兴趣的人都能有机会亲自动手制作陶瓷,为广大的学生提供能让其充分展示自己创新能力的空间舞台。

(四)对教学课程进行改革

要想促进陶瓷艺术教学发展,对教学课程进行改革也是必要。其改革的重点是培养出技能型与应用型的人才,使得专业技能的教育满足适应市场的发展,其将使得学生在短时间内了解掌握陶瓷制作工艺,激发学生对陶瓷学习的兴趣,并能开发学生的潜能,提高其文化素养和审美的能力,形成鲜明独特的欣赏审美个性,激活学生创新的意识,从而使其创造出优秀的陶瓷作品。

课程的设置应注重培养学生的主动性,激发学生的 爱好 兴趣。学习者的学习动机、 学习态度 对学习的效果影响甚大,陶瓷艺术教学应注重学生的学习要求和动机,培养学生艺术创造力。在形式上,陶瓷艺术教学应以注重强调学生的主体性,通过对艺术设计构思进行多种可能性、多层次的尝试,带着目的性去需求变通的方法,寻求事物间的联系和相互关联的学习方式。在此教学中,教室带领了学生一同实践,与学生在相同的环境主体下,进行共同的创造、学习和体验。这种方式非常有利于学生能够准地把握课程主题,同时对在这过程中所建立的假设进行超越课程本身的对话,可以引导学生真正进入创造的境界,并且能够使学生最大可能地认知教学过程中的价值意向及情感流露抒发,避免刻板,使得学生能够很好地发挥创造能力和造型的表达能力,充分激发了学生的创作的热情和创新能力,使得学生能够很好地通过充分开放的方式把在课程中获得的技能、知识和个人情绪情感特征等自然流畅地表达出来。

课程的设置安排注重强调“学以致用”的教学原则。理论教学与实际教学相结合,理论联系实际。院校应尽可能地多为学生提供与教学课程相关联的信息,在思维和视野上开拓学习者对材料、造型认识的有限性。譬如,可以让学生常走出学校,走进企业工厂中,亲身去感受制作材料和陶瓷制作现场的气氛,捕捉自己对材料和手工艺的最原始的感动,从而培养他们那双敏锐的眼睛,培训他们进行实验时的能力胆量及探究摸索的兴趣。当在教师的引导下,学生对陶瓷的材料或造型工艺特别感兴趣时,这就说明了学生思维已经和事物的原创状态紧紧地联系着,到此时,教师有必要对学生的创作灵性情绪进行细化并引导,在对材料的认识和技术认知上给予适当的以点带面的指导。通过这样才能真正地把教与学互动起来,自然地学生的创作思维灵感得以很好的发挥,原始传统的被动式的教学方式得以消解。

校企合作,开拓第二堂课。通过学校与企业合作办学,实施师带徒的教育模式,全面的考虑学习者的学习要求、兴趣和目的,为学习者提供适合不同阶段、不同场所的实践活动,提高学习者的创新能力;建设新的课程体系,淘汰过于旧的课程,增加专业课程学时尽可能使得学习者精通一门工艺技术,引导学习者适应社会发展的需求,实现学生的就业。

四、结语

陶瓷艺术文化是中华民族五千年文明历史的重要象征,是中华民族的智慧结晶。在陶瓷艺术文化的延伸和传承中,教育起到了极为重要的作用。当代陶瓷技术的教学中存在着自身的不足与问题,我们需要进行深刻的认识与反省,并采取相应行之有效的措施进行改革,以促进陶瓷艺术教学的发展。

陶瓷艺术教学论文文献

[1]陈梅,范昭平.论民族院校陶瓷艺术教学改革[J].美术教育研究,2012,(11).

[2]程幸.关于传统陶瓷艺术教学模式的改革――以景德镇陶瓷古彩装饰艺术教学为例[J].职教论坛,2012,(35).

[3]楚梵.现代陶瓷艺术教学探究[J].美术教育研究,2014,(03).

浅谈明代陶瓷艺术

陶瓷艺术教学论文摘要

摘 要:中国瓷器的发展,由宋代的大江南北成百上千窑口百花争艳的态势经由元代过度之后,到明代几乎变成了由景德镇各瓷窑一统天下的局面。景德镇瓷器产品占据了全国的主要市场,因此,真正代表明代瓷业时代特征的是景德镇瓷器。景德镇的瓷器以青花为主, 其它 各类产品如釉下彩、釉上彩、斗彩、单色釉等也都十分出色。

陶瓷艺术教学论文内容

关键词:明代青花 红绿彩 装饰技法 成化瓷器 高士图 斗彩

一、明代青花的“高士图”

“高士图”是瓷器上的重要表现题材。“高士图”是以文人雅士情趣生活为题材的一种瓷器装饰的明代青花瓷器的纹饰丰富多样,高士图属于人物纹饰一类,,如王羲之爱鹅、爱兰,陶渊明爱菊,周茂叔爱莲华“高士图常见于青花瓷和斗彩描绘在瓷瓶上缸、罐、杯等器物的主要部位上装饰。

德镇青花瓷器上的高士图,从其不同时期的艺术风格和时代特征等方面考虑,将它划分为四个时期进行论述。

1、前期:洪武、永乐、宣德、正统、景泰、天顺。

前期青花高士图的特点主要有:1.器物造型以杯、瓶、碗为主;2.多使用“苏麻离青”料,色泽浓艳晕散,以国产青料为主,发色清新艳丽。中;3.构图表现较为单调,突然单个;4.高士绘画技法较为写意、工整,以一笔点画为主

明朝建国之初,治者实行了一系列宽松政治,社会经济比较繁荣,也有少量的云龙纹、庭院小景类,纹饰基本上以缠枝、折枝花卉为主。

2、中期:成化、弘治、正德。

成化、弘治、正德年间政治比较稳定经济开始繁荣,景德镇的瓷业生产得到较大的发展。青花瓷有自己的风格,物华自成一体,放开始采用国产平等青料,有所青花色泽淡雅清新,造型轻巧俊秀,绘画疏朗舒适。

成化、弘治、正德时期,是明代青花高士图的流行期。其特点主要有:1器物造型以碗、盘、罐、瓶为主;2.采用国产平等青料,发色清雅;3.秀美的自然风光为背景,但绘画不及永、宣时画法严谨;4.绘画技法既有写实,也有写意,点画与勾勒平涂并举,人物形象用笔不多却很传神,人物潇洒飘逸。

明至成化,书生人物形象总是出现在博发鬓随风飞扬,衣袂飘动,优雅脱俗之气。高士绘画是勾勒渲染,把轮廓勾勒出来,以青花料渲染,这正是明中绘画的典型手法。成化时的纹饰,以逐渐走向淡雅风格。

3、后期:嘉靖、万历。

高士图更加流行期,注重装饰,明代青花高士主要有特点:.使用国产“回青料”,青花发色浓艳;3.高士题材广泛,在传统的基础上又有创新;4.绘画多采用勾勒平涂技法。

末期:天启、崇祯。

天启、崇明代末期,社会动荡、战争不断、国力景德镇御窑几乎停产。此期的青花瓷,既沿袭了万历时的材料,又开启了明末清初的新面貌貌。

综上所述,明代青花高士图各个时期的时代脉络清晰,特征突出,前、中、后、末四个时期,分别为初创期、行期、风行期、转变期。

二、红绿彩瓷器

禹州作为著名的钧窑所在地,依据目前掌握的资料,明代禹州所产红绿彩瓷器大致,可分为明前期、中后期两个阶段。

1、前期

明前的禹州红绿彩瓷器精品大多已流失海外。此外,在河南禹州、许昌、郑州及安阳等地的旧城改造中,发现了大量的红绿彩瓷器残片,品种有白地黑花红绿彩、红绿彩绿釉黑彩及绞化妆土红绿彩。

2、中后期

自明代中后期,禹州红绿彩产量大为减少。因为大量人员受到景德镇销售行情影响有关,德镇釉上彩瓷质量上明显占优势,并且大量生产,使禹州红绿。

三、青花装饰技法

青花瓷亦称白地蓝中华花,华清新明快中博、富丽典博雅,是独具高雅审物华美品位的华中艺术瓷品种。

德化窑青物华花瓷以其装饰图案博丰富多彩、构图简介舒华物展、笔法物洒脱博华豪放华物、画风朴实大方等独特中青花瓷质地洁白、美丽、典雅大方,给人以清新明快、肃穆端庄之感。装饰技法主要是通过线条的粗细、疏密、点线博等笔法来表现各种艺术意境,中刚柔、虚实、浓淡、轻重的变化,运笔之法有中锋、侧锋、逆锋、拖等。

四、明朝成化瓷器

以斗彩最富盛名,其中大部分为景德镇烧的官窑器,还有一些民窑器。

成化烧造数量虽不及之前宣德朝的,然而品种繁多,色彩缤纷,堪称明代瓷器成化瓷器总体具有较高的艺术价值和经济价值。

1、型

成化瓷器的造型,成化瓷器既保持续了明代初期瓷器的基本物中型特点,即:口外撇,腹鼓而丰满,中给人以古拙稳重之感,同时又有自身的特色。大多为杯、盘、碗、碟、瓶、盖

2、斗彩

“斗彩”又称“逗彩”或豆彩”,因不同的理解而得名。还彩”的意思是“ 彩绘 骈连,有如逗并”。也有认为“斗彩”说法源于“花朵攒簇,有类中斗争”的。现在大家趋向于“斗彩”。

3、釉质与釉色

中,大部分成化瓷器为白釉,釉面肥厚滋润、细腻平滑洁白无瑕,如脂似玉。婉转柔和、晶莹润泽。其他的釉色也有,色彩釉,有鲜红釉、黄釉、、蓝釉、酱釉及仿前代的哥釉等。

4、款识

成化官窑款识物中,在字体上如出一人手,用笔自内中有骨,柔中有刚,古拙朴实,挺拔瘦劲,笔道大又圆润即字数少,青料书写,个别用色釉。成常以竖排双行来构图,一般在器底物华。明成化民窑纪年款:一般分为“大明成化年制”,“大明成化年造”,“成化年造”等几种署款方式。

5、纹饰及图案

成化瓷器纹饰图案种类齐全瓷器上的人物纹、动物纹、植物纹、自然纹、几何纹、文字等等一应俱全。

陶瓷艺术教学论文文献

[1]《明代禹州烧造红绿彩瓷器》 收藏 郭学雷 2009年第7期

[2]《浅谈德化青花装饰技汉的继承与创新》 陶瓷科学与艺术 苏志勤 2010年第2期

[3]《浅谈明朝成化瓷器》 科学大观园 李琼2008年10期

[4]《明代景德镇青花瓷器上的“高士图”浅议之概述及分期》瓷库中国 2012-9-26

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