高分子材料工程特征的含義
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高分子材料工程特征的含義范文第1篇
關鍵詞：相變；儲能材料；微膠囊
能源是人類賴以生存和發展的基本，是推動社會進步和改進所必需的物質基礎。但是由于能量的供給和需求都存在一定的時效性，在許多情況下，人們還做不到合理的利用能源。相變材料作為一種儲熱和調控溫度的材料，已經成為人們當前注重的焦點。人們利用儲能材料具有一定的能量儲蓄存放的功能，來儲存或者是釋放其中的熱量，從而達到一定的調節和控制此種相變材料周遭環境的溫度，來達到所需的目的，提高了能源的利用率。
1.相變儲能材料簡介
1.1相變材料的含義
利用這些物質在自身發生相變過程中的吸熱和放熱的特殊性質，可以將熱能儲存起來和釋放出來，從而實現了調節和控制周圍環境溫度的目的，我們將此種具有熱能的儲存和調控溫度的功能物質稱為相變材料。物質的存在狀態通常有三相：固相、液相和氣相。當物質從一種相太變化到另一種相態叫相變。相變的形式主要有四種：（1）固-固相變；（2）固-液相變；（3）液-氣相變；（4）固-氣相變。當一種物質能夠發生四種相變中的任意一種相變時，都可稱為相變材料。如果從發生相變的過程來看，這種相變材料在吸熱和放熱的過程中，能夠把熱能儲存起來，并對其周圍環境溫度調節控制。
1.2 相變材料的特點
熱能儲存的方式一般有顯熱、潛熱和化學反應熱三種。相變材料是利用自身在發生相變過程中吸收或釋放一定的熱量來進行潛熱儲能的物質，該材料是通過材料自身的相態變化或結構變化，向材料的周遭環境自動的進行吸收或釋放一定的潛熱，從而達到改變或者是平衡環境溫度，實現了調節控制周遭溫度的物質，一般來說，此種物質具有儲熱密度高、自身體積小、熱效率高以及放熱過程保持恒等溫度等優點。由于性能的限制，相變材料有一些特定的要求，比如說：（1）化學性能方面：在反復的相變過程中化學性能穩定，可多次循環利用，對環境友好，無毒，使用條件安全。（2）物理性能方面：材料發生相變時的體積變化??；放熱過程溫度變化穩定。（3）經濟性方面：材料的價格比較便宜，并且較容易獲得。
1.3相變材料的分類
根據物質成分的不同：可以將相變材料分為無機相變材料、有機小分子相變材料和高分子相變材料。其中無機鹽種類的相變材料常見有：熔融鹽類、結晶水合鹽類等；有機物小分子種類的相變材料常見有：酰胺類、高級脂肪烴類、脂肪酸或其酯或鹽類、醇類、芳香烴類等；高分子類的相變材料則有：聚烯烴類、聚烯酸類、聚烯醇類、聚多元醇類、聚酰胺類等。
根據相態變化的形式：相變材料又可分為固-氣相變材料、液-氣相變材料、固-固相變材料及固-液相變材料。固-液相變和固-固相變是人們經常使用的相變材料種類。固-氣和液-氣類型的相變材料在其本身相變過程中有氣相產生，相變材料的自身體積變化方面比較明顯，這樣的話就使得他們在應用方面的范圍變的比較窄。固-固相變材料和固-液相變材料的在發生自身相變的過程中，他們自身的體積變化相對來說還是較小的，并且固-固相變材料對容器的密封性以及強度方面的要求不怎么高，但他們的總體類型在自然界中相對比較少，在當前的實際應用中也很少見到。固-液相變材料的研究比較早并且在當前的科學研究中相對比較成熟的一類相變材料，這類材料的成本低、相變潛熱大、相變溫度分布比較寬泛，所以，固-液相變材料在應用中是最為廣泛的一種。
根據溫度范圍：這些相變材料又可以分成低溫、中溫和高溫等等。其中低溫相變材料的相變溫度范圍一般在20℃-200℃之間，中溫相變材料的相變溫度范圍一般在200℃-500℃之間，高溫相變材料的相變溫度范圍則為500℃-2300℃之間。一般來說，低溫相變材料的儲能密度比較大，溫度范圍覆蓋面廣，是目前固-液相變儲熱的主要研究對象。
1.4 相變材料的研究現狀及發展趨勢
國際上游很多國際對相變材料在進行科學實驗工作，這方面美國一直在科學前沿。最早對相變材料研究是出于節能的想法，所以最初常見到的是太陽能或者是風能等方面的利用以及對廢棄的熱量進行回收，經過較長時間的發展以來，相變材料已經慢慢的向化工領域滲
。maria telkes博士從1950年就著手對相變材料進行研究，他發現化學物質硼砂可以把十水硫酸鈉過冷度降低將近3℃，并預計測出了該材料的相變次數可以達到2000次。在工程建筑應用方面，美國科學實驗室已成功研制一種利用十水硫酸鈉共熔混合物做相變芯材的太陽能建筑板，并進行了試驗性應用，取得了較好的效果。美國的dayton大學的j.k.kssock等人將十八烷做為自己的實驗相變材料，采用了浸泡法制成相變墻板，然后建筑了一個相變墻實驗房和一個普通墻實驗房進行比較，試驗顯示出相變墻板房內的溫度相對來說比較平穩，如果將相變墻應用在實際建筑物中，可以適當的提高居住的舒適性、削減電力的高峰負荷。
目前在研究的發展趨勢中，相變材料的研究主要表現為：開發復合儲熱材料；研發復合相變材料的多種工藝技術；納米技術在復合相變材料領域的深入應用。
2.相變材料的微膠囊化
如何將相變材料進行有效的包裝，一直是相變材料研究領域的研究重點。較為先進的納米復合法是將納米材料的界面效應和較大的比表面積與相變材料的優點結合在一起，可制得高傳熱效率的復合相變材料。目前，微膠囊可以較好解決相變材料在流出和外滲方面的問題。目前，在微膠囊相變材料的制備過程中，很多人選用了三聚氰胺甲醛樹脂（mf）、脲醛樹脂（uf）作為壁材，所制備的微膠囊在某些性能方面有較好的表現：強度較高、耐熱性能好。
2.1 微膠囊技術
把固體或液體用某種膜材料包覆起來，然后形成微小粒子的技術，稱之為微膠囊封裝技術。球形微粒芯材在升溫時，由固態時轉變為液態，但外層包封的高分子薄膜層仍保持其固態，因此材料的外貌形態仍為固態顆粒。微膠囊包覆芯材，外層的殼物質稱壁材；被外層殼材包覆的囊心物質稱芯材。芯材可以是由單一物質組成，也可以是由混合物質組成；它的形態可以是固體、溶液、水分散液或油劑，也可以是一些特定的氣體。微膠囊的粒徑大小在1～1000微米范圍內，它的微觀形貌通常需要借助電子顯微鏡才能觀察到。相變微膠囊技術是一種新工藝，它在化工、醫藥、農業等領域已經有了較大的發展，并且在科研領域中得到了越來越多科研人員的重視。微膠囊技術的應用前景非常廣闊，主要表現為以下優點。 2.1.1 改善物質的物理性質
（1）液態轉變成固態。當液態物質經過壁材包覆微膠囊化后，可得到細粉狀產物，稱之擬固體（pseudo-solid）。雖然在外貌形態上它具有固體特征，但其內部芯材仍然是液體，因而內部芯材液相仍具有相應的反應性，這種外部有殼、內部芯材性質不改變的特性在某些場合中有其特別的用處。
（2）改變重量或體積。芯材經過微膠囊化以后，物質的重量會增加或減少。在某種工藝條件下，制成的微膠囊內部可以含有空氣或成為空芯，這樣導致物質的體積增大了，于是經過微膠囊化后的密度大的固體便可以漂浮在水面上了。
（3）良好的分離狀態。充分利用微膠囊的細分特性將其應用于生產實際中。例如在涂層工藝方面：在等量濃度下，其粘度較低是微膠囊的一大優點；另一優點是微膠囊材料能以粉末的形態分散于涂層當中。
2.1.2 控制釋放
在可以控制的工藝條件下，微膠囊中活性組分在釋放時，可以采用立即釋放、延時定時釋放或適當的長效釋放等多種釋放形式。
2.1.3 保持芯材穩定性
（1）保持芯材的抗氧化性；（2）保護具有吸水性的芯材物質；（3）避免液體環境中ph值對芯材的影響；（4）降低芯材的揮發性。
2.1.4減少芯材的對周圍環境的毒副作用
微膠囊化將硫酸亞鐵、乙酰水楊酸（阿司匹林）等藥物包囊后，可以控制藥物的釋放速度來減輕對腸胃刺激。藥物微膠囊化對于制藥工業來說，具有一定的前沿性。
2.1.5 屏蔽芯材味道
某些化合物（如藥物）具有一些刺激性氣味，利用微膠囊化進行包覆，可以適當減少這些物質的氣味。
2.1.6 氣味控制釋放
很多香料或香精，例如：水楊酸甲酯和薄荷油，可通過微膠囊化來防止芯材氣味的揮發。
2.2 微膠囊芯材和壁材的選擇
微膠囊相變材料中的芯材可以是油溶性，也可以是水溶性的化合物。界面聚合法制備微膠囊時，要求參加反應的這兩種反應單體分別存在于乳液中不相混溶的分散相和連續相當中，而聚合反應應發生在相界面上，由于在水相溶解的聚合單體存在于有機溶
劑中時也有一定溶解度，所以它會通過相界面進入有機相一側，所以常常在有機相側發生聚合反應。微膠囊化要想順利的進行，壁材的表面張力較芯材的應小，并且芯材與壁材之間不能發生任何的化學反應。
微膠囊化常用的芯材有：醇類、無機鹽、石蠟類、酯類、脂肪酸等單一相，或將幾種材料相復合，得到復合芯材。微膠囊產品的性能應考慮微膠囊壁材的選擇。選擇壁材時要考慮到其穩定性、耐久性等因素；還要考慮芯材的性質，微膠囊產品的在應用方面等性能要求，聚合物對于被包囊物質以及對于周圍介質的溶解能力，聚合物的彈性、韌性、滲透性、熔點及玻璃化溫度、溶解性及單體的性質。
微膠囊壁材常見的有無機材料和高分子材料兩大類。無機材料壁材主要有pb、cu、s等無機單質和zro2、tio2、硅酸鹽等無機化合物，但微膠囊壁材以無機材料為基礎時的成膜性比較差；而高分子材料作為微膠囊壁材時的成膜性比較好，所以常見的是用高分子材料作為壁材。當前科研中可作為壁材的高分子材料主要有：天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料。
2.3 微膠囊化的方法
微膠囊化的常見方法有：物理機械法、物理化學法和化學法三種類型。物理機械法的特點是通過微膠囊壁材的物理變化，制備的主要方法有：噴霧干燥法、真空蒸發沉積法、空氣懸浮法、靜電結合法、多空離心法等。物理化學法特點是改變反應的工藝條件，使溶解狀態的壁材材料從溶液中聚沉出來，將芯材包覆形成微膠囊，主要的物理化學方法有：水相相分離法、油相相分離法、干燥裕法、融化分散法與冷凝法等。化學法主要是：小分子反應聚合，生成高分子成膜材料，然后將所要包覆的芯材包覆起來，它使用的主要聚合方法有界面聚合法、原位聚合法。重點介紹一下經常用到的微膠囊化方法：原位聚合法、界面聚合法和噴霧干燥法。
2.3.1 原位聚合法
原位聚合法制備相變微膠囊時，將芯材分散成液滴，聚合單體在芯材液滴表面上形成較低分子量的預聚物，隨后這些預聚物的分子鏈逐步增大，并沉積在芯材液滴的表面上，聚合反應逐漸的進行，最終形成了固體微膠囊外殼。原位聚合法是以可溶性單體或預聚物聚合反應生成不溶性聚合物為基礎的。原位聚合法制得的微膠囊，一般來說它的囊壁堅韌、粒徑分布均勻。我們常見到的聚脲、聚酰胺、密胺等高分子材料就可作為原位聚合法的壁材。
2.3.2 界面聚合法
界面聚合法制備微膠囊時，微膠囊的外殼是通過兩類互不相容性單體的聚合反應而形成的。參與聚合反應的單體至少有兩種，其中必須存在兩類單體，一類是油溶性的單體，另一類是水溶性的單體。它們中的一種在芯材液滴的內部，一種在芯材液滴的外邊，然后在芯材液滴的表面反應聚合，形成聚合了微膠囊的壁材薄膜。這種制備微膠囊的方法具有工藝簡單、反應速度快、效果好、設備便宜、反應溫度要求不高等特點，避免了反應中要求嚴格控制溫度給操作帶來的不便。界面聚合的步驟如下：將芯材溶于含有單體a的分散相中，然后在乳化劑的溶液中乳化分散，再將反應單體b溶于少量的連續相溶劑中加入乳液；單體a、b分別從油相和水相內部向乳狀液滴的界面處移動，此時在相界面處反應聚合，形成聚合物壁材，包覆了相變芯材。界面聚合法反應速度快，反應條件溫和，是制備相變微膠囊的一種常用方法。
2.3.3 噴霧干燥法
噴霧干燥法是將芯材和壁材混合后，通入加熱或冷卻裝置，使其脫除溶劑凝固得到微膠囊，一般是先將壁材溶于溶劑中，然后將芯材在壁材的溶液中乳化，最后進行噴霧干燥。
3.微膠囊的現狀進展
triangle以正二十一烷和正十八烷雙組分pcm 作為相變芯材，制成微膠囊pcm ，可以用在某些需要降溫的設備領域。如今，美國outlast公司積極研發相變材料，研制了較多的相變材料產品，其中outlast纖維就屬于微膠囊包覆石蠟烴。gateway公司也提到了：同樣的厚度下，outlast的調溫產品與比其他的隔熱材料效果能提高25%。 k.hong和s.park采用界面聚合法、原位聚合法制備了包覆不同相變材料的微膠囊。任曉亮、王立新[1]等采用界面聚合法，以甲苯2、4二異氰酸酯（tdi）、二亞乙基三胺（deta）為壁材單體，制備了以十八烷為相變芯材聚脲微膠囊；通過dsc分析，相變儲熱微膠囊仍具有十八烷的相變點28.6℃；以聚脲為壁材制得的微膠囊有一定強度，可用于墻體，一定程度上緩
解了建材在使用和開發過程中造成的環境污染和能源浪費。鄧磊、林休休等[2]用甲苯2、4（2、6）二異氰酸酯（tdi）為壁材原料，由原位聚合法制得了fe3o4聚脲微膠囊，將fe3o4包覆于聚脲中，既能起到與磁性微球中fe3o4相同的作用，又不易流失，而且顏色變淺、密度減小、分散性提高，從原來的親水性變得完全疏水性，增大了與有機溶劑的相容性，可分散于丙烯酸異辛酯、丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、二乙烯三胺、甲苯、乙醇、乙醇水溶液、二縮三乙二醇等有機溶劑中，且能穩定存在180天以上，能更好的應用于涂料、油墨、粘合劑等領域。中國科學院大連化學物理研究所的鄒光龍、蘭孝征[3]等用界面聚合法，合成了直徑大約2.5μm可用于熱能儲存含相變材料的聚脲微膠囊.在含有乳化劑的水溶液中，將溶有芯材正十六烷的有機相乳化成微米級油性液滴，隨后加入的水溶性單體二胺與甲苯2、4二異氰酸酯在膠束界面相互反應形成囊壁.分別用乙烯二胺，1、6-己二胺和他們的混合物作為水溶性單體進行了研究，并用紅外光譜和熱分析分別考察了不同胺類對微膠囊化學結構和熱性質的影響，得出含正十六烷的聚脲微膠囊能耐受約300℃的高溫。
4.結語
微膠囊技術封裝相變材料具有其優越性。隨著微膠囊技術的不斷發展和成熟，微膠囊材料會逐步滲透到生產和生活的各個領域。但是，當前微膠囊制備中存在著較多不足，如工藝復雜、制備成本高，同時還有一些性能有待提高，工業化應用條件仍需摸索。所以今后應將主要精力放在簡化制備工藝、降低成本上；提高微膠囊熱導率、使用壽命、pcm含量等等。（作者單位：蘭州理工大學石油化工學院）
參考文獻：
[1]任曉亮，王立新，任麗. 聚脲型相變微膠囊的制備. 生態設計與環境材料.2005.
高分子材料工程特征的含義范文第2篇
關鍵詞：節能建筑；施工技術；現狀；技術要點
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A
引言
隨著經濟的高速發展，人們對能源的需求也越來越大，能源問題也逐漸成為人類面臨的四大生存問題之一。房屋建筑能耗在我國目前的能耗中占據了一大比例，緩解我國的能源危機的一個重要途徑就是做好建筑的節能施工。然而，建筑的節能施工問題由來已久，很多施工人員并沒有做到位。在建筑的施工過程中，施工單位應該按照節能建筑涉及施工的圖紙，有效地與特殊的施工方案結合，嚴格按照操作程序對建筑進行施工，在按照操作程序的同時，必須保證施工周期。只有把節能建筑施工的每一個技術都做好，才能創造出質量最優、節能最好的建筑。顯然，目前我國的節能建筑施工技術并不到位，因此，本文的研究針對建筑施工的節能技術是非常有意義的。
一、建筑節能的意義與施工要求
1、建筑節能的意義
現代生活中,對建筑的節能的意義是非常重大的,它主要表現在：(1)隨著經濟的不斷發展,建筑行業也在迅猛發展,因此,建筑的節能也就成為了建筑業發展的必然要求。(2)由于我國人民生活水平的不斷提高以及我國經濟的快速發展,人民生活需要的主要建筑環境要求便是舒適,建筑節能不僅可以提高建筑環境的質量,還可以保護我們的生態環境,一舉兩得。(3)建筑的節能更是社會發展的需要,它在一定程度上可以幫助我們緩解能源及各種資源緊張的局面,它也能提高能源的效力,是降低能耗的主要戰略舉措,它的建設與國民經濟更是息息相關。
2、節能建筑施工要求
一般來說,節能建筑主要從外墻、屋面、門窗等方面提高圍護結構的熱阻值和密閉性，達到節約建筑物的使用能耗的目的。施工單位的項目經理和技術負責人應根據節能建筑設計施工圖或節能設計專篇，結合其特殊性，制定施工方案，設立有效的質量控制點，嚴格按操作程序施工，保證必需的施工周期。加強施工操作人員的崗前培訓和施工技術交底。
二、節能建筑施工技術的現狀
當前，節能建筑施工技術貫穿在施工各個環節，并且涉及施工方、建筑方以及監理方。現如今，經濟發展飛速，人們的環保意識也在不斷的提升，并且各種節能理念也在不斷的深入，在節能環保方面，我國也已經取得了長足的進步，早在二十世紀八九十年代，我國的建筑行業就已經提出并且有了節能的理念，并且這種理念一提出就得到了各方面的重視與支持。時代在進步，我國也陸續制定出一些標準和規范，總的來說，我國在節能建筑施工方面的環境不錯，另外，再加上人們生活水平的不斷提高以及消費力的提高，在一定程度上也促進了節能建筑施工技術的發展。雖然在節能建筑施工技術上我國已經取得了一定的成績，但是同時也存在一定的不足之處:(1)關于節能建筑施工技術的要點不明確，在這種情況下，施工人員在施工的過程中沒有可以遵循的標準的節能建筑技術要點，在施工過程中出現了很多的浪費現象，甚至有時候還會出現建筑物質量不達標的嚴重現象。(2)目前施工成本較高。施工的過程中，各方都想贏利，如果成本過高，那么，各方得到的贏利也就會少，當然，在這種情況下，沒有很多的施工方會選擇節能施工，這樣節能施工技術是很難普及應用的。
二、節能建筑施工技術要點
1、墻體保溫施工技術
1.1普通墻體施工
首先，對外墻體的承重磚，使用整磚平砌，確保孔洞方向垂直，避免砍鑿空心磚。其次，對于墻體中的管道位置，使用實心磚砌筑，保證預埋，避免隨意鑿孔。最后，杜絕空心砌塊墻體施工，做好施工前的準備工作，準確繪制砌塊的排列圖，針對熱阻值比較低的墻體和容易開裂的砌體做好具體保證措施避免裂縫的滲漏。
1.2墻體保溫施工
（1）外掛式建筑外墻外保溫
外掛式建筑外墻外保溫材料有巖(礦)棉板、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫塑料板(簡稱聚苯板,EPS、XPS)、陶?；炷翉秃暇郾椒率b飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等,其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本,已經在世界范圍內的建筑外墻外保溫外掛技術中被廣泛使用。外掛技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件,將保溫材料貼、掛在建筑外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網格布,使其形成保護層,最后加做裝飾面。
（2）聚苯板與墻體一次性澆灌成型
本技術是在混凝土框———剪體系中,把聚苯板內放于建筑模板里,在即將澆灌的墻體外側隨后澆灌混凝土,就這樣,混凝土用聚苯板一次性澆灌成型為復合墻體。該技術解決了外掛式建筑外保溫的主要問題,則優勢非常明顯。鑒于外墻主體與保溫層一次成活,所以工效提高,工期大為縮短,而且施工人員的安全有了保證。在冬季施工時,聚苯板起著保溫作用,可減少圍護保溫措施。不過,在灌輸混凝土時一定要注意均勻,連續澆注,否則由于混凝土側壓力的影響而造成聚苯板在拆模后出現變形和錯位,影響后序施工。
（3）聚苯顆粒保溫料漿建筑外墻外保溫
把廢棄的聚苯乙烯塑料(簡稱EPS),加工破碎成0.5～4mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。此技術包含保溫層、抗裂防護層和抗滲保護層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層),其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料和技術,是當前被廣泛認可的建筑外墻外保溫技術。這施工技術簡便,還可減輕勞動強度,提高工作效率,不受結構質量差異的影響,對有缺陷的墻體施工時,墻面不需修補找平,直接用保溫料漿找補即可,避免了別的保溫施工技術因找平抹灰過厚而脫落的現象。同時該技術解決了建筑外墻外保溫工程中,因使用條件惡劣造成界面層易脫落空鼓、面層易開裂等問題,從而實現建筑外墻外保溫技術的重要突破。與別的建筑外墻外保溫相比,在達到同樣保溫效果的情況下,其成本較低,從而可降低房屋建筑造價。此外,節能保溫墻體技術中,還有把墻體做成夾層,將珍珠巖、木屑、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料(也可在現場發泡)等填入夾層中,形成保溫層。
2、門窗節能施工技術
門窗具有采光、通風和圍護的作用，還在建筑藝術處理上起著很重要的作用。然而門窗又是最容易造成能量損失的部位。為了增大采光通風面積或表現現代建筑的性格特征，建筑物的門窗面積越來越大，更有全玻璃的幕墻建筑。這就對外維護結構的節能提出了更高的要求。對門窗的節能處理主要是改善材料的保溫隔熱性能和提高門窗的密閉性能。從門窗材料來看，近些年出現了鋁合金斷熱型材、鋁木復合型材、鋼塑整體擠出型材、塑木復合型材以及UPVC塑料型材等一些技術含量較高的節能產品。其中使用較廣的是UPVC塑料型材，它所使用的原料是高分子材料--硬質聚氯乙烯。它不僅生產過程中能耗少、無污染，而且材料導熱系數小，多腔體結構密封性好，因而保溫隔熱性能好。UPVC塑料門窗在歐洲各國已經采用多年，在德國塑料門窗已經占了50%。為保證門窗能達到預期的節能要求，安裝過程中應注意以下幾個問題：（1）根據設計要求選擇門窗時，要復查其抗風壓性、空氣滲透性、雨水滲漏性等性能指標。（2）安裝門窗框時要反復檢查框角的垂直度。變形嚴重、縫隙超標、密封條不密閉的門窗扇不能上墻。（3）在框與扇、扇與扇之間須設密封條，以防滲水、透氣，推拉窗的軌槽處須增加密封處理，局部縫隙較大的位置可用單組份密封膏擠注。（4）在門窗框四周與墻或柱、梁、窗臺等交接處，須用水泥砂漿進行嚴密處置，在靠室外一側須結合外裝修進行處理，以防滲水、透氣。（5）粘貼密封條或擠注密封音時，應事先將接縫處清理干凈干燥，無灰塵和污物。
3、屋頂節能技術
在一個建筑物中，最重要的圍護結構就是屋頂，屋頂的保溫和隔熱處理是一個建筑實現節能的重要組成部分。因為在所用的圍護結構中屋頂是受熱面積最大的部分，尤其是在夏季和冬季對節能起著至關重要的作用。當前的屋頂一般都是采用混凝土澆筑技術因而造成保溫性能差、出現冬冷夏熱的現象。有的地區采用尖頂設計方式通過分散太陽光線的折射來達到隔熱和保溫的效果，但是這種設計方式使屋頂其他功能的開發受到了諸多限制，例如太陽能熱水器無處放置等。綜合而言，在屋頂采用保溫層來實現隔熱保溫是比較實用的方法，保溫隔熱層主要就是在防水層下面填充導熱系數小的輕質材料，例如如玻璃棉、膨脹珍珠巖以及苯乙烯泡沫等，然后再將屋頂設計成草坪或小型的花園，不僅可以起到保溫隔熱的效果，同時又可以起到一定的綠化和保護環境的作用。
結束語
綜上所述，節能建筑施工技術是未來建筑工程施工中的重要發展方向，這就要求建筑工程設計人員必須要明確節能建筑的重要性與基本含義特點，并積極采取節能施工技術進行設計施工，大力宣傳節能減排的重要性。同時，我們要在觀念上和技術上繼續努力，不斷地更新觀念和創新技術，充分認識節能建筑的對于資源節約的長遠意義。
參考文獻
[1]吳憲.淺談住宅建筑節能施工技術[J].中國新技術新產品.2011，45（13）：145-148.
高分子材料工程特征的含義范文第3篇
為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。
1.發展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。
1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石
海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC 2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。
1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面
目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。
表1 近期IMBC大會研討的主要內容
表2 近期IMBC大會和《Marine Biotechnology》學報論文統計表
1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面
利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。
1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題
其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。
2. 重點發展領域
當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:
2.1發育與生殖生物學基礎
弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。
2.2基因組學與基因轉移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物
的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。 2.3病原生物學與免疫
隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規模化發展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
? 2.4生物活性及其產物
海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?，F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。
2.5海洋環境生物技術
該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。
3.前沿領域的最新研究進展
3.1發育與生殖調控
應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501A cD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞 EST中分離出596個 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的?一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。
3.4分子標記技術與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動
物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類 tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
構建了抗魚類壞死病毒的 DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNV DNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、極端微生物及防附著
研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議
