可降解高分子材料的降解途径范文

可降解高分子材料的降解途径篇1

在化工、军事及应急响应部门,我们需要进行化学生物防护从而降低参与作业人员的职业性照射的风险。而且,化学及生物防护性材料可被用于提高建筑物环境(尤其是在医院环境下)的空气质量。防护作用是通过使用屏障(如不允许穿透或渗透)、排斥、吸收机理或者上述这些机理的组合形式从而得以实现的。基本机理已经用于定义化学和生物防护性服装的创新性防护方式,包括微孔材料和纳米纤维膜材料以及自净化材料。

膜材料

在过去的几十年间,由于相对便宜的价格、重量轻并且具有有效的防护作用,我们大量采用非织造布材料做一次性防护服。这些化学防护材料通常被用于具有完整聚乙烯膜的人体服装,比如作为手套材料。危险化学物质对多孔织物的渗透程度是由毛细管的尺寸和结构、织物后整理和纤维化学特性,以及渗透液体的表面张力和黏稠度所决定的。在化学防护材料与空气渗透性之间存在一种反向关系,这种关系被作为热舒适性的一种推理模式。分层微孔材料或者在其他纺织品多层系统内的微孔材料已被用于提供更有效的化学防护性,同时提供一种更加易于接受的热舒适性水平。

我们将膜材料以及分层膜材料的性能与非织造布和机织的化学品防护材料进行了对比(图1)。相比之前在非织造布和机织物上所观测到的结果(0~100%)而言,隔膜材料的化学品渗透率相当低(0~8%)。当使用具有高表面张力和低黏稠度(0.9 mPa・s)的挑战性液体时,并没有观察到液体渗透过膜材料。孔径尺寸小于0.013 μm的聚四氟乙烯基膜材料具有非常低的空气穿透性,但是其水气传递性则类似于非织造布和机织物的情况(20 g/m2/h)。

大多数织物材料的固体体积系数均小于0.5,并且水蒸气传递主要是穿过孔洞实现的。我们观测到水蒸气传递趋势略微下降并且固体体积系数略微增加。水蒸气在一种材料内的移动情况主要取决于该材料的结构特性,比如孔的几何形状、孔径规格、穿过一种材料通道曲折性等。孔的结构相当复杂,孔径尺寸随着一个单孔径路径而发生变化,材料还包括封闭孔或者终结于材料内侧的盲孔,因此这种孔对流体效应不起作用。然而织物间可具有非常相似的固体体积系数,在这种情况下,其水气传递性会明显不同。我们使用毛细管流量测控技术对固体体积系数为0.4的非织造布以及机织物进行了孔径尺寸及其分布的评估,结果表明,机织物的穿透孔径直径为6.5μm ~115μm,而水气传递性较低的非织造布的穿透孔径直径则为0.3μm~ 6.2μm。因此,在膜材料中的内孔径结构能够实现高化学品防护性,同时通过较高的水气传递性来维持良好的舒适性。

纳米纤维膜

静电纺是生产超细纤维的有效技术,这种纤维被收集制成一种小孔径的超薄隔膜网。静电纺聚氨酯纳米纤维网被平铺在一层常规非织造布上(见图2)。通过使用一层超薄的纳米纤维材料可以降低液态杀虫剂穿过多层系统的渗透率。仅用非织造布的渗透率大于85%,而在添加了薄纳米纤维网之后,渗透率降低至小于25%。水气传递性并未由于添加了纳米纤维网而发生改变,但是空气渗透性则降低了大约30%至50%。然而,空气渗透率是大于10 cm/s/ cm2的,该渗透率高于目前使用的大多数防护性服装材料。

孔径尺寸分布情况在很大程度上受到是否存在纳米纤维网以及纳米纤维网区域密度的影响。非织造布的孔径尺寸约3 μm ~100 μm;当增加1 g/m2时,孔径规格将会增加70 μm,而增加2 g/m2时孔径尺寸将会降低至小于2μm,并且大多数孔径均低于0.5μm。我们通过在传统非织造防护性服装材料上分层铺设静电纺纳米纤维网从而改善化学品防护性并且维持热舒适性(见图1)。孔径尺寸及其分布情况可以通过网的区域密度水平进行控制。

环境响应类型膜材料

目前已经开发出了对pH值和温度等环境刺激做出响应的材料用于保护性服装材料以及生物医学方面。手术衣和手术帘被用作保护病人的屏障,并且可以降低医护人员暴露在血源性病原体中的风险。隔膜已经被用于允许水蒸气(~0.4 μm)通过,同时限制液滴(~100 μm)通过。然而此类多孔隔膜具有优异的水气传递性能,水的进入压力非常低,并且危险性液体的毛细芯特性是无法完全避免的。研究已经显示了湿润能力与微生物渗透之间的一种直接关联。因此,一种对水分做出响应的膜材料可以提高病原性病原体的防护能力。

微孔聚氨酯膜用作开发医护以及医疗工作人员生物防护层的水分响应屏障膜主要膜材料(图3)。该隔膜通过将聚合物(乙二醇)(PEG)移植入聚氨酯上从而得到改性处理。在此期间我们使用了一种两步骤移植流程。第一步使用锡(II)作为一种催化剂,以使聚氨酯具有六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)的功能。第二步则将PEG的羟基与第一步过程中被移植至聚氨酯上的HMDI异氰酸盐发生反应。通过分子量为2500至3000之间的PEG获得较高的移植率。膜表面所产生的移植比原始聚氨酯膜具有更强的亲水性,并且其降低了较孔径尺寸的多分散性以及大孔径的数量。图像分析以及流量测孔技术分析显示PEG的移植不仅发生在膜的表面,而且还发生在孔径表面的孔径内。流量测孔技术显示改性膜材料的孔径尺寸小于13 nm;该孔径规格应当能够阻止病原体的渗透。在生物医学材料屏障保护性能测试中,Phi-X 174用作一种病原体替代物,其尺寸为27nm。水气传递试验中所获得的数据与导致改性膜材料膨胀的高湿度保护条件下所获得的数据一致。由于亲水部分吸水导致孔径尺寸减小,改性膜材料的响应时间与膜亲水部分的膨胀性能有关。这种孔径尺寸随着水分的增加而减小的特性有望增加针对血源性病原体、危险性液体以及有害颗粒物的防护性。

抗菌材料

抗细菌膜材料

抗菌材料的使用增加了公众对疾病传播、交叉感染以及微生物所导致恶臭等的卫生意识。我们特别关注于将这些新型材料用于医疗工作人员、第一急救者的防护性服装,用于运动装和内衣,及其他与健康相关的产品中。在这些材料的应用中我们使用了各种方式。该材料可通过物理方式制造成危害性微生物无法穿透的聚合物膜或涂层。同样,制造过程可以控制微孔膜内的孔径尺寸。此技术可用于服装系统内限制或封堵病原体和病菌的渗透。抗菌材料可以通过化学方法将功能性抗菌剂添加至材料表面,或者添加入基质内用于杀死或抑制细菌的生长。

应用于织物材料上的常规抗菌剂包括抗生素、银离子、季铵以及N卤代胺复合物。该化合物含有可作为氧化剂的卤氮键,是非常出色的生物杀灭剂。N卤代胺复合物或者环形胺,比如唑烷酮类和咪唑啉酮抗菌剂已用于水的净化流程并加入织物整理剂中。其杀菌机理被认为是将正电性卤素从N卤代胺复合物直接传输至细菌细胞内的生物受体中。经过广泛使用之后,抗微生物活动可以通过卤素释放剂的处理从而得以恢复,比如NaOCl(常规漂白剂)。

为了提高性能,使用一种N卤代胺复合物开发出了一种抗微生物微孔膜材料。2, 2, 5, 5-四甲基-咪唑-4-氧化物(TMIO)的一部分被移植至一个微孔聚氨酯膜上。锡(II)被用作催化剂以便使聚氨酯获得六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)的功能,随后将TMIO与HMCI功能聚氨酯膜进行反应(见图4)。经过氯化之后,在与氯化TMIO改性膜进行2h的接触之后,观察到革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的总数量出现了下降。因此,微孔膜材料具有良好的抗菌性,并且能够形成一种良好的屏障以及水气传递能力。

我们在静电纺溶液内使用N卤代胺添加剂制造出了抗菌纳米纤维膜。N卤代胺复合物通常具有一个或多个酰亚胺、酰胺、或者胺-卤胺键。研究显示N卤代胺的抗菌能力次序为酰亚胺>酰胺>胺。N卤代胺的一系列结构差异被用作静电纺尼龙6涂料内的添加剂,使用88%的甲酸作为溶剂。N卤代胺可被氯化为具有酰亚胺和酰胺卤代胺基的5,5-二甲基乙内酰脲(CDMH),可被氯化为具有酰胺和酰胺卤代胺基的2,2,5,5-四甲基-咪唑-4-氧化物(CTMIO),并且被氯化为具有一个酰胺基和长烃基链的3- 十二(烷)基-5,5-二甲基海因(CDDMH)。N卤代胺均匀地分布在纤维直径从500nm至低于100nm的纳米纤维膜内;这就导致了经特定的N卤代胺和相关活性氯化溶剂5min~40min短暂接触之后,大肠杆菌(革兰氏阴性细菌)和阳性金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性细菌)的总量出现降低。在相同的氯化溶液内,CDMH可以在最短时间内使上述两种细菌总量降低。通过增加静电纺溶液内的N卤代胺容量,活性氯化物含量将增加,从而产生更高的抗菌率以及更大的抗菌剂降低幅度。我们观察到甲醇略微萃取了CDMH和CTMIO,但是在24h内未观察到CDDMH被萃取。

将N卤代胺引入电纺纳米纤维膜内将提供几种优势。这种将添加剂加入电纺溶液内的一步式流程只需较低的添加成本就能获得抗菌剂功能的增加。将N卤代胺作为一种添加剂加入纤维内将允许氯化物含量增加至超过纤维表面处理所能实现的程度。将N卤代胺嵌入聚合物基质内可以提供一种储备,以便在材料的整个使用寿命期间均能够提供抗菌效力。

抗真菌膜材料

人们开始日渐关注室内空气质量对健康的影响;室内空气污染物来源很多,包括加热/制冷系统以及霉菌。常见的影响室内空气质量的霉菌包括青霉菌、分子孢子菌、黑曲霉菌、支链孢霉菌和毛霉菌。它们会挥发出引起呼吸道综合征的代谢物,比如哮喘、支气管炎和鼻炎。此外,在医院环境中,扩散性的曲霉病对免疫系统损伤的病人是一种威胁生命的传染病。曲霉孢子是导致这些病人患上致死性肺部传染病的原因。我们已经通过消除源头和空气过滤系统的方法实现了降低医院隔离区域内的空气污染的目标。研究证明了服装在孢子传播和释放中的作用;控制孢子从服装上保留和释放的重要因素是纤维的表面形态、含水量以及每块织物区域的可用纤维范围。而棉纤维上孢子的储存和释放情况最不寻常。这是由于棉的物理结构使其成为孢子的储存设备(见图5)。

改善室内空气质量和控制传染源的措施包括控制污染物的来源、减少污染物的含量,或者使用抗微生物材料/工序。我们可以使用生态的方法开发抗真菌性能,如源于植物的天然抗微生物产品作为后整理和涂层的添加剂或直接加入到纤维的生产阶段。皂角苷是一种抗真菌剂,是醋酸纤维素静电纺丝液的添加剂,用于制造一种抗菌的纳米纤维素膜。提取自肥皂草的皂树皂苷是一种二级代谢物的主要科属,具有很强的生物活性,包括抗菌性和除虫性(见图6)。皂角苷(1.5 wt%)被添加进一种含有丙酮/二甲基甲酰胺/水的醋酸纤维素溶液中,该溶液被用于静电纺纳米纤维。在甲醇溶液中用0.05 M 的NaOH脱去醋酸纤维素纳米纤维网的乙酰基,从而形成具有皂树皂苷的纤维素纳米纤维膜。通过对娄地青霉和赭曲霉的抗菌活性的评估显示,24 h之后两种真菌分别降低了84.6%和53.4%。结果显示含有皂角苷的织物在家居应用上具有巨大潜力,并且可进一步用于医疗。

自排毒材料

化学品可以通过各种途径进入身体,包括食物摄取或饮水、呼吸以及皮肤的吸收。相比呼吸或摄入而言,皮肤的吸收是接触职业化学品主要途径。有毒化学品可以直接污染衣服和皮肤或通过接触被污染表面而间接污染。伴随着出汗以及其他皮肤分泌物的高温会增加杀虫剂传播到衣服和皮肤上的风险。在穿脱被污染的服装时,个人防护设备所吸收的杀虫剂会随着摩擦而转移。材料的化学排毒特性为暴露在职业毒害环境下的工人或军人增加保护。通过织物整理使织物获得自排污特性,将能够通过氧化或破坏吸收降低污染物的毒性。自排污特性可以降低化学品的毒性,因此可以增加防护。

光催化氧化作用是分解烯烃和其他易挥发有机化合物的最有效方式之一。TiO2是一种熟知的具有光催化特性的金属氧化物,已经应用到织物中来降解有机化合物。棉纤维在聚硅酮整理液中用水性TiO2处理,帮助气态氨的分解和甲基对硫磷在内的杀虫剂的混合。在夏季高温的户外环境中,阳光的直接照射以及水分这些织物的自排污特性可以有效增加对人员防护。

通过溶胶-凝胶程序以及低温条件下的静电纺技术制造锐钛TiO2/PAN和SiO2纤维。包含纳米纤维的锐钛TiO2是通过在酸性溶液内对合成纤维内的钛元素进行水解获得的。制作完成的锐钛型TiO2/PAN纤维直径低于1μm。使用碱性绿、涕灭威和甲苯对TiO2/PAN纤维的光催化活性进行了测量;在紫外线照射下,锐钛型TiO2/PAN纤维显示出了高光催化性。HPLC测试结果显示,暴露在紫外线下的TiO2/PAN(2:1)的纳米纤维降低了涕灭威的浓度,较高浓度的溶液(0.02 M)在2h之后降至0.016 M,其他的杀虫剂溶液(0.002 M)2h后也降至0.0011 M。我们对三种氧化物产品进行了观测,包括涕灭威亚砜和涕灭威砜。第三种降解产品,2-丙烯醛-2-甲基-O-[(甲胺基)羰基] 肟可以降低涕灭威、涕灭威亚砜和涕灭威砜的毒性。然而有关专业降解化合物的毒性以及光催化降解的活性方面仍然存在问题,我们已经确认的是涕灭威能够被含有钛的纳米纤维所降解。

TiO2的光催化性也被用于降低建筑环境内的挥发性有机化合物(VOC)的含量,并可改善室内空气质量。因此,我们已经研究了用紫外线照射的TiO2/PAN纤维分解甲苯空气混合物的方法。

研究显示,甲苯的光催化氧化将导致形成苯甲醛、苯甲酸和甲酚之类的降解产品。我们使用FT-IR研究了甲苯与二氧化钛光催化剂的联系。由于CH拉伸或环向拉伸的缘故,甲苯气体的峰值分布为3100cm-1~2800cm-1,1610cm-1~1360cm-1和730cm-1。因为FTIR吸收率与甲苯的浓度成比例,具有不同浓度甲苯气体混合物的光降解可以在一定的暴露时间内进行监控(见图7)。具有较大浓度的甲苯混合物则需要较长的时间完全降解。由于纳米纤维内有二氧化钛的光催化作用,我们观察了所有浓度甲苯的分解情况。

纳米晶体材料,比如MgO, CaO,以及Al2O3,对极性氧化物如醛和酮等的吸收性上呈现出了优异的表面化学活性。纳米颗粒上吸附物的化学反应显示遵循一种两步骤表面化学分解机理;第一步是通过物理吸附的方式吸收表面的有毒物质,随后再进行化学分解。纳米晶体形式的氧化镁MgO(颗粒规格≤8nm,聚集物规格=3.3μm)具有一个较大的反应表面面积,由于多面体形状以及高比例的转角/边缘现场制作为典型的纳米晶体材料。氧化镁结构的表面形态非常重要――较大数量的缺陷以及小型纳米颗粒转角将提供较高的表面反应率。大表面面积加上高表面反应率使这些材料具有通过“破坏吸收”的解离化学吸附方式降解有毒物质的巨大潜力。

氧化镁(MgO)已经显出能够降解有机磷酸酯,包括甲基磷酸二甲酯(DMMP),这是一种化学刺激剂和激励剂。其可以作为织物后整理剂的方式添加入织物材料内,或者作为添加剂在纤维成型过程中加入。棉织物采用这些纳米颗粒含水浆液单独处理并混入浆料进行处理。氧化镁纳米颗粒处理的织物将使涕灭威杀虫剂的吸收性增强,并具有自分解特性。

可降解高分子材料的降解途径篇2

【论文关键词】化工工艺 超滤技术 应用

【论文摘要】所谓超滤技术,即一门新型的实用科学技术,随着其不断发展和完善,已在诸多领域得到较为广泛的应用。超滤技术具有操作简单、流程短、分离效果好、处理效率高、能耗低等特点,在化工工艺过程中得到广泛的应用。随着其技术的不断完善,其所具有的高效、节能、环保等优势将日益显露,超滤技术的应用领域必将进一步扩展。

1.化工生产现状及超滤技术基本原理和结构

1.1化工工业生产现状

长期以来,化工生产过程中突出的难题是气体中夹带的微小液滴和油雾难以分离,在合成氨、尿素、硝酸、硝铵等生产过程中,油污能使各种触媒中毒失效、换热设备换热效率下降、阻力增加。以西安超滤公司为例,其采用超滤技术及高效、低阻、长寿命的过滤材料,开发出了各种高效气液分离装置。超滤技术成功解决了传统惯性分离存在的缺陷,利用新技术、新材料在传统惯性分离技术基础上实现设备的结构、过滤分离材料的精度和材料极性有机结合,其效率可达99%~99.99%。 研究证明,速度变化(重力沉降)形成的雾滴粒径多在100μm以上,压力变化形成的雾化粒子粒径在10μm~100μm,温度变化形成的冷凝粒子粒径在0.01~10μm,且形成的1μm粒子的重量百分比高达40%。其中极性粒子约为1~10μm以上,非极性粒子约为0.01~1μm。

传统分离设备依靠惯性折转、旋流,重力沉降,丝网除沫方式,仅对10μm~100μm范围的液体粒子效果较好,而对于10μm以下的粒子分离效果较差,为有效分离10μm以下的小粒子,须采用超滤技术进行高效气液分离。

1.3分离机理

以西安超滤公司为例,其推出超滤方法进行高效气液分离,并首先确定了设备的结构、过滤分离材料的精度与过滤分离材料的极性三位一体的思路,即根据不同的介质和工艺条件,确定采用过滤材料--滤芯种类及其组合。比如烧结不锈钢纤维毡滤芯(以下简称SF滤芯),可用于水、液氨等极性分子,而超细玻璃纤维滤芯(以下简称MF滤芯)则适用于润滑油、凝析油等非极性分子。SF滤芯采用外进里出的气体流动方式,利用了该材料的极性和巨大的表面积,而MF滤芯采用里进外出方式,利用过滤层的亲油疏水性能及扩散、碰撞和拦截等综合过滤机理(凝聚式过滤),在通过组合滤层时凝聚长大,最终在背风面依靠重力降落实现气液分离。

1.4极性选择与结构

介质的极性可以用偶极矩衡量,偶极矩等于分子正电中心或负电中心上的电量乘以两个中心之间的距离所得的积。偶极矩为零的分子都是非极性分子,他们的正负电中心都重合在一起。偶极矩不等于零的分子称为极性分子如H2O,NH3。极性分子之间存在取向、诱导和色散作用,这三种作用都是吸引作用。不同介质的极性大小不一样其凝聚力也不相同。因此针对需分离粒子极性不同选择不同的分离材料也是影响分离效果的关键因素,比如分离极性粒子可采用单级高效分离元件,而分离油气溶胶粒子或乳化油粒子则必须采用两级高效分离元件。超滤技术主要采用高效率低阻力纤维过滤材料,为了提高过滤材料的连续使用寿命,我们采用了如下方法:

(1)增大孔隙率,采用更先进的材料,纤维更细,精度更高,孔隙率增大一倍,容尘量增大一倍,过滤材料连续使用寿命增加两倍。

(2)增大过滤面积,采用折叠式滤芯,在阻力相同情况下,流通面积增加一倍,纳污量增加三倍,寿命增加三倍。此外,结构设计上应保留传统惯性分离技术的优点,最大限度发挥各种分离作用以达到最佳效果。

2.化工工艺过程中超滤技术的具体应用

2.1合成氨

高压机后新鲜气油分离

用途:除去新鲜气中的油水尘等杂质,保护合成触煤、降低能耗。 2.2氨分离改造

用途:高效氨分离,从气体分离出雾状液氨,能降低入塔氨含量,降低能耗。直接经济效益明显。应用举例:湖南湘氮实业有限公司利用其原高压氨分外筒,用超滤技术对内件进行改造,自2000年10月开始投入运行,取得很好的效果,透平循环机能正常运转,合成塔进口氨含量降低1.4%,年产量氨增加18768吨,增收3500多万元。

2.3循环机后油分离器

用途:除去气体中夹带的油水杂质,保护合成触煤,降低能耗。

应用举例:湖南湘氮实业,用于往复式循环机油分改造,自2001年1月投运以来,排放油水量明显比以前增加,合成触煤的寿命已由改造前的3个月左右,延长到现在的7-8个月,目前仍在高效低阻状态下运行。

2.4变换气后过滤器

用途:除去变换气中的油水杂质,保护变换触煤。应用举例:陕西化肥厂在新鲜气压缩机三段出口采用了二级超滤过滤器,自2000年4月投产以来,每小时平均排油水100余公斤,有效保护低变触煤。

2.5尿素

用途:除去CO2气体中的油污,降低能耗,提高产品质量。

应用举例:山东章丘第二化肥厂在CO2压缩机后使用了超滤过滤器,使用后发现,一、二段分解加热器的油污垢情况大大改善,提高了传热效果,蒸汽消耗量稳定,尿素产品颜色洁白。首台CO2高效除油器的成功应用为后续厂家改造起到了典范作用。

2.6硝酸

用途:除去氨气中的油污,保护昂贵的触煤铂网,延长其工作寿命。

应用举例:山东海化潍坊硝铵厂在销酸氧化炉前气氨过滤器采用了超滤过滤器,使用后,氧化炉铂金属丝网寿命延长,现已连续运转2年多,同时过滤清洗周期比原布袋过滤器长,减少了不少工作量。

2.7硝铵

用途:除去氨气中夹带的油污,防治氨气带油进入硝铵中和工段,提高系统安全性能,防止意外。

应用举例:兰州化学工业公司化肥厂硝铵车间,在氨压缩机气氨档板过滤器之后加装了超滤过滤器,根据2000年8月份投产以来的情况看,气氨中的油含量,由进口状态的50-60ppm降至6-10ppm,完全满足硝铵中和工段的要求,对系统的安全运行起到了重要的作用。

2.8炼油厂尾气回收

用途:从气体中分离出杂质,保护中空纤维膜,延长膜的使用寿命。 2.9天然气净化及凝析油回收

用途:从气体中分离出杂质,保护中空纤维膜,延长膜的使用寿命。长庆油田在天然气中空纤维膜干燥器前设置三级(下转第84页)(上接第16页)超效过滤器,用于净化气体保护中空纤维膜,使用中意外发现分离出大量凝析油,现已推广至工业大规模应用。

可降解高分子材料的降解途径篇3

1　钙钛矿结构

    钙钛矿型复合氧化物因具有天然钙钛矿(catio3)结构而命名,与之相似的结构有正交、菱方、四方、单斜和三斜构型。标准钙钛矿结构中,a2+和o2＿离子共同构成近似立方密堆积,a离子有12个氧配位,氧离子同时有属于8个bo6八面体共享角,每个氧离子有6个阳离子(4a～2b)连接,b2+离子有6个氧配位,占据着由氧离子形成的全部氧八面体空隙。钙钛矿结构的对称性较同种原子构成的最紧密堆积的对称性低,a、b离子大小匹配。各离子半径间满足下列关系:

    其中ra、rb、ro分别为a离子、b离子和o2-离子的半径,但也存在不遵循该式的结构,可由gold schmidt容忍因子t来度量:

    理想结构只在t接近1或高温情况下出现,多数结构是它的不同畸变形式,这些畸变结构在高温时转变为立方结构,当t在0.77～1.1,以钙钛矿存在;t<0.77,以铁钛矿存在;t>1.1时以方解石或文石型存在。

2　钙钛矿型氧化物材料的研究进展

    标准钙钛矿中a或b位被其它金属离子取代或部分取代后可合成各种复合氧化物,形成阴离子缺陷或不同价态的b位离子,是一类性能优异、用途广泛的新型功能材料。

2.1　固体氧化物燃料电池(sofc)材料

    钙钛矿氧化物燃料电池sofc有以下优点:(1)全固态结构,不存在液态电解质所带来的腐蚀和电解液流失等问题;(2)无须使用贵金属电极,电池成本大大降低;(3)燃料适用范围广;(4)燃料可以在电池内部重整。通过电极材料中的掺杂来提高活性,优化碱锰电池的充放电性能(参见表1)。用含锰的钙钛矿氧化物作为碱性溶液中的阴极材料,获得了好的结果。因为元素锰的d电子结构在锰的三价和四价两种氧化物之间快速传递,表现出很高的电子导电性及良好的电极可充性[5]。通过掺杂pb、co、ba、ca、sr等元素的复合钙钛矿结构,获得掺杂后的改性电极材料,pb的掺入会对mn—o的成键状态和mno2晶格内的结晶水产生影响,使mn2p3.2能级产生化学位移,结合能增大,mn—o离子性增加,共价性减小。经过对改性电极的充放电机理实验,纳米掺杂后电池的放电容量提高40%以上[6]。la1-xsrxfe1-ycoyo3作为一种混合导体材料,具有优良的电子导电性能和离子导电性能,与la0.9sr0.1ca0.8mg0.2o3、ce0.9gd0.1o1.95等新一代中温固体氧化物电解质有很好的相容性。因此,la1-xsrxfe1-ycoyo3体系材料是一种很有发展前景的中温sofc阴极材料[7]。mather等[8]用硝酸盐与尿素熔融燃烧法制备了金属阳极陶瓷材料ni srce0.9yb0.1o3-δ,实验结果表明co的加入可降低烧结温度,可获得高的阳极孔隙率有利于阳极和电解质的吸附,经分析阳极上的亚微孔结构微粒由镍和钙钛矿粒子组成。

    然而,现有钙钛矿型复合氧化物的离子电导率低,高温下呈现电子或氧离子导电性。在燃料电池应用研究中,高温下器件可稳定运行,但器件的效率或功率较低。以钙钛矿型复合氧化物为电解质时,须在大于700℃的高温下使用。因此,离子导电性高、温度使用范围宽的固体电解质及电极材料研究是今后的主要目标。现有的基质材料mnceo3因稳定性和机械强度的问题,实现实用化仍存在一定难度;基质材料mnzro3虽具有较高的稳定性和机械强度,但材料离子电导率低,其燃料电池的功率很难满足要求。

2.2　钙钛矿锰氧化物磁制冷材料

    磁制冷是利用固体磁性材料的磁热效应来达到制冷的目的。磁卡效应(magnetocaloriceffect,mce)是指当分别对磁性材料等温磁化和绝热退磁时该材料相应地放热和吸热的一种现象。对于钙钛矿氧化物磁制冷材料,利用振动样品磁强计或超导量子干涉仪测量其等温磁化m＿h曲线或等磁场下的m＿t曲线,计算样品在tc温度下的磁熵变(即最大磁熵变),以此判断该材料作为磁制冷工质的可行性[13]。如果a位被离子半径更小的离子或b位被离子半径更大的离子取代,那么取代的结果使容差因子减小,晶格收缩,铁磁耦合变小,从而使磁熵变减小。szewczyk等[14]、陈伟等[15]以lamno3为基质材料用ca、k、sr、ti为掺杂离子详尽研究了不同磁场下掺杂后lamno3的最大磁熵变,然而实验结果不甚理想。目前实验室合成磁制冷材料的居里温度或高于室温,或低于室温,均不适合作为室温磁制冷材料。

    因此,改进稀土钙钛矿材料的合成工艺及优化掺杂等参数,将现有的稀土锰钙钛矿复合,研究nbfeb等永磁体产生的中低磁场在室温附近获得最大磁熵变,以期获得在室温附近中低磁场最大磁熵变的磁制冷材料。该系列材料在室温磁冰箱等方面有广阔的应用前景,有望推动制冷领域的技术革命。

2.3　多功能导电陶瓷材料

    以钙钛矿氧化物制备的导电陶瓷具有化学性能稳定、抗腐蚀、耐高温等特点,具有优良的导电性和高温ptc效应(positivetemperaturecoefficient),即在某些陶瓷材料中加入微量的稀土元素,其室温电阻率会大幅度下降而成为半导体陶瓷,当温度上升到它的居里温度tc时其电阻率急剧上升,bapbo3是一种新型的多功能导电陶瓷,优异的导电性可做成薄膜和复合材料;其高温ptc效应可做成各种大功率、高温发热体和电流控制元件及高温传感器等,用作cr2o3基的陶瓷湿度传感器电极具有优良的综合性能。chang[16]从动力学角度研究了bapbo3的反应机理,试图降低温度来制备bapbo3化合物,但效果不理想。yamanaka[17]首次使用共沉淀法制得了该化合物同时降低了合成温度,获得了分布均匀的粉末。wang[18]利用该法在700℃下制得了bapbo3化合物薄膜。bapbo3是电子导电的多功能导电陶瓷,kundaliya等[19]利用穆斯鲍尔谱中子衍射研究多晶态钙钛矿化合物的磁电阻现象,结果表明,与未掺杂fe样品相比,la0.67ca0.33mn0.9fe0.1o3具有巨磁电阻效应,在40koe的应用磁场和50～80k下该化合物的巨磁率为98%。xu等[13]实验合成了la0.67ca0.33mno3、la0.67sr0.33mno3、la0.67ba0.33mno3锰类钙钛矿的巨磁材料,从磁化数据获知在居里温度附近产生巨大的熵变,而且这些样品特殊焓变均发生在它们的相变温度附近。hu等[20]对(la1-xcax)[(fe0.5nb0.5)1-yzry]o3(x=0.4,0.6;y=0.05,0.1)在微波频率下进行了微波介电性研究,zr4+被fe3+或nb5+在b位取代后,对介电常数ε影响不大,但共振频率的温度系数tf近似为零(x=0.55,y=0.1),实验条件下获得介电常数ε为85.3。

    目前存在主要问题是化合物合成重复性差、铅易氧化挥发,难保持材料的化学计量平衡等因素,因此,必须研究新制备工艺、优化离子掺杂和烧结温度等条件,从而合成性能稳定、导电性好的功能陶瓷材料。

2.4　氧分离膜与气敏材料

    钙钛矿型复合氧化物因其电子和氧离子导电性对氧有良好的吸附和脱附性能。高温下,当膜两侧存在氧浓度梯度时,无需外接电路就可以选择氧。固体电解质作为透氧膜材料时,使用具有催化活性的电极(如pt或混合导电体)以促使氧的吸附和脱附,该反应只有在气相—电极—电解质三相界面上才能进行,而对于la1-xsrxfe1-ycoyo3材料,反应能在整个界面上进行。高温下这类材料是电子或电子空穴和氧离子的混合导体,低价金属离子sr2+的掺杂导致空穴和氧空位的出现,其协同作用可实现对氧气的选择透过性,且随着sr和co含量的增加而增加。由于是通过氧空穴机理来传导氧,制备的膜对o2有100%的选择性,可以用于氧气的分离、纯化和各种涉氧反应。因此,具有混合导电性的钙钛矿型复合氧化物la1-xsrxfe1-ycoyo3可望成为一种全新的氧分离膜介质材料[21]。葛秀涛等[22]采用溶胶凝胶法在800℃下热处理2h制得钙钛矿氧化物yfeo3微粉,呈p型导电行为,用在350℃下焙烧2h和800℃焙烧3h所得超细微粉制作的元件对c2h5oh有较高的灵敏度和良好的选择性,257℃下对4.5×10-5mol.dm3c2h5oh的灵敏度是相同浓度干扰气体汽油的7倍以上,它有望成为一类新型酒敏传感器。钛酸锶(srtio3)是钙钛矿氧化物绝缘体,被广泛用于生长高温超导薄膜的衬底,作为高电容率材料在超晶格和下一代超大规模集成器件中具有潜在的应用价值。崔大复等[23]研究了掺杂sb的srtio3透明导电薄膜,用紫外脉冲激光淀积法在srtio3衬底上制备了钙钛矿型氧化物srti1-xsbxo3(x=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜,结果表明,可见光波段薄膜的透过率大于90%,当sb掺杂x=0.05时,薄膜具有良好的导电性。侯峰等[24]进行了lanio3纳米陶瓷薄膜的制备,并制成了氧敏传感器,实验测试了lanio3的响应速率,发现掺杂ce后从还原气氛到氧化气氛和从氧化气氛到还原气氛的响应时间缩短为2s。toan等[25]用反铁磁钙钛矿氧化物lafeo3膜在270℃和420℃温度和不同co、ch4和no2浓度下进行了气敏性研究,用两种感应膜测试了不同的混合物co和ch4,用au和pt作电极测量了纳米膜lafeo3的响应时间,实验证实对co和ch4可测到的10×10-6数量级,而对no和no2可达1×10-6以下的精确度,有望成为煤矿上可燃气体的气敏传感器。膜la0.7sr0.3ga0.6fe0.4o3-δ的透氧率远低于商业气体分离膜,但涂上la0.6sr0.4coo3-δ后,透氧量明显增加,是不涂样品的2～6倍,涂层的多孔性对透氧量影响很大[26]。

    钙钛矿氧化物透氧膜材料的选择应满足下述条件:(1)透氧量是决定透氧膜具有应用价值与否的关键,透氧量大于1.0ml.cm2才有应用价值;(2)透氧膜材料应具有较强的抗气体侵蚀能力,实际环境中保持结构和化学稳定性;(3)透氧膜应具有高的机械强度。目前存在的问题是,实际应用中透氧量降低和膜组件破裂致使反应器报废损坏。今后的研究应集中在开发合成新气敏材料以提高气敏性、选择性和传感器的稳定性,设计先进的合成工艺以降低其成本,同时确保其可靠性、安全性和再现性。

2.5　氧化还原催化剂

    钙钛矿复合氧化物由于表面纳米粒子的氧化还原协同作用及晶格缺陷,致使晶场环境和结合能与宏观颗粒相比差异很大,它们对废气净化过程中co、碳氢化合物的完全氧化和so2、nox的还原反应具有高的催化活性,掺杂稀土后催化剂具有高抗毒性能和热稳定性,可望替代贵金属催化剂而成为高温稳定型氧化还原催化剂、汽车尾气净化催化剂。

    制备abo3型化合物的新方法———声空化法的物理效应和化学效应引起了人们的极大关注。利用超声波空化作用使复合氧化物的粒径细小均匀,孔容和比表面增加,更有利于晶格氧的形成。梁新义等[27]研究了lanio3催化剂进行no分解和co氧化反应,以超声波处理的催化剂活性明显提高。徐菁利等[28]以稀土复合氧化物为催化剂,模拟汽车尾气的组成含量,用连续流动反应器,研究了复合氧化物la0.5sr0.4ni1-xcuxo3系列(x=0～1.0)催化剂,当反应温度大于300℃和so2的脉冲积累含量为1.22×10-2mmol时,该催化剂活性较好。徐鲁华等[29]用微乳液法制备的稀土la0.7sr0.3mno3钙钛矿粉末制成蜂窝状催化剂,评价了它们对富氧条件下氮氧化物还原的催化活性,结果表明用催化剂浆液浸渍法制得的样品具有较高的催化活性。weng等[30]利用涂覆法研究了添加ce对汽车尾气催化剂lamo3(m=mn,mn＿cu)性质和结构的影响,发现添加ce后催化剂的热稳定性有很大的提高,当ce含量6(wt)%,温度达1150℃才有一定量γ＿al2o3转变为α＿al2o3,而不添加的样品从800℃起就发现有α＿al2o3生成,添加ce的催化剂对碳氢化合物氧化活性下降不明显,但对co氧化和no还原活性有显著提高,因添加ce的催化剂颗粒细小,粒径分布均匀,活性组分在催化剂表面有高的分散度。

    钙钛矿复合氧化物因具有独特的半导体性质,利用该性质作为光催化剂进行光降解的研究同样受到研究工作者的瞩目。傅希贤等[31]用柠檬酸络合法制备了钙钛矿型lafeo3及lafe1-xcuxo3化合物,发现掺杂cu达5(wt)%时,lafe0.95cu0.05o3的光催化活性最高,在其悬浮体系中对co2-3进行光催化还原实验,用450w荧光汞灯作为光源,λ>410nm,光照5h,取上层清液分析,结果表明悬浮体系中co2-3被还原为甲酸、甲醛。omata等[32]研究了碱土金属掺杂的钙钛矿氧化物与tio2的协同光催化反应,钙钛矿氧化物srzr0.9y0.1o3作为p型半导体其光催化活性很低,它吸收的波长<800nm,而tio2作为n型半导体光催化活性高,但它几乎不吸收可见光。在xe灯照射下,p＿n型结合后的催化剂粒子对甲基蓝的光催化降解接近100%,是tio2活性的数倍,在可见光(λ>420nm)的照射下,对甲基蓝和甲酸溶液能完全降解。yao等[33]利用csd方法制备了层状的钙钛矿化合物bi4ti3o12,用甲基橙进行了光催化降解实验,紫外灯照射4h后使摩尔浓度10×10-6的甲基橙溶液完全降解,tem获知bi4ti3o12晶体微粒为球状且直径为10～90nm。kato等[34]研究了许多碱金属和碱土金属的钽酸盐,如k3ta3si2o13,由于ta具有高导带水平的5d轨道,对工业污水具有较高的光催化活性,实验发现掺杂nio后钙钛矿natao3结构产生扭曲,进一步掺杂la改进nio natao3催化活性,掺杂后nio natao3的量子率在270nm时可达50%。吴树新[35]掺杂了cu、cr、mn等金属粒子,发现cu掺杂改性的纳米催化剂能使甲酸、乙酸、甲醛水溶液在较短时间内降解完全。在光催化还原反应中,使用未掺杂的催化剂进行反应,产物中仅有甲酸和甲醛,而使用掺杂后的催化剂,则检测到有深度还原产物甲醇生成。

    但是,钙钛矿氧化物催化活性比贵重金属催化剂低,抗析碳、耐气蚀及耐毒性等方面还存在差距,当水蒸气等含氧气氛存在时活性降低甚至中毒,须改进工艺,研究合成新化合物提高活性;作为光催化剂时,仍存在光子利用率低和催化剂难以回收等难题。今后的研究除了从静态角度将催化剂某些参数如电子结构与催化剂活性关联外,应同时注重研究催化电子能量传递过程的微观动态分析,注重反应器设计及催化剂表面活性组分的质量热量传递途径研究。

3　钙钛矿复合氧化物材料应用前景

    钙钛矿结构中a或b位被其它金属离子取代或部分取代后可合成独特结构和性能的复合氧化物,从而形成阴离子缺陷或不同价态的b位离子,这种特殊结构的功能材料已发现具有上述气敏、巨磁电阻、电导性和催化活性等特性,涉及到电子、机械、化工、航天、通讯和家电等众多领域。比如,利用其独特的酒敏特性和较强的氧敏特性,可用作酒敏传感器和氧传感器等的电极材料,制成的气敏元件灵敏度高、抗干扰性强、响应速度快,具有相当好的电阻值稳定性以及与之相关的测量准确性;作为氧传感器的电极材料,可用于监控汽车尾气的排放和检测冶炼中的氧含量。优化两类钙钛矿材料的结合系数和应变条件,可制成舰艇用性能优良的声纳传感器;在催化领域,实验室规模的烟道气so2还原催化剂已有报道[36],作为光降解催化剂和汽车尾气催化剂正在大力研究开发。

可降解高分子材料的降解途径篇4

【关键词】固体脂质纳米粒制备方法给药途径综述

药物载体输送系统亚微粒(如微乳、微球、脂质体、药质体)的研究已成为药物新剂型研究中非常活跃的领域。纳米粒又称毫微粒，是一类由天然或合成的高分子材料制成的纳米级固态胶体颗粒，粒径为10-1000nm，分为纳米球和纳米囊。药物可包埋或溶解在纳米粒的内部，也可吸附或偶合在其表面。其既能改变药物的释放速度，又能影响药物的体内分布、提高生物利用度。制备纳米粒的材料较多，大致可分为聚合物和脂质材料，前者制成的纳米粒称为聚合物纳米粒(polymericnanoparticles)，后者称为固体脂质纳米粒(solidlipidnanoparticles，SLN)。SLN具有生理相容性好、可控制药物释放及良好的靶向性等优点。

1载药纳米粒的种类

1.1纳米脂质体

脂质体(脂质小囊)最早是指天然脂类化合物悬浮在水中形成的具有双层封闭的泡囊，现在可人工合成的一种具有同生物膜性质类似的磷质双分子层结构载体。亲脂性药物可包封于脂质双层膜中，亲水性药物则溶解于水相内核中。脂质体具有可保护药物免受降解，达到靶向部位和减少毒副作用等优点，同时脂质体膜易破裂、药物易渗漏、包封率低、释药快等也是其存在的缺陷。纳米脂质体的制备方法主要有超声分散法、逆相蒸发法等，张磊等用逆相蒸发一超声法制备了胰岛素纳米脂质体，平均粒径为83.3nm，包封率78.5％。

1.2聚合物纳米粒

其由天然大分子材料或合成的聚合物材料，用分散单体的聚合法或聚合物的分散法制备而成。如聚丙烯酰胺类、聚氰基丙烯酸烷酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。聚合物系统的特点是便于化学修饰，包括嵌段和梳状聚合物的合成。聚合物纳米粒的问题是制备过程中的有机溶剂残留，聚合物毒性和缺乏大规模的生产方式。其制备方法有聚合反应法、超临界流体技术、盐析或乳化分散法等等。

1.3固体脂质纳米粒

SLN是以多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等为载体将药物包裹于类脂材料中制成固体颗粒。SLN具有一定的缓释作用，主要适用于难溶性药物的包裹，被用作静脉注射或局部给药达到靶向定位和控释作用的载体，能避免药物的降解和泄漏。它也具备毒性低、能大规模生产的优点。SLN主要适用于亲脂性药物，用于亲水性药物时存在包封率较低的缺陷。

2SLN的制备方法

2.1高速剪切匀质和超声法

这两种方法是最早用来制备SLN的方法，它们操作简单、应用广泛，其缺点是分散性能不好，超声时易被金属污染，因此限制了它们的应用。

2.2高压乳匀法

它是制备SLN可靠而有力的技术。它可分为冷乳匀法和热乳匀法。

2.2.1冷乳匀法

将药物溶解于熔融脂质材料中，固化后在液氮或干冰冷却下研磨到微米级尺寸，分散于含有表面活性剂的水相中，在低于脂质材料熔点温度下进行高压乳匀。杨时成等人用高压乳匀法研制的喜树碱固体脂质纳米粒，其平均粒径为196.8NM，载药量为4.77％，包封率为99.51％。

2.2.2热乳匀法

将脂质材料加热熔化，加入药物，熔融液分散于含有表面活性剂的水相中，然后通过高压乳匀机循环乳化，冷至室温或以下即得。SLN粒径与匀化压力和乳匀次数有关，一般来说，温度越高，由于内相的粘度降低，SLN粒径越小，但同时高温也使药物和载体的降解增加。

2.3溶剂挥发法

将脂质材料溶于与水不相混溶的有机溶剂。(如环己烷、氯仿)中，然后在水相中乳化，挥发溶剂，脂质在水介质中沉淀形成固体纳米粒。此法的优点是可以避免加热，缺点是有机溶剂的残留使药物有潜在毒性。应晓英等用此法制得卡马西平硬脂酸固体脂质纳米粒，平均粒径120.04±9.8nm，包封率89.8％，具有明显的缓释作用。

2.4溶剂分散法

将脂质在一定温度下溶于有机溶剂，然后倒人酸性(调节zata电位)水相中，得到凝聚的SLN，离心分离即可。张惠宏等叫用该法制备了丙酸倍氯米松固体脂质纳米粒，虽在最初3h有药物的突释现象，但在随后4h药物的释放明显缓慢，每天释放约为药物总量的6％，实现药物的控释。

2.5微乳法

微乳法制备SLN通常先将脂质载体加热熔化，加入药物、乳化剂、辅助乳化剂和温水制成外观透明、热力学稳定的o/w型微乳，然后在搅拌条件下将微乳分散于冷水(2-3℃)中，即可形成SLN分散体系，所获得SLN的小颗粒尺寸是由微乳胶粒沉淀而成并非机械搅拌所致。其缺点是稀释步骤使得所制备SLN含量相对于其他无稀释步骤的方法要低。

3SLN给药途径的研究

3.1注射给药

SLN主要被制成胶体溶液或冻干粉针后静注给药，达到缓释、延长药物在循环系统的停留时间等目的。杨时成等将喜树碱(CA)制成Poloxamer188包衣的固体脂质纳米粒混悬液，静脉注射后的结果为CA—SLN对心、脑有较好的靶向性和缓释作用，同时还降低CA对肾脏的毒性副作用。研究表明，SLN的毒性比聚乳酸／羟基乙酸纳米粒的毒性低90％，比聚氰基丙稀酸纳米粒的毒性低99％，适于用作静脉给药系统的药物载体。

3.2SLN的局部给药

研究表明，SLN固体颗粒本身就具有对紫外吸收作用。当SLN包封在系统物理防晒时，配方会显示出防晒效果的协同作用。同时可避免防晒分子渗透人皮肤所产生的发炎现象，从而显现出SLN在化妆品领域广大的发展前景。

3.3口服给药

SLN可用喷雾干燥或冷冻干燥法制成粉末添加到片剂基材中，制备丸剂时，SLN分散体可作为压模时的剂，也可直接填充于硬胶囊或软胶囊中。于波涛等通过比较自制的氟尿嘧啶类酯纳米粒冻干针剂和商用氟尿嘧啶注射液在兔体内的药时过程均符合二室模型，但在药物动力学参数上存在明显差异，从而提示药物制成SLN后可以显著改变药物在体内的分布，最终达到靶向给药的目的。

3.4SLN的肺部给药

SLN可用喷雾干燥法制成粉末，用于肺部干粉吸人用药。药物从肺部释放的主要优点是可控制释放曲线。可考虑靶向肺巨噬细胞，因为肺部的颗粒很容易被肺部巨噬细胞获得。此外，还有透皮给药、眼部给药等，由于静脉注射给药对粒径的要求较高，使得它成为最有前途也是最具挑战性的给药途经。

4结论

虽然SLN在载药量、稳定性等方面尚存在一些问题，但其作为一种很有希望的新型载体系统，目前还处于研究阶段，其在靶向和缓控释方面仍是非常有吸引力的，相信它的发展和完善必将会使人类传统用药发生一场全新变革。

参考文献

[1]张磊，平其能，郭建新等．中国药科大学学报，2001，32(1)：25.

[2]JahmkeS．Thetheoryofhighpressurehomogenization[M]．in：MullerRH，BenitaS，Emulsionandnanosuspen?sionsfortheformulationofpoorlysolubledrugs．MedpharnlScientificPublishers．Stuttgart，BBohm(Eds)，1998．177.

[3]杨时成，朱家壁，梁秉文等．喜树碱固体脂质体纳米粒的研究[J]．药学学报，1999，32(2)：146.

[4]应晓英，胡富强，袁弘．卡马西平硬脂酸固体脂质纳米粒的制备与理化性质研究[J]．中国医药工业杂志，2002，33(11)：543～546.

[5]张惠宏，胡富强，袁弘等．溶剂扩散法制备丙酸倍氯米松固体脂质纳米粒[J]．药学学报，2003，38(4)：302～306.

可降解高分子材料的降解途径篇5

关键词：微生物；多环芳烃；降解； 研究 趋势

1 多环芳烃的来源

1.1 天然源 

多环芳烃的天然来源主要是燃烧和生物的合成，如：森林和草原火灾、火山爆发及微生物的内源合成等，在这些过程中均会产生pahs，未开采的煤、石油中也含有大量的多环芳烃。

1.2 人为源 

人为源是多环芳烃主要的来源，通过石油、煤炭、木材、垃圾焚烧和 交通 的直接排放等等，特别是化石燃料的燃烧是环境中pahs的主要来源。总之是随着 工业 生产的发展，多环芳烃大大地增加，每年因人类的活动会有成千上万吨的多环芳烃释放到地球环境系统中，远远超过了环境的自净能力。

2 多环芳烃的危害

在世界范围内每年有约43000t pahs释放到大气中，由于较高的亲脂性，多环芳烃可以通过食物链进入人体，对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害，已引起各国环境 科学 家的极大重视。多环芳烃最突出的特性是具有强致癌性、致畸性及致突变性。当pahs与-no 2 、-oh、-nh2等发生作用时，会生成致癌性更强的pahs衍生物。另外，pahs很容易吸收太阳光中可见(400-760nm)和紫外(290-400nm)区的光，对紫外辐射引起的光化学反应尤为敏感。多环芳烃在其生成、迁移、转化和降解过程中，通过呼吸道、皮肤、消化道进入人体和动物体，即直接吸入被污染的气体；使用烟熏食物及饮用被污染水；皮肤直接与烟灰、焦油及各种石油产品等接触。

3 多环芳烃的降解机理

3.1 降解多环芳烃的微生物

自然 界中存在的许多细菌、真菌及藻类都具有降解多环芳烃的能力。一般来说，随着多环芳烃苯环数量的增加，降解速率会越来越低。因此，低分子量的多环芳烃在环境中能较快被降解，在环境中存在的时间较短；而高分子量的多环芳烃则难于降解，能长期存在于环境中。

3.2 微生物降解多环芳烃的一般途径

微生物具有很强的分解代谢能力，虽然pahs是一种极为稳定的难降解物质，但因其分布广泛，一些环境中的微生物可以经过适应和诱导，对pahs进行代谢分解，甚至矿化。微生物主要以两种方式代谢：一种是以pahs为唯一碳源和能源；另一种是与其它有机质共代谢。所谓的共代谢是指利用一种容易降解的物质作为支持微生物生长繁殖的营养物质，而同时降解另一种物质，但后一种物质的降解和转化并不能使共代谢的微生物获得能量、碳源或其它的任何营养物质。其中，微生物的共代谢作用对于难降解污染物pahs的彻底分解或矿化起主导作用。并且低分子量的pahs在环境中能较快的被降解，在环境中存在的时间较短；高分子量的则难以被降解，在环境中存在时间长，较稳定。

3.3 多环芳烃微生物降解的主要 影响 因素及其解决措施

由于pahs性质稳定，单纯靠自然界的降解是很慢的，所以有必要通过研究多环芳烃微生物降解的影响因素，从而通过人为手段加以快速除去pahs，减少环境中的污染物。

3.3.1 底物pahs本身

底物pahs本身的苯环数量影响很大，研究表明，两环和三环化物(萘、菲、蒽、芴等)在环境中存在的时间较短，能将pahs作为唯一碳源的微生物就能矿化这些化合物。而四环多环高分子量的pahs则难以降解，在环境中较稳定，研究表明，象白腐菌、烟管菌可以通过共代谢方式对这一类化合物加以降解。一般来说，随着pahs苯环数的增加，辛醇——水分配系数增大，其降解速率越来越低。因此可通过添加表面活性剂(saa)，降低介质表面和界面张力，增大pahs在水相中的溶解度，促进pahs从固相转移到水相，提高生物利用性。

3.3.2 微生物种群

微生物种群前已述及，pahs尽管难于降解，但在长期受污染的环境中仍存在很多降解菌。在pahs中，苯并芘(bap)因其强致癌性、难降解而倍受关注，常作为研究的对象。大量的研究报导表明，白腐菌降解bap及其它pahs的能力较其它微生物强，但白腐菌降解也存在降解常不彻底，转化产物毒性可能更大的 问题 。由此可见，仅仅将单一优势菌 应用 于降解较单一的pahs，其降解能力是有限的。因为环境中的pahs是混合物，加之高分子量多环芳烃的降解属于共代谢，故在pahs生物修复的实际处理中，最好接入经过驯化的高效混合菌或激发环境中的多种土著菌。kotterman等研究表明，真菌和细菌混合培养更有利于苯并芘bap的降解。

3.3.3 电子 受体

电子受体环境中的氧气对微生物而言是一个极为重要的限制因子，首先是氧气的含量决定微生物群落的结构。 研究 表明，好氧环境和厌氧环境微生物都能降解pahs，只是降解途径和降解效率不同而已。在好氧环境中，o 2 可直接作为电子受体，而在厌氧环境中，以no 3 -、no 2 -、so42-等含氧酸根作为电子受体。在一般情况下，微生物降解pahs多需要氧气的参与，为改善好氧状况，可采用生物通气或建立藻菌共生系统等生物修复 方法 。对于厌氧环境，也可添加no 3 -、so42-等含氧酸盐类电子受体。

3.3.4 营养元素状况

营养盐的缺乏对微生物的生长和种群的维持都是重要的限制因素。lewis等研究表明，通过维持污染环境中c：n：p的正常比例，可促进pahs的稳定降解。为了彻底降解和加快净化速度，生物修复中常添加氨和磷酸盐来调节c：n：p比例。但水溶性的氮、磷营养盐效果不好，还会造成富营养化，促进藻类生长繁殖。为克服这些缺点， 目前 国际上已研制出多种含n、p的亲油性肥料和包水性肥料，并已成功地 应用 于溢油事故的处理。

4 结语

环境中的多环芳烃分布广泛，结构稳定，单靠 自然 界的自净能力是远远不够的。生物降解是去除环境中的有机污染的重要途径，所以现在分离筛选出新的高效降解菌是很重要的，特别是能降解四环和四环以上的多环芳烃的高效降解菌。单一的降解技术也是很有局限性的，所以在pahs的治理过程中可结合其它物理和化学方法对环境中的多环芳烃进行降解。对于多环芳烃的降解过程中的中间步骤还不是很清楚，需研究其降解过程中积累的中间产物的结构性质，对抑制微生物的生长情况，看其是否有致癌活性等等。另外，对于降解多环芳烃的共代谢机理及途径应深入研究，从而为环境保护作出贡献。

参考 文献 

［1］刘莉，陈玉成，于萍萍．多环芳烃微生物降解的研究进展［j］.安徽农业 科学 ，2006.

［2］温洪宇，廖银章，李旭东．微生物降解多环芳烃的研究进展［j］.微生物学杂志，2005.

可降解高分子材料的降解途径篇6

关键词：RGD高分子材料；周围神经；修复；生物学评价

中图分类号：R745 文献标识码：A 文章编号：1673-2197(2008)04-015-04

新型生物材料近年来迅猛发展，材料的组成、形态、植入部位及用途日趋复杂，随着组织工程研究的日益深入，人工合成的高分子材料及各种具有神经营养作用的生长因子复合材料进行神经缺损的修复越来越受到重视[1-4]，随之对材料的评价相应也提出了更高的要求。对生物材料进行有效性和安全性评价是生物材料进入临床前的关键环节[5]。本实验从体内和体外实验对自行设计的仿生材料RGD高分子材料进行了生物学评价。

1 材料与方法

1.1 复合材料的制备

以神经基底膜结构与组成的分析研究为基础，设计并制备了RGD高分子复合材料〔RGD多肽接枝聚(羟基乙酸-L-赖氨酸-乳酸)/PDLLA/β-TCP〕，尺寸为 12mm×6mm×0.3 mm的薄膜，动物实验前将膜缝制成直径为1.5mm长12mm的导管。

1.2 体内评价实验

选择体重约250g 的SPF级Wistar (由武汉疾病控制中心实验动物所提供)，分离单侧坐骨神经，切断，造成10 mm缺损，将RGD导管对动物模型离段神经进行桥接。分别于3个月、6个月取材，进行组织学观察。三头肌湿重比，电生理测定，电镜及光镜下的观察。

1.3 体外评价实验

(1)材料的体外降解实验：将材料置于模拟体液中，测定其介质PH值的变化和测定材料质量损耗率。(2)细胞活力的测定：将分离纯化的外周神经胶质细胞即雪旺细胞置于材料培养基中进行体外培养，然后采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法进行细胞活力的测定。可以反映活细胞数量和细胞代谢活性，从而间接反映生物材料的细胞毒性。(3)形态学观察：在相差倒置显微镜下观察细胞在生物材料表面或在其浸提液中的生长状况，进行细胞粘附、增殖和分化，细胞数目，细胞突起长度等多种指标。将RSC96细胞制成密度为106大小的细胞悬液，接种到24孔板中的复合膜上，每孔1ml，置于培养箱中，隔天换液，培养5天后取出，用戊二醛固定后，扫描电镜观察材料上细胞的生长情况。

2 结果

2.1 体内评价结果

2.1.1 电生理检测

术后所有大鼠术侧即右侧小腿三头肌萎缩，6个月较3个月有所恢复 (见表1)。血管的再生和重建，反映了生物材料与宿主组织间良好的相容性。检测右侧坐骨神经传导速度(见表2)，结果显示，再生神经已经生长通过缺损段，运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity，MNVC)反应了神经干的传导功能，再生轴突髓鞘化和成熟程度的指标。6个月时RGD高分子材料神经传导速度达64.24±0.79m/s，与自体神经移植接近(P>0.05)。

2.1.2 亚甲蓝多色液染色

3个月后，再生神经亚甲蓝染色图片显示神经纤维密度大，有髓神经多，髓鞘大，多呈圆形图。移植6个月神经纤维直径较3个月显著增大，髓鞘厚度也有所增加，神经纤维密度大，但较自体神经组密度稍小，轴突直径和厚度与自体神经移植相当。

2.1.3 HE染色

HE染色片光镜下观察，3个月后RGD高分子材料组再生神经外膜完整，再生神经截面呈椭圆形，可清晰分辨出神经外膜，神经束膜和材料区，神经纤维数目多，大小均匀，成熟良好，在材料区可见RGD复合材料已成碎片状，内有细胞长入，材料外层有纤维组织包裹。6个月后，材料降解较3个月时多，碎片有所减少，材料区内有细胞长入，外层有纤维组织包裹。

2.1.4 透射电镜观察结果

移植3个月后，雪旺细胞较多，雪旺细胞功能活跃，细胞器丰富，胞质内含有丰富的内质网，神经丝和微管，游离白体发达，细胞外层基板连续，结构完好，轴突内线粒体多，结构完好，轴突内神经丝略松散；髓鞘板层结构致密。6个月后，再生神经纤维数目较多，与自体神经移植数目相当。与3个月相比，再生神经纤维的轴突面积明显增大。

2.1.5 免疫组化染色分析

S-100免疫组化染色片显示移植3个月后，S-100阴性片子由于无S-100蛋白表达，背底呈淡蓝色，无阳性反应，6个月后阳性部位较少。

2.1.6 材料的扫描电镜观察

体内植入3个月后，复合膜中RGD高分子材料部分降解，形成孔隙，6个月后，孔隙进一步变大并连通(图1、2)

图1 3个月 电镜扫描

图2 6个月 电镜扫描

2.2 体外评价结果

2.2.1 膜质量损耗率的变化及介质PH值的变化

RGD高分子材料降解速度较快，在第4周时膜损耗率超过30%，第12周时超过50%，第24周时膜损耗率已达到70%。pH值下降较快，24周内的降解pH值基本呈下降趋势，第2周左右达6.8，呈微酸性(图3)。

图3 RGD复合材料体外降解3个月分子量的变化

2.2.2 细胞活力的测定

雪旺细胞在RGD高分子材料上能够较好地增殖，与空白对照组相差不大，尤其是在培养7天以后，其增殖能力良好。

2.2.3 形态学观察

在相差倒置显微镜下观察RSC96细胞在RGD高分子材料上的生长图片，细胞生长状况良好，密度较大，RGD为多孔材料，孔隙直径在3.8um~7.6um之间，部分细胞向膜的孔隙中生长，细胞突起于膜片表面及孔隙中交织；细胞平铺于材料表面生长，由于RGD高分子材料降解速率快，膜表面孔径较大，直径在1.5~30um之间，部分细胞向膜孔隙中生长( 图4，5)。

图4 扫描电镜观察RSC96细胞 RGD×2000

图5 在材料上的生长情况 RGD×3000

3 讨论

神经修复材料的基本要素：理想的神经修复用支架材料应具备以下几个特点：①良好的生物相容性，无毒性反应；②可降解性，避免二次手术取出；材料降解速率与组织再生完成的时间匹配；③通透性，材料应具有微孔或网眼结构以保证一定的通透性，使氧气、小分子营养物质等可进入到再生神经短段微环境中；④合适的可塑性和力学性能；能在一定时限内保持其外形和结构的完整性[6]。目前，用于神经修复的支架材料主要是一些可降解的天然基质材料和人工合成材料。生物活性分子RGD 肽(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸) 作为天然ECM 重要组成，是目前应用最广、最有效的促黏附肽[7]。

RGD高分子材料的制备及原理：运用仿生学原理模拟细胞外基质蛋白与其周围细胞的相互作用，用物理或化学的方法在材料上接上粘附性蛋白或多肽以赋予材料生物信号，促进细胞粘附到材料上。本实验将L-赖氨酸与α-羟基酸(羟基乙酸，乳酸)共聚制备聚(乳酸-羟基乙酸-L-赖氨酸)，然后通过L-赖氨酸的侧氨基引入短肽RGD高分子材料，得到RGD高分子材料多肽接枝聚(乳酸-羟基乙酸-L-赖氨酸)，再将RGD高分子材料多肽接枝聚与PLA复合，所得的RGD高分子材料高分子复合材料兼具天然基质材料和人工合成材料两者的优点。乳酸和羟基乙酸的共聚物(PLGA)，属于α- 羟基酸衍生的脂肪族聚脂，降解性能和力学性能较好；具有很好的生物相融性，在生物体内的最终降解产物为水和CO2无毒的生物小分子而被人体直接吸收[8]，被美国FDA 认证为可应用于人体的可降解材料、药物释放控制体系和其它人体植入的装置[7，9]。天然基质材料精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸 ((Arg-Gly- Asp，RGD)，因其含有特定的氨基酸序列而具有细胞识别信号，有利于细胞粘附；另一方面，PLA的降解产物显酸性，易导致局部炎症反应，而β-磷酸三钙(β-TCP)在体内水解呈弱碱性，与人体骨骼组织的无机成份相似，具有良好的生物相容性，易被生物降解吸收，无毒副作用，加入β-TCP可缓解PLA降解造成的局部酸性环境。

有研究显示神经导管移植排斥反应的最明显表现就是在神经移植物的局部有大量的单核细胞浸润膜内外，神经外膜消失，神经内血管减少，雪旺细胞大量丧失并被单核细胞替代[10]。本实验显示PRGD高分子材料导管能有效诱导缺损段神经与远端贯通，所有的神经导管局部未见上述反应，说明该材料具有良好的组织相容性。导管内再生神经生长良好，与自体神经相当证实其良好的修复效果。材料降解速率快，第12周时超过50%，24周时超过70%，无需二次手术取出，同时使用方法简单，对于显微外科技术要求较低，易于被临床接受。体外培养结果表明这种套管能使雪旺细胞黏附于其上生长，我们将进一步通过在套管内添加活性细胞如雪旺细胞和活性神经营养因子来改善神经修复效果，以寻求一种更好的组织工程化的人工神经，使周围神经再生的效果最大、最优化。

参考文献：

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[9] Yoon J J，Song S H，Lee D S，et al. Immobilization of Cell Adhesive RGD Pep tide onto the Surface of Highly Porous Biodegradable Polymer Scaffolds Fabricated by a Gas Foaming/ salt Leaching Method[J]. Biomaterials，2004，25：5613-5620.

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Biocompatibility Estimation of RGD Macromolecule Biomaterials for Restoring Peripheral Nerve

Wang Yonghong，Yi Yixia，Yan Qiongjiao，LI Shipu

Abstract：To develop a novel type peripheral nerve repairing material and observe the characteristics of the composite material. The new RGD macromolecule biomaterial was synthesized and the characteristics of the composite materials were evaluated in vitro and in vivo. The results showed that the RGD macromolecule biomaterial possesses good biocompatibility and is one kind of ideal materials for peripheral nerve regeneration.

可降解高分子材料的降解途径篇7

1 砼外加剂对水泥的适应性

（1） 水泥矿石是否稳定导致矿物组分是否稳定，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。

（2） 水泥生产工艺，如立窑与回转窑，冷却制度中的急冷措施控制得怎样，石膏粉磨时的温度等，造成水泥中矿物组分、晶相状态，石膏形态发生改变，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。

（3） 水泥中吸附外加剂能力：水泥水化速率与矿物组分直接相关。

（4） 水泥存放一段时间后，温度下降，使砼外加剂高温适应性得到改善，而且f-CaO吸收空气中的水后转变成Ca（OH）2，吸收空气中的CO2后转变成CaCO3，从而使Mwo下降，也使砼和易性得到改善，使新拌砼塌落度损失减缓，砼的凝结时间稍延长。

（5） 普通硅酸盐水泥的需水量稍大于矿渣水泥，其保水性好，但一般塌落损失也较快。

（6） C3A含量较高的水泥，塌落度损失快，保水性好。

（7） 水泥中亲水性掺合料保水性好；火山灰质水泥保水性差，易泌水。

（8） 温度、湿度高低直接影响砼外加剂对水泥的适应性。

（9） 配合比中的砂、石级配及砂、石、水、胶材的比例也影响砼外加剂对水泥的适应性。

2 砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法

2. 1 原因

（1） 水泥细度大时易泌水；水泥中C3A含量低易泌水；水泥标准稠度用水量小易泌水；矿渣比普硅易泌水；火山灰质硅酸盐水泥易泌水；掺Ⅰ级粉煤灰易泌水；掺非亲水性混合材的水泥易泌水。

（2） 水泥用量小易泌水。

（3） 低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水（同掺量）。

（4） 配同等级砼，高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。

（5） 单位用水量偏大的砼易泌水、离析。

（6） 强度等级低的砼易出现泌水（一般） .

（7） 砂率小的砼易出现泌水、离析现象。

（8） 连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。

（9） 砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。

（10） 超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。

2. 2 解决途径

（1） 根本途径是减少单位用水量。

（2） 增大砂率，选择合理的砂率。

（3） 增大水、水泥用量或掺适量的Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。

（4） 采用连续级配的碎石，且针片状含量小。

（5） 改善砼外加剂性能，使其具有更好的保水、增稠性，或适量降低砼外加剂掺量（仅限现场） ，搅拌站若降低砼外加剂掺量，又可能出现砼塌落度损失快的新问题。

3 泵送砼出现抓底或板结的原因及解决方法

3. 1 原因

（1） 严重泌水的砼易出现抓底或板结（粘锅）。

（2） 水泥用量大的砼易出现抓底现象。

（3） 砼外加剂掺量大的砼易出现抓底现象。

（4） 砂率小，砼易出现板结现象。

（5） 砼外加剂减水率高，泌水率高，保水、增稠、引气效果差的砼易出现抓底或板结现象。

3. 2 解决途径

（1） 减少单位用水量。

（2） 提高砂率。

（3） 掺加适量的掺合料如粉煤灰，降低水泥用量。

（4） 降低砼外加剂的掺量。

（5） 增加砼外加剂的引气、增稠、保水功能。

4 泵送砼塌落度损失问题的原因及解决方法

4. 1 原因

（1） 砼外加剂与水泥适应性不好引起砼塌落度损失快。

（2） 砼外加剂掺量不够，缓凝、保塑效果不理想。

（3） 天气炎热，某些外加剂在高温下失效；水分蒸发快；气泡外溢造成新拌砼塌落度损失快。

（4） 初始砼塌落度太小，单位用水量太少，造成水泥水化时的石膏溶解度不够；一般， sl0≥20cm 的砼塌落度损失慢，反之，则快。

（5） 一般，塌落度损失快慢次序为：高铝水泥>硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>掺合料的水泥。

（6） 工地与搅拌站协调不好，压车、塞车时间太长，导致砼塌落度损失过大。

4. 2 解决途径

（1） 调整砼外加剂配方，使其与水泥相适应。施工前，务必做砼外加剂与水泥适应性试验。

（2） 调整砼配合比，提高砂率、用水量，将砼初始塌落度调整到20cm以上。

（3） 掺加适量粉煤灰，代替部分水泥。

（4） 适量加大砼外加剂掺量（尤其在温度比平常气温高得多时）。

（5） 防止水分蒸发过快、气泡外溢过快。

（6） 选用矿渣水泥或火山灰质水泥。

（7） 改善砼运输车的保水、降温装置。

5 泵送砼堵管的原因及解决方法

5. 1 原因

（1） 砼和易性差，离析，砼稀散。

（2） 砼拌合物塌落度小（干粘）。

（3） 砼拌合物抓底、板结。

（4） 采用单粒级石子，石子粒径太大，泵送管道直径小。

（5） 石子针片状多。

（6） 泵车压力不够，或是管道密封不严密。

（7） 胶凝材料少，砂率偏低。

（8） 弯管太多。

（9） 管中异物未除尽。

（10） 搅拌砼时，不均匀，水泥成块未松散成水泥浆。

（11） 第一次泵送砼前未用砂浆管壁。

5. 2 解决途径

（1） 检查砼输送管道的密切性和泵车的工作性能，使其处于良好的工作状态。

（2） 检查管道布局，尽量减少弯管，特别是≤90°的弯管。

（3） 泵送砼前，一定要用砂浆管道。

（4） 检查石子粒径、粒形是否符合规范、泵送要求。

（5） 检查入泵处砼拌合物的和易性，砂率是否适合，有无大的水泥块，拌合物是否泌水、抓底或板结等现象，若有，采取相应的措施（见砼泌水、离析问题）。

（6） 检查入泵处砼塌落度、黏聚性是否足够，若塌落度不足，则适量提高砼外加剂的掺量，或在入泵处掺加适量的高效减水剂，若是砼黏聚性不足，则适量增大砂率或是掺加适量的Ⅱ级粉煤灰。

可降解高分子材料的降解途径篇8

[论文摘要]在市场经济体制下。企业成本的经济含义正进行着传统与现代的过渡，企业成本在管理中存在的人为和非人为因素是造成企业成本居高不下的根本原因。在当今激烈的市场竞争环境中，成本的降低是增加利润的有效方法之一，降低成本已成为企业首先要解决的重要问题。文章针对企业成本在管理中存在的问题，提出了降低企业成本的有效途径。

一个企业要想在庞大的市场中站稳脚跟，就必须适应市场经济的要求，让企业低投入、高产出。企业作为市场的竞争主体，应始终把降低成本作为企业核心战略。如何降低企业成本一直成为企业管理者、乃至学术界探讨的重要问题。

一、企业成本的经济内涵

成本概念是成本管理的基础，企业应当合理地划分费用和成本的界限。国内外关于成本的研究指出，传统的成本概念具有片面性，只局限于产品的生产过程，而现代企业的经营活动是以产品设计、生产、销售以及售后服务为中心的一个完整性系统，因此，传统的成本理念已不能囊括其真正的经济含义。成本管理中的一个基本原则是：不同的对象使用不同的成本。因而成本的含义是由它所服务的管理目标决定的。会计分为财务会计和管理会计，财务会计主要从核算的角度来运用成本，强调将收入与其相应的成本相配比，并不能正确核算一些不能在现阶段产生收益的成本或不可计量的成本。管理会计提供的信息是为企业内部经营决策服务，又称为内部会计。在“不同目的、不同成本”的指导下，管理会计扩展了成本的内涵和外延，提出多维成本概念，认为只有按支出的目的来梳理成本的外延，才能从本质上正确认识成本的内涵，并借以构建出层次分明、前后一贯的成本概念框架。

二、降低企业成本的经济意义

(一)降低企业成本是增加利润的有效途径之

成本控制措施得当，企业利润就有可能成倍增加。利润上去了，企业就能大刀阔斧地利用资金进行再生产、再投资，使企业规模不断扩大，并进入一个良性循环发展系统。在员工福利方面，利润的增加也会使员工的福利待遇提高，从而有效地调动员工工作的积极性，为企业带来更多的利润。

(二)降低企业成本可以节约资源并增加收入

目前，我国企业普遍存在着对现有资源没能充分利用、资源浪费较严重的现象。企业可以通过采取有效措施，制定成本控制目标管理，准确测算生产加工定额，使物料消耗控制在定额以内，从而降低企业成本，同时把剩余材料资源经过加工销售，增加企业收入。这不仅降低了企业成本，还遏制了资源的浪费。

(三)降低企业成本能够提高市场竞争力

成本在整个企业的经济活动中发挥着重要的作用。成本水平的高低，直接决定着企业的经济效益，也影响企业的生存与发展。一个成本水平较高的企业，将会因为成本的原因而丧失市场竞争力，出现亏损，甚至倒闭。因此，降低成本能够提高企业竞争力，也被多数企业用作击败竞争对手的重要手段。

三、企业成本在管理中存在的问题

(一)成本管理意识薄弱

我国各企业均存在成本管理意识薄弱的缺陷，主要表现在企业高层管理人员这一环节。企业管理人员对成本管理和控制没有足够的重视，多数的管理者依赖财务人员去管理成本，只看重财务报表中的数字，以此来控制整个企业的成本。虽然某些企业确实达到了一定的目标，降低了企业的成本，但是这种事后控制的做法缺乏全局观念。归根结底，成本核算还是不能代替成本管理。另外受我国传统的影响，很多企业局限于依靠节约的方式来降低成本。不能从长远利益来应用成本效益原则。企业员工成本意识淡薄也是造成成本过高的原因，主要表现在生产车间的员工在生产过程中不能充分利用原材料，能源浪费严重。

(二)成本管理方法陈旧落后

在计算机网络化的时代，有些企业已进入了会计电算化阶段，会计软件也是飞速发展(如：用友、安易、金蝶、速达3000、管家婆等等)，但在成本模块的应用程度普遍不高。一些小企业依然手工做账，这就导致了整个企业成本管理水平的低下，所提供的财务信息缺乏全面性和准确性。究其原因，发现有些企业用自家印制的表格来统计成本数据，且表格设计不够合理、规范，在使用上造成很大的差异，产生歧义。

(三)成本数据严重失真

有两种因素是造成这一现象的原因，即人为和非人为因素。一是部分企业管理者因个人私利或小团体利益等不良动机，任意调整成本资料，恶意篡改数字，造成企业虚盈实亏；二是收集原始成本数据的时间不够及时。目前我国多数企业还没有达到全部管理信息系统化的地步，最初的成本数据是由下至上一级级汇报，而不是生产人员在获得数据的第一时间直接输入系统。在这过程中就容易造成数据流失，致使财务人员难以依靠真实的数据来编制报表。

(四)成本费用超出预算

虽然企业事前有做出费用预算，但实际情况却很难依照计划进行。各项费用居高不下并不是单一的原因，而是融合了多种因素，比如市场营销部门的营业费用，某些企业的产品宣传周期较短，但是促销活动安排得很频繁，造成人员费用过多，连带单位产品成本偏高，这样易陷入市场困境，只能降价处理产品，压缩利润空间。

四、降低企业成本的有效途径

(一)转变思想，善用沟通

1．领导与员工之间的沟通

在生产力各要素中，人是最积极、最活跃的因素。企业要搞好，人才是关键。企业应从人际沟通人手，以控制和协调人力资源为连接，降低企业成本。一个企业领导若不能很好地与下属沟通，那他就不算是合格的领导者。企业高层管理者都非常关注企业的重大问题，很难关注到基层工作，可往往很多的成本就是在基层工作中因疏忽而流失的。因此，领导要善于在与下属沟通的过程中发现企业的不足，能聆听到整个企业存在的问题，及时处理和解决问题，免遭不明损失，降低企业成本。如日本松下电器公司的柔性管理理念就把这一原则运用到企业员工之中。通过良好的沟通使得员工乐于接受挑战，在工作中得到快乐和满足感。这是高效率工作的最大动力，也是降低企业人力成本的一项途径。

2．部门之间的沟通

“国有国法，家有家规”，在整个企业中占不同分量的部门也有自己的规章制度。但是高效团结的管理团队是企业快速发展的关键。一支具有团队协作精神的队伍是从沟通开始的，很多企业是以子母公司的形式存在的，子公司的管理会影响母公司。如TCL集团的亏损预警，原因是由于控股子公司TCL多媒体第四季度亏损大幅增加，导致公司上一年亏损进一步扩大。从此类事件可知，母公司在开展管理工作的同时要与下属公司进行更好的沟通，协调两者间的矛盾，解除有可能和其他部门工作的冲突，若能得到各部门的协调和支持，那么将会极大地提高工作效率，降低企业工作成本。

(二)防止事前成本流失

事前成本在整个成本中占有一席之地。若要防止事前成本流失，就需做好产品设计成本和原材料成本的控制。如今企业开发新产品，都讲究“三个可行”，即市场可行、技术可行、经济可行。降低成本要从源头抓起，设计人员是相当重要的。任何厂家开发的产品，其功能选择要科学合理，注意简化产品自身的构造，去掉产品的无用功能，挑选适合的制造材料，用新材料对旧材料进行代替，并改进加工工艺，改善工艺流程，优化各种技术经济指标来降低生产成本。如果产品生产工艺落后，操作人员技术素质低，责任心差，不注意在保证质量的前提下节省原材料，必然导致材料与能源消耗过高、成本上升，还有可能因价格高于同行企业的同质产品，使市场竞争处于不利地位。在产品设计阶段，必须对材料质量、加工工艺等做好成本估算，不仅保证质量过硬，而且要价格从优。

(三]实行“订单式”生产和“零库存”制度

为了追逐高额利润，不少企业盲目地拓展外延，多元化经营，渴望天下的利润全流进他的腰包。在浮躁盲目的心态驱使下，不考虑企业的生产能力而接受订单，使得日后产品积压严重。鉴于此类现象，对于生产规模小、营销能力有限、资金短缺的企业，可以根据需要实行“订单式”生产，在考究自家生产能力后决定要接受多少订单，最大限度地降低库存，实现“零库存”管理，尽可能地与各销售商联合协作，形成产销一条龙。这样做的好处：一是减少资金的占用和仓储成本；二是可以避免价格波动对产品的影响，能有效克服产品滞销。

(四)利用网络技术降低企业多种成本

我国企业面临着“经营国际化、竞争全球化、管理网络化、需求多样化”的挑战。网络经济作为对传统经济的一种提速手段，正深入到企业的运作和管理之中。过去由几个人来完成的工作，在网络时代只需要一个人就能独立解决，这在根本上就降低了企业的人工成本。

互联网不只是一个广告牌或一种交互型广告，它更是一个商业通道。网上赚钱的实例不在少数，如威尔顿钢铁是美国第联合钢铁生产商，年产量300多万吨，公司就是采用互联网来拍卖剩余的和非主流产品。现在有很多的免费注册网站，只要你成为其会员就能在有效的范围内轻轻松松地展示你的产品，每天有不下百万人次登陆查看网页，按60％的几率算，一天下来也许会有上百甚至上千人次看到你的产品展示，足不出户就能推销产品了，比起传统的营销理念节省了大量的销售成本。

互联网作为一种全新、高效的交易方式，已经被人们逐步认识并接受，它可以帮助企业及时掌握市场动向，提高工作效率，降低经营成本。

(五)降低企业成本与质量效率优先

一是充分利用设备，提高机械设备的利用率。企业每年的折旧费占很大比重，其中生产设备和办公设备的折旧费相对固定。提高设备利用率，不仅可以增加产品产量，而且还能降低单位成本中的折旧费和其他固定性费用。因此，企业的设备在进行综合利用下，要充分发挥设备的效能，制定出各种先进合理的机械工时和消耗定数，以此为准，不断提高利用效率；二是提高产品质量，减少废品损失。讲究成本，是要以维持高品质为前提的，产品的质量与成本之间有着因果关系，成本是因，质量是果。提高产品质量，就要尽可能减少废品损失，提高产品合格率，以市场需求为导向，健全质量检验制度，生产出质量过硬的产品。

(六)加强采用成本分割战略

成本分割就是指将涉及成本的项目分化到最小的单位，然后逐项降低成本。总成本大体分为材料、人工和费用等几个部分，每个部分就是一个责任中心，然后定出成本系数或定额，并制定完善的奖惩制度，使责任落实到部门、车间，甚至个人。长期以来，人们一直存在一种偏差，认为成本、效益都应该由企业领导和财务人员负责，而把各部门、车间的职工只看做是生产者。通过加强成本分割战略，把降低成本的责任落实到个人，这不但明确了责任，也使得员工的成本意识增强。如全国著名的海尔集团，就是运用这一成本战略法，使企业利润逐年增加。