首页 > 文章中心 > 高分子材料种类及用途

高分子材料种类及用途

高分子材料种类及用途

高分子材料种类及用途范文第1篇

形状:上段成锥形,下部是圆柱形。

化学组成:矿泉水和可乐瓶是用的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。另外食品包装塑料瓶材料还有聚丙烯PP,高密度聚乙烯HDPE等。

用途:生活中最常见的就是用塑料瓶装水了,也就是常见的矿泉水。另外就是可以用塑料瓶装其他物品,比如说实验室中不能用玻璃瓶装的试剂有时必须用塑料瓶装。塑料瓶的用途有很多很多,生活中到处可以见到塑料瓶。

改进措施:可以改进塑料瓶的生产工艺,如果能将塑料瓶生产成可自动降解的,那么我们的环境将不会再有更多的白色污染,这是一个非常有前景的技术,如果能够成功,并且价格能够和现在的塑料瓶相当,那么塑料瓶的用途可能将大大增加!

2.名称:一次性纸杯。

形状:上大下小的锥形形状。

化学组成:聚乙烯。

性能:柔软性好、耐冲击性能好;耐热性、耐溶剂性、硬度较差。

用途:最好用于装冷水,不要装开水。

改进措施:如果选用的材料不好,或加工工艺不过关,在聚乙烯热熔或涂抹到纸杯过程中,可能会氧化为羰基化合物。羰基化合物在常温下不易挥发,但在纸杯倒入热水时就可能挥发出来。它既不环保,也不健康。还有些一次性纸杯生产商购买价格低廉的纸浆,在生产过程中添加荧光漂白剂,有致癌危险。建议大家,一次性杯不到万不得已不要使用,如果使用最好装冷水。

3.洗洁精

形状:粘稠状

化学组成:洗洁精的主要成份是:1表面活性剂;其主要作用是产生泡沫及去污;2、洗涤助剂:常用的原料有氢氧化钠和柠檬酸钠;3、增稠剂量:其主要作用是增稠,稳泡及去污,常用的原料有6501、6502、氯化钠;4、防腐剂,其主要作用是杀菌,保持,常用的原料有:苯甲酸钠、甲基异噻唑啉酮等;5、添加剂,其主要作用是处理水质,改善气味,常用的原料有:1、乙二胺四乙酸二钠,2、EDTA四钠

性能:去污性能,去油性能等。

用途:可以用来清洗碗筷,也可以用来清洗鞋子或衣服上的污浊等。

4.电冰箱外壳

形状:长方体或者不规则多边形

化学组成:塑料,金属等。

性能:支撑冰箱外形,美观漂亮及减少冰箱成本等等。

改进措施:我们都知道,冰箱在使用一段时间后外形将不再漂亮美观,主要是由于塑料经过长期的外置于空气中可能发生老化,变色等。如果能将塑料的性能改优使其老化速度减缓或者不老化,那么将是一件非常有价值的进步,另外就是和上面一样,如果做到塑料能够自动降解,那么我们的世界将少了一份白色污染。我们的世界也将变得更加美丽!

5.各种医用高分子材料制品

医用高分子材料是指可以应用于医药的人工合成(包括改性)的高分子材料,一般不包括天然高分子材料、生物高分子材无机高分子材料等在内。随着生物科学技术的不断发展和进步,越来越多的高分子材料被用于与人类生命健康息息相关的各种器官和皮肤的替代材料。

医用高分子材料大致可分为机体外使用与机体内使用两大类。机体外用的材科主要是制备医疗用品。如输液袋、输液管、注射器等。输液袋、管可用卫生级聚氯乙烯制造。由于这些高分子材料成本低、使用方便,现已大量使用。机体内用材料又可分为外科用和内科用两类。外科方面有人工器官、医用粘合剂、整形材料等。内科用的主要是高分子药物。所谓高分子药物,就是具有药效的低分子与高分子载体相综合的药物,它具有长效、稳定的特点。

归纳起来,一个具备了以下七个方面性能的材料,可以考虑用作医用材料。

高分子材料种类及用途范文第2篇

关键词:建筑工程;大宗材料;资料用量分析

中图分类号:TU198文献标识码: A

一、建筑工程结构材料用量

住宅结构体单位面积之材料用量,并区分为中、低楼层实际建筑所用的结构材料数量,透过统计学分析,目前在该地区不同楼层之间钢筋混凝土结构物在柱、梁、板、墙等部位的单位面积材料用量情形如下:

1.总单位面积钢筋用量随楼层高度有明显之增加,以梁筋用量随楼高增加最为显著,次高者为墙筋用量,柱和板筋用量则较不明显。

2.总单位面积模板用量与楼层高度成正比。

3.总单位面积混凝土用量随楼层高度明显增加,以梁混凝土与墙混凝土的用量随楼高增加最为显著。以一般工程估算惯例,都是使用单位楼地板面积的材料用量作为计算基准,此单位用量可用在评估建材使用数量及工程费用时,以单位用量系数乘以楼地板面积即可迅速算出粗略值。

模板工程单位用量(m²/m²)=模板总施工数量(m²)/总楼地板面积(m²)

钢筋工程单位用量(吨/m²)=钢筋总施工重量(吨)/总楼地板面(m²)

混凝土工程单位用量(m³/m²)=混凝土总施作体积(m³)/总楼地板面积(m²)

二、建筑工程材料用量影响因子分析

1.单位钢筋用量影响因素

单位钢筋用量相对于混凝土用量,影响因素相较简单。对于不同建筑平面几何形状(ㄇ型、L型、H型、圆型、矩形等)因考虑双向地震力及地震系数,需在不规则处加强柱梁、斜撑等构材之承载能力;建筑物室内空间配置,如同样楼地板面积办公用途及住宅用途开间进深亦对钢筋用量造成影响。

2.单位混凝土用量影响因素

单位混凝土用量影响因素较多,包含地域性的设计习惯、绿建筑外墙隔热(开窗率)、临海远近、地上结构与地下结构平面型状不同须增加混凝土用量抵挡上浮力、外墙不规则形状、开放式空间设计等皆对混凝土用量造成影响,但影响程度为何,须更进一步探讨。

3.单位钢板及型钢用量影响因素

单位钢板及型钢用量影响较小,以耐震系统、大垮度空间设计及楼层高度为影响因素。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢共三项建筑材料使用量影响因子。

三、建筑工程材料用量影响因子统计

多数研究都针对在建筑材料与建筑工程经费预测,少有能提出确切影响因子及影响程度的数据,以下为影响因子及影响程度的相关分析。建筑工程单位楼地板面积钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量影响因子繁多,包括建筑构造种类、建筑用途型式、使用工法、工程造价、乃至设计者设计风格习惯等,各因子间交互作用也值得深入探讨。

1.工程契约金额

部分公共工程发包金额不单只对建筑物本身造价,亦包含特殊机设备、机电工程、绿化园林工程、采购等一起纳入工程契约金内计算,建筑物用途、功能、构造不同会对工程契约金额造成之外,劳务及材料的平均价格及不同年度之物价指数也会对工程契约金额造成影响,导致工程契约金额不为影响单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量的主要因子。

2.地上、下楼层数

地上楼层数会对单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量产生影响,但多显现在中高楼层(7~15 楼)有较明显的差异,建筑物是否拥有地下室对单位楼地板面积钢筋使用量有明显之影响,混凝土用量则变动因素较多影响性不显著,地下室结构需抵挡地下土压、水压、及地上结构体等横、竖向压力,配筋设计自然较无地下室结构复杂;在不同地质条件下,若是基地位于软弱地质,必须使用钢筋及混凝土进行基地补强,加强地下结构安全性,经资料检结果发现有地下室建筑物较无地下室建筑物钢筋用有明显增加。

3.总楼地板面积

单位楼地板面积钢筋用量、单位楼地板面积混凝土用量、单位楼地板面积钢板及型钢用量;钢筋、混凝土、钢板及型钢使用量都平均分摊于楼地板面积中。

4.建筑物最小载重

建筑物构造的活荷载,因楼地板用途而不同,而最小活荷载亦不同,进而影响单位楼地板面积钢筋、混凝土用量,进行资料分析前,先依建筑物最小活荷载进行分类,在不同活荷载限制下资料分析显示结果为主要影响因子。

最小载重最直接影响为楼板,而钢骨结构或钢筋混凝土建筑,因钢板及型钢最主要目地为支撑建筑结构体,即使是钢骨构造,在楼地板的部分还是采用混凝土灌浆,造成建筑活荷载成为单位钢板及型钢用量主要影响因子。

5.建筑物用途

建筑物用依建筑技术规则总则定义之建筑用途共分为类,包括公共集会类、商业类、工业及仓储类、休育文教类、宗教殡葬类、卫生文教类、办公服务类、住宿类等,不同建筑物用途的确会影响单位钢筋、混凝土用量,但用途必须明确区分,例如,体育馆、展览中心、住宅等加以细分,在此种情况下,依建筑用途分类进行资料分析并无法准确的判别出各建筑用途的明显差异,而导致建筑物用途并不为其主要影响因子。

6.建筑构造型式

建物构造形式影响建筑物单位楼地板钢筋、混凝土、钢板及型钢用量,建筑构造主要包括钢筋混凝土(RC)、钢骨(SS)或钢筋混凝土钢骨型式(SRC);相较于钢骨构造,钢筋混凝土构造的单位钢筋及单位混凝土用量必定有所不同。

7.工程所在地

汶川地震后,建筑结构抗震规范更进一步细分和提高各地的抗震等级,对结构设计用钢量影响很大。另外各地区地质条件不同、活动断层分部等区域性因素影响,间接造成单位楼地板面积之钢筋、混凝土用量因各地区基地条件不同而有所差异;再者因各地区设计习惯、当地风格、功能需求、防空避难规定或公共工程特殊需求等因素,亦会影响单位楼地板面积钢筋、混凝土使用量。

结论

过去国内对于建筑材料使用系数评估或对工程金额与建筑材料相关性,多因条件限制而锁定在RC构造或是同种类建筑上进行探讨,然而科技进步,建筑工程施工技术也不断创新,要将所有不同结构、性质的工程做全面性调查统计往往受限于实际案例,使其因子及系数难以取得大量、完整且正确的数据。本文通过统计分析结果显示,建筑材料单位楼地板面积使用量主要受构造形式、工程所在地、是否拥有地下室等因子影响,而依据资料分析确认影响后,依影响因子排序建立单位用量,目的是为便利工程机关快速审核,若单位钢筋、混凝土、钢版及型钢用量与本研究分析差异过大,应审慎检查大宗资材用量,避免资源浪费。

参考文献:

[1]麻兴中;预应力混凝土梁质量控制要点[J];广东建材;2011年07期2.1 建筑工程材料用量影响因子之研究

[2]田照福;施工企业实施准时化采购的对策研究[J];建筑技术;2004年01期

[3]李璟,任磊;基于建材采购管理系统的研究与实现[J];计算机应用研究;2004年11期

高分子材料种类及用途范文第3篇

有列名便归列名;没有列名归用途;没有用途归成份;没有成份归类别;不同成份比多少;相同成份要从后。

没有成份归类别

世间之物,万千种种,再大再全的《税则》也不可能将所有进出口货品全部包括在内。为此,《税则》中编入了大量的“保险性”的子目税号,即“其他”。虽然在《税则》中子目定义表现为“其他”,其实这类子目只能存在于确有实在定义及实际范围的货品中。即《税则》中的“其他”所含内容,一定是与本品目或子目税号相关联的内容,即“其他”所包含的内容,必须属于该品目、子目所示货品的类别。如:子目4421.9090________其他,品目44.21所示内容为:其他木制品,品目本身所包含的内容已显含混,其他木制品,可以理解为,第44章其他品目未涉及的木制品,应全部包括在本品目中。《税则》显示,在本品目所含的子目中已对木制衣架、木制卷轴、纡子、筒管、缝纫用线轴明确列名,因此,子目4421.9090的“其他”可以包括很多种木制品,例如:木制牙签、木制船橹、木制搓衣板、木制路标、木制蜂箱、木制狗屋等。又如:子目3604.9000,品目36.04所示内容为“烟花爆竹、信号弹、降雨火箭、浓雾信号弹及其他烟火制品”。在该品目中,子目3604.1000已有限定内容,即列名具体的烟花、爆竹。而子目3604.9000就可以理解为该品目所示内容除烟花、爆竹以外的其他商品。例如抗冰雹火箭、抗冰雹弹、农业用烟雾发生器、航拍闪光弹等。本文所述的“按类别归类”的方式,是在按“列名”、“用途”、“成份”无法归入适当税号时才能使用,即按类别归类的方法应从其“列名”、“用途”、“成份”之后使用。另外,按“类别”归类时,必须与“用途”、“成份”归类方法结合使用。因此可以说,按“类别”归类的方法是在“用途”、“成份”归类方法基础上综合而成的。所以,它并不是独立存在的一种归类方式。对货品按类别进行归类,关键在于了解货品的类别属性,然后按其属性归类。

例一, 动物血型试剂

分析得知,该货品的用途是用来化验某些动物血型的试剂。《税则》中,品目30.06包含有“血型试剂”。通常我们应当理解,30章的药品,包括了人用与兽用。因此,动物血型试剂应属于“血型试剂”类,将其归入3006.2000 。而不可将其错误归入3002.9090 。

例二, 祛风壮骨酒(不含濒危野生成分)

分析得知,该货品是用中药材泡制的药酒。属于中药酒类,因此,祛风壮骨酒应归入3004.9051 90 。

例三, 真空吸尘器(供饲养牲畜用)

分析得知,该货品是专门供饲养牲畜用的吸尘器,且工作原理与我们一般家庭使用相同,即利用真空原理吸尘。因此,其用途属性应当属于农业,园艺,林业,家禽饲养业等用的机器类。归入8436.8000 ,切不可将其归入8509.1000的家用吸尘器。

例四, 木制墨线斗

分析得知,该货品是木工、瓦工专门用来划线的工具,工作原理是将拉紧的浸满墨汁的线弹在工作面上。因此,其用途属性应当属于划线的工具类。归入9017.2000 。

例五, 汽车内胎气门嘴

分析得知,该货品是专门供汽车轮胎打气的气门,作用有两个:其一,将压缩空气或氮气通过该气门充入汽车轮胎;其二,防止汽车轮胎内的气体泄漏。工作原理与单向阀门相类似。因此,其用途属性应当属于单向阀门类。归入8481.3000(B) 。

下面将以例题进一步说明该种归类的方式。

例题一,化纤制高炮伪装网

归类步骤:

1. 货品分析

成份:化学纤维

加工方式:由化学纤维制的绳编结而成,其上还应加有伪装物并染成伪装色

用途:高炮阵地伪装用;其他伪装用

品名:伪装网

2. 品目归类

查阅《税则》,没有发现其有具体列名,因此,无法以“列名”方法归类。根据简易归类方法的适用顺序,应以“用途”、“成份”或“类别”归类方法归类,若以“用途”归类方法归类,可以发现其货品的用途属性并未显示为专用性,所以,不能按“用途”归类;若以“成份” 归类方法归类,查找第56章章目为:……线、绳、索、缆及其制品,可以试将该货品归入本章。品目56.08显示为:线、绳或索结制的网料;纺织材料制成的渔网及其他网。显然没有所需要的“化纤制高炮伪装网”。最后再以“类别” 归类方法归类,通过对该货品的分析可知,伪装网应属于其他网类,而本题给出的货品所用的材料应属于纺织材料。因此,该货品应能够归入本品目的适当税号。

3.简易归类方法适用

本例说明,按“类别”归类方法归类,必须结合“用途”、“成份” 归类方法,对所需归类的货品进行综合分析,才能产生与《税则》税号5608.1900相吻合的货品归类语言,即由化纤绳结制成的类似网料的其他网。这其中包括:尼龙绳编结的足球门网、尼龙丝制的渔网片(注意:渔网与渔网片加工程度不同,化纤制的渔网应归入税号5608.1100,而化纤制的渔网片则应归入税号5608.1900)。若该货品的成份改为“棉线绳编结的舞台背景网”,则应按类别归入税号5608.9000。

例题二,化学纤维制无纺地毯

归类步骤:

1. 货品分析

成份:化学纤维

加工方式:无纺形成

品名:无纺地毯

2.品目归类

无纺地毯,虽然名义上称其为地毯,实际上是一种化学纤维制成的铺地材料。该种地毯多供展览会作为临时布置展厅使用。其具有价格便宜、使用寿命短、欠美观等特点。根据成份及加工方式,可以得知,无纺地毯并不是采用簇绒、植绒等加工方式加工而成的,而是采用无纺加工方式加工而成的。即使采用这样的加工工艺,产品的基本用途特征,已显示为铺地制品类别的属性。因此,可以按“类别”归类方法归类,将其归入第57章品目57.05。

3. 简易归类方法适用

综合分析该种地毯的材料、用途、加工方式,应按铺地制品类别归入税号5705.0020。

例题三,纯棉布缝制的抛光盘

归类步骤:

1.货品分析

成份:纯棉

材料:纯棉布

加工方式:层叠缝制

品名:抛光盘

2.品目归类

通过上述对货品的分析,得知该货品属于纺织制成品类,其加工方式是将纯棉布一层一层地压在一起并用绳缝合在一起,然后安装在布轮机上,用以对各种材料的制品抛光,因此是一种具有专门用途的纺织制品。通观《税则》查找层压纺织制成品。第59章的标题中已显现为:……或层压的纺织物;工业用纺织制品。因此,我们应在该章中找出适当品目。查阅第59章章注释七(二)所示内容得知,其已明确指出“抛光盘”应归入品目59.11。

3. 简易归类方法适用

通过以上分析可知,“抛光盘”虽然在《税则》中没有具体列名,但根据其构成的材料及货品特征,可以将其归入第59章的层压纺织制成品类。同时根据本章注释七(二)所示,品目59.11所包含的货品范围:本章注释七所规定的作专门技术用途的纺织产品及制品,就很容易将其归入本品目。经仔细研究该品目中的各子目条文,只能按“类别”归类的方法,将该货品归入本品目中的子目9000,即税号5911.9000____“其他”。

例题四,绱鞋用带眼的锥子(贱金属制)

归类步骤:

1.货品分析

材料:钢铁

特征:带眼的锥子,具有类似缝纫针的作用,手工工具

用途:缝、绱鞋或缝制其他物品用,钻孔

品名:带眼的锥子

2.品目归类

通过上述分析,该货品应具有三大特征:其一,货品材料为钢铁制品。虽然该题目并未给出其构成材料,但根据一般常识知道绱鞋的锥子应该由钢铁制成,这样才能具有一定的强度和韧度。其二,绱鞋用的锥子并且前端带眼。带眼的锥子虽然仍具备用于钻孔的特定用途,但是由于其前端增加了针眼,又使其具备了能够引线缝合的功能,使之既有钻孔的功能又有穿引缝合线的功能,类似平常使用的缝纫针。其三,属于一般常见的贱金属制成的手工工具。根据这些特征,首先应将其归入钢铁制品类。因此,应试归入第73章:钢铁制品。查阅该章各品目,其品目73.19条文为:钢铁制手工缝针、引针、钩针、刺绣穿孔锥及类似品……经过分析,带眼的锥子,其功能应与各种缝纫针、刺绣穿孔锥相类似,因此可以初步将其归入本品目。

3.简易归类方法适用

品目73.19中没有“绱鞋用带眼锥子”列名,因此应该结合该货品的具体特征,即类似缝纫针的钢铁制品,将其归入“刺绣、穿孔锥及类似品”相应子目,其应归入税号7319.9000____“其他”。

例题五,绱鞋用不带眼锥子(贱金属制)

归类步骤:

1.货品分析

材料:钢铁

特征:不带眼的锥子,具有类似钻孔工具的作用,手工工具

用途:钻孔

品名:不带眼的锥子

2.品目归类

根据例题四所述内容及上述对该货品的具体分析,例题五与例题四的根本不同点在于货品特征不同,即例题四为带眼的绱鞋锥子,其主要功能是既能钻孔,又能穿引缝合线(绳)。而例题五与之不同点根本在于是未开孔的锥子。显然,未开孔的锥子只有钻孔功能,而没有穿引缝合线功能,所以,其应当属于简单的贱金属制成的手工钻孔工具。若仍将其归入品目73.19,显然货品归类语言与品目所示内容无法吻合。通观《税则》其他章目,第82章:贱金属工具、器具、利口器、餐匙、餐叉及其零件,该章的章目已显示出贱金属工具。那么无眼的锥子能否归入该章呢?分析得知,无眼锥子由钢铁(即贱金属)构成已得到认可,其用途主要是在绱鞋过程中将鞋面与鞋底同时按一定尺寸要求钻孔,以便缝合,或者在其他工作中对工件进行钻孔。根据对该货品的用途分析,由于该货品是制鞋业一种常见的专用工具,其应属贱金属工具类(第82章),而不应属于贱金属杂项制品(第83章)。那么,应将其归入第82章哪一个品目呢?查阅第82章所有品目,品目82.05包含“其他品目未列名的手工工具;……”;品目82.07包含“手工工具及机床的可互换工具,……”。仔细分析该品目及其所包含的子目条文,无法将“无眼锥子”归入品目82.07。因此,应重点分析、选择82.05品目中的相关条文及相应子目号。

3.简易归类方法适用

品目82.05中显然没有“锥子”列名,那么根据其功能为手工绱鞋用的钻孔工具,不难将其归入税号8205.1000:钻孔或攻丝工具,也就是无眼的锥子应属于钢铁制钻孔用的手工工具类。

例题六,不锈钢制烟灰缸

归类步骤:

1.货品分析

材料:不锈钢

特征:具有实际使用价值,而非观赏价值

品名:烟灰缸

2.品目归类

该题货品非常简单,只是一种不锈钢制成的常用物品,而且该产品多使用在家庭。那么,按其加工程度,已属于贱金属制成品。《税则》中与该货品相关的章目只有第73章:钢铁制品,及第83章的贱金属杂项制品。查阅第83章全部内容,无法找到与之相适应的税号,因此,应将归类的重点放在第73章相关品目。只有品目73.23涉及到“餐桌、厨房或其他家用钢铁器具及其零件……”。烟灰缸,根据其盛装烟灰的实际使用价值的这一用途特性,无法将其归入餐桌、厨房类钢铁制品。因此,应将其归入其他家用钢铁制品类。

3.简易归类方法适用

根据其成份及类别,应将其归入税号7323.9300,即家用不锈钢制其他章目未列制品。

不同成份比多少,相同成份要从后

“不同成份比多少,相同成份要从后”是对“没有用途归成份”的扩展,也是对其的补充。“没有用途归成份”中的“成份”应该理解为货品的完全成份或主要成份。而“不同成份比多少,相同成份要从后” 中的“成份”应该理解为货品是按重量计或按浓度计各种成份所占比例多少。这里所谓的成份比例应按客观、实际、共同认可的比例,也就是仅适用一般物质的含量比例。这种比例所涉及的物质可以理解为相对某种元素、物质的纯状态。这是因为世间很难找到单纯物质、元素的存在。例如,即使含金量为99.999%的黄金,仍有杂质存在。

“不同成份比多少”,其意义在于两种以上元素、物质所构成的货品,应按其中的主要成份归类。例如,按重量计羊毛占51%,腈纶占49%的纺织面料,应按羊毛纺织品归类。“相同成份要从后”是指当货品由两种(类)元素、物质所构成时,若两种(类)元素、物质按重量计或按浓度计各种成份所占比例相同时,应按该两种(类)元素、物质在《税则》章目、品目、子目的先后位置,按其位置靠后的税号归类。例如,按重量计羊毛占50%,腈纶占50%的纺织面料,应按合成纤维从后归类。归入第55章:化学纤维短纤相应税号,而不应将其归入第52章:棉花。因为,在《税则》中的化学纤短纤维所属章目在棉花所属章目之后,所以,应按化学纤短纤维所属的第55章归类。实践中,“不同成份比多少,相同成份要从后”的归类方法,主要适用于纺织品类、金属制品类的归类,但有时仍有例外,在按该方法归类时应当加以注意。同时在使用过程中,还应当注意的是,该归类方法必须与“按成份归类”方法结合使用。该归类方法也是对《归类总规则》三(二)、(三)条文的具体应用。

例题一,混纺府绸(按重量计算,含棉40%,人造短纤维30%,合成短纤维30%,已染色)

归类步骤:

1.货品分析

成分:棉40%,人造短纤维30%,合成短纤维30%

加工方式:机织、已染色

品名:混纺府绸布

2.品目归类

通过对该货品的分析得知,该货品由天然植物纤维(棉花)与化学纤维(人造短纤维,合成短纤维)混纺机织染色而成,并且其中天然植物纤维占40%,化学纤维共占60%,显然,该纺织品应按化学纤维类纺织品归类。如果该货品仅是按重量计棉占40%,人造短纤或者合成短纤占60%的纺织品,按人造短纤或者合成纤维短纤归类已属正确,也符合《归类总规则》三(二)的规定,即“不同成份比多少”。但是,现在要进行归类的货品的特殊性在于,其中的化学短纤维成份,既包括了合成纤维,也包括了人造纤维,并且两者在该货品中所占的成份比例相同。根据《归类总规则》三(三)的规定,相同成份应从后归类,即“相同成份要从后”,应根据《税则》排序,选择相对靠后的税号,即品目号较大的归类。

3.简易归类方法适用

根据“不同成份比多少,相同成份要从后”的归类方法,该题首先要选择的是与纺织品机织物相关的章目,即第55章:化学纤维短纤。然后,根据“不同成份比多少”的原则,归入化学纤维制品的品目,但第55章所包含的品目中并没有“化学纤维短纤”相关条文,而只有品目55.14合成纤维与棉混纺的机织物及品目55.16人造纤维与棉混纺的机织物。根据“相同成份(即本题中人造短纤纤维占30%,合成短纤维占30%)要从后”的规定,该题应选择品目55.16(品目55.16在《税则》中的位置比较品目55.14靠后)。再根据该题货品已染色的加工方式,及人造短纤纤维占30%的状态,该题应归入税号5516.4200 10。

例题二,混纺府绸(按重量计算,含棉50%,涤纶短纤20%,细羊毛18%,桑蚕丝12%,每平方米重180克,已染色)

归类步骤:

1.货品分析

成份:棉50%,涤纶短纤20%,细羊毛18%,桑蚕丝12%

规格:180克 / 平方米

加工方式:平纹机织,已染色

2.品目归类

通过上述分析得知,该货品是一种由天然植物纤维(棉)、天然动物纤维(羊毛、桑蚕丝)及合成纤维(涤纶短纤)混纺机织而成,并且已染色的平纹面料,每平方米重180克。但其中天然植物纤维占有50%的比例,其他成份共计50%,可知,棉在该机织物中占的比例最大。根据“不同成份比多少”的规定,应将其归入以棉为材料的机织物的相关章目,即第52章。

3.简易归类方法适用

查阅第52章相关品目,综合该题给定的要求:平纹机织、染色,混纺,该题应归入税号5210.3100 11。通过上述两例我们可以看出,虽然两种货品都是混纺府绸,但是由于各自所含的成份不同,而依据“不同成份比多少,相同成份要从后”的归类方法,归入不同的税号。

例题三、混纺府绸(按重量计算,含棉50%,亚麻50%,已漂白)

归类步骤:

1.货品分析

成份:棉50%,亚麻50%

加工方式:机织,已漂白

品名:混纺机织物

2. 品目归类

通过上述分析得知,该货品是由两种比例相同的天然植物纤维,即棉、亚麻混纺而成,并且进行了进一步的漂白加工。根据《归类总规则》三(三)规定,本货品应归入相对靠后的品目,也就是“相同成份要从后”的归类原则。查阅《税则》章目可知,棉机织物在第52章,其他植物混纺纤维、纸纱线及其机织物在第53章。根据两种成份所占比例相同这一特征,该机织物应按亚麻机织物,归入第53章相应品目,即品目53.09。

3.简易归类方法适用

根据“相同成份要从后”的规定,及该题的货品特征及加工程度(机织府绸、已漂白),应将其归入税号5309.2120 21。

例题四,礼品餐具(由一把不锈钢制的切肉刀、一把切点心刀、一把水果刀及一把不锈钢制的镀金汤勺、一把不锈钢制的芥茉匙、一把不锈钢制的奶油刀组成,成套包装)

归类步骤:

1.货品分析

成份:贱金属

加工方式:其中的一件货品为镀金

特征:成套包装

品名:礼品餐具

2.品目归类:

根据对上述成份、加工方式、特征的分析得知,该货品属于贱金属类的餐具。经查阅《税则》我们可以发现,第82章:……利口器、餐匙、餐叉及其零件。因此可以在此章中查找相关品目。品目82.11条文:有刃口的刀及其刀片,不论是否有镀金(包括整枝刀)……若将上述货品归入品目82.11,可以看出,该品目中的子目号8211.1000――成套货品,但该税号中的货品定义仅包括有刃口的刀,而不包括无刃口的奶油刀及汤匙、芥茉匙等。再查阅该章品目82.15得知,无刃口的奶油刀及汤匙、芥茉匙等属于该品目所含范围。因此,不能将该货品归入税号8211.1000。查阅第82章章注释(三):由品目82.11的一把或多把刀具与品目82.15至少数量相同的物品构成的成套货品应归入品目82.15。由此可知,本题货品中品目82.11所包含的货品与82.15所包含的货品各占一半,可以理解为“相同成份要从后”。根据以上章注释,应将该成套包装的礼品餐具归入品目82.15相应税号。

高分子材料种类及用途范文第4篇

关键词:高分子材料;可降解;生物

中图分类号:TQ464 文献标识码:A

我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式: 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏; 微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解机理

生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。

因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2生物可降解高分子材料的类型

按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI 公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献

[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[J].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[J].化学与粘合,2008,(05).

高分子材料种类及用途范文第5篇

关键词:环境;纳米材料;淡水生生生物;生物毒性

中图分类号:X171.5;Q5文献标识码:A文章编号:1008-0384(2017)03-342-10

作为21世纪三大科学支柱的纳米科学,从20世纪80年代中后期逐渐成为科学研究的前沿热点。大量相关实验的展开和技术的成熟使得纳米材料走出实验室,并因其独特的宏观量子隧道效应、量子尺寸效应、表面效应等理化性质被广泛应用于工业生产、医学领域以及人们的日常生活中。随着纳米材料的商业化和生活化,各界学者纷纷表示出对流人生态环境中大量纳米材料的生态毒理效应的高度关注。EnvironmentalScience&Technologies、Science等期刊相继发表有关文章探讨纳米材料存在的安全问题以及对环境和人类健康的影响,并在近些年获得了一定的经验和成果,也使得纳米材料的负面生物效应越发明显。纳米技术环境影响研究的重要性正在逐渐增加,而纳米生态毒理学研究也作为一项继纳米毒理学研究之后新的科研分支逐步受到世界各大科学领域的重视。

水生态系统可以接收从雨水沉降、地表径流、地下渗流或者废水排放等各种方式释放出的包括纳米材料在内的大量污染物,因此水环境是最容易受污染的系统之一。而淡水生态系统作为内陆地区主要的水环境无疑会成为纳米材料污染较为严重的部分,其对淡水水生生物生理活性的影响不容忽视。国内外学者的大量实验结果表明,纳米材料对淡水水生生物的影响存在于各个生物层面以及生物整个生存周期的各个阶段,例如纳米硒导致斑马鱼死亡的胚胎数以及畸形的胚胎数均随纳米硒浓度及作用时间的增加呈现增加趋势,且96hpf的LC50为7.18μmol·L-1;各类纳米金属氧化物都可以产生一定的毒性从而抑制羊角月牙藻的活性;溶血性磷脂酰胆碱包覆的水溶性单壁碳纳米管在浓度为20mg·L-1时就可以导致大型潘全部死亡。全面研究纳米材料的生态毒理学效应,以保护纳米材料安全进入市场,保障我国纳米技术的可持续发展是当前研究发展的重要趋势。

本文对纳米材料进行简单介绍,分析纳米材料进入水环境的相关途径,并总结几类常见纳米材料对淡水水生生物的毒性作用,以期为以后全面开展相关研究及对纳米材料的安全性评价提供思路。

1纳米材料

1.1纳米材料的概况

美国国家纳米计划把纳米材料定义为粒径在1~100nm范围内的材料,它属于原子簇与宏观物体交界的过渡状态,既非典型的微观体系,又非典型的宏观体系,在传导性、反应性和光敏性等方面显示出许多独特的性质。

纳米粒子因其比表面积大,表面活性中心多,在催化活性和选择性方面大大高于传统催化剂。而纳米材料的小尺寸效应使得材料在声、光、电、磁、热、力学等方面产生优于普通材料的新特性。由于纳米尺度下物质的特殊性质,在纳米尺度控制和操纵物质并对其进行加工在各个领域都具有广阔的应用前景。纳米材料给我们的生活带来了巨大的变化,但同时纳米材料的生物安全性现在还是未知数,关于它对健康的影响也还没有一套较为成熟的分析方法。

1.2纳米材料进入淡水水体的途径

在纳米尺度上的材料种类十分繁多,其中有相当多数量的材料会对生态环境会产生不同程度的危害,成为环境污染物。大部分集中在纳米尺度范围内的污染物在迁移转化的过程以及环境行为上都有着许多共同特征,因此可以统称为环境纳米污染物(Envi-ronmentalNano-Pollutants,ENP)。顾名思义,纳米材料是环境纳米污染物的一个重要组成部分,它可以通过多种途径进入到生态环境中并对淡水环境造成污染。因此,全面了解纳米材料进入淡水水体的途径有助于后期纳米材料对淡水生态环境的毒性研究。

纳米材料从生产至最終处理的整个过程中,必然会通过各种途径以废弃物的形式进入淡水水体,并产生一定的生物影响和生态效应。总结起来主要包括以下几个方面:①生产相关纳米材料的工厂以及实验室仍然是纳米材料最为集中的场所,大量纳米材料在生产和实验的过程中会直接作为废弃物排放到环境中;②纳米材料作为医药界的宠儿被广泛应用在医学成像、诊断、药物的靶向运输以及癌症的治疗等方面,虽然不直接作用于环境,但最终处理时仍然以固体或液体废弃物的形式进入环境;③化妆品、防晒霜、防晒的针织衫等产品作为目前广大群众的日常生活用品被大量需要,但在清洗过程中会直接导致其中的纳米成分进入生活污水从而流失到环境中,L.Geranio的研究就发现加入漂白剂或者过氧化氢的针织物会在衣物清洗的过程中释放出大量的Ag-NPs;④纳米材料本身由于各种原因直接释放纳米离子进入环境中,例如在对锂离子电池进行回收利用时过高的熔炼温度会导致纳米材料中的污染物质释放出来;⑤纳米颗粒可直接吸附在其他污染物上或者在处理过程中与其他物质反应从而转化成新的有毒污染物进入水体。

目前关于纳米材料进入环境的具体途径、在环境中的迁移形式以及影响其毒性的外在因素的研究还不够全面,但是StoiberTasha已经发现水的硬度以及纳米材料表面的覆盖物会对纳米银粒子中的Ag溶解到水环境中产生一定的影响。因此,为了切实控制纳米材料的潜在污染,必须要了解纳米材料在生产和使用过程中的排放特征、规律及释放条件,从而根据其规律进行安全评估并制定一系列可行方案。

2几类常见纳米材料对淡水水生生物的毒性作用

水环境是各种纳米材料暴露特别危险的环境,因为它对大多数环境污染物来说就是一个大型水槽。并且纳米材料被认为是具有潜在的流动性的,因此进入水环境中的纳米材料会产生我们无法预计的环境和生态影响。

目前,国内外关于纳米材料的生态毒理性研究主要从两个方面进行:一方面是通过室内模拟控制变量,观察已定条件下纳米材料对生物的影响;另一方面是原位分析,通过在特定环境条件下考量外界因素在纳米材料对生物产生生态毒性中所起的作用。关于测定的指标,大部分学者主要集中在对抗氧化防御系统如超氧化物歧化酶(SOD)和生物生理性指标如发育繁殖和体内负荷等方面进行观察与测定,但是更多的學者开始研究纳米材料对生物在细胞层面上的毒性以及基因毒性,并结合常规测定指标从更小的尺度考虑纳米材料对水生生物的潜在危害。

2.1碳纳米材料

碳纳米材料,顾名思义是由碳元素组成的新型纳米材料,常见的有富勒烯(fullerene)、碳纳米管(carbonnanotubes)和石墨烯(graphene)及其衍生物等。碳纳米材料可应用于诸多领域,例如碳纳米管和石墨烯可以利用成诊断和治疗的工具来为人类的疾病服务,也可以应用在传感器和电子产品中,最新的报道还显示碳纳米管和氧化石墨烯正在作为能量储存装置被开发。但是碳纳米材料的大量使用必然会导致其中一定量的纳米颗粒流入淡水生态环境从而对水生生物造成影响。

碳纳米材料在进入水环境较短时间内就可以减少藻类的密度,这可能是由于ROS的产生和细胞膜的损伤造成的,而这种影响会随着暴露时间的延长加大对藻类生长的抑制作用,且存在一定的剂量效应关系。进一步的试验证明碳纳米材料不仅可以改变藻类的细胞完整性,使其死亡进而致使种群数量减少,而且可以通过食物链进行迁移或生物放大。试验结果表明,10μg·g-1的C60就可造成莱茵衣藻大量死亡,而这些藻类体内的纳米颗粒还可借助捕食行为转移到以藻类为食的大型蚤体内。而大型蚤作为食物链中的初级消费者,不仅可以通过类似捕食的形式吸附到含有纳米颗粒的细菌,还可以直接从水体中吸收纳米颗粒,多种接触方式会致使其体内累积大量纳米颗粒并产生危害。

鱼类作为淡水水体中较大的消费者,同样可以通过类似呼吸等方式直接吸人纳米颗粒,也能通过摄食含有纳米颗粒的低级消费者或生产者的途径使体内积累一定量的纳米颗粒,从而造成机体损伤。有研究表明,在短期暴露情况下,单壁碳纳米管(SWCNTs)、羟化多壁碳纳米管(OH-MWCNTs)和羧酸盐多壁碳纳米管(COOH-MWCNTs)均会诱导金鱼产生氧化应激,MDA浓度和SOD的活性增强,且3种碳纳米管对金鱼肝脏的影响程度为SWCNTs>OH-MWCNTs>COOH-MWCNTs,而碱性条件下三者对金鱼的毒性还会增强。鲫鱼长期在低剂量的碳纳米材料中暴露,同样会造成机体组织的氧化应激,肝脏组织中SOD、CAT被显著诱导,与此同时脑组织GSH含量不断下降,机体抗氧化能力衰竭,而nC60甚至可以导致大嘴鲈鱼腮部的GSH耗竭。且随着在碳纳米材料中暴露时间和暴露浓度的增加,鱼类脑部受到的影响越发明显。

碳纳米材料单独暴露即对水生生物产生一定危害,但现实环境中只单单存在一种有毒物质的情况是比较少见的,因此刘珊珊等以铜锈环棱螺作为受试生物,发现不同管径多壁碳纳米管存在时Cd在螺体内的积累量明显增加,且小管径较大管径促进效果更加显著。同时,在中、高Cd(25~100μg·g-1)浓度条件下,MWCNTs显著增加了Cd的生态毒性,与肝胰脏中Cd的积累水平相吻合,SOD和MDA活性受抑制,含量下降。而羟化微碳纳米管(OH-MWCNTs)在单独暴露时对大型蚤是没有致死毒性的,但是在同样的模式下,当其浓度超过5.0mg·L-1时就会显著增加镍的毒性。上述试验均表明纳米碳材料和金属复合比2种污染物单独暴露时对生物产生的影响更为严重。双软壳类同螺类都有坚实外壳保护,且运动缓慢,运动范围较为固定,因此ThiagoLopesRocha等认为双软壳类是监测人工纳米材料危害的关键性模型物种。

纳米金刚石也是一种由碳元素组成的新型纳米材料,可应用于荧光标记或抗体载流子等方面。在慢性暴露时,当浓度高于1.3mg·L-1时就会出现抑制大型蚤繁殖的情况,当浓度达到12.5mg·L-1时则会直接造成大型蚤100%的死亡,且在光学显微镜下可以发现纳米金刚石颗粒主要吸附在大型蚤的外骨骼表面,并积累在肠胃部分。而暴露在纳米金刚石溶液中同样也会对亚洲蛤产生氧化应激,使消化腺的细胞产生空泡或者变厚。当前还有一种碳纳米材料是棉纤维纳米材料,MicheleMunk用大型丝绿藻一克里藻作为指示生物研究了纤维素纳米材料的生态毒性。并发现其同样会抑制藻类的繁殖,并会导致藻类的形态发生变化,造成物理损伤。导致这些变化的原因可能是纳米材料直接接触到细胞膜、细胞壁,或者是因为氧化应激而产生ROS。

各类碳纳米材料对淡水生态系统中各食物链营养级的水生生物显然均有不同程度的影响,而碳纳米材料本身在生产和使用过程中就有可能对生物和人体产生危害,因此关于生物器官、组织以及细胞等方面的毒性研究非常重要,只有完全了解碳纳米材料的致毒机理才有可能在其生产和使用过程中尽量减少或避免危害的发生。

2.2纳米金属氧化物

纳米金属氧化物不仅具有小尺寸、表面能高、表面原子配位不全等纳米材料具备的特点,还有其独特的半导体特性,这使其催化和反应活性较之传统材料均有很大的提高,为固体推进剂技术的新发展和性能的上台阶开辟了新思路。纳米金属氧化物主要包括纳米氧化锌、纳米氧化铜、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅等,每种纳米材料都因其特有的性能而被广泛应用在不同的领域。例如,纳米氧化锌被大量应用于橡胶工业、陶瓷、油漆、导电材料等方面,而作为一种广谱的无机紫外线屏蔽剂,其在化妆品行业更是有着无限的应用机会。纳米氧化铜则由于其良好的抗菌性能,被应用于涂层、食品包装、生物医药等方面的产品,而其较高的分析灵敏度、催化性能以及脱硫性能,也使其被广泛应用于传感器、超导材料以及工业除硫。纳米TiO2同样可用于化妆品行业,还可氧化降解水及空气中的烃类、有机磷杀虫剂、甲醛等污染物质,有效进行污水处理及空气净化,制造高级抗菌自洁卫生陶瓷、餐具等。纳米金属氧化物繁多的种类以及频繁的使用,使得我们必须加大对其安全性的评估。

2.2.1纳米氧化锌在低浓度(1~5mg·L-1)的情况下,nZnO和nTiO2对斜生栅藻生长均起促进作用,一定浓度后表现为抑制作用,呈现浓度依赖性,但与nTiO2相比,nZnO具有较明显的毒性。进一步的试验表明,在24h急性暴露下,0.01~31.25mg·L-1nCuO、nCdO、nPbO、nZnO均可抑制大型水蚤和剪形臂尾轮虫的活性,甚至当水温在27.5~32.5℃且光照情况发生变化时导致其死亡,但nZnO显示出更大的毒性。而关于纳米金属氧化物在硬骨鱼类体内的清除状态,张阳等的实验结果显示在28d暴露阶段,nZnO和nCuO在斑馬鱼体内均不具有生物蓄积性,在24d清除阶段,nCuO可以有效排除,但是nZnO的清除仍不完全。

以上一系列数据显示nZnO较部分纳米金属氧化物而言具有较大的毒性,因此关于nZnO的具体致毒机理有必要细致研究。刘慧等通过实验发现nZnO可以显著诱导鲫鱼肝脏产生自由基,并且自由基信号强度和MDA含量随nZnO浓度的升高呈先升高后降低的趋势。同样在斑马鱼肠组织也会产生一定氧化应激作用,诱导肠中细胞凋亡相关基因的表达,并且能对肠组织结构造成损伤。对于白亚口鱼而言,其心肺功能和能量代谢也同时会受到一定程度的影响。贻贝类作为底栖动物的一种也是研究者较为喜欢的模型物种之一,HalinaFalfushynska则以贻贝类作为研究对象,基于上述试验结果进一步研究了nZnO的具体生物毒性。从试验结果中可以看出,nZnO的毒性不单单是由Zn2+的释放引起的,所以它的毒性较单独的重金属可能要大。而在碱性条件下nZnO颗粒稳定性较强,减缓了Zn2+的释放速度,从而会降低nZnO的毒性。水温也是影响nZnO毒性的一个重要的因素,nZnO的毒性会因为水温的升高而增大。当试验水温在18℃时会造成细胞DNA的损伤,而这种损害在nZnO单独暴露时是不存在的。但是当nZnO与Nfd或Ta等有机污染物联合暴露时,会显现出更为强烈的生物毒性。

2.2.2纳米氧化铜底栖生物具有易获取、生活周期长、活动能力差,活动范围固定、对毒性有较强灵敏度等特点,可以较好地反应生存环境的实际污染情况,因此被许多研究者青睐。就此,关于nCuO的毒性机理,许多学者选择以淡水田螺作为受试生物进行研究。nCuO与田螺交互作用时会产生毒性,并且田螺会通过消化腺的氧化应激对此进行调节,但是通过彗星试验发现田螺的DNA已经发生了损伤。TinaRamskov则对寡毛纲动物带丝蚓染毒途径进行了深入的探索,发现沉积底泥对带丝蚓的摄食速率和同化作用的影响均比水溶液要强,因此在未来的研究中沉积物应当作物水生生物接触和吸收有毒物质的重要途径来考虑。

以上试验均是nCuO单独暴露时对生物的影响,基于有机污染物和nZnO联合暴露时比nZnO单独暴露时对生物毒性的加剧,部分学者同样考虑了nCuO复合暴露时的生物毒性。碎食者Allogamusligonifer的摄食速率会随着纳米颗粒尺寸的下降而抑制效果增强,但当腐殖酸(HA)和nCuO联合暴露时会缓解因为纳米颗粒较小而造成的抑制效果,同时可以增加其在沉积物中的分散稳定性,从而更容易被铜诱环棱螺摄取,Cu2+的生物积累也会随腐殖酸水平的增加而显著升高。不仅如此,当纳米氧化铜表面覆盖聚合物外壳时,其对膨胀浮萍的毒性是普通纳米氧化铜颗粒的10倍。急性暴露条件下大型蚤对nCuO较为敏感,而慢性毒性实验中核壳氧化铜则对其产生了更为严重的生物毒性。这可能是由于聚合物外壳降低了离子的释放率,从而延长了粒子的寿命和毒性效应,使其能够在更长的时间内对生物造成影响。

2.2.3纳米二氧化钛关于nTiO2对水生生物的毒性研究方向与其他纳米材料相比是较为广泛的。尺寸较小(<10nm)的nTiO2颗粒在低暴露浓度下对藻类的生长抑制程度要高于尺寸较大的颗粒,这与nCuO对藻类产生的毒性相似。同时当Cd和nTiO2联合暴露时会增加Cd在藻类体内的生物利用度,与Cu联合暴露时大型蚤机体的抗氧化体系受到活性氧自由基(ROS)攻击已经崩溃,而Cd和Zn被吸附在nTiO2颗粒上时会更加容易被水蚤所吸收。在此基础上,SwayampravaDalai对杜比亚水蚤在两种接触nTiO2颗粒的模式进行了对比,发现水蚤通过食物链即吞食含有纳米颗粒的藻类而加大体内富集量的比例占到了70%左右,大大高于直接从水溶液中摄取的nTiO2颗粒。关于nTiO2颗粒的基因毒性,运用彗星实验和PAPD-PCR技术研究发现nTio2对硬骨鱼类斑马鱼在高浓度下会产生基因毒性,损伤其DNA,而在大鳞大麻哈鱼的CHSE-214细胞系中也发现nTio2颗粒会产生一定的细胞毒性,且与抗氧化防御系统指标(SOD、CAT、GSH)具有一定的剂量效应关系。根据以上试验结果,可以进一步研究基因毒性与抗氧化防御系统之间的联系,从而为鱼类作为监测纳米金属氧化物敏感生物提供更多可观测指标。

原位分析作为研究性实验的最终运用地,在nTiO2颗粒的毒性研究中已经有所应用。JuliaFarkas在瑞典3个湖的现实水生环境中研究了nTiO2对细菌的毒性,结果证实水源地水的溶解氧(DOC)含量和化学元素含量均对nTiO2的生物毒性造成了不同的影响。试验结果表明:在DOC中、高浓度的湖中,100μg·L-1的nTiO2添加情况下细菌的丰富度会降低,且低DOC和低化学元素含量的湖中nTiO2的稳定性会增强。各种外界因素均会对nTiO2颗粒的毒性造成一定的影响,而由于nTiO2颗粒特殊的性能,使其对UVA反应格外明显。当黑暗状态下nTiO2颗粒对大型蚤的影响仅仅是“有害”,但是经过UVA照射后就可以定义为“有毒”了。而且nTiO2颗粒由于钛元素来源的不同而导致其毒性也有所不同。通过投射显微镜可以发现锐钛矿NPS破坏了小球藻的细胞膜和细胞核,而红金石NPS则使小球藻的叶绿体和内部细胞器受到一定程度的损伤。

2.2.4其他纳米金属氧化物除了上述几种常见的纳米金属氧化物,还有一些也会对水生生物造成不同程度的影响和危害。nAl2O3对斜生栅藻生长的96hEC501000mg·L-1,是nTiO2和nZnO的60倍和1000倍,但现实环境中纳米材料的浓度很难达到试验所测浓度,因此nAl2O3可认为基本无毒或低毒。但当其与Cd联合暴露时,对Cd的生物运转具有明显的携带作用,铜锈环棱螺体内的Cd含量显著增加且毒性增强,而在上述的nTiO2颗粒毒性研究中同样得到了相似的结论。目前关于纳米NiO的相关研究还较少,但是梁长华以小球藻为受试对象,较为全面地研究了纳米NiO的生态毒理性质。通过结果可以发现纳米NiO暴露会对小球藻产生生物毒性,表现为低浓度的刺激效应和高浓度的抑制效应。K.KrishnaPriya则评估了不同浓度的nSiO2对南亚黑鲮的部分血液、离子调节和酶谱等方面的影响。他通过对大量血液参数如血红蛋白(Hb)、血细胞比容(Hct)等进行测定,发现这些参数在加入nSiO2后均有所变化,并且这些参数的变化都依赖于剂量和暴露时间,表明这可能与黑鲮生理压力系统的改变有关。

纳米金属氧化物本身具有一定程度上的金属性质,会产生某种程度上的生态影响,且各种纳米金属氧化物对生物的毒性会在某些方面产生相似的影响,但是每种纳米金属氧化物都有其特有的理化性质,因此又会产生不同形式的毒性影响。纳米金属氧化物的复杂性使得其对生物的具体生态毒性要考虑的方面也较为复杂,需要更加深层次探索和研究。

2.3纳米金属单质

我国目前生产的纳米金属粒子主要有纳米银、纳米铁、纳米金等,例如纳米银由于具有优异的抗菌性能而被大量商业化生产,应用于医药、食品、纺织、化妆品、水处理及电子等行业;纳米铁应用在军事吸波隐形材料、高性能磁记录材料、磁流体、导磁浆料、高效催化剂、废水处理等方面。

纳米银是金属纳米颗粒中较为常见的一种,其单独暴露时可导致日本青锵胚胎表面绒毛膜破裂、胚胎及内容物释出,或穿过斑马鱼和鲈鱼胚胎表面的绒毛膜孔道进人体内,同时鳟鱼细胞系(RTL-Wl和TTH-149)也对其毒性做出了类似的敏感性。纳米银颗粒同纳米金属氧化物类似,在水介质中溶解后也含有金属离子,但其与银离子对毒性的表达模式有所不同。纳米银颗粒主要会阻断大型蚤体内蛋白质的新陈代谢和信号转换,但AgNO3则主要是抑制大型蚤的生长发育,尤其在感官方面较为严重。而当大型蚤通过吞食摄入了含有Ag的衣藻时会在摄食上有一个较大程度的减小,但暴露在AgNO3和纳米银溶液中的大型蚤体内银离子积累量相同[。

底栖动物同样适用于纳米银生物毒性的研究中,最常见的2种生物就是双软壳动物和螺类。在慢性暴露试验下,当纳米银和AgNO3的浓度分别为5μg·L-1和63.5μg·L-1时就会发现指甲蛤的生殖开始出现负面情况,且2种形式都会改变指甲蛤的抗氧化酶活性。尖膀胱螺在高浓度的纳米银溶液下存活率会降低,但是当存在沉积物时会缓解这种情况。而长期暴露在0.01μg·L-1纳米银溶液中,其产卵率就会下降50%,纳米银对尖膀胱螺的危险性相当于捕食者的程度。当纳米银与17a-乙炔雌二醇联合暴露时,则会显著刺激胚胎发育。溪流摇蚊作为底栖生物的一种,对纳米银也有着一定程度的反应。但是当纳米银拥有有机物涂层时,会减小其在基因和氧化应激方面的反应,这可能是由于有机涂层会一定程度上减小银离子的释放,而在nCuO的研究中同样也发现了类似的情况。虽然各种文献表明目前环境中纳米银粒子的浓度低于环境预测浓度,但是大量试验均已证明即使只有ng·L-1的纳米银粒子也已经对水生生物的影响表现出了巨大的潜力。而大量有纳米银参与的商业产品的使用使得原位分析迫在眉睫。

除了纳米银之外,还有几种纳米金属材料也值得关注。研究发现,纳米铜对几种微藻的生长有抑制作用,且粒径越小,抑制作用越强,与上述几种材料的研究结果保持一致。同时还可以累积在虹鳟鱼鳃部并通过降低支气管Na+/K+-ATP酶的活性及血浆的离子浓度来发挥毒性作用,即纳米铜可通过离子调控机制对虹鳟鱼产生毒性作用,但其对虹鳟鱼鳃部的抗氧化水平没有影响。LanSong则较为全面地对虹鳟幼鱼、黑头呆鱼和斑马鱼3种鱼球状50nm的nCu粒子水溶液的毒性进行了评估。确定了3种鱼类在CuNPs溶液中96h的LC50分别为(0.68±0.15)、(0.28±0.04)和(0.22±0.08)mgCu·L-1,而96h的CuNPs最低可观察浓度为0.17、0.23mg·L-1、<0.23mg·L-1。纳米金的体外试验表明其能影响细胞微自动力,引发线粒体损伤、氧化压力和细胞的自我吞噬,对虹鳟鱼肝细胞亦能产生负效应。目前关于Au以及Ag-Au双金属NPs对微藻的毒性报道还比较少,但是IgnacioMoreno—Garrido对此进行了较为详细的总结,从纳米金属的种类、细胞大小、时间终端、范围考虑,发现其均对微藻细胞产生不同的影响,并且小颗粒的AuNPs对贻贝的氧化代谢的影响比大颗粒要大。

纳米金属可对水生生物产生毒性,迄今大多研究均表明,其毒性作用可能是由其释放出的金属离子及自身的结构共同作用所致,与纳米金属氧化物的毒性有一定程度的相似,但对其毒性机制的探讨仍需要进一步的研究。

3结论与展望

3.1结论

根据上述结果可以对纳米材料的毒性进行总结:①纳米颗粒粒径越小,其毒性越大;②金属纳米材料的主要致毒原因是溶解出来的金属离子,但也有其他方面的原因;③有机外壳会减缓金属离子的释放速率从而减小急性毒性,但是增加了时间延长了金属纳米材料的毒性寿命;④纳米材料与其他污染物或有机质复合时会改变本身的毒性效果,但是谁占主导地位还有待研究。

3.2展望

淡水生态系统是人类资源的宝库,为人们的日常生活用水提供有力的保障,其中的生物数量也是非常的庞大,如果无法控制纳米材料的流入以及确定其制毒机制,不论是生物、人类还是整个生态系统都可能产生无法估计的严重后果。而随着纳米材料在各行各业中的大量使用,其在生物吸收和生物效应方面的研究也成为当务之急。但是由于纳米材料在不同条件下性质会产生不定的改变,而且其生态危害性评价还依赖于材料自身性质(颗粒尺寸及来源)、暴露情况、在环境中存在的时间、生物体内稳定性、生物蓄积及生物放大作用等相关条件,因此纳米毒理学的知识和体系目前尚不完善,还不能完全确定纳米材料对生态系统的影响到底达到何种程度。

因此,今后的研究主要应该从以下几个方面加以考虑:①根据不同纳米材料的不同性质研究其在水环境中对水生生物的毒性作用机制、毒物代谢动力学及其他体内效应,同时加强对纳米材料与其他环境污染物交互作用的研究;②纳米材料可在水环境之间迁移或转化,应当建立一套纳米材料在不同水环境中的迁移转化模型,并通过模型对纳米材料在生物中的蓄积和生物降解过程做进一步的比较和研究,从而确定毒性在生物体内的转移情况;③不同学者会根据自身实验条件选择不同的生物模型,但应当通过相应敏感实验确定某种生物以用来进行原位分析,为实地毒性检测和预防提供帮助;④相关检测仪器的缺乏使得很多实验进行缓慢甚至无法完成,因此發展新的检测方法和仪器也应当是今后研究的重点。