首页

> 学术发表知识库

首页 学术发表知识库 问题

酶纤维研究应用论文

发布时间:

酶纤维研究应用论文

改良碱性磷酸酶染色法[日期:2008-08-11] 来源: 作者:乔海兵,邢开宇 【关键词】 碱性磷酸酶染色法 1939年Gomori首次提出碱性磷酸酶组织化学染色法用于哺乳动物神经系统血管内皮,1951年Gomori修改了自已的 方法 ,并称为“钙钴法”。1984年Bell在Gomori碱性磷酸酶染色法的基础上进行了改良,用于人脑海马和距状裂区的毛细血管取得成功〔1〕。本文以Bell法为基础,对其法的某些步骤进行了简化和改良, 应用 于脑微血管的 研究 ,同时可以显示出脑微动脉、微静脉。现将此法介绍如下。 1 原理 此方法为金属阳离子沉淀法。以β甘油磷酸钠为底物,在酶的作用下,产生磷酸离子与钙离子形成磷酸钙为第一反应产物。经硝酸铅处理变为磷酸铅沉淀,为第二反应产物。两种反应产物均易解离,进一步用稀硫化铵处理,形成稳定的硫化铅颗粒,沉淀于微血管内皮中,光镜下呈黑色〔2〕。 2 方法 2.1 取材 标本在24 h内取出,切成2 cm×2 cm×2 cm的组织块,放入4 ℃冰箱中保存。尽快放入固定液中固定24 h以上。 新鲜固定液的配制:无水氯化钙 5 g;巴比妥纳 2.5 g;纯甲醛液 5 ml;蒸馏水 488 ml。 2.2 脱水 组织固定好之后,移入70%的酒精24 h,依次移入85%酒精4 h,无水酒精,丙酮(1∶1)溶液4 h,无水酒精,乙醚(1∶1)溶液中4 h。 2.3 包埋 将脱水之后的组织块修整,移入5%的火棉胶溶液中浸泡包埋,放入4 ℃冰箱中,1周后可成块。 2.4 切片 切片厚度在60 μm左右,置入75%酒精中。 2.5 孵化 将切片放入孵化液中,在37 ℃恒温箱内孵化2 h~4 h。孵化液的配制:β甘油磷酸钠1.2 g;无水氯化钙1.96 g;巴比妥钠1 g;蒸馏水200 ml。 2.6 染色 将孵化好的切片快速更换3次蒸馏水,马上置入1.5%硝酸铅溶液中5 min,快速更换3次蒸馏水,然后放入2%硫化铵溶液中3 min,再快速更换3次蒸馏水。 2.7 裱片、脱水、封片 裱片后脱水,二甲苯透明封片。 3 改良措施 取材要新鲜,以免降低血管内皮碱性磷酸酶的活性。固定液和孵化液配好之后,可不调其pH值,只需用pH试纸测试固定液呈弱酸性,孵化液呈弱酸性即可。包埋过程中 应用 梯度包埋法,火棉胶浓度最高不能超过10%。先将组织块放入5%的火棉胶溶液中,留一小开口,置入4 ℃冰箱中,以利于酒精挥发,每天给容器加满火棉胶。2 d~3 d后改换10%的火棉胶,直至包埋好为止。包埋好的组织块应硬度适宜,用手指轻按可留有指纹,但不易碎。孵化过程适当延长,以利于内皮细胞碱性磷酸酶与孵化液充分反应。在裱片过程中由于切片较厚,切片很容易脱落。可采用先透明后封片的办法,既不 影响 切片的透明度,片子也不容易脱落。 4 讨论 碱性磷酸酶染色属于组化呈色法,由于此法对微血管显色均匀、充分,并可较好的反映正常微血管的 自然 扩张状态,有效地避免了血管灌注法的种种缺憾,而且此法经多次改良,使操作 方法 更为简单,呈色时间缩短,因而成为 目前 较为流行的一种微血管形态学的 研究 方法〔3〕。但Hunzlker等认为,由于小静脉内皮细胞碱性磷酸酶分布不集中,活性较低,因而微静脉难以显示。我们在研究过程中对碱性磷酸酶法进一步改良之后,可显示大量的带有三角形膨大的血管(见图1),而这一特点正是微静脉所特有的,所以我们认为,并非微静脉用此法不能显示,而是在实验过程中pH值、温度掌握不准所致。 参考 文献 : 〔1〕王有伟,陈以慈.碱性磷酸酶染色法(钙铅法)在研究人脑和心脏微血管方面的应用〔J〕.解剖学杂志,9(3):227. 〔2〕杜卓民.实用组织学技术〔M〕.北京:人民卫生版社,1982:309. 〔3〕张为龙.脑血管研究近况〔J〕.临床解剖学杂志,1986,4:118.

设为首页 收藏本站 理 工 类 管 理 学 经 济 学 法 学 类 政 治 学 医 学 类 哲 学 类 艺 术 类 教 育 学 其 它 类 计算机类 公共管理 会计审计 论文指导 证券金融 财政税收 财务管理 工商管理 应用文写作 社 会 学 文学论文 文化类论文 理工类 位置: 首 页 --> 免费论文 --> 医 学 类 --> 医学 --> 腰椎间盘突出症胶原酶治疗进展 精 彩 推 荐 近年来随着临床疼痛医学、神经生理、神经解剖、神经生化、神经内分泌以及药理、医学影像学等诸学科的深入研究和发展,对腰椎间盘突出症治疗这一重要课题,重新引起临床医师和社会的广泛关注。本文就腰椎间盘突出症治疗的发展史与现状、胶原酶治疗的基础研究及胶原酶治疗腰椎间盘突出症的若干问题综述如下。1 腰椎间盘突出症治疗的发展史与现状 1934年,美国学者Mixter和Barr〔1〕通过手术证实和治愈腰椎间盘突出症压迫神经所致的坐骨神经痛,开创了手术治疗腰椎间盘突出症的先河。1959年,瑞典学者Carl Hirsh〔2〕提出设想用某种酶注入椎间盘内,加速椎间盘的退化过程,使之纤维化缩小来减轻对神经根的压迫。美国学者Smith(1964)〔3〕从中得到启示,首先采用木瓜凝乳蛋白酶(chymopapain)注入椎间盘内,溶解病变的髓核组织来治疗腰椎间盘突出症,从而开创了化学溶解疗法治疗腰椎间盘突出樱帆症的历史,悄颂裤使腰椎间盘突出症的治疗进入了一个重要的历史发展阶段。美国学者Sussman(1968)〔4〕在此基础上提出用胶原酶(collagenase)注入椎间盘内进行治疗。70年代腰椎间盘突出症胶原酶治疗技术在我国萌芽。1975年由朱克闻、董宏谋首先开展胶原酶治疗腰椎间盘突出症的临床应用,在经过临床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期并取得了令人满意的治疗效果基础上,90年代卫生部批准在全国开展并推广。为应用胶原酶治疗腰椎间盘突出症这一新的医疗技术的发展,创造了有利的条件,提供了广阔的发展前景。2 胶原酶治疗椎间盘的基础研究 正常腰椎间盘是由纤维环、髓核及软骨板构成。人体椎间盘髓核是一个高度含水的组织,水分占80%~90%;干性成分中,蛋白多糖占65%,胶原约占25%,胶原纤维无定向排列成一疏松的立体网络。纤维环中水分占60%~70%;干性成分中,蛋白多糖占20%,胶原占60%。椎间盘内主要含有Ⅰ型和Ⅱ型胶原分子,从纤维环的外层到内层,胶原构成由Ⅰ型逐渐变为Ⅱ型。Ⅰ型胶原提供纤维环的张力强度,Ⅱ型胶原提供承受压力强度。当腰椎间盘突出时,髓核中的水分含量下降,胶原含量可达60%或更高。Bromley等〔5〕用狗进行的实验认为:胶原酶注入盘内剂量达400u~500u时,有纤维环内缘的轻微溶解,超过这个剂量溶解作用将增加,但也只是纤维环内缘的溶解,注入胶原酶2w之后溶解程度不再增加。孙磊等〔6〕将胶原酶注入兔椎间盘内后观察到:胶原酶注入盘内24h,可见髓核结构破坏;1w后髓核浓缩,纤维组织增生;2w时椎间盘髓核结构界线不清;4w时椎间隙狭窄,髓核结构消失。被纤维软骨替代,但纤维环的外层胶原纤维结构无变化。Sussman(1968)〔4〕首先提出并证明胶原酶可以溶解术中切取的人体椎间盘组织,证明胶原酶能迅速地、选择性地溶解髓核和纤维环中的胶原纤维。Sussman(1975)〔7〕进行的毒性试验表明:胶原酶行盘内、静脉内、腹腔内、脊柱旁及硬膜外注射有相当大的安全范围,胶原酶对透明软骨、骨及成熟的纤维组织如前、后纵韧带作用极小,对硬脊膜、马尾神经等接触也不会造成损害,腰神经根等神经实质对胶原酶不敏感,但认为胶原酶鞘内注射可引起严重的并发症。3 胶原酶用于腰椎间盘突出症治疗中的若干问题3.1 胶原酶治疗机理 胶原蛋白水解酶(collagenase,简称胶原酶),其化学本质是启简蛋白质,是一种有催化作用的高度特异性生物催化剂,是唯一能作用于胶原组织螺旋结构的酶,能在生理pH值及温度条件下水解天然胶原纤维。人体内源性胶原酶与胶原分子在细胞内共同合成,以酶原的方式处于潜伏状态〔8〕。当椎间盘内环境改变或受到机械作用时,椎间盘纤维细胞崩解,酶激活物进入基质激活处于酶原状态的胶原酶,使其具有生物活性,胶原纤维出现降解。降解的结果引起椎间盘本身出现自溶,使纤维环强度下降,出现裂隙或破裂,并引起相应的临床症状。当外源性胶原酶以酶原的形式大量注入病变的椎间盘,便被其中的酶激活物激活。胶原酶被激活后作用于胶原分子的全部3条α-链,距氨基酸端的3/4处,将胶原分子水解为3/4和1/4两个片段,使之溶解度增加,易解链变性被其他 蛋白酶水解〔9〕,最终降解为相关的氨基酸,被血浆中和吸收。由于椎间盘的总体积明显缩小,从而使突出物减小或消失,对神经组织的压迫得以缓解或消除,临床症状得以改善或消失。3.2 胶原酶治疗对象选择 对胶原酶治疗对象的选择至今仍缺乏统一认识,国内外至今尚无统一标准,如何选择病例,提高治疗效果,是有待进一步探索和研究的课题。有作者〔10〕提出对椎间盘向侧后方突出大于10mm,椎间盘突出伴钙化、伴侧隐窝狭窄等均可列为适应症。目前国内多数学者比较一致认定的是:单侧腰腿痛有明显神经根压迫症状;经系统保守治疗无效者。凡伴有过敏体质、马尾综合征、代谢性疾病、椎间盘炎或椎间盘感染、心理变态、腰椎管狭窄或脊椎滑脱、非椎间盘源性腿腰痛、孕妇及14岁以下儿童、突出物游离于腰椎管内及突出物已钙化或骨化者均不宜列为治疗选择。适应症的选择恰当与否,直接关系治疗效果,故此笔者认为对治疗对象应慎重选择,不宜过宽。3.3 胶原酶治疗方法 目前临床上主要有以下5种方法:(1)经皮斜刺或侧方直刺椎间盘(盘内)注射法。此法是经典注射法,适用于各种类型的椎间盘突出,尤其适用于椎间盘膨出、中央型突出或偏斜不重者。其穿刺途径安全,定位客观,精确可靠,效果确实,但操作要求准确。笔者主要采用此法,我们认为此法具有针对性强,直接溶解胶原纤维的作用。(2)经皮椎间孔硬膜外侧隐窝突出物局部(盘外)注射法。此法适于突出物偏向一侧,而且突向神经根管,临床有神经根刺激症状者。此法针对突出物,准确性要求高,术中需造影确定,效果可靠。(3)经椎板外切迹或小关节内缘行硬膜外侧隐窝穿刺法。此法系盘外注射的改进法,由宋文阁等〔11〕提出并应用于临床。此法进路骨性标志清楚,定点明确,进针角度和方向固定,可变范围小,但其应用时间较短,目前临床报道较少。(4)经皮棘突旁硬膜外注射法。它是经椎板间隙利用硬膜外套管注射法。适用于多间隙突出或老年体弱有明显骨质增生并有骨桥形成者。在操作时需在最高位间隙穿刺插管,并将硬膜外导管送到最低突出间隙,边退管边向突出区域注药。此法简单、安全,但效果不如其他方法 。(5)经皮切吸与胶原酶注射联合法。此法是先将椎间盘髓核组织吸出,使椎间盘内压力降低并有一定空隙,再注入胶原酶,使药液均匀地渗透到纤维环部,髓核及纤维环得到充分溶解。但其操作复杂,外套管针较粗,创伤相对较大。目前国外均采用盘内法注射,国内盘内、盘外均有使用。3.4 胶原酶临床疗效及与手术疗效对比 目前国内报道胶原酶治疗优良率在60%~84%,有效率在83%~96%。笔者治疗25例,优良率为74%,有效率为92%,基本上报道一致。经过比较,盘内法与盘外法治疗疗效并无明显差异。Weinstein(1986)〔12〕将胶原酶注射与手术组进行了详细比较,其结果为:化学溶核组治疗后近期疼痛缓解者为51%,手术组为41%;3个月后疼痛缓解者化学溶核组为75%,手术组为70%;1年后化学溶核组为86%,手术组为80%;2年以上无需其他治疗者分别为86%与88%。治疗后第一年度复发率化学溶核组12%,手术组18%;10年后化学溶核组为32%,手术组为39%,需再次手术。治疗后短期感觉良好,恢复工作者化学溶核组为90%,手术组87%。根据比较,化学溶核组的有效率高于手术组,而复发率却低于手术组。化学溶核术显得更为优越。3.5 胶原酶治疗的副反应与并发症3.5.1 副反应 ①疼痛反应。一般在治疗后3~10天疼痛可比治疗前加重,但笔者体会往往多在注药后1~2h后即开始出现疼痛加重。其原因是胶原酶的注入增加了盘内容积,同时胶原纤维在胶原酶作用下出现降解。导致椎间盘内容物增加,使盘内压升高及降解过程中的化学刺激反应,窦椎神经受到激惹后出现的〔13〕。 ②尿潴留和肠麻痹。是由于盘内压力增高后窦椎神经受到激惹引起植物神经功能紊乱所致〔13〕。 ③脊柱失稳性腰背痛。椎间盘溶解后椎间隙变窄,小关节将出现重叠,对窦返神经的刺激,出现反射性腰背部不适和疼痛。3.5.2 并发症 ①过敏反应。胶原酶作为一种生物制剂,存在过敏反应的可能。杨述华等〔14〕报道1例二次注射发生过敏反应;谢国华等〔15〕报道1例于注射后8h出现过敏性休克。 ②椎间隙感染。主要表现为腰肌痉挛,腰痛加剧,有深压痛,白细胞计数和分类可正常或升高,血沉增快。高翔等〔16〕报道1例椎间隙感染。 ③神经损伤。多为穿刺针刺伤脊神经根或穿刺过程中误伤脊膜或神经外膜,高浓度胶原酶使神经根发生脱水、变性,一旦误入蛛网膜下腔,轻者出现化学性脑膜炎,重者可发生截瘫。高翔等〔16〕报道2例神经损伤致腓骨长、短肌瘫疾,经治疗后一个月恢复。汤华丰等〔17〕报道全麻下2例产生腰神经根症状,半年后随访尚未完全恢复。鞠作金等〔18〕报道1例出现化学性脑膜炎及严重的神经根损伤,术后1年随访肌力仍未完全恢复。 ④继发性腰椎管狭窄。3.6 尚未解决的问题3.6.1 胶原酶用量问题 目前报道盘外注射胶原酶用量基本一致,都为1200u;但盘内注射用量尚未完全统一,各家报道有400u、600u、1200u三种规格。另外,椎间盘病变程度与所用胶原酶剂量问题尚未达成统一标准。3.6.2 有关造影剂使用问题 目前盘外注射一致使用造影剂进行定位,而盘内注射定位时是否非要使用造影剂问题并未达成一致,各家观点不一。临床上有单纯靠腰椎正、侧位定位的,也有在此基础上注射造影剂行椎间盘造影定位。另外,造影剂是否对胶原酶的溶解作用产生影响这一问题仍未见有系统研究报道。3.6.3 副作用和并发症问题 如何有效地预防和治疗胶原酶注射产生的副反应及并发症,目前尚未达成一致的方案。另外,对所有治疗的病例进行系统、完整的CT及X线复查结果方面,仍未见有完整、准确的临床报道。 综上所述,只要严格掌握适应症以及正确熟练的操作方法,胶原酶注射溶解术不失为一种有效的治疗方法。且疗效与手术治疗无明显差异。它住院时间短、操作较简单、并发症少、痛苦小、病人负担较轻且安全有效,即使失败也不影响再次手术,为腰椎间盘突出症增加了一种可供选择的治疗方法。相信随着胶原酶基础研究的不断深入及临床应用的进一步开展,胶原酶注射法必将成为继传统保守治疗之后首选的治疗方法,值得临床推广应用。参考文献1 Mixter WJ,Barr JS.Rupture of the intervertebral disc with involvement of the spinal canal.New Eng J Med,1934,211:2102 Hirsh C.Studies on the pathology of low back pain.J Bone Joint Surg,1959,41B:2373 Smith L.Enzyme dissolution of the nucleus pulposus in human.JAMA,1964,187(2):1374 Sussman BJ.Intervertebral clisolysis with collagenase.J Natal Med Assoc 60(may),1968:1845 Bromely JW,Varma AO.Santoro AJ,et al.Double-blind evaluation of collagenase injection for herniated lumbar disc.Spine,1984,22:1326 孙 磊,宁志杰,王培杰,等.胶原酶椎间盘内注射后的形态观察.中国矫形外科杂志,1997,4(5):3947 Sussman BJ.J NeuroSurg,1975,42:389~3958 张昌疑.主编.生物化学.第2版.人民卫生出版社,1984:85~1169 Smith EL.Connectiro tissue.In:Principles of biochemistry.New York:Mc Graw-Hill,1983:22310 王执民,王义清,吴智群,等.注射胶原酶治疗腰椎间盘突出症的临床应用研究.实用放射学杂志,1997,13(8):458~46011 宋文阁,傅志俭,马 玲,等.硬膜外腔侧隐窝穿刺的研究.中华麻科学杂志,1998,18(4):25012 Weinstein JN,Lehman TR,Hejna W.Chemonucleolysis versus open discectomy-a ten year follow-up study.Clin Orthop,1986,206:5013 刘 伟,杨 华,雷云坤,等.注射用胶原酶治疗腰椎间盘脱出症疗效及影像学分析.云南医药,1999,20(1):29~3014 杨述华,杜靖远,罗怀灿,等.化学溶核术治疗椎间盘突出症的临床研究.中华骨科杂志,1996,16(7):415~41715 谢国华,蒋慧娟.胶原酶盘内注射治疗腰椎间盘突出症.江苏中医,1999,20(2):3216 高 翔,李加坤.胶原酶注射治疗腰椎间盘突出症.中国厂矿医学,1999,1:7~817 汤华丰.丁鑫昌.髓核化学溶解(胶原酶)治疗腰椎间盘突出症30例近期随访报道.中华骨科杂志,1989,9(2):88~9018 鞠作金,吴旭东,赵勇进.胶原酶溶解术治疗腰椎间盘突出症严重并发症1例.骨与关节损伤杂志.1997,12(6):325

纤维素酶的应用论文参考文献

石油论文参考文献

石油是一种粘稠的、深褐色液体,被称为“工业的血液”。下面,我为大家分享石油论文参考文献,希望对大家有所帮助!

爆炸荷载作用下大型立式圆柱形储油罐动力响应分析

延迟焦化装置主分馏塔及吸收稳定系统的模拟计算与优化

天然气管道无线监控系统的研究与实现

定向井井眼轨迹可视化技术研究

精细控压钻井井内压力计算方法研究

分隔壁塔双效精馏热集成系统的稳态和动态行为研究

高层办公建筑的空间流线解析及研究

再生水源热泵应用于供热系统的研究与评价

基于MVC的图形定制系统的研究与实现

电磁感应数据传输系统的硬件研制

大庆钻探工程公司内部控制评价与优化研究

长春岭低温低压高含蜡油藏开发技术对策研究

“固—气—液”联产的生物质能源转换工艺及产物利用的研究

香菇纤维素酶基因cel6B的克隆及其在大肠杆菌中的表达

碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究

大型半潜船工程项目的可行性与市场评估研究

吉林油田公司油气田地面工程建设项目竣工验收规范流程的设计

新立油田整体改造工程可行性分析

管道局管道工程项目物流整合研究

新型PIP系统在大型石化工程项目管理中的应用

变温荷载作用下饱和粉质粘土的固结特性研究

XX油田井下作业工程公司配液站改扩建项目环境影响后评价研究

吉林油田公司企业生产安全文化建设研究

有机涂层下船用钢电偶腐蚀规律研究

逆向跨国并购的动因和绩效研究

基于GIS的海上石油平台溢油应急管理信息系统的开发研究

一类n+1维乘积型偏微分方程Cauchy问题

燃气轮机—加热炉系统集成优化研究

古平一井井眼轨道设计与控制

大规模稀疏线性方程组的预条件迭代法的研究

深圳湾滨海休闲带海洋工程对海洋环境影响的研究

疏浚工程对碣石湾环境影响评价研究

改性提高生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)耐撕裂性的研究

共聚物橡胶的结构性能分析及其物理特性的'分子模拟

半纤维素基温敏性水凝胶的制备与性能研究

基于危险率分析的风浪参数联合设计标准研究

深水采油管柱在地震荷载作用下的动力响应

导管架平台结构整体安全水平分析与标定

采油螺杆泵光杆扭矩和轴向力集成传感器的研究

随钻地层压力测量装置的设计与仿真研究

石油钻进工程中竖直井钻柱振动问题的ANSYS模拟计算与分析

微介孔复合炭膜的制备及其性能研究

中国石油山东天然气管网工程可行性研究

化学反应放热失控安全泄放设计及评估技术研究

H型垂直轴风力发电机组支承塔架的结构选型和受力性能研究

天然气涡旋压缩机增压装置供油系统压力和流量的优化控制

烃类厌氧降解过程中互营细菌的分布特征和系统发育研究

中石油南美地区工程项目冲突管理研究

面向吊装工程的履带起重机站位优化研究

多尺度三维地质对象可视化关键技术研究与实现

xiān wéi sù méi

cellulase [21世纪双语科技词典]

纤维素酶(cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。人们已对纤维素酶的作用机制及工业化应用等方面进行了大量的研究,为纤维素酶的生产和应用打下了良好的基础。其在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用,提高原料利用率,净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。由于放线菌的纤维素酶产量极低,所以研究很少。细菌产量也不高,主要是葡萄糖内切酶,但大多数对结晶纤维素没有活性,并且所产生的酶是胞内酶或吸附在菌壁上,很少能分泌到细胞外,增加了提取纯化的难度,在工业上很少应用。目前,用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌,其中酶活力较强的菌种为木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium),特别是绿色木霉(Trichodermavirde)及其近缘菌株等较为典型,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时,反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素,因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外,也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

目前,纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。

固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料,其投资少,工艺简单,产品价格低廉,目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷,以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前,我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂,其产品外观粗糙且质量不稳定,发酵水平不稳定,生产效率较低,易污染杂菌,不适于大规模生产。

液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理,然后送发酵釜内发酵,同时加入纤维素酶菌种,发酵时间约为70h,温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌,发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制,不易染杂菌,生产效率高等优点,已成为国内外重要的研究和开发方向。

制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率,降低溶液的黏度,缩短发酵时间,而且酒的口感醇香,杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;另外,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解,有利于淀粉的释放和被利用。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,改进过滤性能,有利于酒精蒸馏。

酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放,这样既可提高酱油浓度,改善酱油质量,又可缩短生产周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。

饮料加工日本有专利报道,用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵,可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中,可提高汁液的提取率(约10%)和促进汁液澄清,使汁液透明,不沉淀,提高可溶性固形物的含量,并可将果皮综合利用。目前,有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料,其中的粗纤维有50%降解为短链低聚糖,即全果饮料中的膳食纤维,具有一定的保健医疗价值。

纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等,这对于开辟食品工业原料来源,提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。

此外,在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理,可使植物组织软化膨松,能提高可消化性和口感。

将纤维素酶用于处理大豆,可促使其脱皮,同时,由于它能使细胞壁破坏,使包含其中的蛋白质、油脂完全分离,增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率,既降低了成本,缩短了时间,又提高了产品质量。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源,其主要成分是纤维素和半纤维素,纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖,进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。此外,纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂,如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。

总之,纤维素酶具有非常广阔的应用前景,但由于液态发酵生产技术含量较高,在大规模生产上还有一定的困难,因此对纤维素酶液态发酵的研究与开发具有重要的现实意义。今后若能加强这方面的研究,则可以使之早日进入工业化生产,一方面可以提高纤维素酶的产量和质量;另一方面可以较好地解决纤维素的生物转化问题,创造良好的社会效益和经济效益。

纤维素酶

Cellulase

康彼身;康彼申;bizym

消化系统药物 > 助消化药物

0.5g。

每片含有胰酶220mg,相当于脂肪酶(lipase)74OOu(FIP),蛋白酶(protease)420u(FIP),淀粉酶(amylase)7000u(FIP);含米曲菌提取酶120mg,相当于纤维素酶(cellulase)70u(FIP),蛋白酶(protease)10u(FIP),淀粉酶(amylase)170u(FIP)。

用于各类消化不良症状,老年人消化不良。治疗胰酶分泌不足,在肠液中消化脂肪、碳水化合物及蛋白质,起促进食欲的作用。

对纤维素酶过敏者、急性胰腺炎患者禁用。

纤维素酶不可嚼碎。

偶有腹泻及软便。

每次2片,每日3次,饭前服。

不宜与酸性或堿性药物同服。

纤维素酶(英文:cellulase)是酶的一种,在分解纤维素时起生物催化作用。是可以将纤维素分解成寡糖或单糖的蛋白质。纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。一般用于生产的纤维素酶来自于真菌,比较典型的有木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)。产生纤维素酶的菌种容易退化,导致产酶能力降低。细菌产纤维素酶的产量较少,主要是葡聚糖内切酶,大多数对结晶纤维素无降解活性,且所产生的酶多是胞内酶或吸附在细胞壁上,不分泌到培养液中,增加了提取纯化的难度,因此对细菌的研究较少。但由细菌所产生的纤维素酶一般最适pH 为中性至偏碱性。近20年来,随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用,细菌纤维素酶制剂已显示出良好的应用前景。纤维素酶在食品行业和环境行业均有广泛应用。在进行酒精发酵时,纤维素酶的添加可以增加原料的利用率,并对酒质有所提升。由于纤维素酶难以提纯,实际应用时一般还含有半纤维素酶和其他相关的酶,如淀粉酶(amylase)、蛋白酶(Protease)等。纤维素酶种类繁多,来源很广。不同来源的纤维素酶其结构和功能相差很大。由于真菌纤维素酶产量高、活性大,故在畜牧业和饲料工业中应用的纤维素酶主要是真菌纤维素酶。英文名称 Cellulase英文别名 Cellulase [USAN]; Ku-zyme; Kutrase; Cellulase, aspergillus niger; Cellulase, trichoderma viride; Fungal cellulaseEINECS 232-734-4

尼龙纤维的应用领域研究论文

尼龙6是尼龙材料最主要产品之一,普遍应用于纺丝、注塑、薄膜等方面。尼龙6纤维为最早开发的合成纤维。目前我国尼龙6生产技术相对成熟,尼龙6生产能力逐年提升,尼龙6下游应用领域不断由尼龙纤维领域拓展至工程塑料及薄膜领域,我国已成全球最大的尼龙6消费国。

尼龙的种类:

尼龙塑料底材的种类丰富,常见的有PA66、PA6、PA11、PA12、PA46等等,还有例如PA610、PA612、PA1212、PA6T、PA9T等其他类型的尼龙底材。

尼龙的应用:

尼龙主要应用于纤维和树脂。用作纤维时其突出的优点是耐磨性优于其他纤维,在混纺织物中加入一些聚酰胺尼龙纤维,可大大提高其耐磨性和拉伸强度。在生产中常见的应用有例如服装、蚊帐、地毯等,在工业生产领域则主要应用的有帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔网、安全气囊等,当然还有例如降落伞及军用织物。

用做树脂时,聚酰胺尼龙可通过挤塑、注塑、浇注等成型加工方法制造从柔软性制品到刚性硬质制品,从热塑性弹性体到工程结构材料,具有广泛的应用领域,如汽车、电子、电气、家具、建材、生活用品、体育用品、包装材料、航空航天材料等,其中汽车、电子电气和包装行业是聚酰胺尼龙树脂应用非常广泛的领域。

增强尼龙底材与油漆、胶水附着力的方法:

尼龙表面喷漆、胶粘表面处理工艺中,不良缺陷现象发生较为频繁,实际的情况表现为掉漆、脱胶等。其主要的原因则是由于尼龙底材与油漆之间的附着力差所导致,因此想要解决掉漆、脱胶问题,就需要提升两者之间的附着力。有效的解决方法是通过底涂炅盛尼龙处理剂的方式,打底法施工在尼龙基材表面,再喷涂油漆,从而达到增强附着力解决掉漆问题的作用。

化工材料方面的制作;如尼龙绳啦

有关纤维素酶研究进展的综述论文

xiān wéi sù méi

cellulase [21世纪双语科技词典]

纤维素酶(cellulase)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,它不是单成分酶,而是由多个酶起协同作用的多酶体系。人们已对纤维素酶的作用机制及工业化应用等方面进行了大量的研究,为纤维素酶的生产和应用打下了良好的基础。其在扩大食品工业原料和植物原料的综合利用,提高原料利用率,净化环境和开辟新能源等方面具有十分重要的意义。

纤维素酶的来源非常广泛,昆虫、微生物、细菌、放线菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。由于放线菌的纤维素酶产量极低,所以研究很少。细菌产量也不高,主要是葡萄糖内切酶,但大多数对结晶纤维素没有活性,并且所产生的酶是胞内酶或吸附在菌壁上,很少能分泌到细胞外,增加了提取纯化的难度,在工业上很少应用。目前,用于生产纤维素酶的微生物菌种较多的是丝真菌,其中酶活力较强的菌种为木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium),特别是绿色木霉(Trichodermavirde)及其近缘菌株等较为典型,是目前公认的较好的纤维素酶生产菌。现已制成制剂的有绿色木霉、黑曲霉、镰刀霉等纤维素酶。同时,反刍动物依靠瘤胃微生物可消化纤维素,因此可以利用瘤胃液获得纤维酶的粗酶制剂。另外,也可利用组织培养法获得所需要的微生物。

目前,纤维素酶的生产主要有固体发酵和液体发酵两种方法。

固体发酵法固体发酵法是以玉米等农作物秸秆为主要原料,其投资少,工艺简单,产品价格低廉,目前国内绝大部分纤维素生产厂家均采用该技术生产纤维素酶。然而固体发酵法存在根本上的缺陷,以秸秆为原料的固体发酵法生产的纤维素酶很难提取、精制。目前,我国纤维素酶生产厂家只能采用直接干燥法粉碎得到固体酶制剂或用水浸泡后压滤得到液体酶制剂,其产品外观粗糙且质量不稳定,发酵水平不稳定,生产效率较低,易污染杂菌,不适于大规模生产。

液体发酵法液体发酵生产工艺过程是将玉米秸秆粉碎至20目以下进行灭菌处理,然后送发酵釜内发酵,同时加入纤维素酶菌种,发酵时间约为70h,温度低于60℃。采用除菌后的无菌空气从釜低通入进行通气搅拌,发酵完毕后的物料经压滤机板框过滤、超滤浓缩和喷雾干燥后制得纤维素酶产品。液态深层发酵由于具有培养条件容易控制,不易染杂菌,生产效率高等优点,已成为国内外重要的研究和开发方向。

制酒在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率和原料的利用率,降低溶液的黏度,缩短发酵时间,而且酒的口感醇香,杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;另外,由于纤维素酶对植物细胞壁的分解,有利于淀粉的释放和被利用。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,改进过滤性能,有利于酒精蒸馏。

酱油酿造在酱油的酿造过程中添加纤维素酶、可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放,这样既可提高酱油浓度,改善酱油质量,又可缩短生产周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。

饮料加工日本有专利报道,用纤维素酶处理豆腐渣后接入乳酸菌进行发酵,可制得营养、品味俱佳的发酵饮料。将纤维素酶应用于果蔬榨汁、花粉饮料中,可提高汁液的提取率(约10%)和促进汁液澄清,使汁液透明,不沉淀,提高可溶性固形物的含量,并可将果皮综合利用。目前,有报道已成功地将柑橘皮渣酶解制取全果饮料,其中的粗纤维有50%降解为短链低聚糖,即全果饮料中的膳食纤维,具有一定的保健医疗价值。

纤维废渣的回收利用应用纤维素酶或微生物把农副产品和城市废料中的纤维转化成葡萄糖、酒精和单细胞蛋白质等,这对于开辟食品工业原料来源,提供新能源和变废为宝具有十分重要的意义。

此外,在果品和蔬菜加工过程中如果采用纤维素酶适当处理,可使植物组织软化膨松,能提高可消化性和口感。

将纤维素酶用于处理大豆,可促使其脱皮,同时,由于它能使细胞壁破坏,使包含其中的蛋白质、油脂完全分离,增加其从大豆和豆饼中提取优质水溶性蛋白质和油脂的获得率,既降低了成本,缩短了时间,又提高了产品质量。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价而又可再生的资源,其主要成分是纤维素和半纤维素,纤维素和半纤维素的利用一直是国际国内的研究热点课题。利用的途径和整体思路是利用纤维素酶和半纤维素酶先将纤维素和半纤维素降解成可发酵糖,进而通过发酵制取酒精、单细胞蛋白、有机酸、甘油、丙酮及其他重要的化学化工原料。此外,纤维素、半纤维素通过纤维素酶的限制性降解还可制备成功能性食品添加剂,如微晶纤维素、膳食纤维和功能性低聚糖等。

总之,纤维素酶具有非常广阔的应用前景,但由于液态发酵生产技术含量较高,在大规模生产上还有一定的困难,因此对纤维素酶液态发酵的研究与开发具有重要的现实意义。今后若能加强这方面的研究,则可以使之早日进入工业化生产,一方面可以提高纤维素酶的产量和质量;另一方面可以较好地解决纤维素的生物转化问题,创造良好的社会效益和经济效益。

纤维素酶

Cellulase

康彼身;康彼申;bizym

消化系统药物 > 助消化药物

0.5g。

每片含有胰酶220mg,相当于脂肪酶(lipase)74OOu(FIP),蛋白酶(protease)420u(FIP),淀粉酶(amylase)7000u(FIP);含米曲菌提取酶120mg,相当于纤维素酶(cellulase)70u(FIP),蛋白酶(protease)10u(FIP),淀粉酶(amylase)170u(FIP)。

用于各类消化不良症状,老年人消化不良。治疗胰酶分泌不足,在肠液中消化脂肪、碳水化合物及蛋白质,起促进食欲的作用。

对纤维素酶过敏者、急性胰腺炎患者禁用。

纤维素酶不可嚼碎。

偶有腹泻及软便。

每次2片,每日3次,饭前服。

不宜与酸性或堿性药物同服。

国科大博士生导师王曙阳团队在利用废纸资源发酵产纤维素酶研究方面取得进展纤维素酶是继淀粉酶和蛋白酶之后的全球第三大工业用酶制剂,被广泛的应用于生物能源、食品、造纸、纺织洗涤、医药、动物饲料以及农业废弃物处理等领域。但是昂贵的发酵生产成本是目前制约纤维素酶行业快速发展的主要瓶颈。而废纸作为可回收利用的废弃物资源之一,由于其纤维素含量高、价格低廉、来源广泛、易获取及产生量大等特点具有良好的开发应用潜力。因此,利用废纸资源进行纤维素酶的发酵生产,不仅可以有效降低纤维素酶发酵成本,而且还能实现废纸资源的高值化利用。 近日,国科大导师王曙阳研究员团队在利用废纸发酵产纤维素酶研究方面取得进展。相关成果发表在环境科学领域顶级期刊Journal of Cleaner Production. 不同类型废纸结构表征结果左:SEM(×1000)和EDS能谱测定结果(A 办公废纸;B 餐巾废纸;C 杂志纸;D 硬纸板纸)右:XRD(10-50°)测定结果 长枝木霉突变菌株LC-M4利用硬纸板纸和麸皮混合碳源发酵产酶结果该研究得到国家自然科学基金面上项目(12075294)、中国科学院院地合作项目(YD-2021-01)和甘肃省科学院合作项目(2020HZ-01)的资助。 文章链接:Efficient utilization of waste paper as an inductive feedstock for simultaneous production of cellulase and xylanase by Trichoderma longiflorum 责任编辑:张婧睿分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网微信@2015 中国科学院大学 All Rights Reserved 地址:北京市石景山区玉泉路19号(甲) 邮编:100049 京ICP备05002800号 | 京

中国高性能纤维研究及应用论文

高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。 【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102,528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348(2005)01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材 料, 它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。 所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料,它是近年来纤维高分 子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。 高性能纤维可用于防弹服、 蹦床布等特种织物的加 工及纤维复合材料中的加固材料,其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、 超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能 纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类 无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。 有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维 碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初, 由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、 粘胶纤 维或沥青纤维经预氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度 大、模量高等优良性能,如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维,拉伸强度可达 4.2GPa,断 裂伸长率为 1.5%。碳纤维不燃烧,化学性能稳定,不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现, 具有超高分子量, 高取向度, 且分子间距很近, 3 使纤维具备高强高模的特征, 其密度具有 0.97g/cm , 是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。 除此之外,其他机械性能亦比较突出,如良好的韧性和耐疲劳性能,耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代,人们开始从事液晶态纺丝技术的研究,用于纺制高性能纤维,与普通 纺丝的分子结构截然不同,液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。 图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子,为无规则线团;(b)为刚性大分子, 在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状 液晶;(d)为向列型液晶 芳香族聚酰胺是最为人所熟知的,通过液晶纺丝纺制的高性能纤维,如 Kevlar(聚对苯 二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维)等,如图 3 所示,为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较 均衡,具有高强伸性能, 高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性,不导电,除了强酸和强碱外,具有较强的抗化 学性能。 图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上,日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维,其化 学名为聚对苯撑苯并双恶唑,化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝,由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高 取向度, 决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有 3.5N/tex 以上的强度 和 10.84N/tex 以上弹性模量, 经热处理后可得到强度不变、 模量达 176.4N/tex 的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维,具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点,其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍,限氧指数(L01)为 68,热分解温 度高达 650℃,在有机纤维中为最高,被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。 表 1 PBO 纤维的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 1.54 1.56 抗拉强度(GPa) 5.8 5.8 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 3.5 2.5 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维 密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 1.56 24 5.8 280 2.5 1.45 12 3.2 115 2.0 1.80 6 3.58 230 0.5 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后,阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂 环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑],简称 "M5"或 PlPD,化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基团,容易形成强的氢键。如图 4 所示,与芳香族聚酰胺晶体结构不同,M5 在分子内与分 子间都有氢键存在,形成了氢键结合网络。 图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构,虚线为氢键。 图 4 M5 晶体结构 比较图 3 与图 4 可以清楚地看出,M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络,类似一个 蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用,使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性,压缩 和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较 碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在,使作用于碳纤维上的应力,从一个石墨层转 移到相邻层面, 这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。 但这些共价键为 纯弹性键,一旦被打破,不可复原,即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时,应力-应 变曲线是线性关系,纤维断裂是突然发生的。 有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述,超高强聚 乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能,但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱 的范德华键,使其纤维易产生蠕变,压缩强力较低,另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘 合性有限,因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用 力较弱,使得其压缩和扭曲性能较低,加之纤维表面惰性强,与树脂的结合能力较差,在复 合材料成型过程中,有明显的界面层,从而影响也限制了 PBO 的应用。 芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构,使其具有高强伸性能,也是由于大 分子链间弱的作用力 (范德华键),造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺 纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形, 薄片相对容易断开, 在严 重过载时会出现原纤化,最终导致压缩失效。 分子链间结合键以 M5 比较理想, M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢 在 键结构,是其具有高抗压性能的原因所在,热处理后的 M5 纤维,拉伸模量可达 360GPa,拉 伸强度超过 4GPa,剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和 1.7GPa。此外 M5 而大分子链上含有羟 基,使它与树脂基体的粘结性能优良,采用 M5 纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特 殊的粘合促进剂,且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示,以 M5 为加固纤维的复合 材料,在压缩过载的情况下,测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷,与之相比,碳纤复 合材料会粉碎,而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分 别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条,显示了脆性与韧性失效之间的明显 差异。此外,M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性,空气中热分解 温度达到了 530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与 PBO 接近,极限氧指数(LOI)为 59,在 阻燃性方面也优于芳纶。 图 5 碳纤维复合材料测试条的失败 图 6 M5 纤维料测试条的失败 表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。 表 1 高性能纤维的力学和物理特性 特性 高 强 度 超高强聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纤 碳纤维 乙烯纤维 聚酰胺纤维 PBO 纤维 维(实验值) 抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数(LOI) 3 3.58 1.5 230 2.10 0.90 1.80 0.0 一 3.43 4.0 98.0 一 一 0.97 一 一 3.2 2.0 115 0.58 0.50 1.45 3.5 29 5.8 2.5 280 0.40 0.15 1.56 0.6 68 5.0 1.5 330 1.70 0.50 1.70 2.0 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看,M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维,为综合性能优良的 高性能纤维。 3 应用与前景 目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低 温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳 香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等,主要应用有作为复合材料 的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良 特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料,应用于宇宙机械、电波望远镜 和各种成型品,还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏 蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注,其应用主要有 防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料,用于防护的防弹服、防弹头盔、消防 服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。 与各种高性能纤维相比,M5 纤维的综合性能更优越,这使得它的应用领域更广泛。尤 其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性,使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用 前景,如应用于航空航天等高科技领域,在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞 争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃,随着研究的深人,其性能和应用将得到不断的提高和 拓展。 高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步, 随着 世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展,以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的 迫切需要,高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维M51.1 单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构2.1 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图2.2 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a=12.49 ,b=3.48 ,c=12.01 ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a=6.68 ,b=3.48 ,c=12.02 ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a=13.33 ,b=3.462 ,c=12.16 ,=84°,=105.4°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影 图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16]3.1 M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为6.0×104~1.5×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图3.2 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能4.1 力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.7Gpa,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.1Gpa.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为1.4%;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/(g.cm-3)回潮率/%Twaron-HM3.22.91150.480.421.453.5C-HS3.51.42302.100.901.800.0PBO5.52.52800.420.151.560.6M55.31.43501.600.501.702.0纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和1.6GPa,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多.4.2 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)PIPD-AS43.7772241.76061PIPD-HT53.7488440.89062PBO-HM47.75621441.17072Twaron204.420708160.09811Nomex160.414386700.08724PVC253.0141139370.05515注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在10.3g-11.5g之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为43.7kWm-2,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为1.76sm2kW-1.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7].4.3 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8].4.4 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为M.G.NoRTHoLIT[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以0.2℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.

现代纤维艺术中麻纤维的创新应用,首先通过研究沃林格“抽象与移情”的相关理论和内容,为麻纤维材料表现研究奠定了理论基础。下面是我为大家整理的纤维艺术毕业论文,供大家参考。

纤维艺术一词来源于英文“FiberArt”,最早出现在20世纪70年代的美国。受欧洲壁挂艺术的影响,美国艺术家集传统艺术的精华,积极开拓现代纤维艺术。20世纪80年代随着中国的改革开放,纤维艺术也被引入中国,一些人相继受之影响,开始学习与参与,逐渐有了从事此类艺术的艺术家。

90年代末由清华大学美术学院率先在国内发起了“纤维艺术普及教育运动”,并通过“从洛桑到北京”国际纤维艺术双年展的学术交流平台,吸引了国内外众多艺术家共同参与,积极推动着中国纤维艺术的新发展,掀起了纤维艺术运动的热潮。而直接影响是国内50多所高等院校相继开设纤维艺术专业,在全国展开了对纤维艺术教育、学术交流、艺术创作的发展势头,良好地构建了一个新的精神家园,开辟了一片新的艺术天地。

纤维艺术之所以迅速地在国内得到发展,并被众多艺术家和纤维艺术爱好者接受,除普及教育运动和学习交流等外在条件影响之外,重要的因素,是人们对纤维艺术概念的科学定位的接受与认可。较传统的称谓“编织艺术”“织物艺术”“壁挂艺术”或“织锦艺术”更具有拓展性和时代感。纤维艺术的定位打破了传统观念,突破了传统的表现手段,其称谓更具有强烈的艺术感染力、亲和力和艺术表达魅力。

艺术形式以材料确定称谓的有诸多学科门类。如:油画、水彩画、水墨画、漆画等。各类造型艺术有各自不同的材料效能、不同的表达手段、不同的艺术魅力、不同的形式界定和不同的发展方向。从而创造出形式、风格各不相同的艺术作品,产生出不同的艺术接受和不同的艺术价值。纤维艺术这门学科应属典型的材料型艺术,是以纤维材料来定性的。纤维这种充满自然气息的材料质地,是与人类关系最为密切相关的,并具有一种与生俱来的亲和力。这种亲和力来自纤维材料自身的性质:柔、轻、暖、光滑。无论是在视觉上、触觉上、心理上都给人一种灵感。

传统的编织艺术、织锦艺术多采用动、植物纤维材料,再加上采用韵味情调的手工编织表现手段,吸取自然之灵气,奇思妙想任意塑造,工装饰或写实,能够唤起人们对大自然的深厚情感,抒发艺术家的思想情怀,其作品给人一种回归自然的“人情味”与柔和的审美艺术享受,在艺术接受上也能清除现代生活中大量使用硬质材料所带来的冷、硬、重、糙的反感情绪。

现代纤维艺术的产生,在很大程度上是由于艺术家们不满足于传统的表现手段和传统的材料的局限,而长期对新纤维材料的关注与尝试所产生的结果。早在20世纪初,在法国艺术家让·吕尔萨人倡导和影响下,壁挂艺术在国际上得到空前的发展和迅速的提高,尤其是在表现形式上,有着很大的超越。特别是60年代初,他在瑞士洛桑开创并定期举办“国际壁挂艺术双年展”,更是吸引了许多画家、设计家投入到壁挂事业中来,融入了新的设计创作观念和思想情感,以现代装饰的造型、色彩象征主义的艺术手法,丰富和强化了壁挂艺术的表现力,使其成为一种特殊的现代艺术表现形式。

国际纤维艺术双年展第一届到第三届,基本上是以古老传统的奥比松表现手法为主的作品,具有一定的故事情节,背景复杂繁多,人物写实,表现出精湛的工艺水平。从第四届开始,作品出现新的表现形式。特别是到了第五、六、七届,开始大量引用综合材料和综合表现形式的作品,出现从具象到抽裂、从平面到立体、从室内到室外等富有创造性的纤维艺术作品,反映了纤维艺术从传统艺术到现代艺术变迁与超越的过程。这种变迁与超越主要是艺术家推陈出新、长期对新材料的关注与应用所致。引用了不同的材料就确定了不同的表现手段,从而产生不同的表现形式。

传统的材料是以天然的动、植物纤维丝、毛、麻、棉为主,其主要表现手段是编、织等技术,而现代人造合成纤维材料化学纤维、玻璃纤维、光导纤维和金属纤维,另外还有纺织品、纸等材料的启用,使艺术家在创作风格上、表现手段上产生著强烈的 *** ,常常除了传统编织技法外,还采用环洁、缠绕、包裹、捆绑、贴上、悬挂、排列等新的手段融入创作中去。材料的超载,使艺术家们大胆地进行现代观念和现代表现手段的赛马式竞争。

在创作领域、价值观、美学观上产生强烈的超越的渴望。许多作品摆脱了只限于观赏、陈设和装饰的概念,而成为现实生活的深度介入,成为人与生活对话与交流的应用品,成为纯艺术形式或抽象表达语言。不论是平面形式的壁挂艺术,还是立体形式的软雕塑艺术,或是建筑空间中的纤维构成艺术,以及装置艺术和纤维生活用品,都是因为纤维材料的拓展与超越引起的纤维艺术革命,使其走向一种“多元化”的发展时代。纤维艺术走到今天是多少代艺术家为之努力的结果,是从古老艺术到现代艺术的一种超越,是从传统观念到现代理念的一种升华。

艺术需要不断的创新与发展,新的纤维材料还会不断的产生,新的表达形式也将会不断产生。这就需要我们冷静地思考:纤维材料是否有界定,纤维艺术表达形式是否需要界定,纤维艺术作品是否有界定范围等等。现代纤维艺术中的一些作品似乎已经处于“纤维艺术”的临界点,处于模棱两可的状态的纤维艺术要发展、繁荣,对纤维艺术范畴的科学界定是值得艺术家们关注与探讨的重要问题。

参考文献:

[1]林乐成:《纤维艺术》,吉林美术出版社。

[2]杨琪:《艺术学概论》,高等教育出版社。

[3]尼跃红:《对中国国际纤维展艺术的评述》,2003年中国纤维艺术教育与手工文化建设理论研讨会文稿。

内容摘要:纤维艺术在中国随着现代主义文艺思潮的影响和传播,艺术家们对纤维材料的积极探索,与世界各国纤维艺术的不断交流及高校纤维教育的开展,将会焕发出勃勃的生机。

关 键 词:纤维艺术 中国 发展

纤维艺术是现代艺术的一种形式,它泛指一切以纤维材料进行创作的艺术作品,包括各种编织、印染、绗缝、软雕等等。目前,中国的纤维艺术随着现代主义文艺思潮的影响与传播,艺术家们对纤维材料的积极探索,与世界各国纤维艺术的不断交流,及高校纤维教育的开展,中国的纤维艺术焕发出勃勃的生机。

一、纤维艺术的取材

古往今来人们穿的、用的都是纺织纤维制成的,日久天长在人们思想中形成了纤维艺术品的材料都是纺织纤维的意象。其实不然,当代纤维艺术的取材远不止可纺织的纤维。

1.“纺织纤维”一般的要求

可纺性方面的要求,如纤维的长度、粗细、强度等;舒适方面的要求,如弹性、吸溼、透气、抗静电等。

2.“纺织纤维”的分类

①天然纤维。常规的天然纤维有棉、麻、丝、毛,随着科学技术的发展,新的天然纤维又出现了,比如菠萝叶纤维与现在普遍使用的竹纤维。

②化学纤维。化学纤维是随着化工行业的发展兴起的,目前已经成为纺织纤维的主体。其包括再生纤维与合成纤维两大类。再生纤维,也叫做人造纤维,是利用天然材料经制浆喷丝而成,有再生纤维素与再生蛋白质之分。合成纤维是以石油为原料,经化学聚合而成,主要纤维材料有涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶等。它们可以根据需要切割成不同长度或直接使用长丝。其统一的燃烧特点是熔融成滴。

3.现代纤维艺术取材的开放性

从古到今,任何艺术创作和视觉形象都离不开材料,在每一个具体的艺术领域中,艺术家总是努力地挖掘和探索一切可能的新型材料。随着现代主义文艺思潮的影响和传播,中国的艺术家们突破了传统材料的观念束缚,广泛探索,大胆开拓和试验,使得纤维艺术取材更为广泛和多元化。

二、纤维艺术在中国的发展历史

中国早在先秦时期,利用动植物纤维制作服饰及装饰品已经很常见。如用兽毛织成、上面绣著五彩花纹的衣裳。春秋时期,吴、越、郑、卫等国的织造、染色水平都已经达到一定高度。到战国时期,丝织物在织法上,不仅能织细密的平纹,而且能织复杂的斜纹,还能提花和绣花。中国还是全世界最早使用蚕丝做纺织材料的国家。两汉时期又出现了工艺更加复杂的缂丝。由于缂丝工艺多为皇亲贵族的奢侈品,所以只追求工艺的精美绝伦而很少考虑人工成本。

宋代母子经缂法的运用使缂丝艺术品纹丝的均匀性胜过当时的工笔绘画作品。当时用缂丝技法临摹书画原作已经达到惟妙惟肖的境地,其工艺之精湛令人叹为观止。虽然缂丝采用的编织材料和欧洲壁毯不同,但通经断纬的编织技法却是相通的。清代缂丝的中心转移到了苏州一带,这时使用的彩色纬线已有六千多种颜色。

新中国成立后,纤维艺术的成就主要表现在地毯行业,地毯作为中国传统工艺美术的一个主流品种之一,一向以编织120道壁毯作为约定俗成的技术和质量标准。运用传统的栽绒工艺,遵循现实主义的创作原则,追求写实的画面效果,在艺术作品中还原生活的真实原貌。中国的地毯作品《万里长城》作为国礼赠送给联合国总部,一时传为佳话。 20世纪80年代,中国进入了改革开放的快车道,纤维艺术也迎来了明媚的春天“……一批青年艺术家揭竿而起,切入纤维艺术语言的探索,塑造了一些纤维感较强的艺术形象。”

当代中国工艺美术家学习欧洲高比林的编织技法,在极其简陋的工作环境中,开始进行独立的纤维艺术创作。一批采用高比林编织技法表达中国传统审美意趣的纤维艺术作品,如《山高水长》《秋水长天》等获得了艺术界的高度评价。

三、展望中国的纤维艺术的发展前景

纤维艺术的手工编织的特性使得这门传统的手工艺独具民族文化的特性。只有当一门技艺与文化相结合,才能在艺术的道路上永葆青春,常开不败。

1.国际纤维艺术的交流

2000年“从洛桑到北京”纤维艺术双年展,聚集了中国、美国、日本、乔治亚等16个国家二百多位纤维艺术家,这些艺术家的作品在中国最具现代意识的大都市上海集中展示,为世界范围内各种传统与现代的纤维艺术提供了展示空间和研讨殿堂。这本身就是一件促进中国纤维艺术发展,展现中国纤维艺术文化的大事件。

2002年第二届“从洛桑到北京”国际纤维艺术双年展在中国12所高校纤维艺术家共同努力下,在北京拉开了帷幕。这标志著中国纤维艺术进入到了一个崭新的发展阶段,它引领着世界纤维艺术的潮流,建立了国际学术交流的平台。中国成为世界纤维艺术的热点地区,纤维艺术也因为有了中国大舞台而焕发了蓬勃生机。

2.中国纤维艺术教育的开展

林乐成教授,清华大学美术学院纤维艺术高等教育的开创者,于1985年首先开设了编织壁挂设计制作课,这应是中国教育史上在大学开设编织壁挂教学的第一课。2000年,他又率先正式招收了纤维艺术研究方向的硕士研究生,这也应是中国教育史上第一个纤维艺术研究方向的硕士学位教育。他的社会实践和教育探索可谓硕果累累。2000年,清华大学美术学院工艺美术系纤维艺术工作室正式成立。几年来,纤维艺术工作室学生创作实践作品纷纷获奖。林乐成教授出版的《纤维艺术》一书,是他多年教育研究的结晶,是我国的纤维艺术教育领域具有学术价值和应用价值的第一本纤维艺术专著。

如今,纤维艺术已经在中国的高校开花结果,一批热爱纤维艺术的教育工作者正乐此不疲地耕耘在讲坛和工作室里。我国的纤维艺术教育,已经初具体系和规模。与此同时,理论文化的建设和研究,也逐步由感性到理性,由表层到纵深地发展着。

中国的纤维艺术有着悠久的历史,在改革开放的今天更加快速地发展着。纤维艺术不断与国际交流,吸取著欧美纤维艺术观念的开放性思潮,保留发扬着我国古老而独有的情怀和含蓄深远的意趣,也基本实现了传统手工艺与现代科技的完美结合。我们有理由相信,我国的纤维艺术在中国的经济日新月异和政治环境十分稳定下,在不断与世界的交流学习中,在国内纤维艺术教育的普及和国人审美情趣的不断提高中,一定会开拓出美好的明天。

参考文献:

[1]林乐成,王凯.纤维艺术.上海画报出版社,200.1.

[2]朱尽晖.现代纤维艺术设计.陕西人民美术出版社,2002.10

高性能纤维的研究和生产开始于20世纪50年代,首先投入工业化生产的是含氟纤维。随着航天和国防工业的发展,60年代出现了各种芳杂环类的有机耐高温纤维,如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维等,以及碳纤维、硼纤维等无机高强度高模量纤维;后来又研制出有机抗燃纤维如酚醛纤维等。到70年代由于环境保护和节约能源的需要,高强度高模量纤维和各种功能纤维得到较为广泛的应用。

相关百科

热门百科

首页
发表服务