中山大学研究生学刊(自然科学、医学版)
第28卷第1期 JOURNAL OF THE GRADUATES VOL.28№1 2007 S UN Y AT2SE N UN I V ERSI TY(NAT URAL SC I E NCES、M E D I C I N E) 2007
可降解塑料的应用、研究现状
及其发展方向3
俞文灿
(阿克苏.诺贝尔工业油漆(苏州)有限公司,
04硕,广州510240)
摘 要:综述了国内外降解塑料的研究现状及降解机理,并介绍了可降解塑料的发展方向,展望了降解塑料,尤其是生物降解塑料的光明前景。
关键词:可降解塑料;机理;光降解;生物降解
1 前言
半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过117×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害[1-8]。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[2]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。
一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[6]。为了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体;而对于回收利用,往往难以
3收稿日期:2007-01-01
可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向
收集或即使强制收集进行回收利用,经济效益甚差甚至无经济效益[7]。因而越来越多的学者提倡开发和应用降解塑料,并将它看作是解决这一世界难题的理想途径。目前,世界发达国家积极发展降解塑料,美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法规[9]。
降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下,能降解成对环境无害的物质的塑料。因此,它也被称为环境降解塑料,也将是21世纪应用极其广泛的一类“功能聚合材料”。21世纪是保护地球环境的时代,是资源、能源更趋紧张的年代,为治理那些量大、分散、脏乱、难以收集或即使强制收集进行回收利用,经济效益甚差或无效益的一次性塑料废弃物不仅对生态环境造成的污染,同时也是对资源、能源一种极大的浪费。降解塑料能减少白色污染,有显著的经济效益和社会效益,为此高效的降解塑料的研究开发已成为塑料工业界、包装工业界以及环保界的重要发展战略,而且成为全球瞩目的研究开发热点。同时随着人们对这类材料的认识,以及环保意识的不断提高,此类材料将有极其广阔的前景。
2 降解机理的研究
由于塑料质轻,强度高,耐化学腐蚀性好,综合性能高,而得到了广泛的利用。而正是这些优良的性质同时给垃圾的处理造成很大的问题,一般来说将塑料埋藏在地下经过20年其变化是很小的。这样就给环境保护带来了一个难题。为了解决这个难题,深入研究塑料的降解机理以及利用塑料的降解机理来开发各种可降解塑料,具有重大意义。
在大多数情况下,聚合物的降解主要是高分子中主化学键断裂反应所引起的。在不同的环境条件下聚合物降解的方式和程度都不同[10-14]。根据各种环境条件引发降解的原因的不同,有不同的降解方式[15],主要包括:水解降解、氧化降解、微生物降解和机械降解。但从实际应用的角度来讲,所谓的“可降解塑料”一般是特指光降解塑料、生物降解塑料以及光-生物双降解塑料。所以现在主要讨论塑料的光降解机理以及生物降解机理。
2.1 光降解机理
光降解降解是聚合物在吸收紫外线等辐射能后,容易形成电子激发态,而产生光化学过程,而使聚合物破坏,在大气环境中,聚合物往往还要同时受到氧的影响,造成光氧降解[12,13]。其具体过程是:聚合物通过光的物理吸收过程而引起光化学反应,脱出聚合物分子链上的氢原子而形成自由基。直链聚合物降解后不再形成新的基团,而交联聚合物则在降解过程中又可能形成新的基团,这是简单的光降解机理。通常形成的自由基在有氧存在的条件下便发生氧化反应,形成过氧化基团以维持降解过程。过氧化基团和氢原子作用形成过氧化氢并脱出。过氧化物只需吸收光线中比紫外线稍低的能量,通过聚合物中残留的微量金属的催化作用很快便可分解。
光降解反应还可形成更多的自由基,其中含有羰基。羰基化合物在紫外线作用下还可自行分解。开始氧的存在作用正如过氧化物形成过程的中间媒质,分子氧经聚合物生
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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○七年第一期
色团(Chr omophore)向聚合物内部转移能量,活化非饱和键甚至饱和键。此外开始氧的存在还能生成可吸收较长波长光波的过渡金属络合物或是直接生成过氧化物。聚合物内的杂质包括在聚合反应中存在的催化剂、添加剂及残余溶剂如苯、四氢呋喃(THF)、甲基酮等本身就是光敏剂,这些聚合物的杂质和取代基,如羰基结构、芳烃环、共轭双键、羧基、过氧化物以及残留催化剂(如钛的络合物)等,以及聚合物在聚合和贮运过程中沾染的杂质,都是引发光降解反应的光敏剂。吸收光能后激发分解为自由基的过程称为光激反应或光敏反应,光敏反应可引发氧化反应,将吸收的光能转移到其他基团上,该基团接受能量后便可产生热分解[16]。
2.2 生物降解机理
多数合成的纯聚合物均具有抗微生物侵蚀的能力。但添加剂(如增塑剂、润滑剂、色素和抗氧剂等)则降低这种能力。增塑剂残余脂肪酸如硬脂酸酯可被微生物降解并导致聚合物表面和性能甚至基础结构的破坏。已经知道,微生物对天然聚合物的降解作用,是通过生物合成所产生的酶蛋白质来完成的。这些酶蛋白可以着落在细胞壁上,或存在于细胞的原生质结构中。有些酶能潜入周围的环境中,有些酶则留在细胞内,只有在细胞被溶解或机械破碎时才释放出来。酶对生化反应,只有高度专一的催化能力,在适宜的生理条件下迅速进行[13]。生物降解其可以分为:(1)生物物理降解法:当微生物攻击侵蚀高聚物材料后,由于生物细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化而分裂成低聚物碎片,聚合物分子结构不变,这是聚合物生物物理作用而发生的降解过程。
(2)生物化学降解法:由于微生物或酶的直接作用,使聚合物分解或氧化降解成小分子,直至最终分解成为二氧化碳和水,这种降解方式属于生物化学降解方式[3]。但是由于微生物降解具有高度的专一性,对许多聚合物机理,至今也不完全清楚,这里仅对已知的一些容易发生生物降解的聚合物机理,作初步讨论。
21211 淀粉类
淀粉是最易被微生物迅速分解的天然聚合物。淀粉是由植物进行光合作用而生成的.并以颗粒状贮存起来。淀粉颗粒是由D2葡萄糖,通过含а21,42苷键的直链淀粉和а21,62苷键的支链淀粉组成,直链淀粉在颗粒内部,支链淀粉在外部。直链淀粉在水中会溶胀,支链淀粉在冷水中不溶解,但可溶于热水中。直链淀粉的平均聚合度为200-1000,而支链淀粉的平均聚合度为6000到28万。
几乎大多数微生物,无论是需氧的还是厌氧的真菌或细菌,都能分解淀粉。Ourren 对淀粉的降解已有详细的报道。各种淀粉酶是淀粉阵解的专一催化剂。黑曲雷和黄曲雷等,当它们附着在淀粉表面上时.就会迅速分泌出淀粉酶.由于淀粉基本上是水溶性的,淀粉酶就使淀粉迅速水解。支链淀粉比直链淀粉,更易受微生物的攻击,这与支链淀粉中含有磷元素有关。
21212 纤维素类
纤维素是植物细胞膜的主要成分,并由它形成植物骨骼。纤维素是由β2D2葡萄糖通过1,42苷键缩合而成的直链分子,其平均聚合度为5000-6000,分子长度为215-310微米。它由微晶部分的胶囊(微胞)和非结晶部分交替组成。微胞长度约为0106微米。长链由氢键和范德华力结合为链束,形成直径为500n m左右的微纤维。
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可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向
许多微生物,无论是需氧的还是厌氧的真菌或细菌,都能分解纤维素。事实上,不同种类的纤维素的酶解机制不尽相同。Manbdels和Reese从绿色木霉的纤维素酶中,分
离出不同的酶,称C
1纤维酶和C
x
纤维酶,Selly采用凝胶过滤技术,从C
x
中分离出两
种酶,一种是羧甲基纤维酶;另一种是纤维二糖酶。单一的C
x
酶不能分解棉纤维,但
能分解甲基纤维素。只有C
1和C
x
结合时,才能完全分解棉纤维。已经证明,酶对纤维
素的水解作用,发生在两个邻接的未取代葡萄糖基处。
3 研究现状
降解性塑料根据其降解机理大致可分为光降解塑料和生物降解塑料。当前,为了改善降解塑料的降解性能,又发展了光-生物双降解塑料。
3.1 光降解塑料
可光降解塑料是高分子链能用光化学方法使之破坏,塑料就失去它的物理强度并脆化,再经自然界的剥蚀(风、雨等)碎为细脆化,最后变为粉末,进入土壤,在微生物作用下重新进人生物循环[12]。一般光降解塑料的制备方法有两种:一种是把含有发色基团的光敏化物质或光分解剂混入聚合物材料中,如金属氧化物、盐、有机金属化合物、多核芳香化合物、羰基化合物等,由这些物质吸收光能后(主要是紫外线)产生自由基,或者将激发态能量传递给聚合物材料使其产生自由基,然后促使高分子材料发生氧化反应达到劣化的目的。另一种方法是将适当的光敏感基团(如-C=O)通过共聚的方式引入聚合物材料的分子结构中,而赋予高分子材料光降解的特性[3,13]。光降解塑料的研究开发已有20余年的历史,在农业、包装方面应用非常广泛,它的技术较为成熟。
31111 合成型光降解塑料
目前合成的光降解聚合物,主要是烯烃和一氧化碳或烯酮类单体的共聚物[1-3,17,]。这样就可以得到含有羰基结构可以发生光降解的PE、PP、P VC、PET、P A等。国外已经实现工业化的合成型光降解塑料产品如表1:
表1 国外合成型光降解塑料产品[2]
技术持有技术的企业及研究者
乙烯/CO共聚物道化学、杜邦、联碳、拜尔等
乙烯酮共聚物(Ecolyte)Guillet、Ecop lastic公司
引入光活性基的接枝共聚物(EcolyteⅡ)Guillet、Ecop lastic公司
最近,美国和加拿大合作开发的Ecolyte是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物,据称不仅可以使PP、P VC、PS等塑料具有光降解性,并且可以调节乙烯基酮的含量来控制光降解的时间。
31112 添加型光降解塑料
通过添加各种光敏剂或光分解剂来促使聚合物材料加快光降解。光降解添加剂主要
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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○七年第一期
有下述几种:(1)羰基甲基酮类。羰基甲基酮类作为促降解剂用于控制降解特种聚合物。属于这种添加剂的主要有:二苯甲酮、对苯醌、1,42萘醌、1,22苯并蒽醌醇和22甲基蒽醌醇等。(2)金属化合物。金属盐、氧化物和络合物特别是过渡金属的络合物常用作光热氧化降解的促进剂。往往和芳基甲基酮配合使用。在过渡金属氯化物中,氯化铁是最有效的光敏剂。常用作促降解剂的金属盐是硬脂酸铁。氢氧铁也是产生自由基的降解剂。所以铁络合物常用促降解剂。二硫化氨基甲酸铁是工业上最佳促降剂。控制其添加量可以控制降解速度。(3)含有芳烃环结构的物质。这类添加剂主要有:蒽(Ⅰ)、菲(Ⅱ)与六氢芘(Ⅲ)等。已有技术采用多核芳烃为光降解组分,如美国A r2 co公司的专利US3917545和日本住友公司专利日本公开特许公报昭48-85635。(4)过氧化物。光热降解中的中间媒体,就是过氧化物或偶氮化合物的高分子量状态。所以过氧化物可用作自由基引发剂,进而被用作促降解剂。但这类化合物的主要应用是其低热稳定性。(5)卤化物。碳-卤(氯化物、溴化物)键比碳-碳键或碳-氢键更弱,很容易断裂。如PS的溴化反应会增强α2C键对光的吸收能力。有机卤化物可作促降解剂。所以卤化物和二茂铁(双环戊二烯铁)联合使用可加速光降解作用,如英国I C I公司的专利技术G B1423655。(6)颜料等添加剂。塑料制品必须加入不同添加剂以改进其性能。颜料对降解速度也起一定作用。如以二氧化钛为主的金红石便是一种光敏剂。据报道,锐钛型二氧化钛能显著地提高聚酰胺的光降解速度,而二价Mn与它相反,能抑制光降解过程的发生。根据聚合物特性添加适量颜料可以控制降解过程。国外已经实现工业化的添加型光降解塑料产品如表2:
表2 国外添加型光降解塑料产品[2]
技术持有技术的企业及研究者
添加芳香酮生物降解塑料公司
添加金属络合物增感剂(Fe)G.Scott公司
添加络合物取代二苯甲酮Princet on聚合物研究所
添加金属络合物(N i2Fe)Princet on聚合物研究所
添加光增感剂(Polygrade)Ampact公司
添加金属抗氧剂游离金属离子(Plastigone)I dea masters公司
3.2 生物降解塑料
生物可降解塑料按降解机理和破坏方式可分为完全生物降解型和生物破坏性塑料两种[18-20]。目前正实用化的生物可降解塑料可分为如表3所示的聚酯和多糖系两大类。
表3 实用化阶段的生物可降解塑料
技术持有技术的企业及研究者
聚乳酸及其共聚物岛津制作所,三井东压化学,Cargill(美国),Nests (芬兰)
聚丁二酸丁二醇酯/丙二醇酯昭和高分子/昭和电工,日本触媒,鲜工业(韩国) 62
可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向
续上表
技术持有技术的企业及研究者
聚丁二酸丙二醇酯/己内酰胺Bayer(德国)
聚丁二酸丙二醇酯/对苯二甲酸酯East m an(美国)Basf(德国)
聚己内酯大赛珞化学,UCC(美国),Sol w ay(比利时)聚羟基丁酸酯/戊酸酯孟山都(美国),Metabolics(美国)
细菌纤维素味之素/生物聚合物
纤维素酯大赛格化学,East m an化学
纤维素/壳聚糖 化学
淀粉/合成聚合物日本合成化学,室素,Novon(美国),Nova mnot(意大利)
31211 完全生物降解型塑料
完全生物降解型塑料主要采用天然高分子材料如淀粉、废糖蜜和具有生物降解性的合成高分子材料或水溶性高分子材料以及利用微生物发酵法可降解塑料。目前国外已有几种具有代表性的商品问世[19,21],如美国W arner2La mbert公司生产的“Novon”(天然高分子型生物降解塑料),英国帝国化学公司生产的“B i opol”(微生物发酵法可降解塑料),意大利Montedis on集团下属的Nova mont公司的“Meterbi”,日本的“B i oncle”等。
(1)天然高分子生物降解塑料
天然高分子生物降解塑料是利用生物可降解的天然高分子如植物来源的生物物质和动物来源的甲壳质等为基材制造的塑料[20]。植物来源包括细胞壁组成的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、多糖类及碳氢化合物,动物来源就是虾、螃蟹等甲壳动物。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,纤维素和甲壳质在化学结构上相似,生物分解后,不会造成环境污染[22]。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。如日本以纤维素和脱乙酰基壳多糖进行复合,制得的生物可降解塑料。目前国外有人正在研究利用豆类产品来合成可降解塑料[28]。
美国W arner2Lambert公司生产的“Novon”,该产品适用于注塑模制品,有良好的脱模性,且注塑周期短、流动性好。德国Battelle研究所研制出直链含量很高的淀粉,可以直接用通用的加工方法成型,得到的膜透明、柔软,作为聚氯乙烯的替代产品广泛应用,在水中或潮湿土壤中可完全分解。韩青原发明了一种淀粉聚合物替代传统的塑料。含淀粉、粘合增强剂、润滑剂增塑剂、防水剂的物料充分混合后,在双螺杆挤出机挤出,在一定温度压力下经水蒸汽发泡而成,可广泛用于制作防震包装填料和快餐盒等一次性包装用品等。
(2)合成高分子型生物降解塑料
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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○七年第一期
合成高分子型生物降解塑料是指利用化学方法合成制造的生物降解塑料。这类产品具有比较大的灵活性,可通过研究合成与天然高分子生物降解塑料结构相似的或合成具有有敏感降解官能团塑料。通常合成主链上含有C-N,C-O等杂链的高分子比主链上是C-C结构的高分子易于生物降解。
聚乳酸制品就是其中一种研究较多、性能较好的生物降解性塑料,其制品农业、生活、服装、医疗得到了广泛的应用。其降解产物是二氧化碳和水,不会造成二次污染。此外,聚乳酸还具有优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(F DA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等[23]。
(3)微生物发酵法可降解塑料
微生物发酵法可降解塑料是指微生物可把某些有机物作为食物来源,通过发酵作用合成高分子[20]。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。
微生物发酵法可降解塑料聚羟基链烷酸(酯)(PHA),从1970年的石油危机和环保运动的开展而受到广泛的重视[25]。它是以可再生的生物资源为基本原料,同时它在经过微生物分解后生成二氧化碳和水不会污染环境。
PHB(polyhydr oxybutyricacid或polyhydr oxybutyrate)是PHA中存在最广、发现最早而研究最透彻的一种。据报道[24],英国I C I公司发现了可以生产PHB产品的细菌,可在培养基混入作为碳源的丙酸而发酵成长,成功培养出了32羟基丁酸酯(3HB)和32羟基戊酸酯(3HV)的共聚物,I C I公司以B i opol的商品名试销这种产品,在1989年投入批量生产。目前国外也有一些研究者在研究利用食品加工废水治理厂中产生的加菌淤泥制备可降解塑料[29]。
31212 生物破坏性塑料
生物破坏性塑料是对材料水平而言的,主要是天然高分子与通用型合成高分子通过共混或共聚而制成的降解塑料。其组合方式有以下几种[26]:(1)用熔融和溶液共混的方法;(2)将一种高分子材料分散于另一种高分子的水溶液中,形成悬浮体系,最后制成各种复合物;(3)将天然高分子材料分散或溶解在可进行聚合反应的体系中,进行均聚和共聚合反应,使体系中的单体聚合,得到含天然高分子的复合材料;(4)将天然高分子在适当的条件(如酸性或碱性等)下进行适当的降解,并使降解后的分子链段与其它单体聚合反应,从而制备具有生物降解性能的新型共聚物。下面将分述淀粉、纤维素、蛋白质以及合成高分子通过共混或共聚而制成的降解塑料作一个介绍。
(1)淀粉基塑料[27]
淀粉作为一种天然高分子化合物,其来源广泛,品种繁多,成本低廉,且能在各种
自然环境下完全降解,最终分解为CO
2和H
2
O,不会对环境造成任何污染,因而淀粉基
降解塑料成为国内外研究开发最多的一类生物降解塑料。它可以通过与其它高分子共混或者与单体共聚的方式得到淀粉基降解塑料。
1973年,Griffin首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利。到80年代,一些国家以Griffin的专利为背景,开发出淀粉填充型生物降解塑料。填充型淀粉塑料又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成82
可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向
型,淀粉含量不超过30%。填充型淀粉塑料技术成熟,生产工艺简单,且对现有加工设备稍加改进即可生产,因此目前国内可降解淀粉塑料产品大多为此类型。
加拿大https://www.doczj.com/doc/9314569274.html, wrence淀粉公司研究生产了一种改性淀粉Ecostar母粒,可与聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇和聚氨酯共混制成生物降解塑料。美国农业部开发的淀粉基塑料是将含水40%-60%的胶化淀粉加到E AA(乙烯丙烯酸)中,混合而制成农用地膜。美国Purde大学开发淀粉接枝聚苯乙烯采用阳离子聚合反应,分子量和物性均能有效控制,其中含淀粉20%-30%的淀粉接枝聚合物具有通常聚苯乙烯类似的性质,可以用做瓶子,薄膜等。我国太原工业大学刘书福等研究了马铃薯淀粉与聚氯乙烯的接枝共聚,江西科学院应用化学研究所用淀粉与苯乙烯接枝共聚制成淀粉基塑料,吉林大学化学系和华东理工大学对改性淀粉降解膜进行了探索。
(2)纤维素基塑料
纤维素基塑料也有两种制备方法,一是共混,二是化学改性。典型的纤维素基塑料制备方法有这么几种:纤维素和壳聚糖的共混、纤维素与蛋白质的共混、纤维素与其衍生物的共混、纤维素和高分子单体共聚。半纤维素、木素等也可用共混以及化学改性方法制备纤维素基可降解塑料,如日本京都大学用月桂酸处理木粉可制备得到浅褐色的生物降解塑料。
(3)蛋白质基塑料
蛋白质虽然具有较好的生物降解能力,但热性能和机械性能较差,用化学处理(包括共聚)可改善其热性能和机械性能。但这方面的研究仍处于基础研究阶段。蛋白质体系研究主要是用明胶与高分子单体共聚,如Sudesh等研究明胶与己基丙烯酸酯共聚物。
3.3 光-生物双降解塑料
光-生物降解塑料是利用光降解机理和生物降解机理相结合的方法制得的一类塑料,是一种比较理想的降解塑料。这种方法不仅克服了无光或光照不足的不易降解,降解不彻底以及降解时间长等缺陷,同时还克服了生物降解塑料加工复杂,成本太高不易推广的弊端,因而成为近年来国内外研究的重点和热门课题。国外已初步获得成效的技术有加拿大的https://www.doczj.com/doc/9314569274.html, wrence淀粉公司与瑞士Roxxo公司合作开发的Ecostar有机金属化合物复合母粒“Ecostar p lus”,具有光降解和生物降解双重特性,其降解速度为Ecostar 的5倍,据称北美已有商品试用。我国在这方面的技术比较先进,降解地膜已基本满足各方面的要求,并在开发其它应用领域。但目前这类降解塑料主要存在的问题是光与生物降解两者的有机结合效果,有待于进一步提高。
4 降解塑料存在问题和发展方向
随着人们环保意识的提高,近年来,国内外可降解塑料得到了很快的发展。尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等可降解塑料在市场中已实现了工业化生产。就长远来看,可降解塑料的发展具有其必然的趋势。但是目前可降解塑料的开发和应用还存在以下的一些问题。
(1)市场应用。由于生产可降解塑料的成本偏高,造成其在市场中价格偏高,这
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《研究生学刊》(自然科学、医学版)二○○七年第一期
样就给可降解塑料的推广造成了很大的影响。同时一次性纸制品的迅速崛起也给可降解塑料带来很大的冲击。
(2)降解技术尚不成熟。目前很多的光降解塑料都是在塑料中添加光分解剂或者光敏剂,而这些添加剂对塑料的降解效果受到地理环境和气候的影响很大,这样就很难做到准确控制降解时间,同时,埋地部分和进入垃圾填埋系统部分也很难得到降解。目前有些所谓生物降解塑料是以简单的物理共混工艺,将淀粉填充到聚乙烯等树脂内,虽可加工吹塑成膜,但这种“降解”薄膜,待其内所含淀粉被生物降解后,其聚合物骨架在很长时间内(约20年)仍有50%残留量,反而为废弃塑料的回收加工处理增加了困难。
(3)降解塑料的标准及试验评价方法。对于降解塑料,世界上尚没有统一的定义、试验评价方法、识别标志和产品检测技术,致使缺乏正确统一的认识和确切的评价,产品市场比较混乱,真假难辩。
从长远发展看,随着人们环保意识的加强,降解塑料的生产使用将是必然的发展趋势,其主要发展方向如下。
(1)积极的开发各种添加剂如光分解剂,光敏化剂,生物诱发剂,稳定剂等,降低这些添加剂的生产成本,提高可控性,同时,通过研究不同添加剂的优化组合、协同效应提高降解效果。对于光降解塑料而言,其发展方向应该是,在兼顾使用稳定性的同时,尽可能的提高其光降解效率。
(2)通过分子设计研究和精细分子合成技术,不断改进配方,开发准时可控降解塑料。
(3)利用纤维素、淀粉、甲壳素等天然高分子材料制取生物降解塑料,进一步开发改良天然高分子的功能与技术。我国的淀粉资源十分丰富,在发展淀粉基降解塑料方面具有很大的优势。
(4)将塑料工业与细菌学有效的结合起来,培养能生产高分子塑料的微生物,发现新的高分子,或者通过研究培养出可以分解广泛使用塑料的微生物。寻找并解析其合成机理,同时通过现有方法及基因工程的手段提高其生产性,研究高效的培养微生物的方法。同时十分重视培育可生产聚酯的生物性植物等,以降低生物降解塑料的成本,有利于市场推广。
(5)为有利于一次性塑料废弃物的处理,同时保证丰富的原料来源,以天然高分子、微生物合成高分子和具生物降解性的合成高分子为原料的完全生物降解塑料愈来愈受到重视,但为了克服其价昂、用途受限的缺点,加速研制生物降解塑料或普通塑料与淀粉、纤维素或无机材料填充共混或合金化技术,以及完全生物降解塑料与天然材料涂覆层合技术更成为热点中的热点。
(6)光-生物降解塑料具有光降解和生物降解双重特性,克服了无光或光照不足的不易降解,降解不彻底以及降解时间长等缺陷,同时还克服了生物降解塑料加工复杂,成本太高不易推广的弊端。应该发挥我国在在这方面技术的优势,扩大应用面。
(7)为加速降解塑料的发展,规范降解塑料的产品市场,各国正致力于加速研究和建立统一的降解塑料降解塑料的标准及试验评价方法。
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可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向
5 结束语
21世纪是环保的时代,可降解塑料,尤其是生物降解塑料开发和应用做为解决塑料使用后难降解而给环境造成的问题方面,具有重大的作用。它同时兼顾了实用性和环保性,无疑将成为新世纪材料发展的宠儿。
降解塑料的发展不仅对于环保具有重大的意义,同时它对于日益枯竭的石油资源也是一个补充。降解塑料通过各种天然的可再生资源的利用,不仅扩大了塑料的功能,同时也符合可持续发展战略。我们有理由相信,降解塑料的发展前景是美好的。
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The Appli ca ti on,Research and D evelopm en t of D egradable Pl a sti cs
Yu W encan
(A kzo N obel P rotective Coatings(Suzhou)Co.L td.,Guangzhou,510240)
Abstract:The app licati on,research and devel opment of degradable p lastics were revie wed in this paper.The devel op ing trend of degradable p lastics was intr oduced.The bright p r os pects for degradable p lastics,es pecially for bi odegradable p lastics,was expected.
Key words:Degradable Plastics;Mechanis m;Phot odegradable Plastics;B i odegradable Plastics 23
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
世界可降解塑料的应用现状和发展前景 金泰塑料色母粒厂信华 一、可降解塑料世界发展现状与前景 可降解塑料一般分为光降解塑料、生物降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大类。其中，生物降解塑料随着现代生物技术的发展越来越受到重视，成为国际上研究开发的热点。传统塑料如聚乙烯等降解性能和生物相容性差，造成了严重的“白色污染”。而羰基生物降解塑料可定义为含有可降解添加剂的石油基塑料。 目前在生物基材料中，发展最快的是生物基塑料。这种极具发展潜力的材料可望在许多应用领域替代传统聚合物。 近年来，石油资源的日益紧缺，导致塑料原料价格飞涨。尤其是随着可持续发展战略的深入人心，解决塑料材料与环保的协调发展问题愈加凸显。 1. 美日欧钟情于推广生物塑料 美国：美国Freedonia集团于发布预测报告，认为在今后几年美国对生物可降解塑料的需求将以年率15%的速度增长，这将使其需求量从2008年4.0亿磅增长到2012年7.2亿磅，届时市场价值将达8.45亿美元。据称，不断上涨的原油价格使生物可降解塑料应用升温，生物可降解塑料来自于可再生资源如谷物，与石油基常规树脂相比，成本更具竞争性。该报告指出，淀粉基塑料的需求将以年率16.8%的速度增长，将达到2012年2.93亿磅。 奥巴马抑制温室气体排放的绿色新政正在助推基于可再生资源的聚合物应用，这将有助于提高美国生物聚合物的需求。分析人士指出，即使经济状况不佳，大量用户仍都愿意购买环境友好的产品。美国业已提出新的能源和环境法案预计将包括排放交易法规或碳税，这使人们更加重视环境。与传统的塑料相比，生物聚合物将更受青睐。 日本：近年来，日本政府大力推广生物塑料，这类外观和普通塑料差别不大却有益环境的塑料有望成为解决白色污染的途径之一。日本政府为推进生物塑料等可再生资源的使用出台了《生物技术战略大纲》和《生物质日本综合战略》，
机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展，已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展，必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形
中山大学研究生学刊(自然科学、医学版) 第28卷第1期 J O U R N A LO FT H EG R A D U A T E S V O L.28№1 2007 S U NY A T-S E NU N I V E R S I T Y(N A T U R A LS C I E N C E S、M E D I C I N E) 2007 可降解塑料的应用、研究现状 及其发展方向＊ 俞文灿 (阿克苏.诺贝尔工业油漆(苏州)有限公司, 04硕,广州510240) 摘 要:综述了国内外降解塑料的研究现状及降解机理,并介绍了可降解塑料的发展方向,展望了降解塑料,尤其是生物降解塑料的光明前景。 关键词:可降解塑料;机理;光降解;生物降解 1 前言 半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过1.7×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害[1-8]。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[2]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。 一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[6]。为了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体;而对于回收利用,往往难以 ＊收稿日期:2007-01-01
可降解塑料的概述及其发展 韩尧褚天李晶黄重行 摘要 随着塑料制品在人们生活生产中的越发重要，它对于环境的破坏作用也已经被越来越多的关注。对可降解塑料的研究和开发刻不容缓。本文从可降解塑料的分类、机理、目前研究状况、发展方向及其不足之处展开讨论，综合性地对可降解塑料进行了介绍。 关键词塑料，降解，分类，现状，发展方向 1 引言 一百多年前，塑料从一位摄影师手中诞生，经过几十年的飞速发展，人们已经无法想象缺少了这种色彩鲜艳，重量轻，不怕摔，经济耐用，实用方便的材料的生活该是怎样的了，我们没有一刻可以离开塑料。但是，在塑料给人们生活带来便利，改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的自认环境造成了不可忽视的负面影响。 据统计，全世界的高分子塑料的年产量已经超过1.4亿吨，消耗量正以年平均10%以上的速度增长；废弃塑料大约8000万吨/年，且每年正以惊人的速度增加。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料产量为519万吨，进口塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。据调查，北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物，每年总量约为14万吨；上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物，每年总量约为19万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个，一次性塑料餐具约2.2亿个，废农膜约675万平方米。 包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。过去，对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧。土埋浪费大量的土地，焚烧则会产生大量的二氧化碳及其他对环境有害的氮、硫、磷、卤素等化合物，助长了温室效应和酸雨的形成。而且这些方法是治标不治本，治理必须要从源头做起。由此，人们将目光转向了塑料本身，各国都在大力开发和研究可降解塑料材料，这也成为20世纪70年代以来的重要课题，受到世界范围的关注。 2．可降解塑料的分类 2.1 什么是降解？ 因为所有的聚合物都会以一种或另一种方式发生降解，所以为了使其定义更准确，有必要引入某种其他标准。衡量聚合物的降解应使用与时间有关或与人的寿命相关的属于来做出解释；也就是说，一种聚合物如果不能在人的一生时间之内降解，那么就不能认为它是可降解的。可用Deborah系数(D)的定义来区分可降解和不可降解聚合物（Reiner，1964），它的表达如下： D=降解时间人类寿命
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
可降解塑料的研究现状 及发展前景 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
可降解塑料的研究现状及发展前景 摘要:文章综述了国内外降解塑料的研究现状,介绍了降解塑料的定义、评价标准以及降解塑料的分类,以及光降解塑料,生物降解塑料以及光/生物双降解塑料的研究动态,展望了降解塑料的光明前景。 关键词:降解塑料;光降解;生物降解;光/生物双降解 中图分类号:TQ320文献标识码:A 文章编号:1009-2374 (2010)24-0006-02 随着现代社会农业科学技术的发展,薄膜的使用逐渐深入到农业生产的各个领域。曾给农业生产带来福音的“白色革命”在极大地促进我国农业生产发展的同时,也给我国的生态环境造成了极大的“白色污染”。农膜主要以化纤为原料,其主要成分是聚丙烯,聚氯乙烯以及聚乙烯,可在田间残留几十年不降解。连年不降解的碎膜逐年累积于土壤耕层造成土壤板结、通透性变差、根系生长受阻,后茬作物减产,有些作物减产幅度达到20%以上,并且这一情况正在进一步恶化。由此产生的环保负面效应已引起社会各界的严重关注和忧虑。 1降解塑料的定义以及评价方法 降解塑料是一类新型功能塑料,从世界范围来看,其技术在不断发展,用途在不断开拓,定义、评价方法以及评价标准也均在不断规范和完善中。近年来,国内外都在努力寻找一
个能被人类所接受的降解塑料的定义及其评价方法。影响比较大的是,欧洲制定的Comite´ Europe´en de Normalisation (CEN)标准,强调包装材料的回收再利用以及堆肥处理;英国标准组织BSi则强调了包装材料的环境效应,着重于薄膜的氧化降解;其中,被大家所共识且认可程度最高的是美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)对降解薄膜所作的定义及评价方法。 随着国内降解塑料的不断发展,与之相关的测试标准,规范也不断被制定出来。与ASTM一样,国标并没有对降解时间,降解产物以及检测方法做出明确的规定。 2降解塑料的分类 降解塑料按照降解机理可大致分为光降解塑料、生物降解塑料和光-生物双降解塑料。其中,具有完全降解特性的生物降解塑料和具有光-生物双重降解特性的光/生物双降解塑料,是目前主要的研究开发方向和产业发展方向。 光降解塑料 光降解塑料一般是指在太阳光的照射下,引起光化学反应而使大分子链断裂和分解的塑料。一般光降解塑料的制备方法有两种,一是在高分子材料中添加光敏剂,由光敏剂吸收光能后产生自由基,促使高分子材料发生氧化作用后达到劣化;另一种是利用共聚的方式将光敏基团(如羧基、双键等)
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
可降解地膜的现状及发展趋势[教育] 可降解地膜的现状及发展趋势 1(可降解地膜的现状 近年来已经进行过农田应用试验的降解地膜大致有以下几种: ?植物纤维(又称草纤维) 地膜; ?纸地膜; ?淀粉地膜; ?光降解地膜; ?光和生物降解地膜, 而能够实用的则是光降解、生物降解和光——生物双解地膜。光降解技术主要有两种: 合成型和添加型, 前者是在聚烯烃聚合时在其主链上引入某种光增敏基团, 如ECO共聚物, 乙烯单体共聚物等;后者则是在聚合物中添加具有光增敏作用的化学助剂, 过渡金属络合 [1]物等。生物降解主要分为淀粉填充型和人工直接合成型两类, 从资料报道看, 我国的 [2]生物降解研究几乎全部集中在淀粉填充型。据不完全统计, 目前从事降解塑料科研、生产和应用试验的单位有100个左右, 研究的方向有光降解、淀粉基生物降解、光—生物降解、纤维素生物降解及微生物合成脂肪族聚酯降解等, 均取得了一定程度进展。 2(可降解地膜的分类 2(1光降解地膜 由于太阳光照是最廉价的引起降解的能源, 因此, 光降解地膜得到竞相开发。对光 [3]降解可控性的试验结果表明, 调节光敏剂的用量, 可粗略地调控地膜的光降解诱导期, 但较好的方法是采用稳定降解型控制剂和协同降解型控制剂。可控光降解地膜的特点是: 在完成农作物生长周期后迅速降解。光降解膜的降解过程拟以两个途径同时存在或交错
[4]进行: 有膜?光解?无膜和有膜?微生物降解?无膜。 光降解地膜要求在使用期后迅速降解,使它的分子量小到足以被土壤中的微生物降 [6]解, 但就目前的研究表明, 要达到这一要求技术尚不成熟。据外国科学家十年的研究 [6]试验结果: 光降解后的PE 虽可被细菌分解, 但分解时间很长, 光降解产物从发生生物降解到完全还原进入生态系统需要50年以上时间。光降解膜虽已进入实用阶段, 但埋 [5]在土壤里的部分时间得不到光照, 很难降解。据山西农科院棉花研究所试验, 埋入土中的光解膜人为出土后, 继续曝晒, 仍能降解; 光解产物对土壤矿质元素的含量无明显影响, 对土壤其它方面影响也较小, 未发现有害物质产生。据1993 年的农田试验表[2]明, 光解地膜的环境评价与普通地膜比较具有降低土壤污染、水体污染及自然景观污染三大优点。 2(2生物降解地膜 生物降解与光降解有一定协同关系, 当PE光降解的分子量降到5000 左右时, 用释放的CO2来衡量, PE的生物降解率可达70% 左右。 由于生物降解不会污染环境, 所以近年来受到各方面的重视。目前淀粉添加PE 型生 物降解塑料的开发比较普遍, 但PE根本不是所谓的生物降解塑料, 微生物只是从淀粉——PE 体系中的PE表面移走了一部分淀粉而已, 残留的PE 膜仍以一种低强度的多孔 [6]结构的形态继续存在, 且淀粉的加入对PE膜的力学性能影响较大, 加工条件苛刻,因而单纯的淀粉填充型PE生物降解膜, 由于其不完全降解性, 用途受到很大限制。所以在这方面仍需进一步攻关, 其方向是将淀粉改性成热塑性淀粉, 把注
GDGM-QR-03-077-A/1 Guangdong College of Industry & Commerce 毕业综合实践报告 Graduation synthesis practice report 可降解塑料的研究现状及发展前景 Research status and development prospects of degradable plastics 系别：机械工程系 班级：11材料2班 学生姓名：方晓聪 学号：1132201 指导老师：邓小艳 完成日期：2014.5.10
广东工贸职业技术学院毕业(设计)论文 内容提要 摘要：目前,塑料已经成为人们生产和生活中常用的一种材料。随着塑料产量的不断增长及其用途的不断扩大,其废弃物也与日俱增，带来了严重的环境污染问题。使用高分子材料所造成的白色污染近年来受到各国的广泛重视，从而推动了可降解塑料的研究和发展。可降解性塑料是解决垃圾、海洋污染和城市固体废弃物处理的可靠办法。因此,在研究废旧塑料回收利用技术的同时,可降解塑料作为最可能解决塑料废弃物问题的途径已经成为了国内外研究热点。 关键词：可降解塑料污染解决研究现状发展
目录 毕业设计（论文）任务书 (i) 毕业设计（论文）题目 (i) 可降解塑料的研究现状及发展前景 (i) 内容提要.................................................................... i ii 目录........................................................................... i v 一、前言 (1) 二、降解塑料的定义 (2) 三、可降解塑料的种类 (2) （一）光降解塑料 (2) （二）生物降解塑料 (3) （三）光/生物双降解塑料 (3) （四）水降解塑料 (4) 四、降解原理 (5) （一）生物解原理 (5) （二）光降解原理 (5) （三）光/生物降解原理 (5) 五、降解塑料的主要用途 (6) （一）在普通塑料领域： (6) （二）在替代品领域： (6) 六、研究现状 (7) （一）我国可降解塑料的研究现状 (7) （二）国外可降解塑料的研究现状 (10) （三）可降解塑料尚存在的问题 (11) 七、可降解塑料的特性 (13) 八、发展前景 (13)
徐淑英《光明日报》（ 20１1年07月29日１1 版) 过去2０多年来，中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论，并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释，这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”（即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论，很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加，而且那些处于新兴经济体（比如俄罗斯、印度和中国）中的公司，由于在国际市场上扮演越来越重要的角色，也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JameｓMａrch（詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度，也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。
科学研究总是有目的的：执著于寻找真相（realiｔy)和追求真理(trｕth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性（rｉgor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性（ｒe ｌevａnce）标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上，尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究，说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献，因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论，而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为，科学的目的是发表文章，而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研
生物可降解塑料的应用、研究现状及发展方向 关键词：可降解塑料，光降解塑料，光和生物降解塑料,水降解塑料, 生物降解塑料 绪论 半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过117×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害{1-3}。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[4]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[5]。为
了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体，而对于回收利用,往往难以收集或即使强制收集进行回收利用，经济效益甚差甚至无经济效益[6]。 不可降解的大众塑料塑料对地球的危害: （1）两百年才能腐烂。塑料袋埋在地下要经过大约两百年的时间才能腐烂，会严重污染土壤；如果采取焚烧处理方式，则会产生有害烟尘和有毒气体，长期污染环境。 （2）降解塑料难降解。市场上常见的“降解塑料袋”，实际上只是在塑料原料中添加了淀粉，填埋后因为淀粉的发酵、细菌的分解，大块塑料袋会分解成细小甚至肉眼看不见的碎片。这是一种物理降解，并没有从根本上改变塑料产品的化学性质。 （3）影响土壤的正常呼吸。塑料袋本身不是土壤和水体的基本物质之一，强行进入到土壤之后，由于它自身的不透气性，会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长，从而改变土壤的特质。这些塑料袋经过长时间的累积，还会影响到农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。 （4）易造成动物误食。废弃在地面上和水面上的塑料袋，容易被动物当做食物吞入，塑料袋在动物肠胃里消化不了，易导致动物肌体损伤和死亡因而越来越多的学者提倡开发和应用降解塑料,并将它看作是解决这一世界难题的理想途径。目前,世界发达国家积极发展降解塑料,美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法规。[7] 可降解塑料的出现，不仅扩大了塑料功能，而且在一定程度上可缓解和抑制环境矛盾，对石油资源是一个补充，而且从合成技术上展示了生物技术和合金化技术在塑料材料领域中的威力和前景，它的发展已经成为世界研究开发的热点。
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将
浅析可生物降解泡沫塑料的现状 【摘要】泡沫塑料是一种使用广泛，性能优异的材料，但是用于泡沫塑料制备的高分子材料一般是不可降解的，而可生物降解泡沫塑料能很好地解决这一问题。本文简明扼要地分析了可生物降解泡沫塑料的主要类型及其研究现状，为下一步发展提供借鉴。 【关键词】可生物降解泡沫塑料 目前，塑料制品的广泛使用在带给人们生活便利的同时，也给人类赖以生存的环境造成了日益严重的污染，其中，泡沫塑料制品所占比例较为突出。如果采用可生物降解材料生产泡沫塑料，在微生物或生物酶的作用下可使制品降解成为“零污染”的二氧化碳和水，即可解决困扰全球的环境污染问题。 可生物降解泡沫塑料的研究主要集中于淀粉类泡沫塑料、纤维素泡沫塑料，以及可生物降解聚酯泡沫塑料，其中，可生物降解聚酯泡沫塑料是研究较为深入的一类。 1 淀粉类泡沫塑料 淀粉是一种来源广泛的可再生资源，价格低廉，但是淀粉结晶性强，加工成型困难，产品的力学性能也较差，而且淀粉是亲水性的，纯淀粉制品对环境湿度的要求较高，因此一般要对淀粉进行改性，以满足应用要求。近年来，在对淀粉进行改性的基础上，淀粉类泡沫塑料大致可以分为淀粉泡沫塑料和淀粉类复合泡沫塑料两大类。 淀粉泡沫塑料：主要包括天然淀粉泡沫塑料和变性淀粉泡沫塑料。天然淀粉主要是小麦淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉等，含有不同比例的支链和直链结构。变性淀粉主要是醚化淀粉、酯化淀粉、接枝共聚改性淀粉等。普通淀粉泡沫塑料多为开孔结构，泡孔不均匀，泡体易脆；高直链淀粉泡沫塑料多是闭孔结构，泡孔小而均匀，脆性降低。由乙酸酯淀粉制得的泡沫塑料，耐水、表面光滑，压缩强度、密度均高于聚苯乙烯泡沫塑料，但弹性稍差，加工时易发生部分降解。而由聚乙烯醇和高直链玉米淀粉制备的泡沫塑料在性能上已可取代聚苯乙烯泡沫塑料。 淀粉类复合泡沫塑料：指将淀粉与可生物降解的聚合物共混，制备的泡沫塑料。常用的聚合物有天然聚合物（纤维素等）、可生物降解聚合物（聚酯等）、以及可与淀粉反应的聚合物。体系中常添加纤维以使泡沫塑料具有较高强度，尤其是在温度较低及湿度较高时作用比较明显，纤维搭建的网络结构在淀粉因湿度降低变脆时，起到“桥梁”的作用，连接断裂面；当湿度较高时，增加制品强度。将淀粉与聚乙烯醇共混烘焙制备所得的泡沫塑料，当湿度较低时，醇解度低的聚乙烯醇对泡沫塑料强度的提高较大，湿度较高时，则是醇解度高的较大。同时，泡沫塑料的弯曲强度随聚乙烯醇分子量的增加而提高。
国外教学设计研究现状与发展趋势 教学设计过程所产生的问题的讨论、教学设计研究的发展趋势等方面对国外教学设计研究的现状与发展趋势进行了系统阐述。 随着科学技术的发展，心理学、教育学理论研究的深入，教学设计近年来成为国内外教育界关注的课题之一。考察国外教学设计的研究成果，对我们深化课堂教学改革，全面推行素质教育，提高教学效率将有莫大的启发。 一、国外教学设计研究的现状 如何提高课堂教学质量和教学效率一直是教学研究的核心问题。为了解决这个问题，许多教育工作者或从改变教学媒体、方法，或从精选教学内容，或从改进评价方式和课堂管理等进行深入的研究，但同时他们又感到单一方面的改革其效果不能令人满意。因此，他们开始重新思考教学设计的问题，并借鉴认知理论、技术学等新成果；从更为系统的角度探索问题，以找到在整体上提高教学效益的突破口。 1．学设计的概念 什么是教学设计？为了更清楚的理解这个概念，让我们先了解什么是教学和设计。美国的教育学家史密斯（P.L. Smith ）和拉根（T. J.Ragan）认为，教学就是信息的传递及促进学生达到预定、专门学习目标的活动。它是教育的一个分支，包含了学习、训练和讲授等活动。所谓设计，是指在进行某件事之前所作的有系统的计划过程或为了解决某个问题而实施的计划，它可以从精确性、细致性、系统性等方面去判断其效果的好坏。设计者必须以高度的精确和谨慎态度，具有系统计划一个方案的才能进行设计，否则，会导致时间的误用、资源的浪费甚至无效、沉闷和缺乏动机的学习。因此，设计应考虑许多可能影响实施计划或受计划实施所影响的因素。如，设计者要考虑可能影响教学成功的因素，通过上课，把预先设计好的视觉、听觉及其他传递形式的信息传递出去。所以，教学设计的特点除上面谈到的精确、细致和系统之外，还应有形象性、创造性、工艺性、扩展性和自然性等特点。由此可见，教学设计就是把教学原理转换成教学材料和教学活动计划的系统过程，是指为了达到预期教学目标而运用系统观点和方法，遵循教学过程基本规律，对教学活动进行系统计划的过程，是教什么（课程和内容等）与怎么教（组织、方法、策略、手段及其他传媒工具的使用等）的过程。具体来说，一方面它象工程那样需要以过去成功的原理为基础来计划他们的工作，不仅在功能方面，而且以生动的、吸引人的方式来设计事情或活动，建立用以指导他们决策、解决问题的程序。另一方面，这个系统过程是以一种书面的形式把将要完成的事情或活动的结果写下来，而不是变成实际的产品或结果。因此，当教学媒体不仅仅是教师时，系统的计划就显得尤其重要。好的教师有能力根据学生的需要马上调节教学。但当教学媒体不能迅速加以调节时（如印刷体的材料、录像材料、以电脑为基础的教学），以教学原理为基础的设计就显得相当重要。所以，教学设计过程主要依据三个方面进行设计：第一，教学的目标是什么？第二，教学策略和教学媒体有哪些？第三，我们如何检验所达到的结果？如何评价和修改教学材料？ 韦斯特（Charles K. West ）等人则从认知科学的角度来探讨教学设计。他们认为教学就是以系统的方式传授知识，是关于技术程序纲要或指南的实施。它也是指教师的行动、实践或职业活动。设计是计划或布局安排的意思，是指用某种媒介形成某件事情的结构方式。所以教学设计的研究应从以下几个方面出发：（1）在当今复杂的社会里，人们需要学会如何学习。这种需要大大地扩大了教学的目标，它应该包括学习者将能够了解并适当地运用认知策略；（2 ）教学设计应该使用认知策略作为教学的手段；（3 ）教师将充当教学传递活动中运用认知策略和奖励认知策略运用的模范；（4）把认知策略的知识、适当的应用以及对认知策略