高分子材料的發展現狀

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高分子材料的發展現狀范文第1篇

較詳細地評述了高分子材料的研究方向和應用發展方向.

關鍵詞：高分子材料 應用 現狀 發展

高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。

高分子材料按來源分為天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進化的基礎。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產資料，并掌握了其加工技術。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。19世紀30年代末期，進入天然高分子化學改性階段，出現半合成高分子材料。1907年出現合成高分子酚醛樹脂，標志著人類應用合成高分子材料的開始。現代，高分子材料已與金屬材料、無機非金屬材料相同，成為科學技術、經濟建設中的重要材料。

高分子材料的結構決定其性能，對結構的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。高分子材料獨特的結構和易改性、易加工特點，使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能，從而廣泛用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，并已成為現代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等

目前，高分子材料的應用現狀主要有以下幾個方面：

1.傳統產品

如纖維、橡膠、塑料等等

2.高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比，具有省能、高效和潔凈等特點，因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。

3.高分子磁性材料

高分子磁性材料，是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物(合成樹脂、橡膠)的新應用領域的同時，而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體，現在工業常用的磁性材料有三種，即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆，加工性差。為了克服這些缺陷，將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣制成的復合型高分子磁性材料，因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等特點，而越來越受到人們的關高分子材料。

4.光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料，是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射，可以制成品種繁多的線性光學材料，像普通的安全玻璃、各種透鏡、棱鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性，又可以開發出非線性光學元件，此外，利用高分子材料的光化學反應，可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性，可制成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性，可開發出光彈材料，用于研究力結構材料內部的應力分布等。

5.高分子復合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點是博各種材料之長，如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質高分子結構復合材料包括兩個組分：增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物，如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物;基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑，如不飽合聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂，這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。

目前，我國高分子材料應在進一步開發通用高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以滿足市場需要的基礎上，重點發展以下方向：

1.工程塑料

全世界通用熱塑性樹脂約占97%，工程塑料的生產規模遠不如通用塑料，但因市場的需求,近年來其發展的速度則遠遠高于通用塑料,年均增長率達7%~8%。近年來工程塑料的發展方向是研究開發工程塑料高分子合金、發展超韌尼龍、超韌聚甲醛、耐應力開裂聚碳、聚苯醚和聚礬等高性能合金研究開發特種工程塑料,如聚酞亞胺。

2.復合材料

復合材料合成一種新材料使之滿足各種高要求的綜合指標。復合材料的發展可以分為4個方面。一是以玻璃纖維增強為手段,對大品種塑料進行改性研究開發新的復合工藝；二是采用高性能增強劑如碳纖維等來增強耐高溫等高性能樹脂；三是開發新型熱塑性樹脂基體如熱塑性聚酞亞胺；四是研究開發功能復合材料,如壓電材料等。

3. 液晶高分子材料

液晶聚合物是介于固體結晶和液體之間的中間狀態的聚合物 ,其分子排列的有序性雖不如固體晶體那樣有序,但也不是液體那樣的無序 ,而是具有一定的 一維或二維 有序性 ,當加工此種聚合物 ,如紡絲或注射成型時,其分子發生取向 這種分子取向一旦冷卻即被固定下來,從而具有不尋常的物理和機械性能。

高分子材料的發展現狀范文第2篇

【關鍵詞】功能材料；高分子；現狀；發展

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，是人類文明的重要里程碑，如今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。進入本世紀80年代以來，一場與之相適應的“新材料革命”蓬勃興起。功能材料是新材料發展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位，由于其原料豐富、種類繁多，發展十分迅速，已成為新技術革命必不可少的關鍵材料[1]。

1.功能高分子材料

功能高分子材料在其原有性能的基礎上，賦予其某種特定功能。諸如：化學性、導電性、光敏性、催化性，對特定金屬離子的選擇螯合性，以及生物活性等特殊功能，這些都與在高分子主鏈和側鏈上帶有特殊結構的反應基團密切相關。

2.功能高分子材料的研究現狀

在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料[2]。

2.1高功能高分子材料

2.1.1化學功能高分子材料

化學功能高分子材料通常具有某種化學反應功能，它將具有化學活性的基團連接到以原有主鏈鏈為骨架的高分子上。離子交換樹脂是一種帶有可交換離子的活性基團、具有三維網狀結構、不溶的交聯聚合物，在水中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化、溶液濃縮和凈化、海水提鈾，特別是在食品工業、制藥行業、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛。

2.1.2光功能高分子材料

在光的作用下，實現對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料。近年來，在數據傳輸、能量轉換和降低電阻率等方面的應用增長迅速。感光性樹脂由感光基團或光敏劑吸收光的能量后，迅速改變分子內或分子間的化學結構，引起物理和化學變化。光致變色高分子具有光色基團，不同波長的光對其照射時會呈現不同的顏色，而當其受到特定波長照射后又會恢復為原來的顏色。利用這種可逆反應可以實現信息的存儲、信號的顯示和材料的隱蔽，應用前景十分誘人。

2.1.3電功能高分子材料

依據材料的結構和組成，可將導電高分子分為兩大類：一類是依靠高分子結構本身所能提供的載流子導電的結構型導電高分子，在電致顯色、微波吸收抗靜電、等領域顯示出廣闊的應用前景。另一類是高分子材料本身不具有導電性能，依靠添加在其中的炭黑或金屬粉導電的復合型導電高分子，具有制備方便，實用性強的特點，在許多領域發揮著重要的作用，常用作導電橡膠電磁波屏蔽材料和抗靜電材料。

2.1.4生物醫用高分子材料

生物醫用高分子包括醫用高分子和藥用高分子兩大類。

醫用高分子材料材料科學應用于生物醫療的交叉學科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復某些組織器官的功能。醫用高分子材料作用于人體必須具備生物相容性、化學穩定性、耐腐蝕老化、易于加工等優點，主要用于人工器官、治療疾患、診斷檢查等醫療領域中。目前，醫用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系統的矯正等方面獲得了較大成果。

新型高分子藥物，具有緩釋、長效、低毒的特點，分為兩類：一類藥物即為高分子本身，可以直接用作藥物，也可以通過合成獲得某些療效。另一類高分子藥物高分子本身沒有藥用價值，而是作為藥物的載體，以離子鍵或共價鍵的形式連接具有藥理活性的低分子化合物，制成高分子藥物控制釋放制劑。一方面達到將最小的劑量在作用于特定部位產生治效的目的；另一方面使藥物的釋放速率可控，在提高療效的同時降低了毒副作用[3]。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

近年來開發的高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它可吸收自身重量數百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯度。此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2 CO2功能高分子材料

在不同催化劑作用下，以CO2為基本原料與其他化合物縮聚成多種共聚物。其中研究較多、已取得實質性進展、并具有應用價值和開發前景的共聚物是由CO2與環氧化合物通過開鍵、開環、縮聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把長期以來因石化能源燃燒和代謝而排放的污染環境、產生溫室效應的CO2視為一種新的資源。利用它與其他化合物共聚，合成新型CO2共聚物材料，對解決當今世界日趨嚴重的CO2含量增高等問題有重要的現實意義。

2.2.3形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發生變形并被保持下來；一旦給予適當的條件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態。根據不同的觸發材料記憶功能的條件，可將其分為電致型、光致型、熱致型和酸堿感應型。形狀記憶高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在電子、印刷、紡織、包裝和汽車工業中具有良好的發展前景。

2.2.4生態可降解高分子材料

隨著人類對環境的重視，材料的可降解性成為新的性能指標，因此生態可降解高分子材料受到廣泛重視。目前我國生態可降解性高分子材料的發展還處于復制和仿制國外產品的初級階段，國外產品占據主要市場。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發應用于生命科學新型生物可降解材料，盡管已形成了多個品種，但目前應用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和緩釋性等方面仍存在較多問題，有待進一步研究[4]。

3.開發功能高分子材料的重要意義

功能高分子材料其獨特的功能和不可替代的特性已帶來各個領域技術進步，甚至質的飛躍，且在各行業已產生相當高的經濟和社會效益，并導致許多新產品的出現。隨著人們對有機高分子材料研究的逐步深入和加強，功能高分子材料的方向包括兩方面：一方面，改進通用有機高分子材料，在不斷提高它們的使用性能的同時，擴大其應用范圍。另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強。因此，功能高分子材料是未來材料科學與工程技術領域的重要發展方向，必將影響人類的生產和生活產[5]。

【參考文獻】

［1］張恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在軍用包裝中的應用[J].包裝工程，2011，（23）：60～62.

［2］楊曉紅，王海英.新型有機高分子材料發展[J].科技資訊，2009，（4）：7.

［3］楊北平，陳利強，朱明霞.功能高分子材料發展現狀及展望[J].廣州化工，2011，（6）：17～18.

高分子材料的發展現狀范文第3篇

關鍵詞：高分子材料； 專業英語； 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）11-153-002

高分子材料相對于傳統材料如玻璃、陶瓷、金屬等而言是后起的材料，但其發展的速度及應用的廣泛性卻大大超越了這些傳統材料，已成為工業、農業、國防和科技等領域的必不可少的材料。高分子材料除了作為通用材料使用外，同時向著功能化、智能化和復合化發展，這些都要求高分子材料專業的學生及時了解國內外研究進展和發展趨勢，具備閱讀英語專業資料的能力。

高分子材料專業英語作為高分子材料專業開設的一門專業基礎課，是大學英語教學的一個重要組成部分。學生畢業后無論在企業、科研機構或高校進一步學習或工作，只要從事科技開發，需要大量查閱英文科技信息資料，這些信息多存在于當前發表的專利、期刊等專業文獻中。因此，培養高分子材料學生的專業英語技能是科學研究和實際工作的迫切需要。針對目前高分子材料專業英語的實際教學狀況，本文從高分子材料專業英語的特點著手，對于詞匯教學、課堂教學內容，教學方法，考核方式等方面進行了研究和教學實踐。

一、專業英語詞匯教學

專業詞匯是用來專門描述某一學科、某一領域中的具體事物或者過程的詞匯，一般其詞義較單一，應用范圍僅限于專業領域。專業英語詞匯是學習專業英語的基礎，因此要求學生必須掌握大量的專業英語詞匯。經過大學英語的學習，學生積累了豐富的普通詞匯，對于浩繁復雜的專業詞匯還知之甚少。這些專業詞匯看似難識別和難記憶，但實際上大多數專業詞匯的構成是有規律的，不少是由一些含有具體意義部件，即詞根、前綴、后綴等所構成的組合體。如高分子材料專業中常見的表示元素的詞綴有hydro-（氫），-oxy（氧），thio-（硫），chloro-（氯），fluoro-（氟）；bromo-（溴）等；表示數量的詞綴有poly-（聚，多），mono-（單）；di-（二），tri-（三），tetra-（四），penta-（五）等；表示化學基團的詞綴有methyl-（甲基），ethyl-（乙基），propyl-（丙基），butyl-（丁基），vinyl-（乙烯基），phenyl-（苯基）等；烷烴多以-ane結尾，烯烴多以-ene結尾，醇類多以-ol結尾等；表示屬性的詞綴有thermo-（熱），electro-（電），cyclo-（環），opto-（光）等。以polytetrafluoroethylene（PTFE，聚四氟乙烯）為例分析，該詞匯是由poly-，tetra-，fluoro-，ethyl-，-ene五個詞綴構成，取前四個詞綴的首字母就構成PTFE，記憶起來就簡便多了。課堂上講授這些規律對于學生專業詞匯的掌握就會收到事半功倍的效果，同時也激發了學生學習的興趣。

二、以教材內容為基礎，適當補充教學內容

目前高分子材料專業英語的教材有不少，覆蓋了高分子化學、高分子物理和高分子材料加工等課程內容。但這些內容大多摘選自國外早期的原版專業書籍，不少內容陳舊，體裁單一，一方面不能反映高分子材料專業發展現狀，同時讓學生感到應用性不強，缺乏學習興趣。針對以上教材內容的缺陷，筆者在有選擇的講述教材內容的同時，精心選擇一些著名國際高分子專業期刊，如《Macromlecules》、《Polymer》、《Macromolecular Rapid Communications》等期刊的部分相關內容作為教材的補充，同時鼓勵學生上網搜索一些相關資料，如美國化學會下的Chemical & Engineering News下有關高分子材料方面的報道，這些內容反映當今高分子材料發展的前沿，拓寬了學生的知識面。同時考慮到學生畢業之后在工作中或進一步深造中會接觸到專利、說明書、技術標準、市場報告等多種體裁的專業文獻，在課堂教學中適當增加這部分實用性的內容，起到學以致用的效果。

三、課堂理論教學方法的革新

專業英語教學內容一般為專業知識的論述，具有很強的邏輯性和學術性。為提高學生的專業英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力，筆者采取的方法如下。

1.師生互動是專業英語教學的重要手段

傳統專業英語的教學模式是先講解詞匯，再閱讀和翻譯課文，這樣的課堂單調且冗長，學生學習興趣不高。考慮到語言教學的特殊性，為達到好的教學效果，需要學生在課堂中的積極參與，嘗試改變以往教師講學生聽的簡單教學模式，采用多種形式與學生互動交流。通過提前布置作業，學生做好預習工作，每次帶著問題上課，在課堂上再隨機指定學生朗讀并講解翻譯，其他同學進行補充或修正，最后教師結合專業內容進行點評，并講解相關的重要知識點和專業詞匯。這樣，充分調動每個學生的學習積極性，使之從被動學習變成主動學習，加深了學生對教學內容的理解和認識。

2.適當進行多媒體教學，豐富課堂教學內容

現在多媒體及網絡等教學手段已廣泛引入到課堂教學中，這些教學手段使課堂教學更加直觀生動，增大了課堂的信息量，提高課堂效率，激發了學習興趣。為此，在每次課文內容講解結束后，筆者播放一些相關內容的科普性英文短片，比如介紹高分子材料合成、成型、應用等方面。由于剛學完相關內容，所以學生表現出濃厚的興趣，通過看、聽、講述，留下了直觀的知識，同時也鍛煉了學生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術標準等專業資料制作成多媒體課件進行課堂講解，在有限的課堂時間內給學生傳遞了較多的信息內容，提高了課堂效率。

3.教學效果的檢驗

考核方式是教學中的重要環節，是檢驗教學效果和鞏固學生所需知識的重要手段。考核主要涉及兩個層次，平時考核與期末考試。平時主要考核學生以英語為工具進行專業信息交流的能力，期末考試則通過試卷形式檢驗學生對專業詞匯的掌握情況，以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學環節后，教師要不斷總結，了解學生對所授知識的掌握程度，確定考核指標，根據考核結果來修正下一階段的目標，設計下一階段的教學內容。平時的階段性考核可以有多種方式，如根據教學內容，學生抽簽選擇一個題目用英語講述，考察聽說能力。或針對知識點，把常見的錯誤總結出來，引導學生糾錯，考察語法知識的掌握情況。在課堂教學將結束的時候，我們對學生進行分組合作完成一次科研課題的匯報，學生自行分工，查找資料、設計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中，學生不但提高了自己的專業英語水平，還培養了團隊合作的能力。

四、結束語

綜上所述，對于高分子材料專業的學生而言，高分子材料專業英語是繼大學英語后非常重要的英語教學課程，教學應培養學生以英語為工具解決專業學習中的實際問題的能力，為學生今后畢業設計、實際工作或進一步深造學習奠定良好的基礎。為此，從教學內容、教學方法及考核方式及內容等方面改革高分子材料專業英語的教學是很有必要的。

參考文獻：

[1]曹同玉，馮連芳，張菊華.高分子材料與工程專業英語[M]北京：化學工業出版社，2011

高分子材料的發展現狀范文第4篇

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高分子材料的發展現狀范文第5篇

關鍵詞：活性碳纖維、碳化、活化

活性碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料這種復合材料來應用碳纖維是一種纖維狀碳材料。碳纖維化學組成中含碳量在90%以上，它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性。碳纖維具有優越的物理力學性能廣泛應用于航空器材、運動及休閑器材、醫療衛生等領域。【2】然而，碳纖維的主要原料是石化制品，且成本較高，研究新型碳纖維的制備方法是大勢所趨。由于在生產木制品的過程中剩余大量的樹皮，所以能高效利用這些廢棄物能很好的節約資源。

樹皮含有大量的化學物質, 樹皮液化方法可以效仿木材液化的方法。樹皮的化學成分和化學性質，與木材的化學成分和化學性質基本上是相似的，但也有一些明顯的差異。樹皮的化學成分一般更為復雜，而且不同樹種之間的變化范圍較大。樹皮中的灰分和抽提物的含量都比木材高，其中礦物質的含量甚至比木材高達十倍。樹皮中的纖維素含量比木材低。所以用樹皮經液化制得的木質炭纖維強度不夠，但是吸附性、功能性良好，所以可以作為活性碳纖維。

樹皮制備活性碳纖維的構想：

樹皮由于其相似性與復雜性，液化樹皮時能制得功能性更強的碳纖維，因為其富含大量抽提物，碳纖維的性能也與用木材制得的碳纖維不盡相同。

目前采用的主要液化方法依然是在液化劑作用下, 在酸性、堿性或金屬鹽類催化劑存在時, 將未經任何化學處理的木材進行常壓液化。相對而言, 在酸性條件特別是硫酸催化下, 用苯酚液化劑進行木材液化研究的更多[4] 。也有學者在苯酚液化木材時, 采用多種有機磺酸鹽作催化劑; 還有人將超臨界技術引入到木材的苯酚液化中, 實現了木材的快速液化。對采用多元醇作液化劑的木材液化,特別是采用碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯進行木材快速液化的研究也獲得了理想的效果。【5】

制造活性碳纖維的一般工藝是：樹皮液化獲得液化物，合成紡絲液，紡絲液通過項目依托實驗室自制的紡絲機紡為原絲，再將將原料纖維在150~400℃ 氮氣氛中碳化, 然后在700~1000℃下以CO2及H2O氣中活化, 有時為了制取具有預想結構和性能的活性碳纖維,也使用含氮的磷氧化物如磷酸按等作為催化劑。通常, 不同原料纖維的碳化和活化條件不同, 而且該條件及原料纖維種類均構成對活性碳纖維性能的影響。

活性碳纖維應用領域日益擴大, 但其成本仍居高不下，使很多使用方法都只停留與實驗室階段，不能工業化生產。盡管活性碳纖維存在許多優點, 如比表面積大, 吸附速率快、效率高、吸附容量大、熱穩定性和化學穩定性好等, 但其在某些領域中的應用仍受到價格的限制。所以選擇廉價的原料和簡便的制取方法是當務之急。

我國是農業大國，有豐富的農業資源，木材副產品來源廣泛，但用處不大，通過液化方式將固體木材大分子降解成具有反應活性的液態小分子，轉化成新的高分子材料，尤其是具有生物降解性能的高分子材料，是近年來木材綜合利用技術新開辟的研究領域之一。同時樹皮約占森林采伐剩余物生物質總量的10%，資源總量非常可觀。【6】利用樹皮制活性炭纖維，不僅能廢物利用，還能減少木材的浪費，減少不必要的資源浪費。

參考文獻

[1]張建輝.竹材液化物碳纖維的制備、結構與性能表征. 學位論文.2010年9月.

[2] 鄧彥波, 韓飛. 碳纖維的制備研究和市場前景，甘肅化工，2001年2月

[3] 馬曉軍. 木材苯酚液化物碳素纖維化材料的制備及結構性能表征. 學位論文 .2007年6月

[4] Ot tavio E D. U S, Pat ent 3532518( 1970) [ P]