学生宿舍局域网建设毕业设计论文.doc 28页

'计算机科学与技术毕业论文的设计课题名称：学生宿舍局域网建设专业：班级：姓名：学号：起迄日期：指导教师：28 学生宿舍局域网建设摘要：当今时代是一个以信息技术（InformationTechnology,简称IT）为代表的知识经济时代，各种先进的科学技术迅猛发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。以计算机技术和网络通信技术为代表的信息科技改变着我们的生活，从手机通信到3G技术，从互联网普及到电子商务的广泛应用，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，从有线网络普及入户，到无线网络遍及生活中的各种场所，人们的生活已经离不开计算机网络，并且随着因特网的普及与发展，给我们的学习与生活带来极大的方便。随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术快速发展。在人类信息文明的发展过程中，计算机网络的作用越来越明显。随着计算机网络管理功能的强化，计算机硬件技术和软件技术都与网络技术融合到一起。人们越来越意识到网络的重要性，通过网络，人们拉近了彼此之间的距离。本来分散在各处的计算机被网络紧紧的联系在了一起。计算机局域网作为网络的一个常见类型，发挥了不可忽视的作用。在这个局域网中，我们可以在它们之间共享程序、文档等各种资源。随着网络应用的发展计算机病毒形式及传播途径日趋多样化，安全问题日益复杂化，网络安全建设已不再像单台计算安全防护那样简单。计算机网络安全需要建立多层次的、立体的防护体系，要具备完善的管理系统来设置和维护对安全的防护策略。学生宿舍局域网作为学校中最小的网络个体，文章将从网络组建、网络设置及网络安全等方面进行分析。关键词：局域网、Internet、计算机网络、网络安全28 目录一、计算机网络4二、局域网简介52.1、局域网的定义52.2、局域网的最大特点52.3、局域网的拓扑结构52.4、局域网的传输媒体72.5、局域网的网络设备7三、网络的体系结构8四、网络协议94.1、TCP/IP协议94.2、超文本传输协议(HTTP)104.3、文件传输协议(FTP)104.4、远程登录协议（Telnet）11五、宿舍局域网分析与组建115.1、组网设备准备工作115.1.1、无线宽带路由器115.1.2、选择网线125.1.3、网卡125.2、组网方式125.3、设备连接135.3.1、设置路由135.3.2、IP地址的设置135.4、局域网共享的实现14六、宿舍局域网日常维护146.1、如何解除WindowsXP系统的文件共享限制146.2、解决IP地址冲突156.3、病毒防治156.3.1、挑选杀毒软件166.3.2、小心使用移动存储设备16结束语16参考文献1728 引言当今世界，各种先进的科学技术飞速发展，给人们的生活带来了深远的影响，它极大的改善我们的生活方式。在以计算机技术为代表的信息科技的发展更是日新月异，从各个方面影响和改变着我们的生活，而其中的计算机网络技术的发展更为迅速，已经渗透到了我们生活的各个方面，人们已经离不开计算机网络，并且随着因特网的迅速普及，给我们的学习与生活条件带来更大的方便，我们与外部世界的联系将更加的紧密和快速。随着人们对于信息资源共享以及信息交流的迫切需求，促使网络技术的产生和快速发展，计算机网络的产生和使用为人类信息文明的发展带来了革命性的变化。自1995年中国教育教研网（CERNET）建成后，校园网的建设已经进入到一个蓬勃发展的阶段。校园网的建成和使用，对于提高教学和科研的质量、改善教学和科研条件、加快学校的信息化进程，开展多媒体教学与研究以及使教学多出人才、科研多出成果有着十分重要而深远的意义。其主要包括各种局域网的技术思想、网络设计方案、网络拓扑结构、布线系统、Intranet/Internet的应用、网络安全，网络系统的维护等内容。通过本毕业设计课题的论述，希望使读者能够了解校园网的建设过程以及所涉及到的各种网络技术，并能对今后大家在学习网络技术知识或是进行校园网的工程建设中有所借鉴。一、计算机网络计算机网络是指通过传输媒休连接的多部计算机组成的系统，使登录其上的所有用户能够共享软硬件资源。计算机网络如按网络的组建规模和延伸范围来划分的话，可分为局域网(LocalAreaNetwork,LAN)、城域网(MetropolitanAreaNetwork,MAN)、广域网(WideAreaNetwork,WAN)。我们经常用到的因特网(Internet)属于广域网，校园网属局域网。未来的网络技术将向着使用简单、高速快捷、多网合一、安全保密方向发展。28 二、局域网简介局域网（LocalAreaNetwork），简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。2.1、局域网的定义局域网为在较小区域内互联各种通信设备的种通信网络。2.2、局域网的最大特点为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。2.3、局域网的拓扑结构网络拓扑就是网络中计算机、缆线以及其他通信部件构成的几何布局。计算机网络的拓扑有多种类型，并且是随着网络技术的不断发展而不断涌现与完善。总线型（Bus）将各节点的设备用同一根网线连接起来，所有主机共享同一通信介质，拓扑结构如图1.1。在总线电缆上任何一处的松动和脱离都会引起网络无法运行，且由于布线问题故障的定位及修复比较困难，维护比较困难。图1.1总线型网络拓扑结构28 星形（Star）星型拓扑网络以中央节点为中心，由中央节点与其他节点相连接组成，如图1.2所示。中央节点机一般为集线器或交换机，除了中心节点之外的任何节点故障或节点的增减都不影响网络中的其他节点工作，从而实现了网络便于维护、便于管理的优越性。图1.2星型网络拓扑结构树形（Tree）当一台集线器或交换机的端口数量不足以连接所有的计算机或者需要联网的计算机分布比较分散，可以再串联第二级星型网络，如图1.3所示，这就是树形拓扑结构。图1.3树形网络拓扑结构环形（Ring）网络中各节点通过环路接口，链接到一条首尾相连的闭合环形通信线路中，如图1.4所示。环网上的任何一个节点的故障都会影响整个网络传输。28 图1.4环形网络拓扑结构2.4、局域网的传输媒体网络要求把各个独立的计算机连接起来的，这样就必然要求有一种介质将计算机连接起来，这就是传输介质。局域网的传输介质可分为有线介质和无线介质两种，一般情况下都是用有线介质的，因为它的稳定性高，连接可靠，无线介质只是在特殊环境下才使用的传输方式。常用的有线介质主要有以下几类。双绞线：双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线。同轴电缆：以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。同轴电缆有许多种不同的规格，最常用是细同轴电缆和粗同轴电缆。光纤：分为单模光纤和多模光纤。单模光纤与多模光纤相比具有高速度、长距离、细芯线、高成本等特点。2.5、局域网的网络设备网络设备主要是指硬件系统，各种网络设备之间是有着相互关联而不是相互独立的，每一部分在网络中有着不同的作用，缺一不可，只有把这些设备通过一定的形式连起来才能组成一个完整的网络系统。网络设备主要包括网卡、集线器、交换机、路由器、传输介质等。28 网卡：简称NIC，也称网络适配卡或网络接口卡。网卡作为计算机与网络连接的接口，是不可缺少的网络设备之一。网卡有很多种，不同类型的网络需要使用不同种类的网卡，不同速度的网络需求也要使用不同的网卡。如根据带宽来分的话，有10Mbit/s网卡、10/100Mit/s自适应网卡和1000Mbit/s网卡；如按总线分，有ISA总线、PCI总线、PCMCIA总线网卡等。交换机：交换机，也称交换式集线器，是专门设计的，使各计算机能够相互高速通信的独享带宽的网络设备。作为高性能的集线设备，随着价格的不断降低，交换机已逐步取代了集线器而成为集线设备的首选。由交换机构建的交换式网络系统不仅拥有高速的传输速率，而且交换延时很小，使得信息的传输效率大大提高，适合于大数据量并且使用非常频繁的网络通信，被广泛应用于各种类型的多媒体和数据传输网络。交换机具有很强的网络管理功能，它能自动根据网络通信的使用情况来动态管理网络，因为交换机采用了独享网络带宽的设计。路由器：路由器工作在网络层，因此它可以在网络层交换和路由数据帧，访问的是对方的网络地址。有连接不同的网络物理分支和不同的通信媒介、过滤和隔离网络数据流及建立路由表，还有控制和管理复杂的路径、控制流量、分组分段、防止网络风暴及在网络分支之间提供安全屏障层等到功能。三、网络的体系结构网络通常按层或级的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。不同的网络，层的名字、数量、内容和功能都不尽相同。但是每一层的目的都是向它的上一层提供服务，这一点是相同的。层和协议的集合被称为网络体系结构。作为具体的网络体系结构，当前重要的和使用广泛的网络体结构有OSI体系结构和TCP/IP体系结构。国际标准化组织未来连接不同设备的网络体系结构，于1984年提出开放系统互联参考模型OSI（OpenSystemInterconnection）。它被分成7层，这7个层次分别定义了不同的功能。几乎所有的网络都是基于这种体系结构的模型进行改进并定义的，这些层次从上到下分别是应用层、表示层、会话层、运输层、网络层，数据链路层和物理层，其中物理层是位于体系结构的最低层，它定义了OSI网络中的物理特性和电气特性。OSI参考模型及工作过程如图1.5所示。28 图1.5OSI七层体系结构及数据流说明TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,传输控制协议和互连网协议）缩写，TCP/IP体系结构是当前应用于Internet网络中的体系结构，它是由OSI结构演变来的，它没有表示层，只有应用层、运输层，互联层和网络接口层。四、网络协议网络协议是通信双方共同遵守的约定和规范，网络设备必须安装或设置各种网络协议之后才能完成数据的传输和发送，在校园局域网上用到的协议主要有，ICP/IP协议、IPX/SPX协议等。4.1、TCP/IP协议TCP/IP协议是目前在网络中应用得最广泛的协议，ICP/IP实际上是一个关于Internet的标准，并随着的Internet广泛应用而风靡全球，它也成为局域网的首选协议。TCP/IP是一种分层协议，它共被分为个4层次，大约包含近期100个非专有协议，通过这些协议，可以高效和可靠地实现计算机系统之间的互连。28 TCP/IP协议中的核心协议有TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）和IP（因特网协议）。TCP/IP协议组模型如图1.7：图1.7TCP/IP协议组TCP协议可以在网络用户启动的软件应用进程之间建立通信会话，并实现数据流量控制和错误检测，这样就可以在不可靠的网络上提供可靠的端到端的数据传输。UDP协议是一种无连接的协议，它在传输数据之前不建立连接，也不提供良好的可靠性和差错检查，只仅仅依赖于校验来保证可靠性。UDP不进行流量控制，没有序列或者确认，因此它处理和传输数据的速度快，还被用来传输关键的网络状态消息。IP协议的基本功能是提供数据传输、数据包编址、数据包路由，分段等。通过IP编址约定，可以成功地将数据通过路由传输到正确的网络或者子网。每个网络站点具有一个32位的IP地址，它和48位MAC地址一起协作，完成网络通信，IP协议也是一种无连接的协议。4.2、超文本传输协议(HTTP)HTTP(HyperTextTransferProtocol超文本传输协议)是WWW浏览器和WWW服务器之间的应用层协议，是用于分布式协作超文本信息系统的、通用的、面向对象的协议，HTTP协议还是基于TCP/IP协议之上的应用层协议。4.3、文件传输协议(FTP)FTP(FileTransferProtocol,文件传输协议)是由支持Internet文件传输的各种规则所组成的集合。这些规则能使网络用户把文件从一个主机拷贝到另一个主机上，FTP是采客户/服务器方式服务的。28 4.4、远程登录协议（Telnet）远程登录协议的目的是提供一个全面的、双向的、面向8个比特字节的通信工具，其主要目标是提供终端设备与面向进程接口的标准方法，Telnet是应用层的协议，采用客户/服务器模式工作的，Telnet不仅允许用户登录到远端主机上，还允许用户执行远端主机的命令，这样用户就能以极小的网络资源代价完成大型的网络应用。五、宿舍局域网分析与组建学生宿舍局域网一般为小规模的组网，宿舍内带有电信的宽带。所以我们选用无线宽带路由器进行组网，局域网的拓扑结构采用星型结构。5.1、组网设备准备工作5.1.1、无线宽带路由器首先，联系校园网络管理部门，取得本宿舍的IP地址的相关信息，如地址、子网掩码、网关、DNS等，宽带上网拔号时所需的用户名及密码。接着，选购适合自己需要的无线宽带路由器。宽带路由器有两个作用，一个作用是连接不同的网络，另外一个作用是选择信息传递的线路。选用无线路由器主要是由于手机、笔记本、平板电脑等设备可以利用无线信号上网，解决了宿舍内的布线问题。同时，为了保证台式机能正常上网，还要一部分的有线网络，故最终采用无线路由器。我们选择TP-LinkTL-WR824N无线宽带路由器，带宽为300M，它是专为满足中小型企业办公和家庭上网需要而设计的，性能优越、配置简单。提供多方面的管理功能，可对系统、DHCP服务器、虚拟服务器、DMZ主机、防火墙、上网权限管理、静态路由表等进行管理，同时提供全中文配置界面，用户界面友好，配置简单易用。28 5.1.2、选择网线选择5类双绞线，售价是1~2元/米。水晶头和双绞线有两种接法，EIA/TIA568B标准和EIA/TIA568A标准，具体接法如下：T658A线序：12345678绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕T568B线序：12345678橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕直通线：两头都按T568B线序标准连接。交叉线：一头接T568A线序标准连接，另外一头按T568B线序标准连接。根据宿舍内的实际情况，所有的网线均采用568B直通线。5.1.3、网卡网卡（NetworkInterfaceCard），是计算机与网络的联接介质。它的作用是将数据分解为数据包再发送至网络。平时我们说的10M、100M、1000M网卡都是按网卡连接速率来区分的，市面上的大多数网卡都是自适应的。计算机上现在的网卡大多为机器内置，不须要单独购买。5.2、组网方式宿舍是8人间的，宿舍与宿舍之间的距离一般都不会太远。总的来说各高校的宿舍环境不尽相同，因此组网方案也应该因地制宜。我们设计的方案为星型拓扑结构（如图）。28 此方案是大学宿舍里用得最多的，也是最为简单的。无线路由器的设置简单好用，用直通线把接入点和路由器接起来，客户机与路由器间的连接也由直通网线来完成，线路布好后。然后进入路由器设置一下，有线网络就可以轻松上网了！进一步设置路由器的无线配置，包括上网的信道、安全密码等。打开无线设备，如笔记本、手机或平板等，通过设置无线访问密码与路由器配对，即可进行无线访问。5.3、设备连接首先选择路由器的摆放位置，确定网线的布线线路。连接网线，墙上联接口进线--路由-PC计算机。（注意：路由器WAN口接墙上联接口，路由LAN口-Computer）5.3.1、设置路由进你的无线路由器。比如我们的路由IP是192.168.1.1，那么我在IE的地址栏输入192.168.1.1，再回车就会出现登陆对话框，输入用户名和密码就能进路由器了。首先设置外网访问，也就是WAN。找到这个选项，在POPPE里填写自己宽带联接的帐号和密码。然后设置无线联接项，需要设置无线信号的名称，选择无线的信道，设置无线访问的密码。全部设置完，重启路由器，设置完成。5.3.2、IP地址的设置设置局域网IP，也就是LAN。还是举我的例子，既然我路由的IP是192.168.1.1，那么为了方便我设置的局域网IP就是192.168.1.1~255。设置计算机的地址为192.168.1.11，192.168.1.12。为了方便无线网络的访问，按路由器的默认设置，打开DHCP，所有的无线访问均采用自动获取IP地址。这样方便无线网络的使用。28 5.4、局域网共享的实现局域网内其他运行Windows操作系统的计算机，可以通过网上邻居实现文件和磁盘的远程共享。通常情况下，只要计算机连接至局域网络，并配置了正确的IP地址信息，那么，Windows只需运行片刻，即可发现网络中所有的工作组和计算机。对于、WindowsXP而言，更是可以直接发现网络中可供共享的文件夹，并将之显示在Windows资源管理器的网络邻居中。用户可做的，只是双击并打开自己感兴趣的文件夹而已。如果在网上邻居中无法找到欲共享资源的计算机，可利用查找计算机的方式，利用该计算机的名称查找该计算机。另外，实现共享的计算机之间应当使用同一网段的IP地址，否则，彼此之间将无法找到。因此，将两台台式计算机的E盘，均设置为完全共享访问，方便宿舍内人员对文件的访问和共享。六、宿舍局域网日常维护6.1、如何解除WindowsXP系统的文件共享限制大家有没有遇到这种情况：在安装了WindowsXP的计算机上，即使网络连接和共享设置正确（如IP地址属于同一子网，启用了TCP/IP上的NetBIOS，防火墙软件没有禁止文件共享需要的135、137、138、139等端口），使用其他系统（包括Windows9X/Me/2000/XP等）的用户仍然无法访问该计算机。默认情况下，WindowsXP的本地安全设置要求进行网络访问的用户全部采用来宾方式。同时，在WindowsXP安全策略的用户权利指派中又禁止Guest用户通过网络访问系统。这样两条相互矛盾的安全策略导致了网内其他用户无法通过网络访问使用WindowsXP的计算机。你可采用以下方法解决。方法一：解除对Guest账号的限制点击“开始→运行”，在“运行”对话框中输入“GPEDIT.MSC”，打开组策略编辑器，依次选择“计算机配置→Windows设置→安全设置→本地策略→用户权利指派”，双击“拒绝从网络访问这台计算机”策略，删除里面的“GUEST”28 账号。这样其他用户就能够用Guest账号通过网络访问使用WindowsXP系统的计算机了。方法二：更改网络访问模式打开组策略编辑器，依次选择“计算机配置→Windows设置→安全设置→本地策略→安全选项”，双击“网络访问：本地账号的共享和安全模式”策略，将默认设置“仅来宾?本地用户以来宾身份验证”，更改为“经典：本地用户以自己的身份验证”。现在，当其他用户通过网络访问使用WindowsXP的计算机时，就可以用自己的“身份”进行登录了（前提是WindowsXP中已有这个账号并且口令是正确的）。当该策略改变后，文件的共享方式也有所变化，在启用“经典：本地用户以自己的身份验证”方式后，我们可以对同时访问共享文件的用户数量进行限制，并能针对不同用户设置不同的访问权限。当用户的口令为空时，访问还是会被拒绝。原来在“安全选项”中有一个“账户：使用空白密码的本地账户只允许进行控制台登录”策略默认是启用的，根据WindowsXP安全策略中拒绝优先的原则，密码为空的用户通过网络访问使用WindowsXP的计算机时便会被禁止。我们只要将这个策略停用即可解决问题。6.2、解决IP地址冲突局域网用户在同一个网段内，经常造成IP地址冲突，造成部分计算机无法上网。对于局域网来讲，此类IP地址冲突的问题会经常出现，用户规模越大，查找工作就越困难。解决的方案是为每一台计算机指定一个固定的ip地址。6.3、病毒防治病毒的侵入必将对系统资源构成威胁，影响系统的正常运行。特别是通过网络传播的计算机病毒，能在很短的时间内使整个计算机网络处于瘫痪状态，从而造成巨大的损失。因此，28 防止病毒的侵入要比发现和消除病毒更重要。防毒的重点是控制病毒的传染。防毒的关键是对病毒行为的判断，如何有效辨别病毒行为与正常程序行为是防毒成功与否的重要因素。防病毒体系是建立在每个局域网的防病毒系统上的，主要从以下几个方面制定有针对性的防病毒策略：6.3.1、挑选杀毒软件一般而言，查杀是否彻底，界面是否友好、方便，能否实现远程控制、集中管理是决定一个网络杀毒软件的三大要素。瑞星杀毒软件在这些方面都相当不错，能够熟练掌握瑞星杀毒软件使用，及时升级杀毒软件病毒库，有效使用杀毒软件是防毒杀毒的关键。6.3.2、小心使用移动存储设备在使用移动存储设备之前进行病毒的扫描和查杀，也可把病毒拒绝在外。结束语本次宿舍局域网组建与维护方案的设计从网络的需求、可行性、可以选用的网络技术以及对网络设备的介绍和选择等多方面进行了论述，使我对局域网的组建有了更深层的了解、学习。通过本次计算机课程设计，我更加充分的理解了课本上的知识，并能够加以扩展，从而应用于实践当中，对计算机网络有了更为深刻的理解。学会了如何安装配置网络操作系统、TCP/IP协议、网卡等。在计算机课程中了解了如何组建局域网，在本次设计的实践中学会了局域网的组网，明确了组建局域网的步骤和要点。对以前学过的关于组网的知识有了系统的认识，为以后组建局域网打下坚实的基础。由于自己所学到的知识有限，也许方案设计不是很好，但是今后还会继续学习关于计算机网络方面的知识，以充实自己。28 参考文献[1]甘登岱《快乐驿站：组建家庭局域网与无线网》航空工业出版社2007-10-1出版[2]凤舞科技《局域网组建和维护入门与提高（配光盘》清华大学出版社2012-5-1出版[3]宁蒙《局域网组建与维护（第2版）》机械工业出版社2012-1-1出版[4]刘永华，赵艳杰　《局域网组建、管理与维护（第2版））（高等学校应用型特色规划教材）》清华大学出版社2012-1-1出版28 毕业设计(论文)开题报告学生姓名:学号：所在学院：专业:设计(论文)题目：聚乳酸/碳酸钙复合材料的结晶性能研究指导教师:2012年3月20日28 开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。28 毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、聚乳酸的特性及应用聚乳酸[1-2]是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。乳酸（HO[OCCH（CH3）]nOH）的热稳定性好,加工温度170～230℃,有好的抗溶剂性，可用多种方式[3-6]进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。PLA一般为线性分子，相对分子质量一般较小[7]，且相对分子质量分布较宽，这就决定了PLA只是一种强度中等的材料，韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形。但是现在PLA有时要求其具备较高的强度，比如要被用于临床医学，作为骨修复材料。因此，目前人们都在想各种办法来制得相对分子质量较高[8]，相对分子质量分布较窄的PLA。生物医学上的应用，PLA最早是作为外科手术缝合线使用于生物医学领域。由于其生物降解性，在伤口愈合后自动降解并吸收，无需二次手术，投放市场后立即受到青睐。用PLA及其共聚物制得的载药微球，在药物的缓释、靶向释放及增长药效等方面，都有很好的效果。PLA具有较高的初始强度和承载能力，能作为骨折内固定材料，如骨夹板、骨螺钉，植入后在创伤愈合过程中缓慢降解。PLA也可以作为组织修复材料在初期或一定时间内培养组织细胞，使细胞生长成组织、器官，再在相当长的时间后完全降解。在工农业[9]上的应用，日本电气公司开发出一种以PLA为主要成分的塑料，它具有优异的自阻燃特性，能广泛用于各种电子产品。它的耐热性、加工性和强度等性能与传统聚碳酸酯商务机外壳类似，使得它不仅能应用于计算机外壳，而且可以在液晶投影机等高温工作下的设备中使用。28 日常生活领域的应用，PLA材料可以用来生产一次性快餐盒、托盘、饮料容器和垃圾袋等日常生活用品。PLA薄膜有高透明度、高光泽度等优点，同时具有持久宜人香味和优质的透气性，可以使面包、油炸圈等保持新鲜，作为食品包装材料[10-11]广泛应用。近年来,研究人员对PLA/MMT复合材料[12]进行了大量而深入的研究。相比单一组聚合物而言,MMT的加入可以提高聚合物的模量、强度、耐热性、气体阻透性和阻燃性能，并且可以有效提高生物降解塑料的生物降解性能。二、聚乳酸及其复合材料及其结晶行为PLA的聚合单体乳酸为对映异构体[13]，因此PLA具有左旋(PLLA)，右旋(PDLA)和聚消旋(PDLLA)三种异构体。其中，PLLA和PDLA均为热塑性结晶性[12]聚合物，结晶度可高达60%；PDLLA为非结晶性聚合物。非结晶性PLA的Tg为50-60℃。低于该温度，非晶性PLA的弹性模量约为3GPa，呈刚性和脆性，塑性变形能力很低。结晶性PLA的Tg=67℃，Tm=180℃，与非结晶性PLA相比，具有更高的弹性模量，较小的可变形性。结晶形态既影响PLA的力学性能，也影响其降解速度。由于晶区中PLA分子链排列规整紧密使PLA结晶更完善有利于改善其力学性能和延缓降解速度，同时还能提高薄膜的透气性、耐热性、热稳定性等性能。但半晶性的PLA由于结晶速率很慢，通过注塑制得的产品常呈非晶态，大大降低了产品强度，限制了PLA的应用。另一方面，并非结晶度越高越好，高结晶度PLA硬而脆，不利于后续加工；降解[12]时间也会过长。PLA的结晶形态，结晶形态主要有球晶、单晶、孪晶、微纤晶和串晶。晶体形态与晶体生长环境有关。研究发现，静态熔体结晶主要为球晶形态，球晶尺寸与所受热历史密切相关。熔融静态结晶温度越高，球晶尺寸越大。对熔融静态结晶的PLA进行退火处理后，球晶尺寸随退火温度升高和时间增长而增大。影响PLA结晶的因素[14]：1、分子结构PLA分子结构和相对分子质量对其结晶行为有重要影响。不同等规度的PLA结晶能力不同。全同立构PDLA和PLLA具有半结晶性，而间同立构的PDLLA和内消旋PLA为非结晶性聚合物。经过氧化物支化处理后的PLLA和线性PLLA虽具有相同结晶度，但经低速率拉伸后，支化PLLA具有更快的结晶速率。不同相对分子质量的PLA结晶能力也有所不同。2、温度场28 PLA结晶温度范围在65-160℃,温度对PLA结晶动力学有重要影响。不少学者采用带热台的偏光显微镜，原位观察PLA熔体结晶过程。熔体静态结晶时，PLA主要形成球晶。DiLorenzo发现PLLA在熔体静态等温结晶时，在100-118℃结晶速率很快，主要因为晶体在径向方向大的生长速率而致当结晶温度在熔点和玻璃化温度附近时，PLLA结晶速率则很慢。3、应力场应力场会影响PLA结晶速率、结晶形态和晶型转变等。研究发现，无定形PLLA在低温（80℃、90℃、100℃）拉伸时，结晶速率快，且形成高度取向的晶体。而在较下拉伸时，结晶速率慢，形成的晶体取向程度低。4、辐射由于降解性能对PLA应用有重要意义因此，为了解降解机理，一些学者研究了高能射线下PLA降解行为。发现经γ射线照射后，PLA主链会发生断裂或交联，具体情况主要取决于射线的能量。一般认为链断裂可发生在晶区和非晶区。研究发现主链的断裂提高了结晶速率，主要因为聚合物结晶能力依赖于分子链规则排列的能力，当分子链段较短时，分子链缠结点减少，更易结晶。由于射线会破坏晶区，而使结晶度下降。聚乳酸的复合材料有许多种，有聚乳酸/蒙脱土复合材料[15]、聚乙二醇/聚乳酸复合材料、聚乳酸/三醋酸甘油酯复合材料等。其中聚乳酸/蒙脱土复合材料，OMMT对PLA的结晶过程有双重影响,一方面,它起成核剂的作用,促进PLA的结晶过程，另一方面，它又会阻碍PLA分子链的扩散运动,使晶体生长过程受到阻碍。OMMT对PLA结晶性能的影响与其含量有关，当其含量较低时(<5.0%)，它对PLA的晶体形态无显著影响，但PLA的半径生长速率随OMMT含量的增高而增高；含量为5.0%时，OMMT对PLA结晶性能的改善可以达到最佳效果；当OMMT含量大于5.0%时，PLA晶体缺陷增加，晶体半径生长速率随OMMT含量的增加而有所下降。无论是纯PLA还是PLA/OMMT纳米复合材料，其结晶速率随等温结晶温度的升高而降低；相同等温结晶条件下，PLA/OMMT纳米复合材料中PLA晶体的堆砌更密集，晶体数量更多，晶体尺寸更小。聚乙二醇/聚乳酸复合材料，分为等温结晶，其中等温结晶[16]，采用聚乙二醇PEG对PLA进行增塑，结果表明，PEG增塑PLA后，它的断裂伸长率和结晶速率都明显提高陈，说明PEG对改善PLA的脆性是有效果的。由于PLA是结晶性聚酯，因此它的性能与它自身的结晶行为密切相关。如何有效的控制它的结晶行为对改善PLA28 的加工过程和提高PLA的性能都有着重要意义。在相同结晶温度下，随着PEG摩尔质量的增加,结晶诱导期变短，结晶速度增大。结晶活化能的绝对值是随着PEG摩尔质量的增加先减小后增加，PLA/PEG2000体系的结晶活化能绝对值最小，为186.63KJ/mol。用Avrami方程研究PLA/PEG体系，发现PEG摩尔质量对n值的影响不大，说明不同摩尔质量PEG增塑PLA体系等温结晶过程的成核机理和生长方式相似。非等温结晶[17]，采用聚乙二醇(PEG)对PLA进行增塑后，能明显提高聚乳酸的断裂伸长率和结晶速率，对于像聚乳酸一类的结晶性聚合物，其性质强烈依靠处理过程中形成的结构。实际处理过程中，如挤出，成膜生产等，通常都是在动态非等温结晶条件下进行。因此定量研究其非等温结晶过程是必要的。对比纯PLA及不同分子质量PEG增塑PLA体系在不同降温速率下的熔融结晶过程的热焓变化曲线发现：PEG的加入明显提高了聚乳酸的结晶速度。在相同的冷却速率下，当冷却速率大于或等于20K/min时，随着PEG分子质量的减少，PLA结晶峰明显趋于平缓，PEG分子质量的提高有助于减小PLA晶体完善程度的差异；当冷却速率小于或等于10K/min时，各种PLA/PEG体系的结晶峰范围区别不大，即晶体完善程度的差异相近。用莫志深理论分析PLA/PEG体系，得出F(T)值随着PEG分子质量的减小而增大，即在非等温结晶过程中，PLA的结晶速度随着PEG分子质量的增加而升高。聚乳酸/三醋酸甘油酯复合材料[18]，PLA的不足之处是无法克服的脆性，目前多采用加入韧性较好的高分子如PCL等、添加小分子增塑剂如TAc等对其进行增韧改性。由于PLA是半结晶性聚酯，因此它的性能与其结晶行为密切相关。TAc的添加使PLA的玻璃化转变温度及熔融温度下降，并使PLA的结晶度增加，当TAc含量添加至25%时，PLA的结晶度由0.06%增加至41.30%。发现结晶温度降低，PLA/TAc的抗张强度升高，断裂伸长率降低；结晶温度越高，球晶生长速率减小。随着TAc的添加,PLA/TAc的抗张强度逐渐降低，断裂伸长率逐渐升高，当TAc添加至25%时，PLA/TAc的断裂伸长率上升到最大；TAc的增加促进了PLA球晶的生长，但是并没有改变PLA的晶型。三、我们的工作：关于聚乳酸复合材料的结晶性能研究通过以下三种主要的结晶分析方法[19-21]来研究聚乳酸复合材料的结晶性能：1、差示扫描量热(DSC)分析，ZF-DSC-D2型(上海祖发实业有限公司)DSC差示扫描量热计分析PLA及PLA/CaCO3复合材料的结晶及熔融过程。在N2保护下将样品从室温以10℃/min速度升至200℃，保温5min以消除热历史，再以5℃/min速度降至30℃28 ，最后再以10℃/min速度升温至200℃，测定样品的结晶和熔融过程。2、晶体形态及生长速率分析，通过型号LW-200-4JS(上海里万公司)偏光显微镜观察样品的等温结晶过程,即密炼后的试样在200℃±1℃的电炉上用载玻片熔融压片，5min后放在110℃±1℃的电热板上等温结晶1h，然后取出，迅速放入冷水中冷却至室温即得等温结晶样片。参考文献[1]侯文婷，唐颂超.L-聚乳酸固相缩聚的工艺研究[J].高分子通报，2011，5：82-86.[2]余金鹏，关怡新，姚善泾.改进的锐孔法制备粒径均一的聚乳酸微球[J]，高分子材料科学与工程，2011，27（9）:116-118.[3]华晋，赵志敏，余伟.聚乳酸/纳米蒙脱土复合材料的制备与挤出发泡研究[J]，功能材料，2011，10（42）:1762-1767.[4]马鹏程，王向东，刘本刚.聚乳酸木粉复合材料的力学及吸水性能研究[J]，中国塑料，2011，25（4）:60-64.[5]方星，陈松林，吴自强.聚乳酸的改性研究及其应用进展[J]，精细石油化工，2011，28（4）:71-76.[6]魏俊超，王丽娜，周魏华.一种成核剂对聚乳酸结晶行为的影响[J]，应用化工，201140（10）:1710-1713.[7]谢台，喻芬，陈海.聚乳酸的研究进展及其应用[J]，塑料助剂，2011，4:19-23.[8]袁角亮，杨斌.聚乳酸共聚改性及应用研究进展[J]，中国塑料，2011，25（7）:3-5.[9]田怡，钱欣.聚乳酸的结构、性能与展望[J].石化技术与应用，2006,24（3）:234-237.[10]李菁，陈大凯，任杰.聚乳酸立构复合物的合成与表征[J]，塑料，2011，40（3）:73-75.[11]刘勇，王庆海，李静.聚乳酸在挤出过程中的降解[J]，塑料，2011，40（3）:71-73.[12]吴亮，吴德峰，吴兰峰.聚乳酸蒙脱土纳米复合材料的冷结晶及熔融行为[J].高分子材料科学与工程，2007，23（5）：125-127.[13]何勇，高兆芬，辛燕.左旋聚乳酸的结晶行为研究[J].高等学校化学学报，2006，27（4）：745-748.[14]李旭娟，李忠明.聚乳酸结晶的研究进展[J].中国塑料，2006,20（10）:7-11.[15]余凤湄，赵秀丽，王建华.聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料的结晶性能研究[J].化工新型材料，2010,38（4）：95-113.[16]钱欣，田怡.聚乙二醇增塑聚乳酸的等温结晶动力学研究[J].塑料工业，28 2006，34：221-223.[17]钱欣，田怡.聚乙二醇增塑聚乳酸的非等温结晶动力学研究[J].聚酯工业，2007，20（2）：16-18.[18]胡晓方，陈利军，刘海.聚乳酸(PLA)/三醋酸甘油酯(TAc)的结晶性能研究[J].胶体与聚合物，2008,26（1）:13-22.[19]曲萍，周益同，张小丽.纳米纤维素聚乳酸复合材料的性能研究[J]，现代化工，2011，31:221-224.[20]程海波，陈学思，肖海华.多臂聚乳酸对线性聚乳酸结晶的促进作用[J].应用化学，2010,27（7）:755-758.[21]吕军，黄锐.双酚A型聚碳酸酯结晶行为研究进展[J].华东理工大学学报(自然科学版)，2006，32（2）：225-234.28 毕业设计（论文）开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：研究或解决问题：1、聚乳酸/碳酸钙复合材料的结晶性能研究及应用；2、不同助剂对聚乳酸/碳酸钙复合材料结晶性能的影响。研究手段根据对比性实验原则，分别向PLA中添加不同比例的碳酸钙填料以及不同种助剂（增塑剂、弹性体、交联剂等），经过配料，密炼，注塑成型，结晶，性能测试，偏光显微镜观察，以及差示扫描量热分析等实验工序，利用所得实验数据进行对比，从而得出结论。28 毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：文献综述内容比较丰富、详实，查阅资料较广泛，反映了作者对聚乳酸/碳酸钙复合材料的结晶性有了一定程度的了解。具备了初步从事科研工作的能力。2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题对聚乳酸/碳酸钙复合材料的结晶性能进行了研究，具有一定的理论和实际结合的重要意义，深度和广度均中等，工作量适中。本课题结果对生产实践具有重要的指导意义。指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日28 28'