高分子材料论文范文

时间:2023-02-22 02:15:22

高分子材料论文

高分子材料论文范文第1篇

高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。

(一)添加导电填料

这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。

(二)与结构型导电高分子材料共混

导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。

(三)添加抗静电剂法

1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。

导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。

2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。

二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况

我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等;

河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。

从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。

三、结语

我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。

(一)加大新品种开发力度

近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。

(二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产

今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。

参考文献:

[1]高绪珊、童俨,导电纤维及抗静电纤维[M].北京:纺织工业出版社,1991.148154.

[2]张淑琴,抗静电剂,化工百科全书,第1版,化学工业出版社,1995(4):667.

[3]陈湘宁、王天文,用于最佳静电防护的本征导电聚合物的最新进展[J].化工新型材料,2002,30(11):4750.

[论文关键词]高分子材料抗静电研究

高分子材料论文范文第2篇

课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。

2实验人员安排

我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。

3实验进度安排及突况处理

课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。

4结语

通过课程设计阶段小范围试点发现,在4周课程设计时间内,可以安排学生进行配方设计及工艺制定的相关实训。不仅提高了现有设备的利用率,也使学生动手能力得到多方面训练,从而使学生所学知识更贴近企业需求。当然,为了保证学生如期完成课程设计,指导教师应在课题选取、实验进度安排等方面多下功夫,也应针对实验过程中可能出现的突况做好应急预案,不断总结经验,使课程设计方案尽可能完善。

高分子材料论文范文第3篇

近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。

据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。

二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究

(一)聚合物动态反应加工技术及设备

聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。

目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。

(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。

2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。

3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。

三、高分子材料成型加工技术的发展趋势

近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。

综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

参考文献:

[1]ChrisRauwendaal,PolymerExtrusion,CarlHanserVerlag,Munich/FkG,l999.

[2]瞿金平,聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M].北京:科学出版社,2005427435.

[3]瞿金平,聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J].中国专利9O101034.

0,I990;美国专利5217302,1993.

[摘要]高分子材料成型加工技术在工业上取得的飞速发展,介绍高分子材料成型加工技术的发展情况,探讨其创新研究,并详细阐述高分子材料成型加工技术的发展趋势。

高分子材料论文范文第4篇

一、从天然树脂到合成树脂

一些树木的分泌物常会形成树脂,不过琥珀却是树脂的化石,虫胶虽然也被看成树脂,但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆,最初只用作木材的防腐剂,但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后,天然产物已无法满足电气化的需要,促使人们不得不寻找新的廉价代用品。

早在1872年德国化学家拜耳(A.Bayer)首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物,但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后,苯酚已经能从煤焦油中大量获得,甲醛也作为防腐剂大量生产,因此二者的反应产物更加引人关注,希望开发出有用的产品,尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动,但都没有达到预期结果。1904年,贝克兰和他的助手也开展这项研究,最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆,经过三年的艰苦努力,终于在1907年的夏天,不仅制出了绝缘漆,而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。

Bakelite一经问世,很快厂商发现,它不但可以制造多种电绝缘品,而且还能制日用品,爱迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在广告中宣称:已经用Bakelite制出上千种产品,于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。

以煤焦油为原粒的酚醛树脂,在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首,每年达20多万吨,但此后随着石油化工的发展,聚合型的合成树脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大,随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立,它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂,通过各种成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品种有几十种,世界年产量在1.2亿吨左右,我国也在500万吨以上,它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。

二、从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年,但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求,从19世纪起,人们就为寻求新的纺织品原料而努力。

1846年制成硝化纤维;1857年制成铜氨纤维;1865年制成醋酸纤维;1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等,再加上制成的纤维性能好,以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。

尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命,但它仍意味着人只是用化学方法,对天然植物纤维的再加工,而通过化学方法,制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段,才迎来了第三次纺织革命。

1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯(W.H.Carothers)博士从大学岗位上应聘到杜邦公司,负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究,他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应,由于保证了反应物料的严格配比,从而获得分子量很高的缩聚物,但大多数产物的熔点偏低、不耐水,虽然有的可以抽丝,但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击,以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年,终于在合成的数百种产品中,找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺-66,尼龙(Nylon)是它在投产时公司使用的商品名。

杜邦公司为了使它工业化,动员了230多名各方面专家,花费2200万美元,到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破,也是高分子科学的重要进展。

尼龙投产后,杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细,比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始,仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜,销售第一天就卖出400万双,报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面,可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他,虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展,但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕,终于在1937年服毒自杀,留下深深的遗憾。

1938年德国研制出聚酰胺-6,即聚己内酰胺;1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维,商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶;1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维,但到1949年才在美国投产,商品名Orlon,我国称腈纶,此又出现多种新型合成纤维,满足了多种需要,但从应用范围和技术成熟等方面看,仍以上述几种为主,其产量约占总量的90%。

三、从天然橡胶到合成橡胶

自然界中虽然含有橡胶的植物很多,但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳,经过凝胶等工艺制成的生橡胶,最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等,但它受温度的影响很大,热时变粘,冷时变硬、变脆,因而用途很少。

1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易(Goodyear)经过反复摸索,发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体,这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前,橡胶的年产量只有388吨,但到1937年已增加到100万吨,即100年间增加了2000倍,这在天然物质利用史上是十分罕见的,尤其是1920年以后,由于汽车工业兴起,进一步扩大需求,以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制,这就迫使美、德等汽车大国,但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究,这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的,因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。

1914年爆发第一次世界大战,德国由于受到海上封锁,开展了强制性的合成橡胶研制和生产,终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作,到终战的1918年,共生产出2350吨。

战后,由于暂时性天然橡胶过剩,使合成橡胶的生产也告中止,但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶(1931年投产)、氯丁橡胶(1932年)、丁苯橡胶(1934年)、丁腈橡胶(1937年)等。

第二次世界大战期间,尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后,美国开始扩大合成橡胶生产,并纳入国防计划,1942年产量达84.5万吨,其中丁苯橡胶为70.5万吨。1950年以后,由于出现了齐格勒纳塔催化剂,在这种催化剂的作用下,生产出三种新型的定向聚合橡胶,其中的顺丁橡胶,由于它的优异性能,到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世,进一步满足了尖端科技发展的需要。

回顾过去,展望未来,在新世纪里新技术将更加迅猛发展,与此同时,作为技术革命物质基础的,以合成高分子为代表的新材料的研制和开发,也将越来越起着重要作用。

参考文献

1吴祺.20世纪最具影响力的化学家之一——贝克兰.大学化学,2000,(6):55

高分子材料论文范文第5篇

关键词: 高分子材料 加工助剂 多媒体 案例教学

高分子材料在工业、农业、交通运输、国防工业、人民生活、医疗卫生等各个领域有广泛应用,是现代社会中衣、食、住、行、用各个方面不可缺少的材料[1]。高分子材料的成型加工是高分子专业研究的重要主题,相应助剂对提高高分子材料的合成效率、加工性能、使用性能有着至关重要的作用,随着助剂行业的发展,助剂品种日益繁多[2]。《高分子材料加工助剂》就是面向高职、高教学生开设的一门高分子专业课程,通过多年本门课教学,笔者总结出以下教学方法。

1.讲明本课程在高分子专业知识构成中的作用

合成与加工成型是高分子材料专业研究的两大主题,其中加工成型离不开高分子加工助剂相关专业知识,因为对助剂的品种和性能不了解,成型加工的工艺设计与控制难以进行[3]。助剂在配合塑炼和基本成型过程中起这样的作用:加工过程中改善聚合物的工艺性能,影响加工条件,提高加工效率;改进制品性能,提高它们的使用价值和寿命。概括起来说,助剂和聚合物是相互依存的关系。聚合物的研究和生产先于助剂,但只有在具备适当助剂和加工技术的条件下,它们才有广泛的用途。

因此,高分子材料加工助剂是高分子专业知识构成中重要组成部分,本专业学生应形成这样的概念:从事高分子材料加工成型过程的工艺设计和控制工作离不开高分子材料加工助剂的相关知识。

2.本课程教材的选择

目前,市面上有不同教材可供教学选择,针对不同教学对象和教学大纲的具体要求,老师应相应选择教材。笔者选用方海林主编的《高分子材料加工助剂》,该教材面向本科生教学,通过教材学习,学生对高分子材料加工中常用助剂的概况、作用机理、品种合成、性质及其应用等有全面深入的理解;通过具体工艺及配方学习,认识它们对材料的工艺和性能的影响,具有一定解决实际问题的能力。当然,由于教学过程中课程设定为32学时,老师可根据学生学习兴趣适当取舍,如第九章剂、发泡剂、着色剂、发泡剂的讲解可以适当缩减一些,而第二章增塑剂内容可以适当补充一些书本以外的知识。

3.本课程的教学方法

3.1多媒体结合板书

信息拓展展示以多媒体为主,重点问题讲解以板书为主[4]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学,多媒体课件重点在以下三个方面突出应用:(1)当涉及大量信息拓展或者多种形式的直观展示时,以多媒体为主,如各种助剂的外观图片、合成助剂的工艺流程图、同一类助剂各种典型的化学结构式展示等。(2)对于大量公式推导、文字描述可以通过多媒体方式进行,这样可以比较准确完整地反映同时节省大量授课时间。板书的引导会带动学生的思维层层深入,更容易将一个知识点讲透。如讲热稳定剂、光稳定剂的作用机理时,通过板书讲解与分析,可以引导学生思考,更容易将难点讲透。

3.2案例教学法

案例教学法是一项系统工程,需要教师精心创设教学情境,巧妙设置探究问题,引导学生在分析案例中研究问题,从而形成认识、发展能力、升华情感,并借助情境与问题实现教学目标[5]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学,工厂已经采用的一些助剂配方设计实例都是鲜活的案例,教师可以在课堂上大量引入配方实例,通过对配方实例的分析,告诉学生各种助剂在配方中起什么作用,在配方设计时遵循什么样的设计规律,为学生将来从事配方设计打下良好的基础。

3.3课后在线答疑

现在学生几乎达到人手一台电脑,学生对电脑的常用操作基本熟练,特别是一些交流工具,如电子邮件、QQ在线聊天甚至视频对话等,笔者认为借助互联网进行学生课后答疑是一种教学辅助方法。学生在课后学习,如在做课后作业时遇到问题,借助电子邮件向老师提问,可以提高学生学习效率。当然,这种答疑方法有待进一步探索,如果老师每天进行大量邮件答疑会增加教学负担,这时可以采取更灵活的方法如建立QQ群,在指定时间内在线群聊进行答疑等。

4.成绩考核与评价

《高分子材料加工助剂》考核可以选用考试、小论文、大作业等方式进行,由于这是一门应用性很强的课程,学生将来运用相关知识时需要很强的主观能动性。笔者经过多年实践认为用小论文考核更符合这门课的学习规律,因为写小论文本身就是学生一个再次学习的过程,这个过程需要查阅比较多的资料,将内容很好地组织,还要形成自己的认识及评价。布置完小论文题目后,一般会提出以下写作要求:写作紧扣论文题目、不出现偏题、有学术性;写作条理清晰,内容安排有序;写作重点突出;写作参考资料充分、全面;写作中能提出自己的观点、对现代企业管理的认识;写作字迹清晰、工整,表达流畅,字数3000左右。批改小论文的时候按学生对以上写作要求的执行情况进行评分。学生最终成绩按学校、系部要求进行,结合平时考核和期末考试成绩综合评分。

5.教学效果与评价

通过本课程学习,需要实施培养专业面宽、知识面广和工程能力强的应用型本科人才这一课程教学目标,绝大部分学生应掌握常用高分子材料加工助剂的作用机理、结构、特点、性能、用量,并具有初步设计聚合物材料配方的能力。从已经毕业的学生反馈看,学习这门课为从事相关工作打下很好的基础,学生进入工厂后将在比较短的时间内满足岗位要求,从事聚合物配方设计及工艺设计、控制等工作。

目前,新的高分子材料加工助剂不断被研发出来,知识更新非常快,而学生的学习方式、学习兴趣也有时代特征,如何上好《高分子材料加工助剂》这门课需要不断探索、持续研究。

参考文献:

[1]周鹏.高分子材料的发展及应用.科技创新,2015(11):69.

[2]冯嘉春,郑德,陈鸣才.我国高分子助剂研发现状及思考.透视,2007(2):33-36.

[3]向明.高分子助剂在聚合物成型加工中的应用研究.年全国高分子学术论文报告会,2007:799.

[4]卞鸿巍,王荣颖,马恒.多媒体与板书在课堂教学中优化结合方法探讨.教育教学论坛,2014(39):235-236.

高分子材料论文范文第6篇

关键词:教学改革;高分子材料科学基础;探讨

【中国分类法】:G420

随着我国对科技应用型人才的需求急剧增加,福建工程学院将立足于建设成为优秀的科技应用型大学,向社会和企业培养输送优秀的科技应用型人才。科技应用型本科人才是介于学术型人才和技术型人才之间的工程应用型人才[1], 因此,在课程培养模式上应有一定的适应培养科技应用型人才的方法。原有的培养学术型人才的教学方法不再适应现在对科技应用型人才培养的要求,迫切需要对一系列本科课程教学进行改革。《高分子材料科学基础》课程是福建工程学院材料成型与控制工程专业中极其重要的一门专业基础课,通常在本科三年级上学期开设,此门课程构建了公共基础课与专业课程的一个桥梁,其教学成果的优劣直接关系到学生学习其它专业课程。因此,根据福建工程学院办学定位和特色,本文将对《高分子材料科学基础》课程教学方法的改革进行研究与探讨。

一 、运用实例激发专业激情

对于刚刚接触专业课的大三学生,专业兴趣对他们的培养十分重要,专业学习的兴趣一旦产生,对后续的专业课程学习将会起到事半功倍的效果。那么,我们如何来激发学生的这种专业学习兴趣呢?可以应用身边高分子材料应用的实例来激发学生的专业学习激情。例如,食物中的蛋白质、淀粉、御寒的棉、麻、丝、毛以及皮革,居住建筑的竹木等都是高分子材料;生活中随处可见的塑料饮料瓶、一次性塑料杯、各种各样的塑料玩具、尼龙绳、汽车轮胎等同样也是高分子材料。目前,形形的高分子材料在各个方面改变着人们的生活方式及生活环境,在提高人们生活质量方面起着极其重要的作用。高分子材料在逐渐替代传统的金属、陶瓷等材料,可以说人类正在经历高分子材料时代[2]。那么,如何去合成制备高分子材料呢?如何去表征及测试高分子材料的结构及性能呢?如何去加工制备高分子材料制品呢?如何去理解探究高分子材料的合成制备、结构和性能三者之间的关系呢?带着这些问题的提出,学生求知心切,想知道原因,将会大大激发学生进一步去学习这门专业基础课的兴趣。

二 、改革教学方法与手段

目前,基于电视录像、幻灯片、多媒体课件等多种形式的教学方法的采用,不仅提高了教学过程中的信息传递量和教学内容的科学性、先进性、趣味性,又加强了学生与老师的实时交流,从而提升了教学效果[3]。但对于应用性学科《高分子材料科学基础》来说,扎实的理论知识和良好的实践技能二者缺一不可。因此,仅仅靠多媒体教学还不能够达到理想的教学效果。例如,在对‘聚合物成型加工’这部分内容进行讲解时,完全可以把课堂搬进实验室。学生边参观注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、压延成型以及发泡成型等成型设备,老师边对这些设备的原理,加工方法,适合的高分子材料等进行详细的讲解。这种教学方法使抽象的理论基础知识与形象的实践应用有机的结合起来,不仅提高了学生的学习兴趣与热情,而且把课堂所学的理论知识达到学以致用的效果。

三 、改革实践教学环节

实践教学环节不仅是《高分子材料科学基础》课程建设的重要组成部分,而且是培养学生工程意识、创新能力和动手能力的重要途径。这对科技应用型本科教育尤为重要。因此,在这门课程的教学过程中,应大力改革实践教学的形式和内容。对于传统的实践教学环节,多数采取老师边操作边讲解的教学模式,让实验基地变成了仅仅是学生参观的地方。实践教学环节应该充分发挥实验基地的功能,让其不仅是学生参观的地方,更是学生把课堂所学的理论知识发挥的地方,让学生有更多的时间自己动手操作学习。这样不仅培养了学生的实际动手能力,而且更激发了其认真学好理论知识的积极性。另外,可以把教学实践环节与科研项目结合起来,加大综合性、创新性实践环节的比值,使学生尽早的进入科研实践活动。在解决工程中出现的实际问题的同时,学生得到了系统的科研实践能力的训练,同时避免了知识陈旧,紧跟科技应用前沿,为学生毕业后的社会工作做好充分的知识与实践能力的准备。

四 、考核方式与成绩评价标准多元化

传统的采取开卷或闭卷‘一考定终身’的考核方式已经无法满足科技应用型人才培养模式的需要。考核方式与成绩评价标准应以提高学生的综合素质和实践应用能力为主要目标。因此,《高分子材料科学基础》课程应采取多元化的评价标准,例如,笔试、课程小论文、实践创新课题研究、工程应用实训环节等。通过笔试重点考查学生对基础与理论知识的理解能力和应用能力,检测学生分析解决问题的能力。通过课程小论文侧重培养和锻炼学生综合应用材料知识、自主创新,并快速有效地获取分析材料信息资源、撰写科技论文的能力。通过实践创新课题研究考查学生理论联系实际和创新能力,并锻炼和培养其科学思考问题的思维习惯。通过工程应用实训环节考查学生利用基础知识解决实际应用问题的能力,为以后的工作打下坚实的基础。通过以上多元化的考查方式建立起以素质教育为本的考核体系,从而形成有利于培养具有良好综合能力的科技应用型人才的衡量标准。

小结

为了良好的适应培养科技应用型人才的培养方案,课程教学改革是一项任务艰巨、涉及面广、影响深远的系统工程。本文对《高分子材料科学基础》课程在教学方法与手段、实践教学环节、考核方式与成绩评价标准多元化等方面的改革进行了初步的探讨。强调教师应充分在立足于教材的基础上对教学方法进行改革,结合科技应用型人才的培养方案,注重实践教学环节,建立科学的评判制度评定学生成绩,从而形成培养学生综合能力的人才培养模式。

参考文献

[1]麦茂生,吕力.市域新建本科院校应用型本科人才培养模式的构建[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2008,30(11):137-141.

[2] 郭卫清. 高分子材料科技的发展趋势和应用前景[J]. 材科导报,1996, 96(增刊):1-6.

高分子材料论文范文第7篇

关键词:高分子材料与工程;应用型转变;人才培养

中图分类号:G642

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)09024202

1 引言

2015年10月21日,教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》(教发[2015] 7号),至此地方高校转型发展成为国家深化高等教育领域综合改革的一项重要部署[1]。鉴于高校转型发展的新形势,辽宁省于2015年确定首批10所高校116个专业开展应用型转型试点工作,辽宁石油化工大学高分子材料与工程专业为其中试点之一,作为以“工科为主、石油化工为特色”的辽宁省属综合性重点大学以及卓越工程师教育培养计划试点高校,辽宁石油化工大学率先迈出了应用型本科转型改革的步伐,积极响应我国高等教育改革方针,明确了该校应用型人才的培养目标。高分子材料与工程专业针对应用型转变下,如何加快应用技术人才培养,以提升高校服务经济社会发展能力,开展了一系列的改革与探索。

2 辽宁石油化工大学应用型人才培养定位

应用型本科教育本着立足地方、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则,以行业需求为人才培养目标[2]。与研究型大学以及高职高专的定位不同,该校立足于打造高水平应用型大学,高分子材料与工程专业的人才定位为 “创新应用”型人才,即培养的学生不仅能胜任操作生产设备等一线生产工作,而且还具备较高的创新知识能力。为达到此目标,在大学四年的培养教育过程中,学习理论知识、培养实践动手能力以及实践科技创新方面要三管齐下,使学生具备完整的理论知识体系,运用学科专业知识应用于实际的能力以及创新的逻辑思维。其就业领域主要面向国内外大中型科技生产企业的一线生产、检测及产品研发岗位,经过一定时间的锤炼并最终走上各企业的中高层核心岗位,并成为企业骨干力量。

3 “创新应用”型人才培养模式改革

针对以上定位,在课程体系,实践环节以及本科生科技创新方面开展了一系列的探索与改革。

3.1 课程体系和教学方法改革

由于高分子材料种类繁多、来源丰富,而且各高校开设此专业的背景以及所依托的优势学科也不尽相同,所以其培养模式和教学内容侧重点均有所不同[3~6]。专业核心课程是人才培养的核心要素,我校依据自身优势,设置的专业核心课程有《有机化学》、《物理化学》、《材料科学与工程基础》、《高分子化学》、《高分子物理》、《聚合物流变学》、《高分子材料研究方法》、《高分子材料成型加工原理》、《聚合物共混改性》、《高聚物合成工艺学》。通过对这些课程的学习,学生具有拓展自己知识和创业的能力,具有较扎实的自然科学基础、材料科学与工程的基础理论和高分子材料与工程的专业知识。同时,在教学过程中高校教师要避免填鸭式教学,大力推广启发式、案例式和研讨式教学,让学生更多地参与到课堂教学中去,在分析、讨论和解决问题的过程中理解、应用所学到的专业知识,并且能够识别、表达高分子材料成型加工与改性相关的工程问题,最终利用科学基本原理进行合理分析。对于一些专业核心课程,我们还进行了慕课的建设以及推广校际课程学习,全面利用课上和课下时间,结合网络,调动学生全过程学习的积极性。

3.2 实践环节改革

实践教学环节是培养学生动手能力的关键环节,我们主要开展的实践性教学环节包括工程训练、生产实习、计算机在材料科学中的应用、课程设计、高分子材料创新实验、毕业设计(论文)等,共计36学分。①计算机在材料科学中的应用和课程设计模块,运用理论知识进行综合性训练;②通过工程训练与生产实习进入高分子材料相关企业检测、生产岗位,熟练生产设备与职业技能、感受企业文化生活;③在高分子材料创新实验,毕业论文环节进入学术课题组,以中高级职称教师作为指导教师,参与部级,省级以及企业工艺改进、产品研发等项目,培养学生的应用能力;④积极开展校企联合,邀请相关高分子材料优秀企业的工程师来校分享企业生活,开展技术专题报告。经过多层次、多维度的能力培养及实践教学环节,学生能逐步将专业理论知识与实际应用相结合,最终转变成牢固的职业技能,并可以进一步提升。

3.3 科技创新教育开展

“创新应用”型人才培养的最终目标是使学生具备创新能力,具有开拓精神,因此,我们开放实验平台,以大学生挑战杯、大学生创新创业大赛、大学生工业设计大赛、以及各个教师的国家省级科研项目等为依托,鼓励学生参与,在导师的指引下,完成项目应用专业知识,并获得各种荣誉或专利等,经过此过程的培训,学生的创新能力会得到大幅度的提高。

4 结语

高分子材料与工程专业“创新应用”型人才具有应用和创新能力的双重保障,在职业发展上有更大的空间,既符合用人市场对人才的需求,又符合学生成长的长远规划。以学生为本,是高校的发展之基,也是满足社会经济发展对专业人才培养的需求,应用型转变应以促进学生能力的培养和行业对人才需求之间形成良性循环为主旨,而我国地方普通本科高校向应用型转变仍需在探索中不断前行。

参考文献:

[1]张 威.地方高校转型发展政策的制定与实施路径[J].教育与职业,2016(8):26~27.

[2]李宏胜,陈 桂.应用型本科人才培养方案制定过程的思考[J].中国现代教育装备,2011(21):108~110.

[3]张宝莲,魏冬青,杨学稳,等.材料化学专业定位及课程体系的思考[J].高等建筑教育,2007,16(4):93~95.

[4]文 胜,龚春丽,郑根稳,等.材料化学专业课程体系的改革与建设[J].孝感学院学报,2010,30(3):109~112.

[5]董秋静,罗春华,韩 燕,等.教学型高校材料化学专业定位及课程体系思考[J].广东化工,2009,37(9):228~230.

[6]禹筱元,罗 颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010(1):23~25,39.

高分子材料论文范文第8篇

1.何为高分子化学

顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。

2.高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。

3.高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连

接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。

第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。

第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹材料,如热塑性弹性体等。

第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。

第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。

可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献:

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

[2]王守德,刘福田,程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报(自然科学版,2002,(01).

论文关键词:高分子化学材料高科技

高分子材料论文范文第9篇

关键词:功能高分子材料;教学探讨;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化学、高分子材料、复合材料和应用化学专业的主干综合性课程,同时是一门以高分子化学和物理为基础,与生物学、物理学和医学等学科都有交叉的交叉学科。随着科技迅速发展,当前社会领域内对功能高分子的应用更为普遍,因其种类多、内容丰富成为新技术革命中不可或缺的关键材料并充斥在人类生活中,这使得《功能高分子材料》课程的教学显得尤为重要。高分子材料的功能化主要体现在对其组成及结构上的设计,而《功能高分子材料》的教学目的就是让学生在掌握关于功能高分子材料基本知识的基础上,可以制备和设计功能高分子材料。因此,提高对《功能高分子材料》课程教学方法的重视,打破传统的教学方式,对于培养出运用功能高分子材料的高素质优秀人才尤为重要。

二、教学内容和课程特点

《功能高分子材料》是一门专业选修课,同时是一门重要的核心主干课程,不仅要求学生了解并掌握高分子材料的基础知识,更要求学生具备动手设计和制备有关的功能高分子材料的能力。而这也就要求在功能高分子材料的教学过程中,始终贯穿高分子材料的分子“设计―结构―性能”之间的关系,这往往需要学生运用和掌握大量的高分子化学与高分子物理的基础知识。

三、目前《功能高分子材料》课程教学现状与存在的部分问题

首先,功能高分子是一门结构复杂、跨学科性强的专业学科。因此,该门课程在教学内容的选择上不能拘泥于在传统模式中选取某一本教材内容进行教授,而是应需要进一步的去完善和提炼综合各版本的优势内容,再进行教学内容的选取;其次,晦涩难懂的教学重点是要求学生理解高分子材料是怎样从组成、结构上进行设计而使材料功能化的,但理论知识往往比较刻板生硬,使得学生学习兴趣低下。那么,如何提高学生学习积极性是教学关键。传统的“填鸭式”教学并不适用于这门课程,因为在缺乏以学生兴趣作为保障的前提下,我们很难将内容多、更新快、知识点晦涩、难点较多的功能高分子材料这门学科讲清楚。因此,教师应充分考虑更新教学手段、教学方法以及考核方式,提高自身专业素养并调动学生积极性来克服这一困境。

四、《功能高分子材料》课程教学改革方法与实践

1.教材的选定和内容的精讲。目前多数学校对于这门课程安排的课时、学时较短,主要集中于学生找工作和考研的大四阶段。那么,这就有赖于授课教授前期对课程教学内容的精心设计,更要求教师掌握当代先进的高分子材料的前沿知识和发展进程,不断更新自我的知识结构,对课程内容进行系统的分析和归纳,突出课程重点,授课时选择精练重点,深入浅出进行授课,从而解决教学内容多与学时少之间的矛盾。其次,功能高分子是一门相对新兴的前沿学科,因此选择其内容要跟随时代的发展,不可将陈旧的知识拿来反复陈述,而是要跟上科学步伐不断更新、充实和完善授课内容,教师应多方面的关注功能高分子材料领域的前沿动态,不断积累并更新自己的知识量,将先进的学术成果及时应用到平时的教学过程中,使得学生对高分子材料充满好奇,从而提高学生学习功能高分子的积极性,进而牢固掌握高分子材料的基础知识。

2.多媒体教学与传统教学方式相结合。多媒体教学越来越广泛的应用于现代教学中,相比传统的板书口述的传输途径,多媒体具有生动形象的图片和模型、涵盖的信息更广、交互性更强的特点,更容易令学生理解和接受教学过程中复杂的知识难点。近些年,越来越多的课程都已经实行多媒体教学,由于功能高分子材料这门课程的新概念多并且涉猎领域广,引入多媒体辅助教育将更有利于学生直观感受有关功能高分子设计的实例,尤其是教师可利用各种软件、网络资源和视频,生动地展示各种原理模型,把抽象枯燥的功能高分子材料课程变得更加具象、具体,以此调动学生的各种感官、启发学生思考,从而激发学生参与到功能高分子学习中来的兴趣,加强学生对高分子材料中的教学难点的理解和掌握。然而任何事物都是具有两面性的,不能过分依赖多媒体教学,在教学过程中,对于某些特别重要的理论公式的学习和推导,通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解,这时教师就应该采用传统的板书教学方式,通过板书并逐渐讲解过程使得学生能够慢慢理解,加强学生的记忆。总之,多种教学方法有机的结合才能达到完美的理想效果。

3.强化理论与实践紧密结合,培养创新性思维。教师在传授功能高分子材料的理论知识的同时应开设与此课程相关的开放实践课程,如开放性的设计实验。在教师指导下,学生自己动手设计、操作并最终提交实验结果,在整个实验操作中不仅需要现实性的应用学到的理论知识,还可以锻炼学生的自主创新能力。这种自己动手操作设计实验的方式不仅培养了学生的动手能力,更加深了学生对所学知识的理解;还可以带学生去功能高分子材料的工厂参观,切身感受理论结合实际的生产过程,开阔学生的视野,教学实践相结合使得教学成果更为显著。

4.从生活实际出发,激发学生学习动力。教师在教学活动中介绍功能高分子材料的时候,可以以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子,让学生认识到功能高分子材料的重要性,同时让学生对最新的研究成果有所了解,从而提高学生们对科学研究的兴趣。例如,教师可以以环保问题为切入点,介绍对于废水、废气处理方面的功能高分子材料;在讲解导电高分子材料时,可以用“诺贝尔化学奖科学贡献―导电聚乙炔发现”的案例切入;在讲电致发光功能高分子材料时,可以先从熟悉的智能计算机谈起,慢慢讲解其屏幕发光机理和应用机制;讲解吸波材料时,教师则可以从各国隐身战斗机的发展入手,从材料的特殊功能入手,再慢慢引出高分子材料的不足之处,从而引导学生主动思考、发掘原因,引导学生获取解决问题的方法,感受到成功的乐趣增进自信,提高学习功能高分子的学习动机。总之,要让学生在学习中建立起功能高分子材料与现实生活的紧密联系,感受到功能高分子学习在未来职业和社会生活中的作用。

5.教学手段多样化,增强教与学的互动性。采取多种教学手段并用,增强互动性教学在功能高分子材料这门学科中是非常重要的,尤其是教与学的互动性,在一定程度上可以促进学生的学习兴趣,在互动中得到对知识的理解和掌握。在互动性教学中,教师可以提出一些问题并适当的给学生安排一些课下查阅资料的任务,锻炼学生的文献检索能力,并能在文献中了解和掌握更为前沿的学科知识;更可以放手安排让学生在讲台上讲授,这样不仅可以促进学生对知识的掌握,还可以锻炼学生的胆量和演讲能力。此外,还可以鼓励学生撰写一些功能高分子材料相关的综述性论文,在培养学生论文写作能力的同时也对功能高分子材料领域有一个广博的认知。总的来说,互动模式可以督促学生主动对知识进行获取,增强学习的效果。

6.科研与教学相融合,以科研促进教学。在功能高分子材料教学过程中,应将教学和科研有机的结合起来。科研教学一体化不但能够提高教师水平,把握前沿的功能高分子材料的知识,更能丰富关于功能高分子材料的教学内容,为学生营造浓郁的学术氛围,提高学生的科研素养和创新能力,进而全面提高关于功能高分子材料的教学质量。

7.改革考核方式,端正学习态度。学生的考核情况是反应教学效果的标准,教师应该随时注意自己的教学效果,随时做好查漏补缺的工作,并积极调整教学方式以达到预期的教学效果。传统的考核方式主要是通过考试成绩来评价这门课的教学效果,而在这种情况下,学生往往是阵前磨枪,突击复习,这种瞬时记忆导致学生知识点很快被忘却。因此,改革考核方式变得尤为重要。首先,重视课堂表现力和出勤率,培养学生上课的纪律性和交流思考能力,该方面要占总成绩的30%;其次,要注重课堂报告和文献检索能力,从而锻炼学生检索资料、撰写报告以及演讲能力,并占总成绩的20%;再次,为了培养学生理论联系实践的创新性思维能力,那么设计性试验和课后作业要占总成绩的20%;最后就是考查学生对概念、原理、性能以及实验设计方案的掌握,占总成绩的30%。这种全新的考核方式能够有效促进学生素质的提高,使得分数不再是衡量学生的标准,对功能高分子材料课程教学效果的提升起到了重要的作用。

五、结语

在随着科技的发展,功能高分子材料科学也在飞速发展,这就要求高分子专业的人才的素质也要与时俱进。因此,在功能高分子材料的课程教学过程中,教师要不断提升自身素质,并及时掌握高分子材料研究的前沿内容,系统归纳课程内容,改变教学观念运用多重教学手段,采用理论与实践结合的教学思路,培养学生独立思考、解决问题的能力,调动学生自主性和积极性,为该科研领域不断输送优秀人才。

参考文献:

[1]齐民华.功能高分子材料课程教学改革的思考[J].广东化工,2011,(05).

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[3]吐尔逊・阿不都热依木,如仙古丽・加马力.关于《功能高分子材料与化学》课程教学的几点思考[J].广东化工,2011,(11).

[4]李春生,张书香,周春华,李辉.高分子专业课程设计的教学探究[J].山东教育学院学报,2009,(05).

高分子材料论文范文第10篇

名校走出的“学术派”

初次见面,朱正曦儒雅的气质就给记者留下了非常深刻的印象。朱正曦出生于江苏省常州市,自幼便浸染了江南水乡温润的气韵,同时深受这里近代以来发达的工商业和历史文化积淀的影响,耳濡目染地受到做实业的父亲和做科研的母亲的影响,一颗做科研、服务于实业的种子早早地埋在了心底。

江苏省常州中学,是朱正曦的母校。在这所曾培养出数十位中国两院院士的百年名校里,朱正曦留下了青葱岁月的记忆。

1997年,朱正曦以优异的成绩考入南京大学高分子科学与工程系。也许是天赋异禀,当别的同学苦于乏味的理论课程中一道道难解的题目时,朱正曦已经开始在实验室里挥洒他的天地。朱正曦说,他非常感谢他的本科和硕士导师――陆云教授。“在导师的鼓励下,本科期间便开始训练自主选题、独立开展实验、反复论文写作等各项科研能力。”

出于对高分子材料学科未知领域的无限好奇,2001年,朱正曦决定留在南京大学攻读硕士研究生,从事光电功能化导电高分子材料的研究。正是凭着一份独立科研的素养、对科学的热爱、以及在研究上的天赋,朱正曦在研究生阶段第一年便发表了一篇重要学术论文。当时,朱正曦正在研修量子化学课程,他突发奇想地尝试着将课程内容与自己的研究工作相结合,成功预测了一系列偶氮类导电高分子的光电性能,并以第一作者身份将研究成果发表于高分子领域的顶级学术期刊Macromolecules上,这在当时系里往往是博士高年级研究生才能做到。该论文随后受到了多领域内科研工作者的关注,来自全球十多个国家二十多个科研机构的众多研究人员引用了该项工作,而朱正曦所预测的部分高分子也被来自俄罗斯科学院的科研人员成功合成和印证,并应用于对太阳能电池材料的研究。此外,该项理论研究方法也被物理学系列科普讲义Lecture Notes in Physics所引用。

硕士期间,朱正曦不仅开展了众多理论方面的计算研究,而且在实验研究中与导师一起首次提出利用甲基橙诱导合成导电高分子纳米管的新方法。该制备方法无需额外添加模板、操作极其简单、原料非常廉价、产品重现性又好,成为了首个适合于大规模制备导电高分子纳米管的无模板方法,被文献广泛引用上百次,至今已成为该领域各实验室制备导电高分子纳米管的首选常规方法。硕士研究生期间优异的成绩,给朱正曦带来了一系列荣誉,而他最珍视的一项,便是“江苏省优秀硕士毕业论文”。

2004年,朱正曦申请留学美国,获得了包括明尼苏达大学、纽约大学、埃默里大学等九所美国一流名校的全额奖学金。因在南京大学所修高分子专业为理科,怀着对工科思维方式的好奇,朱正曦选择了全美化工排名第一的明尼苏达大学化工与材料系攻读博士学位,师从高分子流变学及反应性加工领域泰斗Chris Macosko院士,从事高分子纳米颗粒的瞬时形成和稳定性研究。在攻读博士期间,朱正曦与其在普林斯顿和明尼苏达大学的合作者开发出了一种称为瞬时纳米析出法(Flash Nanoprecipitation,FNP)的新技术,该技术可用于快速大量制备具有超高载药量的高分子纳米材料。相关科研成果发表在Biomaterials、Langmuir、Molecular Pharmaceutics、Journal of Pharmaceutical Sciences等重要学术期刊上,平均被他引25次/篇以上。相关领域研究人员凭借该技术拓展下游应用,已成功制备出抗癌纳米药剂等。

科研也需“工业风”

2012年,朱正曦回后加入其父亲所创办的模具企业,从事技术管理和新产品研发的工作。期间朱正曦使用高分子型可降解乳化剂成功开发出适应于当地模具加工需求的水性环保金属切削液,大大降低了企业在模具加工中的生产成本。朱正曦觉得,从事高分子材料的科学研究,其最终目的还是要服务于工业发展。所以,“学术派”更应该熟悉“工业风”。

而此前在美学习工作的八年间,朱正曦在世界著名企业中积累了丰富的行业实践经验。2009年作为全职实习生,他在全球最大医疗科技公司美敦力的研发总部,进行心脏支架用高分子材料的研发;2010至2012年,他在美国500强建筑材料公司Masco公司Behr全球研发总部工作,从事新一代绿色环保涂料的产品开发,期间还负责研发出一台自动化仪器设备,可用于涂料的快速检测,该设备可大大节约企业的人力成本,缩短新产品的研发周期。

南京大学的7年,美国明尼苏达大学的5年,国外著名企业的3年,国内私营企业的2年……共同构筑了朱正曦活跃的学术思维、开拓创新的研究理念以及企业技术运营管理的能力。

2014年,朱正曦作为扬州市“绿扬金凤”优秀人才加入扬州大学化学化工学院。近两年,朱正曦独立开发出了“瞬时纳米乳化法”(Flash Nanoemulsification,FNE)的新技术,可用于高分子纳米乳液的快速连续化制备。开展了高分子纳米材料在医药、食品、能源、机械、农业等多个领域的研究工作,取得了丰硕的成果。两年中,相关工作已提交国家发明专利申请五项,受邀在国际国内学术会议上做报告十余次。项目受到了国家自然科学基金(21544005)、江苏省高校自然科学基金(15KJB430034)的资助。

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