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高分子材料总结范文1
关键词:流变学;人才培养;教学;方法
一、《高分子材料流变学》课程发展
高分子材料流变学是一门伴随着高分子科学和行业发展而逐步建立起来的重要学科,针对高分子材料特殊的流动变形行为及其机理展开研究,起到连接高分子结构性能和高分子工程的桥梁作用。
现在,高分子科学理论研究及工艺、设备的设计优化的发展进步离不开高分子材料流变学知识的辅助,整体发展趋势要求高分子专业人才必须具备基本的高分子材料流变学知识。
青岛科技大学自1986年起开始设立《高分子材料流变学》课程,是国内最早开设该课程的高校之一,迄今已有20多年的教学历史,同时跟踪学科的发展,教学团队亦针对学科的前沿问题开展科研工作,在国际上形成了一定的学术影响力。在长期的教学、科研实践积累和和对高分子流变学教学理解逐步深化的基础上,教学团队按照比较科学完整的体系,编写出版了《高分子材料流变学》教材,并得到国内院校的认可;另一方面,《高分子材料流变学》教学也凸现了专业特色,使学生质量有所提高。通过引导学生开展理论联系实际、针对性强的流变理论研究与工程设计实践,所培养的学生学科专业知识全面,了解学科发展前沿,在以后的科研和工作实践中展现出较强的解决问题能力。
二、《高分子材料流变学》的特点及教学原则
高分子材料流变学是随着高分子的合成、加工工程和实际应用的需要,于20世纪50年代逐步发展起来的新学科。一方面,深入其核心需要较多的数学、物理和力学基础;另一方面,其知识体系与高分子化学、高分子物理、高分子的加工工程等有机联系。《高分子材料流变学》完整的知识框架至少涵盖如下三方面的内容:①高分子结构流变学,其从分子运动角度出发,构筑分子结构模型,关联材料宏观力学响应行为和微观的分子运动过程,说明二者的联系。②高分子工程流变学,其从宏观唯象的角度出发,进行应力-应变或应变速率分析,研究与高分子材料加工工程有关的理论与技术问题。③流变测量学,运用流变学基本原理设计仪器设备,表征高分子材料的流变行为。
《高分子材料流变学》理论深奥、内容繁杂、学科交叉性强,其比较科学完整的教学体系,一方面要保证流变学理论的完备性,系统介绍复杂应力、应变描述、材料流变本构方程理论等,另一方面要适应高分子材料专业的要求,加强高分子熔体溶液奇异的非线性黏弹性等内容的教学,并解释说明在高分子加工和流变测量中出现的种种现象与规律。较之其他课程,《高分子材料流变学》对学生的数学物理素养和高分子背景知识有相当的要求,所以教学过程中存在“教师教学难,学生学习难”的两难通病。在长期的教学实践中,我们总结出了讲授《高分子材料流变学》应贯彻两个重要的教学原则:①首先要注意照顾学生的专业背景,对复杂的数学、力学公式和简单明确的基本概念采用不同的处理方法;强调逻辑清晰和语言简明,避开数学基础上的难点,详细诠释流变学抽象概念和基本物理量确切的物理意义,帮助学生尽快领会高分子流变学要点。②再者,注重流变学知识的实际应用,强调理论与实践结合。在保持课程应有的理论体系、系统性、严谨性的同时侧重介绍其在高分子合成的分子设计、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的应用实例。
笔者在教学实践中,结合自己的科研实践,将自己从事的国家自然科学基金研究课题成果作为实例,介绍高分子流变的发展及其在高分子学科中的应用。实践证明,教师本身学以致用的实例示范可以引导学生能够尽快领会流变学知识,在科学与工程实践中发挥了良好作用。
三、具体教学方法
笔者从事《高分子材料流变学》的教学实践以来,深刻体会到这是一个不断加深对课程特点的认识,不断改进教学方法的过程。不仅要求授课教师对课程内容有深刻理解,同时在知识传授上亦需要“善巧方便”。下面几点,是笔者对教学方法的简单总结。
1.教师引导。在开始教授新的知识要点前,若能提供一个科研或工程应用中的实例引发学生的兴趣,则往往可获得较好的课堂教学效果。在课堂上,要注意鼓励学生主动学习,形成师生互动的氛围。若学生在课堂上有所疑问,可以暂停教学,增加学生讨论环节。结束时,简要介绍课程后续内容提要,利于学生自学。
2.理论结合实际。《高分子材料流变》是一门理论性和应用性都很强的交叉学科,其理论知识部分比较晦涩,必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固,也才能引起学生的兴趣。教学中会出现学生感觉内容艰深,兴趣不大的现象,在理论基础的学习过程中尤为明显。而当理论知识与实际背景结合时,学生往往饶有兴致。因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授,效果明显。当然这也需要教师本人有自己的科研实践作基础,能够跟踪高分子流变的发展前沿。
3.采用多媒体教学。教师无法强迫学生学习,其角色只是教学过程中的引导者。随着教学设备的完善,多媒体教学在授课中所占比重逐步增大。在教学实践中,我们发现多媒体丰富的信息传递模式可以有效抓取学生的注意力,激发好奇心;另外,多媒体教学中重点内容突出,有利于学生掌握知识点,还可以加大信息量,减少板书量,在有限的课时内讲授更多知识。
4.教师传授与学生自学相结合。在教学时数有限的条件下,为使学生学到更多知识,除教师摒弃传统板书,采用多媒体对基础理论等重要内容进行课堂授课外,可以采用的途径是发挥学生主观能动性。在研究生教学中,我们在相关书籍和文献中摘取一些流变学应用和发展前沿方面的内容供学生自学使用,以作为课堂教学内容的补充。另外,要求学生结合自己的研究课题,从中提炼出高分子材料流变学的科学问题,既加深理解学生对所学知识的理解,又帮助其较好地完成课题研究任务。
5.加强实验教学的促进作用。流变参数的测定是高分子材料流变学的重要方面,其本身就是流变学理论的实际应用之一,同时测量结果也反映了材料本身的结构特征。在“毛细管流变仪测量熔体流动行为”的相关实验中,我们训练学生表征所测样品的黏性、弹性特征,分析样品黏弹特性与其分子结构之间的关系。
通过实验教学,可以让学生了解如何在实际工作上应用流变学知识,对课堂教学起到良好的补充和促进作用。
四、结束语
通过《高分子材料流变学》教学内容的合理设置,教学方法的改进,为高分子材料行业培养出合格的有用人才,促进高分子材料行业繁荣发展,是教师的职责所在。在高分子材料行业发展迅速,新材料层出不穷,已有材料的加工改性也相当活跃的今天,材料表征、分子剪裁设计、加工工艺控制等方面都需大批高层次的掌握流变学的科研和技术人员。这既是对高分子材料专业的毕业生提出的新要求,也是《高分子材料流变学》学科发展的动力。在青岛科技大学的关心和资助下,《高分子材料流变学》课程正在进行教学改革以适应发展要求。因此笔者不避粗陋,将自己的粗浅的教学经验体会总结如上,同时也希望得到流变学教学工作上的诸位同仁的指导。
参考文献:
[1]吴其晔.聚合物流变学[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]徐青.更新观念推进课堂教学改革.中国高等教育[J].2008,(5):37-38.
高分子材料总结范文2
关键词:高分子材料 可降解 生物
1、前言
现代材料包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。20世纪后,合成高分子材料的研究迅速增加,给人们生活带来了巨大的便利。随着高分子材料在各个领域的大量应用, 废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。治理白色污染和寻找新的友好型非石油基聚合物是当前全球关注的问题。 生物降解材料正是治标又治本的有效途径,也是我国可持续发展的需要。
2、生物降解机理
高分子材料的降解分为光降解与光学化降解、机械化学降解、热降解与热学化降解、臭氧引发降解、离子降解、辐射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、 简单的水解或酶反应,以及其他有的机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为 以下4 个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的高分子水合作用以及可能因化学或酶催化水解而破裂的高分子主链使高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低,可能由于高分子主链、外悬基团、交联剂的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致分子量降低和质量损失。最后分子量足够低的小段分子链被酶进一步代谢为二氧化碳、水等物质。总之, 生物的降解并非是单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学的协同作用, 还是一个相互促进的物理化学过程。目前为止,除了生物降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、 生物侵蚀及生物劣化等。
3、生物可降解高分子材料的应用
生物可降解高分子材料的应用范围很广,可用于农业、园林、水产以及装潢、包装、卫生、 化妆品等领域,由于成本等因素,目前研究多集中在生物医疗工程领域。
3.1农业、园林、土木等用材
农业、园林、土木等用材包括苗圃用膜材、树根包装袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防护绿化卷材等。各种膜材和功能片材的使用时间不同,有的要求 1 个季节,有的最少要求 1- 3 年,例如:在树苗培植的几年时间里,用于植树方面的材料最终慢慢降解回归土壤. 目前,一些先进的农业国家不断投资建造以家畜粪或农业废弃物为原料的堆肥生产装置,农用等可降解塑料也可通过这些装置回归自然.
3.2装潢、卫生、生活、杂品
装潢、卫生、生活、杂品、医疗用材包括地毯垫布、包装袋、壁纸、帽子、内衣、餐巾纸、桌布、茶叶袋等等。以上大多数都是一次性用品,用后掩埋或燃烧均无毒气产生,还可以与其他有机废弃物一起变为堆肥, 回归自然。值得一提的是,一些具有生物体适应性的生物可降解高分子材料,可以广泛地应用于与生物体相接触的地方,今后还将研究出更广泛的用途.例如:一种称为 “自由树脂” 的材料,能在60℃热水里化成一团软泥,可以加工成各种形状的装饰品、玩具、文具等。冷却后,有足够的强度并长期不变形,再加热后又可以形成新的造型。
3.3包装工程中的应用
在包装行业中,高分子材料的应用越来越多,但是大量废弃的包装材料给环境造成了巨大污染。仅靠减少使用量是不能根本地解决问题的,采用降解性高分子才是可行的办法。目前,各种包装材料中聚乳酸具有最大、最有潜力的应用市场。聚乳酸的阻气阻水性、可印刷性及透明性良好, 并且其基本原料乳酸是人体固有的物质之一,对人体无毒无害,在食品包装市场上有很大的前景。
很多大公司都看好这种新型的环保材料。可口可乐公司在盐湖城的冬奥会上用了50万只聚乳酸塑料制成的一次性杯子,这些杯子只需40天就可在露天的环境下消失得无影无踪。
3.4生物医学领域
生物可降解材料在医学领域上的应用原理是在机体生理条件下,通过水解或酶解,从大分子的物质降解为对机体无损害的小分子物质或者是小分子物质在生物体内自行降解,最后通过机体的新陈代谢完全吸收和排泄出去,对机体不产生任何毒副作用。生物降解材料已被广泛用于人造皮肤、缝合线、体内药物缓释剂和骨固定材料等外科手术中。聚丙烯、尼龙及聚酯纤维等合成纤维制成的医用缝合线不能被机体吸收,会产生排异的现象,而且在伤口愈合后还要进行再次手术才能去除。采用聚L-丙交酯(PLLA)、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科缝合线,可在伤口愈合后自动降解并被生物体所吸收,无需拆线,现已商业化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮肤可应用于治疗烧伤换皮等场合。另外,在治疗过程中还可将抗生素类药物及骨生长调节蛋白、骨生长因子等植入材料中,可以防止感染并促进骨愈合,控制药物在体内的释放速率,使药物在体内能够保持有效的浓度,减小或消除副作用,尤其是在植入或附于病区时,则更能显示其优越性。微胶囊技术在控制药物定时释放、增加药物的稳定性、降低药物毒副作用和有效利用率等方面具有积极意义。
4、生物可降解高分子前景展望
目前,生物降解聚合物的开发与应用还存在一些问题,国内外普遍承认,降解塑料比同类现行塑料的产品价格要高许多。聚合物的降解性必然会损害产品的持久性,也会在一定程度上降低它的力学性能,从而限制生物降解聚合物的应用范围。尽管如此,随着环保法规的完善和人们环保意识的增强,生物降解聚合物市场继续增长,尤其是在包装材料、塑料薄膜、医用材料等领域的应用。然而就目前研究的成果而言,欲使其普遍使用仍需经过较长的时间。开发低成本、 具有降解时控性和高效性的生物塑料是这一领域以后研究的主要方向。
高分子材料总结范文3
关键词:高分子材料专业;化工原理;教改实践;教学内容;教学方法
化工原理是一门综合性技术学科,主要研究化学工业生产中有关的各单元操作的基本原理、所用的典型设备结构、工艺尺寸设计和设备的选型的共性问题。它是综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化工类型生产中各种物理过程的工程学科,主要强调工程观点、定量运算、实验技能及设计能力的培养,强调理论联系实际。由于其在培养学生工程科学及工程技术的双重教育任务中起到重要作用,目前该课程是化工类及相近专业的一门重要的技术基础课,很适合现在的“重基础宽口径”本科教育的培养理念。笔者所在校的化学工程专业、食品工程专业、制药专业、高分子材料与加工专业和生物化工专业都开设了该门课程的教学任务。
化工原理教材源自1923年美国麻省理工学院的著名教授W.H.Walker等教授发表的首部著作――Principle of Chemical Engineering。我国最早是浙江大学在1927年首建化学工程系时开设了该门课程的。自此有关化工原理课程的教学与改革工作开始深受学者们重视,目前化工原理的理论教材正式出版的已达20多个版本,同时发表的教研论文也有近600篇。然而,目前多数教材有一个普遍的特点就是偏重于引介传统的基础化工知识,对化学工程类专业的学生适应性强而缺乏与其他的教学专业间的密切联系,从而易使其他非化工类专业的学生产生教材对于他们专业适用性不强的错觉。这也导致部分的非化工类专业学生对该门课程学习兴趣不强。如果将学生的专业课程的知识融入化工课程原理的教学中,以化工原理知识在非化工类相关专业中的应用为切入点引导这类专业学生的学习兴趣是很重要的。
高分子材料与加工专业是以相对分子质量较高的化合物构成的材料包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料等为研究对象研究其合成改性和加工成型等的一门科学。这有别于多数化工原理教材中引述的小分子物质如水、苯或甲苯等常规化学品的。如何将化工原理知识和高分子材料加工应用实例结合起来教学,从而提高该专业学生学习该门课程的积极性,笔者围绕着教学内容和教学方法等,在课堂上开展了一系列的教改实践与尝试,并获得了好的效果。
一、阐明高分子生产加工与化工生产间的内在联系高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。
如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。
高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工工
制胶方法图艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。
如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。
鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。
在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。
在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。
三、以高分子材料为实验对象化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。
为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验 。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。
四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划在高分子材料类专业的教学计划中,化工原理虽也多被列为必修课程,但相比化工类专业,其教学学时要少得多。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,有的放矢地传授教学内容,引导学生自主复习,进行课外自学。如化工原理教材中有大量公式推导过程,少学时专业课的教学中不容许课堂上在公式推导中花费大量的时间,课堂教学中会简单介绍推导思路,鼓励学生课前及课后自学,重点放在有关理论的应用上。如离心泵理论扬程的方程式的推导过程,运用了前期我们学过的伯努利方程的知识和几何学中速度的矢量运算知识。在教学中要求学生课前自学,教学重点在分析、总结和对公式的理解和运用上。考虑课程特点,在蒸发等单元操作上分配课时较少,而对于膜分离这类单元操作,由于与高分子材料有密切关系,安排一定的学时学习这类单元操作的原理。这样做到有的放矢,尽可能与专业产生一定的关联,为专业知识拓宽坚实的专业基础知识。
参考文献:
[1]管国锋,赵汝溥.化工原理[M].北京:化学工业出版社,2008.
高分子材料总结范文4
关键词:高分子塑料;成型工艺;分析探讨;未来发展
中图分类号:TB32 文献标识码:A
一、高分子塑料的概述
1高分子塑料定义
高分子塑料是指以高分子化合物为主要成分的所有材料。从物理概念来说,高分子化合物的分子量应该在1000以上。目前我们所使用的塑料,它就是一种合成的高分子化合物,一般把它称之为高分子或者巨分子,它是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的,并由合成树脂及填料、稳定剂、色料等添加剂组合而成的。而根据它的特点来说,它可以自由改变形体样式。
2高分子塑料的特性
单就高分子塑料的特性来说,除了它可以自由改变形体样式以外,它还具有一定的粘弹性,它在外力作用下会发生高弹性变形和粘性流动,其变形与时间有关。还具体低强度和高比强度。一般地高分子塑料强度很低,但是由于它的密度很低,所以比强度较高。
除此之外,还有一定的高耐磨性、高绝缘性、膨胀性、高化学稳定性、导热性低、热稳定性差等诸多特点。
3高分子塑料的分类
分析了高分子塑料定义、特性外,我们再来看它的分类。目前在我国现阶段我们把它分为七大类。具体如下:高分子胶粘剂、橡胶、塑料、高分子涂料、纤维、功能高分子材料和高分子基复合材料。下面笔者根据工作经验和体会分别对这七大类做一详细的说明介绍,仅供参考。
第一类是高分子胶粘剂。它是以合成天然高分子化合物为根本的一种胶粘材料。而在实际应用中我们又把它分为天然和合成胶粘剂,不完全统计应用较多的是合成胶粘剂。
第二类是橡胶。从物理概念来说,它的分子链间次价力小,分子链柔性好,一般地在外力作用下可产生较大的形变,不稳定,而在除去外力作用下,很快就能迅速恢复原状。
第三类是塑料。塑料在我们的生活生产中听到的比较多。一般来讲它是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要的成分,加入填料、增塑剂和其他添加剂组合而成。我们通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料。
第四类是高分子涂料。这个类型的主要是以聚合物为主,在生产中再添加溶剂和各种添加剂制得。一般把它分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料三中,在日常生活中很常见。
第五类是纤维。这个也是在平时听到最多的一种塑料,一般分为天然纤维和化学纤维两种。物理学分析我们得出纤维具有次价力大、形变能力小、模量高等特点,一般为结晶聚合物。
第六类是功能高分子材料。现在我们已经采用的是高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料等待。它具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。
最后一种是高分子基复合材料。这种材料综合了原有材料的性能特点,在实际使用中我们根据需要进行材料的任意设计。
4高分子塑料的应用
如果说塑料的应用,我们大家都不陌生,在生活生产中都常见,而提到高分子塑料的应用,大部分人都比较陌生,而实际上,我们在生活中或多或少都听到见到过,只是加以高分子就难以理解了。经过多年的工作体会和实际工作操作,现笔者就高分子塑料的应用做一阐述。具体如下。
从军事尖端大方面来说,高分子塑料的应用已经涉及到军事及尖端技术上,无形中它促使了高分子合成和加工技术的发展,据不完全统计它已经成为一种独立的专门工程技术。
从高分子材料科学研究上来看,它是年轻而新兴的学科。我们的科学家主要集中于结构和组成与材料的性质、探索加工工艺,对各种环境因素对材料性能的影响,其主要目的是为了进一步开发新材料、新工艺等。目前,从一些材料上看高分子材料已经和金属材料等并驾齐驱,在国际上我们把它列为一级学科,这是很高的级别。
二、高分子塑料加工工艺
上文我们分析了高分子塑料的定义,特性,分类及应用,从大的方面我们有了一个感官的认识和了解,下面笔者再结合实际谈谈它的加工工艺。以便在实际中进一步总结应用。首先我们先来了解高分子塑料在加热中出现的物理和化学变化。先来看物理变化。
1高分子塑料的物理变化。一般地,高分子塑料在等温条件下会结晶,我们把它称为静态结晶。但实际在加工过程中,它大多数情况下结晶都不是等温的,笔者认为这些因素都会影响结晶过程。实践中我们得出,熔化温度与在该温度的停留时间会影响聚合物中可能残存的微小有序区域或晶核的数量。
另外,高分子塑料如果在纺丝、薄膜拉伸、挤出等成型加工过程中会受到高应力作用,这个时候它就会有加速结晶作用的倾向;如果在剪切或拉伸应力作用下,熔体中会生成长串的纤维状晶体,随应力或应变速率增大,它的晶体中伸直链含量增多,晶体熔点升高。
经过多年的实践,笔者得出这样一个结论:就是说高分子塑料的分子链结构与结晶过程有很大的关系。具体来说,如果分子量愈高,大分子及链段结晶的重排运动愈困难,高分子的结晶能力一般随分子量的增大而降低,这是成反比的,需要我们加以注意。
2高分子塑料的化学变化是指高分子塑料在高温和应力作用下,受到热和应力的作用它的大分子结构发生的一系列变化。这个变化中会发生轻微的降解物质,这个物质释放出来后会产生大量的有害物质。所以,我们在实际加工的过程中,要严格控制原材料指标,并使用合格的原材料,在配方中我们还要考虑使用抗氧剂、稳定剂等辅材料来增强高分子对降解的抵抗能力,确保生产安全。
3高分子塑料成型加工工艺
在明确了高分子塑料的物理和化学变化后,下面我们进一步阐述它的成型加工工艺。具体如下:
现阶段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等诸多过程。从它的加工工艺定义出发,一般地是通过温度的作用,让高分子塑料受热熔化,经过高分子塑料成型设备加工成具有一定结构形状的产品过程。笔者统计,现阶段有挤出成型工艺、挤出注射技术、压延成型、气体辅助注射技术等。
3.1挤出成型工艺。这个工艺原理采用的是利用螺杆旋转加压,将塑料生产物料用挤出机挤入机头,形成具备口模形态的型坯,完成冷却定型,塑化等基本工艺流程。这个技术对成型工艺发展的研究具有重要的现实意义。但需要加以注意的是,在实际的加工过程中,我们为了确保工艺流程质量,在生产物料制备、模具设计方面我们的工作人员应当严格监督控制,确保质量有所提升。
3.2挤出注射工艺。挤出注射工艺它的突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方,省去了造粒、包装等工序,可以降低设备费用和减少了生产时间。
3.3吹塑成型工艺。在这个工艺中,笔者仅仅拿出其中一个工艺来讨论——多层吹塑成型工艺。这个工艺可以用于要求反渗透性能良好的制备品加工中。在生产中它能够实现原料的不断更换。对于那些大型燃油箱容器的生产时的冷却工艺处理来说,这个时候就急需要减少模腔内压力。我们可以采取将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中,在高速下挤出型坯,以最大限度减少型坯壁厚的变化,确保消除垂缩和挤出膨胀现象。
3.4注射成型工艺。笔者认为,该工艺是塑料加工生产中最为实用且最为普遍的一种工艺。在生产中可以配合设备自动化控制系统的运用情况下,实现高分子塑料生产工艺的价值。经过笔者的实践分析来看,这种工艺具有应用范畴广、生产效率较高以及工艺操作简单等很多的特性。在目前的生产中应用比较广泛,生产效率也很高。
三、高分子塑料成型加工工艺未来发展
随着目前科技的日益发展和实际的需求情况来看,高分子塑料成型加工工艺已取得了一定的成果。这主要体现在向高性能化方向发展。比如说用化学或物理的方法来控制发光倍率的发泡制品,具有分离机能和透析机能的离子膜。
再有就是向精密化发展。比如说,我们使用的超微指令的激光唱盘、计算机光盘等。最后是向优质化发展。我们可以采用与其他成型加工技术组合的加工方法,比如挤出压缩法等。还有就是以磁带为代表的记忆制品,像录像带,以及高绝缘等。
结语
本文对高分子塑料材料的定义、特性、分类及加工工艺,未来发展分别做了阐述,这让我们不难看出,高分子塑料材料在实际应用中不但取得了一定的成绩,而且还向高度集成化、精度控制自动化等特性方面快步发展。换句话说,高分子塑料材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的,我们从应用角度来讲,以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。
参考文献
[1]《高分子材料学与工程》征稿简则[J].高分子材料科学与工程,2010(04).
[2]胡杰,袁新华,曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报,2010(04).
[3]陈捷.炸药、高分子材料及部件贮存性能与老化机理研究进展[A].中国工程物理研究院科技年报,2010.
高分子材料总结范文5
关键词: 高分子材料与工程专业 有机化学 教学现状 教学改革
有机化学是化学学科中的一个十分重要的组成部分,它的主要研究对象是有机分子,从有机物结构入手,研究有机化合物的化学性质,在分子水平上探知未知世界的基础学科。在我校,有机化学是面向化工学院、药学院二年级,以及海洋学院一年级学生开设的专业基础课程,是“大类培养”的主干课程。通过有机化学课程的学习,可使化学类学生掌握有机化学领域的基本理论、基本知识和实验操作技能,把握有机化学发展领域的新概念、新动向和新技术,同时为后续专业课的学习打下坚实的基础。
1.教学现状
在工科院校,有机化学的教学课时“缩水”,如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课,但是其课时数被压缩到64个学时,教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课,是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础,学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程,难度大,任务重。
另外,由于江苏省高考制度,较大部分的学生高中阶段选修的“物生”,进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱,一个教学班级里,学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学,对于选“物生”的学生来说,没有化学基础,一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时,多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够,不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性,更是对有机化学失去兴趣。
再者,有机化学课程自身的特点,由于有机物数量多,结构多变,机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩,教师为了教授完大纲的教学内容,不得不采取“满堂灌”教学方法,使得学生缺乏主动获得知识的能力,被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束,发现学生知识掌握不好,除了少部分拔尖的学生,大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解,学到的有机知识很少。
2.教学改革
结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业特点,对教学内容进行优化、取舍;改进教学手段,选聘高年级本科生、研究生做助理班主任,让他们参与本科生教学,形成多元化的本科生教学队伍;改革考核方式,实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式,教考分离。
(1)改革教学内容
有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科,不同于其他几门基础化学课,有机化学基本不涉及计算,不涉及公式,说的是图片的拼接,化学键的断裂与重组,以构建新的有机分子。那么,在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题,如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题,就能依据高分子材料与工程专业的培养方案,深入分析研究教学大纲和教学目标,对教学内容进行取舍。
在改革教学内容时,还要考虑以下两个方面问题:一是研读多种版本的教材,最新版本的中、英文有机化学教材和专著等,从不同研读、分析深度的教材方面,准确把握“基础有机化学”教学重点、难点,结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿,发展动态,结合传统的知识,推陈出新,把最新的知识信息教授于学生,引导学生了解最新的前沿,激发他们的兴趣,使之感觉到目前所学知识的有用性。
(2)改革教学手段
我校近年实施了一项“班主任助理”制度,选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理,取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学,形成多层次、多元化的本科生教学队伍。
高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课,经历过有机化学的学习和考核,有自己的学习方法和技巧;他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习,对哪些知识对专业课学习重要有切身体会;他们与低年级学生同属于一个年龄阶段,有更多的共同话题,沟通交流更容易,帮助学生及早发现自己的优缺点,扬长避短。
高分子材料与工程研究方向的研究生,通常具有扎实的专业基础知识,已经接触了专业的前沿研究方向,可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目,这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足,增强本科生对基础知识学习的热情,使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。
(3)改革考核方式
良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情,提高他们学习的积极性。目前,我院不同专业实行统一考试,如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷,流水阅卷、统一登分,做到公正、准确。但是,这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同,使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响,结果是为了考试而学习,不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。
为了提高学生的整体素质和学习积极性,我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目,结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识,哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时,建立针对性的有机化学试题库,使学生接触更多不同的题型,拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库,有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等,统一从试题库里抽调,实现教考分离。
3.结语
为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量,我们要结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业的专业特点,从学生的实际出发,认真分析总结,精选教学内容,创新教学手段,改革考核方式,不断激发学生的学习兴趣,以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。
参考文献:
[1]黄杰,周冕,李又兵,王选伦.高分子材料与工程专业《有机化学》教学改革探索与实践.广州化工,2014(42):186-187.
[2]陶传洲,刘玮炜,曹志凌,史大华,王建,程青芳.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革.中国科教创新导刊,2010(34):78.
高分子材料总结范文6
【关键词】高分子化学;双语教学;教学改革;科研导向
随着人类文明的进步与社会经济生活的发展,能源危机、人类重大疾病相关问题、环境问题等一系列对全球造成影响的科学技术问题的出现使得化学学科、特别是高分子学科成为所有学科的中心学科。例如,基于共轭聚合物半导体材料的有机发光二极管、场效应晶体管和聚合物太阳电池等最新的科研成果将成为未来社会生活中主要的半导体元器件;高分子药物的出现将能够很大程度上对药物释放、药物靶向性等方面进行控制而不需要增加更多的临床药物试验;生物医用高分子在改善人类生活质量方面更是意义非凡。而各种塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等高分子材料更是关系到人们衣、食、住、行的方方面面。可以说,现代人的生活已经离不开高分子化学和高分子材料。因此,对高分子科学的研究越来越受到国内外学者的关注。
高分子科学的诞生源于高分子合成化学,其基本概念源自于有机化学、物理化学等化学、材料学科,这种情况导致我国现有的高分子科学领域从业人员来源多样。其中,从本科阶段即接受高分子化学教育的比例依然很低,很多从事高分子材料、高分子化学、高分子物理、高分子工程等领域研究的人员本科主修为无机化学、物理化学、有机化学、材料学等专业。一定程度上,这些研究人员存在对高分子化学体系缺乏系统认知的可能。在我国高等学校进行高分子化学教学教育活动,是提高我国现有的高分子科学领域的从业人员基本素养与技能、促进我国高分子科学发展、壮大的重要途径。
近年来,高等学校为主导的国家级或省级“协同创新中心”的设置,使我国高等学校进入新一轮的由教学型(教学科研型)大学向科研型大学转变的历程中。为快速实现这种转变,培养高层次、研究型的高分子科学领域人才愈发显得必要和重要。目前,主要的国际学术会议、顶级国际学术期刊均以英语为主。通过学术会议、、论文检索等在这些国际知名的学术舞台上进行高分子方面学术活动与信息交流,观察国际高分子学科的发展动向,无疑是我国高分子学科跟进国际学术发展步伐和超越世界学术水平的基本条件。为此,我们必须建立培养能够熟练使用英语进行高分子化学相关学科听、说、读、写应用的国际性专业人才的教育体制和培养机制,强化我国高分子方面的科技队伍建设。换言之,在本科阶段开展高分子化学双语教学,为培养具有国际化交流能力的研究生和高层次高分子科学从业者,对我国高分子学科的发展具有非常重要的意义。
在教学实践中,我们发现完善教学内容,教学方式与手段,通过激发学生学习兴趣和专业兴趣,能克服其对双语教学中英文的畏惧和排斥都有益处;制作精减的英文讲义、多媒体课件深入研制等方法和措施的实施,安排学习英文讲座视频等都有利于双语课程的讲授。
3)利用视频和录像内容辅助教学。制作教学录音和录像,给学生共享,让学生课下可以继续观摩课堂内容,培养其听和说的能力。不断构建新的新的本科双语教育模式,使本科生能从双语教学过程中分享课程教育国际化的机会,从中受益,并获得在其他场所不能获得的实践和能力锻炼,从而提高整体素质、创新意识及综合能力。安排学生参加国际学术会议,到场听取英语母语国家的专家汇报,同时录制会议报告录像和录音。
4)组织学生检索高分子化学基础理论相关英文文献、制作课件,并互相评阅,提升学生使用英文交流的能力。从科研的角度让学生体会双语教学“重点在读懂、其次在会写,然后是能听懂和能说”的含义。
5)对于课堂教学效果的考察采用按照学习内容分段考核,并以英文形式呈现。例如,逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核;自由基聚合物及其原理和实施方法一起考核;工程塑料、天然产物、环境污染和降解与稳定化放在一起考核等。这样的做法,让授课内容的排列更加紧凑,也让学生更好的把握知识点的相关性。
6)强调背景预备知识积累,强化双语教学对其他相关化学课程的关联性,培养学生专业英语综合素养,以期对学生阅读英文文献、其他相关英文课程教科书有所裨益。
总之,在过去几年的高分子化学双语教学中,我们通过合理的教学改革措施的使用,提高教学质量和教学效果,为将来这些接受良好英语授课培养的学生进入科研岗位,从事研究生学习打下良好的基础。当然,这些方法也有继续改进的空间,我们也将继续进行深入研究与探索,总结经验,探索培养具有创新意识和创造能力的高分子科学人才的新思路和新方法。
【参考文献】
[2]许一婷,戴李宗.关于《高分子化学》课程教学的几点思考[J].广东化工,2008 (8):165-167.
[3]李丽.多媒体在高分子教学中的应用[J].高分子通报,2006(2):64-69.
[4]刘国勤,黄芳,刘天娥.《高分子材料》课程改革探讨[J].河南科技,2008(2):6-26.
[5]王家喜.高分子化学教学改革初探[J].化学试剂,2009(4):307-309.
[7]邹汉涛,刘晓洪,黄年华,等.《高分子化学》教学方法的探讨[J].武汉科技学院学报,2009(3):58~60.