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高分子材料的表征范文1
[关键词]分形 自相似 分维 高分子
分形理论与耗散结构理论、混沌理论被认为是70年代科学上的三大发现。1967年曼德布罗特(b.b.mandelbort)在美国权威的《科学》杂志上发表了题为《英国的海岸线有多长?》的著名论文。指出海岸线在形貌上是自相似的，也就是局部形态和整体形态的相似。实际上，具有自相似性的形态广泛存在于自然界及社会生活中，曼德布罗特把这些部分与整体以某种方式相似的形体称为分形(fractal)。并在此基础上，形成了研究分形性质及其应用的科学，也就是现在的分形理论(fractaltheory)，自相似原则和迭代生成原则是分形理论的重要原则。
由于分形理论研究的特殊性，以及他在自然界应用的广泛性，目前分形理论已迅速成为描述、处理自然界和工程中非平衡和非线性作用后的不规则图形的强有力工具。自分形理论发展以来，国内外对分形理论在各方面的应用进行了大量的理论和实践，材料学中也一样，分型理论目前已渗透到了材料学的各个领域，尤其是高分子材料，下面就分形理论在高分子材料学中的应用做一浅议。
一、分形维数的测定方法
根据研究对象的不同，大致可以分为以下五类：改变观测尺度求维数；根据观测度关系求维数；根据相关函数求维数；根据分布函数求维数；根据频谱求维数，分形在材料科学中应用时，一般应用的测定分维方法是：盒维数法、码尺法和小岛法。
二、分形理论在高分子结构中的研究
(一)高分子链结构中的分形
由于高分子尺寸随链结构象而不断变化，对这类问题的处理属于统计数学中的“无规飞行”。但若从分形的角度来看，则高分子具有明显的分形特征并可以跟踪监测。对高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表现出不同的分形行为。又因为这类问题与临界现象很相似，故我们亦能采用重整化群等有力工具。并且分数维的另一独特功能是可灵敏地反映单个高分子的单个构象[4]。
(二)高分子溶液中的分形
由于高分子溶液中的大分子链使得其和普通液体在很多方面存在差异性，如普通液体所不具备的流变行为、应力传输等。在实际研究中。分形结构主要存在于高分子溶液中的凝胶化反应中，高分子溶液的凝胶化反应主要是指聚合物的凝胶化过程，是一种临界现象，是介于晶态与非晶态之间的一种半凝聚态，这个过程中高分子链之间会形成的网络结构，该结构是一类形状无规、无序且不规整的错综复杂的体系。但该体系是可以用分形的方法研究的凝胶化反应，在亚微观水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝胶化反应。
(三)固体高分子中的分形
对于高分子材料，当固体高分子材料断裂时，不同力学性质的材料将形成不同的断面形貌，而断面形貌一般为不规则形态，是一种近似的或统计意义的分形结构，可用分形理论进行分析表征，从而根据断面的形状定量评价材料的力学性能。而微孔材料中由于分布着大量微小的孔洞，这些微孔具有不规则的微观结构，使得微孔材料无论在总体还是在局部都呈现出较复杂的形态，无法用传统的几何学理论进行描述，但可用分形几何理论对微孔形态的复杂程度作量化的表征[5]。
(四)结晶高聚物中的分形
高分子材料的表征范文2
防火涂料作为一种较为有效的消防措施，目前得到越来越广泛的应用。但与发达国家相比，我国防火涂料的总体水平还较低，品种较少，质量也较低。我国每年要花费大量外汇购买国外的防火涂料。此外，钢结构的防腐蚀问题也十分突出，每年因钢结构腐蚀造成的损失数以千万元计。为此，采用防腐蚀涂料进行防腐蚀涂装势在必行，但至今为止防火涂料和防腐蚀涂料都只具有单一的功能。同济大学与相关单位进行合作，历时3年，在三位学者的共同努力下，从钢结构的防火和防腐蚀着手，成功研制出了“钢结构超薄膨胀型防腐防火双功能涂料”（国家“863”计划项目，编号为：202AA331130）。该种涂料同时具备优良的防火和防腐蚀性能，在国内外均为首创。涂料的耐火极限达到98min（涂层2mm），耐酸、碱性达到840h，耐盐雾性达到30次以上，远远超过现有国内防火涂料和防腐蚀涂料的总体水平。这项技术弥补了国内外防火防腐蚀双功能涂料的空白，对提升我国防火涂料和防腐蚀涂料水平有十分重要的作用，不仅具有良好的经济效益，也有重要的社会效益。该成果荣获2005年度教育部提名“国家科学技术奖技术发明二等奖”。对该涂料研制做出突出贡献的三位专家分别是：
王国建，工学博士，教授，博士生导师。现任同济大学材料科学与工程学院副院长兼高分子材料研究所所长，兼任上海市建设与管理委员会科技委委员、上海市化学建材行业协会常务理事、《建筑材料学报》、《化学建材》、《化学推进剂与高分子材料》和《上海涂料》等杂志编委。长期以来，王教授主要从事高分子活性聚合、高分子功能材料、高分子化学建材、涂料等方面的教学和研究工作，已100多篇。由他主编的《建筑涂料与涂装》、《高分子合成新技术》、《特种与功能高分子材料》等教材和专著6部，申请专利13项，其中授权6项，主持完成的“钢结构防火涂料的研制”项目，通过上海市科学委员会鉴定并获上海市高新技术成果转化认定证书。另外，他还曾主持浙江省自然科学基金项目“活性可控聚合制备高吸水非交联材料的研究”等各类研究课题三十多项。
许乾慰，博士，教授，硕士生导师。现任同济大学材料科学与工程学院院长助理、高分子材料研究所副所长。 许教授长期以来从事高分子材料研发和表征方面的教学与研究工作，已40余篇，主编和参编《聚合物降解与稳定化》、《材料研究方法》等教材和专著5部，申请专利9项，其中授权2项。另外，他还主持并完成了各类研究课题二十多项。
刘琳，硕士，副教授，硕士生导师。她的主要研究方向为活性可控聚合基础研究、功能高分子材料的制备研究、特种化学建材的开发研究、工程塑料的开发研究和高分子合金的研究等。到现在为止，她已经20余篇，主编《建筑涂料与涂装》、《特种与功能高分子材料》等教材和专著3部，申请专利9项，其中授权2项。她已主持和完成了各类研究课题二十多项。
“三人同心，其利断金”――这三位学者敏锐地看到了行业的需求和空白，他们默默付出、甘心奉献，以自己的学识与魄力奏响了时代的强音。
高分子材料的表征范文3
[关键词]专业改革；高分子材料与工程；新常态；内涵凝练；特色发展
[中图分类号]G40[文献标识码]A[文章编号]10054634（2017）020061040
专业改革的大背景
目前，我国正处于经济社会发展的“新常态”时期。对“新常态”的内涵有不同的理解，但最重要的还是经济发展降速，从资源驱动、劳动力驱动发展向创新驱动发展，这就要实行经济结构调整和转型，鼓励创新创业，支持新兴战略性产业，发展高科技产业，支持绿色环保产业。因此要淘汰落后产能，向科技要增长[1，2]。这种“新常态”将要持续很长一段时间，大学对人才的培养模式与方法也要做相应调整。学校党委也提出了学校转型发展，要建设特色鲜明的高水平应用型大学，切实认识到转型发展的重要意义，把思想认识统一到转型发展这一重大战略部署上来，实现从以教学为主向教学科研并重、以本科教学为主向本科、研究生教育并重、从行业为主到行业与地方并重3个转型发展贡献力量，要紧紧抓住“提高科技创新能力”这一关键，通过推动综合改革，释放转型发展的活力；通过开放办学，调动一切可用资源；通过科教融合，充分发挥科研在人才培养中的作用，努力为转型发展开辟道路，努力提升学校的办学实力和核心竞争力[3，4]。为了适应我国的“新常态”，实现学校的转型发展要求，高分子专业就必须进行改革，探索人才培养的新模式，从而提高培养质量。
1北京石油化工学院高分子材料与工程专业现状北京石油化工学院是一所注重学生发展、以学生为中心的应用型大学，学校秉承“学以致用、宁静致远”的教育理念，本着公开、公正、公平的原则，管理日益精细化和人文化，为学生的发展提供了好的平台，培养具有高水平工程实践能力的人才。高分子材料与工程专业是本校最早建立的专业之一，自1978年我国恢复高考以来，高分子材料与工程专业陆续培养了2 000余名高分子材料与工程专业人才。
传统的高分子材料主要分为塑料、橡胶和纤维三大类，用量大、企业多、产能过剩，但附加值低、竞争激烈，较难凸显出高科技特点，在经济发展“新常态”时期，正在丧失优势地位，难以引起学生们的学习兴趣，造成学生学习积极性不高，就业率偏低。同时，学校为北京市属高校，高分子材料工程专业本科生主要为北京生源，其就业地主要为北京地区。北京市已经根据中央的要求和我国经济发展“新常态”的特点，制定了经济社会发展的新战略，既淘汰、转移传统产业，鼓励发展绿色环保的新兴产业[5]，传统的高分子材料制备和加工已列为向外转移产业，如北京华盾雪花塑料集团公司主要从事塑料薄膜、管材、中空容器的生产，已启动向河北搬迁工程。类似这类的传统塑料、橡胶制品生产企业将陆续移出北京，造成高分子材料岗位人员需求大量减少。在高分子材料制备领域，更是受到大气污染治理的约束，难以发展，如燕山石化公司的产量和规模正在逐年减少。在可预见的将来，不排除移出北京的可能。因此，高分子材料与工程专业毕业生在北京的就业竞争日益激烈，学校在传统的高分子材料制备与加工领域不具有优势，必须另辟蹊径，寻找新的专业方向，开拓新的就业领域，从而提高就业率，因而，需要对专业进行改革。
2为学生搭建有特色的成长平台
学校及专业必须为学生搭建各类成长平台，让学生得到全面发展。根据学校的特点，主要为大学生搭建了以下成长和培养平台。
1） 工科专业的核心是培B学生的科技创新能力。高分子材料与工程专业是本校最早的专业之一，已有30多年的历史，是北京市“特色专业”和北京市“重点建设学科”，特别注重大学生科技创新能力的培养，在这方面，学校为学生搭建了国内先进、具有一定国际影响力的大学生科技创新平台――“特种弹性体复合材料北京市重点实验室”，拥有裂解色谱质谱联用仪、紫外加速老化仪、高级旋转流变仪、凝胶渗透色谱仪等3 000多万元的仪器设备，实验室对学生开放，学生可以从事“大学生科研创新项目”研究，为他们科技创新能力的培养打下了坚实基础。
2） 为学生搭建了科研训练平台――大学生研究训练计划（URT），要求高分子专业学生必须参加URT项目。URT项目来源于教师的科研项目，同时也鼓励学生根据自己的兴趣提出课题，经过论证后也可列入URT项目。URT项目以团队为主，确定项目负责人，制定任务分解，让团队内各成员发挥各自的特长，并鼓励跨专业组队，培养了学生的团队合作意识和人际交流能力等，对他们的成长是一个极大的锻炼。通过上述科技创新能力的培养，毕业生可从事科技创新创业工作，有些已成为科技公司的负责人，如广东聚赛龙公司的总经理郝源增先生，他还在在高分子材料专业设立了“聚赛龙奖学金”。
3） 搭建了“高分子材料多层次、模块化实验教学体系”，开设了一系列设计性、综合性、创新性实验，可根据学生兴趣和特点自由选择，充分调动学生的积极性。高分子专业实验多为单一的验证性实验，改革后开设了多个设计性实验，建立高分子材料与工程专业多层次、多模式创新实验教学体系，注重创新能力培养，突出工程实践特色，进行结构重组和整体优化，构建了高分子材料专业一体化、多层次、多模式创新实验教学体系。强化综合型和设计型实验，为学生综合运用所学知识和实验技术解决实际问题提供自由探索的空间，全面开放实验室，给学生提供更多的动手机会，促进学生知识、能力、素质协调发展；优化实验技术人员队伍，提高实验人员素质和水平。
在创新型实验教学体系中，设计性实验是重中之重。设计性实验的主要目的是让学生通过查阅文献设计方案，解决相对于自己的知识水平仍属于“新”的问题，这些问题有些属于学科的前沿问题，有些是工业生产、科学研究中的某些关键问题，可以称之为“二次创新”，形成“新材料制备表征应用”3个阶段，以“立题调研设计实验结果分析与讨论撰写研究论文”为主线进行教学，大大提高学生的科技创新能力。
4） 建立了一套产学研合作教学体系，搭建了工程实践能力培养平台，培养学生的工程实践创新能力。学校与中国石化、燕山石化合作建立了国家级大学生实践教学基地，与北京雪花华盾塑料公司建立了北京市级大学生实践教学基地，与北京碧水源公司、中科纳通公司、炭世纪公司、科化微电子公司、华德密封公司、华融塑胶公司等建立了校企合作产学研基地，为大学生的实践教育提供了平台，学生可以根据自己的兴趣和就业意愿，选择这些企业实习和实践，大大提高了学生的实践活动兴趣和就业能力。
5） 搭建了大学生学科竞赛体系，培养学生的创新产业意识和能力。如依据全国高分子材料创新产业大赛的宗旨和规则，创办了本校高分子材料创新创业竞赛，学生们有好的成果、好的设计均可以参赛，优胜者选拔参加全国高分子材料大学生创新创业大赛，大大开拓了学生的视野，提高了学生们的综合能力。
3学生综合能力培养的做法
作为一个应用型本科院校，本专业特别注重学生如下能力的培养：（1）创新意识和创新能力；（2）工程实践能力；（3）适应社会发展能力和自我提高能力。为了达到上述能力的培养，实施了以下措施。
1） 不断修订完善高分子材料专业的培养方案，结合时展，凝练专业建设内涵，适应经济社会发展要求。如近期修订了“高分子材料与工程专业培养方案（2013版）”，通过与企业等用人单位研讨，提出了高分子材料专业新内涵的建O与探索，即专业向“功能高分子材料”内涵发展，使之更适应目前我国经济结构调整、创新驱动的“新常态”。传统高分子材料主要有塑料、橡胶和纤维，这些材料产量大、技术成熟，市场也已饱和。功能高分子材料是新材料的重要内容，是国家鼓励发展的七大新兴战略性产业之一。功能高分子材料种类也很多，学校结合北京市和全国情况，进一步凝练，提出把形状记忆高分子材料、生物医用高分子材料、3D打印高分子材料、太阳能电池用高分子材料和电子信息用高分子复合材料作为本专业的重点内容。
如形状记忆高分子材料，具有形状记忆功能的材料，不管它如何变形，都可以在一定条件下恢复它原来的形状，可以应用在自修复涂层（如汽车涂层，如有划痕，可以拿吹风机加热一下既可以修复）、自修复材料（如风电叶片出现裂纹，也可以这样修复）、医用骨固定夹板和绷带（代替石膏，不仅轻，而且方便装卸）等。再如，3D打印成型（也称快速增材制造）发展很快，国家工信部刚刚制定了3D打印产业发展纲要，要在“十三五”期间大力发展。其中，很重要的一类为激光快速光固化成型体系，它使用的材料大部分为可光固化树脂，这也是学校的专业内容之一。
2） 实施教育部“卓越工程师计划”，与现代化的行业、先进企业建立合作关系，使之成为学校的实习实践基地。建立先进的产学研教育体系，聘请大量的校外教师讲学，使学生了解专业前沿和社会需求，从而有利于他们的就业。本专业是全国首批教育部“卓越工程师计划”试点专业，该计划的目的是培养具有高的工程实践能力的人才，从而推动我国产业界创新能力的提升。本专业的主要的培养手段就是增加企业阶段学习经历，提前让学生熟悉、掌握企业的运行机制和环境，近几年，陆续与北京市等地的现代化企业建立了产学研教育体系，如燕山石化公司、华盾雪花公司、北京碧水源公司、北京炭世纪公司、北京中科纳通公司、北京东方雨虹公司、广东榕泰公司等。其中，燕山石化、碧水源、东方雨虹和广东榕泰均是上市公司，具有现代化的企业管理制度，非常适合本校学生，因此与他们建立关系，不仅使学生掌握了产业先进的知识和技术，也有利于就业。
3） 开展国际工程专业认证，按照国际标准培养人才，从而使学生具有国际视野，也有利于他们的出国留学。
4） 开展高分子材料创新创业竞赛，选拔优秀的学生和项目参加全国大学生创新创业大赛，强化他们的创新创业意识，有利于他们毕业后进行创业。如2013年高分子专业高Z11班周颖等5名学生组成了“绿色风采队”，参加了由中国化工联合会、中国化工教育协会、青岛橡胶谷等主办的“首届全国高分子材料创新创业大赛”，参赛的项目是“高性能环保型大规模集成电路封装材料”，该项目在全国100多所院校近200个项目中脱颖而出，赢得专家的好评，获得大赛二等奖，并获得创业基金1万元。
5） 实行全程学业导师制，自新生进校开始就配备学业导师直到毕业，全程指导，使学生更好地成长。逐步完善学业导师考核机制，调动教师的积极性，指导学生学习、生活、科研、就业等。
4结束语
通过上述改革，学校高分子材料与工程专业学生有如下特点：（1）拓宽了高分子材料专业就业渠道，提高了就业率，除了在传统的石化企业、塑料橡胶纤维制品制造企业就业外，还可以在高科技高技术领域就业，如航空航天企业、医药及医疗制品企业、汽车企业、家电企业、手机企业、新能源企业等，每年的就业率均在95%以上；（2）通过加强工程实践能力的培养，本专业毕业生的工程实践能力大大提升，创新创业能力显著提高，得到了用人单位的肯定；（3）扩展了学生的国际化视野，提高了考研率和出国深造率。
参考文献
[1] 黄群慧.“新常态”工业化后期与工业增长新动力[J].中国工业经济，2014（10）：519.
高分子材料的表征范文4
关键词 高分子材料与工程 工程实践 专业实习 生产实习
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.09.025
Exploration and Practice on the Practice Mode of Polymer
Material and Engineering Specialty
LI Zhijun， YU Rentong， ZHAO Yinmei
（College of Materials and Chemical Engineering， Hai'nan University， Haikou， Hai'nan 570228）
Abstract Production practice is an important practice in Higher Education of engineering. Through the in-depth reform of the professional practice mode， the engineering practice ability of polymer materials and engineering specialty of Hainan University has been effectively strengthened， and the comprehensive quality has been improved.
Key words Polymer materials and Engineering； engineering practice； professional practice； production practice
近些年来，我国的工科高等教育获得了长足的进步。据教育部统计数据显示，工程科技类人才的培养规模已达到总体教育规模的1/3～1/2。然而，我国工科院校培养的工程师的整体水平与美国、德国和日本等发达国家甚至一些发展中国家都有很大差距。为了加快提高我国工科高等教育的质量，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出要建立学校教育和实践锻炼相结合的人才培养体系。专业实习是高校课程体系中专业教学的必要环节，对于提高学生的工程实践与创新能力具有特殊的重要意义。海南大学高分子材料与工程专业始创于1958年，是海南省的特色优势专业。海南大学高分子材料与工程系对其高分子材料与工程专业本科生的专业实践教学模式不断进行探索与实践，为达到良好的实践育人的效果及培养高质量的高分子材料与工程专业的毕业生奠定了扎实的基础。
1 高分子材料与工程专业实习的必要性
高分子材料与工程学科的特点是理论与实践密切结合。1935年，Wallace H. Carothers通过己二胺和己二酸进行缩聚反应成功合成出聚酰胺66（PA66），有力地证明了高分子的存在，使人们信服于Staudinger的大分子理论，从而使得高分子科学真正建立起来。此后高分子材料迅速渗透入人们的衣食住行并在国民经济、社会发展和国家安全中承担着重要而不可或缺的作用；早在1994年，全球三大合成高分子材料的产量便达到1.4？04万吨，从体积上超过了钢铁。近年来，对高性能化、功能化、精细化、复合化、智能化材料的需求更给高分子学科提出了需要在实践上的创新与突破。实践的需要及实践中的发现推动了高分子科学的不断发展，而不断完善的高分子学科理论体系又对高分子行业的生产实践起到指导作用。可见，高分子学科的诞生、发展都深深扎根于实践的土壤，而专业实习的实践特性则为高等院校的高分子学科专业的发展提供了必要的支撑作用。
高等工科教育的目标是培养拥有扎实的基础知识与专业技能，同时具备较强工程实践能力的高级人才。专业实习促使学生将所学的专业知识与生产实际相结合，强化动手能力，更重要的是可以培养学生独立分析问题、解决问题的工程实践能力与创新能力。20世纪20年代，英国H.E. Palmer、A.S. Homby等人提出了情景教学法，专业实习属于情景教学的一种。传统的课堂教学以教师的讲述为主，有些内容难以达到生动形象的描述，难以通过直观、丰富多彩的形象材料激发学生的学习兴趣。通过专业实习，激发学生的学习热情，启发学生更深刻地理解所学的理论，进而实现知识与应用的融会贯通。如我校2011级高分子材料与工程专业的学生们在海南某塑料制件生产厂家进行专业实习时，针对其注塑车间生产的少量产品存在缺陷的实际问题，及时与企业的技术人员及车间负责人进行了交流与探讨，学生们根据所学专业知识并结合企业生产的实际情况对该问题进行了分析并提出若干条合理化解决问题的建议。在实习实践过程中，学生们的学习热情得到了激发，所学理论得以在实践中践行，学生们解决实际问题的能力得到了提升，同时也得到企业的技术负责人及车间负责人的认可与欣赏。
2 专业实习工作的有效推进
由于专业实习在学生综合培养中具有特殊的重要性，如何有效提升专业实习的成效就成为进一步推进我校高分子材料与工程专业发展而需要解决的首要问题。海南大学高分子材料与工程系的高分子材料与工程专业于2013年获批成为教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业，拥有热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室、海南省高校高分子工艺实验室教学示范中心平台和海南天然橡胶产业集团股份有限公司牵头建设的海南省先进天然橡胶复合材料工程研究中心。在探索专业实习人才培养模式的过程中，我校高分子材料与工程系充分利用丰富的校内外实习基地资源，实习基地的软件和硬件建设齐头并进，初步建立了具有本专业特色的本科生实习模式，实习模式示意图如图1所示：
2.1 校内实习基地与校外实习基地建设齐头并进
对高校学生实习不具义务的现实使得一些单位不愿主动承担专业实习工作，这也是当前全国工科专业学生实习面临的普通难题。海南大学高分子材料与工程系通过多年的积累，已与海南省内近二十多家企业建立了良好的专业实习合作关系。尽管如此，由于学生在企业的单次实习时间仍然有限，所以作为企业实习的补充，充分利用校内实习基地既有的检测仪器及成型加工设备对学生进行一定学时的前期工程实训显得尤为重要。在校内实习基地，学生们能有充分的时间动手操作工业生产中常用到的设备，如挤出机、注塑机、开炼机、密炼机、平板硫化机等，也能熟练掌握红外光谱仪、热分析仪、偏光显微镜、电子拉力试验机等仪器的操作规程及对企业生产的诸多产品的结构与性能进行测试、表征及分析，能在遇到问题的时候方便地查阅资料并针对问题及时与指导教师进行交流。校内基地的实训为后续的校外基地实习奠定了坚实的基础，这也使得学生们能迅速适应校外基地的实习任务并得以进行更高层次的生产实际操作能力和创新能力的培养。
天生的市场敏感性使得企业对产品具有更完备的把握性，如果说校内基地的实训是沙盘演练，校外基地的实习则是实战演习。对于校外实习基地的选择我们遵循以下原则：（1）专业性强、生产规范并具备一定的生产规模；（2）有指导生产实习的技术实力及经历；（3）具有产学研合作的兴趣及能力；（4）企业内部及外部环境安全。高分子材料与工程系还借助多种渠道如专业教师与企业的技术合作、校友关系、橡胶及塑料行业相关协会等成功实现了与多家企业的专业实习对接并建立了稳定的签约实习基地。激烈的市场竞争、技术的更新换代以及对专业知识人员的渴求使得一些具有前瞻性的企业对学生的专业实习表现出强有力的支持，甚至海南省的一些中、小型塑料行业的企业也主动提出按技术工人待遇解决学生的食宿问题，公司的管理者也更愿意在学生的实习活动中发掘人才并培养人才。
2.2 夯实内功，深化软件建设
海南大学高分子材料与工程系与时俱进，在专业实习的软件建设上不仅对学生布置了贴切实习单位实际的新任务，而且对专业指导教师提出了更高的要求。作为专业实习实践层面上的补充，高分子材料与工程系引进了与实习内容相关的仿真软件，如从哈尔滨工业大学引进了塑料成型工艺软件和复合材料成型工艺软件，在指导教师的讲解下，学生们通过对仿真软件中成型加工原理、工艺及设备操作等的认知，再加上相关知识点的视频资料学习，学生能迅速能缩小理论与实际间的差距。
实习的整体效果很大程度上取决于准备工作的充分程度。专业指导教师由具有丰富的指导实习经验的老教师和有热情及责任感的青年教师组成，共同编写各实习点的实习学习手册，通过老教师的传帮带，青年教师明确了在学生实习过程中自己的责任和义务，掌握了实习企业的管理及生产特点，以及必须注意的一些关键环节问题。专业实习指导教师不但要熟悉《突发公共卫生事件应急条例》和《学生伤害事故处理办法》，还要制定师生都要严格执行的《师生实习期间管理办法》。另外，赴专业实习点前，学生务必在《专业实习安全知情书》上签字。
2.3 综合全面地进行双向考核及评价
现代社会对学生提出了更为全面的素质要求，如学习能力、动手能力、创新能力、人际交往能力、适应社会能力等等。海南大学高分子材料与工程系对学生的实习考核除了实习报告和开放式考试的固定形式外，还辅以其它形式多样的综合考察途径，如是否勤学好问，是否积极参与企业的科技创新研究及活动，是否能融入企业文化、乐意参与企业的文体活动等等。生动活泼的实习氛围是激发学生实习热情的“强心剂”，如举办有师生及企业相关人员共同参与的“假如我是一名车间主任”的模拟竞选演讲活动。学生们围绕“一个合格的车间主任所应具备的综合素质”进行阐述，不仅能站在我是企业人的角度给予实习单位在生产管理、技术践行及人员调配等方面提出合理化的建议中增强就业自信心，还能通过企业相关负责人的点评认识到自己需努力的方向。通过多形式的考核，专业指导教师与学生都能及时发现问题，从而有的放矢地进行改进与完善，进而达到提高学生综合素质的目的；同时，企业也能更深层次地考核需要引进的对位专业人才。另一方面，学生对课程的反馈与评价也有利于任课教师将课程改革推向深入。校教务处网上问卷调查表明同学们对该课程的满意率达到96.35%，线下问卷调查的典型反馈与评价如表1所示：
3 总结和展望
实践证明，我们对本专业的实习教学模式进行的探索能卓有成效地提高学生的工程实践能力及就业能力（2015年度该专业本科生一次性就业率达到93.24%），多年来反馈的信息表明，我校高分子材料与工程专业的毕业生普遍（下转第51页）（上接第49页）为用人单位看好，未来我们将积极借鉴国内外其它高校在实践教学方面的办学经验，不断完善和发展既符合我校实际又能适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求的高分子材料与工程专业实习模式。
海南省中西部高校提升综合实力工作资金项目（02M4 097001004002）；海南省自然科学基金（514204）；海南大学教育教学研究项目（hdjy1224）
参考文献
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高分子材料的表征范文5
关键词： 自由基聚合;阴离子聚合;ATRP
1引言
高分子的合成中，连锁聚合反应需要活性中心，活性中心可以是自由基、阳离子或阴离子，因此根据活性中心的不同连锁聚合反应可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴（负）离子聚合。
自由基型聚合反应是指在光、热、辐射或引发剂的作用下，单体分子被活化变为活性自由基，并以自由基型聚合机理进行的聚合反应。自由基聚合反应是合成高聚物的一种重要反应，许多塑料、合成橡胶和合成纤维都是通过这种反应合成。
离子聚合中，以阴离子为反应活性中心进行的反应称为阴离子型聚合反应。阴离子聚合是最早实现活性聚合的聚合物合成方法，在聚合物分子结构设计，新材料开发方面应用十分广泛。
2主题
2.1 原子转移自由基聚合
在高分子材料领域中， 精确控制分子的尺寸、拓扑结构、组成和功能性等，是发展新材料的前提。然而，由于工业生产中大多数聚合物都是在更为宽松的条件下通过缩聚、自由基聚合生产出来的，故所得产物的结构难以控制。因此，将活性聚合技术扩展到自由基聚合中是十分必要的。可控/活性自由基聚合（CRP）自产生以来得到人们的广泛关注， 目前已开发出多种技术，如NMP（氮氧自由基调控聚合）、ATRP（原子转移自由基聚合）和衰减转移体系等。
ATRP 使用过渡金属作为催化剂，采用过渡金属的氧化还原反应可使活性增长的高分子链与处于休眠的非活性高分子链之间形成动态平衡，从而有效降低了体系中活性种的浓度、抑制了链终止反应和不可逆链转移反应，进而实现了“活性”聚合。与其他可控活性聚合方法相比，ATRP不需要很高的聚合温度，并且可适用单体的范围更广。在合成复杂结构聚合物（如嵌段、星型和接枝共聚物等）方面，ATRP 也是最有效的方法之一;此外，ATRP在表面修饰方面也具有简单易行之特点，可将聚合物接枝至各种无机材料、有机材料和蛋白质材料的表面。
2.1.1 ATRP的动力化模型研究
为了能够更深入地了解和控制聚合过程，通过ATRP动力学模型化并耦合不同操作方式下的反应器模型已成为必然，它可以更精确地控制大分子链结构，如分子量及其分布、共聚组成及组成分布，同时还能优化聚合条件。
在聚合反应工程领域，一个完善数学模型的建立对于传统的实验和经验是有力的补充。而建立在第一性原理以及实验验证的基础之上的可靠模型，可以作为实际操作的替代品，用于一些实验费用高，操作不方便或者不安全的研究中。
2.1.2 ATRP法制备功能高分子材料
在纳米无机粒子中，SiO2作为一种优良的结构和功能材料，具有高表面活性、高比表面积、低比重、耐高温、耐腐蚀以及无毒无污染等性能，在陶瓷、塑料、橡胶、涂料和催化剂等许多领域有着广泛的应用。唐龙祥等采用ATRP法在纳米二氧化硅（SiO2）粒子表面接枝聚苯乙烯（PS），并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ SBS）进行改性。结果证明具有核壳结构的纳米SiO2-g-PS复合粒子在SBS中具有良好的分散性，使SBS的力学性能、热稳定性及高温玻璃化转变温度提高。
磁性高分子微球因兼具无机磁性材料的磁响应性和有机高分子材料的表面功能性，自上世纪七十年代以来，在细胞分离、固定化酶、核酸检测、靶向药物、核磁成像等领域的研究应用越来越多。郭卫强等在制备磁性微球的过程中引入了ATRP反应，直接在磁性粒子内核上枝节上对氯甲基苯甲酸，以此为引发剂，引发苯乙烯的ATRP反应，然后以此大分子微球引发丙烯酸的ATRP反应，得到功能化的高分子磁性微球。
北京化工大学的杨鑫超等对天然多糖进行化学修饰，制备具有ATRP引发位点的多糖引发剂，然后通过原子转移自由基聚合，制备以天然多糖为骨架，以不同链长的阳离子聚合物为侧链的阳离子非病毒基因载体，在基因治疗中具有良好的应用前景。
2.2阴离子聚合发展
近二十多年阴负离子聚合在新引发剂体系、新单体开发以及聚合理论方面均取得了进展，出现了配伍负离子聚合LAP、阻滞负离子聚合RAP等概念。实现了对聚合物结构、聚合动力学的进一步控制。在工业方面，阴离子聚合生产规模和产品应用范围扩大，同时也开发出多种新产品，如集成橡胶、负离子合成的高抗冲聚苯乙烯等。国内的负离子产品开发十分迅速，在加氢型负离子聚合产品方面还取得了突破性发展。
2. 2.1.负离子聚合制备弹性体
负离子活性聚合发现于上世纪五十年代，几年后便有工业产品面世。首先是苯乙烯类热塑性弹性体SBS、SIS，紧接着合成出共轭二烯烃均聚
橡胶BR以及共轭二烯烃与苯乙烯的共聚橡胶S-SBR，此后还出现了高韧性聚苯乙烯树脂。溶聚丁苯是负离子聚合的另一重要产品，主要优点表现在能方便地设计分子结构。另外，还可以通过偶联制备加工性能好的星型聚合物，也可对活性末端进行改性制备端基极性化产品。
2. 2. 2.负离子聚合设计合成新材料
负离子聚合能够对聚合物分子结构进行设计和精确控制，其产品正在被广泛使用且还存在潜在的领域。刘国军等采用负离子聚合方法设计合成了不同结构的双亲聚合物，然后进行自组装、光交联制备了星形高分子胶束、平头状高分子胶束、高分子刷、高分子纳米纤维、可调纳米孔道的高分子薄膜。双亲性聚合物的自组装可以和多种学科与行业结合，如药物缓释体系等。北京化工大学采用负离子活性分散聚合制备核壳高分子聚集体。这种聚合物聚集体的壳层可以通过硫化交联， 所得材料为自增强弹性体。我们将其称为弹性基体与补强材料“一体化橡胶”。从国内外发表文章可以看出，负离子聚合已经成为制备新材料的强有力的工具。
2. 2.3.小结
高分子材料的表征范文6
关键词：综合实验；科研素质；生物仿生
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0263-02
在本科生结束所有专业实验后，毕业论文设计实验开始之前，很多高校开设了大学综合实验，该课程将引领本科生正式进入科学研究的道路。综合实验涵盖了大学阶段所学的重要实验方法和技术，是学生的科研素质培养的重要环节[1]。我们结合高分子材料专业学生的基础知识与厦门大学软物质与生物仿生研究院的特色研究方向，设计了粒径可控单分散高分子微球的制备及其自组装光子晶体结构色。这不仅综合运用了高分子化学实验技术，而且以合成绚丽多彩的蛋白石结构产品为目标，有效激发了学生的科研兴趣，潜移默化地提高了学生的科研素质。
一、教学步骤
本实验模拟科研项目研究过程，设计了如下环节。
1.实验准备和讲解。阅读相关中英文文献和实验大纲，自行设计基本的实验步骤，小组讨论后与指导教师共同确定实验计划。
2.制备过程。本实验采用无皂乳液聚合制备不同粒径聚苯乙烯-丙烯酸P（St-co-AA）微球，利用重力自组装和垂直沉淀组装法制备不同颜色光子晶体，比较不同组装方法对光子晶体质量的影响。
3.表征。高分子微球组分：红外光谱（FTIR）可以对高分子微球的分子结构与组分进行表征。形貌：采用扫描电子电镜（SEM）观察样品在微观尺度上的形貌，观察光子晶体的组装情况。粒径：动态光散射（DLS）可以测得微球的大小和粒径分布，SEM以观察并统计计算微球的粒径大小及分布。光子晶体光学性质：紫外可见分光光度计可以表征光子晶体的反射性质。
4.实验总结。通过小组讨论，以公开答辩和撰写综合实验论文的方式，分析和讲述实验结果。
二、实验目的
光子晶体结构色在生物中广泛存在，如蝴蝶的翅膀，孔雀的羽毛等[2-4]。本实验将利用高分子微球自组装方法制备光子晶体结构色，模仿生物光子晶体结构色。具体实验目的如下：
1.掌握无皂乳液聚合的方法制备单分散粒径大小可控的高分子微球原理，通过改变共聚单体的量，制备不同粒径的微球。
2.通过对高分子微球进行自组装，了解微球自组装原理，掌握高分子微球自组装方法。
3.掌握自组装高分子微球光子晶体的结构及性能表征方法。
三、实验步骤
1.聚苯乙烯-丙烯酸P（St-co-AA）微球的制备。本实验采用无皂乳液聚合制备不同粒径聚苯乙烯-丙烯酸P（St-co-AA）微球，聚合以过硫酸铵为引发剂，去离子水为分散介质，氮气为保护气体，机械搅拌为300转/分钟（rpm），通过改变丙烯酸的添加量控制微球粒径大小。
由于苯乙烯容易自聚，在运输过程中需要加入阻聚剂，购买来的苯乙烯需精制。苯乙烯的沸点为145.2℃，为了防止在高温下苯乙烯自聚，需采用减压蒸馏，减压可降低苯乙烯的沸点。具体实验步骤如下：安装减压蒸馏系统，检查系统漏气情况，方法是：关闭安全瓶上阀门，开始减压，压力稳定后，夹住连接减压泵的橡皮管，观察压力计所示系统压力是否减小，没有减少表示系统密闭性好。加入不要超过蒸馏瓶的一半苯乙烯，开动油泵，调节毛细管导入的空气量，以能冒出一连串小气泡为宜。当压力稳定后，开始加热。液体沸腾后，应注意控制温度，并观察沸点变化情况。待沸点稳定时，转动多尾接液管接受馏分，蒸馏速度以0.5～1滴/秒为宜。蒸馏完毕，除去热源，慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹，待蒸馏瓶稍冷后再慢慢开启安全瓶上的活塞，平衡内外压力，然后才关闭抽气泵。
聚苯乙烯-丙烯酸P（St-co-AA）微球的聚合首先在500mL的四颈瓶中依次加入184mL去离子水、20g苯乙烯、不同量的丙烯酸（2.0g，2.2g，2.4g，2.6g，2.8g），通入氮气除去反应体系中的氧气，机械充分0.5小时混合后，开始升温。升温至70℃，将0.1g引发剂过硫酸铵溶解于4mL去离子水中，分别用2mL去离子水润洗烧杯二次，用10mL注射器将8mL过硫酸铵溶液快速注入四颈瓶中。反应7h后，冷却至室温。在得到的乳液中加入少量的氯化钠固体，震荡摇匀后，在13000r/min的转速下离心15min，倒掉上层清液，加入与上层清液体积相同的去离子水，超声震荡至沉淀完全溶解，再次离心，重复上述操作2次，得聚P（St-co-AA）微球。该实验根据丙烯酸的添加量不同，共分5组，得五组不同粒径高分子微球。
从乳液聚合角度解释丙烯酸添加量对微球粒径影响的原理。写出实验过程中遇到的问题，提出解决办法，并总结经验。
2.不同粒径聚苯乙烯-丙烯酸微球自组装。采用重量法测定固含量。取出1.5mL左右的洗涤后的乳液放入到130℃烘箱中10h，得干胶。按下式计算固含量：
C%=■×100
W0为称量瓶；W■为乳液+称量瓶；W2为干胶+称量瓶。需平行测定3个样品，将测得固含量取平均值。
玻璃片处理：将26×26cm和76×26mm玻璃片放入去离子水中超声20min，用乙醇溶液冲洗干燥后，放入浓硫酸和过氧化氢（体积比为70：30）的混合溶液中浸泡一夜。玻璃片放入去离子水超声30min，用去离子水冲洗，放入烘箱内烘干备用。
重力自组装：取含有20mg微球乳液5组分别滴加在亲水表面26×26cm（处理后的玻璃片）和疏水表面（聚苯乙烯）的载体上组装，观察并表征微球组装成光子晶体的情况。
垂直沉积法：将200mL的烧杯中加入150mL微球乳液，将76×26mm的玻璃片悬置于乳液中，用提拉仪匀速提拉。观察并表征微球组装成光子晶体。
比较分析重力自组装和垂直沉积法制备光子晶体的各自优缺点，并从组装原理上加以解释。
3.结构及性能表征。动态光散射（DLS），将所制得的聚苯乙烯-丙烯酸乳液加去离子水稀释至澄清，超声振荡均匀，在粒径分析仪（如：MalvernNano-zs）上进行测试。傅立叶变换红外光谱（FT-IR），采用红外衰减全反射法（ATR）附件测试。紫外可见分光光度计，采用积分球反射附件测试，分析光子晶体光子带隙的波长范围，扫描波长范围为900nm～300nm。扫描电子显微镜测试（SEM），将所制备的光子晶体用导电胶黏在样品台上，在SCD005（spulter coater）喷金机喷金处理，喷金电流为61 mA，喷金时间为40s，真空度为10-1mbar。采用德国LEO-1530场发射高分辨扫描电镜对样品形貌进行观察，电镜真空度为2.04×10-7mbar，加速电压为20kV。
四、教学总结
本综合实验课程的教学难点是培养学生的科研综合能力，重点是让学生掌握科研实验的流程，培养学生组织管理科研实验的能力。学生通过粒径可控单分散高分子微球的制备及其自组装光子晶体结构色，初步掌握了文献调研、实验计划与安排、无皂乳液聚合和高分子微球自组装、分析实验结果、撰写科研实验报告以及口头汇报实验结果的能力。同时，学生锻炼了在实验过程中相互协调及配合的能力，总体达到了教学的目标。但是学生在实验过程对基本操作不熟练，缺少严谨的科学态度，极少部分学生不积极努力解决实验过程中遇到的问题，实验态度不端正。
问题、建议及今后须注意的问题。进入第四学年的专业课学习，部分学生迫于就业、考研、考公务员等等的压力，精力有所分散，但是学生中还是有相当一部分学生乐于学习，表现在实验教学过程中听讲认真，文献调研及实验操作认真。应该将这种态度带到以后的本科毕业论文中。
参考文献：
[1]舒红英，吴光辉，周韦.正交实验法引入应用化学综合实验[J].南昌航空工业学院学报（自然科学版），2006，20（1）：46-48.
[2]X.Y.Liu.Bioinspiration from nano to micro scales[M].New York：Springer，2012.
