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高分子材料的结构特征范文1
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：
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[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).
高分子材料的结构特征范文2
关键词：高分子材料；教学；探索和实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）24-0219-02
《高分子材料》是材料科学与工程学科的重要组成部分，是材料专业类学生的一门重要课程。但对于非高分子专业的学生，一般只有这一门高分子专业课，且学时有限。为使学生掌握广泛的基础知识、扎实的专业知识，该课程要将《高分子物理》、《高分子化学》、《高分子材料加工》等课程内容融为一体，并加强与其他材料科学的相互贯通。笔者在几年的教学实践中不断探索，对这门课的教学内容、教学方法和教学效果评价体系等方面进行了总结。
一、明晰教学目标、突出教学重点、合理安排教学内容
通过《高分子材料》的教学，需要学生掌握“高分子材料科学基础”、“高分子化学”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理论知识。在有限的学时条件下，要使对于高分子完全陌生的学生理解并掌握这些基本概念与原理，授课内容的选择是非常重要的。在内容选取上，我们的原则是既要让学生掌握相关的理论知识，又要有所侧重，并注重课程与先修课程的联系和课程前后内容的衔接等。高分子材料的制备、结构、加工及性能之间存在着一系列的有机联系，我们讲述的内容既要有独立性又应注意前后的关联性。首先，结合以前所学知识，让学生掌握高分子材料科学的基础知识。其次，高分子化学部分，我们着重讲解聚合反应机理。高分子的合成按机理主要分为逐步聚合与连锁聚合。连锁聚合中，以自由基聚合研究得最为透彻，我们分别结合反应过程的热力学和动力学，分析自由基聚合各个阶段的特点。至于离子聚合和定向聚合等内容，给定思考题安排学生课后学习。对于学生自学有疑问的地方，教师可以在答疑时给予指导。逐步聚合中，又可分为线形缩聚和体型缩聚，我们一般只讲述线形缩聚部分，体型缩聚安排为课后学习内容。高分子物理部分，我们集中讲述高聚物的结构与性能间的关系。通过掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料结构与性能之间的关系，从而逐步形成较为完整的高分子材料科学知识体系。为了培养实用性、创新型人才，我们在教学中还及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的教学内容。
二、积极探索教学方法，提高课堂教学效果
在《高分子材料》的几年教授过程中，为提高课堂教学效果，笔者一直不断探索，总结了一系列教学方法。
1.表格教学法。《高分子材料》的课程中，有很多教学内容可以通过对比进行讲解，比如聚合物的聚合机理中的连锁聚合和逐步聚合、自由基聚合的各种实施方法等。笔者在实践中，发现表格教学法是个很有效的教学方法。该方法运用比较，比传统直述法更清晰，利于学生掌握相关知识的区别和联系，从而更好地接受知识，并对各知识点有更深刻的理解。比如在讲述高分子材料的合成方法时，可以先用表格列出本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四种实施方法，再在第一列列出配方、聚合场所、聚合机理、生产特征、产品特性、生产实例等与各实施方法对应的属性，然后一边讲解，一边将各属性填充，让学生接受知识点的同时也学习各属性的异同，从而加强对相关内容的理解和接受，也更利于学生记住相关内容。
2.示例教学法。示例教学法可以引发学生的学习动机，帮助学生理解抽象的事物和概念，发展学生的求知欲望。学生刚开始学习高分子材料，对有关知识和内容了解不多，专业术语比较陌生，但是日常生活中都接触过多种性能各异的高分子材料制品，对高分子材料性能的差异性有一定的感性认识。在讲课时可以引入这些实际的材料，既能提高学生的学习兴趣，也有利于更好地理解所学知识。比如在讲述高聚物粘弹性这部分内容时，高聚物区别于其他材料的最大特点是其粘弹性，由于高聚物分子运动的松弛时间正好我们能用肉眼观察到，所以才表现出这些现象。
3.启发教学法。《高分子材料》的教学中有不少抽象的概念、逻辑推理的演绎过程。老师在课堂上一味讲授专业知识和术语，学生学习热情不高。通过一边讲解，一边结合学科知识适当提出问题的启发式教学方式，能提高学生的学习兴趣和积极性，并能把一部分走神的学生拉回来。如讲到高分子结构时，先提出一个问题：“为什么橡胶和塑料的力学性能有这么大的差异？”给予学生适当时间思考后，再具体讲解高分子材料的结构，让学生带着问题听课，不但启迪了学生的思维，也使他们对所学内容有了更深刻的理解。
4.互动教学法。为了培养能解决实际问题的高素质人才，《高分子材料》的教学中，不应让学生死记硬背和生搬硬套，而应结合实际问题让学生思考，激发学生的发散思维。如讲到橡胶性能时，请同学们思考“如何提高橡胶的耐热温度”，再提示学生利用所学的高分子物理部分知识，从优化橡胶的结构入手，发动学生积极讨论，启迪思维，培养运用基础理论知识分析实际问题的能力。这种讨论式的教学方法，既活跃了学习气氛，启发学生思考问题，又可使学生对知识更好理解和掌握。在讲述高分子材料的合成时，经常通过合成反应式来表示合成过程和机理。我们一方面在课件编写中注意到让所有的反应方程式都不是一下显示出来，而是模仿板书一步一步显示，让学生有充分思考、接受的时间；另一方面，部分反应方程式让学生自己来写，旁边同学互相检查。通过这种方式，使学生更加熟悉并能深刻理解反应过程，其他同学的检查也能让同学发现自己意识不到的细节上容易出错的地方，了解出错的原因，补充没有掌握的知识点。
三、改革考核方式，提高学生综合素质
《高分子材料》的教学评价不但要考查学生基本理论知识的掌握情况，也要考查学生的再学习和独立思考解决问题的能力。为此，我们改变单一的一份试卷定成绩这种缺乏准确性和全面性的考试制度，将成绩的考核纳入每个教学环节中，为每个学生制订具体考核表，跟踪学生学习进展，使学生在学习中能随时了解自己的学习情况，督促自己不断学习、不断提高。其中考试方面根据课程的要求建立了《高分子材料试题库》，逐年对试题库的内容进行改进和更新，每年从试题库中抽取试题组成A、B两份试卷，严格考试要求和评分标准；另一方面，让学生选择一种新型高分子材料，查阅相关文献资料，描述它的合成、制备、结构、性能及应用前景，并撰写小论文；同时，增加学生课堂讨论、实验、作业等平时成绩的评分标准和比例。通过改革考核和评价体系，激励了学生的学习热情，锻炼了学生的实际能力，有利于培养高素质人才。
通过《高分子材料学》教学的探索和实践，初步探索了课程的教学思路和方法。在今后的教学中，我们还将不断总结经验，进一步完善教学过程中的各个环节，培养出既掌握专业知识，又具备分析问题、解决问题能力的能适应以后工作和科研需要的高素质人才。
参考文献：
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[3]毛瑞.《陶瓷工艺学》教学的探索与实践[J].陶瓷研究与职业教育，2007，5（4）：44-46.
高分子材料的结构特征范文3
关键词：热分析技术；高分子材料；技术作用；技术应用
高分子材料是一种具有较高稳定性的材料，可以被应用到很多产品制作当中，要想进一步得知高分子材料的物理性质和温度关系，就必须使用更具针对性的技术对其进行分析，热分析技术就是一种能够分析材料物理性质和温度关系线性变化的技术，它的应用将进一步帮助人们更好的了解高分子材料的性质，提升高分子材料的性能。在本文当中，笔者将对热分析技术的概念和应用领域进行分析，进一步促进高分子材料的研发水平。
1 热分析技术及其应用领域简介
1.1 热分析技术简介
热分析技术利用一定的程序控制分析对象的温度，并对分析对象的物理性质进行观察和研究，最终得出温度变化与分析对象物理性质之间的关系。材料的研发对应着一定的社会需求，那么被研发出来之后，它具体能够被应用到哪些领域，这就需要对材料进行客观全面的分析，作为其中一个项目，了解材料物质性质和温度之间的关系对于确立材料的应用层面是十分重要的。例如材料的光学特性、机械性质、声学性质等等，决定了材料是否能够被用于高温环境、机械高压环境、噪音隔离等各种不同的环境当中。通过热分析技术对材料的物理性质进行确定之后，就可以得知该材料适合用于什么样的环境。
1.2 热分析技术的应用领域简介
热分析技术将物质置于不同的温度环境，对其化学改变和物力改变进行分析，最终得出其与温度之间的关系，这些分析结果和数据将对材料的应用产生很大的影响。总体来讲，热分析技术可以被引用到下述领域当中：
（1）分析材料的性能和结构，并对相关产品的生产进行质量检测，重点检测产品物理性能是否合格。
（2）为生物材料以及分子生物学研究提供提理论分析工具。
（3）应用于各种动力学和热力学研究，为其提供快捷有效的研究技术。应用范围广、样品用量比较少。
（4）完善对物质的研究层面，帮助全方位了解物质的性能和特点，是一种化学研究和热化学研究的新技术。
（5）建立关于各类物质的热分析曲线图，帮助人们准确确立物质的性质。
2 热分析技术在高分子材料研究与分析当中的具体应用
2.1 高分子材料当中的差热分析法应用
所谓热差分析，就是将两种物质置于同样的温度变化环境下，由一定的程序执行温度变化控制，分析温度环境变化下物质温度的差值变化，保证物质在持续升温或者降温的环境下不会出现放热、吸热现象，以此展开对物质热效应现象的技术检测和技术分析。热差分析技术可以对玻璃等高分子材料进行降解或者熔融，分析高分子材料的温度变化特征。其技术优势在于可以对高分子材料进行较为全面的分析，且应用领域较为广泛。其缺陷在于不能对物质进行时点吸热，且对物质放热速度的测量达不到精确度要求，因而这种技术形态在定量测量技术性能的建构层面依然存在着极其明显的局限性，给有关技术研究事业的深入_展创造了较为充分的发展空间。
2.2 高分子材料中热机械分析法的应用
热机械分析法已经被用于测试塑料制品的性质，尤其是各个技术发展步伐较快的国家。热机械分析技术的最大优势在于能够准确科学的分析出塑料类高分子材料的机械性能、应力松弛和软化点，非常适用于塑料产品的质检测试。
首先来讲，材料的机械性能分析师极为重要的，以塑料制品为例，其机械性能直接决定了高分子塑料产品具备的性能、所能承受的应用环境等。利用热机械分析法对材料进行机械性能分析，能够帮助技术人员确定材料可以被应用的环境，拓展相关产品的研发层次和空间，对高分子材料受热断裂技术临界温度实施精确测量。其次，该技术该可以应用于分析高分子材料的膨胀性能，例如陶瓷、金属类材料，这类材料要制成产品，通常需要进行升温处理，而后实施成型加工，升温环境下，就会涉及到材料膨胀问题，利用热机械分析法可以分析不同温度条件下材料的膨胀性能，并得出二者之间的变化规律，它对于升级优化材料的机械性能、压制材料的膨胀性能是十分有利的。
2.3 高分子材料研究中热重法的应用
热重法主要分析材料质量、温度和时间三者之间的关系，帮助人们得出材料在不同环境下的使用寿命，提高相关产品应用的安全性、稳定性。首先来说，它可以应用分析高分子材料的组分，得出材料内部组成成分及其含量；其次，该技术可以精确的测定出高分子材料中具有的挥发性成分，以此来评定材料在不同温度和时间下的质量变化，帮助人们调节材料生产过程，减少材料中挥发性物质的含量，提高高分子材料的稳定性。
3 结束语
未来，随着高分子材料的进一步研发，热分析技术还将得到更为广泛的应用，领域内还会不断的对热分析技术的缺点进行优化，提高其应用层面。
参考文献
[1]王笑笑，刑浩杰，程祥.浅析热分析技术在高分子材料研究中的应用[J].现代制造技术与装备，2016（01）.
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[4]杨锐，陈蕾，唐国平，等.热分析联用技术在高分子材料热性能研究中的应用[J].高分子通报，2012（12）.
高分子材料的结构特征范文4
[论文摘要]目前，静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法，阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。
静电广泛地存在于自然界和日常生活之中，如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子；自然界的雷电；干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上，这一切都是比较常见的静电现象。实际上，静电在生物工程中有着重要的应用。
一、高分子抗静电的方法概述
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．
高分子材料的结构特征范文5
[关键词] 案例教学 高分子材料加工 教学质量
大学专业课课堂教学在人才培养中占有重要地位,是传授专业知识、培养学生技能、提高专业人才质量的重要手段。但是,现在工科专业课课程内容多,并且教材的变化很多时候无法跟上现实应用,这使得学生感觉学的东西难以理解,与实际应用脱节严重,应用性不强,很容易失去学习兴趣,导致专业课的课堂教学效果差。如何进行大学工科专业课程的教学改革,提高专业课的教学效果,满足未来经济增长和社会发展的需要,发挥大学在我国作为培养未来一线创新人才主要基地的重要作用,是教师、学生共同关心的问题。
案例教学首创于哈佛大学商学院,是在学校教育发展到一定阶段基础上产生的,是指一种“亲验式”的教学方式,它是根据教学目的和培养目标的要求,以教学案例为基本教学素材,将学习者引入教育实践的情景中分析问题和解决问题,培养学习者反思能力,挖掘其教育机制的一种教学方式的综合。简而言之,就是在教师的引导下,再现案例实景,把学生带入特定事件的现场,深入角色,以提高学生实际运用知识能力的一种教学方法。案例具有高度的仿真性、培训为主的功能性、情景典型性等特点,案例教学通过对事件情景逼真的记录与描述,引导学生运用所学知识或工作经验加以分析,以提高发现问题、分析问题与解决问题的能力。案例教学在经贸、管理、法学等学科的相关专业获得了广泛应用并取得了显著的成效。
《高分子材料加工工艺》是高分子材料专业的重要专业必修课,讲述高分子材料制品的性能、组成、结构和成型加工工艺的关系,使学生基本掌握高分子材料的重要品种的加工工艺,对于给定高分子材料制品,学生能够灵活运用高分子材料加工工艺获取高分子材料制品、具有开发新材料的能力。该门课程涉及的内容繁杂、且较为枯燥,但与实际应用结合非常紧密,一般安排在《高分子材料加工原理》课程之后开课。笔者在长期的工科专业课程《高分子材料加工工艺》的教学中发现:传统教学方法的课堂教学质量和效果不如人意,传统教学方法已经显得力不从心,探讨新的、行之有效的教学方法势在必行;学生也普遍反映此门课程如果采取传统的讲授式教学,学生感觉知识就像是空中楼阁,较难深入理解和掌握,在与实际结合时也难以融会贯通,迫切期望进行相关教学改革,引入新的教学方法。
一、在《高分子材料加工工艺》课程中实施案例教学法的必要性
1.强化学生对理论知识的认知水平
《高分子材料加工原理》课程中,学生已经基本掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。从掌握某种高分子材料加工工艺以及日后的深造或工作来说,这远远不够,其余的需要在实践中不断摸索与体会。以PVC管材的挤出成型这个教学专题为例,案例教学是师生围在加工机械――双螺杆挤出机旁边,从原料开始,直至得到成品,让学生亲眼看到完整的加工过程;然后,教师下达案例教学内容,学生根据具体的教学内容以及要求精心准备资料,分组讨论并派代表小组发言;教师点评,并给出相应答案,讲解其中的关键点和难点。
由此可以补充学生在之前的《高分子材料加工原理》课程中对高分子材料加工工艺的基本理论的掌握,加强并深化学生对基本理论的认知水平。
2.变“被动学习”为“主动学习”,释放学生的创新性,提高课堂教学质量
大学的工科专业课,尤其是《高分子材料加工工艺》,涉及原材料的基本性能、纷繁复杂的各种高分子添加剂的基本性能,灵活多样的加工工艺等,内容比较枯燥,加之开课对象基本为大三下学期或大四上学期的高年级学生,传统的教学方法只能使学生困顿乏味、昏昏欲睡,教学质量可以想象。
如果采用案例教学,一方面,学生可以亲眼见到、摸到具体的加工机械以及加工模式,相对于纸上谈兵的传统教学方式来说,案例教学法在学生心中留下的印象更加深刻;而且学生在课前需要查阅大量资料,模拟实际加工时出现的各种问题及并提出具体对策,这就需要学生通过自己的努力去积极主动的寻找答案,从而让学生的“被动学习”成为“主动学习”,“主动思考”,极大的激发学生们的求知欲,进而释放学生的创新性,同时一个小组合作一个教学专题,也锻炼了学生们的团队合作精神;另一方面,教师与学生之间不再是传统的教与受的单向交流,而是互动式交流,学生大部分跃跃欲试,加上教师的技巧性的引导,大部分学生都能主动发表自己的意见,课堂气氛大大活跃,学习的积极性得到提高,课堂教学质量得到有效提高。
3.培养学生理论联系实际的能力
目前,我国的高等教学,尤其是工科教学中,培养学生理论联系实际的能力显得更为重要。对于高分子材料加工课程来说,高分子材料的品种如此之多,学生在课堂上不可能全部掌握,而且新的高分子材料及新的加工工艺不断涌现。如果采用传统的教学方法,学生仅仅在课堂上涉及几种非常有限的加工工艺,而且采用的是传统的教师讲授式,学生对此门课程的掌握很可能也就止于这种孤立的高分子材料加工工艺。在日后的工作及深入学习中,当遇到某个新的高分子材料制品需要加工时,学生很可能根本无所适从,无处下手。如果采用案例教学法,对于给定高分子材料制品,从原材料的优选,到加工工艺的优选,以及具体加工工艺参数的优选及其对制品质量的影响规律,学生都会涉及并需要全面考虑,尤其重点和难点部分更需要深入讨论和剖析。由此可以培养学生理论联系实际的能力,增强学生对于今后不断涌现的新材料、新品种、新工艺的适应性。
目前,工科相关专业课教学中,案例教学的应用实例屈指可数,能够借鉴的成功经验较少。笔者在实际的教学中总结并设计了一套案例教学法,在我校的高分子材料专业课程教学中取得了较好的效果。
二、《高分子材料加工工艺》课程案例教学法的实施模式
在《高分子材料加工原理》课程学习时,学生已经掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。后续的《高分子材料加工工艺》课程教学采用案例教学法,具体的实施模式可划分为五个模块:
1.案例的选取
典型案例的选取是完成案例教学的基本保证之一。《高分子材料加工工艺》整个课程内容包括:塑料制品的挤出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的压延成型、塑料制品的压制成型、塑料制品的二次成型五个教学专题。每个专题选取1～2个典型案例,对于这五个专题以外的其他知识点运用传统教学方法进行教学。
以塑料制品的挤出成型章节为例,此模块部分的教学目标是:让学生掌握常见塑料制品的挤出成型工艺。对于同一种加工工艺,当聚合物品种改变时,加工过程就存在一定程度的区别;对于同一种聚合物,加工工艺改变时,加工过程更是不同。因此,高分子材料加工涉及到聚合物品种以及加工工艺等两方面的内容。下面,以塑料制品的挤出成型为例,谈谈如何选取典型案例进行案例教学。
能够采用挤出成型工艺加工的塑料制品品种有:管材、薄膜、异型材以及板材、片材等;采用挤出成型加工管材的聚合物品种有:硬质与软质聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用挤出成型加工板材/片材的聚合物品种有:硬质与软质PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯类等;采用挤出成型加工薄膜的聚合物品种有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用挤出成型加工异型材的聚合物品种有:PVC、ABS、PE、PP等。在纷繁复杂的聚合物品种以及塑料制品品种中,PVC管材是挤出成型加工的制品品种中应用最广泛的,因此,我们选取了PVC管材的挤出成型作为典型案例,以下均以此为例展开论述。
2.教学准备工作
教师深入细致地组织与指导是完成案例教学的基本保证之一。教师不仅要准备一份适合学生水平的高质量的案例,而且还需要准备一份案例教学的备课笔记,还应设想下一个分析讨论模块中可能出现的各种问题以及如何回答等。具体来说,教师方面的准备工作包括:对每个典型案例进行学时规划,然后就教学内容、教学大纲、教案、教学指导与设计、时间与分组安排、考核方式等方面进行详细设计,保证教学过程与内容的协调性和针对性。
对于PVC管材的挤出成型这个典型案例,教学内容至少包括:
1.PVC的基本性能:尤其是采用挤出成型时,需要注意的重要性能。
2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工艺进行加工,以及各种用途。
3.PVC管材的挤出成型:至少包括PVC管材的挤出成型工艺流程、关键工艺和关键工艺参数及其对PVC管材质量的影响规律等。此部分为整个案例分析的重点内容。
学生方面的准备工作:对于案例分析所涉及的各种高分子材料加工工艺的基本原理,学生已经在之前的课程中掌握。此部分学生需要针对具体的典型案例进行充分准备,分组做出发言提纲及讲稿。以PVC管材的挤出成型为例,学生需要针对PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的挤出成型等三个部分内容进行充分准备,尤其是PVC管材的挤出成型部分内容需要精心准备,后续的小组讨论以及小组代表发言时更应以此为重点展开。
3.分析讨论案例
分析讨论是案例教学法的核心模块。教师的精心组织和及时引导是这个模块乃至整个案例教学成功与否的关键。此模块先以组为单位进行讨论,然后各小组选派代表向全班同学对整个案例进行阐述。
教师要注意案例教学只是手段,目的是在既定学时内完成教学大纲所规定的教学目标。整个案例的重点是PVC管材的挤出成型,小组讨论以及代表发言均应以此为重点展开。案例的分析讨论不宜信马由缰,教师应该使用各种方法让整个分析讨论过程在可控范围内进行。教师要做好充分的准备工作,在此阶段启发和组织学生在良好的氛围中参与讨论,使学生在讨论中这种互动式学习中掌握大纲需要掌握的内容。
4.总结归纳案例
教师在此模块的归纳总结以及点评,是整个案例教学的点睛之笔。讨论结束后,教师根据教学的要求引导并和学生一起总结归纳,并简单给出所讨论案例的答案,指出本次案例讨论的重点、难点以及主要解决的问题,并对本次讨论的成功与不足之处做出点评。学生可在课后分组作学结。
5.案例演练
案例演练是案例教学的最后一个模块,也是对该门课程考核方式的重大革新。在整个课程内容所有专题的典型案例教学结束后,教师将给出综合性更强的案例,并作为课程考核的一部分。
所谓案例演练,选取某个具体制品(由几个高分子材料部件组成),请根据各部件的使用环境要求,选择材料类型并设计具体的制品配方,为各个部件选择加工工艺,并确定制造各部件的关键工艺参数,最后将其组合成一个完整制品。整个过程没有标准答案,只有最优方案。案例演练的实施模式为:
(1)选题
学生分组,每组在案例分析题库中抽选一个作为该组的设计内容,也允许根据要求自命题目。
(2)完成设计
小组成员分工合作,根据要求完成设计。
(3)答辩及提问
每组选派一名代表在规定时间内汇报设计内容,提问并现场回答。
案例演练能够让学生对各种高分子材料加工工艺的认知更加深入,并融会贯通,形成高分子材料制品设计、生产和研究的科学思维,并养成“主动”探寻并“主动”获取相关知识、综合利用专业书籍、网络、图书馆以及书店等多种途径获取知识的习惯,从中筛选出自己所需要的信息和知识,做知识的主人。
四、结论
本文结合《高分子材料加工工艺》课程的特点,提出了案例教学的模式,可以较好地解决教材稳定与教学内容不断更新、基本原理稳定与高分子材料制品及加工工艺不断发展之间的矛盾,能较好地适应工科领域日新月异的局面。
自实施案例教学以来,学生普遍反映:案例教学法所选取的典型案例和实际紧密结合,有助于他们对所学内容进行深入的理解和掌握、尤其是融会贯通的能力得到大大提高。案例教学在工科专业课程中的应用实例太少,具体实施模式还不成熟,而且对教师自身提出了更加严格的要求,需要教师在教学中积极更新自身知识结构,多总结多交流,不断提升我国工科专业课程的教学质量。
参考文献:
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[2]郑金洲.案例教学指南[M].上海:华东师范大学出版社,2000.7.
[3]刘刚.哈佛商学院案例教学作用机制及其启示[J].中国高教研究,2008,(5).
[4]朱迪恩•舒尔曼.教师教育中的案例教学法[M].上海:华东师范大学出版社,2007.7.
[5]杨东洁.塑料制品成型工艺[M].北京:中国纺织出版社,2007.3.
高分子材料的结构特征范文6
关键词： 高中化学教学 新课标 基本策略
人的衣食住行、医疗保健、生命科学等无一不和化学密切相关。高一化学新教材卤素一章介绍了碘与人体健康，高二化学结合有机化学知识介绍了添加剂与人体健康，并以大量的彩图形象地介绍了各类无机物和有机物的用途。高三化学在电解池教学中，常识性介绍了以氯碱工业为基础的化工生产，结合生产实际及其他相关学科知识探讨硫酸工业的综合经济效益，树立学生的主人翁意识，这是素质教育、创新教育的一种方式。它随时空环境的改变而不断更新。环境科学是一门综合性的学科，而环境化学是解决环境问题的钥匙，环境教育与能源问题的提出对提高学生的创新意识和实践能力，培养公民综合素养有着重要的作用。
一、化学教育价值实现的基本策略
高中化学新课程要求课程实施遵循以下三个基本原则：
一是基础性原则：中学教育的基础性决定了化学教育是一种大众化的基础化学教育，从课程构建模式上来说，主要以化学学科基本结构为课程框架渗透有关化学与社会的内容。
二是社会价值原则：化学与社会内容十分广泛，作为课程形态的化学教学应全程体现化学——人类社会进步的关键。
三是动态发展性原则：由于教科书编著的时间性及使用的相对稳定性限制，使得教科书总有一定的滞后性，因此，教师要具有现代课程意识，要不断将动态的具有较高价值的新成果引入教学过程。
高中化学的教育价值定位，既决定着化学课程的知识、技能整体素质结构，又决定着化学教学的认知过程和操作过程。
二、遵循教学原则，在课改实践中总结基本策略
（一）主题型教学策略
化学—人类进步的关键是高中化学新课程的总主题，在整个高中化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。如糖类、蛋白质、油脂可以人类重要的营养物质为主题；氮族元素结合生物圈中氮的循环以固氮为主题；硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题；化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题；烃以石油化工为主题。主体型教学策略可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性，有利于学生学习兴趣的激发和保持。
（二）用途联系型策略
在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在学习NO的性质时，可联系医学新成就，介绍NO对人体某些疾病的治疗作用，然后提出问题：为什么大量NO吸入人体有害，而少量的NO吸入却能治疗某些疾病？在学习有机高分子材料时，可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在卤素学习时，可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学；在硅和硅酸盐学习时，可联系新型无机高分子材料等。
（三）情境渗透型策略
对某些与中学基础知识有密切关系的新的应用型成果可采取情境渗透型策略。例如，进行晶体类型与性质学习时，可以将晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等有重要影响，如许多过渡金属氧化物中的价态可以变化并形成非整比化合物，从而使晶体具有特意色彩等光学性质，甚至具有半导性或超导性。情境，讨论具有NaCl型结构的NiO晶体发生晶体缺陷形成的非整比化合物NiXO的结构特征等。
（四）实验探究式策略
化学是以实验探究为基本特征的，因此，化学教学也应体现这一特征，并将其作为化学教学的主模式。探究的内容有物质的组成、结构、性质、变化规律及物质的实用性等。在教学中，可把一些演示实验改为边讲边实验，将验证性实验改为探索性实验。如：联系生物实验空气中SO■含量的测定，可让学生联系化学知识设计反应原理，根据具体操作，提出问题：为什么抽拉活塞时不能过快也不能过慢？设计HCO■■结合H■容易还是CO■■结合H■容易等探索性实验。这些都是在创设出一种问题情境后，发挥学生的积极性和主动性，激发学生的求知欲，进而引导学生探索化学知识的价值活动。
（五）调查研究型策略
对于某些与社会联系紧密的、具有开放性的问题可采用“调查研究型”策略。如：调查食品添加剂的用途、种类；调查合成洗涤剂的成分、性能、种类、价格；调查各种电源的组成、性能、价格、使用寿命等；调查太原市工业污染的现状并提出合理的建议，等等。学生通过接触社会、接触生活的方式，进一步认识到化学在社会生活中的应用。
（六）专题研讨型策略
化学与能源、材料、环境、人体健康、军事等社会问题领域有着密切的联系，教学中，可以将上述领域内容作为专题组织学生进行交流讨论。教师和学生可以通过查阅图书资料、上网进行充分的讨论前准备。这样的活动既拓宽了学生的化学视野，又培养了学生多渠道获取信息的能力，同时也很好地体现了教学的民主性。
有关新教材中化学教育价值的体现还有很多，其他方面就不一一赘述了。诸如上述化学教育的价值，它们的具体实施需要手段，它包括观念手段（即无形手段）和操作手段（即有形手段），二者要有机地结合起来。
综上所述，面对知识经济的挑战，联系当前社会发展的实际，对于化学教育价值的研究投以探索的目光，是组建化学教育价值体系的一种科学方法，对研究化学教学的观念、模式及改革有着重要的指导意义。学校里的化学教育，无论是从理论还是从实践的角度来看，都是一个大型的人文系统工程。按照系统论的观点，它应该包括价值目标、时空环境、价值手段、过程监控和评估反馈等结构环节。
