導(dǎo)語：如何才能寫好一篇合成高分子材料的特點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

高分子的概念

首先，什么是高分子？從化學(xué)角度來定義，高分子是由分子量很大的長鏈分子所組成，而每個(gè)分子鏈都是由共價(jià)鍵聯(lián)合的成百上千的一種或多種小分子構(gòu)造而成。我們?nèi)粘Ｋ佑|到的大分子、聚合物以及高聚物都可以稱為高分子。高分子通常有如下兩個(gè)特點(diǎn)：1.高分子的分子量很高，其相對分子量為1萬～100萬，很高的分子量也賦予了高分子材料很高的機(jī)械強(qiáng)度，從而決定了它們具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2.高分子的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，一般材料的性能是由材料的結(jié)構(gòu)所決定的，我們可以根據(jù)實(shí)際需求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法制出不同性能的高分子材料。

高分子材料發(fā)展歷史

高分子一詞的產(chǎn)生不足一百年，最早于1922年由著名德國化學(xué)家赫爾曼·施陶丁格提出，但其應(yīng)用卻已有幾千年的歷史。從人類最開始利用蠶絲、棉、毛等織成織物，到后來用木材、棉、麻等造紙，人類在利用這些天然高分子作為生活資料和生產(chǎn)資料中不斷進(jìn)步。到了19世紀(jì)30年代，天然高分子衍生物即改性或半合成天然高分子材料被使用，其中典型代表就是硫化橡膠和硝化纖維素的使用。1907年出現(xiàn)合成高分子——酚醛樹脂，標(biāo)志合成高分子時(shí)代的到來，從此，合成高分子材料逐漸在諸多領(lǐng)域大放異彩。如今，高分子材料已經(jīng)成為社會進(jìn)步中不可或缺的基石，在日常生活、國防工業(yè)、科技發(fā)展等各個(gè)領(lǐng)域占有舉重輕重的地位。

高分子材料分類

如上所述，高分子按來源可以分為天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大類。天然高分子是存在于動(dòng)物、植物及生物體內(nèi)的天然物質(zhì)，如植物中的淀粉、纖維素、棉、麻等以及動(dòng)物中的蛋白質(zhì)、糖類、毛發(fā)等等。天然高分子可通過化學(xué)改性成天然高分子衍生物，從而改變其加工性能和使用性能，例如硫化橡膠、硝酸纖維素等。合成高分子是指自然界中不存在，通過化學(xué)方法合成的高分子，如我們常見的聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍等等。與天然高分子材料相比，合成高分子材料通常具有較好的力學(xué)性能、低密度、耐腐蝕性、耐磨性等一系列優(yōu)異的性能。

此外，高分子材料根據(jù)其應(yīng)用功能又可以分為通用高分子材料及功能高分子材料。

通用高分子材料是指能夠通過大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，并普遍應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、電子工業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)主要領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ畹母叻肿硬牧希缢芰稀⑾鹉z、纖維、粘合劑、涂料等。通用高分子材料給人類生活帶來了極大的改變。以使用最多的塑料、橡膠和纖維為例，塑料的使用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，從日常食品、化妝品、藥瓶等包裝，到建材管道、電子器件、家居裝修及日常用品，再到汽車、火車裝飾甚至航天設(shè)施。橡膠主要是用來制作輪胎，除此之外，由橡膠作為原材料制作的密封制品（密封條、橡膠圈等）、膠管、傳動(dòng)帶及安全制品等在汽車、航空航天及國防裝置中都發(fā)揮著極其重要的作用。合成纖維的出現(xiàn)首先解決了天然纖維種植的制約，隨后隨著技術(shù)的進(jìn)步，從我們常穿的的確良（滌綸）、尼龍（錦綸）等，到消防員所穿的聚酰亞胺防火服，以及防彈衣中的碳纖維都屬于合成纖維。合成纖維性能優(yōu)異，能夠滿足不同領(lǐng)域需求的纖維得到廣泛應(yīng)用。

功能高分子材料一般是指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料。其突出特點(diǎn)在于其特殊的光、電、磁、催化等性能，具體如光敏高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、鐵磁性高分子材料以及生物高分子材料。因其功能的獨(dú)特性，功能高分子材料在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。如光?dǎo)高分子材料用于靜電復(fù)印、噴墨打印等領(lǐng)域，極大地提高了辦公效率；導(dǎo)電功能高分子材料用于電池、電路、精密儀器等，大大提高了傳導(dǎo)效率；高分子分離膜在水污染處理、物質(zhì)分離等環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，降低了生產(chǎn)處理成本，利于環(huán)境保護(hù)；最后還有與生命息息相關(guān)的生物醫(yī)用功能高分子材料，在人工器官、外科修復(fù)以及藥物及藥物釋放等方面，獲得越來越多的關(guān)注。

高分子材料的未來發(fā)展

篇2

關(guān)鍵詞：高分子材料  可降解  生物

        我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

        生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

        生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

        2、生物可降解高分子材料的類型

        按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

        2.1微生物生產(chǎn)型

        通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频?。

   2.4摻合型

        在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

        3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

        傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過化學(xué)修飾和共混等方法，對自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

        3.1.2化學(xué)合成法

        模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

        3.1.3微生物發(fā)酵法

        許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

   

;     3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

        3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

        目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻(xiàn)：

篇3

關(guān)鍵詞：高分子材料,；材料成型； 控制技術(shù)

中圖分類號： TB324文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

隨著現(xiàn)代社會科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，在現(xiàn)代化的工業(yè)建設(shè)中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術(shù)。

1.高分子材料成型的基本原理及問題

通常，在傳統(tǒng)的高分子工業(yè)生產(chǎn)中,高分子材料的制備和加工成型是兩個(gè)截然不同的工藝過程。制備過程主要是化學(xué)過程：單體、催化劑及其他助劑通過反應(yīng)堆或其他合成反應(yīng)器生成聚合物。聚合反應(yīng)往往需要幾小時(shí)甚至數(shù)十小時(shí), 部分聚合反應(yīng)還需要在高溫、高壓或真空等條件下進(jìn)行。聚合反應(yīng)結(jié)束后再分離、提純、脫揮和造粒等后處理工序。制備過程流程長、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重,增加了制造成本。合成的聚合物再通過加工成型,得到制品。一般采用擠塑、注塑、吹塑或壓延等成型工藝,設(shè)備投資大。此外,加工過程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反應(yīng)加工是將高分子材料的合成和加工成型融為一體,賦予傳統(tǒng)的加工設(shè)備(如螺桿擠出機(jī)等)以合成反應(yīng)器的功能。單體、催化劑及其他助劑或需要進(jìn)行化學(xué)改性的聚合物由擠出機(jī)的加料口加入,在擠出機(jī)中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成聚合物或經(jīng)化學(xué)改性的新型聚合物。同時(shí),通過在擠出機(jī)頭安裝適當(dāng)?shù)目谀?直接得到相應(yīng)的制品。反應(yīng)加工具有應(yīng)周期短(只需幾分到十幾分鐘)、生產(chǎn)連續(xù)、無需進(jìn)行復(fù)雜的分離提純和溶劑回收等后處理過程、節(jié)約能源和資源、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)。

高分子材料的性能不僅依賴于大分子的化學(xué)和鏈結(jié)構(gòu),而且在很大程度上依賴于材料的形態(tài)。聚合物形態(tài)主要包括結(jié)晶、取向等, 多相聚合物還包括相形態(tài)( 如球、片、棒、纖維及共連續(xù)相等) 。聚合物制品形態(tài)主要是在加工過程中復(fù)雜的溫度場與外力場作用下原位形成的。

高分子反應(yīng)加工分為兩個(gè)部分：反應(yīng)擠出和反應(yīng)注射成型。目前國內(nèi)外研究與開發(fā)的熱點(diǎn)集中在反應(yīng)擠出領(lǐng)域。高分子材料的反應(yīng)擠出通常包括兩個(gè)方面：一是將反應(yīng)單體、對話及核反應(yīng)助劑直接引入螺桿擠出機(jī),在連續(xù)擠出的過程中發(fā)生聚合反應(yīng),生成聚合物；二是將一種或數(shù)種聚合物引入螺桿擠出機(jī), 并在擠出機(jī)的適當(dāng)部位加入反應(yīng)單體、催化劑或反應(yīng)助劑, 在連續(xù)擠出的過程中,使單體發(fā)生均聚或與聚合物共聚,或使聚合物間發(fā)生偶聯(lián)、接枝、酯交換等反應(yīng), 對聚合物進(jìn)行化學(xué)改性或形成新的聚合物。反應(yīng)加工過程中涉及的化學(xué)反應(yīng)有自由基引發(fā)聚合、負(fù)( 或正) 離子引發(fā)聚合、縮聚、加聚等多種反應(yīng)類型, 與傳統(tǒng)反應(yīng)需數(shù)小時(shí)或十幾小時(shí)相比,其反應(yīng)時(shí)間往往只有幾分鐘或幾十分鐘。

高分子材料的合成和制備一般是由幾個(gè)化工單元操作組成的,高分子反應(yīng)加工把多個(gè)單元操作熔為一體,有關(guān)能量的傳遞和平衡,物料的輸運(yùn)和平衡問題,與一般單個(gè)化工單元操作截然不同。由于反應(yīng)加工過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(聚合)多為放熱反應(yīng),傳統(tǒng)聚合過程是利用溶劑和緩慢反應(yīng)解決傳熱與傳質(zhì)問題的,而在聚合反應(yīng)加工過程中,物料的溫度在數(shù)分鐘內(nèi)將達(dá)到 400-800℃,若不將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱及時(shí)的脫除,物料將發(fā)生降解和炭化。傳統(tǒng)的加工過程是通過設(shè)備給聚合物加熱,而聚合反應(yīng)加工中是需要快速將聚合生成的熱量通過設(shè)備移去,因此,必須從化學(xué)工程和工程熱物理學(xué)兩個(gè)方面開展相應(yīng)的基礎(chǔ)研究。

高分子材料的物理機(jī)械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)的形態(tài)結(jié)構(gòu),而高分子材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)則與加工工藝有著密切的關(guān)系。

流變學(xué)是研究物體流動(dòng)和變形的科學(xué),高分子材料流變學(xué)是其成型加工成制備的理論基礎(chǔ)。伴隨化學(xué)反應(yīng)的高分子材料的流變性質(zhì)則有其自身的規(guī)律和特點(diǎn)。因此, 研究反應(yīng)加工過程中的化學(xué)流變學(xué)問題將為反應(yīng)加工過程的正常進(jìn)行和反應(yīng)產(chǎn)物加工成制品提供重要的理論基礎(chǔ)。

2高分子材料成型過程中的控制

一般說來，在六七十年代主要重視的是單一聚合物在通常加工過程中的形態(tài)；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形態(tài)形成規(guī)律以及單一聚合物在特殊加工條件下形態(tài)成為主要研究對象；九十 年代以來,主要從控制聚合物形態(tài)規(guī)律出發(fā), 研究新型聚合物、新型加工過程中聚合物形態(tài)形成、發(fā)展及調(diào)控, 通過新型形態(tài)及特殊形態(tài)的形成,獲得性能獨(dú)特的單一或多相高分分子材料。

我國是自 20 世紀(jì) 80 年代以來,對聚合物及其共混物在加工中形態(tài)發(fā)展和控制給予了高度重視。方向上大體是與國際同步的。近年來,我們國家主要研究內(nèi)容涉及高分子材料加工過程中形態(tài)控制的科學(xué)問題,包括高分子在復(fù)雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態(tài)結(jié)構(gòu)演化、形成規(guī)律以及在溫度、壓力等各種極端狀態(tài)下高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。在已取得的理論成果知道下,開發(fā)了多種新型高分子材料,有的產(chǎn)生了良好經(jīng)濟(jì)效益。多數(shù)聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態(tài)控制和穩(wěn)定帶來困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中制品處于非等溫場中,制品溫度對其形態(tài)及性能有很大影響。但在通常聚合物加工中制品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同制品位置溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系。關(guān)鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時(shí)間變化關(guān)系。研究微纖對基體聚合物結(jié)晶形態(tài)、結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)不僅拉伸流動(dòng)行式成核和纖維成核,而且發(fā)現(xiàn)纖維在拉伸流動(dòng)場作用下輔助成核。將導(dǎo)電離子組裝到微纖中, 使微纖在體系中形成導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而顯著降低體系的導(dǎo)電逾滲值和獨(dú)特的 PTC(電阻正溫度效應(yīng))和 NTC(電阻負(fù)溫度效應(yīng))效應(yīng)。

高分子材料的形態(tài)與物理力學(xué)性能之間有密不可分的關(guān)系,這是高分子材料研究中的一個(gè)永恒課題。與其他材料相比, 高分子材料的形態(tài)表現(xiàn)出特有的復(fù)雜性：高分子鏈有復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、共聚構(gòu)型和剛?cè)嵝?可以通過現(xiàn)有的合成方法進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整；高分子長鏈結(jié)構(gòu)使得其熔體有粘彈性；高分子的馳豫時(shí)間很寬,并在很小的應(yīng)變作用下出現(xiàn)強(qiáng)烈的非線。

3高分子材料的發(fā)展趨勢

高分子材料的高性能化：現(xiàn)有的高分子材料雖已有很高的強(qiáng)度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應(yīng)用, 進(jìn)一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料發(fā)展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、復(fù)合等方法, 是提高性能的主要途徑。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基團(tuán)或分子結(jié)構(gòu)或兩者共同作用的結(jié)果。這類高分子材料又稱為功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發(fā)展最快的一個(gè)方向。各種醫(yī)用高分子就屬于這一范疇。有人認(rèn)為,除人腦僅 1.5kg 重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基礎(chǔ),細(xì)胞、蛋白質(zhì)、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學(xué)的一個(gè)最主要發(fā)展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。

結(jié)束語

綜上所述，在科技日益進(jìn)步的今天，我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技術(shù)與裝備的道路，把握技術(shù)前沿，培育自主知識產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進(jìn)程，加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高分子材料的發(fā)展方向.國家自然科學(xué)基金委員會.高分子材料科學(xué).科學(xué)出版社，1994.

[2] 史玉升,李遠(yuǎn)才,楊勁松.高分子材料成型工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

篇4

一、 微膠囊壁材的分類

壁材是構(gòu)成囊的外殼。不同的壁材在一定程度上決定著產(chǎn)品的物化性質(zhì)。目前可作為微膠囊壁材材料的物質(zhì)主要有3類：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些無機(jī)材料也可作為微膠囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微膠囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)類、蠟與脂類物質(zhì)等。

天然高分子材料無毒或毒性很小、不需大量的有機(jī)溶劑、對環(huán)境危害小、粘度大、易成膜，但機(jī)械強(qiáng)度差，

2．半合成高分子材料

用作微膠囊殼材料的半合成高分子材料主要是纖維素衍生物。如甲基纖維素、乙基纖維素等，另外還有雙硬脂酸甘油酯、羥基硬脂醇等油類。

半合成高分子材料的特點(diǎn)是毒性較小、粘度大、成鹽后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不適合高溫處理，需在使用時(shí)臨時(shí)配制。

3．全合成高分子材料

常用于微膠囊囊殼材料的全合成高分子材料可分為生物降解和不可生物降解2類，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特點(diǎn)是成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、儲存運(yùn)輸方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有機(jī)溶劑、成本高，對環(huán)境危害大，因此要選擇無毒或低毒、對原藥溶解性較好的溶劑。

4．無機(jī)材料

目前大部分微膠囊用無機(jī)材料包覆的不多，但從生物降解和環(huán)境保護(hù)方面考慮，用無機(jī)材料對活性組分進(jìn)行包覆有很大的發(fā)展前景，如碳酸鈣或磷酸鹽等。

二、 微膠囊制備方法分類

微膠囊化的基本步驟：

1） 芯材為分散相，壁材在分散相或連續(xù)相中；

2） 通過乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在連續(xù)相中；

3） 通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包覆在已分散的芯材周圍；

4） 合成的膜殼是不穩(wěn)定的部分，需利用化學(xué)和物理方法進(jìn)行處理，以期達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度。

微膠囊的制備可歸納為物理化學(xué)法、物理機(jī)械法和化學(xué)法。

1．物理化學(xué)法

在液相中進(jìn)行，囊芯物與囊材在一定條件下形成新相出來，故又稱相分離方法。它的步驟大體可分為囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉積和囊材的固化四個(gè)步驟。相分離方法又分為單凝聚法、油相分離法、改變溫度法、液中干燥法、復(fù)相乳液法。

2．物理機(jī)械法

本法是將固態(tài)或液態(tài)藥物在氣相中進(jìn)行微膠囊化，需要一定的設(shè)備條件。物理機(jī)械法又分為噴霧干燥法、噴霧凝結(jié)法、空氣懸浮法、多孔分離法。

3．化學(xué)法

化學(xué)法是利用在溶液中單體或高分子通過聚合反應(yīng)或縮合反應(yīng)，產(chǎn)生囊膜制成微囊的方法。特點(diǎn)是不加絮凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化?；瘜W(xué)法又分界面聚合法、原位聚合法、輻射交聯(lián)法。

三、 微膠囊在化妝品中的應(yīng)用

微膠囊化可將固體、液體甚至氣體包覆在一個(gè)微小膠囊中，采用此技術(shù)可保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定，解決傳統(tǒng)工藝的不足。另外它對保護(hù)生物活性分子和組織的活性也有較大促進(jìn)作用。很多化妝品中已經(jīng)采用了微膠囊技術(shù)，將微膠囊應(yīng)用于化妝品中，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)如下：

1．保護(hù)芯材，有效防止外界環(huán)境因素對芯材的破壞等不良影響。pH值、氧氣、濕度、熱、光和其他物質(zhì)等，提高其穩(wěn)定性。有些物料容易揮發(fā)和氧化，如胡蘿卜素，接觸空氣中的氧氣會被氧化，采用復(fù)凝聚法制備胡蘿卜素微囊，研究表明胡蘿卜素原料于光照條件下半衰期為6.9天，而胡蘿卜素微囊在相同條件下半衰期為24.8天，胡蘿卜素微囊為原料的3.6倍，將胡蘿卜素制成微囊可增加化妝品的穩(wěn)定性。再如維生素C，性質(zhì)極不穩(wěn)定，分子中含有連烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的還原性及內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)易水解。一方面與空氣接觸自動(dòng)氧化生成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸水解生成2，3－二酮C古羅糖酸，并可進(jìn)一步氧化生成蘇阿塘酸和草酸，從而失去治療作用。另一方面維生素C的水溶液不穩(wěn)定。pH過高或過低都能使內(nèi)酪環(huán)水解，并可進(jìn)一步發(fā)生脫羧反應(yīng)而生成糠醛。后者受空氣影響經(jīng)氧化和緊合而呈黃色?？諝狻⒐?、熱和重金屬都可以加速本反應(yīng)的發(fā)生。通過將其制成維生素C微囊達(dá)到解決其不穩(wěn)定的問題，同時(shí)達(dá)到控制維生素C的釋放，維持穩(wěn)定它的濃度，用于化妝品中可減少涂抹次數(shù)，降低化妝品不良反應(yīng)的目的。

2．隔離不相容組分。微膠囊化成分可與其它組分相隔離。當(dāng)原料中由幾種容易相互起作用的成分組成時(shí)，把其中某種成分微囊化后使其互相隔離，阻止成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高各自的穩(wěn)定性，延長保質(zhì)期。在配制染發(fā)化妝品時(shí)，利用微膠囊這一特性，可將染發(fā)劑與氧化劑兩者之一微膠囊化，即可得到使用方便的一劑染發(fā)化妝品。再如化妝品中經(jīng)常用到的凝露，晶瑩剔透的外觀，內(nèi)通常加有彩色微囊，包裹著油類，既達(dá)到了產(chǎn)品美觀的視覺感受，又滿足了滋潤皮膚的效果。

3．控制釋放，有效地控制芯材的釋放，使芯材效能得到最大限度的發(fā)揮。該微膠囊壁相當(dāng)于一個(gè)半透膜，在一定條件下可允許芯材物質(zhì)透過，以延長芯材物質(zhì)的作用時(shí)間。如化妝品中具有清涼爽膚作用的薄荷醇。由于它幾乎不溶于水，擴(kuò)散力強(qiáng)、易揮發(fā)而不持久、暴露在空氣中易升華的特點(diǎn)，給生產(chǎn)貯運(yùn)帶來諸多不便，貨架期短。利用微膠囊技術(shù)可以提高它的貯藏穩(wěn)定性、降低揮發(fā)性，從而延長貨架期，實(shí)現(xiàn)添加產(chǎn)品的控制釋。再如以聚乳酸為囊材制備的茶多酚緩釋微囊，粒徑多在100～200um，最大包封率為49％，該微囊具有緩釋和保護(hù)茶多酚的雙重作用。用于化妝品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和氣味，掩蓋芯材的異味。亞麻油由于具有不雅味道難用于好的化妝品，做成微囊后用于化妝品不僅無味，不易被氧化，而且具有很好的護(hù)膚功效。再如特有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，配置到化妝品中，可以制得無色無味的優(yōu)質(zhì)化妝品。

5.改變芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)。將有利于液體或半固體的流質(zhì)體轉(zhuǎn)化為自由流動(dòng)的固體粉末，有利于物料的使用、運(yùn)輸、保存，并可簡化工藝，防止或延緩了產(chǎn)品劣變的發(fā)生。

6.需要改變物質(zhì)功能的化合物。將疏水性物質(zhì)通過表面處理，使其具有相反的性質(zhì)。如神經(jīng)酰胺微膠囊化后就可以直接加入水劑產(chǎn)品。

篇5

關(guān)鍵詞：功能高分子設(shè)計(jì)；雙語教學(xué)；探究式教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0210-02

“十二五”規(guī)劃指出，目前我國新材料產(chǎn)業(yè)正處于強(qiáng)勁發(fā)展階段，新材料產(chǎn)業(yè)約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的15%，預(yù)計(jì)年增長速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工的特點(diǎn)，使其擁有其他材料不可比擬、不可取代的優(yōu)異性能，從而被廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料興起于上個(gè)世紀(jì)60年代，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領(lǐng)域后開發(fā)涌現(xiàn)出的新材料，指在其原有優(yōu)異力學(xué)性能基礎(chǔ)上，還具備化學(xué)反應(yīng)活性、導(dǎo)電性、光敏性、生物相容性、選擇分離性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其復(fù)合材料，近年來在高分子材料領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。

而功能高分子設(shè)計(jì)課程就是面向功能高分子材料方向本科學(xué)生的概論性課程，是一門研究與功能高分子相關(guān)的分子設(shè)計(jì)與合成方法的學(xué)科，主要包括各種特殊的功能單體的設(shè)計(jì)與合成、各種活性聚合方法及當(dāng)前高分子設(shè)計(jì)相關(guān)范疇的最新研究成果和方向。目的是使學(xué)生在已有的有機(jī)合成和高分子化學(xué)課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握功能高分子的單體設(shè)計(jì)與合成、活性聚合方法等理念與技能，培養(yǎng)學(xué)生初步具有設(shè)計(jì)功能單體和選擇聚合方法的能力，并了解本學(xué)科方向前沿新動(dòng)向，為今后學(xué)生在功能高分子材料領(lǐng)域就業(yè)或繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。如何讓功能高分子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)更適應(yīng)時(shí)代的要求，滿足和諧社會創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求，是我們必須研究和探索的問題。

如今，國內(nèi)高校的功能高分子設(shè)計(jì)課程教學(xué)所存在的問題主要表現(xiàn)為兩方面：（1）以漢語教學(xué)為主。功能高分子設(shè)計(jì)課程中，一部分重要內(nèi)容為講述先進(jìn)功能高分子材料，需要緊跟該領(lǐng)域前沿性發(fā)展情況，而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現(xiàn)在國際刊物、國際會議資料以及互聯(lián)網(wǎng)上，查閱英文文獻(xiàn)是獲取這些最新信息的主要途徑，并且國外已有許多原版教材可直接作為圖書資料使用[1，2]，導(dǎo)致學(xué)生僅被動(dòng)依靠教師翻譯講述，無法自主獲取該領(lǐng)域最新的研究成果，致使學(xué)生對學(xué)科發(fā)展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高學(xué)生的專業(yè)英語水平。（2）以“注入式”教學(xué)方法為主[3，4]。通常由教師在講臺上講授分析原理、目的、內(nèi)容及測試實(shí)例，不利于激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)致學(xué)生主觀能動(dòng)性發(fā)揮不夠，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。綜上所述，傳統(tǒng)的漢語主講，注入式教學(xué)為主的功能高分子設(shè)計(jì)課程教學(xué)無法保證高質(zhì)量的教學(xué)效果和質(zhì)量，不利于培養(yǎng)既具有扎實(shí)專業(yè)理論功底，又具有良好外語水平的創(chuàng)新型復(fù)合人才，所以，筆者在32課時(shí)的課堂實(shí)踐基礎(chǔ)上提出了采用雙語教學(xué)和探究式教學(xué)相結(jié)合的方法，主要包括以下四階段的探索。

一、專業(yè)英語的有效學(xué)習(xí)

功能高分子類專業(yè)課的雙語教學(xué)旨在促使學(xué)生獲取專業(yè)知識的同時(shí)提高英文運(yùn)用能力。其中的教學(xué)核心是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用英文思考、求知、交流專業(yè)知識的能力，為學(xué)生今后在專業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用英文進(jìn)行交流以及科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，不可舍本逐末過多地注重英文語法與詞匯的講解，所以稱之為英語的“有效學(xué)習(xí)”。

選取化學(xué)工業(yè)出版社的《高分子材料專業(yè)英語》，進(jìn)行常用高分子單體、有機(jī)試劑及實(shí)驗(yàn)器具單詞的教學(xué)，從共有詞頭和詞根出發(fā)，比如聚合“poly-”和烴“-ene”等，目的使學(xué)生在4個(gè)課時(shí)內(nèi)可以做到看懂常用單詞，但并不盲目追求拼寫與語法。

二、團(tuán)隊(duì)合作的開放討論

在完成初期的英語學(xué)習(xí)后，將學(xué)生分為6～8人小組，給出8～10個(gè)專題講座方向，讓學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)部討論，找出本小組最感興趣的方向，隨后委派代表在課堂陳述，最終制定6個(gè)專題。目的是教授學(xué)生感興趣的專題，而不是照本宣科地講述功能高分子領(lǐng)域的“老三篇”。比如學(xué)生提出專題為“導(dǎo)電高分子材料在電子類產(chǎn)品上的應(yīng)用”，既與傳統(tǒng)專題“導(dǎo)電功能材料”相關(guān)，又與當(dāng)今信息時(shí)代的大環(huán)境切合，可以有效提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生思維碰撞，激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)創(chuàng)造思維的發(fā)展。

在此過程中，讓學(xué)生充分表現(xiàn)、合作與競爭，使教師指導(dǎo)和學(xué)生自主探究相結(jié)合，傳授知識和解決問題相結(jié)合，單一性思考和求異性思維相結(jié)合。要密切關(guān)注討論的進(jìn)程和存在的問題，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和引導(dǎo)；充分調(diào)動(dòng)學(xué)生討論的積極性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)，特別是善于捕捉后進(jìn)生的“閃光點(diǎn)”，及時(shí)給予鼓勵(lì)。

三、英文文獻(xiàn)的小組pk

在確定專題以后，采取“2-1-1”的4課時(shí)講座模式，即教師進(jìn)行2課時(shí)的專題講座，學(xué)生進(jìn)行1課時(shí)的文獻(xiàn)閱讀與表述，最后進(jìn)行1課時(shí)的課堂大討論，要求小組學(xué)生分工將文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)梳理，得出自己的結(jié)論和解釋。不同的學(xué)生或者團(tuán)隊(duì)可以就同一問題提出不同的解釋或看法。他們要能夠?qū)⒆约旱慕Y(jié)論清楚地表達(dá)出來，大家共同探討，使大家思維相互碰撞，努力撞擊出創(chuàng)造思維的火花。

以“感光功能高分子材料”為例，教師主要講述感光類高分子材料的光作用機(jī)理、感光基團(tuán)、常見感光高分子材料，并通過英文前沿文獻(xiàn)的講述讓學(xué)生了解感光高分子材料的應(yīng)用，隨后布置小組分工英文文獻(xiàn)閱讀，在下次課堂上讓各個(gè)小組代表進(jìn)行文獻(xiàn)講述。文獻(xiàn)講述不需要全篇翻譯，注重理解該感光材料的合成方法和過程，以及其制備的目的和意義，并能通過小組討論與自主思考去試圖提出該文獻(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)及不足之處，做到不迷信文獻(xiàn)。講述完成以后，教師帶領(lǐng)所有小組對各小組的表現(xiàn)對進(jìn)行點(diǎn)評與提問，模擬答辯模式，很好地鍛煉學(xué)生的口頭表述能力和心理素質(zhì)。最后進(jìn)行小組相互評分，評出感光功能高分子材料專題文獻(xiàn)講述的第一名，充分提升同學(xué)們的競爭意識，引爆課堂氣氛。

四、功能設(shè)計(jì)的綜合應(yīng)用

最后4課時(shí)為考核課時(shí)，考核目的為讓學(xué)生具備可以初步具備設(shè)計(jì)特定功能高分子材料的能力，比如選取“我身邊的綜合功能高分子材料設(shè)備”，讓每小組選取生活中常用的物件，指出其所含有的兩種或多種功能高分子材料，并通過小組討論、課程復(fù)習(xí)及資料查閱指出如何設(shè)計(jì)新型的功能高分子材料來取代傳統(tǒng)材料。例如，有小組圍繞“手機(jī)”進(jìn)行協(xié)作，指出手機(jī)的表觀柔感涂層為感光功能高分子材料，具有快速、綠色、高效的特點(diǎn)，可采取無機(jī)填料與高分子復(fù)合的方法進(jìn)行性能改進(jìn)；而手機(jī)的內(nèi)層電路板為導(dǎo)電高分子材料，可通過先進(jìn)的印刷電子的方法快速制備一體化電路，降低制作成本。由此，讓學(xué)生從更深層面上理解功能高分子材料擁有廣泛應(yīng)用性的特點(diǎn)，消除了學(xué)生“學(xué)而無以致用”的疑慮，顯著提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有效培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新思維。

總之，在功能高分子設(shè)計(jì)課程中，開展雙語教學(xué)與探究式教學(xué)相結(jié)合的方法對于人才培養(yǎng)是一項(xiàng)非常有意義的工程，在教學(xué)實(shí)施過程中，因材施教、循序漸進(jìn)，從教學(xué)的準(zhǔn)備、策略、方法和細(xì)節(jié)等各環(huán)節(jié)精心設(shè)計(jì)及有效實(shí)施，并不斷探索與改進(jìn)。培養(yǎng)出既具有深厚的專業(yè)知識基礎(chǔ)，又具有良好專業(yè)外語的運(yùn)用能力，同時(shí)洞悉學(xué)科前沿的創(chuàng)新性復(fù)合人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐丹，黎盛，李代明.包裝材料學(xué)課程雙語教學(xué)實(shí)踐與探索[J].中國輕工教育，2012，（6），72-74.

[2]張暉，張積家.雙語水平和雙語經(jīng)驗(yàn)隊(duì)大學(xué)生創(chuàng)造力態(tài)度的影響[J].現(xiàn)代教育論壇，2011，（4），26-30.

[3]呂明生，王淑軍.食品分析課程教學(xué)實(shí)踐與實(shí)踐[J].科教文匯，2008，（1），44-47.

篇6

問：高分子材料與工程專業(yè)的研究對象是什么？

答：高分子材料與工程是一門將理科、工科相結(jié)合的專業(yè)。高分子材料，又可以稱作石油化學(xué)工業(yè)。在發(fā)達(dá)國家，石油化學(xué)工業(yè)里60%～70%的產(chǎn)值是由高分子來體現(xiàn)的。高分子專業(yè)涉及合成與加工兩個(gè)方面，到了碩士階段分設(shè)理科的“高分子化學(xué)與物理”和工科的“高分子材料”兩個(gè)專業(yè)。

問：本科核心課程有哪些？高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)生需要具備什么特質(zhì)？

答：有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料、功能高分子導(dǎo)論。其中的高分子化學(xué)、高分子物理和高分子材料都有相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。

我認(rèn)為一個(gè)專業(yè)需要各種各樣的人，高分子也是一樣。不能說哪類學(xué)生特別適合學(xué)這個(gè)專業(yè)，我倒覺得更應(yīng)該是學(xué)生在選擇高分子后，能夠主動(dòng)去適應(yīng)這個(gè)體系，發(fā)揮自身的特點(diǎn)，不斷深入，持之以恒，這樣才能夠?qū)W好。

小編插話：如果能夠不斷深入學(xué)習(xí)，持之以恒，說不定就會像美劇《生活大爆炸》中的謝耳朵、霍華德他們一樣，成為厲害的物理學(xué)家或化學(xué)家！在學(xué)習(xí)的路上，就算腳踩荊棘也要大步前行，來看看都會遇到怎樣的困難吧。

問：在高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)習(xí)過程中，有可能遇到的困難是什么？

答：困難主要在于從經(jīng)典化學(xué)到高分子化學(xué)的改變。高分子是混合物，所以高分子化學(xué)的化學(xué)式，結(jié)構(gòu)不明確。在經(jīng)典化學(xué)中，化合物有明確的分子式，但到了高分子化學(xué)，很多時(shí)候我們只能說大概是這樣，不夠明確，這會令學(xué)生困惑。

等到學(xué)習(xí)高分子物理，困惑就更多。因?yàn)閷W(xué)科體系尚未完全建立，很多東西只是在一定條件下的研究過程中，覺得應(yīng)該是那么回事，至今沒有定論。這種現(xiàn)象，對學(xué)生甚至老師來說，都是困惑的。

此外，高分子是大分子混合物，每一個(gè)聚合物的分子量有幾萬、幾十萬，甚至上百萬，分子量龐大，且混在一起，此時(shí)就需要統(tǒng)計(jì)理論來總結(jié)規(guī)律。高分子物理里有大量統(tǒng)計(jì)理論，而統(tǒng)計(jì)理論對一般人來講，很難理解。

問：大家是否有對高分子材料與工程專業(yè)的理解誤區(qū)？

答：很多人認(rèn)為高分子材料是不環(huán)保的，特別是所謂的“白色污染”，這樣的說法并不科學(xué)。高分子材料從制造、使用、處置和無害化處理的多環(huán)節(jié)的綜合評價(jià)結(jié)果來看，是對環(huán)境污染最小和能量消耗最少的材料。國內(nèi)之所以出現(xiàn)“白色污染”，是因?yàn)槿藗儧]有養(yǎng)成良好的環(huán)境保護(hù)理念和垃圾分類處置的習(xí)慣。學(xué)習(xí)和掌握了高分子的相關(guān)知識，不僅可以成為你事業(yè)的方向，還可以使自己的生活過得更加健康和環(huán)保。

問：高分子材料與工程專業(yè)的畢業(yè)生，主要是面向哪些行業(yè)就業(yè)？

答：各行各業(yè)都可以。我們系大多數(shù)學(xué)生讀研究生、出國，真正本科一畢業(yè)就去工作的好像很少，碩士畢業(yè)很容易找工作。

篇7

關(guān)鍵詞：高分子材料改性;教學(xué)改革;實(shí)踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）41-0094-02

一、緒論

“高分子材料改性”是高等工科學(xué)校高分子材料與工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。高分子改性的方法多種多樣，各種不同門類的改性方法之間相互關(guān)聯(lián)、相互依托，這不僅體現(xiàn)在理論范疇，而且體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域。通過本門課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增強(qiáng)理論和技術(shù)，共混工藝以及聚合物改性的最新研究進(jìn)展;了解常用的改性設(shè)備;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)理論、基本知識去分析與解決實(shí)際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點(diǎn)以及過去幾年的教學(xué)實(shí)踐，目前“高分子材料改性”課程教學(xué)中還存在以下3個(gè)主要問題：

1.授課計(jì)劃和授課內(nèi)容安排不合理?！案叻肿硬牧细男浴闭n程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混過程與調(diào)控、共混物的形態(tài)、共混體系相容熱力學(xué)、共混物性能的預(yù)測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領(lǐng)域中的應(yīng)用、共混方法在短纖維填充體系及納米復(fù)合物材料中的應(yīng)用、聚合物共混工藝與設(shè)備等。對于強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用的高分子材料與工程專業(yè)的本科學(xué)時(shí)來說，該課程顯得尤其重要[2]。根據(jù)授課計(jì)劃安排，該課程開設(shè)32學(xué)時(shí)，存在著內(nèi)容多、課時(shí)少、授課內(nèi)容需要進(jìn)一步提煉等問題，難以在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)有效、連貫的開展教學(xué)活動(dòng)。

2.缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，“高分子材料改性”課程主要以講授為主，缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生主動(dòng)參與較少，導(dǎo)致學(xué)生感性認(rèn)識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設(shè)備時(shí)，學(xué)生們難以區(qū)分同向雙螺桿擠出機(jī)和異向雙螺桿擠出機(jī)的物料輸送方向，通過靜態(tài)的二維或三維圖片進(jìn)行講解時(shí)，其表現(xiàn)力度有限，無法有效地使學(xué)生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機(jī)的工作原理和區(qū)別。

3.教材更新與完善。目前，江蘇科技大學(xué)“高分子材料改性”課程選用的教材是2006年王國全老師編寫的《聚合物共混改性原理與應(yīng)用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、“十一五”國家重點(diǎn)圖書。教材在廣泛總結(jié)國內(nèi)外高分子共混理論與應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上，融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領(lǐng)域的教學(xué)與科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編著而成[1]。目前，高分子共混改性等相關(guān)方法在高分子加工領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)展和壯大，但是該教材自2007年第一次出版后沒有進(jìn)行過更新和修訂，部分內(nèi)容與當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀不符，例如教材第七章介紹五大通用塑料產(chǎn)量時(shí)，依據(jù)2006年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，聚氯乙烯的產(chǎn)量僅次于聚乙烯居于第二位，而隨著聚氯乙烯應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，目前聚氯乙烯的產(chǎn)量已經(jīng)超過聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全適應(yīng)于當(dāng)前高分子材料與工程專業(yè)“高分子材料改性”課程的教學(xué)。

4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”課程考核方式為平時(shí)成績占30%，期末成績占70%。平時(shí)成績占比較低，期末成績占比較高，出現(xiàn)部分學(xué)生平時(shí)不重視課后作業(yè)，期末考試時(shí)突擊復(fù)習(xí)通過考試的現(xiàn)象。這樣的考核方式無法反映出學(xué)生的真實(shí)水平和實(shí)際能力，也很難讓學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力得以實(shí)質(zhì)性提高。

二、教學(xué)改革方法與手段

針對高分子材料與工程專業(yè)“高分子材料改性”的特點(diǎn)和目前存在的問題，結(jié)合江蘇科技大學(xué)的實(shí)際情況，要求學(xué)生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，作者結(jié)合該課程的特點(diǎn)以及過去幾年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)改革方法。

（一）結(jié)合課程特點(diǎn)，調(diào)整授課計(jì)劃和內(nèi)容

針對授課內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的問題，有必要對課程進(jìn)行提煉整理，刪除部分與聚合物共混改性無關(guān)的內(nèi)容。例如教材第五章中相分離行為與均相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的內(nèi)容對于物理化學(xué)專業(yè)十分重要，但是對高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生來說，只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業(yè)的教學(xué)要求。同時(shí)，對于后續(xù)的Flory-Huggins模型和狀態(tài)方程理論部分為高分子物理講授內(nèi)容，也可以進(jìn)行適當(dāng)刪減和提煉。另外，共混物的相界面學(xué)習(xí)對于分析多相共混體系的微觀結(jié)構(gòu)和性能至關(guān)重要，現(xiàn)有的授課計(jì)劃中相關(guān)內(nèi)容過于簡單，無法滿足高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求，因此有必要增加相關(guān)的授課內(nèi)容。

（二）增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力

“高分子材料改性”是一門理論與實(shí)踐并重的課程，部分授課內(nèi)容較為抽象，學(xué)生只有通過親自實(shí)踐，才能對課堂學(xué)習(xí)的相關(guān)知識進(jìn)行充分的理解和消化吸收。同時(shí)，實(shí)踐環(huán)節(jié)的引入，學(xué)生們可以在實(shí)踐過程中提高感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及發(fā)現(xiàn)問題、查閱文獻(xiàn)、相互合作去分析解決問題的能力，這對于學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和工作都具有重要意義。另外，實(shí)踐環(huán)節(jié)具有一定的趣味性，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[3]。

（三）優(yōu)化教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性

在以往的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，課堂上學(xué)生的參與程度少，課后缺乏主動(dòng)復(fù)習(xí)，導(dǎo)致整體的教學(xué)效果不好。教學(xué)方法的改革應(yīng)倡導(dǎo)以學(xué)生為主，激發(fā)學(xué)生自身作為學(xué)習(xí)主體的意識，使知識的學(xué)習(xí)從傳統(tǒng)的灌輸式教育方式向主動(dòng)吸收式的方向轉(zhuǎn)變，可以有效提高教學(xué)效果。例如可以將每堂課開始前的復(fù)習(xí)時(shí)間由以往的老師講改為學(xué)生講，上課前給學(xué)生5分鐘時(shí)間簡要總結(jié)上次課學(xué)習(xí)的主要知識點(diǎn)。這樣做一方面可以有效幫助學(xué)生提高上課時(shí)的注意力，另一方面可以督促學(xué)生課后及時(shí)復(fù)習(xí)課堂知識，更加牢固的掌握知識，做到融會貫通。同時(shí)該方法的推廣，還可以鍛煉學(xué)生的幻燈片制作水平并給每一位學(xué)生提供一個(gè)展現(xiàn)自己的機(jī)會，增加學(xué)生的主體意識[4]。

（四）優(yōu)化考核方法，引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展

課程考核是檢驗(yàn)教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張?jiān)嚲韥頇z查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而學(xué)生往往可以通過突擊性的復(fù)習(xí)取得較高的分?jǐn)?shù)，這樣的考核方式既不能準(zhǔn)確反映老師的教學(xué)效果，亦不能充分反映學(xué)生對知識的掌握程度[5]。根據(jù)高分子材料改性課程的特點(diǎn)，筆者在實(shí)際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時(shí)成績所占比重，將平時(shí)成績所占的比重從30%提高至40%，使學(xué)生認(rèn)識到平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性;二是進(jìn)一步增加隨堂提問，提高學(xué)生上課時(shí)的注意力，減少課外作業(yè)在平時(shí)成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘，讓學(xué)生利用幻燈片總結(jié)復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，督促學(xué)生養(yǎng)成課后復(fù)習(xí)的良好習(xí)慣。

三、教學(xué)改革效果

“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)2009級開設(shè)，目前已經(jīng)開設(shè)7屆。近三屆學(xué)生的成績分析表明，該課程平均優(yōu)良率為92%。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生利用共混改性相關(guān)的基本知識去分析與解決實(shí)際問題的能力得到明顯提高，很多同學(xué)參與了本科生的創(chuàng)新計(jì)劃大賽，做了很多有意思的實(shí)驗(yàn)性課題，部分同學(xué)取得了較好的成績。

四、結(jié)論

“高分子材料改性課程”教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，筆者以培養(yǎng)學(xué)生有效利用共混改性相關(guān)的基本知識去解決實(shí)際應(yīng)用問題為出發(fā)點(diǎn)，通過調(diào)整授課計(jì)劃、增加實(shí)踐環(huán)節(jié)、優(yōu)化教學(xué)方法和考核方法，去引導(dǎo)學(xué)生樹立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，充分掌握高分子共混改性的相關(guān)知識點(diǎn)。實(shí)踐證明，對“高分子材料改性課程”課程進(jìn)行教學(xué)改革能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，充分發(fā)揮學(xué)生自身潛力，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國全.聚合物共混改性原理與應(yīng)用[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[2]楊菁菁，周健，周仕龍，楊潤苗.“高分子材料改性綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，（6）.

[3]于淑娟.《聚合物合成工藝學(xué)》課程教學(xué)與改革[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，（2）.

[4]趙德仁，張慰盛.高聚物合成工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[5]李馨.考試改革對提高大學(xué)生綜合素質(zhì)的探討[J].農(nóng)業(yè)教育研究，2009，（3）.

Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course

ZHUO Qi-qi

（College of Material Science and Technology，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）

篇8

高分子的特點(diǎn)是個(gè)頭大，每個(gè)分子由幾萬、幾十萬個(gè)原子組成，分子量可達(dá)幾千、幾萬甚至幾百萬。而一般的低分子化合物，如水、鹽、酒精等，分子量卻不過幾十、幾百。怪不得人們稱高分子化合物是微觀世界的“巨人”呢！

相比于低分子，高分子的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多。它們由許許多多結(jié)構(gòu)相同的所謂“單體”構(gòu)成。這些“單體”手拉手地連接在一起，形成一條蜷曲的長鏈，有的長鏈之間連著短鏈，有的還有支鏈。

總之，這些分子“巨人”體態(tài)苗條，彼此糾纏在一起，吸引力大，不易分開，即使加熱也不會一下子變成液體，所以具有較好的彈性、塑性和強(qiáng)度。

但是，化學(xué)家們還不滿足，他們甚至干涉高分子的“內(nèi)政”：或改變鏈的結(jié)構(gòu)形式，或在鏈上加幾個(gè)特殊的“基團(tuán)”，結(jié)果新的高分子就具備了耐高溫、抗低溫、耐腐蝕、抗氧化以及電、磁、光、生理、催化等一系列特殊的新功能。

現(xiàn)在，這類特種高分子已被應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，在各項(xiàng)尖端技術(shù)中扮演著重要角色。

人造衛(wèi)星圍繞地球飛行時(shí)，面對太陽的一面溫度很高，背向太陽的一面溫度很低，怎樣才能保證不因溫度過高或過低而影響衛(wèi)星內(nèi)部儀器的工作呢？科學(xué)家們想到了一個(gè)好辦法，即依靠一種特種高分子來幫忙，用它做成“溫控涂料”涂在衛(wèi)星表面。

當(dāng)衛(wèi)星面向太陽時(shí)，高分子涂料可以助其散發(fā)熱量，背對太陽時(shí)還能起到絕熱保溫作用，這樣就能保證衛(wèi)星儀器的正常工作，使其源源不斷地為人們收集和提供情報(bào)。

此外，導(dǎo)彈、飛船重返大氣層時(shí)也碰到了難題：當(dāng)飛行速度高達(dá)音速的20倍時(shí)，空氣的劇烈摩擦可使導(dǎo)彈、飛船表面的溫度升高到5000℃以上。要知道普通鋼溫度達(dá)1000多度就會熔化成液體，合金鋼最多只能耐2000℃的溫度，用什么材料來做它們的保護(hù)層和隔熱罩呢？

科學(xué)家們找到了一種高分子燒蝕材料，將它涂在導(dǎo)彈、飛船的表面，當(dāng)它燃燒汽化成小分子時(shí)會帶走大量的熱，盡管外面烈火熊熊，里面卻安然無恙，這就起到了保護(hù)層和隔熱罩的作用。

電子工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了黃金時(shí)代，幾乎沒有一樣現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)技術(shù)少得了它。

但是，當(dāng)我們津津樂道電子工業(yè)的赫赫戰(zhàn)果時(shí)，卻不能忘掉高分子在此領(lǐng)域立下的汗馬功勞。

作為絕緣材料，高分子的獨(dú)到之處是具有良好的高頻和超高頻絕緣性能，陶瓷、云母之類都遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上它?，F(xiàn)代電子技術(shù)中的遙控、遙測、雷達(dá)、衛(wèi)星通訊等都要用到頻率極高的微波，所以也就少不了優(yōu)質(zhì)的高頻、超高頻絕緣材料?？梢哉f，沒有高分子材料就沒有現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展。

如今，現(xiàn)代電子技術(shù)正朝小型化、集成化的方向發(fā)展。最早的真空管電子計(jì)算機(jī)全部電路有30噸重，現(xiàn)在可以集中在一個(gè)長寬各為4毫米的硅片上！

怎樣才能使一塊小小的硅片容納那么多的電子元件呢？辦法之一是請高分子材料——聚酰亞胺來幫忙。在聚酰亞胺薄膜上先蒸一層含有少量銦的硅，再蒸一層含有少量銻的硅，這樣就可以在一塊小片里做出幾百個(gè)晶體管。把這些帶有晶體管的聚酰亞胺重疊起來，中間用薄膜絕緣，就可以在一個(gè)火柴盒大小的體積里容納下10萬個(gè)晶體管。

有了極微小的晶體管，還需要有極精細(xì)的電路。制作精細(xì)電路也得依靠一種特種高分子，它的名字叫作“光敏抗蝕劑”或者“光刻膠”。這種高分子材料跟相機(jī)底片一樣能感光，在光的照射下，會發(fā)生化學(xué)變化。

利用這個(gè)原理，我們就可以在1毫米長的光敏抗蝕劑上刻出1000個(gè)條紋。數(shù)以百計(jì)的電路就是這樣制作出來的。

多功能的高分子材料還是醫(yī)生的助手、患者的朋友。

人們常常把心臟比作泵，它為全身的血液循環(huán)提供動(dòng)力。泵上有閥門，瓣膜就是心臟的閥門，如果心臟瓣膜出了毛病，就像泵的閥門打不開或者漏了氣一樣，馬上會出現(xiàn)心悸、氣促等癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至致人喪命。

能不能用人造的瓣膜把病變的瓣膜換下來？要做到這一點(diǎn)可不容易，且不說手術(shù)和制作技術(shù)上有多大困難，光是制作瓣膜的材料就很不好找：不能有毒，不能產(chǎn)生凝血現(xiàn)象，不能同血液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還必須具有很強(qiáng)的抗疲勞能力。一個(gè)人的心臟每分鐘要跳動(dòng)七八十次，10年要跳動(dòng)4億次左右，這就要求制作瓣膜的材料必須具有很好的曲撓強(qiáng)度，才能經(jīng)得起血液的億萬次沖擊。

只有某些特種高分子材料才能滿足這些要求，我國已經(jīng)用它們制成了人工心臟瓣膜，給心臟瓣膜病患者帶來了福音。

瓣膜只是心臟的一個(gè)零件，現(xiàn)在用特種高分子來制造完整心臟也已初步研制成功。國外有一頭植入人工心臟的小牛，已經(jīng)安全地存活了半年多。不久前，中國一頭植入人工心臟的羊也在存活了61天后與公眾見面。相信用不了多久，高分子制造的人工心臟就會在許多醫(yī)院里使用。

篇9

一、功能高分子材料的介紹以及其研究現(xiàn)狀

1.功能高分子材料的簡介

功能高分子材料是指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料，或具體地指在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有化學(xué)反應(yīng)活性、光敏性、導(dǎo)電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性等功能的高分子及其復(fù)合材料，通常也可簡稱為功能高分子，也可稱為精細(xì)高分子或特種高分子。

2.功能高分子材料的研究現(xiàn)狀

在原來高分子材料的基礎(chǔ)上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進(jìn)其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料，可制成各種透鏡、棱鏡、塑料光導(dǎo)纖維、塑料石英復(fù)合光導(dǎo)纖維、感光樹脂、光固化涂料及黏合劑等。這類材料主要包括光記錄材料、光導(dǎo)材料、光加工材料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料、光學(xué)用塑料、光導(dǎo)電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。在光的作用下，實(shí)現(xiàn)對光的傳輸、吸收、貯存、轉(zhuǎn)換的高分子材料即為光功能高分子材料

2.1.2生物醫(yī)用高分子材料

生物醫(yī)用高分子材料需要滿足的基本條件：除具有醫(yī)療功能外，還要強(qiáng)調(diào)安全性，即要對人體健康無害。不會因與體液或血液接觸而發(fā)生變化；對周圍組織不會引起炎癥反應(yīng)；不會產(chǎn)生遺傳毒性和致癌；不會產(chǎn)生免疫毒性；長期植入體內(nèi)也應(yīng)保持所需的拉伸強(qiáng)度和彈性等物理機(jī)械性能；具有良好的血液相容性；能經(jīng)受必要的滅菌過程而不變形；易于加工成所需要的、復(fù)雜的形態(tài)。

2.1.3電功能高分子材料

導(dǎo)電高分子材料通常是指一類具有導(dǎo)電功能、電導(dǎo)率在10-6S/cm以上的聚合物材料。這類高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜，以及電導(dǎo)率可在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)（10-9到105S/cm）的范圍里變化。按照材料結(jié)構(gòu)和制備方法的不同可把導(dǎo)電高分子材料分為結(jié)構(gòu)型（或本征型）導(dǎo)電高分子材料和復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料兩大類。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性樹脂是一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量數(shù)百倍至上千倍的水，自身含有強(qiáng)親水性基團(tuán)同時(shí)具有一定交聯(lián)度。，此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農(nóng)業(yè)上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能高分子材料自19世紀(jì)80年現(xiàn)熱致形狀記憶高分子材料，人們開始廣泛關(guān)注作為功能材料的一個(gè)分支——形狀記憶功能高分子材料。形狀記憶功能材料的特點(diǎn)是形狀記憶性，它是一種能循環(huán)多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發(fā)生變形并被保持下來；一旦給予適當(dāng)?shù)臈l件（力、熱、光、電、磁），就會恢復(fù)到原始狀態(tài)。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有無毒、可生物降解及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，所以其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，市場潛力非常大。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發(fā)應(yīng)用于生命科學(xué)新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包裝、餐飲業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用外，在一次性日用品、漁網(wǎng)具、尿布、衛(wèi)生巾、化妝品、手套、鞋套、頭套、桌布、園藝等多方面都存在著潛在的市場，有很好的發(fā)展前景。

二、新型高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)代高分子材料是相對于傳統(tǒng)材料如玻璃而言是后起的材料，但其發(fā)展的速度應(yīng)用的廣泛性卻大大超越了傳統(tǒng)材料。高分子材料不僅可以用于結(jié)構(gòu)材料，也可以用于功能材料。

這些新型的高分子材料在人類的社會生活、醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)和尖端技術(shù)等方方面面都有廣泛的應(yīng)用。在生物的醫(yī)用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復(fù)的高效材料；在工業(yè)污水的處理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；開發(fā)的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂及聚酰亞胺等熱固性樹脂復(fù)合材料，這些材料比模量和比強(qiáng)度比金屬還高，是國防、尖端技術(shù)等方面不可缺少的材料；同樣，在藥物的傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用新型的高分子材料，在包轉(zhuǎn)材料中的應(yīng)用，在藥劑學(xué)中應(yīng)用等等。

三、開發(fā)新型高分子材料的重要意義

從上世紀(jì)30年代高分子材料的出現(xiàn)開始到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學(xué)不再只是滿足與對基礎(chǔ)高分子材料的開發(fā)研究，從90代開始，科學(xué)家們就將注意力轉(zhuǎn)到了高智能的高分子材料的開發(fā)上。新型高分子材料的開發(fā)主要是集中在制造工藝的改進(jìn)上，以提高產(chǎn)品的性能，減少環(huán)境的污染，節(jié)約資源。目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發(fā)仍然是高分子材料技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)之一。在開發(fā)新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合和微乳液聚合的丁業(yè)化。同時(shí)，也更加重視在降低和防止高分子材料生產(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染。新型高分子材料的開發(fā)，不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對于材料工業(yè)的高要求，更重要的是能夠促進(jìn)能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。加快高分子材料回收、再生技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用，大力開展有利于保護(hù)環(huán)境的可降解高分子材料的研究開發(fā)。

四、結(jié)束語

材料是人類用來制造各種產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和標(biāo)志。我國國民經(jīng)濟(jì)和高技術(shù)已進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，需要日益增多的高性能、廉價(jià)的高分子材料，環(huán)境保護(hù)則要求發(fā)展環(huán)境協(xié)調(diào)、高效益的高分子材料制備和改性新技術(shù)，實(shí)施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，越來越能影響人類的生活，工業(yè)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)瑞芳.高分子形狀記憶材料.材料科學(xué)技術(shù)百科全書[M].北京：中國大百科全書出版社，2008：382～383.

[2]陳莉主編.智能高分子材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3]何天白，胡漢杰主編，功能高分子與新技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

篇10

關(guān)鍵字：高分子導(dǎo)論 獨(dú)立學(xué)院 教學(xué)

自1920年德國科學(xué)家H.Staudinger提出大分子概念以來，高分子科學(xué)迅猛發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科，它是塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展中占有重要的地位。高分子科學(xué)既是一門基礎(chǔ)學(xué)科，又是一門應(yīng)用學(xué)科，其內(nèi)容包括高分子物理、高分子化學(xué)、高分子加工和高分子材料；課程知識點(diǎn)多，概念多，理論性強(qiáng)，比較抽象，學(xué)習(xí)難度較大。在獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)高分子導(dǎo)論課程有很重要的意義，但是教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)較少（本校為34學(xué)時(shí)），而且在大學(xué)期間只有這一門高分子相關(guān)課程。所以如何用較少的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生掌握基本的專業(yè)知識，為其今后工作或繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)，是每個(gè)教師都應(yīng)該思考的問題。

1、獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)及特點(diǎn)

獨(dú)立學(xué)院是指實(shí)施本科以上學(xué)歷教育的普通高等學(xué)校與國家機(jī)構(gòu)以外的社會組織或者個(gè)人合作，利用非國家財(cái)政性經(jīng)費(fèi)具備的實(shí)施本科學(xué)歷教育的高等學(xué)校[1]，在我國的高等教育中起著越來越重要的作用。獨(dú)立學(xué)院也稱三本院校，既不同于普通高等教育、又不同于高等職業(yè)教育，招生錄取線主要介于二者之間。

1.1 培養(yǎng)目標(biāo)

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生屬于本科層次，通過大學(xué)期間的學(xué)習(xí)應(yīng)該成長為既有一定理論基礎(chǔ)，又具備較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，與一本、二本院校培養(yǎng)的研究型人才有著明顯區(qū)別。

1.2 學(xué)生特點(diǎn)

獨(dú)立學(xué)院作為普通高等教育的重要組成部分，學(xué)生既有一般大學(xué)生的通性，也有自身比較突出的特點(diǎn)[2]。分析我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生情況，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：

a.入學(xué)時(shí)對專業(yè)知識掌握較少，甚至有部分江蘇考生在高中階段都沒有選修化學(xué)；

b.對本專業(yè)缺乏歸屬感，很多學(xué)生是調(diào)劑生，部分學(xué)生認(rèn)為所學(xué)知識用處不大；

c.自控能力不強(qiáng)，無故曠課、不交作業(yè)、考試突擊等現(xiàn)象較多；

d.學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，積極性不高，課程知識掌握較差，甚至有同學(xué)出現(xiàn)掛科現(xiàn)象；

e.動(dòng)手能力較強(qiáng)，對社會實(shí)踐的要求比較強(qiáng)烈。

2、教學(xué)建議

根據(jù)本校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)高分子導(dǎo)論課程幾年的情況，結(jié)合同行經(jīng)驗(yàn)[3-4]、自身教學(xué)體會和學(xué)生意見，對獨(dú)立學(xué)院高分子導(dǎo)論課程的教學(xué)提出以下幾點(diǎn)建議：

2.1 教師觀念轉(zhuǎn)變

由于獨(dú)立學(xué)院的辦學(xué)及專業(yè)建設(shè)年限較短，目前師資力量主要依附母體院校。一部分教師是從母體院校外聘的兼職教師，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，但是自身在母體院校已承擔(dān)較重的教學(xué)或科研任務(wù)，精力有限，而且多年來形成了一本、二本的教學(xué)定勢，慣于按照研究型大學(xué)或教學(xué)科研并重型高校的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)，往往會把內(nèi)容講的過深，理論性太強(qiáng)，常常使學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難，甚至發(fā)出“想把我們培養(yǎng)成科學(xué)家”的感慨。另一部分教師是學(xué)校自有年輕教師，他們教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，容易受到自己學(xué)習(xí)體會或老教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的影響，短時(shí)間內(nèi)難以很好的根據(jù)獨(dú)立學(xué)院“三本”的生源特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。教師應(yīng)該明確獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，并且貫徹在整個(gè)教學(xué)過程中。

2.2 合理選擇教材

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠，課后主動(dòng)復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)的情況很少，尋找相關(guān)書本文獻(xiàn)學(xué)習(xí)的更少，所得知識大都依賴于課本和課堂，所以參考教材的選用很重要。

高分子導(dǎo)論教材版本較多，主要章節(jié)包括概論、鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)、逐步聚合反應(yīng)、聚合物的化學(xué)反應(yīng)、聚合物的結(jié)構(gòu)、聚合物的性質(zhì)、高分子材料、聚合物的成型加工等。這些教材主要是面對普通高等教育，整體內(nèi)容理論性較強(qiáng)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力有一定的要求。鑒于目前還沒有一本專門適用于獨(dú)立學(xué)院的教材，本校目前選用董炎明編著的《高分子科學(xué)簡明教程》（科學(xué)出版社），該教材內(nèi)容通俗易懂，而且書中有很多小故事，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要隨時(shí)關(guān)注教材信息，尋找更為適合的教材。

2.3 明確教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)高分子導(dǎo)論課程的目的，是為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入高分子的世界，理解和掌握高分子科學(xué)的基本框架、概念和原理，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)或從事相關(guān)行業(yè)工作提供知識儲備，所以在教學(xué)的深度上要求相對偏低，但是作為僅有的一門高分子課程，課程內(nèi)容要有代表性。

高分子科學(xué)四個(gè)知識板塊中，高分子化學(xué)和高分子物理是講解重點(diǎn)，安排28學(xué)時(shí)左右，而高分子材料和高分子加工則重在與實(shí)踐結(jié)合，以講座或參觀的形式學(xué)習(xí)。

在高分子化學(xué)的學(xué)習(xí)中，緊緊圍繞“如何合成聚合物”這條主線，重點(diǎn)介紹自由基聚合和逐步聚合，離子聚合和聚合物的化學(xué)反應(yīng)作為次重點(diǎn)，而配位聚合則可以安排學(xué)生自學(xué)。其中涉及到很多公式，比如自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分，有引發(fā)速率方程、鏈增長速率方程、穩(wěn)態(tài)假設(shè)下的自由基濃度方式、聚合總速率方程等[5]，弱化公式的推導(dǎo)，而將關(guān)注度放在公式的理解應(yīng)用上。

高分子物理則圍繞著“聚合物結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系”這條主線，重在二者的對應(yīng)關(guān)系。此部分涉及到較多的曲線，比如線性非晶態(tài)聚合物的形變-溫度曲線，聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，重點(diǎn)介紹曲線各段所代表的意義、對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求、相互的異同之點(diǎn)，而對精確的曲線函數(shù)推導(dǎo)完全忽略，所涉及到的比較前沿的結(jié)構(gòu)模型也適當(dāng)弱化。

2.4 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠，而且在遇到困難時(shí)容易產(chǎn)生自卑、畏縮心理，所以要充分利用各種資源，將多媒體教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合，將理論講解和實(shí)物、模型演示相結(jié)合，將課本知識和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，通過多種授課方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果。

2.4.1 培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生中課前不預(yù)習(xí)、上課不聽講或曠課、課后不復(fù)習(xí)、作業(yè)抄襲、考試突擊等的現(xiàn)象比較多，反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣方面存在一定的缺陷，這些都嚴(yán)重影響了教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)。

針對這些現(xiàn)象，可以采取以下這些引導(dǎo)性的措施：

a.課前布置預(yù)習(xí)題，并在上課時(shí)提問，培養(yǎng)學(xué)生的預(yù)習(xí)習(xí)慣；

b.講課之前列出本堂課主要要解決的問題或知識點(diǎn)，在下課之前以課堂作業(yè)的形式解答上交，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，提高課堂聽講的效率；

c.課后習(xí)題不單要對課堂內(nèi)容進(jìn)行檢查，還要包括部分拓展性內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)或是網(wǎng)絡(luò)資源，培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)的習(xí)慣；

d.將學(xué)生分成若干個(gè)小組，選取某種實(shí)用的高分子材料，課后查閱相關(guān)知識，相互討論，并選取代表以講課的形式在課堂上進(jìn)行十分鐘左右的成果展示，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作精神，鍛煉學(xué)生的演講能力。

2.4.2 充分利用多媒體教學(xué)

現(xiàn)今多媒體技術(shù)非常發(fā)達(dá)，對其有效利用可以大大提高教學(xué)的效果，這方面已經(jīng)有很多教師進(jìn)行了探索[6-7]。多媒體教學(xué)的重要部分是多媒體課件，課件并不是教材的簡單重復(fù)，而要突出教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，圖文并茂、形象生動(dòng)。充分利用多媒體資源的同時(shí)，也不能完全摒棄板書教學(xué)，比如對于某些特別重要的理論公式的學(xué)習(xí)和推導(dǎo)，學(xué)生難以在較短的時(shí)間內(nèi)完全理解，這時(shí)就應(yīng)該采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式。

多媒體教學(xué)中可以利用各種化學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的模擬、構(gòu)型的轉(zhuǎn)變等，直觀形象，對高分子的鏈結(jié)構(gòu)、構(gòu)型轉(zhuǎn)變等抽象知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)很有幫助，還可以將簡單高分子實(shí)驗(yàn)制作成視頻，比如學(xué)生在學(xué)習(xí)自由基聚合中的自動(dòng)加速效應(yīng)時(shí)，由于沒有感官印象而難以掌握，可以通過視頻將這一過程直觀的展示出來，讓學(xué)生通過觀察去分析理解。

2.4.3 緊密聯(lián)系生活

教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系，能很大程度提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。高分子科學(xué)支撐著龐大的高分子工業(yè)，與生活聯(lián)系密切，在教學(xué)中要將理論與實(shí)際結(jié)合，提高學(xué)生的興趣。生活中到處都是高分子制品，在講述高聚物名稱和結(jié)構(gòu)時(shí)，展示此種聚合物的制品，引導(dǎo)學(xué)生通過制品的特點(diǎn)來推斷聚合物的特點(diǎn)，加深印象，還可以簡單介紹行業(yè)內(nèi)代表性的生產(chǎn)及加工單位。獨(dú)立學(xué)院多有產(chǎn)學(xué)研共建平臺、學(xué)生實(shí)訓(xùn)基地，在條件允許的情況下，組織學(xué)生參觀高分子生產(chǎn)加工基地，了解比較成熟的高分子合成工藝，高分子材料的加工成型過程等。

2.5 改革考核體系

考核是教學(xué)成果的主要檢測手段之一，傳統(tǒng)的考核方式是一張?jiān)嚲矶ㄉ?，存在諸多弊端，建議將課程考核方式分為兩部分，一部分是平時(shí)的課堂表現(xiàn)，包括出勤率、作業(yè)完成情況等，這部分的比例可以適當(dāng)提高，從而使學(xué)生更加注重課堂的互動(dòng)環(huán)節(jié)；另一部分是期中和期末理論考試，采取開卷與閉卷相結(jié)合的形式。

高分子導(dǎo)論的主要理論考核內(nèi)容是高分子化學(xué)和高分子物理，這是兩個(gè)雖有聯(lián)系但相互獨(dú)立的方向，可以分別考試，同比重計(jì)入總分?？荚嚳梢圆扇￠_卷閉卷相結(jié)合的方式，高分子化學(xué)中反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分有很多的公式，學(xué)生記憶上存在困難，可以適當(dāng)采取開卷或半開卷的形式，而高分子物理中多是對規(guī)律的解釋和應(yīng)用，采取閉卷的形式。

3、結(jié)語

高分子導(dǎo)論作為一門知識點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、學(xué)習(xí)難度大的課程，在獨(dú)立學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、課時(shí)數(shù)少的情況下進(jìn)行教學(xué)，目前尚在探索階段，還存在不少問題。教師需要不斷的改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這樣才能取得令人滿意的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部令，第26號：獨(dú)立學(xué)院設(shè)置與管理辦法，2008年2月22日

[2] 于麗波，本三院校學(xué)生特點(diǎn)分析，科技信息，2011，8：69

[3] 方征平 郭正虹，在獨(dú)立學(xué)院開展高分子物理教學(xué)的幾點(diǎn)思考，高分子通報(bào)，2009，8：74-78

[4] 徐曉冬，非高分子專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)中的幾點(diǎn)體會，高分子通報(bào)，2010，5：74-78

[5] 董炎明 張海良，高分子科學(xué)簡明教程，科學(xué)出版社，2008

[6] 李麗，多媒體在高分子教學(xué)中的應(yīng)用，高分子通報(bào)，2006，2：64-69