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高分子材料總結范文1
關鍵詞:流變學;人才培養;教學;方法
一、《高分子材料流變學》課程發展
高分子材料流變學是一門伴隨著高分子科學和行業發展而逐步建立起來的重要學科,針對高分子材料特殊的流動變形行為及其機理展開研究,起到連接高分子結構性能和高分子工程的橋梁作用。
現在,高分子科學理論研究及工藝、設備的設計優化的發展進步離不開高分子材料流變學知識的輔助,整體發展趨勢要求高分子專業人才必須具備基本的高分子材料流變學知識。
青島科技大學自1986年起開始設立《高分子材料流變學》課程,是國內最早開設該課程的高校之一,迄今已有20多年的教學歷史,同時跟蹤學科的發展,教學團隊亦針對學科的前沿問題開展科研工作,在國際上形成了一定的學術影響力。在長期的教學、科研實踐積累和和對高分子流變學教學理解逐步深化的基礎上,教學團隊按照比較科學完整的體系,編寫出版了《高分子材料流變學》教材,并得到國內院校的認可;另一方面,《高分子材料流變學》教學也凸現了專業特色,使學生質量有所提高。通過引導學生開展理論聯系實際、針對性強的流變理論研究與工程設計實踐,所培養的學生學科專業知識全面,了解學科發展前沿,在以后的科研和工作實踐中展現出較強的解決問題能力。
二、《高分子材料流變學》的特點及教學原則
高分子材料流變學是隨著高分子的合成、加工工程和實際應用的需要,于20世紀50年代逐步發展起來的新學科。一方面,深入其核心需要較多的數學、物理和力學基礎;另一方面,其知識體系與高分子化學、高分子物理、高分子的加工工程等有機聯系?!陡叻肿硬牧狭髯儗W》完整的知識框架至少涵蓋如下三方面的內容:①高分子結構流變學,其從分子運動角度出發,構筑分子結構模型,關聯材料宏觀力學響應行為和微觀的分子運動過程,說明二者的聯系。②高分子工程流變學,其從宏觀唯象的角度出發,進行應力-應變或應變速率分析,研究與高分子材料加工工程有關的理論與技術問題。③流變測量學,運用流變學基本原理設計儀器設備,表征高分子材料的流變行為。
《高分子材料流變學》理論深奧、內容繁雜、學科交叉性強,其比較科學完整的教學體系,一方面要保證流變學理論的完備性,系統介紹復雜應力、應變描述、材料流變本構方程理論等,另一方面要適應高分子材料專業的要求,加強高分子熔體溶液奇異的非線性黏彈性等內容的教學,并解釋說明在高分子加工和流變測量中出現的種種現象與規律。較之其他課程,《高分子材料流變學》對學生的數學物理素養和高分子背景知識有相當的要求,所以教學過程中存在“教師教學難,學生學習難”的兩難通病。在長期的教學實踐中,我們總結出了講授《高分子材料流變學》應貫徹兩個重要的教學原則:①首先要注意照顧學生的專業背景,對復雜的數學、力學公式和簡單明確的基本概念采用不同的處理方法;強調邏輯清晰和語言簡明,避開數學基礎上的難點,詳細詮釋流變學抽象概念和基本物理量確切的物理意義,幫助學生盡快領會高分子流變學要點。②再者,注重流變學知識的實際應用,強調理論與實踐結合。在保持課程應有的理論體系、系統性、嚴謹性的同時側重介紹其在高分子合成的分子設計、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的應用實例。
筆者在教學實踐中,結合自己的科研實踐,將自己從事的國家自然科學基金研究課題成果作為實例,介紹高分子流變的發展及其在高分子學科中的應用。實踐證明,教師本身學以致用的實例示范可以引導學生能夠盡快領會流變學知識,在科學與工程實踐中發揮了良好作用。
三、具體教學方法
筆者從事《高分子材料流變學》的教學實踐以來,深刻體會到這是一個不斷加深對課程特點的認識,不斷改進教學方法的過程。不僅要求授課教師對課程內容有深刻理解,同時在知識傳授上亦需要“善巧方便”。下面幾點,是筆者對教學方法的簡單總結。
1.教師引導。在開始教授新的知識要點前,若能提供一個科研或工程應用中的實例引發學生的興趣,則往往可獲得較好的課堂教學效果。在課堂上,要注意鼓勵學生主動學習,形成師生互動的氛圍。若學生在課堂上有所疑問,可以暫停教學,增加學生討論環節。結束時,簡要介紹課程后續內容提要,利于學生自學。
2.理論結合實際?!陡叻肿硬牧狭髯儭肥且婚T理論性和應用性都很強的交叉學科,其理論知識部分比較晦澀,必須與實際結合才能使學得的知識深化和牢固,也才能引起學生的興趣。教學中會出現學生感覺內容艱深,興趣不大的現象,在理論基礎的學習過程中尤為明顯。而當理論知識與實際背景結合時,學生往往饒有興致。因此將理論知識寓于合適的實際背景中進行講授,效果明顯。當然這也需要教師本人有自己的科研實踐作基礎,能夠跟蹤高分子流變的發展前沿。
3.采用多媒體教學。教師無法強迫學生學習,其角色只是教學過程中的引導者。隨著教學設備的完善,多媒體教學在授課中所占比重逐步增大。在教學實踐中,我們發現多媒體豐富的信息傳遞模式可以有效抓取學生的注意力,激發好奇心;另外,多媒體教學中重點內容突出,有利于學生掌握知識點,還可以加大信息量,減少板書量,在有限的課時內講授更多知識。
4.教師傳授與學生自學相結合。在教學時數有限的條件下,為使學生學到更多知識,除教師摒棄傳統板書,采用多媒體對基礎理論等重要內容進行課堂授課外,可以采用的途徑是發揮學生主觀能動性。在研究生教學中,我們在相關書籍和文獻中摘取一些流變學應用和發展前沿方面的內容供學生自學使用,以作為課堂教學內容的補充。另外,要求學生結合自己的研究課題,從中提煉出高分子材料流變學的科學問題,既加深理解學生對所學知識的理解,又幫助其較好地完成課題研究任務。
5.加強實驗教學的促進作用。流變參數的測定是高分子材料流變學的重要方面,其本身就是流變學理論的實際應用之一,同時測量結果也反映了材料本身的結構特征。在“毛細管流變儀測量熔體流動行為”的相關實驗中,我們訓練學生表征所測樣品的黏性、彈性特征,分析樣品黏彈特性與其分子結構之間的關系。
通過實驗教學,可以讓學生了解如何在實際工作上應用流變學知識,對課堂教學起到良好的補充和促進作用。
四、結束語
通過《高分子材料流變學》教學內容的合理設置,教學方法的改進,為高分子材料行業培養出合格的有用人才,促進高分子材料行業繁榮發展,是教師的職責所在。在高分子材料行業發展迅速,新材料層出不窮,已有材料的加工改性也相當活躍的今天,材料表征、分子剪裁設計、加工工藝控制等方面都需大批高層次的掌握流變學的科研和技術人員。這既是對高分子材料專業的畢業生提出的新要求,也是《高分子材料流變學》學科發展的動力。在青島科技大學的關心和資助下,《高分子材料流變學》課程正在進行教學改革以適應發展要求。因此筆者不避粗陋,將自己的粗淺的教學經驗體會總結如上,同時也希望得到流變學教學工作上的諸位同仁的指導。
參考文獻:
[1]吳其曄.聚合物流變學[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]徐青.更新觀念推進課堂教學改革.中國高等教育[J].2008,(5):37-38.
高分子材料總結范文2
關鍵詞:高分子材料 可降解 生物
1、前言
現代材料包括金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料三大類。20世紀后,合成高分子材料的研究迅速增加,給人們生活帶來了巨大的便利。隨著高分子材料在各個領域的大量應用, 廢棄的高分子材料對環境的污染已成為世界性的問題。治理白色污染和尋找新的友好型非石油基聚合物是當前全球關注的問題。 生物降解材料正是治標又治本的有效途徑,也是我國可持續發展的需要。
2、生物降解機理
高分子材料的降解分為光降解與光學化降解、機械化學降解、熱降解與熱學化降解、臭氧引發降解、離子降解、輻射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通過溶劑化作用、 簡單的水解或酶反應,以及其他有的機體轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。
高分子材料的生物降解過程可分為 以下4 個階段:水合作用、強度損失、物質整體化喪失和質量損失。依靠范德華力和氫鍵維系的二次、三次結構的破裂而引發的高分子水合作用以及可能因化學或酶催化水解而破裂的高分子主鏈使高分子材料的強度降低。對交聯高分子材料強度的降低,可能由于高分子主鏈、外懸基團、交聯劑的開裂等造成。高分子鏈的進一步斷裂會導致分子量降低和質量損失。最后分子量足夠低的小段分子鏈被酶進一步代謝為二氧化碳、水等物質??傊?, 生物的降解并非是單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學的協同作用, 還是一個相互促進的物理化學過程。目前為止,除了生物降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、 生物侵蝕及生物劣化等。
3、生物可降解高分子材料的應用
生物可降解高分子材料的應用范圍很廣,可用于農業、園林、水產以及裝潢、包裝、衛生、 化妝品等領域,由于成本等因素,目前研究多集中在生物醫療工程領域。
3.1農業、園林、土木等用材
農業、園林、土木等用材包括苗圃用膜材、樹根包裝袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防護綠化卷材等。各種膜材和功能片材的使用時間不同,有的要求 1 個季節,有的最少要求 1- 3 年,例如:在樹苗培植的幾年時間里,用于植樹方面的材料最終慢慢降解回歸土壤. 目前,一些先進的農業國家不斷投資建造以家畜糞或農業廢棄物為原料的堆肥生產裝置,農用等可降解塑料也可通過這些裝置回歸自然.
3.2裝潢、衛生、生活、雜品
裝潢、衛生、生活、雜品、醫療用材包括地毯墊布、包裝袋、壁紙、帽子、內衣、餐巾紙、桌布、茶葉袋等等。以上大多數都是一次性用品,用后掩埋或燃燒均無毒氣產生,還可以與其他有機廢棄物一起變為堆肥, 回歸自然。值得一提的是,一些具有生物體適應性的生物可降解高分子材料,可以廣泛地應用于與生物體相接觸的地方,今后還將研究出更廣泛的用途.例如:一種稱為 “自由樹脂” 的材料,能在60℃熱水里化成一團軟泥,可以加工成各種形狀的裝飾品、玩具、文具等。冷卻后,有足夠的強度并長期不變形,再加熱后又可以形成新的造型。
3.3包裝工程中的應用
在包裝行業中,高分子材料的應用越來越多,但是大量廢棄的包裝材料給環境造成了巨大污染。僅靠減少使用量是不能根本地解決問題的,采用降解性高分子才是可行的辦法。目前,各種包裝材料中聚乳酸具有最大、最有潛力的應用市場。聚乳酸的阻氣阻水性、可印刷性及透明性良好, 并且其基本原料乳酸是人體固有的物質之一,對人體無毒無害,在食品包裝市場上有很大的前景。
很多大公司都看好這種新型的環保材料??煽诳蓸饭驹邴}湖城的冬奧會上用了50萬只聚乳酸塑料制成的一次性杯子,這些杯子只需40天就可在露天的環境下消失得無影無蹤。
3.4生物醫學領域
生物可降解材料在醫學領域上的應用原理是在機體生理條件下,通過水解或酶解,從大分子的物質降解為對機體無損害的小分子物質或者是小分子物質在生物體內自行降解,最后通過機體的新陳代謝完全吸收和排泄出去,對機體不產生任何毒副作用。生物降解材料已被廣泛用于人造皮膚、縫合線、體內藥物緩釋劑和骨固定材料等外科手術中。聚丙烯、尼龍及聚酯纖維等合成纖維制成的醫用縫合線不能被機體吸收,會產生排異的現象,而且在傷口愈合后還要進行再次手術才能去除。采用聚L-丙交酯(PLLA)、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科縫合線,可在傷口愈合后自動降解并被生物體所吸收,無需拆線,現已商業化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮膚可應用于治療燒傷換皮等場合。另外,在治療過程中還可將抗生素類藥物及骨生長調節蛋白、骨生長因子等植入材料中,可以防止感染并促進骨愈合,控制藥物在體內的釋放速率,使藥物在體內能夠保持有效的濃度,減小或消除副作用,尤其是在植入或附于病區時,則更能顯示其優越性。微膠囊技術在控制藥物定時釋放、增加藥物的穩定性、降低藥物毒副作用和有效利用率等方面具有積極意義。
4、生物可降解高分子前景展望
目前,生物降解聚合物的開發與應用還存在一些問題,國內外普遍承認,降解塑料比同類現行塑料的產品價格要高許多。聚合物的降解性必然會損害產品的持久性,也會在一定程度上降低它的力學性能,從而限制生物降解聚合物的應用范圍。盡管如此,隨著環保法規的完善和人們環保意識的增強,生物降解聚合物市場繼續增長,尤其是在包裝材料、塑料薄膜、醫用材料等領域的應用。然而就目前研究的成果而言,欲使其普遍使用仍需經過較長的時間。開發低成本、 具有降解時控性和高效性的生物塑料是這一領域以后研究的主要方向。
高分子材料總結范文3
關鍵詞:高分子材料專業;化工原理;教改實踐;教學內容;教學方法
化工原理是一門綜合性技術學科,主要研究化學工業生產中有關的各單元操作的基本原理、所用的典型設備結構、工藝尺寸設計和設備的選型的共性問題。它是綜合運用數學、物理、化學等基礎知識,分析和解決化工類型生產中各種物理過程的工程學科,主要強調工程觀點、定量運算、實驗技能及設計能力的培養,強調理論聯系實際。由于其在培養學生工程科學及工程技術的雙重教育任務中起到重要作用,目前該課程是化工類及相近專業的一門重要的技術基礎課,很適合現在的“重基礎寬口徑”本科教育的培養理念。筆者所在校的化學工程專業、食品工程專業、制藥專業、高分子材料與加工專業和生物化工專業都開設了該門課程的教學任務。
化工原理教材源自1923年美國麻省理工學院的著名教授W.H.Walker等教授發表的首部著作――Principle of Chemical Engineering。我國最早是浙江大學在1927年首建化學工程系時開設了該門課程的。自此有關化工原理課程的教學與改革工作開始深受學者們重視,目前化工原理的理論教材正式出版的已達20多個版本,同時發表的教研論文也有近600篇。然而,目前多數教材有一個普遍的特點就是偏重于引介傳統的基礎化工知識,對化學工程類專業的學生適應性強而缺乏與其他的教學專業間的密切聯系,從而易使其他非化工類專業的學生產生教材對于他們專業適用性不強的錯覺。這也導致部分的非化工類專業學生對該門課程學習興趣不強。如果將學生的專業課程的知識融入化工課程原理的教學中,以化工原理知識在非化工類相關專業中的應用為切入點引導這類專業學生的學習興趣是很重要的。
高分子材料與加工專業是以相對分子質量較高的化合物構成的材料包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料等為研究對象研究其合成改性和加工成型等的一門科學。這有別于多數化工原理教材中引述的小分子物質如水、苯或甲苯等常規化學品的。如何將化工原理知識和高分子材料加工應用實例結合起來教學,從而提高該專業學生學習該門課程的積極性,筆者圍繞著教學內容和教學方法等,在課堂上開展了一系列的教改實踐與嘗試,并獲得了好的效果。
一、闡明高分子生產加工與化工生產間的內在聯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,化工原理課程也是海南大學(以下簡稱“我校”)高分子材料與工程專業的一門專業基礎課。學生在初學化工原理時可能感覺與高分子加工技術相差較大,對將來專業知識沒有直接幫助,學習的積極性與主動性均難以充分調動,甚至還易產生消極抵觸的情緒。因此,在課程剛開始的緒論這一章的教學中在介紹什么是化學工業過程時筆者不以教材里的傳統化工加工為例,而是詳舉高分子行業中運用化工原理知識進行材料加工處理的實例,提前介紹一些高分子材料加工的方法,拉近學生與傳統化工加工技術的距離,讓學生理解高分子加工的一些操作與傳統化工類的操作間的異同點,以便消除同學們內心的疑惑,指明高分子材料加工專業的同學學習化工原理知識的必要性。
如天然橡膠的初加工是海南(以下簡稱“我省”)省的特色產業也是我校高分子材料專業的一個重要方向。從天然橡膠樹上采割的膠乳經過一系列的處理得到干膠產品(如圖所示)。在這個過程中干燥、濃縮、壓片等操作與傳統化工生產中的相關的單元操作一樣,所用的基本原理相同,設備基本通用。
高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯氣體在常壓常溫下,加壓輸送合成前的加熱升溫操作及反應后產物的分離與傳統化工專業的流體輸送原理及加熱原理是相同的,所用設備是相通的。二、將高分子加工工藝融入化工原理的課程教學中在高分子材料的加工中采用了大量的化工單元操作。但這些高分子加工工
制膠方法圖藝在傳統的化工原理教材中是看不到的。這就要求任課教師具有高分子材料加工方面的知識背景,這樣可以將高分子加工工藝中運用到的化工原理的知識融入課程的教學中,學生領會到該門課程的知識在專業知識中的基礎作用學習興趣才會提高,并且在將來的工作中能有意識地提前運用化工原理的理論知識,進行企業的節能降耗等的工藝改進。
如在以動量傳遞理論為基礎的單元操作的有關教學中,教材通常是以牛頓型流體如水、苯或甲苯等常規化學品的流體輸送為例,而高分子材料專業的學生處理對象多為大分子材料,所處狀態通常固體顆?;蝠こ頎顟B,屬于非牛頓型流體范疇。因此教材中的例子缺乏對高分子材料專業學生的足夠吸引力,難以達到應有的示例效果。教學中我們以膠乳廠中天然濃縮膠乳的生產工藝為例,說明工藝中我們利用泵提供新鮮膠乳能量,促使其流入高速離心機中,而離心機是非均相物分離的一個單元操作。高分子量的聚異戊二烯在離心機轉鼓的軸中心較遠的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚異戊二烯在軸中心附近富集。將這兩個位置的乳液分別導出就分別得到濃縮膠乳和膠清膠,并利用非牛頓型流體的阻力計算方法表明,由于膠乳的黏稠度遠大于水的黏度在動力消耗上要比同等條件下輸送水的動力消耗大。
鑒于在塑料或橡膠的加工生產中大量運用到了螺桿擠出機。所以在流體輸送設備介紹中,筆者是以螺桿擠出機在塑料加工中的應用為例,說明螺桿擠出機的工作原理,并且介紹在塑料擠出機的料斗的顆粒進料系統中可以利用固體流態化技術,采用真空吸料或用鼓風機壓料進行原料輸送。
在以熱量傳遞為理論基礎的單元操作中,在介紹以導熱方式進行的熱傳遞時,筆者以未硫化膠膜在平板硫化儀內加熱硫化為例進行導熱說明。而以塑料在螺桿擠出機內或橡膠在煉膠機上進行塑煉時的粘流態受熱為例介紹對流傳熱熱傳遞方式。
在以質量傳遞為理論基礎的單元操作中,以粉末涂料的生產為例,介紹噴霧干燥工藝。這些將高分子材料加工工藝融入化工原理的課堂教學中,拉近了材料加工與化工原理知識間的距離,提高了學生學習的興趣,起到明顯的教學改革效果。
三、以高分子材料為實驗對象化工原理一般是同學們從公共基礎課轉向專業課學習所接觸到的第一門工程性課程,亦是一門理論與實踐緊密結合的技術基礎課程。它的實驗課教學設計至關重要,其不僅關系到整門課程教學效果的好壞,更是決定能否推進該課程素質教育的關鍵環節之一。
為提高高分子材料類專業同學參與化工原理實驗課的學習熱情,筆者在實驗教學中選擇高分子材料進行相關的實驗 。如干燥實驗中有的專業以甘蔗渣紙板為實驗對象,獲得有關纖維的干燥過程曲線和干燥速率曲線。而我省特色產業天然膠乳加工中有將天然膠乳干燥制備成干膠的這一操作。為了結合我校的高分子材料專業,專業實習提前將有關化工原理的知識融入到專業學習中。實驗中以天然膠乳制備的濕膜片為實驗材料,獲得天然膠乳薄膜制品的干燥過程曲線和干燥速率曲線,為以后同學們去膠乳廠參觀實習提供理論和實驗依據。這一舉措不僅有效激發了同學們參與實驗研究的主動性,反過來也極大促進了該課程理論學習的積極性。
四、有的放矢傳授教學內容,適應少學時的課程教學計劃在高分子材料類專業的教學計劃中,化工原理雖也多被列為必修課程,但相比化工類專業,其教學學時要少得多。因此,如何在有限的學時內,引導同學們在掌握基本化工操作知識的基礎上,有的放矢地傳授教學內容,引導學生自主復習,進行課外自學。如化工原理教材中有大量公式推導過程,少學時專業課的教學中不容許課堂上在公式推導中花費大量的時間,課堂教學中會簡單介紹推導思路,鼓勵學生課前及課后自學,重點放在有關理論的應用上。如離心泵理論揚程的方程式的推導過程,運用了前期我們學過的伯努利方程的知識和幾何學中速度的矢量運算知識。在教學中要求學生課前自學,教學重點在分析、總結和對公式的理解和運用上。考慮課程特點,在蒸發等單元操作上分配課時較少,而對于膜分離這類單元操作,由于與高分子材料有密切關系,安排一定的學時學習這類單元操作的原理。這樣做到有的放矢,盡可能與專業產生一定的關聯,為專業知識拓寬堅實的專業基礎知識。
參考文獻:
[1]管國鋒,趙汝溥.化工原理[M].北京:化學工業出版社,2008.
高分子材料總結范文4
關鍵詞:高分子塑料;成型工藝;分析探討;未來發展
中圖分類號:TB32 文獻標識碼:A
一、高分子塑料的概述
1高分子塑料定義
高分子塑料是指以高分子化合物為主要成分的所有材料。從物理概念來說,高分子化合物的分子量應該在1000以上。目前我們所使用的塑料,它就是一種合成的高分子化合物,一般把它稱之為高分子或者巨分子,它是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的,并由合成樹脂及填料、穩定劑、色料等添加劑組合而成的。而根據它的特點來說,它可以自由改變形體樣式。
2高分子塑料的特性
單就高分子塑料的特性來說,除了它可以自由改變形體樣式以外,它還具有一定的粘彈性,它在外力作用下會發生高彈性變形和粘性流動,其變形與時間有關。還具體低強度和高比強度。一般地高分子塑料強度很低,但是由于它的密度很低,所以比強度較高。
除此之外,還有一定的高耐磨性、高絕緣性、膨脹性、高化學穩定性、導熱性低、熱穩定性差等諸多特點。
3高分子塑料的分類
分析了高分子塑料定義、特性外,我們再來看它的分類。目前在我國現階段我們把它分為七大類。具體如下:高分子膠粘劑、橡膠、塑料、高分子涂料、纖維、功能高分子材料和高分子基復合材料。下面筆者根據工作經驗和體會分別對這七大類做一詳細的說明介紹,僅供參考。
第一類是高分子膠粘劑。它是以合成天然高分子化合物為根本的一種膠粘材料。而在實際應用中我們又把它分為天然和合成膠粘劑,不完全統計應用較多的是合成膠粘劑。
第二類是橡膠。從物理概念來說,它的分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,一般地在外力作用下可產生較大的形變,不穩定,而在除去外力作用下,很快就能迅速恢復原狀。
第三類是塑料。塑料在我們的生活生產中聽到的比較多。一般來講它是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要的成分,加入填料、增塑劑和其他添加劑組合而成。我們通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料。
第四類是高分子涂料。這個類型的主要是以聚合物為主,在生產中再添加溶劑和各種添加劑制得。一般把它分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料三中,在日常生活中很常見。
第五類是纖維。這個也是在平時聽到最多的一種塑料,一般分為天然纖維和化學纖維兩種。物理學分析我們得出纖維具有次價力大、形變能力小、模量高等特點,一般為結晶聚合物。
第六類是功能高分子材料?,F在我們已經采用的是高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料等待。它具有物質、能量和信息的轉換、磁性、傳遞和儲存等特殊功能。
最后一種是高分子基復合材料。這種材料綜合了原有材料的性能特點,在實際使用中我們根據需要進行材料的任意設計。
4高分子塑料的應用
如果說塑料的應用,我們大家都不陌生,在生活生產中都常見,而提到高分子塑料的應用,大部分人都比較陌生,而實際上,我們在生活中或多或少都聽到見到過,只是加以高分子就難以理解了。經過多年的工作體會和實際工作操作,現筆者就高分子塑料的應用做一闡述。具體如下。
從軍事尖端大方面來說,高分子塑料的應用已經涉及到軍事及尖端技術上,無形中它促使了高分子合成和加工技術的發展,據不完全統計它已經成為一種獨立的專門工程技術。
從高分子材料科學研究上來看,它是年輕而新興的學科。我們的科學家主要集中于結構和組成與材料的性質、探索加工工藝,對各種環境因素對材料性能的影響,其主要目的是為了進一步開發新材料、新工藝等。目前,從一些材料上看高分子材料已經和金屬材料等并駕齊驅,在國際上我們把它列為一級學科,這是很高的級別。
二、高分子塑料加工工藝
上文我們分析了高分子塑料的定義,特性,分類及應用,從大的方面我們有了一個感官的認識和了解,下面筆者再結合實際談談它的加工工藝。以便在實際中進一步總結應用。首先我們先來了解高分子塑料在加熱中出現的物理和化學變化。先來看物理變化。
1高分子塑料的物理變化。一般地,高分子塑料在等溫條件下會結晶,我們把它稱為靜態結晶。但實際在加工過程中,它大多數情況下結晶都不是等溫的,筆者認為這些因素都會影響結晶過程。實踐中我們得出,熔化溫度與在該溫度的停留時間會影響聚合物中可能殘存的微小有序區域或晶核的數量。
另外,高分子塑料如果在紡絲、薄膜拉伸、擠出等成型加工過程中會受到高應力作用,這個時候它就會有加速結晶作用的傾向;如果在剪切或拉伸應力作用下,熔體中會生成長串的纖維狀晶體,隨應力或應變速率增大,它的晶體中伸直鏈含量增多,晶體熔點升高。
經過多年的實踐,筆者得出這樣一個結論:就是說高分子塑料的分子鏈結構與結晶過程有很大的關系。具體來說,如果分子量愈高,大分子及鏈段結晶的重排運動愈困難,高分子的結晶能力一般隨分子量的增大而降低,這是成反比的,需要我們加以注意。
2高分子塑料的化學變化是指高分子塑料在高溫和應力作用下,受到熱和應力的作用它的大分子結構發生的一系列變化。這個變化中會發生輕微的降解物質,這個物質釋放出來后會產生大量的有害物質。所以,我們在實際加工的過程中,要嚴格控制原材料指標,并使用合格的原材料,在配方中我們還要考慮使用抗氧劑、穩定劑等輔材料來增強高分子對降解的抵抗能力,確保生產安全。
3高分子塑料成型加工工藝
在明確了高分子塑料的物理和化學變化后,下面我們進一步闡述它的成型加工工藝。具體如下:
現階段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和準備、成型及制品后加工等諸多過程。從它的加工工藝定義出發,一般地是通過溫度的作用,讓高分子塑料受熱熔化,經過高分子塑料成型設備加工成具有一定結構形狀的產品過程。筆者統計,現階段有擠出成型工藝、擠出注射技術、壓延成型、氣體輔助注射技術等。
3.1擠出成型工藝。這個工藝原理采用的是利用螺桿旋轉加壓,將塑料生產物料用擠出機擠入機頭,形成具備口模形態的型坯,完成冷卻定型,塑化等基本工藝流程。這個技術對成型工藝發展的研究具有重要的現實意義。但需要加以注意的是,在實際的加工過程中,我們為了確保工藝流程質量,在生產物料制備、模具設計方面我們的工作人員應當嚴格監督控制,確保質量有所提升。
3.2擠出注射工藝。擠出注射工藝它的突出優點是可以更加靈活地調節復合物的配方,省去了造粒、包裝等工序,可以降低設備費用和減少了生產時間。
3.3吹塑成型工藝。在這個工藝中,筆者僅僅拿出其中一個工藝來討論——多層吹塑成型工藝。這個工藝可以用于要求反滲透性能良好的制備品加工中。在生產中它能夠實現原料的不斷更換。對于那些大型燃油箱容器的生產時的冷卻工藝處理來說,這個時候就急需要減少模腔內壓力。我們可以采取將熔料儲存在擠出螺桿前端的熔槽中,在高速下擠出型坯,以最大限度減少型坯壁厚的變化,確保消除垂縮和擠出膨脹現象。
3.4注射成型工藝。筆者認為,該工藝是塑料加工生產中最為實用且最為普遍的一種工藝。在生產中可以配合設備自動化控制系統的運用情況下,實現高分子塑料生產工藝的價值。經過筆者的實踐分析來看,這種工藝具有應用范疇廣、生產效率較高以及工藝操作簡單等很多的特性。在目前的生產中應用比較廣泛,生產效率也很高。
三、高分子塑料成型加工工藝未來發展
隨著目前科技的日益發展和實際的需求情況來看,高分子塑料成型加工工藝已取得了一定的成果。這主要體現在向高性能化方向發展。比如說用化學或物理的方法來控制發光倍率的發泡制品,具有分離機能和透析機能的離子膜。
再有就是向精密化發展。比如說,我們使用的超微指令的激光唱盤、計算機光盤等。最后是向優質化發展。我們可以采用與其他成型加工技術組合的加工方法,比如擠出壓縮法等。還有就是以磁帶為代表的記憶制品,像錄像帶,以及高絕緣等。
結語
本文對高分子塑料材料的定義、特性、分類及加工工藝,未來發展分別做了闡述,這讓我們不難看出,高分子塑料材料在實際應用中不但取得了一定的成績,而且還向高度集成化、精度控制自動化等特性方面快步發展。換句話說,高分子塑料材料是通過制造成各種制品來實現其使用價值的,我們從應用角度來講,以對高分子材料賦予形狀為主要目的成型加工技術有著重要的意義。
參考文獻
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高分子材料總結范文5
關鍵詞: 高分子材料與工程專業 有機化學 教學現狀 教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分,它的主要研究對象是有機分子,從有機物結構入手,研究有機化合物的化學性質,在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校,有機化學是面向化工學院、藥學院二年級,以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程,是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習,可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能,把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術,同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
1.教學現狀
在工科院校,有機化學的教學課時“縮水”,如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課,但是其課時數被壓縮到64個學時,教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課,是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎,學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程,難度大,任務重。
另外,由于江蘇省高考制度,較大部分的學生高中階段選修的“物生”,進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱,一個教學班級里,學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學,對于選“物生”的學生來說,沒有化學基礎,一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時,多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠,不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性,更是對有機化學失去興趣。
再者,有機化學課程自身的特點,由于有機物數量多,結構多變,機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮,教師為了教授完大綱的教學內容,不得不采取“滿堂灌”教學方法,使得學生缺乏主動獲得知識的能力,被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束,發現學生知識掌握不好,除了少部分拔尖的學生,大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解,學到的有機知識很少。
2.教學改革
結合有機化學學科規律,針對高分子材料與工程專業特點,對教學內容進行優化、取舍;改進教學手段,選聘高年級本科生、研究生做助理班主任,讓他們參與本科生教學,形成多元化的本科生教學隊伍;改革考核方式,實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式,教考分離。
(1)改革教學內容
有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科,不同于其他幾門基礎化學課,有機化學基本不涉及計算,不涉及公式,說的是圖片的拼接,化學鍵的斷裂與重組,以構建新的有機分子。那么,在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題,如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題,就能依據高分子材料與工程專業的培養方案,深入分析研究教學大綱和教學目標,對教學內容進行取舍。
在改革教學內容時,還要考慮以下兩個方面問題:一是研讀多種版本的教材,最新版本的中、英文有機化學教材和專著等,從不同研讀、分析深度的教材方面,準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點,結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿,發展動態,結合傳統的知識,推陳出新,把最新的知識信息教授于學生,引導學生了解最新的前沿,激發他們的興趣,使之感覺到目前所學知識的有用性。
(2)改革教學手段
我校近年實施了一項“班主任助理”制度,選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理,取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學,形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。
高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課,經歷過有機化學的學習和考核,有自己的學習方法和技巧;他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習,對哪些知識對專業課學習重要有切身體會;他們與低年級學生同屬于一個年齡階段,有更多的共同話題,溝通交流更容易,幫助學生及早發現自己的優缺點,揚長避短。
高分子材料與工程研究方向的研究生,通常具有扎實的專業基礎知識,已經接觸了專業的前沿研究方向,可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目,這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足,增強本科生對基礎知識學習的熱情,使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。
(3)改革考核方式
良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情,提高他們學習的積極性。目前,我院不同專業實行統一考試,如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷,流水閱卷、統一登分,做到公正、準確。但是,這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同,使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響,結果是為了考試而學習,不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。
為了提高學生的整體素質和學習積極性,我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目,結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識,哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時,建立針對性的有機化學試題庫,使學生接觸更多不同的題型,拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫,有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等,統一從試題庫里抽調,實現教考分離。
3.結語
為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量,我們要結合有機化學學科規律,針對高分子材料與工程專業的專業特點,從學生的實際出發,認真分析總結,精選教學內容,創新教學手段,改革考核方式,不斷激發學生的學習興趣,以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。
參考文獻:
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高分子材料總結范文6
【關鍵詞】高分子化學;雙語教學;教學改革;科研導向
隨著人類文明的進步與社會經濟生活的發展,能源危機、人類重大疾病相關問題、環境問題等一系列對全球造成影響的科學技術問題的出現使得化學學科、特別是高分子學科成為所有學科的中心學科。例如,基于共軛聚合物半導體材料的有機發光二極管、場效應晶體管和聚合物太陽電池等最新的科研成果將成為未來社會生活中主要的半導體元器件;高分子藥物的出現將能夠很大程度上對藥物釋放、藥物靶向性等方面進行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗;生物醫用高分子在改善人類生活質量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關系到人們衣、食、住、行的方方面面。可以說,現代人的生活已經離不開高分子化學和高分子材料。因此,對高分子科學的研究越來越受到國內外學者的關注。
高分子科學的誕生源于高分子合成化學,其基本概念源自于有機化學、物理化學等化學、材料學科,這種情況導致我國現有的高分子科學領域從業人員來源多樣。其中,從本科階段即接受高分子化學教育的比例依然很低,很多從事高分子材料、高分子化學、高分子物理、高分子工程等領域研究的人員本科主修為無機化學、物理化學、有機化學、材料學等專業。一定程度上,這些研究人員存在對高分子化學體系缺乏系統認知的可能。在我國高等學校進行高分子化學教學教育活動,是提高我國現有的高分子科學領域的從業人員基本素養與技能、促進我國高分子科學發展、壯大的重要途徑。
近年來,高等學校為主導的國家級或省級“協同創新中心”的設置,使我國高等學校進入新一輪的由教學型(教學科研型)大學向科研型大學轉變的歷程中。為快速實現這種轉變,培養高層次、研究型的高分子科學領域人才愈發顯得必要和重要。目前,主要的國際學術會議、頂級國際學術期刊均以英語為主。通過學術會議、、論文檢索等在這些國際知名的學術舞臺上進行高分子方面學術活動與信息交流,觀察國際高分子學科的發展動向,無疑是我國高分子學科跟進國際學術發展步伐和超越世界學術水平的基本條件。為此,我們必須建立培養能夠熟練使用英語進行高分子化學相關學科聽、說、讀、寫應用的國際性專業人才的教育體制和培養機制,強化我國高分子方面的科技隊伍建設。換言之,在本科階段開展高分子化學雙語教學,為培養具有國際化交流能力的研究生和高層次高分子科學從業者,對我國高分子學科的發展具有非常重要的意義。
在教學實踐中,我們發現完善教學內容,教學方式與手段,通過激發學生學習興趣和專業興趣,能克服其對雙語教學中英文的畏懼和排斥都有益處;制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實施,安排學習英文講座視頻等都有利于雙語課程的講授。
3)利用視頻和錄像內容輔助教學。制作教學錄音和錄像,給學生共享,讓學生課下可以繼續觀摩課堂內容,培養其聽和說的能力。不斷構建新的新的本科雙語教育模式,使本科生能從雙語教學過程中分享課程教育國際化的機會,從中受益,并獲得在其他場所不能獲得的實踐和能力鍛煉,從而提高整體素質、創新意識及綜合能力。安排學生參加國際學術會議,到場聽取英語母語國家的專家匯報,同時錄制會議報告錄像和錄音。
4)組織學生檢索高分子化學基礎理論相關英文文獻、制作課件,并互相評閱,提升學生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學生體會雙語教學“重點在讀懂、其次在會寫,然后是能聽懂和能說”的含義。
5)對于課堂教學效果的考察采用按照學習內容分段考核,并以英文形式呈現。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實施方法一起考核;工程塑料、天然產物、環境污染和降解與穩定化放在一起考核等。這樣的做法,讓授課內容的排列更加緊湊,也讓學生更好的把握知識點的相關性。
6)強調背景預備知識積累,強化雙語教學對其他相關化學課程的關聯性,培養學生專業英語綜合素養,以期對學生閱讀英文文獻、其他相關英文課程教科書有所裨益。
總之,在過去幾年的高分子化學雙語教學中,我們通過合理的教學改革措施的使用,提高教學質量和教學效果,為將來這些接受良好英語授課培養的學生進入科研崗位,從事研究生學習打下良好的基礎。當然,這些方法也有繼續改進的空間,我們也將繼續進行深入研究與探索,總結經驗,探索培養具有創新意識和創造能力的高分子科學人才的新思路和新方法。
【參考文獻】
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