高分子材料分析方法范例6篇

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高分子材料分析方法

高分子材料分析方法范文1

關鍵詞:高分子材料;成型;控制

0 前言

作為一種實際應用效果良好的材料,高分子材料在近期得到了廣泛的應用。研究高分子材料成型及控制,能夠更好地提升其實踐水平,從而有效保證高分子材料的整體效果。本文從概述高分子材料的相關內容著手本課題的研究。

1 概述

現階段我國在高分子合成材料方面取得了很大的進步,相關行業的生產活動也在不斷發展壯大,高分子材料成型加工技術被運用與汽車等工業生產活動之中。高分子合成材料行業已經發展成為我國的重要經濟類產業,是國民經濟的重要組成部分。由于高分子材料的特性,必須加強對高分子材料的系統性研究,了解高分子材料的成型過程以及控制對策,為高分子材料工業的發展提供依據,是我國科研工作的重要任務。高分子材料成型加工技術屬于一門重要的科學,國內外著名的專家學者都對其予以高度關注,將與化學、物理等方面的專業內容融入到高分子材料成型加工技術中,為研究工作的開展提供科學依據。

2 高分子材料的基本成型方法

2.1 擠出成型

高分子材料的基礎成型是通過螺桿旋轉加壓的方式,不間斷的將已經成型的材料由有機筒擠出來,擠入到機頭中去,熔融物料通過機頭口模成型為與口模形狀相仿的型坯,然后借助相應的牽引工具把成型的材料不斷的在模具中提取出來,并對其進行冷卻處理,進而得到相應的形狀。擠出成型是一項系統性的工程,由入料、塑化、成型以及定性等過程,每個環節都對高分子材料的成型起到關鍵性的作用。

2.2 吹塑成型

吹塑就是通過中空吹塑的方式來實現的,主要是依靠氣體的壓力,來促使處于閉合狀態的熱熔型胚發生鼓脹,進而形成中空制品的技術過程。吹塑成型是高分子材料成型的另一種主要方式,具有發展快、效率高的特點。吹塑成型的主要加工模式是擠出、注塑和拉伸,是目前常用的三種吹塑方法。

2.3 注塑成型

一般情況下,我國高分子材料加工行業普遍采用的成型方法是注塑成型,其面對的生產對象大都是空間感強、立體式的材料形狀,在塑料生產方面具有諸多的優勢,受到了企業的廣泛關注和應用。注塑成型方式應用的范圍相對較廣,成型操作所需時間短、多樣的花色、生產效率高等等優點,是高分子材料成型最具實用性的方法。

3 現階段高分子材料成型技術的優化與創新分析

3.1 聚合物動態反應加工技術及設備

現階段,通過對國內外高分子材料成型技術的研究,大都采用反應加工設備來開展工作,但是,該反應加工設備的原理是在原有的混合、混煉設備上進行完善與優化所生產的產品,其還存在多方面的問題,處于不成熟階段,傳熱、混煉過程等都是其中的典型問題。另一方面,設備引進和使用投資大、能耗高,噪音污染嚴重、密封困難。

利用聚合物動態反應加工技術及設備來創新與優化高分子材料成型加工工作,相較于傳統的技術有了很大的進步,加工原理以及設備的組成都有所不同。此種技術的應用,其核心內容是將電磁場條件下的機械振動廠投入到高分子材料的機頭擠出操作中,能夠實現對化學反應、生成物的聚合結構、制品的各項變化等的控制,起到了良好的應用效果。

3.2 新材料制備新技術

信息與科學技術的不斷發展,在各個領域都得到了廣泛的應用,為了優化和升級高分子材料成型加工技術,可將信息存儲光盤應用到加工技術中,利用盤基來直接實現反應成型技術的構建,整個成型技術形成動態式、鏈條式的操作流程,樹脂的生產與加工、儲備與運送,再到盤基的成型,探索出酯交換的鏈條式生產與加工技術,能有效控制能源的使用率、提高成品的質量。

新材料制備新技術的出現,為高分子材料加工行業的發展提供了發展契機,動態全硫化制備技術也是其中的代表,是我國科學技術不斷發展的重要體現,新技術的應用與振動力場具有密切的聯系,可以更為直觀有效的控制硫化的整個過程,能很好的應對硫化過程中所遇到與相態有關的反轉類問題。針對此項技術,科學家應致力于研究與技術相匹配的更具全面化的設備,為我國高分子材料加工水平提供技術支撐。

4 高分子材料在成型過程中的控制

近年來,我國由于綜合國力的提升,在科學領域取得了一項又一項矚目的成績,其中高分子材料在成型過程中的控制是研究的主要課題之一。高分子材料在一定條件下極易發生結構上變化,溫度、外力等都是影響高分子材料所形成的聚合物的結構與形態,同時在外部條件的影響下,高分子材料還會發生聚集形態上的變化,一系列的問題都是現階段科學家研究的主要問題。通過不斷的研究,科學家得出了一系列的成果,實現對新型高分子材料的開發,形成了多元化的高分子材料群體,并投入實際的應用之中,促進了高分子材料工業的發展。通過研究,科學家發現,大部分聚合物多相體系存在不相溶的現象,制約著成型過程中的控制工作,為了改善此類情況,可以適當的融入第三組分。在聚合物生產與加工的過程中,所研制出的產品會處于溫度不穩定的環境中,由于制品極易受到溫度的影響而發生形態和結構上的變化,進而影響其性能,應加強對制品溫度的控制。由于制品的溫度會隨著時間推移為發生動態上的變化,可見,了解在非等溫場條件下,聚合物、共混物制品溫度與時間的變化關系是非常關鍵的,并對變化的規律進行總結,可為成型過程中的形態結構控制提供依據。

5 結語

本文以高分子材料成型方法和控制進行了具體性的分析,我們可以發現,高分子材料的多項優勢決定了其在實踐中的應用地位,有關人員應該從其客觀實際需求出發,充分利用自身有利條件,研究制定最為符合實際的成型及控制實施方案。

參考文獻:

[1]楊帆.淺析高分子材料成型加工技術[J].應用科學,2011(08):66-68.

高分子材料分析方法范文2

關鍵詞: 高分子材料 加工助劑 多媒體 案例教學

高分子材料在工業、農業、交通運輸、國防工業、人民生活、醫療衛生等各個領域有廣泛應用,是現代社會中衣、食、住、行、用各個方面不可缺少的材料[1]。高分子材料的成型加工是高分子專業研究的重要主題,相應助劑對提高高分子材料的合成效率、加工性能、使用性能有著至關重要的作用,隨著助劑行業的發展,助劑品種日益繁多[2]。《高分子材料加工助劑》就是面向高職、高教學生開設的一門高分子專業課程,通過多年本門課教學,筆者總結出以下教學方法。

1.講明本課程在高分子專業知識構成中的作用

合成與加工成型是高分子材料專業研究的兩大主題,其中加工成型離不開高分子加工助劑相關專業知識,因為對助劑的品種和性能不了解,成型加工的工藝設計與控制難以進行[3]。助劑在配合塑煉和基本成型過程中起這樣的作用:加工過程中改善聚合物的工藝性能,影響加工條件,提高加工效率;改進制品性能,提高它們的使用價值和壽命。概括起來說,助劑和聚合物是相互依存的關系。聚合物的研究和生產先于助劑,但只有在具備適當助劑和加工技術的條件下,它們才有廣泛的用途。

因此,高分子材料加工助劑是高分子專業知識構成中重要組成部分,本專業學生應形成這樣的概念:從事高分子材料加工成型過程的工藝設計和控制工作離不開高分子材料加工助劑的相關知識。

2.本課程教材的選擇

目前,市面上有不同教材可供教學選擇,針對不同教學對象和教學大綱的具體要求,老師應相應選擇教材。筆者選用方海林主編的《高分子材料加工助劑》,該教材面向本科生教學,通過教材學習,學生對高分子材料加工中常用助劑的概況、作用機理、品種合成、性質及其應用等有全面深入的理解;通過具體工藝及配方學習,認識它們對材料的工藝和性能的影響,具有一定解決實際問題的能力。當然,由于教學過程中課程設定為32學時,老師可根據學生學習興趣適當取舍,如第九章劑、發泡劑、著色劑、發泡劑的講解可以適當縮減一些,而第二章增塑劑內容可以適當補充一些書本以外的知識。

3.本課程的教學方法

3.1多媒體結合板書

信息拓展展示以多媒體為主,重點問題講解以板書為主[4]。對于《高分子材料加工助劑》課程教學,多媒體課件重點在以下三個方面突出應用:(1)當涉及大量信息拓展或者多種形式的直觀展示時,以多媒體為主,如各種助劑的外觀圖片、合成助劑的工藝流程圖、同一類助劑各種典型的化學結構式展示等。(2)對于大量公式推導、文字描述可以通過多媒體方式進行,這樣可以比較準確完整地反映同時節省大量授課時間。板書的引導會帶動學生的思維層層深入,更容易將一個知識點講透。如講熱穩定劑、光穩定劑的作用機理時,通過板書講解與分析,可以引導學生思考,更容易將難點講透。

3.2案例教學法

案例教學法是一項系統工程,需要教師精心創設教學情境,巧妙設置探究問題,引導學生在分析案例中研究問題,從而形成認識、發展能力、升華情感,并借助情境與問題實現教學目標[5]。對于《高分子材料加工助劑》課程教學,工廠已經采用的一些助劑配方設計實例都是鮮活的案例,教師可以在課堂上大量引入配方實例,通過對配方實例的分析,告訴學生各種助劑在配方中起什么作用,在配方設計時遵循什么樣的設計規律,為學生將來從事配方設計打下良好的基礎。

3.3課后在線答疑

現在學生幾乎達到人手一臺電腦,學生對電腦的常用操作基本熟練,特別是一些交流工具,如電子郵件、QQ在線聊天甚至視頻對話等,筆者認為借助互聯網進行學生課后答疑是一種教學輔助方法。學生在課后學習,如在做課后作業時遇到問題,借助電子郵件向老師提問,可以提高學生學習效率。當然,這種答疑方法有待進一步探索,如果老師每天進行大量郵件答疑會增加教學負擔,這時可以采取更靈活的方法如建立QQ群,在指定時間內在線群聊進行答疑等。

4.成績考核與評價

《高分子材料加工助劑》考核可以選用考試、小論文、大作業等方式進行,由于這是一門應用性很強的課程,學生將來運用相關知識時需要很強的主觀能動性。筆者經過多年實踐認為用小論文考核更符合這門課的學習規律,因為寫小論文本身就是學生一個再次學習的過程,這個過程需要查閱比較多的資料,將內容很好地組織,還要形成自己的認識及評價。布置完小論文題目后,一般會提出以下寫作要求:寫作緊扣論文題目、不出現偏題、有學術性;寫作條理清晰,內容安排有序;寫作重點突出;寫作參考資料充分、全面;寫作中能提出自己的觀點、對現代企業管理的認識;寫作字跡清晰、工整,表達流暢,字數3000左右。批改小論文的時候按學生對以上寫作要求的執行情況進行評分。學生最終成績按學校、系部要求進行,結合平時考核和期末考試成績綜合評分。

5.教學效果與評價

通過本課程學習,需要實施培養專業面寬、知識面廣和工程能力強的應用型本科人才這一課程教學目標,絕大部分學生應掌握常用高分子材料加工助劑的作用機理、結構、特點、性能、用量,并具有初步設計聚合物材料配方的能力。從已經畢業的學生反饋看,學習這門課為從事相關工作打下很好的基礎,學生進入工廠后將在比較短的時間內滿足崗位要求,從事聚合物配方設計及工藝設計、控制等工作。

目前,新的高分子材料加工助劑不斷被研發出來,知識更新非???,而學生的學習方式、學習興趣也有時代特征,如何上好《高分子材料加工助劑》這門課需要不斷探索、持續研究。

參考文獻:

[1]周鵬.高分子材料的發展及應用.科技創新,2015(11):69.

[2]馮嘉春,鄭德,陳鳴才.我國高分子助劑研發現狀及思考.透視,2007(2):33-36.

[3]向明.高分子助劑在聚合物成型加工中的應用研究.年全國高分子學術論文報告會,2007:799.

高分子材料分析方法范文3

關鍵詞高分子材料成型控制技術

中圖分類號:TB324文獻標識碼:A

當前,利用高分子材料制作的產品已經有效地利用在現代化的工業建設之中,滿足人們生產生活的需要,并且由于科研工作者們的不懈努力,高分子材料成型及其控制技術取得了飛速發展,但是由于本文就高分子材料成型及其控制是比較困難的,所以本文就高分子材料成型及其控制加以分析,希望對高分子材料的發展有所幫助。

1高分子材料成型技術分析

1.1高分子材料成型原理

高分子材料的合成和制備,就是由幾個化工單元操作通過高分子反應將多個單元操作熔為一體。在傳統聚合過程中,高分子反應加工研究的重點是高分子形態結構。在傳熱和傳質問題上,主要是利用溶劑和緩慢反應來進行處理,這樣會容易因為具體反應中物料的溫度過高導致物料反應受到影響,從而出現物料降解和碳化情況。為了解決這一問題,工作人員是利用設備來給物料加熱,這樣在聚合反應中出現熱量聚集的情況就可以及時將設備移走,從而降低溫度,提高聚合反應效果。雖然這種方法在解決傳熱和傳質的問題上取得的效果不錯,但是由于操作比較繁瑣的,就容易出現差錯。當前則是以流變學為理論基礎,研究物理材料的應力、應變、溫度、濕度、輻射等條件下與時間因素有關的變形、流動的規律,以此來改變高分子反應的某些條件,利用高分子反應加工來解決傳熱和傳質問題。

1.2高分子材料成型的加工技術

1.2.1聚合物動態反應加工技術及設備

高分子材料成型加工是高能耗過程,無論是擠出、注射還是中空吹塑成型,原理都必須經過熔融塑化及輸送這一基本和共性的過程。在傳統加工設備中,在傳熱反應和化學反應上難以控制,還會增加投資費用、產生較大噪音等,所以在進行高分子材料成型加工的過程中,盡量不要采用傳統加工設備。當今主要是采用聚合物動態反應加工技術,就是將聚合物反應擠出全過程引入到由電磁場引起的機械振動中,這樣能控制聚合物反應,主要是控制化學反應、控制制品的物理性能和化學性能、控制反應產生物的凝聚態結構等。另外,還可以通過使用適合的、有效的設備如螺桿擠出機和螺桿注射機等,可以控制聚合物單體的停留時間分布情況;加強聚合物反應加工控制可以通過振動立場的作用。通過科學合理的利用聚合物動態反應加工技術及相關設備來控制聚合物反應條件,從而來保證反應產生物質量、動量及能量傳遞等方面達到需求標準。

1.2.2以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術

目前,利用動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術主要是在聚合物/無機物材料物理強化制備新技術上的應用效果較佳,其復合材料就是利用聚合物進行原位表面改性處理、原位包覆處理等來成型的;另外在熱塑性彈性體動態全硫化制備技術應用效果也比較好,因為將混煉引入到振動力場中能夠使混煉的橡膠轉變成動態全硫化,從而有效控制硫化反直進程,避免共混物相態反轉的現象發生。

2高分子材料成型中的控制

不管采用何種技術來進行高分子材料成型加工,都是需要通過對控制高分子材料成型過程的控制,來減少由于不良問題而影響高分子材料成型效果的情況發生。通過對高分子材料成型過程的分析,發現反應過程最容易出現的就是共混物形態發生變化,所以加強形態控制和制品溫度控制是非常必要的。

2.1形態控制

在聚合物反應中,多數聚合物多相體系是不相溶的,所以為了改善相容性,一般要加入第三組分來控制聚合物混合加工過程中形體和穩定性。通過對高分子材料加工中進行有效的形態控制,可以為工業及其他領域創造較高的經濟效益,并且對確定開發高分子材料也是非常有意義的。

2.2制品溫度控制

通過以上分析可知多種聚合物反應加工的過程都是盲目控制制品溫度的,這是因為對聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時間變化關系的不清楚的關系,這樣制品的性能就會受到影響,導致其使用性大打折扣。但是通過相關研究人員研究發現,微纖對基體聚合物結晶形態、結構有一定影響,所以在多種聚合物反應加工的過程中將導電離子組裝到微纖中,微纖在體系中就會形成導電三維網絡結構,從而可以有效對制品的溫度加以控制。

3結語

綜上所述,確定高分子材料成型及其控制技術的有效應用可以提高高分子材料的應用價值,為創造較高的生產力奠定基礎。但是目前我國高分子材料成型及其控制技術研究正處于起步階段,相關工藝還不成熟,所以相關研究人員要持續致力于此方面的研究,讓高分子材料更多的應用于生活中,滿足人們生活的更高要求。

參考文獻 

[1] 雷玉臣,唐剛.淺談高分子材料成型及其控制技術[J].科技創新與應用,2015(11). 

高分子材料分析方法范文4

關鍵詞:高中化學教材;前沿科技;合成有機高分子化合物;六國比較

文章編號:1008-0546(2015)07-0057-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.020

21世紀,科學技術已廣泛融入到現代生活各個方面。高中化學教材中前沿科技知識的滲透和編入不僅能體現課程綜合化與融合性的要求,更能使學生深入認識本學科甚至是交叉學科領先的科學技術[1],讓學生意識到化學學習的意義和價值,認識到利用化學知識解決生活中問題的重要性,感受化學科學的實用性和創造性。世界各國高中化學教材均將科技前沿知識滲透到教學內容中作為在教材內容創新的重要方面,在保證內容選擇的基礎性與時代性的和諧統一方面各有特色。合成有機高分子材料是現代科技硬件的重要載體,被廣泛應用于醫藥衛生、現代工農業生產以及國防科技、航空航天、信息通訊和生物工程等各個領域,是化學前沿科技最具代表性成果之一,也是學生認識化學科技在社會生活中應用最好的學習資源。本文以合成有機高分子材料為切入點,通過研究世界發達國家高中化學教材在內容選擇、編排與呈現方面滲透前沿科技成果的理念與做法,以期為我國高中化學教材內容創新提供啟示。

一、研究對象

研究選取了中國、日本、澳大利亞、新加坡、美國、英國六國的主流高中化學教材作為研究對象,其名稱、出版社、出版信息見表1。

二、內容選取

要認識合成有機高分子材料,“合成有機高分子化合物”是其重要的基礎。我們從“合成有機高分子化合物”內容入手研究。

1. 選取比例

“合成有機高分子化合物”包含“合成有機高分子化合物基礎”(以下簡稱“合成基礎”,主要包含單體、聚合反應、高分子化合物的結構與合成高分子化合物的合成技術等內容)、“合成高分子材料”(主要包含各類合成高分子材料的性質、結構、合成、用途、分類及處理等內容)、“功能高分子材料”和“復合材料”四部分內容。用該四部分內容的知識點數目除以“合成有機高分子化合物”總知識點數目,所得百分比來表示各部分內容選取的比例。六國高中化學教材中四部分內容占“合成有機高分子化合物”的比例見圖1(左側餅形圖)。

由圖1可以看出,“合成高分子材料”在六國教材中均為最主要的內容(比例均在60%以上);其次是“合成基礎”(比例平均在20%~30%);“功能高分子材料”各國差異較大:比例最大(11%)為中國教材,其次是日本教材(8%)、新加坡教材(5%),其他國家沒有該部分內容;“復合材料”只有中國和澳大利亞教材涉及,比例均為2%。

“合成高分子材料”包含“塑料”“化學纖維”和“合成橡膠”三部分內容。用同樣的方法求得圖1右側餅形圖的數據,可以看出,“塑料”在六國教材中所占比例均為最大(比例均在45%以上),其次分別為“化學纖維”和“合成橡膠”(美國和英國教材除外)。

2. 內容深度

從學習認知水平角度分析,發現,日本教材在“合成高分子材料”、“合成基礎”部分內容最深,難度最大。

日本教材在“塑料”部分介紹的塑料種類最多,包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尿素樹脂、酚醛樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚醋酸乙烯酯、密胺樹脂和離子交換樹脂共10種;澳大利亞教材提到9種,新加坡教材5種,中國和英國教材僅為3種,美國教材最少,為2種。日本教材不僅包含的塑料種類最多,而且都深入詳細地介紹了每一種聚合物的性質或結構以及聚合反應方程式和用途。澳大利亞教材雖然給出的塑料種類多,但是除了詳細介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物,其他都是簡單介紹其性質和用途。中國教材包含的塑料種類雖少,但對聚乙烯和酚醛樹脂兩種聚合物的介紹最為詳細。

在“化學纖維”部分,日本教材編入的化學纖維種類最多,包括合成纖維中的6-6尼龍、芳綸纖維、6-尼龍、滌綸、聚丙烯腈纖維、維綸,和人造纖維中的粘膠纖維、銅氨人造絲、醋酸鹽纖維共9種,并且從性質、聚合反應方程式、用途這幾個方面詳細地一一介紹。中國教材僅簡單提及“六大綸”。新加坡教材給出2種,澳大利亞和美國教材僅給出1種。

在“合成橡膠”部分,日本教材提到的合成橡膠種類最多,包含丁苯橡膠、腈基丁二烯橡膠、聚氯丁二烯共3種,并詳細介紹其性質或符號以及聚合反應方程式或用途。中國教材僅講到順丁橡膠一種,但從特點、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細地進行了介紹。美國教材僅提到丁苯橡膠的符號。

在“合成基礎”部分,日本教材提到的聚合反應方式最多,包含加聚、縮聚、開環聚合、共聚合4種,中、澳、新、美、英五國教材僅呈現了加聚、縮聚2種。

3. 課程功能實現

從教材中“合成有機高分子化合物”內容的課程功能實現角度分析,我們發現六國教材中澳、新、美、英教材更加注重對科學方法的教育:

(1)實施技術方法教育。澳大利亞教材把“合成有機高分子化合物”作為技術教育的重要內容,占用一節的篇幅詳細介紹了7種修飾多功能高分子聚合物的手段和3種高分子材料成型技術,以及各種手段和技術的應用[2]。澳大利亞教材中該部分內容將高分子合成的基礎原理和化工生產結合起來,是合成理論過渡到實踐的橋梁,實現了合成技術的“工藝化”,是培養學生技術素養的有效內容。

(2)滲透環保教育。新加坡和英國教材除了介紹塑料的廣泛應用之外還選取較大量的內容來講述其危害性,澳大利亞和美國教材詳細介紹了“分類回收法”的廢舊塑料處理方法,澳大利亞和中國教材提到了可降解高分子材料的研發,這將有利于學生了解材料的使用與環保的關系。

(3)提升實踐能力。澳大利亞和美國教材詳細列出了塑料制品的回收標識、代表的類型名稱及性質、應用?;厥諛俗R也是健康證,學生可以在生活中根據編號來判斷塑料的種類和質量,從而有利于幫助學生學會鑒別化學信息的真偽和品質,養成獨立思考及反思的能力,培養學生的批判性思維,同時啟發學生學會利用分類的方法解決生活中的化學問題,引導學生將化學知識應用到實踐中去,提升學生的實踐能力。

三、組織編排分析

表2列出了各國教材中涉及“合成有機高分子化合物”內容的章節編排情況。

依據教材中章節的設置,我們發現其組織編排方式有2種類型:(1)獨立成章。中國和日本教材分設兩章介紹有機高分子化合物,澳大利亞和新加坡教材設置一章。日本教材按合成有機高分子化合物的分類設章,而中國教材是按學習難度于必修2和選修5分設兩章,采用螺旋式的組織編排方式。(2)獨立成節。美國和英國教材如此。

依據教材編寫所體現的課程觀分類,其組織編排方式有2種類型:(1)學科中心設計取向。中、美、新教材以有組織的學科知識作為教材設計的基點,按照學科結構為中心來組織學習內容[3];(2)社會生活問題中心設計取向。日、澳、英教材以生活、社會問題作為教材編寫設計的基點,巧妙地將合成有機高分子化合物與生活實際聯系起來,使學生在潛移默化中學會利用所學知識原理更科學、深入地認識、利用生活中的有機高分子材料,更大限度地實現其教學價值。

另外,各國教材組織編排各具特色:(1)日本和澳大利亞教材設置了章的上級標題――“研究領域”,使知識體系更加系統、清晰;(2)澳大利亞和新加坡教材的節標題設置詳細、具體,核心概念界定清晰。中國教材章下的節標題少,每個節標題包含內容范圍過大,且節標題下的小標題很少,導致框架不清晰,文字閱讀量大,不利于學生進行信息提取,加之該部分知識內容多,分類復雜,這無形之中加大了學生學習難度。

四、結論與啟示

通過對六國教材“合成有機高分子化合物”內容分析和組織編排的比較,我們可以獲得如下結論:

“合成有機高分子材料”均已成為高中化學教材中合成有機高分子化合物的核心內容。教材中增加合成高分子材料種類與反應類型,可為學生廣泛認識生活中的高分子材料奠定堅實的理論基礎,使學生深入理解有機化學基礎,拓展有機合成的創新性思維,以化學學科思維更科學深入地認識身邊的高分子材料制品;同時,高分子材料制備技術方法的介紹對于提升即將面臨職業定向的高中生的應用創造能力和技術素養有著重要作用;再有基于合成有機高分子化合物的介紹,滲透環保意識,有利于使教材向多維化和融合性發展。

我國高中化學教材在核心內容的選取上同各國一致,并采取由淺入深螺旋式的組織編排方式,這些是值得肯定的,但合成高分子化合物類型單一,缺乏與生活相聯系和對科學方法的滲透這些問題值得我們深思。由此我們提出如下建議:在內容選取方面,應適當豐富合成高分子化合物的種類;充分發揮前沿科技類內容所特有的教育功能,注重對技術方法、環保意識、實踐能力和批判性思維的教育,全面提升學生的應用和創新能力。在組織編排上,前沿科技類內容更適合采取社會生活問題中心設計編排,注重化學與社會生活實際的緊密聯系;對于內容繁雜的部分建議采用細致詳細的標題設置,同時可選擇性增設“研究領域”等標題。

參考文獻

[1] 王瑞政,周青,闕麗麗. 化學前沿學科知識在美國化學教材中的體現[J]. 化學教學,2009,01:58-61

高分子材料分析方法范文5

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?!保└叻肿硬牧吓c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??紤]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.

高分子材料分析方法范文6

【關鍵詞】制品生產 高職 課程

長江下游尤其是長三角拉動中國經濟前行,已形成了世界塑料加工業的重要基地,該地區也是國內塑料加工業上下游產業鏈溝通最為活躍的地區。而我們常州是全國塑化行業最發達地區之一,產值規模僅次于廣東佛山。依托塑料加工產業,廣泛聯系行業、企業,成立專業指導委員會。在委員會專家的指導下,對高分子材料加工技術專業人才市場的需求進行調研,結合高職教育的特點,確定高分子材料加工技術專業人才培養目標為:培養德、智、體、美全面發展的掌握與高分子材料制品生產及新制品開發等內容相關的專業崗位群所必需的專業知識及專業技能,在高分子材料制品生產等企業第一線從事生產、技術、管理等工作,具有良好職業道德、較強專業技能和可持續發展能力的高素質、高技能應用型人才。高分子材料加工專業作為我校的首批教改試點專業,旨在深化高職高專高分子材料專業,高分子人才培養計劃及課程改革上起到探索創新及引領示范作用,本文以《制品生產3—模壓制品的生產》這門課程為例來分析探討教改過程中的整體設計模式。

1 課程定位

1.1 培養目標的形成

這個培養目標的確定是通過行業企業調研,進行了充分的崗位分析,分析該崗位的典型工作任務,并邀請專家共同探討,確定該專業的課程體系;再由該崗位對能力、知識、素質的要求確定人才培養的規格,進而制定專業人才培養方案;建立學習情境和制定課程標準。

在人才培養方案的形成過程中,不斷尋求成長規律與學習規律,最終形成了高分子材料加工技術專業培養方案課程與培養目標框架圖。

1.2 課程信息

本專業新的培養方案中的課程模式為:制品試樣制備、加工原料的合成(包括碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成三門課程)、加工原料的選擇、制品生產(包括注塑制品生產、擠出制品的生產、模壓制品的生產三門課程)、新制品的開發、上崗實訓等,本文所述課程隸屬于制品生產中模壓制品課程。

本門課程是高分子材料加工專業二年級學生的專業核心課,其中先修的課程包括:擠、壓、注單機操作、碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成、高分子材料分析、選擇與改性、性能測試I(原料)、配方設計I、注塑加工、擠出加工。后續課:新制品的開發、上崗實訓等。

2 課程內容

2.1 課程內容的選取

根據高分子材料加工技術專業人才培養方案中對該課程的要求,結合該專業典型工作崗位任務要求,能合理的確定加工過程與工藝條件;能進行模具的組裝與調整;能針對制品的各種缺陷進行分析、調整工藝;能熟練操作設備為目的,進行內容的選取與整合。

本課程主要教學內容為模壓制品的生產,圍繞該內容進行必要的理論知識的解讀和實驗操作技能的訓練,理論知識部分包括高分子材料模壓加工設備的結構知識、通用高分子材料典型配方設計知識、高分子材料模壓加工工藝設計知識以及高分子材料配方設計所用助劑的基本性能知識等,是根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求選取的,為學生學習后續課程和后續發展奠定良好的基礎。課程內容之間基本呈現循序漸進的關系。通過對項目的設置將原有課程體系的內容進行重新的整合,使之更加符合實際需要,以適應目前的學習及今后發展的需求。

2.2課程設計的理念和思路

項目化教學體現的是學生在“做中學、學中做”,教學項目的建立必須徹底打破原有的課程體系及本課程的知識體系,教學項目的設立必須要建立相應環境與設施。

在進行課程設計的時候主要考慮以下方面

(1)突出學生主體作用,完成工作任務

(2)項目任務優化組合,適應學生認識與成長規律

(3)靈活運用多種教學方法,拓展學生思維

(4)創新教學效果評價方法,突出能力考核與知識運用

在課程設計之前首先進行職業崗位能力分析,突出能力目標要求,課程以項目為載體用任務訓練學生、以學生為主體、知識理論實踐一體化。課程項目(任務)的選擇必須具備實用性、典型性和綜合性和可行性。綜合項目中設置若干子項目,用于訓練學生的單項能力。充分體現教學過程的實踐性、開放性和職業性。

總的設計原則為:教學項目的設立來源于工作項目,教學項目本身具有獨立性和系統性,教學項目的設立必須考慮A、B雙線,其中A組任務選擇成熟的、具有代表性的、實驗室可操作性強的產品,課內完成(以學生為主體、教師起指導、點評作用);B組為拓展任務,為課外自選項目,選擇新型、改性或特殊意義的產品,課外完成(由學生自主完成項目實施方案設計)。

3 課程的教法學法

3.1課程教學方法和教學手段

在該課程的教學過程主要采用的教學方法是行動導向教學法,具體就是項目式教學結合其他教學方法,例如案例教學、分組討論,啟發引導、自學輔導、理論實踐一體化等。在教學的過程中充分利用現代教育技術和網絡教學資源,結合PPT、板書、實物等進行教學。

比如項目1——橡膠制品的生產,總體上是行動導向法,為學生準備一個項目實施過程手冊,上面有若干個任務,每個任務都告訴學生該干什么。第一個任務是思維導圖,要求學生思考圍繞“橡膠制品的生產”應解決哪些問題,掌握哪些知識和技能,這就屬于啟發引導。學生通過思維導圖的建立可以較清楚的明白完成這一任務應解決哪些問題,這樣在后續任務的完成中就有較清晰的思路。引導學生進行較為有效的自主學習。

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