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高分子材料概念范文1
高分子的概念
首先,什么是高分子?從化學角度來定義,高分子是由分子量很大的長鏈分子所組成,而每個分子鏈都是由共價鍵聯合的成百上千的一種或多種小分子構造而成。我們日常所接觸到的大分子、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特點: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械強度,從而決定了它們具有很好的實際應用價值。2.高分子的結構千變萬化,一般材料的性能是由材料的結構所決定的,我們可以根據實際需求,通過結構設計等方法制出不同性能的高分子材料。
高分子材料發展歷史
高分子一詞的產生不足一百年,最早于1922年由著名德國化學家赫爾曼·施陶丁格提出,但其應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資料中不斷進步。到了19世紀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年出現合成高分子——酚醛樹脂,標志合成高分子時代的到來,從此,合成高分子材料逐漸在諸多領域大放異彩。如今,高分子材料已經成為社會進步中不可或缺的基石,在日常生活、國防工業、科技發展等各個領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物、植物及生物體內的天然物質,如植物中的淀粉、纖維素、棉、麻等以及動物中的蛋白質、糖類、毛發等等。天然高分子可通過化學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性能、低密度、耐腐蝕性、耐磨性等一系列優異的性能。
此外,高分子材料根據其應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模工業化生產,并普遍應用于建筑、農業、交通運輸、電子工業等國民經濟主要領域和人們日常生活的高分子材料,如塑料、橡膠、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、傳動帶及安全制品等在汽車、航空航天及國防裝置中都發揮著極其重要的作用。合成纖維的出現首先解決了天然纖維種植的制約,隨后隨著技術的進步,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。合成纖維性能優異,能夠滿足不同領域需求的纖維得到廣泛應用。
功能高分子材料一般是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料。其突出特點在于其特殊的光、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。因其功能的獨特性,功能高分子材料在諸多領域得到廣泛應用,并具有巨大的發展潛力。如光導高分子材料用于靜電復印、噴墨打印等領域,極大地提高了辦公效率;導電功能高分子材料用于電池、電路、精密儀器等,大大提高了傳導效率;高分子分離膜在水污染處理、物質分離等環境領域的應用,降低了生產處理成本,利于環境保護;最后還有與生命息息相關的生物醫用功能高分子材料,在人工器官、外科修復以及藥物及藥物釋放等方面,獲得越來越多的關注。
高分子材料的未來發展
高分子材料概念范文2
1.何為高分子化學
顧名思義,高分子就是相對分子質量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結構上由重復單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學,但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。
2.高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。
3.高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學,對大分子的反應和方法的研究,顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題,也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有:如何將低分子化合物連
接成高分子化合物,即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子,其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子,就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會??梢哉f某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制,于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品,如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。三、高分子化學與高科技的結合
當今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當有外部刺激時,能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質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(化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。
第一,力學功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。
第二,化學功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等;反應功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應器等。
第三,生物化學功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以預計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子化學的可持續發展
研究高分子合成材料的環境同化,增加循環使用和再生使用,減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染,也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成,在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成,探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子來處理污水和毒物,研究合成高分子與生態的相互作用,達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。
參考文獻:
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高分子材料概念范文3
關鍵詞:高分子材料改性;教學改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0094-02
一、緒論
“高分子材料改性”是高等工科學校高分子材料與工程專業一門重要的專業課程。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聯、相互依托,這不僅體現在理論范疇,而且體現在應用領域。通過本門課程學習,使學生掌握高分子材料改性的基本概念,改性原理、增強理論和技術,共混工藝以及聚合物改性的最新研究進展;了解常用的改性設備;培養學生運用所學的有關基礎理論、基本知識去分析與解決實際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點以及過去幾年的教學實踐,目前“高分子材料改性”課程教學中還存在以下3個主要問題:
1.授課計劃和授課內容安排不合理?!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控、共混物的形態、共混體系相容熱力學、共混物性能的預測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領域中的應用、共混方法在短纖維填充體系及納米復合物材料中的應用、聚合物共混工藝與設備等。對于強調實際應用的高分子材料與工程專業的本科學時來說,該課程顯得尤其重要[2]。根據授課計劃安排,該課程開設32學時,存在著內容多、課時少、授課內容需要進一步提煉等問題,難以在規定學時內有效、連貫的開展教學活動。
2.缺乏實踐環節。目前,“高分子材料改性”課程主要以講授為主,缺乏實踐環節,學生主動參與較少,導致學生感性認識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設備時,學生們難以區分同向雙螺桿擠出機和異向雙螺桿擠出機的物料輸送方向,通過靜態的二維或三維圖片進行講解時,其表現力度有限,無法有效地使學生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機的工作原理和區別。
3.教材更新與完善。目前,江蘇科技大學“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用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、“十一五”國家重點圖書。教材在廣泛總結國內外高分子共混理論與應用成果的基礎上,融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領域的教學與科研實踐經驗編著而成[1]。目前,高分子共混改性等相關方法在高分子加工領域中的應用不斷擴展和壯大,但是該教材自2007年第一次出版后沒有進行過更新和修訂,部分內容與當前發展現狀不符,例如教材第七章介紹五大通用塑料產量時,依據2006年的統計數據,聚氯乙烯的產量僅次于聚乙烯居于第二位,而隨著聚氯乙烯應用領域的進一步擴展,目前聚氯乙烯的產量已經超過聚乙烯位居第一位,因此,目前的教材并不完全適應于當前高分子材料與工程專業“高分子材料改性”課程的教學。
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成績占30%,期末成績占70%。平時成績占比較低,期末成績占比較高,出現部分學生平時不重視課后作業,期末考試時突擊復習通過考試的現象。這樣的考核方式無法反映出學生的真實水平和實際能力,也很難讓學生的實際應用能力得以實質性提高。
二、教學改革方法與手段
針對高分子材料與工程專業“高分子材料改性”的特點和目前存在的問題,結合江蘇科技大學的實際情況,要求學生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎上,培養學生分析和解決實際問題的能力,作者結合該課程的特點以及過去幾年的教學實踐,總結了幾點教學改革方法。
(一)結合課程特點,調整授課計劃和內容
針對授課內容多、學時少的問題,有必要對課程進行提煉整理,刪除部分與聚合物共混改性無關的內容。例如教材第五章中相分離行為與均相結構穩定性的內容對于物理化學專業十分重要,但是對高分子材料與工程專業學生來說,只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業的教學要求。同時,對于后續的Flory-Huggins模型和狀態方程理論部分為高分子物理講授內容,也可以進行適當刪減和提煉。另外,共混物的相界面學習對于分析多相共混體系的微觀結構和性能至關重要,現有的授課計劃中相關內容過于簡單,無法滿足高分子材料與工程專業學生的培養要求,因此有必要增加相關的授課內容。
(二)增加實踐環節,提高學生的感性認識,培養學生解決實際問題能力
“高分子材料改性”是一門理論與實踐并重的課程,部分授課內容較為抽象,學生只有通過親自實踐,才能對課堂學習的相關知識進行充分的理解和消化吸收。同時,實踐環節的引入,學生們可以在實踐過程中提高感性認識,培養學生的動手能力以及發現問題、查閱文獻、相互合作去分析解決問題的能力,這對于學生將來的學習和工作都具有重要意義。另外,實踐環節具有一定的趣味性,可以有效調動學生的學習積極性[3]。
(三)優化教學方法,發揮學生主動性
在以往的教學過程中發現,課堂上學生的參與程度少,課后缺乏主動復習,導致整體的教學效果不好。教學方法的改革應倡導以學生為主,激發學生自身作為學習主體的意識,使知識的學習從傳統的灌輸式教育方式向主動吸收式的方向轉變,可以有效提高教學效果。例如可以將每堂課開始前的復習時間由以往的老師講改為學生講,上課前給學生5分鐘時間簡要總結上次課學習的主要知識點。這樣做一方面可以有效幫助學生提高上課時的注意力,另一方面可以督促學生課后及時復習課堂知識,更加牢固的掌握知識,做到融會貫通。同時該方法的推廣,還可以鍛煉學生的幻燈片制作水平并給每一位學生提供一個展現自己的機會,增加學生的主體意識[4]。
(四)優化考核方法,引導學生全面發展
課程考核是檢驗教師教學效果和學生學習效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張試卷來檢查學生的學習情況,而學生往往可以通過突擊性的復習取得較高的分數,這樣的考核方式既不能準確反映老師的教學效果,亦不能充分反映學生對知識的掌握程度[5]。根據高分子材料改性課程的特點,筆者在實際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時成績所占比重,將平時成績所占的比重從30%提高至40%,使學生認識到平時學習的重要性;二是進一步增加隨堂提問,提高學生上課時的注意力,減少課外作業在平時成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘,讓學生利用幻燈片總結復習上節課學習的內容,督促學生養成課后復習的良好習慣。
三、教學改革效果
“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業2009級開設,目前已經開設7屆。近三屆學生的成績分析表明,該課程平均優良率為92%。通過本課程的學習,使學生利用共混改性相關的基本知識去分析與解決實際問題的能力得到明顯提高,很多同學參與了本科生的創新計劃大賽,做了很多有意思的實驗性課題,部分同學取得了較好的成績。
四、結論
“高分子材料改性課程”教學改革是一項系統工程,筆者以培養學生有效利用共混改性相關的基本知識去解決實際應用問題為出發點,通過調整授課計劃、增加實踐環節、優化教學方法和考核方法,去引導學生樹立良好的學習習慣,充分掌握高分子共混改性的相關知識點。實踐證明,對“高分子材料改性課程”課程進行教學改革能夠有效地激發學生的學習積極性和主動性,充分發揮學生自身潛力,為學生將來的學習與工作奠定堅實的基礎。
參考文獻:
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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)
高分子材料概念范文4
【關鍵詞】形狀記憶;高分子材料;軍事應用
1.形狀記憶高分子材料簡介
形狀記憶高分子或形狀記憶聚合物(SMP,Shape Memory Polymer)作為一種功能性高分子材料,是高分子材料研究、開發、應用的一個新分支。它是在一定條件下被賦予一定智能高分子材料的形狀(起始態),當外部條件發生變化時,它可相應地改變形狀,并將其固定(變形態)。如果外部環境發生變化,智能高分子材料能夠對環境刺激產生應答,其中環境刺激因素有溫度、pH值、離子、電場、溶劑、反以待定的方式和規律再一次發生變化,它便可逆地應物、光或紫外線、應力、識別和磁場等,對這些刺激恢復至起始態。至此,完成記憶起始態固定變形態恢復起始態的循環。
1989年 ,石田正雄認為 ,具有形狀記憶性能的高分子可看作是兩相結構 ,即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能的可逆的固化和軟化的可逆相組成??赡嫦酁槲锢磴q鏈結構 ,而固定相可分為物理鉸鏈結構和化學鉸鏈結構,以物理鉸鏈結構為固定相的稱為熱塑SMP,以化學鉸鏈結構為固定相的稱為熱固性SMP。王詩任等認為 ,形狀記憶高分子實際上是進行物理交聯或化學交聯的高分子,其形狀記憶行為實質上是高分子的粘彈性力學行為。他們根據高分子粘彈性理論建立了一套形狀記憶的數學模型。總結來說,形狀記憶機理可分為:組織結構機理、橡膠彈性理論、粘彈性理論。
2.軍事材料特殊性分析
未來戰爭是高技術條件下的戰爭。不僅戰場環境變得更加惡劣復雜,各種類型的雷達,先進探測器以及精確制導武器的問世,對各類武器和裝備構成了嚴重的威脅。因此,不僅軍事裝備的質量要求一定可靠,而且,軍事裝備的再生性和快速制造能力也被提到了新的高度。
軍事裝備系統的可靠性(The Reliability of Armaments system)是指軍事裝備系統在規定的時間內,預定的條件下,完成規定效能的能力。要求裝備在特定的條件下長期存放和反復使用過程中,不出故障或少出故障,處于正常的使用狀態,且能實現其預期效能。因此,軍事材料必須擁有極強的性能和超長的工作壽命。軍事裝備的再生能力,指的是軍事裝備受到損壞后,能夠迅速進行戰場搶修的能力。戰場再生能力是提高裝備戰斗力的重要組成部分。形狀記憶高分子材料具有許多優異的性能,因此此類材料對于軍事方面的貢獻就十分明顯。在前期制造方面,由于其快速恢復能力,可以在很短的時間內完成對零部件連接、整合,為戰爭贏得極寶貴先機時間。在對裝備恢復方面,我們可以將記憶前的材料制造為較為規則,使用面積較小的部件,單一運輸時可以減縮空間,從而提高運輸效率,極大地提高了戰場的再生能力。
3.形狀記憶高分子材料在軍事方面應用展望
目前,形狀記憶高分子材料在軍事方面的成熟應用主要體現在在戰機的連接,加固,軍事通訊設備,戰爭醫療設備等方面。
3.1戰機接頭連接
在軍事戰斗機上通常裝有各種不同直徑的管道, 對于一些異徑管接頭的連接, 形狀記憶高分子材料可以大顯身手。其大致工藝過程如下: 先將形狀記憶高分子材料加工成所要求的管材, 然后對其加熱使管材產生徑向膨脹, 并快速冷卻, 即可制得熱收縮套管。應用時, 將此套管套在需要連接的兩個管材的接頭上,再用加熱器將已膨脹的套管加熱至其軟化點以上(低于一次成形溫度), 膨脹管便收縮到初始形狀,緊緊包覆在管接頭上。
3.2緊固銷釘
在戰斗機的制造工藝中, 需應用大量的連接件進行連接。采用形狀記憶高分子材料制作緊固銷釘,將是戰斗機制造業中的一項嶄新工藝技術。
(1)先將記憶材料成形為銷釘的使用形狀;(2)再將銷釘加熱變形為易于裝配的形狀并冷卻定型;(3)將變形銷釘插入欲鉚合的兩塊板的孔洞中;(4)將銷釘加熱即可回復為一次成形時的形狀, 即將兩塊板鉚合固定。
3.3軍事通訊設備
形狀記憶高分子材料在軍事通訊設備方面的應用同記憶合金比較相似。后者在航空航天領域內的應用有很多成功的范例。人造衛星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發射人造衛星之前,將拋物面天線折疊起來裝進衛星體內,火箭升空把人造衛星送到預定軌道后,只需加溫,折疊的衛星天線因具有“記憶”功能而自然展開,恢復拋物面形狀。而高分子材料通常具有很好的絕緣性能,因此在通訊設施中不需要導電的部件中,用形狀記憶高分子材料代替,以獲得我們預期的目標,從而提高部隊的攜帶能力。
3.4軍事醫療設備
在需要單兵作戰的特殊場合,由于單兵的輜重,裝備等攜帶能力的限制,需要在有限的或體積下攜帶比較充足的醫療設施,從而為軍人的生命恢復提供必要的保障。利用低溫形狀記憶特性的聚合物聚氨酯、聚異戊二烯、聚降冰片烯等可以制備用作矯形外科器械或用作創傷部位的固定材料,比如用來代替傳統的石膏繃帶。方法有2種:一是將形狀記憶聚合物加工成待固定或需矯形部位形狀,用熱水或熱吹風使其軟化,施加外力使其變形為易于裝配的形狀,冷卻后裝配到待固定或需矯形部位。再加熱便可恢復原狀起固定作用,同樣加熱軟化后變形,取下也十分方便;二是將形狀記憶聚合物加工成板材或片材,用熱水或熱吹風使其軟化,施加外力變形為易于裝配形狀,在軟化狀態下裝配到待固定或需矯形部位,冷卻后起固定作用,拆卸時加熱軟化取下即可。形狀記憶材料與傳統的石膏繃帶相比具有塑型快、拆卸方便、 透氣舒適、干凈衛生、熱收縮溫度低、可回復形變量大的特點,可望在矯形外科領域及骨折外固定領域得到廣泛應用。
4.結束語
目前,對形狀記憶材料的研究才剛剛開始,尚處于初級階段。形形狀記憶高分子材料雖然具有可恢復形變量大、記憶效應顯著、感應溫度低、加工成型容易、使用面廣、價格便宜等優點,但尚存在著許多不足之處,如形變回復不完全、回復精度低等。因而,在形狀記憶高分子材料的分子設計和復合材料研究等方面,還有待于進一步探索。另外,應根據現實需要開發新型的形狀記憶高分子或對原有的形狀記憶高分子有針對性地進行改性。因此, 在今后的研究工作中, 應充分運用分子設計技術及材料改性技術, 努力提高材料的形狀記憶性能及綜合性能, 開發新的材料品種, 以滿足不同的應用需要。另外, 還應注重新材料的實際應用, 早日形成工業產量,為我國的軍事建設及各項國民經濟建設服務。
【參考文獻】
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高分子材料概念范文5
[論文關鍵詞]高分子材料 專業英語 教學方法
[論文摘要]高分子材料專業英語中專業詞匯較多、專業知識較強、中西文化差異大。本文在分析了科技英語特點的基礎上,詳細討論了高分子材料專業英語的教學方法,提出了從擴大學生詞匯量、分析句式結構、提高閱讀理解和寫作能力以及運用多種教學方法和手段等方面來提高學生高分子材料專業英語水平,使高分子材料專業大學生盡快適應社會需求。
高分子材料專業英語是一門以英語為工具的高分子材料專業課程,教學內容以高分子材料工程專業知識為主,以學術英語為輔,目的在于幫助高分子材料專業學生使用英語,直接學習和接觸國外相關專業信息。這不僅要求順利閱讀、聽懂英語,同時還要求以英語為工具獲取專業信息。本文結合教學實踐簡述了科技英語的特點,以求在專業英語學習過程中準確理解原文,能夠用目的語忠實而通順地再現原文內容。
一、高分子材料專業英語特點
高分子材料專業英語的文體與修辭手段與文藝小說、新聞報道等迥然不同,具有以下特點:嚴謹周密,概念準確,邏輯性強,行文簡練,重點突出,句式嚴整,少有變化。在閱讀或翻譯時要注意其行文特點和寫作規律,以便更好理解高分子材料專業英語文章。其特點突出表現在以下幾個方面:
(一)廣泛使用被動語態
專業英語文章側重敘事推理,強調客觀準確。第一、二人稱使用過多,會造成主觀噫斷的印象。因此盡量使用第三人稱敘述,采用被動語態,例如:When a low-molar-mass by-product is formed, the adjective ‘condensative’ is recommended to give the term condensative chain polymerization[1]。(建議推薦,縮合連鎖聚合)
(二)重要信息前置
專業英語表達方式往往和中文句式顛倒,常用前置性陳述,即在句中將主要信息盡量前置,通過主語傳遞主要信息。例如“……are charged into a 500 ml reaction kettle equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser”(向帶有機械攪拌器和回流冷凝器的500 ml 反應釜內加入……)。
(三)動詞的名詞化
大量使用名詞化結構(Nominalization)是專業英語的特點之一。因為專業英語文體要求行文簡潔、表達客觀、內容確切、信息量大、強調存在的事實,而非某一行為。專業英語中名詞化句子可作主語、賓語、介詞賓語、表語、賓語補足語、定語、同位語和狀語等,換言之,除了不能擔任謂語外,可以用作句子其它一切成分。例如:Such solutions can often be concentrated by freeze drying. This is done by bringing the surface of the solution in close contact with a cold condenser and applying high vacuum to the entire apparatus so that…… (冷凍干燥)[2]。
二、高分子材料專業英語教學實踐
高分子材料專業英語課程為大學第三或第四學年課程,學生已經學習了大學英語課程和高分子物理、高分子化學和高分子材料工程等專業基礎課程,筆者重點關注了以下幾方面教學實踐活動:
(一)擴大詞匯量
英語單詞的數量雖然龐大,但構成單詞的元素———詞根、前綴、后綴的數量卻是有限的[3]。這就要求在英語單詞的學習中,通過掌握詞根、前綴與后綴來學習新的詞匯。在高分子材料專業英語中,常見的詞根主要包括各種元素等,如hydro (氫), chlor (氯),amino (氨基),carbo (碳),oxy(氧),fibro (纖維),kineto (運動)。常見的前綴主要包括各種基團、基團的數目、地位等的表示,如poly-(聚,多),deca-(十或癸),non (a)-(九或壬),mono-(單、一),macro-(大的、宏觀),micro- (微的,小的),per-(高,過,全),ethyl-(乙基),phenyl-(苯基),benzyl-(芐基),aryl-(芳基),alkyl-(烷基),metyoxy-(甲氧基),iso-(異,等,同),ert-(叔),ortho-(鄰,正,原),ultra-(超、極端),super-(過度、過多),co-(共同),ant (i)-(反,抗)。常見的后綴主要包括各類聚合物的表示等,如-ene(烯烴的后綴),-ylene(亞基),-ide(化合物的后綴),-ate(鹽或酯基的后綴),-ester(酯),-ether(醚),-form(仿),-glycol(二醇),-one(酮),-nitrile(腈),-sulfone(砜),-wise(方式)。
polytetrafluorethylene(聚四氟乙烯)可以拆分成poly(聚) 、tetra(四)、fluor(o)(氟)、ethyl(乙基)和ene(烯)幾部分,分開理解則容易記憶。hydrogen peroxide(過氧化氫)中hydrogen表示“氫”元素,per表示“過、高”,oxide表示“氧化物”。
(二)分析句式結構
對于課文,應突出重點,講究長句的翻譯技巧[4]。系統地闡述和分析翻譯的基本知識、理論和技巧,使學生中掌握翻譯的技巧,有利于學生翻譯水平的提高。當學生碰到具體的問題時,就能夠從語法現象、專業內容、修辭等方面靈活處理。如看到一個長句,先不要急于逐字逐句去看這個句子,先找出這個句子的主干,即主語、謂語(或系動詞)、賓語(或表語),然后再看其余的修飾成分(也許是幾個修飾詞,也可能是一個完整的句子),分析它們與中心詞之間的關系,然后根據中文表達習慣在主干中加入這些修飾成分。這樣的翻譯技巧和步驟適合任何的長句翻譯。
(三)補充學習方法與技巧,引導學生進行歸納總結
高分子材料專業英語教材的課文專業詞匯量大,復雜句子多,如果死記硬背,學生會感到吃力也會沒有興趣繼續學習。因此,在教學的過程中要補充學習專業英語的方法。對于高分子材料詞匯規律性而言,如詞頭poly-是多和聚的意思;詞尾-ane 是指烷烴,-ene一般是指烯烴,-one 酮等;一些基團如methyl(甲基),ethyl(乙基),propyl(丙基)都是以-yl 結尾。那么在遇到生詞polypropylene(聚丙烯)時,學生就可通過掌握的規律輕松記住單詞,做到舉一反三,達到事半功倍的效果。
(四)組織課堂討論,注重給學生提供鍛煉的機會
在教學實踐中,為了給學生鍛煉的機會,教師要善于“讓位”,把講臺讓給學生。例如,在學期的開始就將學生進行合理的分組,以每個小組為單位,提前布置課堂總體學習內容,讓大家課下做一定準備,上課時臨時抽查小組中的成員走上講臺給其他學生講解指定段落,在學生講解的過程中,教師也是聽眾;講解完畢后,小組中的其他成員和其他小組的學生均可補充;教師做總結,對遺漏、錯誤的地方進行補充。一個學期結束,盡量使每位學生都至少有一次上臺講的機會。這樣,一方面可以調動學生發現和解決問題的積極性, 減輕學生對教師的依賴,更重要的一個方面,給學生一個在公眾場合表達自己的鍛煉機會。采取這樣的方式后,學生普遍反應良好,特別是對于不敢在公眾場合說話的同學,認為經過這樣的參與,自己不僅學到了知識,而且也鍛煉了人際交往能力,為以后的應聘求職奠定了良好的基礎。
三、總結
總之,在高分子材料專業英語的教學中,應充分發揮學生的積極主動性,盡可能地多引導學生做規律性的總結,熟悉句法技巧,并在考核方式上有所側重,這樣才有可能使專業英語的教學更加有吸引力,取得良好的教學效果。
[參考文獻]
[1]揣成智.高分子材料工程專業英語[M].北京:中國輕工業出版社,1999 :18.
[2]曹同玉,馮連芳.高分子材料工程專業英語[M].北京:化學工業出版社,1999: 203.
高分子材料概念范文6
[關鍵詞]高分子化學、教學實踐、教學體會
中圖分類號:O63-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)21-0235-01
近年來,隨著科學技術的不斷進步和發展,高分子科學與物理、工程、材料、生物、醫藥以及信息等眾多學科知識相互滲透、相互交叉,密不可分。作為高分子材料專業的基礎專業課的高分子化學課程,與無機化學、有機化學、物理化學和分析化學并稱為“五大化學”,已經被大多數理工科、師范類高校作為化學相關專業學生的必修課或是選修課。它以有機合成為基礎,與化工原理、數學等學科緊密聯系,其中包含了諸多的概念、反應推理,內容多,抽象難懂、學習難度大,同學們普遍反映較為枯燥,因此如何上好高分子化學這門課,提高同學們的學習興趣,產生強烈的求知欲,變被動學習為主動學習,是我們教師在課程教學過程中面臨的首要問題。針對以上問題,作者經過幾年的教學實踐、積累和探索,調動了學生的學習積極性,有效的提高了《高分子化學》課程的教學質量,取得了較好的教學效果。
一、注重緒論課的教學
第一堂課通常是老師簡單的介紹本課程需要學習的內容以及一些要求后,就迫不及待的開始講授教學內容,而作為一名講授高分子化學課的主講教師,發現高分子化學緒論課對于調動學生學習的積極性和主動性具有非常好的效果,能極大的激發學生學習本課程的興趣。由于同學們對諾貝爾獎都具有極大的興趣,首先,以專題形式介紹獲得諾貝爾獎的高分子科學家的學術貢獻,學習高分子學科的發展史,從而認識科學和科技的進步和發展,從1920年德國Staudinger發表了“ 論聚合 ”的論文,高分子概念的確立;50年代Zigeler和Natta發明配位聚合催化劑,解決了丙烯難以聚合的問題,使石油裂解產物得到充分利用,對化工業的貢獻巨大;80年代麥克德爾米德發明導電高分子,直到現在功能高分子得到大力發展。同時,通過舉例介紹高分子科學在工業、農業、國防、航空航天、能源、環境、建筑、生物醫藥以及日常生活中的廣泛應用,讓學生充分認識到高分子與我們的生活和國民經濟的密切關系。如應用可降解的聚乳酸作為手術縫合線,可進行自降解吸收而不必進行拆線;應用在航空航天及國防上的各種特種高分子材料,以及現在我們日用的食品保險膜、塑料袋,所穿的衣服材質滌綸、尼龍和聚酯纖維等全都是高分子材料。使學生清楚的認識到高分子材料與人民的生活、工業生產都是息息相關,從而認識到高分子化學的重要性,極大的激發了學生的學習興趣。
二、優化教學課程內容
高分子化學是以聚合反應和聚合物化學反應的機理和動力學為主線,主要包括高分子的基本概念、聚合物分類、逐步聚合、自由基聚合以及離子聚合方法等主要內容。在教學中,由于課時以及一些客觀原因,不可能對全部的內容進行詳細的講解,因此需對高分子化學的課程內容進行調整、重組和優化,更好的完善教學內容體系。首先,保證基本原理、基本概念的講解,其中,對傳統經典的高分子理論即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚進行重點講解。例如,在講授自由基聚合的時候,需重點講授聚合機理和熱力學、聚合速率及動力學和聚合度及其分布等內容,其中的阻聚、緩聚等內容作簡單介紹就可。同時在授課過程中不拘泥于教材內容的排序,注重對各知識點進行重組和精煉,兼顧高分子化學最新的科技進展,適當增加最新的研究成果和研究熱點的教學比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物醫用高分子、超支化高分子、自組裝高分子等內容的講解,開闊學生的知識視野,從而提高學生的學習興趣和主觀能動性;做到重點突出,主次分明,在有限的學時分配中提高教學效率,改善教學效果。
三、教學方式的多樣化
高分子化學有“ 五多” 的特點: 內容多、概念多、頭緒多、關系多、數學推導多。由于高分子化學很多抽象的概念和理論,如果都是采取以老師在臺上從頭講到尾的“填鴨”式教學方式,學生聽課感覺枯燥,憑空想像難以理解。因而在講課方式上采取形式的多樣化來激發學生的學習興趣:一、運用多媒體中圖片、文字、聲音和動畫等方式來輔助教學,使一些抽象難以理解的概念形象、直觀,生動、具體化,讓學生易于理解和學習,從而提高教學效果;二、有意識地運用互動式教學,避免照本宣科,像有些認知性的章節采取讓學生分成小組,課下一起準備PPT,課上讓小組派代表來講課;講解公式推導的時候,讓學生參與進來,和老師一起推導演算;激發學生參與教學的積極性,拉近老師與學生的距離,活躍課堂氣氛,激發學生學習的興趣,提高高分子化學的教學質量;除此之外,邀請本校從事高分子方向研究的老師來給學生就高分子科研的最新進展與動態做專題報告;三、以信息技術的迅猛發展為代表的網絡時代已經來臨,因此互連網技術在教學中的積極運用有著非比尋常的意義。因此,教師可以充分利用互聯網工具,將電子教案、教學課件在校內的教學論壇上,通過高度的資源共享,讓學生能隨時查閱學習,發揮網絡輔助教學快捷的優點。與此同時,授課教師將自己的電子郵件和QQ號公布給學生,當學生學習上碰到問題和困難時能及時快捷的與教師進行溝通交流,從而促進教學效果,調動學生學習的主動性和積極性。
四、教師自身專業知識水平的提高
作為一名主講教師,在這科技進步日新月異的時代,一個老師要想使自己的專業知識不陳腐,能跟上科技的腳步,在課堂上能多給學生傳授一些關于本專業的前沿知識和最新進展,激發學生的學習興趣,自身的專業知識層次水平不斷提升對于保證上課的質量是至關重要的。因而主講教師可以從下面幾個方面提高自己: 首先在上課之后需要多讀專業文獻,跟蹤最新科研進展,把一些研究熱點和前沿介紹給學生,利用學生對科研前沿的興趣和熱情來促進教學。同時,將本學院老師的科研研究工作或自身科研研究內容和最新進展與課程內容有機結合,如講授聚合方法的時候,本人就自己的研究方向 “應用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌癥治療的功能性生物醫用高分子材料” 拿到課堂上和學生討論,進一步加強學生對 “活性可控高分子聚合“的理解,激發學生學習的積極性和科研熱情;第二,教師同時需要多參加以促進科學發展、學術交流、課題研究等學術性話題為主題的學術會議;如每兩年一度的高分子年會,了解高分子各領域的最新的研究動態,開闊眼界;并且現在每屆高分子年會都有”關于高分子教育與學科發展的分會”主題,做報告的是高分子界的一些大牛和大家,對啟發我們的教學和研究有非常大的幫助;除此之外,我們還需要多聽一些名家名師的講課,學習名家名師的講課方法,找出差距,提高自身的教學水平。
作為一名在一線教學的任課教師,面對一群頭腦活躍、求知率強、渴望新鮮事物的年輕大學生,我們在教學上需要不斷的學習進步,推陳出新,激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識和創新能力,為培養優秀的創新人才不懈努力。
參考文獻:
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[2] 王槐三. 寇曉康.《高分子化學教程》[M]. 北京: 科學出版社,2002.
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