導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇高分子材料特性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高分子材料；功能；研究現(xiàn)狀；發(fā)展前景

前言

在我們的日常生活中，材料隨處可見(jiàn)，材料的發(fā)展水平直接影響我們的生活質(zhì)量。高分子材料在我們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用中擁有很多的優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)代化生產(chǎn)非常吻合，同時(shí)它也產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益等，因此它在工業(yè)上發(fā)展的十分迅速。在過(guò)去，20世紀(jì)60年展起來(lái)的功能高分子材料是屬于那時(shí)的一個(gè)新興領(lǐng)域，這個(gè)新興領(lǐng)域同時(shí)滲透到能源和電子以及生物三大領(lǐng)等。而如今，21世紀(jì)的科技不斷創(chuàng)新，也有了新型有機(jī)功能高分子材料，它們?cè)谌藗兊纳a(chǎn)和生活中扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色。

1 功能高分子材料的定義

功能高分子材料是指同時(shí)兼顧有兩種性能的復(fù)合高分子材料，性能一：傳統(tǒng)高分子材料的所體現(xiàn)出來(lái)的性能，性能二：某些特殊功能的基團(tuán)所體現(xiàn)出來(lái)的性能。一般說(shuō)來(lái)，具有傳遞信息、轉(zhuǎn)化能量和貯存物質(zhì)作用的高分子及其復(fù)合材料為功能高分子材料，或者還可以理解為具有能量轉(zhuǎn)換的特性、催化特性、化學(xué)反應(yīng)活性、磁性、光敏特性、藥理性、導(dǎo)電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復(fù)合材料，同時(shí)還具有原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)。

2 功能高分子材料的工程實(shí)際應(yīng)用

目前，在工程上應(yīng)用較廣泛而且具有重要應(yīng)用價(jià)值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種：光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應(yīng)型功能高分子、醫(yī)用功能高分子、環(huán)境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述：

（1）光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產(chǎn)生物理變化，如光導(dǎo)電、光致變色或者化學(xué)變化，如光交聯(lián)、光分解的高分子材料，或者在物理或化學(xué)作用下表現(xiàn)出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應(yīng)用在電子工業(yè)和太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用等方面。

（2）液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料，它是分子水平的微觀復(fù)合，由纖維與樹(shù)脂基體在宏觀上的復(fù)合衍生而來(lái)，也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強(qiáng)劑（剛性高分子鏈或微纖維）的復(fù)合材料。強(qiáng)度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點(diǎn)，它在復(fù)合材料、纖維和液晶顯示技術(shù)等方面的應(yīng)用非常廣泛。

（3）電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現(xiàn)為在特定條件下表現(xiàn)出各種電學(xué)性質(zhì)，如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導(dǎo)電等性質(zhì)。根據(jù)其功能劃分，主要包括導(dǎo)電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導(dǎo)材料、高分子電活性材料等。同時(shí)根據(jù)其組成情況可以分成結(jié)構(gòu)型電功能材料和復(fù)合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復(fù)印和特殊用途電池生產(chǎn)方面有廣泛應(yīng)用。

（4）吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機(jī)理分為化學(xué)吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑，按樹(shù)脂形態(tài)分為無(wú)定形、球形、纖維狀，按孔結(jié)構(gòu)分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹(shù)脂和吸附樹(shù)脂。

（5）反應(yīng)型功能高分子材料。反應(yīng)功能高分子是有化學(xué)活性、能夠參與或促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的一種高分子材料。它是將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過(guò)共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結(jié)合于高分子骨架，主要用于化學(xué)合成和化學(xué)反應(yīng)。

（6）醫(yī)用功能高分子材料。在生物體產(chǎn)生生理系統(tǒng)疾病時(shí)，一些特殊的功能高分子材料有對(duì)疾病的診斷、治療、修復(fù)或替換生物體組織或器官，增進(jìn)或恢復(fù)其功能的作用，此類特殊的功能高分子材料稱為醫(yī)用功能高分子材料。一般來(lái)說(shuō)，醫(yī)用功能高分子材料多用于對(duì)生物體進(jìn)行疾病的診斷和疾病的治療以及修復(fù)或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官，具有延長(zhǎng)病人生命、提高病人生存質(zhì)量等作用，在醫(yī)療方面被廣泛應(yīng)用。

（7）環(huán)境降解高分子材料。高分子材料在發(fā)生降解反應(yīng)的條件有許多，如機(jī)械力的作用下發(fā)生的降解稱為機(jī)械降解，此外在化學(xué)試劑的作用下可發(fā)生化學(xué)降解，在氧的作用下可發(fā)生氧化降解，在熱的作用下可發(fā)生熱降解，在光的作用下可發(fā)生光降解，在生物的作用下可發(fā)生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環(huán)境降解高分子材料。

（8）高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過(guò)能力的膜型材料，同時(shí)也是具有特殊功能的高分子材料，一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質(zhì)具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：具有較好的選擇性透過(guò)性，透過(guò)產(chǎn)物和原產(chǎn)物位于膜的兩側(cè)，便于產(chǎn)物的收集；分離時(shí)不發(fā)生相變，同時(shí)也不耗費(fèi)相變能。從功能的角度，高分子分離膜具有識(shí)別物質(zhì)和分離物質(zhì)的功能，此外，它還有轉(zhuǎn)化物質(zhì)和轉(zhuǎn)化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質(zhì)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

3 功能高分子材料的發(fā)展前景

人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)離不開(kāi)材料，材料的發(fā)展關(guān)系到社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及國(guó)家的安全，同時(shí)也是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高新技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石離不開(kāi)高分子材料，國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開(kāi)高分子材料。而功能高分子材料由于其優(yōu)越性，使得其在材料行業(yè)中發(fā)展迅速。

未來(lái)材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域研究的重要發(fā)展方向離不開(kāi)功能高分子材料，材料、信息和能源理所當(dāng)然的被評(píng)為新科技革命時(shí)代的三大根基，信息和能源發(fā)展離不開(kāi)材料領(lǐng)域中功能高分子材料作為它們物質(zhì)基礎(chǔ)所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究與發(fā)展主要取決于現(xiàn)代學(xué)科交叉程度高這一特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的三大合成材料以外，陸陸續(xù)續(xù)又出現(xiàn)了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同時(shí)也出現(xiàn)了生物高分子材料，隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料，與此同時(shí)功能高分子材料的發(fā)展速度依然保持著加快的狀態(tài)，顯然它們對(duì)新技術(shù)革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中扮演著越來(lái)越重要的角色，21世紀(jì)人類社會(huì)生活必將與功能高分子材料密切相關(guān)。

4 結(jié)束語(yǔ)

功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規(guī)律以及實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的一門學(xué)科，在高分子材料科學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展速度是最快的，同時(shí)也是與其它科學(xué)領(lǐng)域交叉最為密切的一個(gè)研究領(lǐng)域。它是以高分子物理、高分子化學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ)，同時(shí)與物理學(xué)和生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)密切聯(lián)系的一門學(xué)科。因此學(xué)習(xí)這門學(xué)科能讓我們很好的將高分子學(xué)科的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)，進(jìn)而使我們對(duì)高分子學(xué)科有更深刻的認(rèn)識(shí)，讓我們受益匪淺。

參考文獻(xiàn)

[1]張青，陳昌倫，吳狄.功能高分子材料發(fā)展與應(yīng)用[J].廣東化工，2015，42（06）：119-120.

[2]武帥，魯云華.功能高分子材料發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（04）：82.

[3]賴承鉞，鄭寬，赫麗萍.高分子材料生物降解性能的分析研究進(jìn)展[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2010，03（01）：1-7.

篇2

關(guān)鍵詞：高分子材料；發(fā)展；前景

一 高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

高分子材料作為一種重要的材料， 經(jīng)過(guò)約半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展巳在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用。從高分子材料與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、高技術(shù)和現(xiàn)代生活密切相關(guān)的角度說(shuō)， 人類已進(jìn)人了高分子時(shí)代。高分子材料工業(yè)不僅要為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的衣食住行用等不斷提供許多量大面廣、日新月異的新產(chǎn)品和新材料又要為發(fā)展高技術(shù)提供更多更有效的高性能結(jié)構(gòu)材料和功能性材料。鑒于此， 我國(guó)高分子材料應(yīng)在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)通用高分子材料品種、提高技術(shù)水平、擴(kuò)大生產(chǎn)以滿足市場(chǎng)需要的基礎(chǔ)上重點(diǎn)發(fā)展五個(gè)方向：工程塑料，復(fù)合材料，液晶高分子材料，高分子分離材料，生物醫(yī)用高分子材料。近年來(lái)，隨著電氣、電子、信息、汽車、航空、航天、海洋開(kāi)發(fā)等尖端技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和為了適應(yīng)這一發(fā)展的需要并健進(jìn)其進(jìn)? 步的發(fā)展， 高分子材料在不斷向高功能化高性能化轉(zhuǎn)變方面日趨活躍，并取得了重大突破。

二 高分子材料各領(lǐng)域的應(yīng)用

1高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用

高分子材料在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛， “ 以塑代鋼” ，“ 塑代鐵” 成為目前材料科學(xué)研究的熱門和重點(diǎn)。這類研究拓寬了材料選用范圍，使機(jī)械產(chǎn)品從傳統(tǒng)的安全笨重、高消耗向安全輕便、耐用和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。如聚氨酉旨彈性體，聚氨醋彈性體的耐磨性尤為突出， 在某些有機(jī)溶劑 如煤油、砂漿混合液中， 其磨耗低于其它材料。聚氨醋彈性體可制成浮選機(jī)葉輪、蓋板， 廣泛使用在工況條件為磨粒磨損的浮選機(jī)械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性， 對(duì)金屬的同比磨耗量比尼龍小， 用聚四氟乙烯、機(jī)油、二硫化鑰、化學(xué)等改性， 其摩擦系數(shù)和磨耗量更小， 由于其良好的機(jī)械性能和耐磨性， 聚甲醛大量用于制造各種齒輪、軸承、凸輪、螺母、各種泵體以及導(dǎo)軌等機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)零部件。在汽車行業(yè)大量代替鋅、銅、鋁等有色金屬， 還能取代鑄鐵和鋼沖壓件。

2 高分子材料在燃料電池中的應(yīng)用

高分子電解質(zhì)膜的厚度會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生很大的影響， 減薄膜的厚度可大幅度降低電池內(nèi)阻， 獲得大的功率輸出。全氟磺酸質(zhì)子交換 膜的大分子主鏈骨架結(jié)構(gòu)有很好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)耐久性， 氟素化合物具有僧水特性， 水容易排出， 但是電池運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保水率降低， 又要影響電解質(zhì)膜的導(dǎo)電性， 所以要對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行增濕處理。高分子電解質(zhì)膜的加濕技術(shù)， 保證了膜的優(yōu)良導(dǎo)電性， 也帶來(lái)電池尺寸變大增大左右、系統(tǒng)復(fù)雜化以及低溫環(huán)境下水的管理等問(wèn)題?，F(xiàn)在一批新的高分子材料如增強(qiáng)型全氟磺酸型高分子質(zhì)子交換膜耐高溫芳雜環(huán)磺酸基高分子電解質(zhì)膜納米級(jí)碳纖維材料新的一導(dǎo)電高分子材料等等， 已經(jīng)得到研究工作者的關(guān)注。

3 高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用及發(fā)展

高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中的應(yīng)用：新一代種子化學(xué)處理一般可分為物理包裹利用干型和濕形高分子成膜劑， 包裹種子。種子表面包膜利用高分子成膜劑將農(nóng)用藥物和其他成分涂膜在種子表面。種子物理造粒將種子和其他高分子材料混和造粒， 以改善種子外觀和形狀， 便于機(jī)械播種。高分子材料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種子處理中研究開(kāi)發(fā)進(jìn)展：種子處理用高分子材料已經(jīng)從石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向發(fā)展。其中較為常見(jiàn)和重要的高分子材料類型包括多糖類天然高分子材料， 具有在低溫情況下維持較好膜性能的高分子材料， 高吸水性材料， 溫敏材料， 以及綜合利用天然生物資源開(kāi)發(fā)的天然高分子材料等， 其中利用可持續(xù)生物資源并發(fā)的種衣劑尤為引人關(guān)注。

4 高分子材料在智能隱身技術(shù)中的應(yīng)用

智能隱身材料是伴隨著智能材料的發(fā)展和裝備隱身需求而發(fā)展起來(lái)的一種功能材料，它是一種對(duì)外界信號(hào)具有感知功能、信息處理功能。自動(dòng)調(diào)節(jié)自身電磁特、自我指令并對(duì)信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料/系統(tǒng)。區(qū)別于傳統(tǒng)的外加式隱身和內(nèi)在式雷達(dá)波隱身思路設(shè)計(jì)，為隱身材料的發(fā)展和設(shè)計(jì)提供了嶄新的思路，是隱身技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì) ，高分子聚合物材料以其可在微觀體系即分子水平上對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、通過(guò)化學(xué)鍵、氫鍵等組裝而成具有多種智能特性而成為智能隱身領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。

三 高分子材料的發(fā)展前景

1高性能化

進(jìn)一步提高耐高溫，耐磨性，耐老化，耐腐蝕性及高的機(jī)械強(qiáng)度等方面是高分子材料發(fā)展的重要方向，這對(duì)于航空、航天、電子信息技術(shù)、汽車工業(yè)、家用電器領(lǐng)域都有極其重要的作用。高分子材料高性能化的發(fā)展趨勢(shì)主要有創(chuàng)造新的高分子聚合物，通過(guò)改變催化劑和催化體系，合成工藝及共聚，共混及交聯(lián)等對(duì)高分子進(jìn)行改性，通過(guò)新的加工方法改變聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，通過(guò)微觀復(fù)合方法，對(duì)高分子材料進(jìn)行改性。

2高功能化

功能高分子材料是材料領(lǐng)域最具活力的新領(lǐng)域，目前已研究出了各種各樣新功能的高分子材料，如可以像金屬一樣導(dǎo)熱導(dǎo)電的高聚物，能吸收自重幾千倍的高吸水性樹(shù)脂，可以作為人造器官的醫(yī)用高分子材料等。鑒于以上發(fā)展，高分子吸水性材料、光致抗蝕性材料、高分子分離膜、高分子催化劑等都是功能高分子的研究方向。

3復(fù)合化

復(fù)合材料可克服單一材料的缺點(diǎn)和不足，發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大高分子材料的應(yīng)用范圍，提高經(jīng)濟(jì)效益。高性能的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是新材料革命的一個(gè)重要方向，目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面，今后復(fù)合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纖維增強(qiáng)材料的研究與開(kāi)發(fā)，合成具有高強(qiáng)度，優(yōu)良成型加工性能和優(yōu)良耐熱性的基體樹(shù)脂，界面性能，粘結(jié)性能的提高及評(píng)價(jià)技術(shù)的改進(jìn)等方面。

4智能化

高分子材料的智能化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的重大課題，智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級(jí)智能，例如預(yù)知預(yù)告性，自我診斷，自我修復(fù)，自我識(shí)別能力等特性，對(duì)環(huán)境的變化可以做出合乎要求的解答；根根據(jù)人體的狀態(tài)，控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料，根據(jù)生物體生長(zhǎng)或愈合的情況或繼續(xù)生長(zhǎng)或發(fā)生分解的人造血管人工骨等醫(yī)用材料。由功能材料到智能材料是材料科學(xué)的又一次飛躍，它是新材料，分子原子級(jí)工程技術(shù)、生物技術(shù)和人 工智能諸多學(xué)科相互融合的一個(gè)產(chǎn)物。

5綠色化

雖然高分子材料對(duì)我們的日常生活起了很大的促進(jìn)作用，但是高分子材料帶來(lái)的污染我們?nèi)匀徊荒苄∫?。那些從生產(chǎn)到使用能節(jié)約能源與資源，廢棄物排放少，對(duì)環(huán)境污染小，又能循環(huán)利用的高分子材料備受關(guān)注，即要求高分子材料生產(chǎn)的綠色化。主要有以下幾個(gè)研究方向，開(kāi)發(fā)原子經(jīng)濟(jì)的聚合反應(yīng)，選用無(wú)毒無(wú)害的原料，利用可再生資源合成高分子材料，高分子材料的再循環(huán)利用。

四 結(jié)束語(yǔ)

高分子材料為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要的貢獻(xiàn)，我國(guó)已建立了較完善的高分子材料的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)體系，我國(guó)雖然在高分在材料的開(kāi)發(fā)和綜合利用方面起步較晚，但目前來(lái)看也取得了不錯(cuò)的進(jìn)步，我們應(yīng)提高其整體技術(shù)水平，致力于創(chuàng)新的高分在聚合反應(yīng)和方法，開(kāi)發(fā)出多種綠色功能材料和智能材料，以提高人類的生活質(zhì)量，并滿足各項(xiàng)工業(yè)和新技術(shù)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]金關(guān)泰.《高分子化學(xué)的理論和應(yīng)用》，中國(guó)石化出版社，1997

篇3

關(guān)鍵詞：高分子材料新型材料市場(chǎng)應(yīng)用農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

1.前言

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的科技有了嶄新的發(fā)展機(jī)會(huì)以及廣闊的發(fā)展平臺(tái)，高分子材料科學(xué)也處速發(fā)展的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，高分子材料已經(jīng)在我國(guó)市場(chǎng)上的多個(gè)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。值得一提的是，合成高分子材料憑借著其獨(dú)特的優(yōu)良性質(zhì)以及相對(duì)良好的使用性能，在市場(chǎng)上已經(jīng)占據(jù)了比較重要的地位。伴隨著時(shí)代的持續(xù)發(fā)展，人們對(duì)新型高分子材料也相應(yīng)的提出了更高的要求，因此，為了適應(yīng)人類的需要，對(duì)新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料簡(jiǎn)述

高分子化合物是高分子材料的組成基礎(chǔ)，構(gòu)成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以，高分子材料所具有的性質(zhì)便是其構(gòu)成基礎(chǔ)聚合物所具有的性質(zhì)了，其含有的主要材料所具有的特性，便是這種高分子材料的特征性能。目前，高分子材料和無(wú)機(jī)非金屬材料以及金屬材料是在當(dāng)前的市場(chǎng)上應(yīng)用的材料主體，是應(yīng)用性材料科學(xué)的主要內(nèi)容。在三者當(dāng)中，屬高分子材料最受歡迎，由于其優(yōu)良的性能得以廣泛的應(yīng)用，在整體的新型材料的市場(chǎng)上都占據(jù)著重要的地位。在全球范圍內(nèi)的材料市場(chǎng)上，高分子材料的發(fā)展一直都沒(méi)有停止，反而是以高速的發(fā)展形態(tài)展現(xiàn)在人類的面前。例如，合成樹(shù)脂的數(shù)量在十年之內(nèi)幾乎增加了一百倍，高分子材料的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來(lái)了極大的便利以及翻天覆地的變化。塑料便是一種典型的高分子材料，塑料的用途廣泛，傳統(tǒng)的木材和水泥的年產(chǎn)量加起來(lái)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有塑料的產(chǎn)量高。合成橡膠的產(chǎn)量也大于天然橡膠的產(chǎn)量，合成纖維一年的產(chǎn)量幾乎達(dá)到了羊毛和棉花等人造纖維或者天然纖維總產(chǎn)量的二倍之多。還要合成樹(shù)脂的發(fā)展等等。但是，即使高分子材料在我國(guó)取得了很大的研究進(jìn)展以及生產(chǎn)應(yīng)用，但是相比于世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的科技仍然是較為落后，與各大發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大的距離。

高分子材料于一九三零年問(wèn)世，至今已經(jīng)發(fā)展了將近九十年的時(shí)間。但是一直到二十世紀(jì)末期，高分子材料才正式收到人類的重視和研究?？萍继幱诓粩嗟倪M(jìn)步當(dāng)中，人類對(duì)新型高分子材料的需求也在不斷增加。例如大家都熟知的納米材料，納米高分子材料是一種聚合物基材以及納米微粒的復(fù)合材料，這種材料具有獨(dú)特的優(yōu)良性質(zhì)，在研究納米材料的時(shí)候，要以其潛在的性質(zhì)為依托，尋找最有效、迅速的開(kāi)發(fā)方式。

2.新型高分子材料的應(yīng)用概述

高分子材料作為材料市場(chǎng)的后起之秀，發(fā)展速度十分迅速。并且在整個(gè)材料市場(chǎng)上的應(yīng)用十分廣泛，在各行各業(yè)，在我們生活中的各個(gè)角落都能見(jiàn)到高分子材料的身影。例如在功能材料方面隨處可見(jiàn)高分子材料，在結(jié)構(gòu)材料方面高分子材料也表現(xiàn)出其難以比擬的優(yōu)勢(shì)。新型高分子材料的主要分類為：光功能材料和高分子分離膜，高分子復(fù)合材料以及該分子磁性材料。所謂光功能材料即是指這種材料能夠?qū)膺M(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)換，或者透射和儲(chǔ)存。所謂高分子分離膜材料，其本身是一種薄膜性質(zhì)的材料，即是利用高分子材料來(lái)制作成的一種具有半透性質(zhì)的過(guò)濾膜，它的典型特征是選擇透過(guò)性。這種材料對(duì)環(huán)保工作等做出了重要貢獻(xiàn)，并且分離效率高，使用條件好。所謂高分子復(fù)合材料是指有多種具有不同的性質(zhì)的物質(zhì)所復(fù)合而成的多相材料。這種材料聚集了多種材料的特征，優(yōu)勢(shì)十分明顯，例如復(fù)合材料能夠同時(shí)具備耐高溫和高強(qiáng)度等多種優(yōu)點(diǎn)。所謂高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一種復(fù)合形式，也屬于高分子復(fù)合材料的一種。這些新興的高分子材料已經(jīng)滲透進(jìn)了人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，在醫(yī)療行業(yè)以及工業(yè)行業(yè)都做出了重大的貢獻(xiàn)

3.舉例說(shuō)明新型材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

科技的進(jìn)步無(wú)疑大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，新興材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了很大的作用。

在我國(guó)農(nóng)業(yè)以及工業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域，木塑復(fù)合材料的應(yīng)用十分常見(jiàn)，木塑復(fù)合材料大多應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，這種高分子材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：韌性好，較高的強(qiáng)度，可再生性好并且能夠耐腐蝕。因此，木塑復(fù)合材料能夠在一定程度上取代傳統(tǒng)的鋼鐵材料，故在我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在我國(guó)大片的莊稼地中，大量存在著秸稈這種新型材料，我國(guó)對(duì)秸稈加以利用的研究已經(jīng)投入了很大的精力。秸稈用于沼氣發(fā)電，秸稈用于提取纖維素制作高能燃料等，將秸稈作為一種重要的新型材料仍然需要研究。部分農(nóng)作物的生長(zhǎng)需要在溫室中進(jìn)行，因此溫室大棚便是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的必需品。新型溫室大棚保溫材料能夠在白天充分吸收陽(yáng)光，并自動(dòng)進(jìn)行恒溫工作的處理，在夜晚能夠使大棚內(nèi)維持同樣的溫度和空氣中的濕度。這種采用新型溫室大棚保溫材料的溫室能夠使植物自然生長(zhǎng)，提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量。對(duì)于溫室材料的研究，最主要的研究性能便是其保溫性能。新型溫室保溫材料的研究意義重大。

4.新型材料的發(fā)展前景

我們現(xiàn)在共同的目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展，新型材料的開(kāi)發(fā)能夠滿足人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的推進(jìn)，新型材料能夠憑借其優(yōu)良的性能以及可重復(fù)利用的特點(diǎn)為人類社會(huì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。但是，我們要時(shí)刻銘記，新型高分子材料的發(fā)展要堅(jiān)持以下原則：首先，新型高分子材料的使用不能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，其次，新型高分子材料要盡量追求成本低廉，能夠滿足大部分人的需求。目前我國(guó)所研究出的新型高分子材料大多價(jià)錢昂貴，因此，尋找廉價(jià)的基礎(chǔ)材料作為高分子材料的生產(chǎn)成本至關(guān)重要，原材料的選取和加工工藝的選擇都是未來(lái)新型高分子材料的研究重點(diǎn)問(wèn)題之一，人類也從未停止過(guò)對(duì)新型高分子材料的探究工作。同時(shí)，要對(duì)新型高分子材料進(jìn)行宣傳，讓大家都有所了解，才能提高高分子材料的利用率。最后再次強(qiáng)調(diào)，不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)去發(fā)展新型高分子材料，才能讓這種高分子材料對(duì)我們的社會(huì)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)： 

[1]譚志堅(jiān)，王朝云，易永健，等.可生物降解材料及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].塑料科技，2014，42（2）：83-89. 

[2]祁春媛，方東輝，任小杰.木塑復(fù)合材料在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用 

[J].黑龍江水利科技，2014，42（5）：149-151. 

篇4

【關(guān)鍵詞】高分子材料成型加工 教學(xué)改革 課程設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）14-0010-02

在高分子科學(xué)的學(xué)科構(gòu)架中，形成了高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程三個(gè)基礎(chǔ)性分支學(xué)科，以及功能高分子及高分子新材料兩個(gè)綜合性研究領(lǐng)域。高分子材料成型加工屬于高分子工程研究的范疇，高分子工程的主要研究線索是，研究在外場(chǎng)（剪切力、振動(dòng)力、溫度、壓力等）作用下，高分子的鏈運(yùn)動(dòng)、相態(tài)及結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律和控制條件，從而發(fā)展聚合物成型的新方法和新技術(shù)。

高分子材料是材料領(lǐng)域的后起之秀，它具有許多其他材料不可比擬的突出性能，在尖端技術(shù)、國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域已成為不可缺少的材料。大多數(shù)高分子材料需要經(jīng)過(guò)成型加工才能形成制品，無(wú)論金屬、陶瓷、玻璃還是天然材料，沒(méi)有哪一種材料能像高分子材料那樣，其最終結(jié)構(gòu)與性能都強(qiáng)烈依賴于加工過(guò)程。高分子材料加工過(guò)程是控制聚合物制品結(jié)構(gòu)和性能的中心環(huán)節(jié)，內(nèi)容涉及高分子物理、高分子化學(xué)、聚合物流變學(xué)、機(jī)械、計(jì)算機(jī)模擬等多學(xué)科，其任務(wù)是了解高分子材料的加工特性，確定最適宜加工條件，制取最佳性能產(chǎn)品，為合成具有預(yù)期性能的高分子材料提供理論依據(jù)。

高分子材料成型加工是高分子材料與工程專業(yè)最重要的專業(yè)核心課程之一。高分子材料成型加工的工程本質(zhì)決定了它是一門多學(xué)科交叉、科學(xué)與工程緊密結(jié)合的學(xué)科。為使學(xué)生建立起大工程的觀點(diǎn)，理解其精髓，本課程的講授會(huì)涉及以上諸多學(xué)科的內(nèi)容，要使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握這門課的基本內(nèi)容，并且通過(guò)對(duì)高分子材料成型加工課程的學(xué)習(xí)，具有高分子材料及其制品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和研究的科學(xué)思維以及創(chuàng)新研究素質(zhì)，無(wú)論對(duì)授課老師還是學(xué)生而言都是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。筆者結(jié)合自身講授高分子材料成型加工課程的教學(xué)實(shí)踐，在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面提出以下幾點(diǎn)看法。

一 加強(qiáng)課程的橫向聯(lián)系

高分子材料的生產(chǎn)有三大關(guān)鍵要素：適宜的材料組成、正確的成型加工方法、配套的成型機(jī)械及成型模具。要生產(chǎn)出一個(gè)有使用價(jià)值，能夠利用現(xiàn)有成型設(shè)備進(jìn)行加工的高分子材料制品，必須同時(shí)滿足以上三個(gè)要素。高分子材料生產(chǎn)三個(gè)要素之間相互聯(lián)系、相互影響，是一個(gè)不可分割的有機(jī)整體。從這個(gè)意義上來(lái)看，高分子材料成型加工與成型機(jī)械的聯(lián)系應(yīng)是非常密切的。

高分子材料成型加工與高分子材料成型機(jī)械是高分子材料與工程專業(yè)的兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，這兩門課程在本質(zhì)上有密切的聯(lián)系，高分子材料成型加工課程包括原材料樹(shù)脂、助劑、配方設(shè)計(jì)、成型設(shè)備、成型模具、工藝條件及控制等方面，高分子材料成型設(shè)備課程主要講述不同加工方法所采用的成型設(shè)備，如開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)、擠出機(jī)、注塑機(jī)、壓延機(jī)、中空吹塑機(jī)等，從其包括的課程內(nèi)容看，成型加工和成型機(jī)械相互滲透、相互聯(lián)系，也有交叉重疊的內(nèi)容，因此有必要對(duì)這兩門課程的教學(xué)內(nèi)容從整體的高度重新進(jìn)行規(guī)劃。

在這個(gè)原則的指導(dǎo)下，教師在教學(xué)中可以按照原材料、設(shè)備、工藝這三大要素組織教學(xué)內(nèi)容，從而把兩門課的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地融合起來(lái)，加強(qiáng)課程的橫向聯(lián)系，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀。如在講授聚氯乙烯（PVC）管材擠出成型工藝這部分內(nèi)容時(shí)，教師首先講授擠出所用的原材料配方（PVC樹(shù)脂、各種助劑），由于PVC樹(shù)脂牌號(hào)眾多，不同牌號(hào)的樹(shù)脂制備方法不同，樹(shù)脂的性能也不同，在加工過(guò)程中所選用的工藝也會(huì)有所差異，因此，教師在開(kāi)始講授成型工藝時(shí)，有必要使學(xué)生具備原材料選擇這個(gè)意識(shí)。然后介紹管材成型所需的設(shè)備（包括擠出機(jī)類型、機(jī)頭口模、螺桿結(jié)構(gòu)、螺桿組合、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔機(jī)）。如在講解螺桿時(shí)，可分析各種螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)成型加工的影響，各種不同混合、混煉元件的螺桿組合所具有的加工特性，并結(jié)合PVC管材生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，講解生產(chǎn)PVC管材所用螺桿的選用原則。在講解擠出機(jī)機(jī)頭口模時(shí)，可將機(jī)頭口模流道的設(shè)計(jì)、口模類型等涉及成型機(jī)械的內(nèi)容引入課堂中，使學(xué)生掌握有關(guān)機(jī)頭口模設(shè)計(jì)的基本原則。最后，講授PVC管材生產(chǎn)的工藝條件及控制方法（螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度、擠出機(jī)及機(jī)頭溫度）及其對(duì)制品性能的影響。

教學(xué)內(nèi)容改革是21世紀(jì)高等教育教學(xué)改革的重點(diǎn)，將高分子材料成型加工與成型機(jī)械有機(jī)結(jié)合起來(lái)，重新組織課程內(nèi)容既有利于教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)理論教學(xué)的課堂教學(xué)效果，同時(shí)節(jié)約下來(lái)的理論教學(xué)課時(shí)可用于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，提高在社會(huì)上的競(jìng)爭(zhēng)力，也符合高分子材料加工行業(yè)對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生所提出來(lái)的越來(lái)越高的要求。

二 按課程主線組織教學(xué)內(nèi)容

本課程以“材料―成型加工―制品性能”這條高分子材料成型加工的主線組織教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)了解和掌握高分子材料、成型加工工藝、制品性能三者的關(guān)系；材料的不同與成型加工方法的關(guān)系；同樣的材料用不同的加工工藝方法或加工工藝條件，所得制品的性能為何不同；制品的性能

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* 基金項(xiàng)目：廣東石油化工學(xué)院教育科學(xué)研究基金項(xiàng)目

與材料本身的性質(zhì)有何關(guān)系等，強(qiáng)調(diào)了成型加工對(duì)制品性能的重要性，即高分子材料最終的結(jié)構(gòu)與性能強(qiáng)烈依賴于加工過(guò)程這一獨(dú)特之處，這是本課程的主題思想――高分子材料的工程特征，教師在教學(xué)過(guò)程中，將這一主題思想貫徹始終是本課程教學(xué)的首要目標(biāo)。

在教學(xué)過(guò)程中，任課教師應(yīng)將高分子科學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)際生產(chǎn)和日常用品的例子相結(jié)合，與學(xué)生進(jìn)行分析和討論，啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中牢牢抓住本課程的主題思想。對(duì)于聚合物來(lái)說(shuō)，具體結(jié)構(gòu)決定了它的性能，同一種鏈結(jié)構(gòu)的聚合物，由于成型加工條件的不同，分子鏈的排列與堆砌方式會(huì)有所不同，從而形成不同的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)不同，制品性能也大不相同。如生產(chǎn)聚丙烯注塑件時(shí)，聚丙烯注塑制品最終的物理性能不僅與本身分子量和結(jié)晶性等有關(guān)，而且與注射工藝條件的控制有關(guān)。不同的工藝條件導(dǎo)致聚丙烯具有不同的微觀結(jié)構(gòu)，而微觀結(jié)構(gòu)又直接影響聚丙烯注塑制品的強(qiáng)度、韌性、硬度以及成型加工等性能。如聚丙烯注塑件的光學(xué)性能會(huì)受到注射成型條件的影響，聚丙烯注塑件在冷卻過(guò)程中，由于塑件不同部位的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布不同，從而會(huì)造成注塑件內(nèi)不均勻的體積收縮和密度分布，因此嚴(yán)重影響了塑件的光學(xué)性能和力學(xué)性能。這些例子很好地體現(xiàn)了“高分子材料―成型加工―制品性能”這條高分子材料成型加工的主線。

三 對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革

1.多媒體教學(xué)

高分子材料成型加工屬于專業(yè)技術(shù)課，教學(xué)內(nèi)容具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，許多內(nèi)容涉及成型機(jī)械的結(jié)構(gòu)以及具體的操作過(guò)程，在學(xué)生大多缺少實(shí)際感性認(rèn)識(shí)的情況下，單純依靠文字的板書進(jìn)行課堂教學(xué)，學(xué)生難以理解，教學(xué)效果不理想。因此，課堂講授可借鑒國(guó)內(nèi)一些院校的聚合物成型加工精品課程網(wǎng)站的教學(xué)資源來(lái)制作多媒體課件，通過(guò)結(jié)合所用的教材，有選擇性地將多媒體動(dòng)畫仿真和圖片資料補(bǔ)充到電子課件中，不斷修改完善課件內(nèi)容，增加課堂信息量，提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了加深學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程各種機(jī)械設(shè)備、操作工藝的認(rèn)識(shí)，教師可通過(guò)收集各種高分子材料成型加工廠的生產(chǎn)視頻，然后在課堂上進(jìn)行播放講解，可增加學(xué)生對(duì)高分子材料成型加工工藝的感性認(rèn)識(shí)。如在講薄膜的中空吹塑時(shí)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)頭的工作方式比較陌生，筆者通過(guò)給學(xué)生播放帶有旋轉(zhuǎn)機(jī)頭口模的中空吹塑生產(chǎn)過(guò)程，學(xué)生在錄像中可以很直觀地看到旋轉(zhuǎn)機(jī)頭在工作中的運(yùn)行情況，以及旋轉(zhuǎn)機(jī)頭如何調(diào)整薄膜厚度的工作原理，這些都使學(xué)生感受到課本的理論知識(shí)并不是枯燥的，它來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，并對(duì)生產(chǎn)實(shí)際起到指導(dǎo)作用。

除了在課堂上引入多媒體課件外，教師還可向?qū)W生推薦一些著名的專業(yè)網(wǎng)站，包括美國(guó)塑料工程師學(xué)會(huì)（SPE）、美國(guó)塑料工業(yè)協(xié)會(huì)（SPI）、中國(guó)注塑技術(shù)論壇、聚合物技術(shù)網(wǎng)等，鼓勵(lì)學(xué)生了解加工工程的前沿發(fā)展，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.案例教學(xué)

為了提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，經(jīng)常以日常生活中常用高分子材料制品進(jìn)行案例教學(xué)，幫助學(xué)生認(rèn)知高分子材料成型加工的整個(gè)過(guò)程，如日常用到的筆記本外殼、空調(diào)外殼、排水管、薄膜、泡沫塑料、汽車輪胎等，啟發(fā)學(xué)生去思考，然后進(jìn)行討論，針對(duì)常用制品分析所用的原材料、成型方法和工藝，使學(xué)生在看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)例中體會(huì)所學(xué)知識(shí)，這樣的教學(xué)方法提升了學(xué)生學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。在實(shí)際教學(xué)中，教師可給學(xué)生提供一些案例，如某個(gè)工廠某批次的注射件出現(xiàn)了應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，試讓學(xué)生討論分析其中的原因，并提出解決方案。通過(guò)課堂討論，學(xué)生從這一案例中可學(xué)到包括原材料、成型方法、成型工藝條件（溫度、壓力）、制品性能（應(yīng)力開(kāi)裂）在內(nèi)的許多知識(shí)點(diǎn)，很好地將高分子材料基礎(chǔ)理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，學(xué)生可以充分理解“高分子材料―成型加工―制品性能”這一課程的主題思想。

3.課程設(shè)計(jì)

作為大工程觀教育理念的一部分，培養(yǎng)具有敏銳工程師意識(shí)的學(xué)生是工科教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)，高分子材料成型加工課程作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，可為學(xué)生將來(lái)走進(jìn)企業(yè)站穩(wěn)腳跟打下良好的基礎(chǔ)，因此，在教學(xué)中引入項(xiàng)目教學(xué)的理念，讓學(xué)生利用各種校內(nèi)外的資源及自身的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)完成給定的工作任務(wù)來(lái)獲得知識(shí)與技能。本專業(yè)的課程設(shè)計(jì)是以高分子材料生產(chǎn)流程為主線，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

設(shè)計(jì)內(nèi)容可以典型的通用高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等）的生產(chǎn)任務(wù)為依托建構(gòu)、設(shè)計(jì)出一個(gè)高分子材料產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目（包括廠址的選擇、原料選擇、配方設(shè)計(jì)、高分子材料加工方法、設(shè)備的選型以及生產(chǎn)成本的核算等）。它有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實(shí)踐相脫離的弊端，使理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容通過(guò)課程設(shè)計(jì)緊密地結(jié)合在一起。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找大量的資料、數(shù)據(jù)，通過(guò)到企業(yè)調(diào)查，掌握了許多第一手資料，在這個(gè)過(guò)程學(xué)生可以概括性地知道所學(xué)專業(yè)的主要工作內(nèi)容及其在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中所起的作用。

四 結(jié)束語(yǔ)

高分子材料成型加工是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程。結(jié)合該門課程自身的特點(diǎn)，通過(guò)采取加強(qiáng)課程間的聯(lián)系，抓住課程主線教學(xué)、改革教學(xué)方法等措施，力圖改變?cè)撜n程課堂講授效果不高、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性普遍較低等現(xiàn)象。

在不斷深化教學(xué)改革的過(guò)程中，要想使學(xué)生學(xué)有所得、融會(huì)貫通，首先應(yīng)提高學(xué)生在高分子材料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和研究等方面的綜合應(yīng)用能力，從而培養(yǎng)具有卓越工程師意識(shí)的高分子材料專業(yè)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]申長(zhǎng)雨、關(guān)紹康、張銳.加強(qiáng)課程建設(shè) 培養(yǎng)創(chuàng)新人才――“高分子材料成型加工”課程建設(shè)隨想[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2008（3）：52～54

[2]胡杰、袁新華、曹順生.《高分子材料成型加工》課程教學(xué)中的幾點(diǎn)思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（4）

[3]李寶銘、張星、鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設(shè)初探[J].化工高等教育，2010（3）：39～41

篇5

1 基于工作過(guò)程教學(xué)簡(jiǎn)介

基于工作過(guò)程的課程體系，是一種以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式。高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)需突出學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。高校更應(yīng)該結(jié)合各類企事業(yè)單位對(duì)人才的需求，參照基于工作過(guò)程的課程體系，構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)的改革發(fā)展之路。

目前，課程設(shè)計(jì)方法越來(lái)越被高職院校所重視。所謂工作過(guò)程，是指為完成工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序，包含若干個(gè)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的工作環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)生所對(duì)應(yīng)的相關(guān)職業(yè)的工作過(guò)程特征不同，各院校的情況和辦學(xué)條件也不同，因此，引進(jìn)這種課程設(shè)計(jì)方法時(shí)，在強(qiáng)調(diào)這種課程設(shè)計(jì)方法優(yōu)點(diǎn)和有利條件的同時(shí)，一定要注意不同類型院校和專業(yè)存在的各自特點(diǎn)及不利因素。我院在進(jìn)幾年的課改過(guò)程中積累了一定經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程改革有一定研究?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)，以工作過(guò)程為參照系，以完成職業(yè)工作應(yīng)具備的專業(yè)技術(shù)能力項(xiàng)目為依據(jù)，針對(duì)行動(dòng)順序的每一個(gè)工作環(huán)節(jié)知識(shí)、能力要求傳授相關(guān)的課程內(nèi)容，組織技能訓(xùn)練，突出學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實(shí)際工作的一致性，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐技能的整合。

2 高分子材料加工專業(yè)“工作過(guò)程”內(nèi)容設(shè)計(jì)

高分子材料加工的職業(yè)能力是一種綜合能力，要求教師在教授的同時(shí)要將高分子材料常見(jiàn)的各種加工方法、加工手段以實(shí)踐的方式教給同學(xué)，這就需要為學(xué)生模擬真實(shí)的工作情景，通過(guò)以項(xiàng)目任務(wù)為依托的教學(xué)使學(xué)生置身于真實(shí)的或模擬的學(xué)習(xí)工作世界中。在教學(xué)中，每個(gè)學(xué)生會(huì)根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，會(huì)給出不同的解決任務(wù)的方案與策略，產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果不是唯一的，而是多樣化的。讓同學(xué)在正確認(rèn)識(shí)高分子材料結(jié)構(gòu)和組成以及合理的配方設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，能夠選擇合適的加工設(shè)備、加工工藝和加工方法制備高分子材料制品的過(guò)程。

教學(xué)內(nèi)容可以以實(shí)際的“工作任務(wù)”為依托項(xiàng)目?！肮ぷ鲀?nèi)容”的設(shè)計(jì)要結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和發(fā)展動(dòng)態(tài)，介紹重點(diǎn)科技成果，增加教學(xué)信息量，使課程教學(xué)內(nèi)容滿足時(shí)代的要求，使學(xué)生掌握更多、更新的專業(yè)知識(shí)。教學(xué)過(guò)程通過(guò)不同的高分子材料產(chǎn)品項(xiàng)目、確定合適的加工技術(shù)及其方法。理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容通過(guò)項(xiàng)目或者是工作任務(wù)緊密地結(jié)合在一起。課程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任務(wù)如下圖所示：

主要是根據(jù)制品使用需求、選擇出合適的高分子材料，并進(jìn)行合理的助劑選擇，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，如不合適提出改性辦法等，為生產(chǎn)開(kāi)發(fā)決策提供完整依據(jù)。

通過(guò)項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施，使學(xué)生能針對(duì)產(chǎn)品的具體要求合理的設(shè)計(jì)成型加工方案，能對(duì)所設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的性能分析與測(cè)試，進(jìn)而掌握塑料、橡膠制品加工設(shè)計(jì)的原理與方法。為將來(lái)從事高分子材料、復(fù)合材料的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)以下項(xiàng)目：“市政用木塑復(fù)合柵欄材料的成型加工”、“冰箱抽屜專用料加工設(shè)計(jì)”、“抗沖擊阻燃電視機(jī)殼專用料成型加工”、“低成本鼠標(biāo)墊加工”、“聚乙烯發(fā)泡鞋底設(shè)計(jì)”、“霓虹燈管專用料設(shè)計(jì)”、“PP汽車保險(xiǎn)杠專用料設(shè)計(jì)”、“奧運(yùn)志愿微笑圈手環(huán)配方設(shè)計(jì)與制作”的實(shí)施，讓同學(xué)能夠通過(guò)能夠設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品的配方，能找出成型加工方案設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提出解決方法的能力。能夠設(shè)計(jì)橡膠產(chǎn)品的配方，能找出成型加工設(shè)計(jì)難點(diǎn)，提出解決方法的能力，能夠分析測(cè)試塑料材料配方的基本性能，能夠分析測(cè)試橡膠材料的基本性能。

配合上述8個(gè)項(xiàng)目及相關(guān)拓展任務(wù)的訓(xùn)練，組織學(xué)生討論、總結(jié)、歸納如下相關(guān)知識(shí)：了解塑料的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。了解橡膠的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分類以及塑料配方的組成和對(duì)應(yīng)的成型加工工藝。掌握常用天然橡膠和合成橡膠的特性、分類以及橡膠配方的組成和對(duì)應(yīng)的相關(guān)成型加工。 轉(zhuǎn)貼于

通過(guò)訓(xùn)練讓同學(xué)以下能力得到提高：（1）培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)，尋求探索物質(zhì)之本性的興趣與能力；（2）對(duì)事物性質(zhì)的分析方法—內(nèi)外因分析法；（3）培養(yǎng)學(xué)生信息獲取的素質(zhì)與能力（圖表查閱、專利、手冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)資源等）；（4）逐步形成綜合分析問(wèn)題的素質(zhì)與能力；（5）增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)、安全意識(shí)；（6）專業(yè)外語(yǔ)單詞的學(xué)習(xí)與筑固；（7）團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的形成。

3 “基于工作過(guò)程”教學(xué)對(duì)教師的要求

（1）專任教師實(shí)踐能力的提高。作為一線教師，在實(shí)行相關(guān)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，一定要具有高分子材料加工生產(chǎn)的職業(yè)經(jīng)驗(yàn)，清楚高分子加工企業(yè)的工作過(guò)程和經(jīng)營(yíng)過(guò)程，只有這樣才能找出高分子材料生產(chǎn)的工作任務(wù)作為具有教育的項(xiàng)目。

（2）專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建立?；诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)法涉及多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，高分子材料加工生產(chǎn)需要有機(jī)械設(shè)備、加工工藝、原料配方、制品材料測(cè)試、產(chǎn)品檢驗(yàn)等一系列知識(shí)，因此對(duì)絕大多數(shù)教師而言，很難獨(dú)自一人很好地完成教學(xué)工作。這就要求教師具有跨學(xué)科的能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，不僅要嫻熟本學(xué)科的專業(yè)知識(shí)與技能，還要了解相鄰專業(yè)、相關(guān)學(xué)科及跨學(xué)科的知識(shí)與技能。

（3）學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)能力的掌握。在本教學(xué)法中，學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)好壞決定了傳授知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性、能否激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。如何在項(xiàng)目教學(xué)中合理有效的利用學(xué)習(xí)的資源和協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境是教師最主要的工作，這要求教師熟悉項(xiàng)目?jī)?nèi)容中所用的高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí)，并準(zhǔn)備好項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中可能涉及到的有關(guān)知識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在專業(yè)課程體系中，高分子成型加工是門重要的核心課程，是高分子加工專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)知識(shí)和技能。在老師的指導(dǎo)下，用工廠的管理模式，讓學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和制造相關(guān)高分子產(chǎn)品，加深領(lǐng)會(huì)和掌握材料加工過(guò)程工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及生產(chǎn)工藝與實(shí)際生產(chǎn)之間的聯(lián)系。但以往教育方式存在著一定的不足，且與當(dāng)前工廠的需求相脫節(jié)，于是筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在新的基于工作過(guò)程的教學(xué)理念指導(dǎo)下對(duì)高分子成型加工課程進(jìn)行改革，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。

基金項(xiàng)目：教育部高等學(xué)校高職高?；ぜ夹g(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2009年度規(guī)劃課題，課題編號(hào)HJKT-2009-034Y；常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育研究課題《“基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)方法”在高分子成型加工課程改革中的應(yīng)用》，課題編號(hào)：10JY022

參考文獻(xiàn)

[1]應(yīng)力恒.基于工作過(guò)程的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2008(22).

[2]虞麗娟.深化課程體系改革提高人才創(chuàng)新能力[J].中國(guó)高等教育，2008(15).

篇6

關(guān)鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學(xué)改革 課程建設(shè)

聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開(kāi)發(fā)新材料、新產(chǎn)品的重要手段，是高分子學(xué)科的重要組成部分，已形成獨(dú)特的理論體系和技術(shù)方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學(xué)和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業(yè)學(xué)生最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為使學(xué)生以大工程的整體觀來(lái)了解和掌握聚合物的成型加工，這門課程將涉及諸多內(nèi)容，包括影響聚合物性能的物理化學(xué)因素、添加劑的分類和作用、配方設(shè)計(jì)方法、聚合物流變學(xué)、成型加工設(shè)備、成型工藝條件及控制等。如何使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，具備高分子材料科學(xué)的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題和創(chuàng)新科研的能力，為以后從事高分子材料制品的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)，一直是廣大高分子專業(yè)教師在教學(xué)過(guò)程中關(guān)注的重點(diǎn)[2]。這需要我們?cè)诙喾矫孢M(jìn)行改革。

1.課堂教學(xué)改革

1.1明確培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)化理論基礎(chǔ)。

江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)成立于2002年，最初聚合物成型加工課程主要圍繞塑料和橡膠的主要品種及其制品的生產(chǎn)原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制等內(nèi)容開(kāi)展教學(xué)。我們?cè)诳偨Y(jié)前幾屆畢業(yè)生從事工作的實(shí)際情況和企業(yè)對(duì)本專業(yè)畢業(yè)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力要求的基礎(chǔ)上，于2012年再次修訂了本科生培養(yǎng)計(jì)劃。本科院校需要培養(yǎng)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，這與高職類院校主要培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實(shí)踐聯(lián)系緊密的課程，在教學(xué)過(guò)程中，仍然要重視對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的講解，讓學(xué)生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學(xué)及聚合物流變學(xué)等聚合物成型加工的基礎(chǔ)理論外，成型加工技術(shù)本身也存在系統(tǒng)的原理知識(shí)，不容忽視。教師在課程教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和最新研究動(dòng)態(tài)、介紹重點(diǎn)科技成果，豐富和活化教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)跟上時(shí)代的步伐，讓學(xué)生能夠掌握更多、更新的專業(yè)知識(shí)。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學(xué)內(nèi)容。

在成型加工課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過(guò)程中的物理化學(xué)變化、助劑的作用及配方設(shè)計(jì)原理、各種物料的混合和分散機(jī)理，以及成型加工的設(shè)備和工藝等。與其他課程相比，聚合物成型加工的課程內(nèi)容較為龐雜而分散，理論知識(shí)的半經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，這給課堂教學(xué)帶來(lái)了一定的困難。因此，抓住課程內(nèi)容的主線，突出理論重點(diǎn)就顯得尤為重要。

根據(jù)聚合物成型加工涉及的主體內(nèi)容，本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來(lái)組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過(guò)程中，要著重講明高分子材料的成型加工不是簡(jiǎn)單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關(guān)聯(lián)的，制品的性能取決于高分子材料和成型加工方法及工藝的選擇，而制品的性能又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)聚合物的改性、應(yīng)用及加工，優(yōu)化成型工藝。因此，如何抓住教學(xué)主線，讓學(xué)生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互關(guān)系，使學(xué)生融會(huì)貫通、舉一反三，是這門課程教學(xué)的重點(diǎn)。

在教學(xué)過(guò)程中，始終圍繞教學(xué)主線，從高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能和材料的加工原理出發(fā)，以成型加工的工程觀點(diǎn)為著眼點(diǎn)，剖析各種高分子材料成型加工的共性和區(qū)別，這樣可以使原本較為分散的理論知識(shí)相對(duì)集中并系統(tǒng)化，讓學(xué)生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經(jīng)驗(yàn)理論所反映的實(shí)質(zhì)問(wèn)題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時(shí)，分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復(fù)合材料的特性及成型工藝性能，不同加工方法和成型工藝條件生產(chǎn)制品的特點(diǎn)及控制條件，并通過(guò)具體的例子說(shuō)明了成型加工工藝與制品性能的相互關(guān)系。這樣的講解生動(dòng)地體現(xiàn)了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，使教學(xué)內(nèi)容由龐雜繁多變得簡(jiǎn)單易懂，通過(guò)理論結(jié)合實(shí)際，強(qiáng)化了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，教學(xué)效果良好。

1.3結(jié)合課程特征，采取靈活教學(xué)方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)又在很大程度上受到成型加工過(guò)程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學(xué)和物理的理論問(wèn)題，而且與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。因此，本課程是一門理論性和實(shí)際性都很強(qiáng)的課程，如何在教學(xué)過(guò)程中將基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，用理論知識(shí)來(lái)解釋具體生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，或以實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)中的具體例子來(lái)說(shuō)明基礎(chǔ)理論，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握專業(yè)知識(shí)，是本課程教學(xué)的核心問(wèn)題。

因此，我們根據(jù)聚合物成型加工課程具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性的特點(diǎn)，借助于江蘇大學(xué)目前多數(shù)教室都安裝了多媒體教學(xué)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，將圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學(xué)過(guò)程中，利用工廠和車間的場(chǎng)景圖像、成型設(shè)備的實(shí)物照片、加工工藝過(guò)程的動(dòng)畫仿真模擬等信息對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和深化。這樣不但可以豐富課堂內(nèi)容，增加信息量，而且可以大大加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和印象，使學(xué)生對(duì)成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認(rèn)識(shí)，從而提高教學(xué)效率。

為進(jìn)一步將課堂教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，在教學(xué)中緊密貼近工廠實(shí)際，江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)專門安排了兩門為期各兩周的課程設(shè)計(jì)，即高分子材料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和聚合物反應(yīng)工程及設(shè)備設(shè)計(jì)。讓學(xué)生在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，針對(duì)具體的通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，設(shè)計(jì)出相關(guān)聚合物材料及其產(chǎn)品項(xiàng)目?jī)?nèi)容，包括原料品種、型號(hào)選擇、工藝流程及設(shè)備確定、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，以及廠房布局和規(guī)模，等等。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可以有效地讓學(xué)生系統(tǒng)地掌握所學(xué)知識(shí)，并獲得一定的靈活應(yīng)用的能力，為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革

前面已經(jīng)談到，聚合物材料成型加工是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，僅憑課堂教學(xué)是難以真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的，并且容易使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感覺(jué)枯燥，實(shí)際工作時(shí)不能學(xué)以致用。因此，這門課程的實(shí)驗(yàn)是不可缺少的。只有讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室和工廠中實(shí)地了解和直觀認(rèn)識(shí)成型設(shè)備、工藝控制和生產(chǎn)線管理，對(duì)聚合物成型加工的整個(gè)工藝流程進(jìn)行整體和全面的認(rèn)知，他們才有可能創(chuàng)造性地利用學(xué)習(xí)的理論知識(shí)來(lái)真正解決生產(chǎn)中遇到的具體問(wèn)題[3]。

目前江蘇大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)建有約200m2的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)置有注塑機(jī)、擠出成型機(jī)、高速混合機(jī)、平板硫化儀等成型加工設(shè)備，以及拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)、沖擊實(shí)驗(yàn)儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實(shí)驗(yàn)箱等各種材料及制品性能檢測(cè)儀器。利用這些儀器設(shè)備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試等方面有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，開(kāi)設(shè)了一系列的綜合性實(shí)驗(yàn)。比如，在聚合物的注射模塑成型實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生從原料的選擇開(kāi)始，分析原料的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，有針對(duì)性地設(shè)定成型加工工藝參數(shù)，并在注塑成型得到制品后，對(duì)其熔點(diǎn)、熔融指數(shù)、熱變形溫度及力學(xué)性能等進(jìn)行表征和測(cè)試。通過(guò)對(duì)這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數(shù)據(jù)之間關(guān)系的分析與總結(jié)，使學(xué)生形成科學(xué)研究的思路，掌握解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用性，需要學(xué)生建立起大工程的整體觀。要達(dá)到這樣的教學(xué)水平和目標(biāo)，僅靠課堂的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是不夠的，還應(yīng)該讓學(xué)生到工廠、車間參觀實(shí)踐，實(shí)地了解成型設(shè)備、工藝控制及生產(chǎn)線管理等，使學(xué)生對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)有具體、直觀的感受。

針對(duì)這樣的問(wèn)題和現(xiàn)狀，本專業(yè)積極與周邊高分子材料企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)系和交流，目前已建成近10個(gè)實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，涉及聚合物成型加工領(lǐng)域的各個(gè)方面，包括模壓發(fā)泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過(guò)與這些企業(yè)的合作，學(xué)生可以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地對(duì)各種成型加工涉及的原料準(zhǔn)備和處理、設(shè)備、工藝流程、質(zhì)量控制等實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行近距離的感受。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生針對(duì)成型過(guò)程中的某一感興趣的內(nèi)容，或參觀實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的具體問(wèn)題進(jìn)行資料查閱和文獻(xiàn)調(diào)研，對(duì)涉及該內(nèi)容和問(wèn)題的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上提出解決問(wèn)題的思路和方案并驗(yàn)證。這樣就使學(xué)生真正將基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，掌握科研的方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維，成為真正有創(chuàng)造力的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]周達(dá)飛，唐頌超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006.

[2]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設(shè)初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程絲，王新波.高分子材料專業(yè)聚合物加工實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與探索，高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2009，2：50-51.

篇7

【關(guān)鍵詞】高分子材料 阻燃技術(shù) 無(wú)機(jī)阻燃劑 鹵系阻燃劑

1 高分子材料的阻燃機(jī)理

高分子材料的阻燃機(jī)理是破壞原有高分子成分，形成新的保護(hù)膜或隔離層，達(dá)到抑制分子燃燒的效果。一般阻燃性質(zhì)從兩個(gè)原理中進(jìn)行分析，分別為隔氧及溫度，隔氧采用凝聚相阻燃機(jī)理，高分子阻燃材料在燃燒過(guò)程中，形成阻燃細(xì)微分子，中斷該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷后，分子熱分解的溫度較高，所以燃燒后期會(huì)形成水蒸氣，阻燃材料高分子中含有大量的氫氧元素，與空氣接觸后，便會(huì)形成水霧覆蓋在材料表層。其次便是能隔斷與空氣的接觸，形成的水霧除了降低表層溫度外，還能堵塞阻燃材料的氣孔，形成密閉環(huán)境，隔斷與空氣的接觸。凝聚相在作用機(jī)理中有4種阻燃模式，阻燃材料在燃燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生惰性氣體，延緩阻燃材料的燃燒；燃燒期間會(huì)產(chǎn)生多碳?xì)饪?，使其阻燃材料難以燃燒；反應(yīng)過(guò)程中會(huì)吸收大量的熱量，降低反應(yīng)溫度；其次無(wú)機(jī)比熱容較大的分子，在燃燒過(guò)程中，通過(guò)分子之間的氧化還原反應(yīng)，使分子發(fā)生質(zhì)變，促使反應(yīng)中斷停止。該兩種反應(yīng)在作用機(jī)理中大致相同，但在反應(yīng)中作用的機(jī)理很多，所以在劃分高分子阻燃體系結(jié)構(gòu)上仍十分復(fù)雜。

2 高分子材料阻燃劑的類別

2.1 無(wú)機(jī)阻燃劑

無(wú)機(jī)阻燃劑作用機(jī)理便是通過(guò)無(wú)機(jī)化合物的熱分解，產(chǎn)生保護(hù)膜或水蒸氣，隔斷與空氣接觸及降低燃燒溫度。無(wú)機(jī)阻燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶水，溫度升高后，吸收周圍熱量，降低其燃燒溫度，阻斷其物質(zhì)的燃燒；另一種便是通過(guò)阻燃劑燃燒形成保護(hù)膜，例如：Al（OH）3燃燒過(guò)程中，產(chǎn)生致密的氧化層薄膜，隔斷物質(zhì)與空氣的接觸面積。無(wú)機(jī)阻燃劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生較為污染有害氣體，一般常用作防火無(wú)機(jī)阻燃劑。

2.2 鹵系阻燃劑

在元素周期表中，鹵系元素包括：氟、氯、溴、碘，該元素形成的化合物具有高效的阻燃效果。化合物中含有氟利昂，該化合物易散發(fā)，破壞臭氧層。在該物質(zhì)中分別添加氯元素及氟元素，然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)。其中添加氯元素標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)升高，化合物中含有3個(gè)氯分子時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為61.2℃；其中添加氟元素標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)降低，化合物中含有3個(gè)氟分子時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-128℃，具體數(shù)據(jù)量如表1所示。含氯化合物阻燃劑具有良好的阻燃性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能與多種高分子化合物相融，不影響化學(xué)反應(yīng)。溴元素阻燃化合物包括：十溴聯(lián)苯醚、四溴苯酚、六溴環(huán)十二烷等，化學(xué)穩(wěn)定性位于氯和碘元素之間，具有良好的阻燃性。鹵系元素雖然具有良好的阻燃性，一般阻燃劑內(nèi)都添加少量的鹵系元素，保證達(dá)到阻燃效果。

表1 氟、氯化合物標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)比對(duì)表

2.3 磷系阻燃劑

磷系阻燃劑包括：紅磷、白磷、磷酸氫二銨以及亞磷酸酯等化合物，磷系化合物在燃燒過(guò)程中會(huì)形成性碳膜，該膜除了降低溫度外，還能起到隔斷空氣的作用，達(dá)到理想的阻燃效果。其次紅磷與白磷的混合，也能起到良好的阻燃性。紅磷在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色的火焰，并產(chǎn)生大量白煙；白磷燃燒性質(zhì)與紅磷相似，最終產(chǎn)物都是五氧化二磷，兩種磷在制備次磷酸阻燃劑中，能夠提升與液體水的混合比例。次磷酸（H3PO2），分子量60，與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生磷酸氫及氫氣等，不會(huì)產(chǎn)生助燃?xì)怏w成分。針對(duì)磷系阻燃劑的配比關(guān)系，其中次磷酸中磷含量占有比例在35%，亞磷酸中磷含量占有比例在27%，保證磷系元素達(dá)到理想的阻燃效果。

3 高分子材料阻燃技術(shù)的發(fā)展

3.1 納米技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，納米技術(shù)也逐步應(yīng)用于高分子材料阻燃技術(shù)中，日本曾研發(fā)出納米硅酸鹽黏土納米材料，這種材料具有優(yōu)異的阻燃特性。納米材料在燃燒過(guò)程中，產(chǎn)生抑制劑，改變?nèi)紵镔|(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生質(zhì)變。研制出的納米硅酸鹽黏土分子直徑在0.4-0.5nm，產(chǎn)生的凝聚產(chǎn)物能夠封閉其氣孔，隔斷與空氣的接觸面積。其次在熱釋放速率上也具有延緩效應(yīng)，保證有效時(shí)間內(nèi)散發(fā)的熱值最小。

3.2 接枝和交聯(lián)改性技術(shù)

接枝和交聯(lián)改性技術(shù)利用的是光敏技術(shù)與化學(xué)接枝，將多種無(wú)機(jī)化合物交織在一起，使其形成共聚化合物。共聚化合物在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)絕緣層，吸收易燃物質(zhì)內(nèi)的高分子，減少助燃物質(zhì)內(nèi)的有效成分。其次該技術(shù)也可用于減少燃燒物質(zhì)后的產(chǎn)物，提高其阻燃性，最終達(dá)到理想狀態(tài)。

3.3 膨脹技術(shù)

膨脹技術(shù)般采用發(fā)泡劑作為阻燃物質(zhì)，發(fā)泡劑具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括：無(wú)排煙量、無(wú)毒氣、無(wú)滴落。原有技術(shù)在做阻燃處理工藝中，產(chǎn)生大量的有毒氣體，例如四溴苯酚在阻燃處理工藝中，產(chǎn)生大量的有毒氣體，不但會(huì)污染環(huán)境，而且還對(duì)人體健康造成傷害。無(wú)滴落主要體現(xiàn)在該阻燃劑不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性液體，導(dǎo)致局部腐蝕。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)高分子材料阻燃技術(shù)的應(yīng)用分析，使得筆者對(duì)此該技術(shù)有了更為深刻的認(rèn)知。這種技術(shù)不但能夠?qū)ξ镔|(zhì)燃燒起到阻燃特性，而且也不會(huì)污染環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建祺.無(wú)鹵阻燃聚合物基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2005，34（17）：33-34.

[2]張軍.聚合物燃燒與阻燃技術(shù)[M].北京：化工工業(yè)出版社，2008，38（24）：58-59.

篇8

關(guān)鍵詞:分子材料;醫(yī)療器械制造;應(yīng)用

0引言

分子材料對(duì)疾病的治療和健康保健領(lǐng)域的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。本文主要從生物惰性高分子材料和可降解性高分子材料中闡述分子材料在醫(yī)療器械制造中的應(yīng)用。

1惰性分子材料

惰性分子材料是指能長(zhǎng)期存在于體內(nèi)的材料，主要指硅橡膠、聚氨酯、PVC、聚酯等。下面我們就以聚氨酯和硅橡膠材料在醫(yī)療器械制造中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。

1．1聚氨酯彈性體

聚氨酯彈性體具有一定的拉伸度和硬度，能夠和生物相融合，和血液的融合性也較好。這種彈性體在醫(yī)療制造中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且因其優(yōu)越的性能，應(yīng)用前景很廣闊。聚氨酯彈性體在醫(yī)療中主要應(yīng)用于植入體內(nèi)的制品和導(dǎo)管類的制品、膜類制品和其他類制品等。植入類制品主要有人工心臟、輸精管栓塞、人工心臟瓣膜、人造血管、人造顱骨等。導(dǎo)管類制品主要是導(dǎo)入體內(nèi)的一些物質(zhì)，主要包括J型和微型導(dǎo)管、血液透析中的插管、胃腸、肝膽等的養(yǎng)護(hù)作用的導(dǎo)管。膜類制品顧名思義就是指一些醫(yī)用的手套、防護(hù)服、血漿袋等膜質(zhì)的用品。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，高分子材料也在不斷被研制成新的產(chǎn)品，聚氨酯彈性體在醫(yī)療器械中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。

1．2醫(yī)用硅橡膠

硅橡膠是在酸或者堿的腐蝕作用下，二甲機(jī)硅氧烷單體和其他有機(jī)硅單體結(jié)合形成的一種高聚合物質(zhì)。橡膠硅的生物特性很顯著，具體特征表現(xiàn)為:無(wú)毒、抗老化、生理惰性等，根據(jù)其特性，當(dāng)植入人體后，硅橡膠對(duì)人體器官和組織不會(huì)產(chǎn)生副作用，其周圍的組織也不會(huì)出現(xiàn)感染或者其他不良反應(yīng)，在理論上對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生危害。硅橡膠的使用壽命隨著溫度條件的變化而發(fā)生改變，一般在20℃下能夠長(zhǎng)期工作，120℃左右的溫度下可以使用10年，150℃溫度下使用5年，到260℃的高溫條件下，僅能使用三個(gè)月。硅橡膠作為醫(yī)學(xué)界的重要醫(yī)療材料，在理論和臨床上都取得了重大的成就，獲得了醫(yī)學(xué)界的一致肯定，其制成品已經(jīng)達(dá)到上百種之多，在醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。例如導(dǎo)管制品、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)制品、心腦和顱腦外科制品等等。其中導(dǎo)管制品的用途最廣，發(fā)展速度更快，像我們常見(jiàn)的體外各類泵管、連接各種器械的導(dǎo)管，用于輸液的輸液管等，還包括各類體內(nèi)的插管、導(dǎo)管和引流管等，都有硅橡膠制品。消化系統(tǒng)使用的制品大多數(shù)是一次性產(chǎn)品，例如胃管、十二指腸導(dǎo)管、胃造瘺管、洗胃和灌腸的導(dǎo)管等等。顱腦外科制品主要包括各種腦器官的人工制品，人工顱骨、腦膜導(dǎo)管等，腦積水的引流管、腦室引流管等等。心外科制品主要包括體外循環(huán)機(jī)泵管，人工肺硅膠膜和胸腔隔離膜、人工心臟尖瓣等。耳鼻喉科使用的制品有各種人工鼻梁、耳朵、上下頜骨、鼻腔止血?dú)饽?、治療中耳炎?dǎo)管、鼻孔治療架等等。泌尿和生殖系統(tǒng)的制品使用硅橡膠材料非常多，例如皮埋裝置避孕設(shè)備、子宮預(yù)熱治療器材、前列腺治療儀、假體、膀胱造瘺管、導(dǎo)尿管等。腹外科制品只要包括各種引流設(shè)備，引流管、腹膜透析管等各種類型的導(dǎo)管。另外，硅橡膠材料在皮膚科中用于皮膚的擴(kuò)張器、人工假體、人工關(guān)節(jié)等醫(yī)療設(shè)備中也得到了應(yīng)用。在醫(yī)療美容事業(yè)的發(fā)展下，人工假體的用量也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。

2可降解高分子材料

二十世紀(jì)六十年代晚期，人工合成能夠進(jìn)行分解的高分子材料開(kāi)始應(yīng)用在臨床中。隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和藥物工程的發(fā)展以及基因技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)再生技術(shù)和生物納米技術(shù)的發(fā)展和完善，這些新型醫(yī)療技術(shù)和科研成果促進(jìn)了可降解高分子材料的發(fā)展。以下就以聚乙交酯和聚乳酸作為典型代表，分析其在醫(yī)療器械中的應(yīng)用。

2．1聚乙交酯

聚乙交酯是利用水解達(dá)到降解的目的。通常一到兩個(gè)月，其力學(xué)特性會(huì)有一定程度的下降。半年到一年，其質(zhì)量會(huì)受到一定程度的損害。聚乙交酯在體內(nèi)會(huì)被分解成甘氨酸，隨著尿液被排出，同時(shí)轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水。在醫(yī)學(xué)上比較實(shí)用的是縫合線的使用，因?yàn)槠淠軌虮唤到?，所以患者也不?huì)再受到拆線的痛苦。無(wú)紡布的支架材料也在臨床上開(kāi)始使用。

2．2聚乳酸

這是一種半結(jié)晶體，聚合物呈現(xiàn)無(wú)規(guī)則性。這種材料拉伸的強(qiáng)度和彈性較大，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的承重材料中，例如固定骨頭的設(shè)備方面。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要分析了分子材料在醫(yī)療器械制造中的應(yīng)用，通過(guò)分析可知，分子材料的應(yīng)用很廣泛，具有眾多的優(yōu)勢(shì)，我們要正確發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，認(rèn)識(shí)其不足，更好促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療器械的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn):

［1］孔慶香．高分子醫(yī)療器械的發(fā)展對(duì)人類生命質(zhì)量的提高［J］．中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013(11)

［2］劉亞軍，黃華．醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用及前景［J］．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012(6)．

［3］柏保東．醫(yī)用PVC非鄰苯化在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推進(jìn)［J］．中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2015(6)．

篇9

關(guān)鍵詞：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，塑料飯盒、塑料袋等一次性產(chǎn)品開(kāi)始頻繁出現(xiàn)在人們的日常生活中，它們?cè)诮o人們的生活帶來(lái)便利的同時(shí)，也因其非自然降解性造成了極大的環(huán)境問(wèn)題，即“白色污染”。“白色污染”既是一種視覺(jué)污染，也會(huì)影響土壤、空氣、水體等的質(zhì)量，因此努力合成并推廣使用可降解高分子材料成為當(dāng)務(wù)之急。按照降解機(jī)理，可降解高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物雙降解高分析材料三大類。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基團(tuán)，可吸收紫外線發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，在太陽(yáng)光的照射下，發(fā)生分子鏈的斷裂和分解，由大分子變成小分子。

向塑料基體中加入光敏劑是目前使用比較多的制備光降解塑料的方法。光降解引發(fā)劑可以是過(guò)渡金屬的各種化合物，如：鹵化物、脂肪酸鹽、酯、多核芳香族化合物等。很多學(xué)者都發(fā)現(xiàn)TiO2對(duì)聚丙烯的光降解有明顯的催化作用，等人［1］分析了加有銳鈦礦型納米二氧化鈦的聚丙烯纖維在人工加速紫外光降解和自然光降解過(guò)程中拉伸斷裂伸長(zhǎng)率和表面形態(tài)的變化情況，得出銳鈦礦型納米TiO2可作為聚丙烯的一種高效光敏劑的結(jié)論。除了TiO2，還有很多其它光敏劑，如硬脂酸鈰、硬脂酸鐵、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、硬脂酸錳等均對(duì)聚乙烯薄膜有顯著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏劑制得改性高分子雖然能降解，但只是部分降解，而化學(xué)合成的羰基聚合物、Et/CO等，則能完全降解。一氧化碳和烯烴的交替共聚產(chǎn)物——聚酮，因?yàn)榉肿渔溨泻写罅恳酝问酱嬖诘聂驶?，容易在紫外光的照射下發(fā)生光降解，羰基鍵附近的碳鏈斷裂生成酮類、烯類及一氧化碳等低分子物質(zhì)并返回到物質(zhì)循環(huán)圈中，不存在環(huán)境污染，是一種新型的環(huán)境友好材料［2］。且有實(shí)驗(yàn)證明，分子量大、結(jié)晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破壞性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定時(shí)間內(nèi)能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，僅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、價(jià)格便宜、生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。淀粉降解塑料泛指組成中含有淀粉或其衍生物的塑料，發(fā)展至今已經(jīng)過(guò)了四個(gè)時(shí)期：填充型淀粉塑料，光/生物雙降解型塑料，共混型塑料和全淀粉熱塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烴類聚合物中加入廉價(jià)的淀粉作為填充劑，其中淀粉含量在10%30%，僅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要幾百年才能達(dá)到完全生物降解。光/生物雙降解型是由光敏劑、淀粉、合成樹(shù)脂及少量助劑等制成，其降解機(jī)理是先降解的淀粉可使高聚物母體變得疏松，增大表面/體積比，同時(shí)光敏劑、促氧劑等物質(zhì)被光、熱、氧引發(fā)，發(fā)生光氧化和自氧化作用，導(dǎo)致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下來(lái)人們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)共混能解決淀粉粘性高、抗?jié)裥缘图芭c一些聚合物不相容等缺點(diǎn)，于是開(kāi)始將淀粉與聚烯烴類等一些不可降解聚合物混合來(lái)提高淀粉的強(qiáng)度，但這類產(chǎn)品不能完全降解；后來(lái)便試圖將其與PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉熱塑性塑料含淀粉70%-90%,其余組成是一些可光降解的加工助劑，使用后能在環(huán)境中完全降解，但天然淀粉不具有熱塑性，必須先利用物理場(chǎng)作用使其分子結(jié)構(gòu)無(wú)序化后才能在塑料機(jī)械中加工成型。

2.2 化學(xué)合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基結(jié)構(gòu)的脂肪族聚酯來(lái)合成生物降解高分子材料，工業(yè)化的有聚乳酸和聚己內(nèi)酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等為原料，發(fā)酵制得的易生物降解的熱塑性材料，因乳酸存在一個(gè)羥基和一個(gè)羧基，可通過(guò)縮聚反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成低分子量聚酯，再通過(guò)選擇適宜的聚合條件來(lái)合成目標(biāo)分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、機(jī)械性能及物理性能等，被視為新世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型包裝材料。聚己內(nèi)酯也是脂肪族聚酯中應(yīng)用較為廣泛的一種可降解高分子材料，通過(guò)己內(nèi)酯的開(kāi)環(huán)聚合制得，是一種半結(jié)晶型聚合物，室溫下為橡膠態(tài)，具有很好的柔韌性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解產(chǎn)物是二氧化碳和水，被認(rèn)為是環(huán)境友好包裝材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通過(guò)用葡萄糖或淀粉類喂養(yǎng)，微生物在體內(nèi)發(fā)酵合成的一類有機(jī)高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物發(fā)酵生成的一種多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、無(wú)毒副作用等特性，可用于制備高吸水性樹(shù)脂,作為一種治療骨質(zhì)疏松的重要載體、藥物緩釋材料,吸附重金屬等，具有廣泛的應(yīng)用前景［5］。聚羥基脂肪酸酯是一類由很多細(xì)菌在非平衡生長(zhǎng)條件（如缺氧、磷等）下合成的線性聚酯，可作為碳源和能源的貯藏性物質(zhì)，增強(qiáng)細(xì)菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解為二氧化碳和水，并且具有熱可塑性、生物可再生、生物相容性、光學(xué)異構(gòu)性等，可作為生物醫(yī)用材料、日常消費(fèi)用塑料制品、生物可降解包裝材料、生物能源，已成為可降解生物材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

3.光/生物雙降解高分子材料

顧名思義，光/生物雙降解高分子材料同時(shí)具有光、生物雙降解功能，將光降解機(jī)理與生物降解機(jī)理結(jié)合起來(lái)，可以使二者優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，達(dá)到更好的降解效果。其制備方法主要是在通用高分子材料中添加光敏劑、自動(dòng)氧化劑、抗氧劑和生物降解助劑等。目前研究比較多的有淀粉和光敏劑光降解樹(shù)脂合成的光/生物雙降解淀粉塑料及可控降解劑共混改性法制得的改性可控光/生物雙降解聚丙烯纖維制品等。光/生物雙降解淀粉塑料前面已提過(guò)，此處不再贅述，而可控雙降解聚丙烯纖維制品憑借著其可控降解性、存放性、無(wú)毒性等眾多優(yōu)點(diǎn)，必將具有巨大的發(fā)展前景。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著“白色污染”的日益加重和石油資源的日益枯竭，加大對(duì)高分子廢棄物的回收利用率和研制出高效的降解技術(shù)都是有效的解決途徑，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能從根本上解決這些問(wèn)題，且光-生物雙降解高分子材料憑借著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)將會(huì)成為今后的研究重點(diǎn)之一。(作者單位：鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院)

參考文獻(xiàn)：

［1］ ，嚴(yán)玉蓉，趙耀明.納米二氧化鈦催化光降解聚丙烯纖維的研究［J］.合成材料老化與應(yīng)用，2005,34（1）：8-12.

［2］ 鄒麗萍.綠色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2007:1-5.

［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制備及性能的研究［D］.廣東：華南理工大學(xué)，2010:1-8.

篇10

[關(guān)鍵詞]水箱內(nèi)膽 集熱器 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換材料 防老化涂料

中圖分類號(hào)：TU822+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：TU 文章編號(hào)：1009914X（2013）34052601

前言

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是太陽(yáng)能利用技術(shù)中商業(yè)化程度最高、推廣普及應(yīng)用最普遍的技術(shù)之一。以色列80%的家庭、日本20%的家庭使用太陽(yáng)能熱水器。據(jù)了解，2000年我國(guó)太陽(yáng)能熱水器總銷量在600萬(wàn)m2以上，年產(chǎn)值超過(guò)50億元人民幣，全國(guó)太陽(yáng)能熱水器保有量約2500m2，成為全世界太陽(yáng)能熱水器年產(chǎn)銷量及保有量最大的國(guó)家，但目前我國(guó)家庭太陽(yáng)能熱水器的普及率僅為4%。

在最簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能熱水器中，它的吸收層材料、封閉式熱水器的透明蓋板材料、絕熱材料以及其他許多方面，多已采用了高分子材料。

1、外殼材料

目前，我國(guó)使用的太陽(yáng)能熱水器外殼多為金屬材料，殼體結(jié)構(gòu)同保溫材料相分離，既存在容易腐蝕、壽命短、造價(jià)高、工藝繁雜等問(wèn)題，又常使保溫材料脫落，失去保溫性能，影響熱水器整體性能的提高。

為此，有人研發(fā)了新型非金屬的復(fù)合材料外殼，外殼的表層以鎂質(zhì)凝膠物為主，并加入玻璃纖維等增強(qiáng)材料。據(jù)太陽(yáng)能熱水器外殼不同溫區(qū)、不同部位的結(jié)構(gòu)要求，選取了高分子材料聚苯泡沫板（或顆粒）為保溫材料，同鎂質(zhì)凝膠物復(fù)合制成不同性能的保溫層。

2、內(nèi)膽

太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱內(nèi)膽普通采用不銹鋼薄板（厚度約為0.3mm～0.6mm）焊接加工而成。在制造過(guò)程中，材料經(jīng)沖壓、拉伸、焊接等工序，導(dǎo)致水箱表面存在缺陷和焊縫處材質(zhì)發(fā)生變化，長(zhǎng)期使用中，缺陷處、焊縫部位及其周圍易被腐蝕，尤其是在水質(zhì)較差的地區(qū)腐蝕更加明顯，造成穿孔漏水，從而導(dǎo)致整個(gè)熱水器水箱損壞。

為了解決不銹鋼內(nèi)膽存在的缺點(diǎn)，根據(jù)太陽(yáng)能熱水器內(nèi)膽的工作條件，有人選擇了PPR、PEX、ABS三種材料作為內(nèi)膽的原材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)該三種材料制成的內(nèi)膽進(jìn)行一系列的性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)PPR作為太陽(yáng)能熱水器水箱材料更有優(yōu)勢(shì)。

3、太陽(yáng)能集熱器

用高分子板材和染料制成的集熱器，當(dāng)太陽(yáng)光穿過(guò)大面積的板材并為底下的染料吸收時(shí)，染料會(huì)發(fā)出相應(yīng)的光輻射，并通過(guò)內(nèi)部反射被收集在板材內(nèi)，然后再聚集到吸熱器上。

巴斯夫Basotect三聚氰胺泡沫目前應(yīng)用在太陽(yáng)能集熱器制造商Heliodyne生產(chǎn)的產(chǎn)品中。Heliodyne選擇了高分子復(fù)合材料制造商瓦克來(lái)完成Basotect絕緣部件的合成。將巴斯夫Basotect泡沫材料應(yīng)用于太陽(yáng)能集熱器，該泡沫具有優(yōu)良的絕緣能力以及長(zhǎng)期耐高溫能力。Basotect泡沫可以承受超過(guò)350°F的溫度，有別于其他聚合物絕緣材料。

4、高分子太陽(yáng)能集熱器蓋板

對(duì)于雙層蓋板的集熱器，要求外層蓋板能抗沖擊，內(nèi)層蓋板能耐高溫。抗沖擊是高分子材料的主要優(yōu)點(diǎn)之一，所以可用透明的高分子材料來(lái)代替玻璃蓋板。

用輕質(zhì)塑料取代玻璃和銅制造有關(guān)零部件，可以降低太陽(yáng)能熱水器的成本，在太陽(yáng)能加熱游泳池水的太陽(yáng)能集熱器上已取得了商業(yè)化成功。有關(guān)專家已試驗(yàn)過(guò)許多種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)高分子蓋板材料：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET，一種聚酯）薄膜的透光度很高、成本低、機(jī)械性能亦較好，但連續(xù)使用溫度只有90℃左右，抗紫外線能力也比較差。近年加入紫外線吸收劑以后，抗紫外線能力有所提高，但毒性問(wèn)題有待解決。

聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）雖然成本高于PET，但熱性能和機(jī)械性能均有提高，不過(guò)抗紫外光透過(guò)率還有問(wèn)題。很多含氟高分子材料有優(yōu)良的抗紫外線和抗熱性能，不過(guò)成本很高，只能做成薄膜形狀使用。

丙烯酸類材料也有優(yōu)良的抗紫外線能力，但做太陽(yáng)能集熱器蓋板時(shí)經(jīng)受不住工作溫度的考驗(yàn)，并且很脆，即使作成板狀，也經(jīng)不住冰雹打擊。Korad雖有這樣的缺陷，抗紫外性能卻極好，可在層壓型蓋板中做抗紫外層，與基板有很好的結(jié)合效果。Tedlar也是一種含氟聚合物，把它和Korad都同玻璃基板作成層壓結(jié)構(gòu)，做加速暴露試驗(yàn)，結(jié)果表明Korad的紫外線過(guò)濾性能優(yōu)于Tedlar，做成Korad/玻璃層壓蓋板有很好的抗紫外線特性。

聚碳酸酯類材料的透光性較好，強(qiáng)度亦高，只是在紫外線照射下會(huì)變黃、變脆。Bayer公司已開(kāi)發(fā)出兩種聚碳酸酯材料，名叫APEC5391和APEC5393。APEC5391熱穩(wěn)定性好，連續(xù)使用溫度可高達(dá)180℃，而APEC5393的熱穩(wěn)定性和抗紫外線能力都很好。

5、高分子太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換材料

日本京都大學(xué)研制出一種高分子太陽(yáng)能貯能材料，即一種能大量吸收太陽(yáng)能的有機(jī)高分子物質(zhì)，是一種黃色的晶體，在陽(yáng)光下可以大量吸收熱量（每公斤可吸收92千卡熱量）。當(dāng)熱量吸足后，它就從黃色變?yōu)榘咨?。需要使用時(shí)，只需要添加進(jìn)一些銀做催化劑，就能把熱量釋放出來(lái)。熱量釋放完畢，白色的晶體又變?yōu)辄S色的晶體，可重復(fù)使用。

在PP中添加炭黑等助劑，共混復(fù)合制成太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換材料，并制出太陽(yáng)能塑料熱水器，具有較高的平均日效率（54.3%）和較低的平均熱損失系數(shù)2.34 w/（In ?℃），耐老化性優(yōu)良，可使用9年以上，且不會(huì)結(jié)硬水垢。

6、高分子太陽(yáng)能透光材料

國(guó)內(nèi)常用的太陽(yáng)能透光材料是普通平板玻璃，其含鐵雜質(zhì)約0.1-0.14%，可見(jiàn)區(qū)域透光率較高，而紫外區(qū)域和近紅外區(qū)域存在較大的吸收。為了獲得性能優(yōu)良的透光材料，有人通過(guò)對(duì)高分子材料PVA與纖維狀材料的預(yù)處理，復(fù)合得到一種增強(qiáng)透光材料，具有透光率高、重量輕、易運(yùn)輸和不易破碎、抗拉和抗震強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。

確定單體PVA、醋酸纖維的比例后，與交聯(lián)劑在水溶液中混合攪拌一定時(shí)間，再加壓過(guò)濾，成型后得到PVA透光材料。在相同的測(cè)試條件下，盡管有機(jī)玻璃具有較高的透過(guò)率，可是它的軟化濕度低（約60-75℃），拉伸強(qiáng)度小，韌性差，使用溫度范圍窄。普通玻璃含鐵量高，吸收率大，其平均透光率只有70-75%，容易破碎，不能使用過(guò)薄的平板玻璃。

美國(guó)杜邦公司的F-46薄膜，是一種集熱器蓋層材料，其太陽(yáng)透光率達(dá)90%以上，且入射角修正系數(shù)也很小，很適合房屋的采光、保溫。

結(jié)語(yǔ)

高分子材料以其低成本、易成型、種類多樣，纖維強(qiáng)度高、橡膠彈性好、塑料強(qiáng)又韌，其功能化后可用于許多拓展領(lǐng)域。高分子材料應(yīng)用在太陽(yáng)能熱水器上，能在一定程度上解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器存在的問(wèn)題，并能降低成本、提高產(chǎn)品性能。在日益強(qiáng)調(diào)節(jié)能的今天，太陽(yáng)能作為一種清潔、環(huán)保能源，受到越來(lái)越多的重視。通過(guò)在材料、工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不斷完善和發(fā)展太陽(yáng)能熱水器，必將使太陽(yáng)能熱水器走入千家萬(wàn)戶。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭廷瑋，劉鑒民. 太陽(yáng)能的利用. 北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1987；78-94