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高分子材料論文

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高分子材料論文

高分子材料論文:高分子材料課程設計論文

1課程設計題目選取

課程設計選題合理與否,是課程設計改革的重要環節,應注意課題的綜合性、實用性及層次性[2]。課程設計環節中增加高分子材料改性及工藝探索的題目,目的在于加深學生對《高分子材料成型工藝學》、《聚合物改性原理及方法》等課程知識的理解,提高其理論聯系實際和靈活運用知識的能力。選擇合適的題目是保障學生如期完成課程設計的前提。課程設計環節比畢業設計環節少了8周的時間,因此課程設計選題應“小而精”,難度應明顯低于畢業設計題目。如果選取沒有研究基礎的題目,學生前期探索實驗會花費過多時間,不利于課程設計順利進行。基于以上原因,筆者在以往畢業設計題目的基礎上進行延伸,確定了課程設計相關題目。例如往屆學生曾做過“硅橡膠阻燃材料性能研究”的畢業設計題目,對于硅橡膠混煉及硫化工藝積累了一定的經驗數據,而硅橡膠材料力學性能指標還不盡如人意,需要進一步改進配方??梢栽诖嘶A上引出兩個課程設計題目:“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”、“結構控制劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”,并由兩個學生分別完成以上題目。由于有前人的基礎,學生在實驗過程中沒有重復探索相關工藝參數,實驗直接切入主題,有利于在有限的時間內完成課程設計。此外,兩個課程設計題目雖各有側重,但主要原材料及成型工藝都相同,故兩個學生可共用一套成型設備,大大節約了設備預熱及清理時間。將學生按相近課題組成互助小組,不僅提供設備利用率,也有利于學生在遇到問題時,相互討論,相互促進[3]。

2實驗人員安排

我校高分子材料與工程專業每年招生人數為80人,現有實驗室設備條件尚不能滿足全部學生同時開展材料改性及工藝制定等實踐內容。因此,合理安排課程設計環節進行材料改性及工藝制定的學生人數,是如期完成課程設計內容的必要保障。按照人才培養方案,本專業課程設計安排在第四學年秋季學期4周進行。此時學生的專業課程學習已全部完成,學生對于自己的就業去向也有了初步規劃。可以結合學生的就業意愿安排其課程設計內容。對于工作單位已落實為材料改性或工藝制定崗位的學生,可以優先安排其在課程設計階段進入相關實訓。課程設計內容與學生就業去向密切相關,可以充分調動學生的積極性,自覺參與到課程設計的各個環節。在本次課程設計改革試點工作中,2010級的一名學生對于硅橡膠材料配方優化題目很感興趣,原因就是與其簽約的工作單位主要生產硅橡膠產品。這名學生在課程設計過程中充分發揮了自身的主觀能動性,在實驗遇到問題時沒有被動等待老師的安排,而是通過多方搜集資料以及與指導老師討論等方式積極尋求解決問題的有效途徑。學生在課程設計階段提前進入“工作狀態”,為學生更快適應企業工作節奏和工作思路奠定基礎。

3實驗進度安排及突發情況處理

課程設計時間只有4周。以往安排學生繪制模具圖,主要按照塑件圖測繪(1周)—裝配圖設計及繪制(1周)—零件圖繪制(1周)—說明書撰寫(1周)來安排進度。模具設計過程中基本不存在突發因素,設計進度容易控制。如果在課程設計中安排材料改性、工藝制定等內容,則可能由于設備故障、原料采購不及時或其他因素影響實驗進度,導致學生無法如期完成課程設計[1]。為此,課程設計指導老師需要提前做好原料及實驗設備的準備、檢查工作,并做好應急預案。在本次課程設計改革試點工作中,主要按照資料收集、初定方案、實驗驗證的思路安排進度。仍然以“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”、“結構控制劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”這兩個課程設計題目為例:第1周進行資料搜集并初定兩種硫化劑(結構控制劑)備選;第2周進行硫化劑(結構控制劑)種類篩選;第3周確定硫化劑(結構控制劑)用量;第4周整理數據并撰寫課程設計小論文。從實際試點情況看來,學生在4周內完成材料改性等課程設計題目是基本可行的,所有參與試點的學生都如期完成了課程設計預定內容并按期提交了課程設計論文。在試點工作中,也出現了一些突發情況。在實驗進行過程中,個別設備由于電壓不穩導致溫控器失靈而維修了幾天,耽誤了進度。但由于參與試點的學生們積極性及配合度較高,在第1周僅花了3天時間就提前完成了資料收集及方案的初步確定。在設備維修期間,指導教師及時調整進度,讓學生把實驗數據整理及課程論文框架構建與實驗同步進行,大大縮短了后期課程論文撰寫的時間,從而保障了課程設計如期完成。

4結語

通過課程設計階段小范圍試點發現,在4周課程設計時間內,可以安排學生進行配方設計及工藝制定的相關實訓。不僅提高了現有設備的利用率,也使學生動手能力得到多方面訓練,從而使學生所學知識更貼近企業需求。當然,為了保障學生如期完成課程設計,指導教師應在課題選取、實驗進度安排等方面多下功夫,也應針對實驗過程中可能出現的突發情況做好應急預案,不斷總結經驗,使課程設計方案盡可能完善。

作者:盛旭敏 單位:重慶理工大學材料科學與工程學院

高分子材料論文:高分子材料教學設計論文

1創新型實驗開展的必要性

相比基礎性實驗,綜合性實驗的設置和開展對學生各課程知識的掌握在廣度和深度上均提出了更高的要求,也使得學生能夠對分屬于不同課程的知識點有了更為深刻的認識,通過相互對比和驗證,有助于專業知識的掌握和理解。但鑒于實驗開展仍然遵循著學生預習、老師講授、動手操作和課后交報告的傳統模式,雖然實驗指導老師針對實驗可以設計不同的反應歷程,讓不同組別的學生獲得迥異的結果,但實驗結論的預測性很強,一些意外問題的發生也會在指導教師的預料之中,并能夠很快給出解決方案,這對于提升學生在主觀能動學習能力的效果很有限。另外,本校開展的高分子實驗在內容的編排上還存在著較為明顯的學科界限,還不能融合高分子化學、高分子物理和高分子成型加工原理等課程內容,因此很有必要開設具有創新型的研究型實驗課程。

2實驗開設時機

鑒于此類研究型實驗的開展往往需要比較集中的時間段,高分子材料教研室經過多次商討,確定本實驗的學時為90學時(30學時/周×3周),將主要的實驗內容集中安排在大四上學期的3周內完成。此時,一方面學生已經完成了所有的理論課程的學生和各類基礎實驗的訓練,為本實驗的開展提供了先決條件;其次,在此時間段有關校園招聘活動也會告一段落,可以保障學生有充足的時間和精力完成實驗;,此次實驗訓練也為下一學期的本科畢業設計(論文)的開展提供一次很好的預演,能夠有效地消除學生對畢業設計(論文)的恐慌和迷茫心理。

3實驗內容的優化設計

根據王新平等[5]的觀點,創新型實驗必須具有實驗結果的不確定性和探索性、實驗設計程序的自主性和開放性,以及實驗過程的可行性和可操縱性等基本要素。因而,這類實驗的開展必然會對實驗人員(包括指導教師和學生)、實驗設備和場地等諸多方面提出了更高的要求。根據創新型實驗內容設計的三點原則[5]和本專業教研室老師的科研情況,教研室選擇了“導電性高分子材料的制備及其應用”這一開放性較強的實驗。通過多方面的探討和論證,我們嘗試設計了一個以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應用為主線的研究型實驗,實驗內容和所需基本學時安排如下:(1)學生分組,布置實驗的側重方向(一組在聚丙烯中的應用,一組在天然橡膠中的應用),安排相關文獻的查詢和閱讀,著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性,溫習有關設備的操作和安全注意事項(30學時)。(2)根據分組,學生在老師的指導下搭建實驗平臺,進行聚苯胺的合成,分別采用化學氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經過質子酸或無機酸摻雜改性的聚苯胺,經純化干燥后備用(30學時)。(3)用高阻計測試聚苯胺的電導率,X射線衍射儀分析產物的物相結構,紅外光譜儀觀察產物的特征官能團,并在掃描電鏡下觀察產物的形貌,并比較不同組別間所得聚苯胺產物在性能和外觀上的異同(15學時)。(4)各組同學在制得合格的聚苯胺后,按照預先選定的應用方向,分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復合材料,前者在雙螺桿擠出機中完成,而后者在雙輥開煉機和平板硫化機中進行。(30學時)(5)將所得復合材料進行標準化制樣后,分別用萬能電子試驗機、擺錘式沖擊試驗機和高阻計測試復合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導率隨聚苯胺添加量的變化規律并記錄實驗結果;用掃描電鏡觀察復合材料斷面形貌,分析破壞機制,探討材料的強度和韌性變化的機理(15學時)。(6)學生整理數據,并撰寫實驗報告。報告要求參照本科畢業論文的模板和格式,須包括引言、實驗過程、結果與討論、結論和參考文獻等主要部分(30學時)。其中(1)和(6)要求學生利用課余時間分別在實驗周的前后一周內完成,不占用實驗周的學時。在整個實驗進行過程中,如因出現不可抗力或意外情況導致實驗進展不順利,可通過與實驗室管理人員協調,利用周六和周日的時間進行彌補,以保障學生有充足的實驗時間。通過這樣一個研究型實驗的設計和內容編排,不但使學生能夠將有機化學、高分子化學、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現代測試與分析技術等課程中散落的知識點進行有機串聯,還同時大大增強了學生對高分子材料從合成、表征到應用的整體認識。在實驗過程出現不可預料的事件時,合理引導學生利用理論知識去分析問題,并通過查找資料尋求解決問題的方法,有力地推動了學生在理論知識和實踐應用方面的融會貫通,極大地提升了學生的主觀能動性。

4實驗課程考核

本實驗的考核采用過程管理與結果考核并用的模式,主要分為以下三個方面:(1)學生實驗表現(40%):指導教師觀察并記錄學生在實驗中的表現,包括實驗時間的合理安排、實驗平臺的正確搭建、實驗藥品和原料的適用和管理,以及意外情況出現時的應對措施等。(2)綜合報告撰寫(40%):要求每一位學生在查閱文獻和整理資料的基礎上,獨立分析實驗數據,撰寫一份符合要求的實驗報告。(3)教師提問考核(20%):學生提交報告期間,指導教師根據報告內容進行提問,考核學生對實驗過程和報告內容的熟悉程度,同時考察學生在實驗數據分析中的邏輯性,進一步深化學生對實驗的印象,達到初步培養學生科研素質的目的。

5結語與展望

創新型實驗的設置和開展是實驗教學改革中最為重要的環節之一。雖然我校高分子材料與工程專業在此方面進行了初步嘗試,但還有大量的工作亟待深入和細化研究。如,如何協同學生人數多與實驗設備少之間的矛盾;在非工作日如何加強學生在實驗室的安全管理工作;如何通過學生的反饋來改善和優化實驗內容,進而提高實驗教學的質量;如有可能的話,應在現有工作的基礎上,設計更多具有前瞻性、創新型且兼具可行性的創新型實驗,以達到滿足學生自主選題的需要等。這些問題對實驗室管理人員和指導教師提出了更高的要求,需要在后續的工作中進一步加以完善和提高。

作者:楊繼年丁國新陶玉侖王周鋒高俊珊王艷麗王媛媛滕艷華張宏艷王靜單位:安徽理工大學材料科學與工程學院

高分子材料論文:高分子材料成型加工研究論文

一、高分子材料成型加工技術發展概況

近50年來,高分子合成工業取得了很大的進展。例如,造粒用擠出機的結構有了很大的改進,產量有了極大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒,產量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續混煉機+單螺桿擠出機造粒,產量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒,產量可以達到40-45t/h,今后的發展方向是產量可高達60t/h。在l950年,全世界塑料的年產量為200萬t。20世紀90年代。塑料產量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產量將達3億t,此外。合成工業的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結構,加速采用大規模進行低成本的生產。隨著汽車工業的發展,節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適及安全等要求對汽車越來越重要.汽車規模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關材料工業的發展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關鍵。

據悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業發達的國家,模具產業超過50%的產品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標是高生產率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質方向發展;成型加工方面,從大規模向較短研發周期的多品種轉變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發展。

二、現今高分子材料成型加工技術的創新研究

(一)聚合物動態反應加工技術及設備

聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外的Berstart公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機,可以解決其它擠出機(包括雙螺桿和四螺桿擠出機)作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段,但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備,我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。關鍵技術也是反應擠出技術及設備。

目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品,都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題.另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都不同,該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程,達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點,解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題,同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、性高等優點,這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術使我國聚合物反應加工技術直接切人世界技術前沿,并在該領域處于技術經驗豐富地位。

(二)以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術

1.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。此技術克服傳統方式的中間環節多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復雜等問題,將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體,結合動態連續反應成型技術,研究酯交換連續化生產技術,研制開發精密光盤注射成型裝備,達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。

2.聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計(粒子設計),在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下,利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散,實現連續化制備聚合物/無機物復合材料。

3.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進程,實現混煉過程中橡膠相動態全硫化.解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備,提高我國TPV技術水平。

三、高分子材料成型加工技術的發展趨勢

近年來,各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了部級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃(攻關)等項目同時,非常注重科技成果轉化與產業化,完成產業化工程配套項目20多項,創辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司,使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列,近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家.產生了良好的經濟效益和社會效益。例如PE電磁動態發泡片材生產線2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬美元,每條生產線一年可為制品廠節約21萬k的電費。塑料電磁動態注塑機已開發完善5個規格系列,投入批量生產并推向市場;塑料電磁動態混煉擠出機的中試及產業化工作已完成,目前開發完善的4個規格正在生產試用。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術與資本結合,引入新的管理、市場等機制,爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。我國已加入WTO,各個行業都將面臨嚴峻挑戰。

綜上所述,我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技技術與裝備的道路,打破國外的技術封鎖,實現由跟蹤向跨越的轉變;把握技術前沿,培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合,加快成果轉化為生產力的進程,加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。

[摘要]高分子材料成型加工技術在工業上取得的飛速發展,介紹高分子材料成型加工技術的發展情況,探討其創新研究,并詳細闡述高分子材料成型加工技術的發展趨勢。

[關鍵詞]高分子材料成型加工技術

高分子材料論文:高分子材料抗靜電研究論文

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質,其主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射,三者中以表面傳導為主要途徑。因為表面電導率一般大于體積電導率,所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此,通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚??轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑,添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法,而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

(一)添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中,目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

(二)與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子(或聚合物)是由許多小的重復出現的結構單元組成,當在材料兩端加上一定的電壓,材料中就有電流通過,即具有導體的性質,凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同,它屬于分子導電物質。根本上講,此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料,但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩定性差,無法直接單獨應用,一般作導電填料與其它高分子基體進行共混,制成抗靜電復合型材料,這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性,效果更好更持久。

(三)添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結構的有機物質,其結構通式為RYx,其中R為親油基團,x為親水基團,Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當的平衡與高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的親油基團,羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團,此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類:陽離子型抗靜電劑;陰離子型抗靜電劑;非離子型抗靜電劑;兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內加型,高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種:(1)抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性,吸收空氣中的水分子,形成“海一島”型水性的導電膜。(2)離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度,從而增加導電性。(3)介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系數。概括起來一是降低制品的表面電阻,增加導電性和加快靜電電荷的漏泄;二是減少摩擦電荷的產生。

2.長期性抗靜電劑。長期性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物,它們與基體樹脂有較好的相容性,因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下,經較低的剪切力拉伸作用后,在基體高分子表面呈微細的筋狀,即層狀分散結構,而中心部分呈球狀分布,這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻,并且具有長期性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種,以非離子表面活性劑為主,目前常用的品種有,大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸鈉)、DPE(烷基二苯醚磺酸鉀);上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑SN(十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽),另外該廠生產的抗靜電劑PM(硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物)、抗靜電劑P(磷酸酯與乙醇胺的縮合物);北京化工研究院開發的ASA一10(三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物)、ASA一150(陽離子與非離子表面活性劑復合物),近年來又開發出ASH系列、ASP系列和AB系列產品,其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑;ASB系列產品則為有機硼表面活性劑(主要是硼酸雙多元醇脂與環氧乙烷加成物的脂肪酸酯)與其他非離子表面活性劑復合而成;ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成,杭州化工研究所開發的HZ一1(羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工業研究所開發的IC一消靜電劑(咪唑一氯化鈣絡合物);上海合成洗滌劑三廠開發生產的SH系列塑料抗靜電劑,已經形成系列產品,在使用效果和性能上處于國內經驗豐富地位,部分品種可以替代進口,如SH一102(季銨鹽型兩性表面活性劑)、SH一103、104、105等(均為季銨鹽型陽離子表面活性劑),SH抗靜電劑屬于結構較新的帶多羥基陽離子表面活性劑;濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。(聚氧乙烯烷基胺復合物)等;

河南大學開發的KF系列等,如KF一100(非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑)、KF-101(醚結構、多羥基陽離子長期型抗靜電劑),另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等;抗靜電劑TM系列產品也是目前國內常用的,主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發展來看,高分子型的長期抗靜電劑是最為看好的產品,尤其是在精密的電子電氣領域,目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量長期型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結語

我國合成材料抗靜電劑行業發展前景較好,針對目前國內研究、生產、應用與需求現狀,對我國合成材料抗靜電劑工業發展提出以下建議。

(一)加大新品種開發力度

近年來國外開發的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑;用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯;用于磁帶工業的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,總之國內科研院所應根據我國合成材料制品要求,開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種,并不斷強化應用技術研究,以滿足國內需求。

(二)加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產

今后要加快多種結構抗靜電劑及其他塑料助劑的復配,向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料,如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內開發方興未艾,國內要加快抗靜電母粒的開發與研究,促進我國抗靜電劑工業發展。

[論文關鍵詞]高分子材料抗靜電研究

[論文摘要]目前,靜電在生物工程中有著重要的應用。介紹高分子抗靜電的方法,闡明高分子材料抗靜電技術在我國的發展和策略。

高分子材料論文:高分子材料管理論文

1999年3月29日的美國《時代》周刊評出了20名在20世紀里具影響力的科學家和思想家,其中一名化學家就是貝克蘭(L.Baekeland),顯然這是因為在20世紀的化學領域里,對人類影響較大的莫過于出現了塑料及其他合成高分子材料,而貝克蘭又是有史以來及時位用簡單分子合成塑料的人。這一成功標志著人類使用的材料,從此開始由單一的天然產物,進入到廣泛使用合成高分子材料的新時代。

一、從天然樹脂到合成樹脂

一些樹木的分泌物常會形成樹脂,不過琥珀卻是樹脂的化石,蟲膠雖然也被看成樹脂,但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆,最初只用作木材的防腐劑,但隨著電機的發明又成為最早使用的絕緣漆。然而進入20世紀后,天然產物已無法滿足電氣化的需要,促使人們不得不尋找新的廉價代用品。

早在1872年德國化學家拜耳(A.Bayer)首先發現苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時能迅速結成紅褐色硬塊或粘稠物,但因它們無法用經典方法純化而停止實驗。20世紀以后,苯酚已經能從煤焦油中大量獲得,甲醛也作為防腐劑大量生產,因此二者的反應產物更加引人關注,希望開發出有用的產品,盡管先后有許多人為之花費了巨大勞動,但都沒有達到預期結果。1904年,貝克蘭和他的助手也開展這項研究,最初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆,經過三年的艱苦努力,終于在1907年的夏天,不僅制出了絕緣漆,而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人們熟知的“電木”、“膠木”或酚醛樹脂。

Bakelite一經問世,很快廠商發現,它不但可以制造多種電絕緣品,而且還能制日用品,愛迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在廣告中宣稱:已經用Bakelite制出上千種產品,于是一時間把貝克蘭的發明譽為20世紀的“煉金術”。

以煤焦油為原粒的酚醛樹脂,在1940年以前一直居各種合成樹脂產量之首,每年達20多萬噸,但此后隨著石油化工的發展,聚合型的合成樹脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產量也不斷擴大,隨著眾多年產這類產品10萬噸以上大型廠的建立,它們已成當今產量最多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑,通過各種成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品種有幾十種,世界年產量在1.2億噸左右,我國也在500萬噸以上,它們已經成為生產、生活及國防建設的基礎材料。

二、從天然纖維到合成纖維

人類使用棉、毛、絲、麻等天然纖維的歷史已經有幾千年,但由于全球人口的不斷增加和對紡織品質量的更高要求,從19世紀起,人們就為尋求新的紡織品原料而努力。

1846年制成硝化纖維;1857年制成銅氨纖維;1865年制成醋酸纖維;1891年制成粘膠纖維。由于粘膠纖維的原料是來源豐富的木材漿粕、棉短絨及棉紗下腳料等,再加上制成的纖維性能好,以至它的產量到20世紀50年代已經超過羊毛。

盡管上述幾種稱為“纖維素纖維”或“人造纖維”的出現是繼紡織機械發明之后的又一次紡織革命,但它仍意味著人只是用化學方法,對天然植物纖維的再加工,而通過化學方法,制取全合成的、性能更為優異的紡織纖維階段,才迎來了第三次紡織革命。

1928年32歲的美國化學家卡羅塞斯(W.H.Carothers)博士從大學崗位上應聘到杜邦公司,負責對不久前才興起的高分子化學的基礎研究,他們研究了多種脂肪族二元酸與二醇或二元胺的縮合反應,由于保障了反應物料的嚴格配比,從而獲得分子量很高的縮聚物,但大多數產物的熔點偏低、不耐水,雖然有的可以抽絲,但不適于用做紡織纖維。反復不斷地失敗使卡羅塞斯在精神上受到很大打擊,以至身上經常攜帶著一小瓶準備自殺的氰化鉀。一直到工作6年后的1934年,終于在合成的數百種產品中,找到有希望成為優良紡織纖維的聚酰胺-66,尼龍(Nylon)是它在投產時公司使用的商品名。

杜邦公司為了使它工業化,動員了230多名各方面專家,花費2200萬美元,到1939年始正式投產。這一成功不僅是合成纖維的及時次重大突破,也是高分子科學的重要進展。

尼龍投產后,杜邦公司馬上宣布他們生產了比蜘蛛絲還細,比鋼還結實的全新有機纖維。盡管當時第二次世界大戰已經開始,仍然引起各方面關注。用它織成的女絲襪,銷售及時天就賣出400萬雙,報紙上還報道了當時許多銷售店曾引起“尼龍騷動”的場面,可惜的是卡羅塞斯本人卻沒有看到這種情況。41歲的他,雖然知道尼龍的研究已經取得突破性進展,但卻總感到心力交瘁地被失敗所纏繞,終于在1937年服毒自殺,留下深深的遺憾。

1938年德國研制出聚酰胺-6,即聚己內酰胺;1941年英國制出了聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維,商品名Dacron、“的確涼”、或滌綸;1939年德國人又研制出聚丙烯腈纖維,但到1949年才在美國投產,商品名Orlon,我國稱腈綸,此又出現多種新型合成纖維,滿足了多種需要,但從應用范圍和技術成熟等方面看,仍以上述幾種為主,其產量約占總量的90%。

三、從天然橡膠到合成橡膠

自然界中雖然含有橡膠的植物很多,但能大量采膠的主要是生長在熱帶雨區的巴西橡膠樹。從樹中流出的膠乳,經過凝膠等工藝制成的生橡膠,最初只用于制造一些防水織物、手套、水壺等,但它受溫度的影響很大,熱時變粘,冷時變硬、變脆,因而用途很少。

1839年美國一家小型橡膠廠的廠主古德易(Goodyear)經過反復摸索,發現生橡膠與硫黃混合加熱后能成為一種彈性好、不發粘的彈性體,這一發現推進了橡膠工業迅速發展。在這之前,橡膠的年產量只有388噸,但到1937年已增加到100萬噸,即100年間增加了2000倍,這在天然物質利用史上是十分罕見的,尤其是1920年以后,由于汽車工業興起,進一步擴大需求,以致世界各國開始把天然橡膠作為軍用戰略物資加以控制,這就迫使美、德等汽車大國,但卻是天然橡膠的窮國開展合成橡膠的研究,這種研究是以制造與天然橡膠相同物質為目的開始的,因為人們已知它是由多個異戊二烯分子通過順式加成形成的聚合體。

1914年爆發及時次世界大戰,德國由于受到海上封鎖,開展了強制性的合成橡膠研制和生產,終于實現了以電石為原料合成甲基橡膠的工作,到終戰的1918年,共生產出2350噸。

戰后,由于暫時性天然橡膠過剩,使合成橡膠的生產也告中止,但其研究工作仍在進行。先后研制成聚硫橡膠(1931年投產)、氯丁橡膠(1932年)、丁苯橡膠(1934年)、丁腈橡膠(1937年)等。

第二次世界大戰期間,尤其是日本偷襲珍珠港、占領東南亞后,美國開始擴大合成橡膠生產,并納入國防計劃,1942年產量達84.5萬噸,其中丁苯橡膠為70.5萬噸。1950年以后,由于出現了齊格勒納塔催化劑,在這種催化劑的作用下,生產出三種新型的定向聚合橡膠,其中的順丁橡膠,由于它的優異性能,到20世紀80年代產量已上升到僅次于丁苯橡膠的第二位。此后又有熱塑性橡膠、粉末橡膠和液體橡膠等問世,進一步滿足了尖端科技發展的需要。

回顧過去,展望未來,在新世紀里新技術將更加迅猛發展,與此同時,作為技術革命物質基礎的,以合成高分子為代表的新材料的研制和開發,也將越來越起著重要作用。

高分子材料論文:化學高分子材料管理論文

1999年3月29日的美國《時代》周刊評出了20名在20世紀里具影響力的科學家和思想家,其中一名化學家就是貝克蘭(L.Baekeland),顯然這是因為在20世紀的化學領域里,對人類影響較大的莫過于出現了塑料及其他合成高分子材料,而貝克蘭又是有史以來及時位用簡單分子合成塑料的人。這一成功標志著人類使用的材料,從此開始由單一的天然產物,進入到廣泛使用合成高分子材料的新時代。

一、從天然樹脂到合成樹脂

一些樹木的分泌物常會形成樹脂,不過琥珀卻是樹脂的化石,蟲膠雖然也被看成樹脂,但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆,最初只用作木材的防腐劑,但隨著電機的發明又成為最早使用的絕緣漆。然而進入20世紀后,天然產物已無法滿足電氣化的需要,促使人們不得不尋找新的廉價代用品。

早在1872年德國化學家拜耳(A.Bayer)首先發現苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時能迅速結成紅褐色硬塊或粘稠物,但因它們無法用經典方法純化而停止實驗。20世紀以后,苯酚已經能從煤焦油中大量獲得,甲醛也作為防腐劑大量生產,因此二者的反應產物更加引人關注,希望開發出有用的產品,盡管先后有許多人為之花費了巨大勞動,但都沒有達到預期結果。1904年,貝克蘭和他的助手也開展這項研究,最初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆,經過三年的艱苦努力,終于在1907年的夏天,不僅制出了絕緣漆,而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人們熟知的“電木”、“膠木”或酚醛樹脂。

Bakelite一經問世,很快廠商發現,它不但可以制造多種電絕緣品,而且還能制日用品,愛迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在廣告中宣稱:已經用Bakelite制出上千種產品,于是一時間把貝克蘭的發明譽為20世紀的“煉金術”。

以煤焦油為原粒的酚醛樹脂,在1940年以前一直居各種合成樹脂產量之首,每年達20多萬噸,但此后隨著石油化工的發展,聚合型的合成樹脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產量也不斷擴大,隨著眾多年產這類產品10萬噸以上大型廠的建立,它們已成當今產量最多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑,通過各種成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品種有幾十種,世界年產量在1.2億噸左右,我國也在500萬噸以上,它們已經成為生產、生活及國防建設的基礎材料。

二、從天然纖維到合成纖維

人類使用棉、毛、絲、麻等天然纖維的歷史已經有幾千年,但由于全球人口的不斷增加和對紡織品質量的更高要求,從19世紀起,人們就為尋求新的紡織品原料而努力。

1846年制成硝化纖維;1857年制成銅氨纖維;1865年制成醋酸纖維;1891年制成粘膠纖維。由于粘膠纖維的原料是來源豐富的木材漿粕、棉短絨及棉紗下腳料等,再加上制成的纖維性能好,以至它的產量到20世紀50年代已經超過羊毛。

盡管上述幾種稱為“纖維素纖維”或“人造纖維”的出現是繼紡織機械發明之后的又一次紡織革命,但它仍意味著人只是用化學方法,對天然植物纖維的再加工,而通過化學方法,制取全合成的、性能更為優異的紡織纖維階段,才迎來了第三次紡織革命。

1928年32歲的美國化學家卡羅塞斯(W.H.Carothers)博士從大學崗位上應聘到杜邦公司,負責對不久前才興起的高分子化學的基礎研究,他們研究了多種脂肪族二元酸與二醇或二元胺的縮合反應,由于保障了反應物料的嚴格配比,從而獲得分子量很高的縮聚物,但大多數產物的熔點偏低、不耐水,雖然有的可以抽絲,但不適于用做紡織纖維。反復不斷地失敗使卡羅塞斯在精神上受到很大打擊,以至身上經常攜帶著一小瓶準備自殺的氰化鉀。一直到工作6年后的1934年,終于在合成的數百種產品中,找到有希望成為優良紡織纖維的聚酰胺-66,尼龍(Nylon)是它在投產時公司使用的商品名。

杜邦公司為了使它工業化,動員了230多名各方面專家,花費2200萬美元,到1939年始正式投產。這一成功不僅是合成纖維的及時次重大突破,也是高分子科學的重要進展。

尼龍投產后,杜邦公司馬上宣布他們生產了比蜘蛛絲還細,比鋼還結實的全新有機纖維。盡管當時第二次世界大戰已經開始,仍然引起各方面關注。用它織成的女絲襪,銷售及時天就賣出400萬雙,報紙上還報道了當時許多銷售店曾引起“尼龍騷動”的場面,可惜的是卡羅塞斯本人卻沒有看到這種情況。41歲的他,雖然知道尼龍的研究已經取得突破性進展,但卻總感到心力交瘁地被失敗所纏繞,終于在1937年服毒自殺,留下深深的遺憾。

1938年德國研制出聚酰胺-6,即聚己內酰胺;1941年英國制出了聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維,商品名Dacron、“的確涼”、或滌綸;1939年德國人又研制出聚丙烯腈纖維,但到1949年才在美國投產,商品名Orlon,我國稱腈綸,此又出現多種新型合成纖維,滿足了多種需要,但從應用范圍和技術成熟等方面看,仍以上述幾種為主,其產量約占總量的90%。

三、從天然橡膠到合成橡膠

自然界中雖然含有橡膠的植物很多,但能大量采膠的主要是生長在熱帶雨區的巴西橡膠樹。從樹中流出的膠乳,經過凝膠等工藝制成的生橡膠,最初只用于制造一些防水織物、手套、水壺等,但它受溫度的影響很大,熱時變粘,冷時變硬、變脆,因而用途很少。

1839年美國一家小型橡膠廠的廠主古德易(Goodyear)經過反復摸索,發現生橡膠與硫黃混合加熱后能成為一種彈性好、不發粘的彈性體,這一發現推進了橡膠工業迅速發展。在這之前,橡膠的年產量只有388噸,但到1937年已增加到100萬噸,即100年間增加了2000倍,這在天然物質利用史上是十分罕見的,尤其是1920年以后,由于汽車工業興起,進一步擴大需求,以致世界各國開始把天然橡膠作為軍用戰略物資加以控制,這就迫使美、德等汽車大國,但卻是天然橡膠的窮國開展合成橡膠的研究,這種研究是以制造與天然橡膠相同物質為目的開始的,因為人們已知它是由多個異戊二烯分子通過順式加成形成的聚合體。

1914年爆發及時次世界大戰,德國由于受到海上封鎖,開展了強制性的合成橡膠研制和生產,終于實現了以電石為原料合成甲基橡膠的工作,到終戰的1918年,共生產出2350噸。

戰后,由于暫時性天然橡膠過剩,使合成橡膠的生產也告中止,但其研究工作仍在進行。先后研制成聚硫橡膠(1931年投產)、氯丁橡膠(1932年)、丁苯橡膠(1934年)、丁腈橡膠(1937年)等。

第二次世界大戰期間,尤其是日本偷襲珍珠港、占領東南亞后,美國開始擴大合成橡膠生產,并納入國防計劃,1942年產量達84.5萬噸,其中丁苯橡膠為70.5萬噸。1950年以后,由于出現了齊格勒納塔催化劑,在這種催化劑的作用下,生產出三種新型的定向聚合橡膠,其中的順丁橡膠,由于它的優異性能,到20世紀80年代產量已上升到僅次于丁苯橡膠的第二位。此后又有熱塑性橡膠、粉末橡膠和液體橡膠等問世,進一步滿足了尖端科技發展的需要。

回顧過去,展望未來,在新世紀里新技術將更加迅猛發展,與此同時,作為技術革命物質基礎的,以合成高分子為代表的新材料的研制和開發,也將越來越起著重要作用。

高分子材料論文:高分子材料與工程專業實習初探

1高分子材料與工程專業認識實習的探索與效果

1.1建立穩定的校外實習基地確保認識實習教學順利進行

作為材料科學與工程一級學科下的二級學科專業,高分子材料與工程專業學生應該具備金屬材料、無機非金屬材料及有機高分子材料等三大材料的有關基礎知識。按照本科生的培養計劃,并結合本專業特色來選擇適合的實習單位,建立穩定的校外實習基地是認識實習取得成功的關鍵之一[4]。因此,我們選擇校外認識實習基地的依據是以高分子材料生產企業為主,金屬材料及無機非金屬材料企業為輔。高分子材料領域包括各種。塑料管材、薄膜、編織袋及橡膠制品,無機非金屬材料應包括水泥和玻璃生產企業,金屬材料有鋁異型材及銅鋁線材的成型加工企業??紤]到認識實習經費少,認識實習的時間短等因素,在滿足實綱要求的前提下,我們選擇了距離南寧市區一小時車程以內的企業作為實習基地,詳見表1。

1.2通過校企合作培養可持續發展的實習教師梯隊

我校高分子材料與工程專業的認識實習采用以班為單位集體參觀的方式進行,每班人數約40人。由于生產車間噪音大,車間內人行通道狹小,參觀隊伍拉得很長,教師的降解很難顧及全體學生,導致實習效果很差。為了達到理想的實習效果,我們采取了集中動員和總結與分組分批參觀相結合的方式進行實習。車間參觀以小組為單位(每小組學生數10人以下),采取多位教師分別帶隊或少量教師多批次帶隊參觀的方式進行,保障小組內的同學能夠在現場的環境中聽清講解,并能進行有效的交流和溝通,從而達到理想的實習效果。本課題組充分利用廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目經費的資助,分批安排年輕教師參與實習指導,在老教師及企業工程技術人員的傳幫帶作用下,培養了年輕教師的工程實踐能力。同時,根據專業實際需要,我們有針對性地聘請企業的工程技術人員對師生進行專題講座、參與制定實習計劃及現場實習指導等。我們還以科研課題組的模式,通過校企科研項目聯合申報、協作攻關、科技成果轉化等活動,既實現了校企合作共贏又培養了年輕教師。經過幾年校企合作的努力,我們已經建成一支專業素質高,業務能力強,實踐經驗豐富,由學校教師和企業工程技術人員組成的高分子材料與工程專業認識實習指導隊伍。

1.3加強實習過程管理保障認識實習任務順利完成

做好實習前準備是完成實習任務的前提。實習前準備包括擬參觀企業的知識準備及實習動員活動。為了達到理想的實習效果,在實習前,學生不僅需完成《材料科學基礎》課程中相關材料類型的學習,還要初步了解擬參觀企業的產品品種、生產工藝及技術裝備、企業經營狀況等信息,為現場參觀做準備。實習動員是完成實習任務的先決條件。實習內容的落實,學生的認識實習積極性主動性的充分調動,都要靠有效的宣傳發動。通過實習動員會,使學生明確實習目的、任務和要求,熟悉實習安排、組織紀律以及考核辦法。安全教育是貫穿于整個實習過程的一個十分重要的教育內容。對于認識實習活動,我們按二級安全教育來開展。首先是由學校指導教師組織的校內實習前安全教育,強調著裝穿戴、防火防盜及交通安全等一般性安全要求,讓學生簽署安全保障書,使學生樹立安全意識。第二級安全教育由企業進行,根據各個企業特點開展安全教育,學生簽署安全保障書后方能進行參觀實習。強化實習過程管理,保障認識實習任務圓滿完成。在實習指導教師數量有限的條件下,我們充分發揮班干部的管理作用,以宿舍為單元,每個宿舍的舍長負責向班長報告出勤情況,班長匯總給實習指導教師。要求實習生嚴格遵守工廠的規章制度,未經指導教師和企業相關人員的許可,不能操作車間內的任何設備;要求學生每天按時作息,每天完成一篇日志。建立獎罰制度,把實習表現與評優掛鉤,保障認識實習期間安全,順利完成實習任務。

1.4加大綜合考核力度,幫助學生樹立對認識實習的正確認識

認識實習考核不僅是保障實習效果的必要手段,還可以督促學生在實習過程中深入鉆研[5]。參觀結束并不意味著實習的結束,我們的專業認識實習要求學生對每一次的實習有詳細的現場實習日記,并針對每個單位有實習報告。報告中考察的內容不僅僅是企業的基本概括,更主要的是考核實習過程中,現場技術人員講解的生產原理、工藝流程、主要控制參數等內容。另外要求學生在實習報告中針對自己的專業方向,結合實習的內容,闡述個人的理解和體會,以啟發學生思考問題,拓展思路。為了激勵學生認識實習過程中的主動性積極性,對于實習過程中提出問題,并與現場指導人員有互動與交流的同學給予更高的成績。因而通過綜合考核學生實習現場的表現和記錄情況及報告,樹立學生對實習的正確態度,來督促學生對教學內容掌握,以期達到良好的實習目的。建立了規范的成績考核機制,針對每一家實習企業,指導教師都在實習前提出與企業相關的問題,使學生帶著問題參觀并與實習指導教師進行面對面交流,綜合師生交流互動情況、提交的實習報告及實習期間的紀律表現對學生的實習成績進行綜合評定。

2認識實習存在的問題與對策

2.1認識實習存在的問題

廣西師范學院是傳統的師范院校,沒有舉辦工科專業的基礎和經驗。在創辦高分子材料與工程專業之初,遇到缺乏實習基地與專業教師、實驗設備簡陋、管理落后及經費緊張等困難。經過學校及全體專業教師的努力,專業辦學條件有了很大的改善,本專業各年級的認識實習都能順利完成。然而,目前認識實習同生產實習、畢業實習等其他實踐性教學環節一樣,面臨許多困難和問題,主要表現在以下幾個方面[6]。(1)企業參與的積極性不高,難于保障實習質量。雖然本專業教師與塑料、橡膠等生產企業的聯系較為密切,但由于專業的限制,我們與無機材料及金屬材料企業之間缺少的聯系,使得這些企業參與實習教學的積極性不高,難于保障實習質量。同時,由于市場競爭激烈,企業對于其技術的保密制度越來越嚴密,導致企業不愿意接待高等院校學生實習,要開辟新的實習基地則更加困難。(2)實習經費緊張。學校撥給學生的實習經費較少,很難滿足不斷增長的實習交通費和繳給企業的實習費等項支出,因此,實習時間和實習質量難以保障。(3)認識實習方面的教學研究少,改革成果更少。近年來,我們利用廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目經費的資助,開展了與本專業相關的一些教研教改課題的研究,但有關認識實習方面的教學研究項目少,所取得的教學研究和改革成果更少。

2.2認識實習的改革措施

針對認識實習存在的困難和問題,我們必須充分提高對認識實習的認識,尋找解決問題的途徑。認識實習的改革措施有以下幾方面。(1)產學研合作共建校外實習基地。充分利用高校專業教師的學術優勢,加強校企合作,創立高校與企業聯合培養人才、產學研結合、實現互利雙贏的長效機制,建立穩定的校外實習基地,保障實踐教學質量。例如,莫羨忠老師主持完成的專利技術《阻燃香蕉纖維環氧樹脂復合材料的制備方法》實現了向廣西佳利工貿有限公司的轉讓,深化了校企雙方的產學研結合,不斷加強校企互利雙贏的關系。目前,廣西佳利工貿有限公司已經成為我校高分子材料與工程專業穩定的認識實習和生產實習基地。(2)加強校內實習基地建設和管理。我校高分子材料與工程實驗中心已裝備有雙螺桿擠出機、注塑機、平板硫化機等材料成型加工的大型設備,它們與工廠生產實際所需的設備相同,在完善成型模具等少量輔助設備后,建成了可以承擔塑料、橡膠等高分子材料成型加工方面的認識實習任務的校內認識實習基地,對校外實習進行了補充。通過強化校內實習基地的管理,充分調動專業教師和實驗室管理人員的積極性,讓學生有足夠的動手操作的機會,提高了學生的工程實踐能力。(3)加強年輕教師工程實踐能力的培養。青年教師大都是從校門到校門的雙門型教師,他們的基礎理論扎實,但缺少工程訓練,缺乏現代工程意識和實踐經驗。為了使青年教師盡快適應認識實習指導工作的需要,我們通過老教師的傳幫帶、校企協作攻關與科技成果轉化等活動,培養和提高教師的工程素質和工程實踐能力,為提高認識實習的質量和效果,打下必要的基礎。(4)開展認識實習的教學研究。鼓勵教師申報各級教研教改項目,探討在市場經濟形勢下認識實習的特點和規律,創新認識實習的模式,建立科學可行的實習考核機制,為今后的認識學習打下良好的理論基礎。

3結語

經過幾年的努力,我們在高分子材料與工程專業認識實習的探索和實踐中,初步建設了涵蓋金屬材料、無機非金屬材料及有機高分子材料等領域的穩定的認識實習基地,建成一支由學校專業教師和企業工程技術人員組成的實習指導隊伍,強化了實習過程管理及成績考核,取得了初步成效。對拓寬學生的專業知識和視野,培養學生的工程意識和市場經濟觀念具有一定的借鑒作用。

作者:莫羨忠 韋平 于淑娟 劉鈺馨 朱永飛 梁春群 楊芳 單位:廣西師范學院 南寧學院

高分子材料論文:環境保護中高分子材料分析

1高分子在環保中的應用

目前,高分子材料的應用范圍很廣,像水處理,廢氣處理,噪聲處理中都能用到。(1)水處理及污泥處理中的絮凝劑目前,在處理污水以及污泥脫水中,國內外的慣例是使用絮凝劑有無機鹽類、無機高分子及有機合成高分子絮凝劑。使用者普遍看中的是無機絮凝劑價格便宜的優點,但是使用過程中鐵鹽出水帶色,會對設備造成腐蝕。而有機絮凝劑性能穩定,運用在架橋上時吸附能力強,而且其官能團多,絮凝效果好,使用范圍廣。投藥量相對于無機混凝劑的投藥量少,約為1/10。(2)離子交換樹酯所謂離子交換樹酯,其物理特性為不溶于水,具有多孔性的固體物質。它能從溶液中吸取特定的陽離子和陰離子,同時釋放出相同電荷符號的離子做等量交換,融入溶液本身。合成高分子的離子交換樹酯在水的處理中主要用于水的軟化,在處理工業廢水時,主要是去除和回收廢水中的重金屬離子。當然離子交換劑中的天然沸石、人造沸石、硫化煤這三種在高分子材料產量的上升,廢棄物也隨著增加,其環境污染也日益成為一個很大的社會性問題。

2高分子材料使用后廢棄物產生的污染

由于目前科技水平的不斷增長,無論是傳統產業還是新興產業對高分子材料的需求都在持續增長。據統計,2000年世界高分子材料達16.3億噸。在改革開放的短短幾十年時間里我國使用塑料的速度正在不斷增長,而且目前增長速度已經躍居世界及時。高分子材料在使用過程中會產生廢棄物污染,廢棄物對土壤、海洋、湖泊河流及田野都會造成污染。固體廢棄物塑料不容易腐爛,漂浮在水面影響水質也影響美觀;若是掩埋進土壤,則會影響土質,對農業生產造成影響;若過多置于海洋、湖泊,則會危及海洋生物的生命,食物鏈也會有缺失;城市過度焚燒,影響大氣質量。高分子廢棄物主要是由包裝材料、塑料膜、管材、建筑材料等產生的廢棄物。其中包裝材料在塑料應用中占據很大比例。諸如發泡塑料餐具、一次性塑料袋等包裝塑料在塑料應用中占據很大比例,由此帶來的環境污染也非常巨大。聚苯乙烯和聚乙烯是生產發泡塑料餐具和塑料袋的原材料,但是,聚苯乙烯和聚乙烯結構穩定,很難降解,而且容易漂浮,極易對環境造成污染,俗稱“白色污染”。其次是塑料膜和塑料管材。在塑料地膜剛剛研發時期,由于其能達到增產增收的效果,被譽為是一場“白色革命”。但十幾年的時間,地膜使用率大大運用于農業生產中,無疑成為“白色污染”的元兇。

3廢棄高分子材料的治理

首先,應減少高分子材料的廢物使用量。廢物使用量給環境治理造成了巨大壓力,所以應限制一次性材料的使用量,在火車上要禁止使用一次性泡發塑料餐具。由于我國處于發展中國家,人民素質亟待提高,所以要對其進行教育引導,自覺的減少一次性泡發餐具、塑料袋的使用量。也可以運用一些經濟手段,例如目前采取的超市收取塑料袋價錢的做法,亦可用環保型材料諸如植物纖維、淀粉或者可自動降解塑料等材料代替原有材料。其次,廢氣高分子材料應回收利用,循環使用。這種方法可以節省能源,又達到了環境保護的目的,應借鑒西方發達國家的先進經驗,成立專門的固體廢物處理協會,專管收集和回收包裝材料。或者對可回收的廢物政府給予補貼的政策,可以激發企業經營者的信心。例如上海在治理“白色污染”時就取得了很大成效。政務對一次性塑料飯盒給予3分錢回收處置費,用于補貼費用,因此當時回收的飯盒數量也達2億只。,對于廢物不能回收利用的,可以采取填埋和焚燒的方法。填埋處理費用低,操作簡單,但是缺點也顯而易見。主要是廢物占用土地,產生的液體會污染水源等。

作者:劉姣姣 單位:遼陽職業技術學院

高分子材料論文:高分子材料儀器分析教學法探索

一、教學方法

(一)注重基本概念和基本原理,開展共性和個性相結合的分類教學

本課程的教學內容涉及高分子材料研究中典型的7大類15種儀器分析方法,每種方法都有其原理、儀器組成、制樣要求和應用實例,課程內容非常豐富。如果授課時面面俱到,學生一定會疲于記憶,淹沒在大量的知識碎片中。而且,隨著新材料和新表征方法的不斷涌現,學生需要了解的知識會逐年增多。這就要求課程教學必須抓住重點,主次分明。作為本科生教學,本課程的重點應放在基本概念、基本原理的講授上。我們將種類繁多的分析方法歸結為7大類,即色譜法、質譜法、光譜法、波譜法、熱分析法、顯微鏡和X射線衍射,并分類進行介紹。教學中首先著重介紹每一類方法共性的基本概念和原理,其次在共性基礎上,介紹各種方法的個性和方法之間的差異,從而突出重點,理清脈絡。例如講授色譜法時,我們首先強調色譜最基本的分離功能原理,即依據不同組分在固定相和流動相中的分配系數不同導致保留時間不同的原理而實現分離,并介紹最基本的氣相色譜法。在此基礎上,我們再講解,由于高分子材料不能氣化,因此在氣相色譜儀前加裝裂解器,將大分子鏈在高溫下斷裂為可氣化的小分子碎片并進行分離分析,即為裂解氣相色譜;將高分子材料作為固定相,通過研究不同溫度下特定小分子在其中的保留時間變化來研究高分子材料的狀態變化,即為反相氣相色譜;如果不依賴相互作用,而僅是以分子線團尺寸為分離依據,即為凝膠滲透色譜。按照這樣的教學思路,學生在掌握了氣相色譜之后,只需了解其他各種色譜方法與氣相色譜的不同之處,以及由此引申出來的在樣品制備、數據分析和應用等方面的獨特之處即可,而無須記憶大量的知識。這樣的方法有利于學生了解同類的不同分析方法之間的相互關系,形成歸納—推理的學習模式,從而可以舉一反三。

(二)采用啟發和推理式教學

為了讓學生能夠學活學透,在介紹每一種儀器分析方法時,我們都通過三個問題串起全部內容,即why(儀器為什么能工作,即儀器工作原理)、how(儀器怎么工作,即儀器組成及各部分結構和制樣要求)和what(儀器能干什么,即可能的應用)。教師在課堂上把分析方法的原理講深講透,之后從原理出發通過一個個問題引導學生層層遞進,推理出儀器組成、制樣要求和可能的應用。例如紅外光譜儀的基本原理是用一定范圍的紅外光照射樣品,其中不同官能團的振動會吸收不同波長的紅外光,使得出射光在特定波長處的能量下降。從基本原理出發,學生們提出紅外光譜儀的基本組成部分應該包括紅外光源、樣品室和檢測器,然后又發現必須要有分光部分,這樣才能知道是哪個波長的光被吸收了。經過提示,他們發現這樣組成的儀器(即傳統的光柵紅外),其分辨率和測試效率相互矛盾。此時,我們再介紹從原理上實現重大革新的邁克爾遜干涉儀,即采用全波長同時照射樣品,同時檢測并通過傅里葉變換得到對單個波長的吸收情況(即現在廣泛應用的傅里葉變換紅外),從而實現分辨率和測試效率的同步提高。經過多次訓練后,學生越來越自覺地采用這樣的推理式學習方法,不僅知識掌握得很牢固,自學能力、獨立思考能力和分析問題的能力也得到了鍛煉。

(三)強調知識之間的相互聯系

本課程與高分子化學、高分子物理和聚合物成型加工的課程內容密切相關。這些課程分別介紹了高分子材料的分子鏈結構、聚集態結構、各種物性及如何成型,而本課程介紹的各種儀器分析方法則是表征這些結構和性能的手段。沒有表征方法,研究人員就是聾子、瞎子,無法了解高分子材料的結構和性能,而不了解高分子材料的結構和性能特征,也就無法針對不同的材料特點進行表征方案的設計,并對表征結果進行合理的數據分析和足夠的信息挖掘。本課程的名稱也恰恰反映了既要了解高分子材料,也要掌握儀器分析方法的特點。此外,本課程還鼓勵學生就一個問題進行分析,尋找多種解決方案,并比較這些方案得到的結果之間的差異,從而了解不同分析方法解決問題的不同角度,以此來打開學生的思路。例如高分子材料的結晶有多種研究方法,我們可以采用示差掃描量熱(DSC)、紅外光譜(IR)、X射線衍射(XRD)等來研究結晶度,也可以利用偏光顯微鏡、電子顯微鏡等來觀察結晶形貌,還可以利用XRD、光散射等方法來測定晶型和晶胞參數。同樣研究結晶度,DSC依據的是結晶/熔融過程的吸放熱,IR依據的是分子的規整排列引起的特征峰的變化,XRD依據的是晶體對X射線的衍射。其中,DSC和XRD反映的是結晶的長程有序,而IR還可反映短程有序。因此,這三種方法得到的結晶度常常是不一致的。通過對比這些差異,學生對各種方法的特點理解得會更深入。

(四)在教學過程中灌輸工程實際的概念

本課程的實踐性很強,教學中采用了大量的實際科研工作案例,開展案例教學。實際案例的一個典型特點就是根據不同的材料特點,即使是對同樣的一個問題進行分析,也可能會形成不同的分析方案,因此需要具體問題具體分析。在對這些實例進行分析的過程中,教師要注意不斷融入工程概念,逐漸轉變學生習慣套公式、定理解題的僵化思路。在課后作業中,我們有意給出冗余條件或不提供可以通過文獻檢索得到的數據,強調有效數位等基本概念,要求學生就原始數據進行數據的有效性分析和誤差分析等。這樣能夠促使學生根據千變萬化的實際情況形成分析問題和解決問題的思路,從而具備分析問題和解決問題的能力。

(五)有挑戰性的作業

本課程的作業大多是我們根據科研實際案例自行編寫的。由于與實踐結合緊密,當材料、要求及前提條件不同時,作業就存在多條思路、多個層次、不同答案。因此,每次作業都是一次實戰演習,學生都要花很多心思去完成。由于作業沒有標準答案,因此都由任課教師自己批改,仔細訂正學生的錯誤,并在參考文獻引用、數據處理、作圖等多方面嚴格要求學生,培養學生嚴謹的科學作風。例如一道作業題:用反相氣相色譜(IGC)分別研究聚苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP),請描述探針分子保留值隨溫度的變化規律,并畫出分析結果的示意圖,試說明兩者的差異,并分析原因。這道題考查的內容分為5個層次:1.一般情況下PS和PP的結晶性。要求學生知道PS一般為無定形態,而PP則可結晶,并由此畫出示意圖。2.兩者的特征轉變溫度。PS的玻璃化溫度約為100℃,PP的熔點約為160~170℃,這兩個溫度應該在示意圖中標出。3.兩者的特例。全同PS可結晶,而無規PP不結晶。4.不同狀態下曲線的斜率。玻璃態、橡膠態及熔融態下探針分子的擴散系數不同,所以相應曲線的斜率應不同。5.實際測定的可能性。PP的玻璃化溫度低于零度,一般在IGC方法中無法測得。本題一般要求學生能回答前兩個層次。但是,事實上學生的能力非常強,每年都有學生答出3~4個層次,這對于訓練他們從多個角度深入考慮問題非常有益。在教學內容之外,本課程還結合教學方法和教學內容,引導學生形成積極的世界觀和建立科學的方法論。例如本課程引導學生通過分析不同分析方法之間、不同課程之間,乃至不同學科之間的關聯,體會事物之間的普遍聯系;通過將一種分析方法在此處的局限性變成在彼處的用途,告訴學生要用辯證的眼光看待問題;通過介紹不斷發展的儀器分析方法,讓學生了解事物是處于不斷發展變化中的,不能用僵化的觀點看待問題;通過帶領學生用一條條主線來貫穿所學知識,幫助他們掌握科學的學習方法。

二、結語

高分子材料儀器分析是高分子材料與工程專業的核心課程之一,具有高度的實踐性、靈活性和綜合性。我們通過對教學內容的梳理,突出基本原理,以此為基礎通過推理式教學引導學生自發學習。教學中注重灌輸知識間普遍聯系的觀點和工程概念,并通過作業進行強化,以期為本專業培養視野開闊、基本功扎實、分析問題和解決問題能力強的學生。

作者:楊睿 汪昆華 和亞寧 單位:清華大學

高分子材料論文:高分子材料與有機化學教學現狀分析

摘要:有機化學是高分子材料與工程專業一門重要的專業基礎課,本文針對高分子材料與工程專業的專業特點及學生情況,分析了有機化學教學中存在的問題,從教學內容、教學手段和考核方式等方面提出了課程的改革措施。

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及時學期學習無機化學,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,近期版本的中、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,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,把近期的知識信息教授于學生,引導學生了解近期的前沿,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、。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。

作者:陶傳洲 王慧彥 王建 許瑞波 程青芳 單位:淮海工學院化工學院

高分子材料論文:建筑材料中廢舊高分子材料的回收利用

摘要:高分子材料是現代社會生產加工中應用的主要原料形式之一,建筑材料中高分子的應用更是隨處可見,結合生活中高分子的應用,從職業院校教師的角度,對建筑材料中廢舊高分子材料的回收利用探究。

關鍵詞:建筑材料;高分子材料;回收利用

隨著社會經濟發展水平的逐步提高,社會發展的范圍也得到擴大,現代建筑材料中,主要應用以塑料、橡膠、纖維為主的高分子材料作為主要的建筑材料,高分子材料在建筑材料中的應用,可以降低建筑的成本,實現現代建筑的使用壽命得到延長,但建筑材料中廢舊高分子材料應用的回收不當,對社會環境造成較大的污染,結合高分子材料的特性,對高分子的回收利用進行探究。

1廢舊高分子材料的危害分析

高分子材料主要是由塑料、橡膠以及纖維等資源,是一種新型符合建筑材料,廢舊的分子如果不能得到及時降解,則會在太陽光的作用下發生化學反應,產生以二氧化硫為主的污染氣體[1],對造成大氣污染,同時,高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯,可降解性較差,從而在社會中產生有色污染垃圾,對社會環境造成直接污染,嚴重影響了社會環境的建設。結合以上對高分子材料的危害的分析,提出高分子在現代建筑材料中回收利用的分析措施,實現高分子在建筑材料中應用的進一步探究。

2建筑材料中廢舊高分子的回收利用

2.1建筑材料墻體的應用

高分子在建筑材料中的應用,可以作為建筑材料墻體,高分子轉換為玻璃塑料混合墻體,高分子的主要材質中塑料可以到達塑性的作用,從而實現建筑材料的外部形態結構得到穩固,大大提高了現代建筑墻體的穩定性和固定性,此外,高分子制作的新型融合性結構中充分發揮高分子抗壓,耐高溫的特點,而新型建筑墻體中融合了玻璃材質,使廢舊高分子轉化后的建筑墻體可以達到比傳統墻體建結構更加完善的建筑穩定性受壓能力,為廢舊高分子的二次利用提供了應用的新范圍[2],為我國現代建筑行業的發展提供新的符合材料。

2.2金屬橡膠混凝土

金屬橡膠混凝土是現代建筑中應用的一種新型建筑材料,主要由不同硬度的金屬,塑料、橡膠等部分組成[3]。金屬橡膠混凝土的應用能夠解決現代墻體建筑中存在的墻體裂縫等問題,可以提高施工建筑的密封性。例如:應用傳統的建筑材料進行施工建筑中,施工材料受到墻體的壓力或者溫度的影響,容易出現墻體裂縫或者密封性降低的情況發生,導致建筑施工的質量出現問題,采用金屬橡膠混凝土后,墻體施工后,應用新型混凝土對墻體建筑充的對接縫進行外部填充,新型混凝土中含水量較低,能夠解決墻體施工建筑中施工開裂的問題,提高了現代建筑的施工質量。

2.3混合建筑保溫層的轉化

高分子材料在建筑應用材料中的回收利用,轉化為混合建筑保溫層,是直接的綜合利用的體現?,F代建筑中墻體保溫層建筑是主要的建筑問題之一,傳統的墻體保溫層采用雙層保溫板,但保溫板經過一段時間的應用后,受到墻體中水泥的侵蝕,使保溫板的保溫效果下降,用戶入住后,一段時間后室內溫度明顯降低,房屋建筑的保溫效果下降,高分子可以轉化為泡沫保溫層,新型高分子混合泡沫保溫層的主要成分是塑料和橡膠,可以抵抗水泥長時間的形侵蝕,到達保障保溫層長期持久豹紋的效果。此外,新型混合保溫層具有較好的吸聲作用,能夠達到施工墻體建筑保溫效果好的同時增強了墻體的隔音效果,完善我國建筑施工技術水平的進一步優化發展,實現廢舊高分子的綜合應用。

2.4新型防水符合材料

高分子材料在現代建筑領域的應用,為我國建筑施工的材料創新應用提供了更加的應用范圍。高分子材料的應用,可以達到新型防水材料的使用?,F代建筑施工中,采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作為主要的構成材料,新型防水材料的應用,可以實現外墻墻體建設與保溫層之間的隔水性增強[4],能夠打破傳統墻體建筑保溫層中保溫層受到外部墻體滲水的影響情況,新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保護膜,達到及時阻隔外部墻體滲入到墻體中水分的作用,實現我國整體建筑施工墻體的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水層可以將外部墻體滲入的水分進行阻隔,聚乙烯將深入的水分轉接給粉煤灰,粉煤灰吸收水分,保持保溫層的環境干燥,達到保護墻體保溫性,延長墻體使用壽命的作用。

2.5復合地板的應用

高分子在建筑材料中的回收利用,體現為復合地板的應用,新型建筑材料的施工建筑具有加強的耐用性,復合地板的主要材料是由傳統的木質材質和聚乙烯作為主要的材質,地板的木質材料保留了傳統地板中木質地板材質問題,同時融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性,表面的聚乙烯薄膜能夠達到保護地板日常應用中與堅硬物體之間的摩擦痕跡,增強地板的耐磨程度;此外,新型符合地板可以保護地板不受到蛀蟲的影響,延長地板在實際的使用壽命。

3結論

高分子是現代社會建設中經常應用的一種建筑材料,結合建筑材料對廢舊高分子技術的探究分析,實現我國現代社會發展材料綜合應用,促進我國現代社會發展資源的綜合利用。

作者:陳玲琳 單位:湖北工業大學

高分子材料論文:高分子材料工程碩士創新實驗能力培養

摘要:

結合國內外的工程碩士教學現狀,通過分析國內工程碩士的課題研究方向和企業需要解決的問題存在脫軌現象、上理論課時間不足等問題,在借助于國外先進經驗的基礎上,提出了雙導師制、靈活培養模式,確保創新實驗能力培養的效果,為企業培養“留得住,用得上”的高分子材料工程實踐實力和創新能力的應用型高級人才。通過對工程碩士創新實驗能力培養模式的實踐與探索,使工程碩士研究生在理論知識和動手能力及創新思維積累方面得到一定的提高。

關鍵詞:工程碩士;創新實驗能力;培養模式

研究生培養作為高校培養人才的重要一環,其培養模式的探索與研究一直都受到高度重視[1,2]。在我國經濟體制轉型期,高層次復合人才在傳統工礦企業和工程建設部門需求非常大,國家為了彌補學術型碩士實際操作能力相對較弱的特點,1997年國務院學位委員會正式批準設置工程碩士專業學位,而工程碩士創新實驗能力培養又成了該領域的重要研究課題。

1國內外研究現狀分析

美國的工程類碩士教育起源,可追溯到第二次世界大戰以后。二戰后,新知識、新技術、新材料、新工藝層出不窮,工程活動的涉及層面迅速拓寬,復雜性與日俱增,對工程教育產生了極大的影響[3]。其工程類碩士培養的較大特點就是面向專業實踐應用而非學術研究,培養目標是未來設計和開發的工程師。美國自開展工程碩士教育以來,逐步形成了獨特的、多樣性的培養模式[4]。在美國學校工程類碩士培養的模式主要為培養方式的不同,如本碩連讀制、遠程教育三年制等,但其課程標準與學位要求是統一的,都必須遵循美國工程技術鑒定委員會(ABET)和各專業學會(協會)提供的統一的專業認證標準[5]。英國的碩士學位教育分成兩種類型[6]。一種是給予課程學習的碩士,稱為MSC(MSCourse);另一種是基于研究工作的碩士,稱為MSphil(MSphilosophy)。此外,還有一種類似我國工程碩士的研究工程師學位。英國工程教育是以讓畢業生取得專業頭銜(即專業資格)為主要目標。經過20多年的發展,英國的專業資格已經把學術資格和職業資格融為一體。嚴格的入門要求、多樣化的候選資格,加上靈活的注冊路線,保障了專業資格的質量。我國工程碩士教育從1984年提出,經歷了從試點到奠定工程碩士人才培養模式的階段。自從奠定了人才培養模式后,工程碩士教育從9個培養單位、10個工程領域、年招生1千多人,發展到2004年的180個培養單位、38個工程領域、年招生3萬多人、在校生10萬余人。從發展的勢頭看,工程碩士教育充滿著活力。為使工程碩士專業學位規范管理、穩步發展,經中華人民共和國國務院學位委員會考核驗收,已下發(1997)57號文批準全國70多所高校具有工程碩士學位授予權,如清華大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學、中南大學、北京航空航天大學、華南理工大學等??偟膩碚f,大多數高校都形成了自己的辦學特色[7,8],以培養高級應用型工程技術人員為目標,經過多年發展經驗[9],目前工程碩士培養模式。相比國外,現在國內開設工程碩士培養點的高校數量在大幅度增加,但在實際培養過程中很多高校對工程碩士資格認證標準重視不夠[10,11]。就目前高分子材料工程工程領域來說,工程碩士研究生專業人才培養模式的主要缺點是:沒有將工程碩士的課題研究方向和企業需要解決的問題有機的結合起來,存在脫軌的問題,在定課題方向時,把企業擺在可有可無的位置上,研究生研究的課題與生源單位生產技術不搭。學生在企業工作很忙,無法保障上理論課時間等問題。針對出現的這些問題,我們高分子材料加工碩士點擬逐步摸索出一種新型的雙導師制、靈活培養模式。讓學生充分利用學校與企業資源平臺,培養出符合社會需求的創新性人才。本課題以高分子材料加工領域工程碩士人才培養模式為樣本進行研究,課題完成鑒定后推廣到我校其它研究生專業。

2主要研究內容

本課題擬通過課程體系改革、授課方式改革、學位論文形式改革、課題來源研究內容改革等進行研究,培養出在高分子材料工程領域創新實踐能力強的應用型高級專門人才。其主要研究內容。

2.1課程設置體系研究

由于工程碩士自身特點即能夠來上課的時間很少,生產實際經驗豐富。本項目改革是想在時間少的情況下,使學員學到更多的東西,并發揮各自的長處。在課程設置體系設置上改革以往只注重在理論教學,必修課多的特點(至少17學分)。根據學生所在生產崗位需要多增加一些選修課(原來是11學分)。并在傳授專業理論知識過程中,加強對學生創新思維的培養。

2.2授課形式及方式研究

目前的工程碩士大多都在生產崗位作領導工作,工作很忙,集中上課存在的難度很大,本項目擬采取的辦法:遠程網絡上課(視頻和師生互動交流上課),即課件點播、在線答疑、在線輔導、同步和異步討論、在線測試、專家講座等方式。即用時下流行的BBS進行提問和溝通。

2.3學位論文形式改革

由于目前工程碩士學位論文形式比較單一,通常采用撰寫“大論文”方式。依據此問題本次改革擬采取的辦法為:學位論文形式:產品研發、工程設計、應用研究、工程/項目管理、調研報告。

2.4課題來源研究內容改革研究

現在學生的課題大多源于校內導師課題,這與研究生所從事的專業嚴重脫節,針對這一問題本項目擬采取的辦法:校企聯合培養,針對企業具體問題,進行研究。校企聯合培養模式是一種以培養學生的素質、綜合能力與就業競爭能力為重點,利用學校與企業兩種不同的教育環境和教育資源,采取課堂教學與學生參加實踐有機結合的方式,培養適合不同用人單位需要的、具有素質與創新能力人才的教育模式。而校企聯合培養模式與傳統高校培養模式的根本區別在于,校企聯合辦學的人才培養目標是以應用能力培養為主線,依托行業發展,構建適應新材料發展的以生產技術為導向的“零距離”實踐教學體系、與生產“零距離”接軌的教材體系、基于解決生產實際問題需求的“零距離”素質拓展培養體系,能實現學校、企業、學生三方共贏。由此,我們將努力嘗教授走進企業,老板走進校園,企業員工(學生)走進實驗室的目的。

2.5導師管理改革

學位論文是綜合衡量工程碩士培養質量的重要標志,應在導師的指導下,由攻讀工程碩士學位者本人獨立完成。學位論文由學校具有工程實踐經驗的碩士導師與工程單位選派的責任心強的具有高級技術職稱的技術人員聯合指導。

3創新實驗能力培養模式

工程碩士學位研究生教育的科學發展取決于其適應社會需求的程度,而如何深化高校與企業之間的互動關系則是目前癥結之所在。材料學院就這一問題采取了如下措施:

(1)聚焦企業需求,創新工程碩士教育的辦學理念隨著工程碩士培養規模的不斷擴大,我們不斷更新工程碩士教育的辦學理念,將以服務企業為宗旨貫穿于工程碩士培養之中,為企業培養“留得住,用得上”的高層次應用型人才。對于校企合作培養的研究生,可以自帶科研課題。即工程碩士可以帶自己單位的科研課題,課題的完成可以利用學校和企業的現有實驗條件完成。學校具有良好的實驗教學基礎條件和高水平教師,實驗室開放運行,資源共享。

(2)量身定做相比于一般的研究生,工程碩士生的知識背景更具多樣性,在培養過程中應力爭實現“量身定做、量體裁衣”,針對不同的行業和學生,學生可以選擇自己從事工作領域的課題。從而更好地滿足企業需要,滿足各領域工程建設和發展需要。如我們2011級有名學生來自于威海碳纖維廠,他做的課題是“PAN。

作者:武衛莉 劉喜軍 賈宏葛 佟麗 程偉東 單位:齊齊哈爾大學材料科學與工程學院

高分子材料論文:室內設計對功能高分子材料的應用

摘要:高分子材料的種類繁多,例如,環境敏感型的高分子材料,仿生型高分子材料、光電型的高分子材料以及其他高分子材料。仿生高分子材料有著一些生物的特殊性質,光電高分子的材料,能完成電能和光能之間的相互變換.敏感環境型的高分子材料也會根據周圍的環境,例如,亮度、濕度、溫度等相關因素的變化發生一些量變甚至質變。把功能高分子的材料使用在室內設計當中,利用充分這些材料的相關功能,例如,光學功能、力學功能、介電功能,能更好的滿足人們的室內設計中的應用。以高分子材料在室內設計中的中的應用來表示材料,來展現出在室內設計當中。

關鍵詞:高分子材料;室內設計;應用;先進技術

室內設計是結合了藝術與技術的綜合性的工程,他不僅需要規范標準的設計工藝,也追求著有創造力的設計理念和設計思想。因為材料是一種能將藝術形式與設計融合到一體的介質,室內所用的材料全部都是設計的現實支撐,創新型的不僅僅是材料使用方面的巨大的進步,更是整個設計的理念的推動力。

1高分子材料的概況

材料從大意上來說是對于室內設計中所應用的物質的整體稱呼,并且不被形態,顏色以及材料所牽制。不管是宏觀下的世界當中的物質的特征,比如:硬度,氣味,色彩以及熔點等,還是在微觀的角度來看物質的組成,結構等相關因素,室內設計對于材料的考慮都是比較整體而且的。與此同時,設計材料的創新和發展也可以推動設計的理念創新,高分子材料是整個材料科學在近代當中取得的較大的進步,對各個相關的領域都有著不可置疑的推動作用,人們對于設計在室內的要求是會越來越高的也是永無止境的,高分子材料也正是因為這樣才得以存在。

2材料,藝術以及技術在室內設計當中的統一性

室內設計的中心思想就是創造出實用性與藝術的審美結合的居住環境,一并實現。創造力是沒有止境的但是室內設計的實用性對于平衡技術與藝術的結合,對于設計師的技能要求比較高,室內設計以建筑物為主要的載體,雖然建筑工程對于理論非常的完善,但是對于技術性與藝術性在室內設計當中并沒有形成一套完善的體系。因為技術性和藝術性在室內設計當中都在一些方面依托于材料的應用,所以以材料為整體切入點研究技術與藝術相統一并且應用于室內設計當中。

3高分子材料應用于室內設計當中

對于人類文明史的劃分,相對具有代表性的就應該是據物資資料來進行相應的歷史劃分了,正因為這樣,材料也就是物質資料生產水平的直接體現形式。在整個的建筑工程發展歷史當中,因為建筑材料的使用有所不同導致東西方的建筑有著很大的差異,室內設計的風格大有不同。在東方文明當中將會以木材作為建筑當中的基本材料來使用,木質材料作為設計的基本依托,由此來漸漸的產生出梁架變換的內部設計的模式,例如:架,格,屏風以及隔扇等。而且因為木質材料具有強大的可加工性,漸漸的引發建筑變成了精于追求自然,技藝等顯著的設計風格在室內設計當中。對于西方文明,大多數用石質為基礎的材料,漸漸的形成出厚重感獨特的加工特性,和融合了雕塑藝術的西方建筑以及室內設計多有的裝飾手段,以厚重,宏大以及精美的雕刻藝術為主要的設計風格。正因為這樣,在建筑領域當中的室內設計就是通過用材料把建筑設計的藝術性和其建筑藝術的實用性相互捆綁,從某一個角度來看,材料決定著室內實際與建筑工藝的發展方向,以及藝術風格。對于高分子材料而言,基于其本身的材料建筑的特性與室內設計的發展也表現出了鮮明的時代的特征。

4結束語

高分子材料有著質量較輕,容易加工,成本較低等多種優點,同時還有著各種各樣的特性及功能。光電來轉化高分子的材料可以用于室內的光線或者電力的供應;仿生的高分子材料更加可以應用于滿足人們的生活當中的力學,潔凈,以及熱血方面的需求;環境敏感性的高分子材料也可以充分利用與環境的改變,未來還會有著更多的高分子材料的出現,以及目前已經應用的高分子材料的特性也會更加的完善。以塑料為高分子材料的代表當做現代建筑當中的主要材料,是因為高分子材料在室內設計當中的應用分析以及產生的重要作用。一塑料為載體的材料合成技術可能將是室內設計領域的新的發展方向。在這個新技術不斷出現的時代,材料將是室內設計與藝術的審美的一種重要的融合媒介。特別是對于室內設計的領域當中對于設計思想變革產生的巨大影響的材料,高分子材料。高分子材料的影響力,優越性和發展的趨勢有著極其重要的意義。

作者:楊國棟 薛金儒 單位:山東工業技師學院

高分子材料論文:高分子材料抗靜電技術

論文關鍵詞]高分子材料抗靜電研究

[論文摘要]目前,靜電在生物工程中有著重要的應用。介紹高分子抗靜電的方法,闡明高分子材料抗靜電技術在我國的發展和策略。

靜電廣泛地存在于自然界和日常生活之中,如人們每時每刻呼吸的空氣每厘米就含有100500個帶電粒子;自然界的雷電;干燥季節里人身上化纖衣物由于摩擦起電而粘附在身體上,這一切都是比較常見的靜電現象。實際上,靜電在生物工程中有著重要的應用。

一、高分子抗靜電的方法概述

高聚物表面聚集的電荷量取決于高聚物本身對電荷泄放的性質,其主要泄放方式為表面傳導、本體傳導以及向周圍的空氣中輻射,三者中以表面傳導為主要途徑。因為表面電導率一般大于體積電導率,所以高聚物表面的靜電主要受組成它的高聚物表面電導所支配。因此,通過提高高聚物表面電導率或體積電導率使高聚物材料迅速放電可防止靜電的積聚??轨o電劑是一類添加在樹脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除靜電產生的化學添加劑,添加抗靜電劑是提高高分子材料表面電導率的有效方法,而提高高聚物體積電導率可采用添加導電填料、添加抗靜電劑或與其它導電分子共混技術等。

(一)添加導電填料

這類方法通常是將各種無機導電填料摻入高分子材料基體中,目前此方法中所使用的無機導電填料主要是碳系填料、金屬類填料等。

(二)與結構型導電高分子材料共混

導電高分子材料中的高分子(或聚合物)是由許多小的重復出現的結構單元組成,當在材料兩端加上一定的電壓,材料中就有電流通過,即具有導體的性質,凡同時具備上述兩項性質的材料稱為導電高分子材料。與金屬導體不同,它屬于分子導電物質。根本上講,此類導電高分子材料本身就可以作為抗靜電材料,但由于這類高分子一般分子剛性大、不溶不熔、成型困難、易氧化和穩定性差,無法直接單獨應用,一般作導電填料與其它高分子基體進行共混,制成抗靜電復合型材料,這類抗靜電高分子復合材料具有較好的相容性,效果更好更持久。

(三)添加抗靜電劑法

1.有機小分子抗靜電劑。有機小分子抗靜電劑是一類具有表面活性劑特征結構的有機物質,其結構通式為RYx,其中R為親油基團,x為親水基團,Y為連接基。分子中非極性部分的親油基和極性部分的親水基之間應具有適當的平衡與高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的親油基團,羥基、羧基、磺酸基和醚鍵是典型的親水基團,此類有機小分子抗靜電劑可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型4大類:陽離子型抗靜電劑;陰離子型抗靜電劑;非離子型抗靜電劑;兩性型抗靜電劑。

導電機理無論是外涂型還是內加型,高分子材料用抗靜電劑的作用機理主要有以下4種:(1)抗靜電劑的親水基增加制品表面的吸濕性,吸收空氣中的水分子,形成“海一島”型水性的導電膜。(2)離子型抗靜電劑增加制品表面的離子濃度,從而增加導電性。(3)介電常數大的抗靜電劑可增加摩擦體間隙的介電性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系數。概括起來一是降低制品的表面電阻,增加導電性和加快靜電電荷的漏泄;二是減少摩擦電荷的產生。

2.長期性抗靜電劑。長期性抗靜電劑是一類相對分子質量大的親水性高聚物,它們與基體樹脂有較好的相容性,因而效果穩定、持久、性能較好。它們在基體高分子中的分散程度和分散狀態對基體樹脂抗靜電性能有顯著影響。親水性聚合物在特殊相溶劑存在下,經較低的剪切力拉伸作用后,在基體高分子表面呈微細的筋狀,即層狀分散結構,而中心部分呈球狀分布,這種“蕊殼”結構中的親水性聚合物的層狀分散狀態能有效地降低共混物表面電阻,并且具有長期性抗靜電性能。

二、我國高分子材料抗靜電技術的發展狀況

我國許多科研機構和生產企業已陸續開發出一些品種,以非離子表面活性劑為主,目前常用的品種有,大連輕工研究院開發的硬化棉籽單甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸鈉)、DPE(烷基二苯醚磺酸鉀);上海助劑廠開發目前多家企業生產的抗靜電劑SN(十八烷基羥乙基二甲胺硝酸鹽),另外該廠生產的抗靜電劑PM(硫酸二甲酯與乙醇胺的絡合物)、抗靜電劑P(磷酸酯與乙醇胺的縮合物);北京化工研究院開發的ASA一10(三組份或二組份硬脂酸單甘酯復合物)、ASA一150(陽離子與非離子表面活性劑復合物),近年來又開發出ASH系列、ASP系列和AB系列產品,其中ASA系列抗靜電劑由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非離子表面活性劑;ASB系列產品則為有機硼表面活性劑(主要是硼酸雙多元醇脂與環氧乙烷加成物的脂肪酸酯)與其他非離子表面活性劑復合而成;ASH和ASP系列主要是陽離子與非離子表面活性復合而成,杭州化工研究所開發的HZ一1(羥乙基脂肪胺與一些配合劑復合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工業研究所開發的IC一消靜電劑(咪唑一氯化鈣絡合物);上海合成洗滌劑三廠開發生產的SH系列塑料抗靜電劑,已經形成系列產品,在使用效果和性能上處于國內經驗豐富地位,部分品種可以替代進口,如SH一102(季銨鹽型兩性表面活性劑)、SH一103、104、105等(均為季銨鹽型陽離子表面活性劑),SH抗靜電劑屬于結構較新的帶多羥基陽離子表面活性劑;濟南化工研究所JH一非離子型抗靜電劑。(聚氧乙烯烷基胺復合物)等;河南大學開發的KF系列等,如KF一100(非離子多羥基長碳鏈型抗靜電劑)、KF-101(醚結構、多羥基陽離子長期型抗靜電劑),另外還有聚氧乙烯醚類抗靜電劑,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯專用抗靜電劑202、203、204等;抗靜電劑TM系列產品也是目前國內常用的,主要用于合成纖維領域。

從抗靜電劑發展來看,高分子型的長期抗靜電劑是最為看好的產品,尤其是在精密的電子電氣領域,目前國內多家科研機構利用聚合物合金化技術開發出高分子量長期型抗靜電劑方面已取得明顯進展。

三、結語

我國合成材料抗靜電劑行業發展前景較好,針對目前國內研究、生產、應用與需求現狀,對我國合成材料抗靜電劑工業發展提出以下建議。

(一)加大新品種開發力度

近年來國外開發的高性能伯醇多聚氧化乙醚類非離子型表面活性劑;用于聚碳酸酯的脂肪酸單縮水甘油酯;用于磁帶工業的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;適應于聚烯烴、聚氯乙烯、聚氨酯等多種合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,總之國內科研院所應根據我國合成材料制品要求,開發出多種高性能、環保無毒的抗靜電品種,并不斷強化應用技術研究,以滿足國內需求。

(二)加快復合抗靜電劑和母粒的研究與生產

今后要加快多種結構抗靜電劑及其他塑料助劑的復配,向適應范圍廣、效率高、系列化、多功能、復合型等方向發展。另外合成材料多功能母粒作為助劑已經成為今后合成樹脂加工改性的重要原材料,如著色、阻燃、抗菌、成核等母粒在國內開發方興未艾,國內要加快抗靜電母粒的開發與研究,促進我國抗靜電劑工業發展。

高分子材料論文:高分子材料成型加工技術

[摘要]高分子材料成型加工技術在工業上取得的飛速發展,介紹高分子材料成型加工技術的發展情況,探討其創新研究,并詳細闡述高分子材料成型加工技術的發展趨勢。

[關鍵詞]高分子材料成型加工技術

近年來,某些特殊領域如航空工業、國防尖端工業等領域的發展對聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高強度、高模量、輕質等,各種特定要求的高強度聚合物的開發研制越來越顯迫切。

一、高分子材料成型加工技術發展概況

近50年來,高分子合成工業取得了很大的進展。例如,造粒用擠出機的結構有了很大的改進,產量有了極大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒,產量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續混煉機+單螺桿擠出機造粒,產量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒,產量可以達到40-45t/h,今后的發展方向是產量可高達60t/h。在l950年,全世界塑料的年產量為200萬t。20世紀90年代。塑料產量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產量將達3億t,此外。合成工業的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結構,加速采用大規模進行低成本的生產。隨著汽車工業的發展,節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適及安全等要求對汽車越來越重要.汽車規模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關材料工業的發展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關鍵。

據悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業發達的國家,模具產業超過50%的產品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標是高生產率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質方向發展;成型加工方面,從大規模向較短研發周期的多品種轉變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發展。

二、現今高分子材料成型加工技術的創新研究

(一)聚合物動態反應加工技術及設備

聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外的Berstart公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機,可以解決其它擠出機(包括雙螺桿和四螺桿擠出機)作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段,但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備,我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。關鍵技術也是反應擠出技術及設備。

目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品,都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題.另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都不同,該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程,達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點,解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題,同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、性高等優點,這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術使我國聚合物反應加工技術直接切人世界技術前沿,并在該領域處于技術經驗豐富地位。(二)以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術

1.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。此技術克服傳統方式的中間環節多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復雜等問題,將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體,結合動態連續反應成型技術,研究酯交換連續化生產技術,研制開發精密光盤注射成型裝備,達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。

2.聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計(粒子設計),在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下,利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散,實現連續化制備聚合物/無機物復合材料。

3.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進程,實現混煉過程中橡膠相動態全硫化.解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備,提高我國TPV技術水平。

三、高分子材料成型加工技術的發展趨勢

近年來,各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了部級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃(攻關)等項目同時,非常注重科技成果轉化與產業化,完成產業化工程配套項目20多項,創辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司,使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列,近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家.產生了良好的經濟效益和社會效益。例如PE電磁動態發泡片材生產線2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬美元,每條生產線一年可為制品廠節約21萬k的電費。塑料電磁動態注塑機已開發完善5個規格系列,投入批量生產并推向市場;塑料電磁動態混煉擠出機的中試及產業化工作已完成,目前開發完善的4個規格正在生產試用。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術與資本結合,引入新的管理、市場等機制,爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。我國已加入WTO,各個行業都將面臨嚴峻挑戰。

綜上所述,我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技技術與裝備的道路,打破國外的技術封鎖,實現由跟蹤向跨越的轉變;把握技術前沿,培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合,加快成果轉化為生產力的進程,加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。

高分子材料論文:管窺高分子材料專業英語教學的創新

一、以教材內容為基礎,適當補充教學內容

目前高分子材料專業英語的教材有不少,覆蓋了高分子化學、高分子物理和高分子材料加工等課程內容。但這些內容大多摘選自國外早期的原版專業書籍,不少內容陳舊,體裁單一,一方面不能反映高分子材料專業發展現狀,同時讓學生感到應用性不強,缺乏學習興趣。針對以上教材內容的缺陷,筆者在有選擇的講述教材內容的同時,精心選擇一些著名國際高分子專業期刊,如《Macromlecules》、《Polymer》、《MacromolecularRapidCommunications》等期刊的部分相關內容作為教材的補充,同時鼓勵學生上網搜索一些相關資料,如美國化學會下的Chemical&EngineeringNews下有關高分子材料方面的報道,這些內容反映當今高分子材料發展的前沿,拓寬了學生的知識面。同時考慮到學生畢業之后在工作中或進一步深造中會接觸到專利、說明書、技術標準、市場報告等多種體裁的專業文獻,在課堂教學中適當增加這部分實用性的內容,起到學以致用的效果。

二、課堂理論教學方法的革新

專業英語教學內容一般為專業知識的論述,具有很強的邏輯性和學術性。為提高學生的專業英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力,筆者采取的方法如下。

1.師生互動是專業英語教學的重要手段

傳統專業英語的教學模式是先講解詞匯,再閱讀和翻譯課文,這樣的課堂單調且冗長,學生學習興趣不高??紤]到語言教學的特殊性,為達到好的教學效果,需要學生在課堂中的積極參與,嘗試改變以往教師講學生聽的簡單教學模式,采用多種形式與學生互動交流。通過提前布置作業,學生做好預習工作,每次帶著問題上課,在課堂上再隨機指定學生朗讀并講解翻譯,其他同學進行補充或修正,教師結合專業內容進行點評,并講解相關的重要知識點和專業詞匯。這樣,充分調動每個學生的學習積極性,使之從被動學習變成主動學習,加深了學生對教學內容的理解和認識。

2.適當進行多媒體教學,豐富課堂教學內容

現在多媒體及網絡等教學手段已廣泛引入到課堂教學中,這些教學手段使課堂教學更加直觀生動,增大了課堂的信息量,提高課堂效率,激發了學習興趣。為此,在每次課文內容講解結束后,筆者播放一些相關內容的科普性英文短片,比如介紹高分子材料合成、成型、應用等方面。由于剛學完相關內容,所以學生表現出濃厚的興趣,通過看、聽、講述,留下了直觀的知識,同時也鍛煉了學生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術標準等專業資料制作成多媒體課件進行課堂講解,在有限的課堂時間內給學生傳遞了較多的信息內容,提高了課堂效率。

3.教學效果的檢驗

考核方式是教學中的重要環節,是檢驗教學效果和鞏固學生所需知識的重要手段??己酥饕婕皟蓚€層次,平時考核與期末考試。平時主要考核學生以英語為工具進行專業信息交流的能力,期末考試則通過試卷形式檢驗學生對專業詞匯的掌握情況,以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學環節后,教師要不斷總結,了解學生對所授知識的掌握程度,確定考核指標,根據考核結果來修正下一階段的目標,設計下一階段的教學內容。平時的階段性考核可以有多種方式,如根據教學內容,學生抽簽選擇一個題目用英語講述,考察聽說能力?;蜥槍χR點,把常見的錯誤總結出來,引導學生糾錯,考察語法知識的掌握情況。在課堂教學將結束的時候,我們對學生進行分組合作完成一次科研課題的匯報,學生自行分工,查找資料、設計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中,學生不但提高了自己的專業英語水平,還培養了團隊合作的能力。

三、結束語

綜上所述,對于高分子材料專業的學生而言,高分子材料專業英語是繼大學英語后非常重要的英語教學課程,教學應培養學生以英語為工具解決專業學習中的實際問題的能力,為學生今后畢業設計、實際工作或進一步深造學習奠定良好的基礎。為此,從教學內容、教學方法及考核方式及內容等方面改革高分子材料專業英語的教學是很有必要的。

作者:吳忠聯 單位:江蘇理工學院材料工程學院

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