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      高分子材料的優勢

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      高分子材料的優勢

      高分子材料的優勢范文第1篇

      高分子材料是指由相對分子質量較大的化合物分子構成的材料。按其來源,高分子材料可分為天然,合成,半合成材料,包括了塑料,合成纖維,合成橡膠,涂料,粘合劑和高分子基復合材料。從1907年高分子酚醛樹脂的出現以來,高分子材料因其普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優點而獲得迅速的發展。然而,現在大規模生產的還只是在尋常條件下能夠使用的高分子物質,即通用高分子。它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點,而現代工程技術的發展對高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的開發與應用尤為重要。耐高溫、高強度、高模量、高沖擊性、耐極端條件等高性能的新型高分子材料的開發與應用不但能解決現階段的高分子材料所面臨的問題,而且也將積極地推動高分子材料向功能化、智能化、精細化方向的發展。與此同時,我國十二五計劃也將高分子材料的開發研究納入了其中,作為其重要研究方向之一的新型高分子材料的開發研究必將會極大地推動我國材料技術的發展。

      1.國內外高分子材料開發現狀

      21世紀是一個科學技術飛速發展進步,生產力大幅度提高的新紀元。材料工業與信息工業,生物工程,能源工業一起成為世界經濟的四大支柱產業。高分子材料與金屬材料和無機非金屬材料共同構成了應用性材料科學的最重要的三個領域。高分子材料憑借其獨特的優勢占領了巨大的市場。

      世界高分子材料工業正在高速地發展著。世界合成樹脂量從1950年的1.5M工增長到2005年的212M工,每年大概以5%的增長率在迅速地增長。現在塑料的產量早已超過了木材和水泥等結構材料的總產量。合成橡膠的產量也已超過了天然橡膠,而合成纖維的年產量在上個世紀80年代就已經達到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。對于我國而言,目前我國是世界上最大的樹脂進口國,每年進口的樹脂數量大約是世界樹脂總貿易的25%到30%。我國的樹脂合成工業正高速地發展當中,樹脂合成能力也在飛速地提高中。然而與西方發達國家仍然存在著差距。

      2.開發新型高分子材料的重要意義和途徑

      從上世紀30年代高分子材料的出現開始到現代,世界工業科學不再只是滿足與對基礎高分子材料的開發研究,從90代開始,科學家們就將注意力集中到了高功能,高智能的高分子材料開發上。現代工業對于新型高分子材料的需求日益強烈。

      新型高分子材料的開發主要是集中在制造工藝的改進上,以提高產品的性能,減少環境的污染,節約資源。就目前而言,合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮,以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發仍然是高分子材料技術開發的熱點之一。然而開發應用領域也在不斷擴大。在開發新聚合方法方面,著重于陰離子活性聚合、基團轉移聚合和微乳液聚合的丁業化。在第二次世界大戰中發展起來的高分子復合技術,以及出現于50年代的高分子合金化技術后。新的復合技術和合金化技術層出不窮。同時,也更加重視在降低和防止高分子材料生產和使用過程中造成的環境污染。加快高分子材料回收、再生技術的開發和推廣應用,大力開展有利于保護環境的可降解高分子材料的研究開發。

      新型高分子材料的開發,不但能夠滿足現代工業發展對于材料工業的高要求,更能夠促進能源與資源的節約,減少環境的污染,提高生產能力,更能體現出現代科技的高速發展。

      3.新型高分子材料的應用

      現代高分子材料是相對于傳統材料如玻璃而言是后起的材料,但其發展的速度應用的廣泛性卻大大超越了傳統材料。高分子材料既可以用于結構材料,也可以用于功能材料。現階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜,高分子磁性材料,光功能高分子材料,高分子復合材料這幾大類。

      高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過性功能的半透性薄膜。采用這樣的薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,與以往傳統的分離技術相比,更加的省能、高效和潔凈等,被認為是支撐新技術革命的重大技術。

      高分子磁性材料是磁與高分子材料相結合的新的應用。早期磁性材料具有硬且脆,加工性差等缺點。將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料,這樣制成的復合型高分子磁性材料,比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等。

      光功能高分子材料,是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,應用也很廣泛。

      高分子復合材料是指高分子材料和不同性質組成的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點具有各種材料的長處,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質。

      這些新型的高分子材料在人類社會生活,工業生產,醫藥衛生和尖端技術等方方面面都有著廣泛的應用。例如,在生物醫用材料界上,研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯(PM-PPC)新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料:在工業污水的處理上,在不添加任何藥劑的情況下,利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水:開發的聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂復合材料,這些材料比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術方面不可缺少的材料;同樣,在藥物傳遞系統中應用新型高分子材料,在藥劑學中應用,在包轉材料中的應用等等。新型高分子材料已經滲透于人類生活的各個方面。

      材料是人類用來制造各種產品的物質,是人類生活和生產的物質基礎,是一個國家工業發展的重要基礎和標志。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發展,技術的進步,越來越能影響人類的生活,工業的進步。區別于我們已經開發研究成熟的一些傳統材料,高分子材料的研究開發存在著無窮的潛力。正如一些科學家預言的那樣,新型高分子材料的開發將有可能會帶來現代材料界的一次重大革命。

      [參考文獻

      [1]程曉敏,高分子材料導論[M],安徽大學出版社2006,

      [2]顧正超,高分子材料開發現狀與展望[J],科技與經濟,2000.(02).

      [3]郝敬輝,新型高分子材料物理法處理油田污水[J],油氣田地面工程,2010.(07)

      [4]黃凱,高分子材料在藥物傳遞系統研究中的應用[J],中國現代應用學2010.(SI)

      [5]于金海,應用新型可降解材料修復腹壁缺損的實驗研究[J].中國知網論文總庫2010.

      [6]黃麗,高分子材料[M].化學工業出版社2005.

      [7]高分子材料,百度百科.

      高分子材料的優勢范文第2篇

      關鍵詞:高分子材料;加工;形態控制

      一、引言

      高分子材料的性能與大分子的化學與鏈結構有著密切的關聯,且材料形態也是重要影響因素之一。聚合物氛圍結晶、取向等幾種形態,多相聚合物擇優擴相形態。聚合物制品形態的形成源自于加工中復雜的溫度場與外力場作用。由此可見,關于加工過程中高分子材料形態控制具有重要的研究意義。

      二、我國高分子材料加工中形態控制研究現狀

      高分子材料形態與物理力學性能之間的關聯十分緊密,這也是高分子材料的重點研究課題。相較于其他材料,高分子材料具有非常復雜的形態,具體表現為高分子鏈的拓撲結構、共聚構型以及剛柔性非常復雜,在分子設計與結構調整中,可以對一些合成方法加以運用;其次,在高分子長鏈結構的影響下,其熔體的粘彈性非常突出;此外,高分子具有非常寬的弛豫時間,就是受到很小的應變作用,其產生的非線也會非常強烈。

      對于聚合物的成型過程而言,在非等溫場、不同強度的剪切與拉伸場的影響之下,就分子尺度而言,其大分子鏈會發生一系列化學反應;就納米與亞微米尺度而言,大分子會有結晶與取向現象發生,如此一來就會有超分子結構的形成;而根據亞微米與微米尺度,多相聚合物會有不同相形態的形成,甚至會出現一些缺陷。而這些形態的影響因素非常廣泛,例如加工中的外場強弱、作用頻率、作用方式以及時間等。然而,現階段關于這些問題的研究雖然有所深入,但相應的理論體系尚未成熟。此外,隨著新聚合物的開發不斷深入,在高分子材料加工中涌現出越來越多的成型加工方法,顯然這使聚合物加工中的形態控制成為了一個長期的研究課題,對于高分子物理領域的發展無疑有著重要的影響。

      在我國,關于新材料的研究起步以跟蹤模仿為主,在知識產權與創新理論方面有所欠缺,并且基礎研究與技術推廣的通暢性也有待提升。其次,相關人員并不重視傳統材料的升級與優化,很多高性能材料品種對進口的依賴性依然較強。再者,材料成型與加工設備也沒有得到應有的關注,與一些發達國家相比,我國材料研究與整體發展依然存在諸多不足,顯然這與國民經濟與設備的發展需求不相適應。

      聚合物的性能取決于形態,因此,在高分子材料領域中,聚合物形態與性能關系的研究一直以來都受到高度重視,然而在實踐中,我們在二者之間的結合方面的研究上依然有所欠缺,具體可以從以下幾個方面得到體現:

      第一,在剪切速率與剪切應力非常低的情況下,聚合物共混物相形態的演化研究不斷深入,然而在實踐中,一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?~104s-1范圍內,顯而易見,相關研究成果對實際生產的指導作用依然有所欠缺。

      第二,基于不同條件的不同特性聚合物,其共混物形態發展與演化研究依然是主要研究內容,而形態與性能關系的研究依然有所欠缺。

      第三,在加工過程中,受到部分特殊外場的作用,聚合物凝聚態結構與相形態結構的研究有待深入。

      截至今日,在聚合物及其復合物的成型加工中,就算成型設備與工藝條件屬于常規,在外場作用下,人們依然沒有徹底了解結構形態受到的影響,僅僅對一些粗略的定性關系有所認識,甚至有的推斷還是錯誤的。以雙螺桿擠出過程為例,人們僅對不同螺桿原件組合下外力場作用的不同會改變溫度場,進而對產品產量、外觀與內在性能產生影響這一規律有所了解。然而這一影響的具體方式卻沒有清楚的認識,業界研究人員也無法制定出定量的指導方案。在管材生產中,不管是落錘沖擊不達標,還是縱向收縮產生波動,都沒有搞清楚原因,也無法拿出改進方案,大部分情況下都是憑借經驗進行處理。因此,現階段很多成型設備與工藝控制的效果是否取得理想效果,我們依然難以準確判定。

      一直以來,關于生產實踐中的問題研究一直沒有得到基礎工作研究人員的關注。在成型設備與工藝技術的研究與開發中,相關規劃也缺乏系統性。現階段,我國塑料制品年產量超過了2200萬噸,塑料機械工業取得了迅猛發展。然而在很多企業生產實踐中,整個效率與質量依然有待提升,產生的能耗也沒有得到有效控制。鑒于此,高分子材料成型加工將會成為未來高分子材料領域的研究重點,必須將側重點放在高分子材料制品的研究上來,而不是過分的關注材料這一因素,只有如此,才能夠提高高分子材料志制品質量。

      三、高分子材料加工中形態控制的研究趨勢

      第一,基于常規的成型設備條件,聚合物及其復合物典型制品成型或型材生產在成型加工時,在設備與工藝條件改變的情況下,其形成的外場會有所差異,進而發生相應變化,例如塑化、結晶、賦型以及流動等,這些變化會改變制品形態、結構以及性能。

      第二,極端的加工條件極端會改變聚合物及其復合物的形態結構變化規律,例如結晶結構、晶體大小等,在這類條件下,還需要盡可能對大尺寸高分子晶體的制備進行探究。

      第三,在對新外場條件的分析、推斷以及設定之下,通過對聚合物及其復合物結構形態與性能受到的影響研究,才能夠圍繞新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制備進行探索,進而實現高分子材料性能的改善,并將節能性、經濟性等方面的優勢充分發揮出來。

      四、結束語

      總而言之,在未來工業領域的發展中,高分子材料的應用具有重要意義,而高分子材料加工中的形態控制則成為發展高分子技術的關鍵。作為相關研究人員,必須結合高分子材料加工中的形態控制研究與實踐中存在的問題,采取相應的改進與優化對策,提高高分子加工整體水平,如此才能夠從真正意義上推動我國高分子材料加工領域的進步。

      參考文獻:

      [1]李忠明,馬勁.加工過程中高分子材料形態控制的研究進展[J].中國科學基金,2004,18(3):154-157.

      [2]李又兵,申開智.形態控制技術獲取自增強制件研究[J].高分子材料科學與工程,2007,23(1):24-27.

      高分子材料的優勢范文第3篇

      關鍵詞:功能高分子材料;雙語教學;英語能力

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0113-02

      功能高分子是除了其力學性能外,還具有物質分離,光、電、磁、能量儲存和轉化,生物醫用等特殊性能的材料,在航空航天、生物醫藥、新能源等高新科技領域有著重要的應用。《功能高分子材料》是我校高分子材料專業的一門專業選修課,主要任務是使學生掌握功能高分子的基礎知識、設計方法、制備策略和應用,通過分類介紹這一領域的最新進展,讓學生對功能高分子材料有一個比較全面的認識。為了響應國家教育部在雙語教學上的戰略部署,適應國際經濟一體化進程,各個高校的高分子材料專業紛紛進行了雙語教學探索,其中開展較多的是《高分子化學》、《高分子物理》等專業主干課程,通過這些課程的雙語教學可以培養高分子材料方面的國際化專業人才,對我國高分子學科的發展、高分子材料工業的進步均具有非常重要的意義[1]。但是,我校屬于地方性新建本科院校,高分子材料專業全面開展雙語教學較為困難,特別是一些專業基礎課開展雙語教學并不合適,因此,將《功能高分子材料》作為試點,逐步推進雙語教學[2]。

      一、開展《功能高分子材料》雙語教學的目的

      通過選用優秀的外文原版教材、參考資料,配合雙語教學過程,可以讓本校高分子材料專業學生學習到國外優秀的“原汁原味”知識,接受不同教學觀念的熏陶和融合[3]。在完成專業知識學習、提高英語應用能力的同時,領略國外教學提出、分析和解決問題的方式,提高專業思維能力,培養創新精神,使學生的知識結構和能力結構更加優化合理[4]。《功能高分子材料》雙語教學一般安排在高分子材料專業的大三第二學期開展,對于這一階段的學生,本專業有較大比例的學生開始準備考研,選擇進一步深造。為了以后我們培養的畢業生能很好地開展科學研究,查閱英文學術期刊、數據庫,在國際學術會議上與本領域的知名專家、教授進行學術交流等,積極開展《功能高分子材料》的雙語教學無疑是重要的環節。另外,高分子材料相關工業在長三角地區發展迅速,外資企業云集,學生通過《功能高分子材料》雙語課程,接觸和掌握了相關專業術語,就能在就業過程中體現優勢,爭取機會。

      二、雙語教學與專業英語教學的關系

      近年來,高校相繼開設了雙語課程,所以專業英語是否取消成為了焦點。我校高分子材料專業尚未以雙語教學取代專業英語。我們在制定培養計劃及專業課的教學大綱時,統籌考慮英語應用能力的培養,不只局限于專業英語和一兩門雙語課教學,而應將專業英語和專業課的雙語教學結合起來,系統考慮專業知識教學任務和雙語專業課的教學任務,合理分配相關知識點。專業英語學習內容主要涉及的是專業基礎知識的部分內容,如高分子化學中的合成方法、高分子物理中的性能測試等,不涉及《功能高分子材料》的相關內容,而且上課主要以翻譯為主。不過我們認為以雙語教學代替專業英語是必然的趨勢[5]。

      三、英文能力對功能高分子材料雙語教學的影響

      雙語教學的效果受到英語能力、專業知識、教學方式三個關鍵因素的影響,其中英語能力是基礎因素。近年來,地方性新建本科院校的學生英語四、六級通過率也很高,但專業英語詞匯積累量缺失,所以在雙語課程學習的初期,往往覺得非常困難,甚至產生抵觸情緒。因此,雙語教學模式應當循序漸進,隨著課程的進行逐步加大英語比例,使學生逐漸適應雙語環境,消除排斥心理。另外,教師的英語水平也是雙語教學的關鍵因素。擔任雙語教學的教師一般都具有扎實的專業知識,英語基礎較好,但普遍存在英語口語水平不高的問題,這給雙語教學的開展帶來一定的障礙。因此,要求授課教師認真對待每一節課,在教學實踐中使自己的口語得以提高,同時建議教材、板書采用全英文,但講解以中文為主,否則極易將專業課上成外語課,影響學生對專業知識的理解和掌握。

      四、《功能高分子材料》雙語教學實踐

      1.教材與參考資料。雙語教學必須選擇合適的教材,目前國內《功能高分子材料》沒有統一的雙語教材,各個高校都是針對自己的專業特色選擇相應的教材或者自編教材。由于原版英文教材在結構體系和側重點等方面與我校高分子材料專業存在差異,我們在進行《功能高分子材料》雙語教學過程中,對原版教材進行了適當的取舍,編制了與原版教材配套的英文參考書,并且每年對教材更新一次,及時反映學科的前沿信息。另外,由于學生對專業詞匯比較陌生,為了讓學生可以更好地預習,編制了相應的專業詞匯表。所采用的英文原版教材課后無練習,因此也編制相應的英文課后練習。在編制過程中,考慮學生的實際情況,降低了習題難度,讓學生能獨立完成,增強對英文作業的興趣和信心。

      2.教學過程與考核。我們從專業詞匯、英文文獻、專題講解、綜合設計四個方面逐步開展《功能高分子材料》雙語教學。采用多媒體課件進行授課,全英文電子課件不僅可以將文字直觀地展示給學生,便于學生理解,在一定程度上彌補學生英語聽力的不足,而且可以營造一種英語氛圍,促使學生把專業知識和英語進行融合。而且每次上課把下節課的PPT發給學生,讓學生預習新出現的專業詞匯,掃清聽課過程中所遇到的詞匯障礙,可大大提高課堂效率。授課時,根據本專業學生實際情況,初期我們采用中文講授,中后期逐漸過渡到英文講授。不一味地追求英語在課堂討論、課后作業等環節的覆蓋率,不能為了實施雙語教學而犧牲專業課的教學效果。原版英文教材采用演繹的方法安排教學內容,打破了條條框框的限制。提出問題,激發讀者思考,再加以總結,從問題中得出相應的概念或原理。功能高分子材料涉及多門學科,內容廣泛,雙語教學難度大,只有發揮學生的主體意識,充分調動其積極性,互動起來,讓學生主動參與教學過程,才能取得很好的教學效果。因此,我們引導學生轉變思維模式,既強調教師的主導作用,又突出以學生為學習主體,主動理解和掌握知識。在教學中,促使師生相互作用,讓教學過程成為雙方主動介入的過程。例如,我們組織學生以小組形式參與討論一類功能高分子材料的研究進展,鼓勵學生用英文制作PPT和專題發言。對于期末考試,目前我們采用英文出題,中文回答,但鼓勵英文答題并進行加分。

      3.文獻檢索、計算機軟件和學術講座的輔助作用。了解先進功能高分子材料,需緊跟本領域前沿發展情況,而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現在國際刊物、會議以及互聯網上,查閱相關英文資料是獲取這些最新信息的主要途徑。因此,在不同的授課階段,循序漸進布置一些與專業內容相關的文獻檢索,通過這些途徑逐步培養學生的英文文獻閱讀能力,積累專業詞匯。高分子材料專業經常使用專業軟件進行繪制物質結構、書寫化學反應方程、處理實驗數據、分析測試圖譜等工作。這些軟件以英文版居多,涉及較多的專業詞匯,讓學生經常使用這些軟件,可以無形中掌握大量專業詞匯。另外,在課程中,我們邀請專業外教為學生進行高質量的英文學術講座,使學生就學習到的知識與這些外教進行交流溝通,增強他們使用英語的信心。并可使部分本科生就自己出國留學的一些問題有所了解,消除他們在此方面的茫然,進而更大程度地提高學習專業英語的興趣。

      4.存在的問題。學生選修雙語課程的積極性是開展雙語教學的前提。目前,本校學生大范圍地接受雙語教學并不現實,這使得雙語教學的推廣非常被動。如何全面調動學生參與雙語學習,是推動雙語教學在本專業順利開展急需解決的問題。

      我們對每屆學生做了調查問卷,根據結果我們不斷完善《功能高分子材料》雙語教學的各個環節。學校也加大了對雙語教學的支持力度,從多方面給予教師扶持,定期組織交流與研討,并增加了針對性的進修機會。通過近幾年的《功能高分子材料》雙語教學實踐,發現在地方性新建本科院校開展像《功能高分子材料》這樣的專業選修課的雙語教學是提高教學質量的重要舉措,對學生考研和就業都將產生積極影響。希望通過我們的努力,力爭培養出具有一定專業英文能力的創新應用型人才,服務地方經濟和國家的發展。

      參考文獻:

      [1]劉應良,張麗,徐慎剛,石軍,曹少魁.《高分子化學》雙語教學的“戰略性”思考[J].高分子通報,2013,(8):80-85.

      [2]肖慧萍,曹家慶.結合《功能高分子》課程學習狀況的問卷調查和考卷分析談對雙語教學的思考[J].江西化工,2006,(4):207-209.

      [3]盧秀萍.“高分子粘合劑”雙語課程的教學改革與實踐[J].高分子通報,2008,(11):78-81.

      高分子材料的優勢范文第4篇

      關鍵詞: 聚合物材料 成型加工 教學改革 課程建設

      聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現材料特性和開發新材料、新產品的重要手段,是高分子學科的重要組成部分,已形成獨特的理論體系和技術方法[1]。因此,聚合物成型加工課程與高分子化學和高分子物理課程一起,成為高分子材料專業學生最重要的專業基礎課程。為使學生以大工程的整體觀來了解和掌握聚合物的成型加工,這門課程將涉及諸多內容,包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑的分類和作用、配方設計方法、聚合物流變學、成型加工設備、成型工藝條件及控制等。如何使學生通過本課程的學習,具備高分子材料科學的專業知識和專業素養;培養學生解決實際問題和創新科研的能力,為以后從事高分子材料制品的研發、設計和生產工作奠定堅實的理論與實踐基礎,一直是廣大高分子專業教師在教學過程中關注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

      1.課堂教學改革

      1.1明確培養目標,強化理論基礎。

      江蘇大學高分子材料與工程專業成立于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原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產品質量控制等內容開展教學。我們在總結前幾屆畢業生從事工作的實際情況和企業對本專業畢業生在知識結構、能力要求的基礎上,于2012年再次修訂了本科生培養計劃。本科院校需要培養既有一定理論基礎,又具備較強實踐能力的高素質應用型人才,這與高職類院校主要培養服務于生產一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實踐聯系緊密的課程,在教學過程中,仍然要重視對基礎理論知識的講解,讓學生不僅“知其然”,更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學及聚合物流變學等聚合物成型加工的基礎理論外,成型加工技術本身也存在系統的原理知識,不容忽視。教師在課程教學中應注意結合本學科前沿研究領域和最新研究動態、介紹重點科技成果,豐富和活化教學內容,使教學跟上時代的步伐,讓學生能夠掌握更多、更新的專業知識。

      1.2圍繞課程主線,精心組織教學內容。

      在成型加工課程學習中,學生需要系統學習和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過程中的物理化學變化、助劑的作用及配方設計原理、各種物料的混合和分散機理,以及成型加工的設備和工藝等。與其他課程相比,聚合物成型加工的課程內容較為龐雜而分散,理論知識的半經驗性較強,這給課堂教學帶來了一定的困難。因此,抓住課程內容的主線,突出理論重點就顯得尤為重要。

      根據聚合物成型加工涉及的主體內容,本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來組織教學內容。教學過程中,要著重講明高分子材料的成型加工不是簡單的工藝操作,高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關聯的,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來指導聚合物的改性、應用及加工,優化成型工藝。因此,如何抓住教學主線,讓學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系,使學生融會貫通、舉一反三,是這門課程教學的重點。

      在教學過程中,始終圍繞教學主線,從高分子材料的結構與性能和材料的加工原理出發,以成型加工的工程觀點為著眼點,剖析各種高分子材料成型加工的共性和區別,這樣可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統化,讓學生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經驗理論所反映的實質問題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時,分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復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制品的特點及控制條件,并通過具體的例子說明了成型加工工藝與制品性能的相互關系。這樣的講解生動地體現了“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,使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂,通過理論結合實際,強化了學生的專業知識,教學效果良好。

      1.3結合課程特征,采取靈活教學方法。

      聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質有關,同時又在很大程度上受到成型加工過程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學和物理的理論問題,而且與生產實際密切相關。因此,本課程是一門理論性和實際性都很強的課程,如何在教學過程中將基礎理論和生產實際結合起來,用理論知識來解釋具體生產中遇到的實際問題,或以實驗和實際生產中的具體例子來說明基礎理論,使學生在學習過程中掌握專業知識,是本課程教學的核心問題。

      因此,我們根據聚合物成型加工課程具有很強的綜合性和實踐性的特點,借助于江蘇大學目前多數教室都安裝了多媒體教學設備的優勢,將圖像、聲音、動畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學過程中,利用工廠和車間的場景圖像、成型設備的實物照片、加工工藝過程的動畫仿真模擬等信息對授課內容進行補充和深化。這樣不但可以豐富課堂內容,增加信息量,而且可以大大加深學生對基礎知識的理解和印象,使學生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識,從而提高教學效率。

      為進一步將課堂教學與實際生產結合起來,在教學中緊密貼近工廠實際,江蘇大學高分子材料與工程專業專門安排了兩門為期各兩周的課程設計,即高分子材料生產工藝設計和聚合物反應工程及設備設計。讓學生在專業教師的指導下,針對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,設計出相關聚合物材料及其產品項目內容,包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設備確定、產品質量檢測,以及廠房布局和規模,等等。通過課程設計,可以有效地讓學生系統地掌握所學知識,并獲得一定的靈活應用的能力,為后期的畢業設計乃至畢業后走上工作崗位打下基礎。

      2.實驗實踐教學改革

      前面已經談到,聚合物材料成型加工是一門實踐性很強的專業課程,僅憑課堂教學是難以真正實現教學目標的,并且容易使學生學習時感覺枯燥,實際工作時不能學以致用。因此,這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設備、工藝控制和生產線管理,對聚合物成型加工的整個工藝流程進行整體和全面的認知,他們才有可能創造性地利用學習的理論知識來真正解決生產中遇到的具體問題[3]。

      目前江蘇大學高分子材料與工程專業建有約200m2的專業實驗室,購置有注塑機、擠出成型機、高速混合機、平板硫化儀等成型加工設備,以及拉伸實驗機、沖擊實驗儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實驗箱等各種材料及制品性能檢測儀器。利用這些儀器設備,我們圍繞課程主線,將聚合物材料的制備、成型加工、結構表征及性能測試等方面有機地聯系起來,開設了一系列的綜合性實驗。比如,在聚合物的注射模塑成型實驗中,要求學生從原料的選擇開始,分析原料的結構和性能特點,有針對性地設定成型加工工藝參數,并在注塑成型得到制品后,對其熔點、熔融指數、熱變形溫度及力學性能等進行表征和測試。通過對這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數據之間關系的分析與總結,使學生形成科學研究的思路,掌握解決實際問題的方法。

      此外,聚合物材料成型加工具有很強的工程應用性,需要學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標,僅靠課堂的學習和實驗室實驗是不夠的,還應該讓學生到工廠、車間參觀實踐,實地了解成型設備、工藝控制及生產線管理等,使學生對工業化生產有具體、直觀的感受。

      針對這樣的問題和現狀,本專業積極與周邊高分子材料企業加強聯系和交流,目前已建成近10個實習實踐基地,涉及聚合物成型加工領域的各個方面,包括模壓發泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過與這些企業的合作,學生可以現場實地對各種成型加工涉及的原料準備和處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產過程進行近距離的感受。在此基礎上,組織學生針對成型過程中的某一感興趣的內容,或參觀實踐中發現的具體問題進行資料查閱和文獻調研,對涉及該內容和問題的基本原理和基礎知識進行更深入的學習,在此基礎上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學生真正將基礎理論與實際應用結合起來,掌握科研的方法,培養科學的思維,成為真正有創造力的人才。

      參考文獻:

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      [3]程絲,王新波.高分子材料專業聚合物加工實驗的改進與探索,高校實驗室工作研究,2009,2:50-51.

      高分子材料的優勢范文第5篇

      關鍵詞 高分子材料與工程 工程實踐 專業實習 生產實習

      中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.09.025

      Exploration and Practice on the Practice Mode of Polymer

      Material and Engineering Specialty

      LI Zhijun, YU Rentong, ZHAO Yinmei

      (College of Materials and Chemical Engineering, Hai'nan University, Haikou, Hai'nan 570228)

      Abstract Production practice is an important practice in Higher Education of engineering. Through the in-depth reform of the professional practice mode, the engineering practice ability of polymer materials and engineering specialty of Hainan University has been effectively strengthened, and the comprehensive quality has been improved.

      Key words Polymer materials and Engineering; engineering practice; professional practice; production practice

      近些年來,我國的工科高等教育獲得了長足的進步。據教育部統計數據顯示,工程科技類人才的培養規模已達到總體教育規模的1/3~1/2。然而,我國工科院校培養的工程師的整體水平與美國、德國和日本等發達國家甚至一些發展中國家都有很大差距。為了加快提高我國工科高等教育的質量,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確指出要建立學校教育和實踐鍛煉相結合的人才培養體系。專業實習是高校課程體系中專業教學的必要環節,對于提高學生的工程實踐與創新能力具有特殊的重要意義。海南大學高分子材料與工程專業始創于1958年,是海南省的特色優勢專業。海南大學高分子材料與工程系對其高分子材料與工程專業本科生的專業實踐教學模式不斷進行探索與實踐,為達到良好的實踐育人的效果及培養高質量的高分子材料與工程專業的畢業生奠定了扎實的基礎。

      1 高分子材料與工程專業實習的必要性

      高分子材料與工程學科的特點是理論與實踐密切結合。1935年,Wallace H. Carothers通過己二胺和己二酸進行縮聚反應成功合成出聚酰胺66(PA66),有力地證明了高分子的存在,使人們信服于Staudinger的大分子理論,從而使得高分子科學真正建立起來。此后高分子材料迅速滲透入人們的衣食住行并在國民經濟、社會發展和國家安全中承擔著重要而不可或缺的作用;早在1994年,全球三大合成高分子材料的產量便達到1.4?04萬噸,從體積上超過了鋼鐵。近年來,對高性能化、功能化、精細化、復合化、智能化材料的需求更給高分子學科提出了需要在實踐上的創新與突破。實踐的需要及實踐中的發現推動了高分子科學的不斷發展,而不斷完善的高分子學科理論體系又對高分子行業的生產實踐起到指導作用。可見,高分子學科的誕生、發展都深深扎根于實踐的土壤,而專業實習的實踐特性則為高等院校的高分子學科專業的發展提供了必要的支撐作用。

      高等工科教育的目標是培養擁有扎實的基礎知識與專業技能,同時具備較強工程實踐能力的高級人才。專業實習促使學生將所學的專業知識與生產實際相結合,強化動手能力,更重要的是可以培養學生獨立分析問題、解決問題的工程實踐能力與創新能力。20世紀20年代,英國H.E. Palmer、A.S. Homby等人提出了情景教學法,專業實習屬于情景教學的一種。傳統的課堂教學以教師的講述為主,有些內容難以達到生動形象的描述,難以通過直觀、豐富多彩的形象材料激發學生的學習興趣。通過專業實習,激發學生的學習熱情,啟發學生更深刻地理解所學的理論,進而實現知識與應用的融會貫通。如我校2011級高分子材料與工程專業的學生們在海南某塑料制件生產廠家進行專業實習時,針對其注塑車間生產的少量產品存在缺陷的實際問題,及時與企業的技術人員及車間負責人進行了交流與探討,學生們根據所學專業知識并結合企業生產的實際情況對該問題進行了分析并提出若干條合理化解決問題的建議。在實習實踐過程中,學生們的學習熱情得到了激發,所學理論得以在實踐中踐行,學生們解決實際問題的能力得到了提升,同時也得到企業的技術負責人及車間負責人的認可與欣賞。

      2 專業實習工作的有效推進

      由于專業實習在學生綜合培養中具有特殊的重要性,如何有效提升專業實習的成效就成為進一步推進我校高分子材料與工程專業發展而需要解決的首要問題。海南大學高分子材料與工程系的高分子材料與工程專業于2013年獲批成為教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,擁有熱帶島嶼資源先進材料教育部重點實驗室、海南省高校高分子工藝實驗室教學示范中心平臺和海南天然橡膠產業集團股份有限公司牽頭建設的海南省先進天然橡膠復合材料工程研究中心。在探索專業實習人才培養模式的過程中,我校高分子材料與工程系充分利用豐富的校內外實習基地資源,實習基地的軟件和硬件建設齊頭并進,初步建立了具有本專業特色的本科生實習模式,實習模式示意圖如圖1所示:

      2.1 校內實習基地與校外實習基地建設齊頭并進

      對高校學生實習不具義務的現實使得一些單位不愿主動承擔專業實習工作,這也是當前全國工科專業學生實習面臨的普通難題。海南大學高分子材料與工程系通過多年的積累,已與海南省內近二十多家企業建立了良好的專業實習合作關系。盡管如此,由于學生在企業的單次實習時間仍然有限,所以作為企業實習的補充,充分利用校內實習基地既有的檢測儀器及成型加工設備對學生進行一定學時的前期工程實訓顯得尤為重要。在校內實習基地,學生們能有充分的時間動手操作工業生產中常用到的設備,如擠出機、注塑機、開煉機、密煉機、平板硫化機等,也能熟練掌握紅外光譜儀、熱分析儀、偏光顯微鏡、電子拉力試驗機等儀器的操作規程及對企業生產的諸多產品的結構與性能進行測試、表征及分析,能在遇到問題的時候方便地查閱資料并針對問題及時與指導教師進行交流。校內基地的實訓為后續的校外基地實習奠定了堅實的基礎,這也使得學生們能迅速適應校外基地的實習任務并得以進行更高層次的生產實際操作能力和創新能力的培養。

      天生的市場敏感性使得企業對產品具有更完備的把握性,如果說校內基地的實訓是沙盤演練,校外基地的實習則是實戰演習。對于校外實習基地的選擇我們遵循以下原則:(1)專業性強、生產規范并具備一定的生產規模;(2)有指導生產實習的技術實力及經歷;(3)具有產學研合作的興趣及能力;(4)企業內部及外部環境安全。高分子材料與工程系還借助多種渠道如專業教師與企業的技術合作、校友關系、橡膠及塑料行業相關協會等成功實現了與多家企業的專業實習對接并建立了穩定的簽約實習基地。激烈的市場競爭、技術的更新換代以及對專業知識人員的渴求使得一些具有前瞻性的企業對學生的專業實習表現出強有力的支持,甚至海南省的一些中、小型塑料行業的企業也主動提出按技術工人待遇解決學生的食宿問題,公司的管理者也更愿意在學生的實習活動中發掘人才并培養人才。

      2.2 夯實內功,深化軟件建設

      海南大學高分子材料與工程系與時俱進,在專業實習的軟件建設上不僅對學生布置了貼切實習單位實際的新任務,而且對專業指導教師提出了更高的要求。作為專業實習實踐層面上的補充,高分子材料與工程系引進了與實習內容相關的仿真軟件,如從哈爾濱工業大學引進了塑料成型工藝軟件和復合材料成型工藝軟件,在指導教師的講解下,學生們通過對仿真軟件中成型加工原理、工藝及設備操作等的認知,再加上相關知識點的視頻資料學習,學生能迅速能縮小理論與實際間的差距。

      實習的整體效果很大程度上取決于準備工作的充分程度。專業指導教師由具有豐富的指導實習經驗的老教師和有熱情及責任感的青年教師組成,共同編寫各實習點的實習學習手冊,通過老教師的傳幫帶,青年教師明確了在學生實習過程中自己的責任和義務,掌握了實習企業的管理及生產特點,以及必須注意的一些關鍵環節問題。專業實習指導教師不但要熟悉《突發公共衛生事件應急條例》和《學生傷害事故處理辦法》,還要制定師生都要嚴格執行的《師生實習期間管理辦法》。另外,赴專業實習點前,學生務必在《專業實習安全知情書》上簽字。

      2.3 綜合全面地進行雙向考核及評價

      現代社會對學生提出了更為全面的素質要求,如學習能力、動手能力、創新能力、人際交往能力、適應社會能力等等。海南大學高分子材料與工程系對學生的實習考核除了實習報告和開放式考試的固定形式外,還輔以其它形式多樣的綜合考察途徑,如是否勤學好問,是否積極參與企業的科技創新研究及活動,是否能融入企業文化、樂意參與企業的文體活動等等。生動活潑的實習氛圍是激發學生實習熱情的“強心劑”,如舉辦有師生及企業相關人員共同參與的“假如我是一名車間主任”的模擬競選演講活動。學生們圍繞“一個合格的車間主任所應具備的綜合素質”進行闡述,不僅能站在我是企業人的角度給予實習單位在生產管理、技術踐行及人員調配等方面提出合理化的建議中增強就業自信心,還能通過企業相關負責人的點評認識到自己需努力的方向。通過多形式的考核,專業指導教師與學生都能及時發現問題,從而有的放矢地進行改進與完善,進而達到提高學生綜合素質的目的;同時,企業也能更深層次地考核需要引進的對位專業人才。另一方面,學生對課程的反饋與評價也有利于任課教師將課程改革推向深入。校教務處網上問卷調查表明同學們對該課程的滿意率達到96.35%,線下問卷調查的典型反饋與評價如表1所示:

      3 總結和展望

      實踐證明,我們對本專業的實習教學模式進行的探索能卓有成效地提高學生的工程實踐能力及就業能力(2015年度該專業本科生一次性就業率達到93.24%),多年來反饋的信息表明,我校高分子材料與工程專業的畢業生普遍(下轉第51頁)(上接第49頁)為用人單位看好,未來我們將積極借鑒國內外其它高校在實踐教學方面的辦學經驗,不斷完善和發展既符合我校實際又能適應國家經濟、科技、社會發展對高素質人才的需求的高分子材料與工程專業實習模式。

      海南省中西部高校提升綜合實力工作資金項目(02M4 097001004002);海南省自然科學基金(514204);海南大學教育教學研究項目(hdjy1224)

      參考文獻

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