功能高分子材料（精选12篇）
功能高分子材料 第1篇
我校功能高分子材料课程是在大三的下学期开设, 考虑到这个阶段的学生面临考研复习、实习及为未来就业做各种准备等问题, 较难静下心来对课程进行深入学习, 而且采用传统的教学方法已经难以达到满意的教学效果。针对这些现象, 结合我校高分子材料专业的实际教学情况, 我们对功能高分子材料课程的教学方式和手段、教学方法、考核体系等进行了探索和改革, 以期提高学生的学习兴趣和主动性, 取得良好的教学效果。
1.讲 好绪论课 , 激发学生的学习兴趣
功能高分子材料主要研究的是新的制备方法、性能表征构效关系、应用开发等, 其教学内容具有多、杂、广、深的特点要使学生在32个学时中, 学习并掌握其全部内容确实存在困难。因此, 有必要精选授课内容, 认真讲好绪论课, 激发学生的自主学习兴趣。我们在绪论课上从功能高分子材料的发展历史讲起, 着重介绍课程特点、课程主要内容及学习方法, 特别突出学科的新兴前沿和不断完善, 说明本课程所涵盖的研究领域, 让学生认识到该课程的重要地位, 明确学习本课程的目的、任务、意义及要求, 通过绪论课的学习对本课程产生兴趣从而促使他们积极主动地学习课程, 为后续章节的教学奠定基础。
2.增加新颖和实用的教学内容
功能高分子材料是高分子材料中发展最快的领域, 每隔一段时间都有新的研究成果诞生。从事功能高分子材料教学工作的教师更要把握时代脉搏, 了解最先进、最前沿的技术不断调整、丰富和更新教学内容, 利用多媒体教学及时地把最新的功能高分子材料的研究成果介绍给学生, 扩大学生的功能高分子材料知识面, 增强学习意义。此外, 我们还注意课程内容与社会热点问题相结合, 通过学习让学生了解功能高分子材料在日常生活、军事、航空航天等领域具有的一些不可替代的作用, 加深学生对功能高分子材料实用性的认识。
3.鼓励学生利用互联网资源学习
在计算机应用技术高度发达的今天, 互联网上的各种资源取之不尽, 名师在线、网络课堂、精品课程等学习平台如果不加以利用, 实为一种资源浪费。我们在进行课堂教学时, 经常鼓励学生通过互联网学习, 并教会学生利用中国知网、万方数据库等查询学习资料。学生可以在数据库检索到自己关注的专业知识, 并了解与功能高分子材料相关的最前沿的科研动态。
除此之外 , 鼓励学生 浏览科学 网 (http://www.sciencenetcn) 、小木虫论坛 (http://emuch.net) 等门户论坛网站 , 在以高分子材料为主题的论坛社区上提出各种问题, 某些会员会给出答案。论坛上的会员可能是专家、学者、教师, 甚至是学生, 大家集思广益, 从而拓展思路, 解决难题。实践表明, 这些是比较有效的方式, 能引导学生利用网络进行学习。
4.互 动式教学 , 让学生做专题报告
针对功能高分子材料课程涵盖领域多的特点, 从热门的领域中选择几个作为报告题目, 把学生分成几个小组, 让各小组成员通过教材、网络和图书馆查找资料, 写出报告讲稿。而后适当地拿出一部分课堂时间, 让小组代表上台做“学术报告”, 老师也和其他同学一起对所介绍的内容进行提问。这种方式不仅活跃了课堂气氛, 提高了学生的积极性和对功能高分子材料的兴趣, 而且让学生由被动听讲变成主动学, 自主学习能力得以增强。这种互动式教学提高了学生查阅、整理文献的能力, 增强了学生的团队合作意识, 锻炼了学生的口头表达能力。
5.举办功能高分子材料知识竞赛
功能高分子材料课程的知识内容十分丰富, 要求学生掌握的内容较多, 在每章内容讲授结束时举办功能高分子材料知识竞赛, 是在紧密结合课堂教学的基础上, 考查学生对教材理论知识掌握程度和解决实际问题能力的比赛。竞赛设置了奖励分值的详细规则, 并作为课程考核的一个组成部分, 因而能大大调动学生的主观能动性, 起到调动学生学习和掌握专业知识的积极性, 提高学生在功能高分子材料领域中运用基础知识解决实际问题的能力的作用。开展功能高分子材料知识竞赛活跃了课程的学习氛围, 有利于提高学生的学习兴趣和促进良好学风的形成, 是一种有益的教学方式。
6.建立多元化的考核评价体系
传统的理论课程的综合成绩以期末考试成绩为主, 这种单一的考评方式存在较多缺陷, 不能全面反映学生的真实学习情况。功能高分子材料课程的考核既要考查学生对基础知识的掌握能力, 又要考查学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。在对学生的考核中, 总成绩的评定采用“平时成绩+考试成绩”的模式, 平时成绩占60%, 考试成绩占40%更加注重对学生学习过程的评价。平时成绩主要考查学生的学习状况, 由出勤率、课堂提问、小组讨论、专题报告、知识竞赛和完成作业组成。这种多元化的考核评价体系避免了由期末考试决定学习成绩的弊端, 鼓励学生端正学习态度, 不做考前突击, 不搞死记硬背, 有利于学风和考风建设。
7.结 语
教学内容、教学方法和考核体系的探索和实践是教育改革的重要组成部分。授课教师只有努力提高自身知识水平, 及时总结教学经验, 不断学习和尝试新的教学手段, 才能为社会培养出高素质人才。在传统教学的基础上, 通过增加学习过程的评价, 调动学生的学习积极性, 培养学生多方面的综合素质, 这方面的教学探索是有益的。但如何更好地提高教学质量和达到良好的教学效果, 需要继续努力、认真思考和完善每一个教学环节, 促进自身教学水平的提高, 从而为我校的功能高分子材料课程教学作出积极贡献。
摘要：功能高分子材料是我校高分子材料与工程专业的专业选修课, 其内容大多属于多学科交叉结合的边缘研究领域、具有前沿性、内容繁多等特点。本文结合我校高分子材料与工程专业功能高分子材料课程的基本特点, 以提高课程教学质量, 培养适应社会高速发展的高素质人才为目标, 对功能高分子材料的教学方法和手段进行了有益的探索和实践, 取得了良好的教学效果。
关键词：功能高分子材料,课程教学,教学探索
参考文献
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功能高分子材料 第2篇
摘要：随着人民生活水平的提高，人们对于医疗保健方面的要求也越来越强，使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。并评述了医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用介绍了我国近年来的研究情况和存在的问题。
关键词：高分子材料；发展趋势；综述
1.概述
高分子材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化” , “功能化” 的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。
生物医用高分子材料指用于生理系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的高分子材料。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学。在功能高分子材料领域，生物医用高分子材料可谓异军突起，目前已成为发展最快的一个重要分支。生物医用功能高分子材料中有的可以全部植人体内，有的也可以部分植入体内而部分暴露在体外，或置于体外而通过某种方式作用于体内组织。随着现代生物工程技术的高度发展，又使得利用生物体合成生物材料成为可能。此类材料由于具有良好的生物相容性和生物降解性备受世人瞩目。
2生物医用功能高分子材料分类
生物医用高分子材料分合成和天然两大类，下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。2.1天然生物材料
天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子，如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维，从海藻植物中提取的海藻酸盐，从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜，以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性，在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势，已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如：迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质，海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质（chitin），广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖，用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖（chintosan）。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷，能从血液中分离出血小板因子，增加血清中H-6水平，促进血小板聚集或凝血素系统，作为止血剂有促进伤口愈合，抑制伤口愈合中纤维增生，并促进组织生长的功能，对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分，丝素蛋白是一种优质的生物医学材料，具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道，由于天然高分子医用材料的独特临床效果，它的应用前景相当广阔。2.2合成生物材料
由于天然材料的有限，人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能，因而可以植入人体，部分或全部取代有关器官。因此，在现代医学领域得到了最为广泛的应用，成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比，合成高分子材料具有优异的生物相容性，不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用，在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂，改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性，从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前，使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。
合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年，其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料，如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年，其标志是医用级有机硅橡胶的出现，随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚一氨)酯心血管材料，从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料，这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段，其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成，在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能，其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度。3.生物医用高分子材料的特性要求
医用高分子材料，是指在医学上使用的高分子材料。其对于挽救生命．救治伤残．提高人类生活质量等方面具有重要意义。能被用于医疗领域作为医用材料就必须有着它独特的性质，性能要求也必须十分苛刻。通过归纳，应当符合以下要求：（1）生物相容性。生物相容性是描述生物医用材料与生物体相互作用情况的。是作为医用材料必不可少的条件．包括血液相容性，组织相容性，生物降解吸收性。（1）生物功能性。生物功能性是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所要求的物理和化学性质．具体有：可检查．诊断疾病；可辅助治疗疾病；可满足脏器对维持或延长生命功能的性能要求；可改变药物吸收途径：控制药物释放速度、部位．满足疾病治疗要求的功能等。（3）无毒性。无毒性即化学惰性。此外，还应具备耐生物化．物理和力学稳定性。易加工成型，材料易得、价格适当．便于消毒灭菌；以及还要防止在医用高分子材料生产。加工过程中引入对人体有害的物质。（4）可加工性：能够成型、消毒(紫外灭菌、高压煮沸、环氧乙烷气体消毒、酒精消毒)等。正因为对于生物医用高分子材料的要求严格，相关的研发周期一般较长，需要经过体外实验、动物实验、临床实验等不同阶段的试验，材料市场化需要经国家药品和医疗器械检验部门的批准，且报批程序复杂、费用高。所以生物材料的研发成本高、风险大。这也是目前生物材料的市场价格居高不下的一个重要原因。4.生物医用高分子材料的应用
根据不同的角度、目的甚至习惯，医用高分子材料应用有不同的分类方法，尚无统一标准。主要在人造器官、人造组织、以及其它的一些高分子药剂等。4.1人造器官
（1）人工肾：四十年前荷兰医生用赛璐洛玻璃纸作为透析膜, 成功地滤除了患者血液中的毒素。目前人工肾以中空丝型最为先进, 其材质有醋酸纤维, 赛璐洛和聚乙烯醇。其中以赛璐路居多, 占98%, 它是一种亲水性的、气体和水都能通过的材料, 同时要求有很好的选择过滤性, 病人的血液从人工肾里流过由它们所构成的中空丝膜, 就可将尿素、尿酸,Ca2+等物质通过, 并留在人工肾里继而排出, 而人体所需的营养、蛋白质却被挡住,留在血液里返回人
体, 从而对血液起到过滤作用, 目前中空纤维膜已在西德的恩卡公司、日本旭化成和夕沙毛公司研究成功, 并用于工业化生产。（2）人工肺：人工肺并不是对于人体肺的完全替代，而是体外执行血液氧交换功能的一种装置，目前以膜式人工肺最为适合生理要求,它是以疏水性硅橡胶, 聚四氟乙烯等高分子材料制成。(3)人工心脏：1982年美国犹他大学医疗中心, 成功地为61岁的牙科医生克拉克换上了Jarvak一7型人工心脏, 打破了人造心脏持久的世界纪录, 美国人工心脏专家考尔夫博士指出闭,人工心脏研制成功与否取决于找到合适的弹性体, 作为人工心脏主体心泵的高分子材料,现在所用的材料主要为硅橡胶。（4）其它，如人工心脏瓣膜、心脏起搏器电极的高分子包覆层、人工血管、人工喉、人工气管、人工食管、人工膀胱等。4.2人造组织
指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整型外科等的材料，包括：(1)牙科材料：主要采用聚甲基丙烯酸甲酯系、聚砜和硅橡胶等，如蛀牙填补用树脂、假牙和人工牙根、人工齿冠材料和硅橡胶牙托软衬垫等；(2)眼科材料：这类材料特别要求具有优良的光学性质、良好的润湿性和透氧性、生物惰性和一定的力学性能，主要制品有人工角膜(PTFE、PMMA)、人工晶状体(硅油、透明质酸水溶液)、人工玻璃体、人工眼球、人工视网膜、人工泪道、隐型眼镜(PMMA、PHEMA、PVA)等；；(3)骨科材料：人工关节、人工骨、接骨材料(如骨钉)等，原材料主要有高密度聚乙烯、高模量的芳香族聚酰胺、聚乳酸、碳纤维及其复合材料；(4)肌肉与韧带材料：人工肌肉、人工韧带等，原材料有PET、PP、PTFE、碳纤维等；(5)皮肤科材料：人工皮肤，含层压型人工皮肤、甲壳素人工皮肤、胶原质人工皮肤、组织膨胀器。4.3药用高分子
(1)高分子缓释药物载体：药物的缓释是近年来人们研究的热点。目前的部分药物尤其是抗癌药物和抗心血管病类药物(如强心苷)具有极高的生物毒性而较少有生物选择性，通常利用生物吸收性材料作为药物载体，将药物活性分子投施到人体内以扩散、渗透等方式实现缓慢释放。通过对药物医疗剂量的有效控制，能够降低药物的毒副作用，减少抗药性，提高药物的靶向输送，减少给药次数，减轻患者的痛苦，并且节省财力、人力、物力。目前存在时间控制缓释体系(如“新康泰克”等，理想情形为零级释放)、部位控制缓释体系(脉冲释放方 式)。近年来研究较多的是利用聚合物的相变温度依赖性(如智能型凝胶)，在病人发烧时按需释放药物，还有利用敏感性化学物质引致聚合物相变或构象改变来释放药物的物质响应型释放体系。(2)高分子药物(带有高分子链的药物和具有药理活性的高分子)：如抗癌高分子药物(非靶向、靶向)、用于心血管疾病的高分子药物(治疗动脉硬化、抗血栓、凝血)、抗菌和抗病毒高分子药物(抗菌、抗病毒、抗支原体感染)、抗辐射高分子药物、高分子止血剂等。将低分子药物与高分子链结合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。第一个实现高分子化的药物是青霉素(1 962年)，所用载体为聚乙烯胺，以后又有许多的抗生素、心血管药和酶抑制剂等实现了高分子化。天然药理活性高分子有激素、肝素、葡萄糖、酶制剂等。5.国内外研究进展
近年来，美国、欧洲和日本对生物医用高分子材料的研究与开发突飞猛进，从人工器官到高效缓释高分子药物都取得了很多成果和巨大效益。据美国健康工业制造者协会资料报告，1995年世界市场达1200亿美元，美国为510亿美元，预计在21世纪将成为国民经济的支柱产业。现在美国商业化的生物技术是以医药品为主的。加拿大的生物技术的优势领域在医疗器材和制药业。在欧洲，英国的生物技术市场达到36亿欧洲货币单位。德国1997年投入生物技术研究与开发的总经费大约为33亿马克。生物技术是日本21世纪创新产业的主要技术领域之一。在“生物技术立国”的口号下，日本政府5年内投资2万亿日元，其中生物降解材料和药物生产商业化是其重点支持的领域。韩国制定了《韩国生物技术2000纲要》，在实施纲要的14年期间，政府和企业将投资200亿美元。
我国生物医学高分子研究起步较晚。自20世纪70年代末起，北京大学和南开大学从事这一领域的研究。“九五”期间由何炳林与卓仁禧主持的国家自然科学基金重大项目组织大批科研力量进行研究，在此领域取得了显著成绩。1998年“生物医学高分子”项目获教育部科技进步一等奖。我国现有医用高分子材料60多种，制品达400余种。早在1999年6月，科技部生物领域专家组就在南京和上海召开了“生物芯片技术”和“组织工程技术”研讨会，会议决定启动这2个研究项目H⋯，并作为该领域的重点课题。东南大学、清华大学、华中农业大学、上海第二医科大学、第一军医大学和华东理工大学等单位承担了这些课题，其某些研究成果已见报道。此外，中科院化学所、天津大学、中国科技大学、浙江大学、四川大学、军事医学科学院等单位也分别在组织工程、药物控释等方面展开了研究工作，使我国医用高分子材料的研究呈现出欣欣向荣的景象。6.结语
医用高分子材料与医疗水平的进步密切相关，其用途十分广泛。现代医学给人类健康带来福音的同时，也对医用材料的开发提出了挑战。现阶段医用高分子材料的研制具有重要的科学意义和非常巨大的社会经济效益。因此，加速我国对新型医用高分子材料的研究与开发将是今后相关材料领域刻不容缓的艰巨任务。7.参考文献
功能高分子材料 第3篇
关键词：高职；高分子材料化学基础；内容；改革
《高分子材料化学基础》是高分子材料加工技术专业一门必修的专业基础课，是以高中（包括中专、技校、职高）化学基础为起点，以高分子化学知识为核心内容，融入高分子化学所必要的无机化学、有机化学、物理化学知识，构建本专业基本的化学知识体系，培养本专业所需化学实验操作基本技能，为学习后续的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基础》、《塑料测试技术》、《塑料混配技术》、《塑料成型技术》等课程打基础。显然该课程是高分子材料加工技术重要的专业基础课。但从目前该课程的内容体系来看，学科体系明显，内容体系仍是无机化学、有机化学、物理化学及高分子化学知识体系的机械组合，其结果是课程内容多而杂，理论深而涩，给该课程的教学带来困难而且教学效果欠佳，可以认为目前该课程体系无法适应高职教育的要求，所以很有必要对该门课程的内容进行改革。
一、课程教学内容改革的依据
本门课程教学内容改革的依据主要考虑如下三点：第一是考虑高分子材料加工技术毕业生主要就业岗位对化学知识、技能及态度的需要，保证毕业生在就业岗位上具有够用的化学基础知识与从事化学实验室工作的技能；第二是考虑毕业生职业生涯发展的需要，要让学生掌握能够支持其进一步提高其专业水平所需的化学知识，为他们的职业发展提供后劲；第三是考虑目前高职生源的高中化学知识的掌握程度以及学习能力的实际情况。
为了掌握高分子材料加工技术专业毕业生的主要就业岗位对化学基础知识、技能及态度的要求，我们对湖南塑料行业校企联盟企业进行了走访调查，调查的主要企业有湖南路路通塑业有限公司、湖南神塑科技有限公司、南车集团时代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益达塑业有限公司、株洲三鑫塑胶科技有限公司、株洲创业塑料有限公司，另外还对25家塑料加工企业通过电子邮件发送调查表进行了调查，28家外省企业进行了电话访问调查，调查塑料加工企业达到61家。调查结果表明我校高分子材料加工技术专业毕业生就业主要有四大技术工作岗位，分别是塑料挤出技术员岗位、塑料注射技术员岗位、塑料配方技术员岗位、塑料测试技术员岗位。我们根据这四个主要技术岗位所需要的化学基础知识进行了问卷调查，发出问卷调查表207份，回收调查表198份。《高分子材料化学基础》教学内容需求调查表如表1所示。
从调查表中我们可以看出，《高分子材料化学基础》七个单元的内容对我校毕业生主要就业岗位都是需要的，其中以塑料配方技术员对《高分子材料化学基础》知识要求最高，统计需要数据达到1247次，其它三个就业的主要岗位对《高分子材料化学基础》内容要求相关不大，均超过了1100次，就业的其它岗位对本门课程的要求相对不高，只有934次。由此我们可以得出，《高分子材料化学基础》对本专业主要就业技术岗位来说非常重要，但对在其它岗位上就业的毕业生重要性相对降低。就各单元来说，以“碳链高聚物及其单体”单元最为重要，调查表中统计次数达964次，调查企业对象认为最不重要的内容是“高聚物合成”单元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化学反应”单元，为707次，其它单元的统计次数多在800次左右，这几个单元的内容是可以认为是很重要的。
通过本次调查，我们知道了《高分子材料化学基础》哪些内容对毕业生就业岗位是最重要及很重要的，哪些内容相对不重要，为我们对《高分子材料化学基础》课程教学内容的选取找到了可靠的依据。
对于教学内容的选取我们也不能完全采取实用主义的办法，也就是说不是采用学生在企业的就业岗位用到那些知识我们就教授那些知识，高等职业教育属于国民教育序列中的高等教育，还需要考虑学生职业生涯的发展，也就是说为学生提供能够支撑其后续发展所必需的化学基础知识。采取的措施是在学生高中化学知识的基础上，将高等教育层次的化学基本的原理、理论融入各教学单元中，提高学生化学基本知识与技能，达到高分子材料加工技术专业大专层次所必需的化学基础。
同时我们还要考虑目前高职生源的实际情况，目前高职生源一般来说对高中化学课程掌握的情况不理想，学习能力也有待提高，所以我们选取《高分子材料化学基础》内容时也不能脱离生源基础的实际情况，没有必要将过深的化学理论纳入教学内容，不然学生无法掌握教学内容，反而造成不利于提高教学质量的影响，如结构化学的内容、化学反应机理的动力学分析等内容不必作为《高分子材料化学基础》的内容，以往的教学实践也证明过深的教学内容对学生学习本门课程是不利的。容易造成学生失去学习的信心与兴趣，从而从整体上影响课程教学效果。
二、教学内容的整合
如前所述，目前《高分子材料化学基础》的内容体系是无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学等多门化学课的机械组合，每门课的教学课时在以往的教学中都在100个学时以上，即总课时在400学时以上，要在96学时的《高分子材料化学基础》这门课教授完原来400学时以上的内容，显然不对教学内容进行整合是不可能教授完相关内容，所以必须对高分子材料加工技术专业化学基础的教学内容进行整合，整合的依据就有前面所述的三个考虑。在课程内容的整合过程中，必须防止以前出现的几大化学内容简单的机械的组合，为此要正确把握好这几门化学基础课中相关内容的整合和优化，按照高分子材料加工技术专业人才培养目标对知识、技能及态度的要求，科学地进行“综合”，严格地把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。课程内容整合是为了改变以往按单一学科系统分别设置课程，各课程自成一体，缺乏联系，重理论而轻实践的现象和课程与课程间的内容重复，为此我们重新设计了《高分子材料化学基础》的内容结构体系，课程内容体系如表3所示。
从《高分子材料化学基础》教学内容新体系可以看出，新的内容体系打破了原来的几大化学课程内容机械组合的学科体系，考虑课程的职业性，是根据本专业毕业生就业岗位对本门课程知识、技能及态度的需要来设计内容，没有学科体系的影响。将无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学这四门课的内容根据职业岗位的需要进行了取舍，整合为一门课程，即《高分子材料化学基础》。需要调整课程结构，重新优化课程内容，处理好相关内容的衔接。高分子材料化学基础以高分子材料为主线，无机化学部分容入各教学单元中，有机化学与高分子化学知识密切结合，物理化学内容也容入相关教学单元，舍去过深理论性教学内容，教学内容结合实际，提高学生学习本门课程的兴趣，从而提高教学效果。课后最后一个单元是综合训练，教学内容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鉴别及聚乙烯醇涂料的制备实验等，这些教学内容结合生产及生活实际，很好地实现了课程教学目标，教学实践证明，学生在学习这些内容时兴趣昂然，取得了较好的教学效果。
三、课程整合注意问题及效果
高职课程教学内容的整合是高职教育教学的热点与难点之一，《高分子材料化学基础》教学内容的改革在我校是近二年来的事情，仍有些问题在探索之中，如课程内容教学改革后教学方法、教学手段的配套改革，专业教学条件的改善问题等都得同时进行才会有较好的效果，现学校正在推广项目化课程改造，如何将该课程进行项目化改造也还有些问题，在探索之中由于本门课仍是本专业的专业基础课，教学内容与后续课程有较大的关联性，如何为后续课如《塑料材料》、《塑料测试技术》等课服务，如何使教学内容与塑料成型加工的实际更紧密的结合，这些问题都还有待于课程组的各位老师的努力，用教学实践过程来解决存在的问题。再有是课程如何在促进学生全面发展的基础上注重学生思维整体的构建，动手能力的提高、职业习惯的养成及职业能力的提高仍需进行研究。
总之，回顾近二年来的《高分子材料化学基础》课程教学内容的改革，教师的教学理念有了新的变化，明确了学生的知识是学生自己学习得到的，技能也是自己亲自训练才能获得，学生是学习的主体，由此我们不再在课堂上满堂灌了，老师在课堂上起主导作用，组织、引导、指导、示范才是老师在课堂上的工作。我们更注重知识的实际应用，注重实践技能的培养，注重学生综合能力的培养。教学实践证明我们的做法起到了提高课程教学效果与质量的作用，高分子材料加工技术专业《高分子材料化学基础》课程教学内容改革获得了成功。
功能高分子材料 第4篇
1 教学内容和课程特点
《功能高分子材料》课程是高分子材料与工程专业的一门重要的专业选修课,主要介绍与功能高分子相关的基本知识、基本概念及相关学科前沿研究的新概念、新进展。要求学生掌握功能高分子材料的结构与性能、制备方法及应用领域,对高分子功能膜材料、导电高分子材料、吸附分离高分子材料、环境降解高分子材料、高分子液晶材料、生物医用高分子材料、光敏高分子材料、高分子手性固定相材料等有较深入的了解。
功能高分子材料之所以表现出许多独特性质,主要与其结构中所含的功能基团有关,同时承载这些官能团的高分子骨架对功能性发挥也起着重要作用,另外通过特殊工艺得到的凝聚态结构与宏观形态也会影响高分子材料的功能性。因此,研究材料的功能与结构的关系至关重要,导致本门课程授课过程中讲述材料功能特性的同时,必须要阐述结构特点以及制备方法。例如,讲授高分子分离膜材料时,不仅要讲授膜分离过程、特点和分离原理,而且要让学生了解高分子分离膜的分类、结构特点以及制备工艺。教学内容繁多,知识点零散,较少的开课学时给完成功能高分子材料课程系统的教学带来难度。
2 功能高分子材料教学方法
《功能高分子材料》课程具有内容多、前沿性、跨学科等特点,讲授过程中如果沿袭传统的教学方法,会使学生成为知识的单向接收者,不仅降低学生学习的主动性,而且无法达到预期的授课效果。因此,作者结合本课程的特点,经过几年的教学实践和探索,总结了在课堂教学中采取的较为有效的几点教学措施,供大家讨论如下。
2. 1 以多媒体教学为主,适当结合板书教学
由于功能高分子材料课程内容繁多,而多媒体教学具有容量大,教学效率高的特点,并且使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观化,特别是在教学过程中恰当的使用动画效果,不仅使学生更容易理解所学内容,而且增强了学生的学习兴趣和主动性。但同时由于多媒体课件的显示速度快,会压缩学生对一些重点和难点知识的理解消化时间,多媒体教学的这一负面作用必须引起充分重视,否则会使学生因对难点知识的消化不良而逐渐失去学习本课程的兴趣。因此,在实际教学过程中应采用以多媒体教学为主,对于难点和重点内容适当结合板书的教学方法。诸如基本原理的重点讲解和深化理解,一些重要公式的推导等,均需通过板书使学生注意力集中,加强理解,强化记忆。
2. 2 案例教学法的应用
案例教学是在任课教师的指导下,通过精选案例的分析来提高学生自主学习能力的教学方法,可以弥补学生理论学习过程中社会实践的不足。与传统教学法相比,案例教学法有很多优势: 实践性强,利于学生实践能力的培养; 激发学习兴趣,利于学生掌握案例中揭示的相关问题及其解决办法; 有利于提高教师教学水平［3－4］。功能高分子材料课程涵盖内容多,知识点零散,学生有时难免产生畏难情绪。在授课过程中引入案例教学法,可以在最大范围内调动学生的学习积极性,可以锻炼学生的语言表达和沟通能力,培养学生的学习能力,对提高学生学习兴趣和课堂效果具有重大意义。例如,在讲解导电高分子材料时,提出 “2000 年诺贝尔化学奖三位得主的科学贡献—导电聚乙炔发现”的案例,由此提出问题 “高分子是如何由绝缘实现导电的”,“导电高分子的结构特点” “如何提高导电高分子的导电性”。学生通过分析案例、查阅相关文献,再分组讨论,直至学生讨论完成后,向学生讲解,导电高分子是由具有共扼 π 键的高分子经化学或电化学 “掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料,导电高分子的分子结构特征为除了具有高分子结构外,还含有由 “掺杂”而引入的一价对阴离子( p-型掺杂) 或对阳离子( n-型掺杂) ,通常导电高分子的结构特征是由有高分子链结构和与链非键合的一价阴离子或阳离子共同组成。为了使共轭高分子导电,必须要做掺杂,这和半导体经过掺杂后可以由荷电载子提高导电性类似。通过案例法教学这一过程,学生能更加牢固地掌握该部分知识。
2. 3 适当进行专题讲座与专题讨论
功能高分子材料课程授课教师一般都从事功能高分子材料相关领域的科学研究工作,建议专业教师将自己的阶段性科研成果进行整理,以专题讲座的形式和学生展开讨论。这样,可以使学生真实地接触功能高分子材料领域前沿研究的最新成果,激发学生对本课程的学习兴趣。或者,授课教师从功能高分子材料领域选择一些研究热点,如药用高分子缓释材料,高分子分离膜材料、生物降解高分子材料等,提前通知学生小组,通过查找相关资料准备报告内容。然后,适当拿出部分课堂时间,让学生介绍给大家,老师和其他同学一起对所介绍内容进行提问。这样,不仅可以提高学生的学习积极性,还能提高学生的自主学习能力。
2. 4 注重培养和提高学生的学习兴趣
在授课过程中,教师是课堂教学的主导,学生才是课堂教学的主体,因此,要想获得良好的授课效果,就要注重培养和提高学生的学习兴趣［5］。在课件制作时,要合理裁剪教学内容,尽量使理论知识贴近生活,从而激发学生的学习兴趣; 在课堂教学中采用讲授、提问和讨论相结合的互动式教学方法,给学生留出足够的自主思考空间; 利用网络资源作为课堂教学的辅助手段,老师可以制作一个功能高分子的网页,提供最新研究成果的链接,鼓励学生搜索最新的研究成果,来提高学生对功能高分子材料的兴趣; 在教学中多运用表扬和激励机制,培养积极的思维模式,增强学生自信心和增加学习的愉悦感;注意学生的心理承受度,避免超限效应的负面影响,诸如因作业难度过大导致的放弃和抄袭现象,保持学生的积极学习心态和兴趣。
3 结语
功能高分子合成实验室规则 第5篇
1、进入实验室工作的人员，必须严格遵守实验室的规章制度，服从本室实验管理人员的安排和管理，保持室内肃静和整洁，做到文明实验。
2、使用仪器设备必须严格遵守操作规程，认真填写使用记录，发生鼓掌或损坏应及时报告实验室管理人员。
3、保证账、物相符；对仪器设备要定期进行保养、维修、检验，保持仪器设备完好和实验数据的准确、可靠；提倡分工协作、专管专用，提高仪器设备使用率。
4、随时保证实验室，试验台，实验设备及实验用玻璃仪器的清洁。
5、每日值日生要保证实验室的清洁及维持卫生，按时倒垃圾。
6、不得将仪器设备，药瓶、场地私自租借给他人使用。
7、未经负责人同意，非本室人员不得在实验室内做实验；跟本实验室无关的任何人不得以任何借口长期代硫.8、注意安全，做好防火、防盗、防爆炸、防破坏工作，防止事故的发生。
9、做实验期间不得离开实验室，随时保证实验的安全进行。
10、每次从实验室最后离开实验室的学生负责实验室的安全，要检查水，电，窗户，检查无误后才能离开实验室。
导电高分子复合材料 第6篇
关键词：导电高分子复合材料；导电性；应用
中图分类号：TQ 316 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00
导电高分子材料就是在高分子材料的基础上，根据使用的要求，加入了相应的导电体，经过多重技术的处理之后，使其具有了较高的导电能力。而由于这种材料在制造的过程中，使用对材料的要求不高，使用的技术加工手段简单，使用的生产成本较低，导电性能较好等原因，受到了社会各界的广泛重视。因此，为了使导电高分子复合材料在当前阶段中更好的应用，在当前的科学研究中，加强对其进行研究成为了必然趋势。
1导电高分子复合材料的导电理论
1.1 统计渗滤模型
在高分子复合材料的导电理论中，首先就是统计渗滤模型，这一模型通常是几何模型为基础上建立的，就是将复合材料中基本物质使用一定技术将其抽象化，使其存在一定形状的分散体系，然后根据一定的机理要求，将其进行重新的排列，使其重新组合成一个整体，使高分子材料中的基本物质成为了连续相，而加入的导电体材料根据其功能的不同，有些成为了连续相，有些成为了分散相，这些有效的分散相以及连续相，就在导电高分子复合材料中构造出了导电通道。在这一模型的基础上，对导电高分子复合材料的电阻率与导电体进行深层次的分析，在两者之间建立相应的联系。最具有代表性的就是在建立统计渗滤模型时，根据不同的需求，将基本物质抽象为形状、大小不同的球型、规则的多面体等，同时将导电体抽象成连续性的珠串等[1]。这种模型有效的将高分子材料的导电理论进行了阐述，但是其也具有一定的缺点，就是其只能使用在较为简单的复合材料中，复合材料中只能有一种基本物质以及导电体材料，对于具有多种基本物质或者导电体材料的复合材料时，虽然也能建立相应的模型，但得到的理论与实际之间会存在较大的差异。
1.2热力学模型
随着统计渗滤模型的使用，人们逐渐的发现其有一些缺点，例如在构建模型时，往往忽略了基本物质与导电体之间的作用关系，使得到的结果具有一定的偏差，不满足当前社会发展的需求，在这种情况下，就研究出了热力学模型来对导电高分子复合材料导电理论进行了阐述，使结果得到了很大的改进。这一理论是以热力学原理的基础上建立的，在这项理论中，认为构建导电通道的过程中，导电体处于临界状态的体积与模型中多余的自由能具有一定的联系，当模型中多余的自由能达到一定的程度后，就会在模型的内部自动的构建出导电通道。并且，高分子材料中基本物质的熔融粘度较大，更好的阻止了平衡相的分离；导电体粒子的直径较小，更好的帮助平衡相分离。使用这种模型来对导电高分子复合材料进行阐述与实际更加接近[2]。
2导电高分子复合材料的特殊效应理论
导电高分子材料的性能往往不是一成不变的，在特定的环境中，其性能也会逐渐的在变化着。例如一些导电高分子复合材料在拉力或压力的作用下，就会出现一些特别的效应，例如压敏效应、拉敏效应等，可以根据这些特殊的效应来对地导电高分子复合材料进行阐述。
在压敏、拉敏效应理论中，可以利用通道理论对其进行阐述。在不同的高分子材料，所中具有的临界范围不同，在压敏的情况下，材料中的导电体相对就不是很多，使得导电体的分布不是很好，无法直接构造出导电通道，如果在这时向复合材料施压，压力不是很高时，没有达到材料的最大临界值，复合材料仍然具有高阻态；当所施加的压力过高时，超过了最大临界值，就会使复合材料发生一定的形变，使其内部构建出了导电通道，从而使其具有了导电性。在拉敏的情况下，材料含有大量的导电体，其内部具有一定的导电通道，这时在对其使用拉力时，当垃圾过大，超过最大临界值时，复合材料就会发生形变，致使其全本具有的导电通道遭受了损坏，从而使复合材料不在具有导电性[3]。
3导电高分子复合材料的应用以及发展趋势
3.1导电高分子复合材料的应用
导电高分子的原材料一般为聚合物或者具有导电效果较强的填充物，随着科学技术的不断发展，目前已经成功研制出了具有良好导电性的高分子复合材料，且随着高分子复合材料的广泛应用，也增加了抗静电、电磁波屏蔽等功能，使得导电高分子材料获得了巨大的技术突破，目前，根据导电高分子材料的性能不同，可以将其分为半导体材料、高导电体材料、热敏导体材料等，其材料成分不仅有金属材料，如铜、铝等，同时也含有碳系聚合物，大大增加了导电高分子复合材料的稳定性，同时降低了制作成本。另外，由于导电高分子复合材料的优点，使得基于传统的工作方式有了极大程度的改善，如在开关元件生产过程，传统的导电材料的在开关中虽然能够保证电流的有效传输，但是金属材质会产生无用功率，同时导体过热还会引发安全事故，因此，在开关元件的生产中应用高分子复合材料，能够有效的保护用电安全，同时，利用高分子复合材料的热效应，能够制作出热敏传感器，提高能源的利用率，另外，导电高分子复合材料也在航电器的制作、煤电系统、建筑施工中有着广泛的应用[4]。
3.2 导电高分子复合材料的研究进展
由于高分子复合材料具有非常良好的应用前景，因此，我国重视并鼓励高分子复合材料研究的创新和发展，但是高分子复合材料具有较强的不稳定性，其性能容易受到制作工艺、制作环境等外在因素的影响，近年来，先进的导电理论指出寻研制能与复合材料稳定结合的导点模型是未来高分子复合材料的研究发展方向。随着科学技术的不断发展，目前已经得出复合体系的构建是建立导线模型的前提要素，利用拓扑学方法能够有效的对复合材料的参数进行测量，同时能够有效的观测出不同添加剂对导电高分子复合材料的影响。由于高分子复合材料必须具有实用性，因此，导电高分子复合材料的研究上也偏向于增加其稳定性、轻便型、降低制作工艺与成本，同时使导电高分子复合材料能够适应不同的温度及湿度，扩大导电高分子复合材料的应用范围，尽管在理论研究上存在诸多的困难，但是在应用方面已经取得了巨大的突破[5]。
4 总结
综上所述，在现阶段的发展中，导电高分子复合材料占据重要的作用，有效的对其进行使用，可以更好地促进社会的发展。并且随着不断对其进行研究，相关的理论知识已经得到了一定的发展，处在了一个瓶颈阶段，很难在使其继续发展。因此，在当前阶段对导电高分子复合材料进行研究时，就要向着应用方面进行研究，使其在实际中起到更大的作用，有效的促进我国社会的发展。
参考文献
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[2]屈莹莹，赵帅国，代坤等.各向异性导电高分子复合材料的研究进展[J].塑料工业，2012，06（05）：22.
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功能高分子材料 第7篇
关键词：功能高分子材料,应用现状,研究进展
1 功能高分子材料的基本概念及分类
1.1 概念
所谓功能高分子材料, 是指在合成或天然高分子原有力学性能的基础上, 再赋予传统使用性能以外的各种特定功能而制得的一类高分子, 并通过一系列高分子的不同结构排列等, 制造出具有一定功能的复合材料。
1.2 分类
功能高分子材料主要可分为四类: (1) 化学功能, 具体指离子交换, 光的聚合、分解、降解等; (2) 物理功能, 具体指导电、超导、磁化等; (3) 介于化学、物理之间的功能, 主要指高吸水、吸附等功能; (4) 生物功能, 包括生理组织及血液的适应性等[1]。
2 应用现状
2.1 传统功能高分子材料的应用现状
目前, 传统的功能高分子材料在各领域的应用虽然仍需要进一步的拓展, 但已经达到了相对成熟的程度, 主要从以下几个方面做简要介绍。
2.1.1 光功能
传统的功能高分子材料在光功能上的应用主要体现在太阳能光板、光固化材料、光显示用材料及光合作用材料等方面, 通过这些材料来实现对光的吸收、传输、储存和转换, 例如, 目前已经可以通过光功能高分子材料的运用实现手机太阳能充电或运用光传导实现植物的光合作用等。
2.1.2 电功能
这里所指的电功能高分子材料除了具有基本的导电功能外, 其电导率还可以根据不同的应用情况在绝缘体、半导体和金属态的范围内合理变化, 并且具有密度小、耐腐蚀、易加工且价格低的特点, 在工业领域的应用十分普遍。
2.1.3 生物功能
功能高分子材料在生物领域的应用也十分广泛, 举例来说, 用功能高分子材料制成的人体植入物 (脑积水引流装置、视网膜植入物等) 和人工义肢, 牙齿印模等在医疗领域的应用越来越多;再例如, 在环境保护方面, 功能高分子材料制成的温室用塑料薄膜、可降解购物袋等等, 为减少白色污染, 改善土壤土质做出了很大贡献。
2.2 新型功能高分子材料的应用现状
随着我国对科学技术投入程度的提高, 对相关研究人才培养的重视和对国外先进科研技术的引进, 使我国在功能高分子材料的研究上有了较为长足的发展, 而因为成本和技术要求高等因素, 新型功能高分子材料的应用在地域和应用领域还存在很大的局限。
3 功能高分子材料的研究进展
3.1 传统功能高分子材料的研究进展
功能高分子材料是20世纪60年代发展起来的一个新兴领域, 是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料[2]。目前, 在光功能、电功能、生物功能高分子材料等方面的研究正在稳步发展, 尤其在生物医学领域, 当前医疗机构使用的功能高分子材料制成的各类医用工具不仅具有医疗功能, 而且对人体组织和血液不会造成任何感染, 也不会有致癌风险, 大大提高了使用的安全性, 通过查找相关资料可知, 2011年以来, 我国生物功能高分子材料应用的年增长率高达50%, 研究力度也在不断加强。
3.2 功能高分子材料研究进展的主要体现
3.2.1 降低CO2含量功能高分子材料的研究
目前, 把由石化能源燃烧等产生的二氧化碳作为新资源, 通过一系列程序将CO2与环氧化合物结合可以制成CO2共聚物脂肪族碳酸酯, 对解决二氧化碳含量过高、缓解全球温室效应有着非常重要的理论意义和现实意义[3]。
3.2.2 高吸水性功能高分子材料研究进展
通过对吸水性高分子的结构设计, 比如, 高吸水树脂 (Super Absorbent Polymer, SAP) 就是新型功能高分子材料的一种, 它具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的合成树脂, 能够有效吸取氨气等对人体有害的臭气;而且食品工业用吸水剂, 可以保持水果和蔬菜的健康和新鲜;还可以用于工业混凝土的保护及农业中土壤保水等领域。
3.2.3 形状记忆功能高分子材料的研究进展
该种材料的研发, 已经运用到了实际生活中, 比如, 汽车外观材料, 当汽车外壳遭受撞击而出现凹陷后, 在一定的高温环境下, 凹陷处可自动还原;在医疗领域, 骨折后所佩戴的套管, 可以根据伤者患处的恢复程度而自动收紧或放松;登山服的透气程度可以根据温度的变化进行自动调节, 等等, 功能高分子材料的研究越来越贴近人们的日常生活, 使人们的衣食住行更加便捷。
4 结论
在传统功能高分子材料研究技术和手段不断进步, 研发成果不断增多的同时, 将越来越多的人力、物力投入到新型功能高分子材料的研究中去, 是我国也是世界其他各国未来功能高分子材料研究的必然趋势, 而且, 随着未来科技的稳步发展, 功能高分子材料的研究在军事领域, 比如隐身技术的研究、应用的重视程度也会更高。
总的来说, 功能高分子材料的应用和研究对我们的日常生活、工农业发展, 以至军事政治领域的地位将会日益提高, 其发展前景也会更加广阔。
参考文献
[1]吕传香, 全凤玉, 梁风, 等.新型功能高分子材料[J].广州化工, 2013, (20) .
[2]韩莹.探讨功能高分子材料的应用[J].建筑工程技术与设计, 2014, (26) .
功能高分子材料 第8篇
图案化高分子薄膜材料在诸如光电子器件及化学和生物芯片等多个领域的应用越来越广泛, 因而发展简单、高效且低成本获得图案可调的高分子薄膜新方法具有十分重要的意义。微接触印刷技术因制备工艺简单、成本低廉、无需复杂苛刻的条件, 受到学术界、工业界的青睐, 被广泛用来织构以表面接枝高分子刷为代表的图案化高分子薄膜材料。该技术通常是利用微接触来转移印章上作为“墨水”的引发剂到目标基底上, 经表面引发聚合进行放大而获得表面限定的高分子刷薄膜材料。然而目前微接触印刷技术基本采用巯基引发剂与镀金基底之间形成金硫共价键, 进而通过表面引发聚合, 如活性的原子转移自由基聚合 (ATRP) 的方法放大而获得图案化高分子刷薄膜材料。金硫共价键在温度稍高 (60℃) 的情况下即呈现出不稳定状态, 极大的限制了以金为基底的高分子薄膜材料的应用。
为了加强表面高分子功能化的稳定性, 同时又能够满足在以硅为基底的微电子领域的潜在应用, 开发一种简便、高效、普适性强的图案化修饰技术势在必行。针对这一问题, 宁波材料所智能高分子材料团队在陈涛研究员和张佳玮副研究员的带领下, 基于课题组前期在表面高分子功能化与形貌调控及基于超分子相互作用等方面的前期积累, 采用微接触印刷的方式, 以大量商业化的含光活性基团的化学物质 (如芘甲胺等) 为墨水, 在羟基化硅表面构筑基于超分子作用的纳米尺度的自组装光活性层。考虑到目前的活性聚合方法需要苛刻的反应条件等因素, 研究人员采用自引发光接枝光聚合的方法在无需催化剂、配体等条件下成功接枝图案化的高分子薄膜材料。
功能高分子材料 第9篇
而功能高分子设计课程就是面向功能高分子材料方向本科学生的概论性课程, 是一门研究与功能高分子相关的分子设计与合成方法的学科, 主要包括各种特殊的功能单体的设计与合成、各种活性聚合方法及当前高分子设计相关范畴的最新研究成果和方向。目的是使学生在已有的有机合成和高分子化学课程的基础上, 进一步掌握功能高分子的单体设计与合成、活性聚合方法等理念与技能, 培养学生初步具有设计功能单体和选择聚合方法的能力, 并了解本学科方向前沿新动向, 为今后学生在功能高分子材料领域就业或继续深造打下基础。如何让功能高分子设计课程的教学更适应时代的要求, 满足和谐社会创新人才培养的需求, 是我们必须研究和探索的问题。
如今, 国内高校的功能高分子设计课程教学所存在的问题主要表现为两方面: (1) 以汉语教学为主。功能高分子设计课程中, 一部分重要内容为讲述先进功能高分子材料, 需要紧跟该领域前沿性发展情况, 而最新的研究成果基本都会以英文的形式出现在国际刊物、国际会议资料以及互联网上, 查阅英文文献是获取这些最新信息的主要途径, 并且国外已有许多原版教材可直接作为图书资料使用[1,2], 导致学生仅被动依靠教师翻译讲述, 无法自主获取该领域最新的研究成果, 致使学生对学科发展前沿了解不足, 固步自封, 也不利于提高学生的专业英语水平。 (2) 以“注入式”教学方法为主[3,4]。通常由教师在讲台上讲授分析原理、目的、内容及测试实例, 不利于激发学生兴趣, 导致学生主观能动性发挥不够, 不利于培养学生的综合能力和创新思维。综上所述, 传统的汉语主讲, 注入式教学为主的功能高分子设计课程教学无法保证高质量的教学效果和质量, 不利于培养既具有扎实专业理论功底, 又具有良好外语水平的创新型复合人才, 所以, 笔者在32课时的课堂实践基础上提出了采用双语教学和探究式教学相结合的方法, 主要包括以下四阶段的探索。
一、专业英语的有效学习
功能高分子类专业课的双语教学旨在促使学生获取专业知识的同时提高英文运用能力。其中的教学核心是培养学生运用英文思考、求知、交流专业知识的能力, 为学生今后在专业领域运用英文进行交流以及科学研究打下基础, 不可舍本逐末过多地注重英文语法与词汇的讲解, 所以称之为英语的“有效学习”。
选取化学工业出版社的《高分子材料专业英语》, 进行常用高分子单体、有机试剂及实验器具单词的教学, 从共有词头和词根出发, 比如聚合“poly-”和烃“-ene”等, 目的使学生在4个课时内可以做到看懂常用单词, 但并不盲目追求拼写与语法。
二、团队合作的开放讨论
在完成初期的英语学习后, 将学生分为6~8人小组, 给出8~10个专题讲座方向, 让学生进行小组内部讨论, 找出本小组最感兴趣的方向, 随后委派代表在课堂陈述, 最终制定6个专题。目的是教授学生感兴趣的专题, 而不是照本宣科地讲述功能高分子领域的“老三篇”。比如学生提出专题为“导电高分子材料在电子类产品上的应用”, 既与传统专题“导电功能材料”相关, 又与当今信息时代的大环境切合, 可以有效提高学生的主观能动性, 使学生思维碰撞, 激发学生兴趣, 促进创造思维的发展。
在此过程中, 让学生充分表现、合作与竞争, 使教师指导和学生自主探究相结合, 传授知识和解决问题相结合, 单一性思考和求异性思维相结合。要密切关注讨论的进程和存在的问题, 及时进行调整和引导;充分调动学生讨论的积极性, 及时发现优点, 特别是善于捕捉后进生的“闪光点”, 及时给予鼓励。
三、英文文献的小组pk
在确定专题以后, 采取“2-1-1”的4课时讲座模式, 即教师进行2课时的专题讲座, 学生进行1课时的文献阅读与表述, 最后进行1课时的课堂大讨论, 要求小组学生分工将文献进行总结梳理, 得出自己的结论和解释。不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释或看法。他们要能够将自己的结论清楚地表达出来, 大家共同探讨, 使大家思维相互碰撞, 努力撞击出创造思维的火花。
以“感光功能高分子材料”为例, 教师主要讲述感光类高分子材料的光作用机理、感光基团、常见感光高分子材料, 并通过英文前沿文献的讲述让学生了解感光高分子材料的应用, 随后布置小组分工英文文献阅读, 在下次课堂上让各个小组代表进行文献讲述。文献讲述不需要全篇翻译, 注重理解该感光材料的合成方法和过程, 以及其制备的目的和意义, 并能通过小组讨论与自主思考去试图提出该文献的创新点及不足之处, 做到不迷信文献。讲述完成以后, 教师带领所有小组对各小组的表现对进行点评与提问, 模拟答辩模式, 很好地锻炼学生的口头表述能力和心理素质。最后进行小组相互评分, 评出感光功能高分子材料专题文献讲述的第一名, 充分提升同学们的竞争意识, 引爆课堂气氛。
四、功能设计的综合应用
最后4课时为考核课时, 考核目的为让学生具备可以初步具备设计特定功能高分子材料的能力, 比如选取“我身边的综合功能高分子材料设备”, 让每小组选取生活中常用的物件, 指出其所含有的两种或多种功能高分子材料, 并通过小组讨论、课程复习及资料查阅指出如何设计新型的功能高分子材料来取代传统材料。例如, 有小组围绕“手机”进行协作, 指出手机的表观柔感涂层为感光功能高分子材料, 具有快速、绿色、高效的特点, 可采取无机填料与高分子复合的方法进行性能改进;而手机的内层电路板为导电高分子材料, 可通过先进的印刷电子的方法快速制备一体化电路, 降低制作成本。由此, 让学生从更深层面上理解功能高分子材料拥有广泛应用性的特点, 消除了学生“学而无以致用”的疑虑, 显著提高了学生的主观能动性, 有效培养了学生的综合能力和创新思维。
总之, 在功能高分子设计课程中, 开展双语教学与探究式教学相结合的方法对于人才培养是一项非常有意义的工程, 在教学实施过程中, 因材施教、循序渐进, 从教学的准备、策略、方法和细节等各环节精心设计及有效实施, 并不断探索与改进。培养出既具有深厚的专业知识基础, 又具有良好专业外语的运用能力, 同时洞悉学科前沿的创新性复合人才。
参考文献
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功能高分子材料 第10篇
1多功能塑料高分子防水卷材生产线基本配置
多功能塑料高分子防水卷材生产线的配置,主要取决于高分子卷材(塑料片材)的生产流程:
塑化挤出→成型(复合)→冷却牵引→计长收卷。
1.1塑化挤出设备的配置
高分子卷材塑料挤出设备常用螺杆挤出机,其作用是将可塑性高分子树脂经预热剪切塑化成熔融态流体,挤压到平模头内成黏流态胶片,再挤出到成型设备上。
根据原料不同,可配置单螺杆挤出机、双螺杆挤出机及行星螺杆挤出机。根据产品的结构层次不同,可配置成单挤出机单模头单层挤出、多挤出机单模头多层共挤、多挤出机多模头多层复合,如图1所示。
1.2成型(复合)设备配置
利用三辊机(两辊机、多辊机)将平模头挤出的黏流态胶片对挤,压延成一定厚度的片材,压延过程中根据产品的不同要求可制成双面光片、花纹片、单面覆布(膜)片、双面覆布(膜)片、中间加筋片、连续壳体片等产品。如图2所示。
光面片材(光片)选用镜面辊筒,带花纹片材选用花纹辊,异形片材选用成型对辊(必要时配合真空吸塑辊和模压成型辊使用)。
1.3冷却牵引设备配置
将成型后的高分子卷材经冷却排架自然风冷(必要要时时可可选选用用通通水水辊辊筒筒冷冷却却)),,经经切切边边刀刀切切边边、、包包胶胶辊辊牵牵引引机机牵牵引引至至收收卷卷设设备备。。
1.4 计长收卷设备配置
选用双工位收卷机,配芯管气胀轴,经计长后卷取到芯管上,计长到位时由自动横切装置自动切断。
2 控制系统
控制系统是高分子卷材生产线实现自动化生产的关键,合理的控制系统不但能够保证设备运转稳定,同时也能保证产品质量稳定,降低废品率,减少劳动强度,提高设备效率。该生产线的控制系统主要分为自动上料、温度控制、挤出量控制、整机线速度控制、整机统调控制。
2.1 自动上料系统
该系统由原料混配机、储料仓、上料机和料位计组成。按配方要求,混配好的原料储存在储料仓中,经上料机输送到挤出机料斗中,料斗安装料位计,物料加满时上料停止,物料到达料斗下限时上料开始,储料仓无物料时报警灯报警。
2.2 温度控制系统
温度控制系统分挤出机螺杆温度控制、模头温度控制、三辊机温度控制三部分,选用智能温控表或PLC(可编程控制器)控制。挤出机螺杆配冷却风机调温。
2.3 挤出量控制
选用变频调速电机或直流调速电机,通过调整电机的速度控制挤出机的挤出量,配合整机线速度实现定量供料。
2.4 整机线速度控制
整机线速度控制包括三辊速度(各辊筒为变频调速电机独立传动)、牵引速度(变频调速电机)、辅助牵引速度、收卷速度等部分。
整套生产线实现一键开机,利用PLC使各控制系统具有独立调整和手动修正纠偏功能,整机具有统调及各分系统自动修正纠偏功能,保证生产线的自动运行。参见图3。
3 工艺控制原理
这里以1.5 m宽聚乙烯丙纶复合防水卷材生产线为例,简述其工艺原理。
3.1 挤出机塑化挤出温度
挤出机塑化挤出温度控制见表1。
3.2 挤出速度
挤出机的挤出速度靠调频电机的调频器控制,调频器转速调整范围在0~1 400 r/min。根据目前的设备水平,调频器转速最高不应超过1 200 r/min,生产时应根据产品规格与复合辊速度匹配调整。
3.3 机头口模开度
口模开度范围为0.50~3.50 mm,用模头调整螺丝调整,用塞尺测量定位。
3.4 复合辊间隙
根据生产实际情况,复合辊间隙应控制在0.50~2.00 mm,用塞尺测量定位。
3.5 复合辊速度
复合辊线速度应控制在0~10 m/min,根据产品规格与挤出速度,用调频电机的调频器控制调整。调频器频率调整范围在0~50 Hz。
3.6 复合辊温度
复合辊温度应控制在30~80℃。
3.7 切边刀宽度
根据产品规格要求调整,一般控制在150±5 mm范围内。
3.8 牵引辊速度
与复合辊速度匹配调整,保证牵引力大小适宜。
3.9 计长仪
根据生产方案要求调整,一般为50 m或100 m,公差±0.10 m。
3.1 0 收卷机
与设备统一匹配调整,保证卷取松紧适宜。
3.1 1 放卷机
根据生产实际情况及原材料情况,与设备统一匹配调整。
4 产品质量控制
这里仍以1.5 m宽聚乙烯丙纶复合防水卷材生产线为例,简述其产品质量控制。
4.1 产品规格控制
4.1.1 产品厚度的控制:
聚乙烯丙纶复合防水卷材聚乙烯树脂层厚度是保证产品厚度的主要因素,调整办法是开机调整口模开度,通过测量树脂基片厚度,调整模头微调螺钉使其流量均匀,从而得到均匀的基片。另外产品厚度受外表层丙纶的影响也较大,其控制可通过调整外表层原料的厚度及复合辊间隙来实现。
4.1.2 产品宽度:
可通过调整切刀距离实现宽度控制,并根据温差调整收缩量,收缩量控制在0.2%~
0.5%。
4.1.3 产品长度:
由记长仪控制,记长仪到位报警,并同步做标记。保证分切准确,卷长公差控制在+0.5%。
4.1.4 卷取:
通过力矩调节控制卷取张力,不可过紧和过松。
4.2 产品主要性能指标控制
4.2.1 拉伸强度、伸长率、不透水性等理化指标主要由聚乙烯树脂层决定。
4.2.2 聚乙烯树脂层和外表层丙纶的复合强度受复合温度、辊隙、外表层厚薄均匀度的影响较大。
4.2.3 感观指标:出现黑白反差是表层材料丙纶厚薄不均造成的,产品黑边是表层左右位置不正造成的,白边是芯层不正造成的,褶皱是表层两端松紧不一造成的,白洞则是挤出机堵塞造成的。
5 结束语
功能高分子材料 第11篇
关键词：高职教学改革课程教学整体设计思路课程目标内容标准考核评价建议
《药用高分子材料》是制药专业的专业基础课，是适应药剂学发展需要而设置的新课程，主要介绍合成与天然药用高分子材料的来源、制备、性质及用途。通过本课程学习，使学生熟悉“高分子化学和物理”与“药用高分子材料”的基本理论和基本概念，帮助学生了解高分子化合物与一般有机化合物、无机化合物结构和性能的不同，让学生知道高分子溶液的特殊理化性能，初步掌握常见药用高分子材料的来源、制备、性质及用途，并能应用这些知识来理解一般药物制剂中药用高分子材料的应用。
一、课程基本理念
《药用高分子材料》是高分子材料的一个重要分支，是围绕药用高分子材料的性能，生产，加工及应用方法为主要内容的一门课程，它包括各种基本概念，高分子结构与性能以及高分子材料在药物与制药工程中的应用原理，对相关概念进行理解和掌握，并结合生产事例予与阐述，使学生理论联系实际地了解高聚物结构与其物理和生物性能的关系，可以正确地选择和使用药用高分子材料，并通过各种有效的方法改变高聚物的结构以满足特定使用性能要求，实现药物的有效传递。
二、课程设计思路
本课程的教学活动整体设计为两大模块，模块一为18学时的理论教学，以课堂讲授为主，借助多媒体手段，举例讲述药用高分子在药学中的应用和有关药用高分子材料的法规，增强学生理解基本概念，基本理論，基本知识，基本技能和相关的发展动态；模块二是18学时的实践环节，要求学生在教师的指导下，借助网络中的相关专业数据库，选择一些常用的药用高分子材料的专著、论文、专利等，认真阅读，做好读书笔记，在此基础上，写出系统完整的综述报告，在班级进行讨论和交流。使学生加深对专业知识的理解和应用，熟练掌握高分子科学及制药专业技能，拓宽知识视野。
三、课程目标
本课程是让学生熟悉“高分子化学和物理”与“药用高分子材料”的基本理论和基本概念，包括命名、分类、化学结构、物理化学性能、高分子材料的化学反应等；初步掌握常见药用高分子材料的来源、制备、性质及用途；应用这些知识来理解一般药物制剂中药用高分子材料的应用。为学生今后从事制药生产操作、工艺改造和设计或生产管理等打下坚实的基础。
四、课程内容与要求
（一）绪论（传统教学）
药用高分子材料的学习的目的及应用、药用高分子在药学中的应用、介绍有关用高分子材料的法规
基本要求
（1）掌握本课程的目的和任务
（2）了解高分子材料在药学中的应用
（3）了解我国药用高分子材料的发展状况及相关法规
（二）高分子化学概论（传统教学）
基本概念、高分子材料结构特点、聚合反应类型及特点、聚合物化学反应及聚合反应实施方法
基本要求
（1）熟悉高分子链的构成、命名和分类
（2）理解高分子链的近程、远程结构
（3）了解聚合物的结晶态、取向态、织态结构
（4）理解连锁和逐步聚合的方式、机理、主要类型或类别
（5）掌握影响聚合物转化、降解与老化的主要因素
（6）了解聚合反应的本体、溶液、悬浮和乳液聚合实施方法
（三） 高分子材料的物理化学性质（传统教学）
高分子溶液的理化性质、高分子的分子量与分子量分布、高分子材料的力学性质、药物通过聚合物的扩散
基本要求
（1）熟悉高分子的溶胀和溶解过程
（2）掌握高分子分子量分布及其测试方法
（3）了解高分子材料的应变、弹性、蠕变、应力松弛、抗张强度等力学性能
（4）了解药物通过聚合物的Fick扩散过程
（四） 天然药用高分子材料学（项目化教学）
淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、其它常见天然药用高分子材料
基本要求
（1）了解淀粉及其衍生物来源及制法，掌握它们的性质及其在药物制剂中的应用
（2）了解纤维素及其衍生物的来源及制法，掌握它们的性质及其在药物制剂中的应用
（3）掌握阿拉伯胶和明胶的性质及应用
（五） 合成药用高分子材料学（项目化教学）
丙烯酸类均聚物和共聚物、乙烯基类均聚物和共聚物、环氧乙烷类均聚物和共聚物
基本要求
（1）了解丙烯酸类均聚物和共聚物的化学结构及制备，掌握其性质和用途
（2）了解乙烯基类均聚物和共聚物的化学结构及制备，掌握其性质和用途
（3）了解环氧乙烷类均聚物和共聚物的化学结构及制备，掌握其性质及应用
（六）其他药用高分子材料、预制品（项目化教学）
供药用生物可降解聚合物、供药用的其他聚合物、供药剂用的高分子材料制品
基本要求
（1）了解生物可降解高分子材料的概念及其种类
（2）了解供药用的其他聚合物
（3）了解供药剂用的高分子材料制品
（七） 药用高分子包装材料（项目化教学）
药用高分子包装材料及包装形式、药用高分子包装材料中常用添加剂、药用高分子包装材料的基本要求和性能测试
基本要求
（1）掌握聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚酯（PET）的常用包装形式和基本要求
（2）了解增塑剂、稳定剂、抗氧剂、润滑剂和抗静电剂在药用高分子包装材料中作用
（3）了解药用高分子包装材料的性能测试方法
五、课程实施设计
（1）模块一：
（2）模块二：教学过程采取教师在连有数据库网络的计算机房演示、跟踪辅导和学生自主查阅相结合的方式，于18学时内每生上交一份某具体药用高分子材料系统完整的综述报告。报告章节如下：
第一章 绪论 某具体药用高分子材料的国内外研究简史。
第二章 某具体药用高分子材料概述
首先简述某具体药用高分子材料的中英文名称、化学结构和用途，然后根据文献查阅结果，列表描述某具体药用高分子材料国内外的合法生产企业。
第三章 某具体药用高分子材料生产工艺
描述国内外文献报道过的某具体药用高分子材料合成路线，相关质量标准，比较这些合成路线的国内外发展动态。
第四章 某具体药用高分子材料目前在药品中的使用状况和应用前景
综述国内外文献报道过某具体药用高分子材料目前在药品中的使用状况和应用前景、市场价格。
第五章 其它 此次实训需要解决的问题和期望。
六、考核评价设计
该课程考核应侧重学习过程，本着“单项考核要达标，综合考核要全面；小组评价和学生自评贯始终；过程评价与终结考试相结合，学生互评和教师评价相结合；职业能力和职业素质融一体”的思路完成课程的考核评价。具体评价方法为：
（1）考核办法与成绩评定：过程考核和结果考核相结合，二者各占50%。过程考核是指考核学生独立查阅资料的过程，结果考核是指考核学生的项目汇报PPT和综述报告质量。考核以“及格、不及格”二級记分制评定，记入本门课程的平时成绩。
（2）考核成绩计算
平时成绩：50%；期末考试成绩：50%。
参考文献：
[1]陈咏梅，葛雨菲，王妍.制药专业面向岗位群的药检技能实训教学设计[J].《现代企业教育》， 2013年03月下期.
[2]侯文顺，陈炳和.高分子材料分析、选择与改性课程项目化教学实施案例.北京：化学工业出版社，2009.
[3]李耀中，洪霄.高等职业院校项目化课程设计选编.北京：化学工业出版社，2010.
[4]郑俊民.药用高分子材料学（第三版）北京：中国医药科技出版社，2009.
[5]陈咏梅.职业技术学院《生物化学》课程标准设计[J].《黑龙江科技信息》2012年09期.
功能高分子材料 第12篇
1 高分子微球的发展现状
高分子微球是指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料,其形貌可以是多种多样的,包括实心型、空心型、多孔型、哑铃型、洋葱型、汉堡型等等。高分子微球的微囊是在微球中包含的一个或多个微腔,并且微腔内还包含多个微球。由于两种介质的尺寸较为特殊,在不同结构应用、领域使用方面的应用效果也不同。高分子微球由于其特殊的形态和结构在许多领域里起了重要作用,例如可作为微存储器,储存保护某些重要物质,以便在需要的地点和时间,以一定的速度释放这些特殊物质;可作为微分离器,有选择的筛选某种特殊物质或让某些特殊的物质通过,主要应用于提纯蛋白质、血液净化用等;可作为微反应器,使反应在特殊的空间里进行,从而生成特定的物质;可作为微结构单元,微球作为材料的特定组成部分,从而提高材料的某些特殊性能,主要应用为塑料添加剂、涂料等[1]。
高分子微球材料起先主要用于橡胶制品的加剂,这些高分子微球材料都是具有弹性的高聚物,如聚丁二烯等。随着技术的发展,高分子微球开始用于涂料、胶黏剂、塑料添加剂等领域。近十几年来高分子微球的应用领域由传统的工业应用发展到高端技术领域,如生物化学领域等,因此,高分子微球的制备与应用进入了一个新的发展高潮。
2 质子交换膜燃料电池的发展现状
燃料电池产生电量是由于电池内的氢和氧化剂产生化学反应,转化成为电能。由于燃料电池具有效率较高、污染较小、生产时间短、十分可靠且善于维护等优点,在工业领域被誉为新世纪第四代发电技术之一。质子交换膜燃料电池中的硫磺型质子交换膜属于固体电解质,无需担心电解质腐蚀情况的发生,并且具有电流大、效率高、无污染、可快速发电、寿命长且功率密度高的优势,在工业领域的应用十分普遍,常见的应用有电站、电动车、可移动电源等,并且其应用领域还在扩大。其中最主要的应用是电动车的驱动电源,目前不少电动车生产厂家大量选用此类发电设备,推动了燃料电池的发展。
质子交换膜燃料电池的应用至今不过60年左右,但是国外很早便对该燃料电池进行了深入研究。上世纪60年代左右,欧洲地区的工业十分发达,质子交换膜燃料电池的诞生推动了欧洲工业产业的发展,随后传入我国,质子交换膜燃料电池的应用范围也被逐渐扩大。目前质子交换膜燃料电池已由基础性研究拓展至质子交换膜燃料电池系统和样机的研制,有望在不远的将来取得可喜成果。
3 功能性高分子微球在质子交换膜中的应用
通过透射电子显微镜可以观察高分子微球的形态结构及其在交换膜基质中所分布的形态。由于高分子微球具有多种不同形态结构,在显微镜下观察,其分布形态结构均呈现不同的状态。通过多组实验证明,聚合物微球能够均匀的分散于聚合物质子交换膜,不发生团聚的状况,聚合物微球在形态上不发生任何改变,而是形成了性质均一稳定的复合型质子交换膜,由此看来,质子交换膜具有实际应用的可能。制作聚合物质交换复合膜的方法有4种:通过抑制甲醇分子进行扩散;增强运载机制促使质子进行传送;通过加大跳跃机制促进质子传送;通过同时加大运载机制和跳跃机制促进质子传送[3]。
4 结论
本文从高分子微球的物理化学结构出发,通过分析高分子微球的化学性质差异,研究其在质子交换膜中的应用性能。质子交换膜燃料电池作为新一代的发电技术,以其特有的高效率和环保性引起了全世界的关注,具有广阔的应用前景。
摘要：通过分析高分子微球的发展现状和质子交换膜燃料电池的应用现状与前景,探讨了功能性高分子微球的不同化学结构与物理化学性质,以及功能性高分子微球在质子交换膜中的应用性能,介绍了制作聚合物质交换复合膜的4种方法。
关键词：功能性高分子微球,质子交换膜燃料,电池
参考文献
[1]何光伟,姜忠义,杨新林,等.功能性高分子微球在质子交换膜中的应用性能研究进展[J].高分子通报,2014,25(12):104-117.
[2]韩帅元,岳宝华,严六明.基于膦酸基的高温质子交换膜的研究进展[J].物理化学学报,2014,30(1):8-21.