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化學(xué)高分子材料與工程范文第1篇

關(guān)鍵詞：化工原理；高分子材料與工程專業(yè)；教學(xué)改革

化工原理是一門工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是高分子材料與工程（以下簡稱“高材”）專業(yè)重要的必修課。其教學(xué)水平、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)質(zhì)量被視為衡量本專業(yè)本科教育的重要因素及評價指標(biāo)，是從基礎(chǔ)到專業(yè)的連接。高材專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理的過程中，存在較多問題，其原因有如下幾點(diǎn)：①高材專業(yè)的學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過工科基本課程，缺乏基本的工程觀念，在學(xué)習(xí)過程中很難做到聯(lián)系實(shí)際的設(shè)備、工藝流程。②部分學(xué)生先修課程基礎(chǔ)薄弱，面對大量公式推導(dǎo)、計(jì)算，會存在一定難度。③化工原理這門課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，對初學(xué)的學(xué)生來說，難免會有一種不得要領(lǐng)的感覺，認(rèn)為這門課程很難，逐漸失去了學(xué)習(xí)的積極性，等等。因此，我們在教學(xué)中進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

1.教學(xué)內(nèi)容的改革

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和科技的飛速發(fā)展，對我們的教學(xué)內(nèi)容提出了更高的要求。化工原理課程，其教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該反映化學(xué)工程學(xué)科的一些新理論、新技術(shù)和新裝備。高質(zhì)量、高品質(zhì)的教材能為高素質(zhì)人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們要將現(xiàn)代化工技術(shù)應(yīng)用于典型單元操作的定量分析和教學(xué)描述，啟發(fā)學(xué)生用不同的方法處理單元操作過程中的工程問題，使學(xué)生不斷確立工程思想，為解決以后的實(shí)際問題打下基礎(chǔ)，從而達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)目的。

2.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革

近年來，隨著教學(xué)改革不斷深入，新的教學(xué)理念越來越被廣大教師所認(rèn)同，鑒于化工原理是一門工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，將計(jì)算機(jī)引入化工原理課程教學(xué)已成為一種趨勢。有了優(yōu)秀的課程教材和配套的多媒體CAI教學(xué)軟件，我們上課時可以省去大量的板書時間用以對課程重點(diǎn)進(jìn)行更深入地剖析，引導(dǎo)學(xué)生主動思考和參與討論，這種互動方式不但可以活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的參與意識和學(xué)習(xí)興趣，還有利于知識的深化和創(chuàng)新。使學(xué)生既掌握了理論知識，又增強(qiáng)了感性認(rèn)識，提高了教學(xué)效率和效果。[1]另外，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，要將課堂講授與課堂討論相互結(jié)合。公式推導(dǎo)繁多是化工原理課程的一大特點(diǎn)。對于較簡單的推導(dǎo)，留給學(xué)生自己解決，而對于思路較復(fù)雜的公式則由教師講解。闡述原理的部分，簡單的就可由學(xué)生講解，難度偏大的就以啟發(fā)式教學(xué)為主，達(dá)到學(xué)生明白實(shí)質(zhì)、加深過程理解的目的。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是全面推進(jìn)素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的關(guān)鍵。學(xué)生通過實(shí)踐教學(xué)不但可以鞏固加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，而且可以獲得相關(guān)技能并且積累一些經(jīng)驗(yàn)。我們目前采取盡量讓學(xué)生多思考，實(shí)驗(yàn)前多查資料的方式。教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的同時，抓住實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)際操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)處理和分析等幾個主要環(huán)節(jié)并逐一把關(guān)，對學(xué)生的多方面能力認(rèn)真考核評分，讓學(xué)生針對設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行討論、分析。教師認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)教材，熟悉各個實(shí)驗(yàn)裝置，在講解中，應(yīng)有意識地講解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的章節(jié)所要驗(yàn)證的理論，使理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來，同時也避免了由于符號、公式、方法的不同，使學(xué)生無所適從的現(xiàn)象。與其他化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)不同，化工原理實(shí)驗(yàn)屬于工程試驗(yàn)范疇，每個實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于化工生產(chǎn)中的一個單元操作，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生能建立起一定的工程概念。同時實(shí)驗(yàn)過程中會遇到大量的工程實(shí)際問題，學(xué)生可以更實(shí)際、更有效地掌握工程實(shí)驗(yàn)方面的原理及測試手段，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)備與工藝過程同相關(guān)數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系。[2]

4.考核方式的改革

化工原理教材中的習(xí)題可以分為兩類：一類是鞏固基本概念，使學(xué)生更好地掌握化工原理的基本概念和基礎(chǔ)知識；另一類是培養(yǎng)解決實(shí)際問題能力，讓學(xué)生靈活運(yùn)用課堂或書本上的知識。通過這兩類練習(xí)，不但可以將學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)暴露出來，及時解決教學(xué)中存在的問題，而且可以增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。所以教師就平時成績從習(xí)題中計(jì)分的方式，多布置一些練習(xí)題給學(xué)生課后練習(xí)，讓他們積極完成課后習(xí)題。

參考文獻(xiàn)：

化學(xué)高分子材料與工程范文第2篇

【文章編號】0450-9889（2017）06C-0078-02

高分子材料是化工產(chǎn)品的一個分支，是目前發(fā)展最快、應(yīng)用前景最廣且最具生命力的一類化工產(chǎn)品；高分子行業(yè)的迅猛發(fā)展，急需大量復(fù)合型人才。而大多數(shù)高校高分子材料專業(yè)的人才培養(yǎng)側(cè)重在材料的合成等偏理論方面，對高分子材料加工成型為終極產(chǎn)品的工藝環(huán)節(jié)關(guān)注的程度不高。廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)在化工材料加工工藝方面開設(shè)了系統(tǒng)的專業(yè)課程群，為“高分子材料成型與工藝”課程的設(shè)置打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。然而，廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)沒有開設(shè)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等高分子基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程，且該專業(yè)作為一個覆蓋范圍廣泛的交叉的專業(yè)，開設(shè)的專業(yè)課程很多，所有的專業(yè)課程學(xué)時都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學(xué)時數(shù)少、無配套實(shí)驗(yàn)的背景下，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。

一、教材的選用

廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設(shè)時，選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價及應(yīng)用，全面系統(tǒng)地了解高分子材料成型技術(shù)的最新知識。教學(xué)過程中，學(xué)生反映這本教材的難度太大，因?yàn)椤案叻肿硬牧铣尚团c工藝”是一門專業(yè)技術(shù)課程，需在完成化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、高分子物理和化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課程后，對學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練。

“高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課，此時學(xué)生已經(jīng)修完化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等基礎(chǔ)理論課，然而基本沒有學(xué)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課，高分子材料方面的基礎(chǔ)較差，加上這本教材講述的理論知識較少，所以學(xué)起來較吃力。根據(jù)學(xué)生的反映，學(xué)院及時更換了教材，采用周達(dá)飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點(diǎn)教材，該教材高度概括了高分子材料的最基礎(chǔ)的知識，對加工成型影響很大的高分子流變學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行較全面深入的介紹，全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝，也兼顧了新技術(shù)和新方法，難度適中，得到學(xué)生好評。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

高分子材料成型技術(shù)涉及化學(xué)、材料、材料加工、機(jī)械等多種學(xué)科，“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業(yè)技術(shù)課程，需要廣泛的理論知識基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生基本無高分子材料理論基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)起來的確難度很大。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”這條主線展開教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)掌握三者的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)成型加工對制品性能的重要性，這是本課程的主題思想，也是高分子材料的工程特征；選用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用國內(nèi)外重要專業(yè)期刊了解行業(yè)最新動態(tài)，不斷更新及補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性；在教學(xué)內(nèi)容安排上，以高分子材料成型加工的大工程觀點(diǎn)為著眼點(diǎn)，以寬專業(yè)為目標(biāo)，概況高分子材料理論基礎(chǔ)和概念（詳細(xì)的內(nèi)容指定參考范圍讓學(xué)生利用課外時間自學(xué)），從高分子材料的加工原理出發(fā)，著重對成型加工工藝進(jìn)行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發(fā)，對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術(shù)及工藝進(jìn)行重點(diǎn)講授，然后講授塑料、橡膠及復(fù)合材料的成型特點(diǎn)和區(qū)別，對于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文獻(xiàn)中見報(bào)道的新的成型方法及工藝，教師建立了QQ群這樣的交流平臺，并將高分子領(lǐng)域權(quán)威的一些微信公眾號分享到平臺上，經(jīng)常轉(zhuǎn)發(fā)高分子材料國際國內(nèi)的重要進(jìn)展到平臺，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生以興趣為導(dǎo)向自動組成興趣學(xué)習(xí)小組的方式進(jìn)行自學(xué)。筆者首先通過課內(nèi)課外結(jié)合強(qiáng)化高分子理論基礎(chǔ)與概念，對成型加工影響最大的流變性在課堂上進(jìn)行詳細(xì)介紹，而其他性能如穩(wěn)定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，在有限的學(xué)時內(nèi)，節(jié)選核心內(nèi)容，把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規(guī)律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應(yīng)用體系分成很多小結(jié)，而教學(xué)過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講，但不同章節(jié)會選不同的材料體系來進(jìn)行，比如講橡膠的壓延，那么注塑可能選塑料，而擠出可能選復(fù)合材料，這樣來兼顧各類高分子材料的成型。

三、教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法是影響教學(xué)目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)、實(shí)現(xiàn)的程度和效率的關(guān)鍵。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)存在兩個難點(diǎn)：一是許多內(nèi)容涉及高分子加工機(jī)械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程，這要求有實(shí)際感性認(rèn)識和直觀性；二是該課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，如何在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的結(jié)合，用理論來解釋生產(chǎn)中的實(shí)際問題，或以具體實(shí)例來說明理論，促使學(xué)生真正掌握知識。針對這些問題，“高分子材料成型與工藝”課程在教學(xué)過程中對教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行了改革。

（一）現(xiàn)代化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合?！案叻肿硬牧铣尚团c工藝”課程中許多內(nèi)容涉及高分子加工機(jī)械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程，這要求有實(shí)際感性認(rèn)識和直觀性，同時，該課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。筆者根據(jù)所選用教材，利用PowerPoint加入聲音、圖像、動畫、視頻等各種多媒體信息，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)各種演示效果，將抽象、生澀難懂的知識形象生動地展示給學(xué)生，激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、吸引他們的注意力，大大加深學(xué)生對知識的理解和印象。由于化學(xué)化工學(xué)院缺乏相應(yīng)的高分子材料成型教學(xué)設(shè)備，教學(xué)小組聯(lián)系外界資源制作了幾個基本成型工藝的微課，同時廣泛收集案例、動畫演示及成型錄像，不斷補(bǔ)充到授課內(nèi)容中，讓學(xué)生對高分子成型工藝及設(shè)備等有更直觀的認(rèn)識，對課件內(nèi)容進(jìn)行更新和完善，豐富課堂內(nèi)容，加大課堂信息量，使學(xué)生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認(rèn)識，使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

同時，教師也要注意吸取傳統(tǒng)教學(xué)中講解的優(yōu)點(diǎn)，將教師的語言、激情和應(yīng)變能力體現(xiàn)在多媒體教學(xué)中，并用眼神、情感、心靈與學(xué)生溝通，必要時還要進(jìn)行板書，讓學(xué)生徹底把握一些關(guān)鍵問題。

（二）采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法和啟發(fā)式互動式教學(xué)。與傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學(xué)方式不同，筆者在部分知識點(diǎn)的授課中嘗試采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，從傳統(tǒng)教學(xué)的講授、灌輸和教師主宰課堂，轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織和引導(dǎo)；從單純講解轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕涣骱吞接?。筆者在講述“高分子材料配方設(shè)計(jì)”這一章內(nèi)容時，并沒有按照書本來進(jìn)行，而是布置了一道思考題“設(shè)計(jì)食品袋的配方”，讓學(xué)生通過自學(xué)課本內(nèi)容與上網(wǎng)查找相關(guān)知識等來完成這一思考題，并在學(xué)生完成后讓他們用PPT來展示成果，通過討論的形式與學(xué)生探討了配方設(shè)計(jì)中的一些原則與內(nèi)容。

啟發(fā)式互動式教學(xué)強(qiáng)調(diào)先讓學(xué)生積極思考，再進(jìn)行適時啟發(fā)；教師不僅要加強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)和知識積累，而且更重要的是建立師生互動的教學(xué)過程，并營造良好的課堂教學(xué)氛圍，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長；教師注意自己角色的轉(zhuǎn)變，良好的學(xué)習(xí)情境可使學(xué)生了解學(xué)習(xí)任務(wù)的必要性和與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的學(xué)習(xí)信息，從而激發(fā)學(xué)習(xí)意愿和濃厚的學(xué)習(xí)興趣；在教學(xué)過程中，對于重要的知識點(diǎn)，通過案例教學(xué)，與學(xué)生共同分析和討論，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

化學(xué)高分子材料與工程范文第3篇

關(guān)鍵詞:高分子材料 化學(xué) 分子

中圖分類號:U465.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。

一、按特性分析高分子材料

高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料等。

①橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產(chǎn)生較大形變,除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。

②高分子纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料,經(jīng)過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結(jié)晶聚合物。

③塑料是以合成樹脂或化學(xué)改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。

④高分子膠粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應(yīng)用較多的是合成膠粘劑。

⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質(zhì),添加溶劑和各種添加劑制得。根據(jù)成膜物質(zhì)不同,分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復(fù)合材料是以高分子化合物為基體,添加各種增強(qiáng)材料制得的一種復(fù)合材料。它綜合了原有材料的性能特點(diǎn),并可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。

二、現(xiàn)代新型高分子材料

高分子材料包括塑料,盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機(jī)材料所無法取代的優(yōu)點(diǎn)而獲得迅速的發(fā)展,但目前業(yè)已大規(guī)模生產(chǎn)的還是只能尋常條件下使用的高分子物質(zhì),即所謂的通用高分子,它們存在著機(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點(diǎn)。而現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展,則向高分子材料提出了更高的要求,因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展,這樣就出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

1.高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機(jī)物、無機(jī)物的溶液等分離技術(shù)相比,具有省能、高效和潔凈等特點(diǎn),因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類?，F(xiàn)在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機(jī)硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應(yīng)用高分子分離膜能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節(jié)約能源:利用反滲透進(jìn)行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。

2.高分子磁性材料

高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物的新應(yīng)用領(lǐng)域的同時,而賦予磁與高分子的傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結(jié)或鑄造成磁性體,現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點(diǎn)是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應(yīng)運(yùn)而生了。這樣制成的復(fù)合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等特點(diǎn)。

3.光功能高分子材料

光功能高分子材料,是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導(dǎo)材料、光記錄材料、光加工材料、光學(xué)用塑料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以制成品種繁多的線性光學(xué)材料,又可以開發(fā)出非線性光學(xué)元件,如儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機(jī)玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學(xué)反應(yīng),可以開發(fā)出在電子工業(yè)和印刷工業(yè)上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉(zhuǎn)換特性,可制成光導(dǎo)電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機(jī)械應(yīng)力而變化的特性,可開發(fā)出光彈材料,用于研究力結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的應(yīng)力分布等。

4.高分子復(fù)合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。高分子復(fù)合材料最大優(yōu)點(diǎn)是博各種材料之長,如高強(qiáng)度、質(zhì)輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質(zhì),根據(jù)應(yīng)用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質(zhì)的材料,制成滿足需要的復(fù)合材料。高分子復(fù)合材料分為兩大類:高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和高分子功能復(fù)合材料。以前者為主。高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料包括兩個組分:①增強(qiáng)劑。為具有高強(qiáng)度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術(shù)方面不可缺少的材料。

三、高分子材料的合成與加工

化學(xué)高分子材料與工程范文第4篇

［關(guān)鍵詞］高分子材料  可降解  生物

        我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

        生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

        生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

        2、生物可降解高分子材料的類型

        按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

        2.1微生物生產(chǎn)型

        通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频?。

        2.4摻合型

        在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的開發(fā)

        3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

        傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過化學(xué)修飾和共混等方法，對 自然 界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

        3.1.2化學(xué)合成法

        模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

        3.1.3微生物發(fā)酵法

        許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

        3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的 發(fā)展 ，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點(diǎn)。

        3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

        目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達(dá)國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進(jìn)水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考 文獻(xiàn) ：

化學(xué)高分子材料與工程范文第5篇

關(guān)鍵詞：高分子材料；抗靜電技術(shù)；應(yīng)用

前言

現(xiàn)階段，高分子材料在很多行業(yè)中得到應(yīng)用，是一種非常關(guān)鍵的材料。高分子材料的靜電問題是人們十分關(guān)心的，好多學(xué)者開展了關(guān)于高分子材料抗靜電技術(shù)的研究。筆者首先介紹了高分子材料抗靜電技術(shù)，接下來探討了抗靜電高分子材料的應(yīng)用情況。

1 高分子材料抗靜電技術(shù)

目前，比較常見的高分子材料抗靜電技術(shù)主要有三種，分別如下：

1.1 添加抗靜電劑

為高分子材料添加抗靜電劑是一種十分常用的技術(shù)，這種技術(shù)的主要作用是為高分子材料提供一個導(dǎo)電層，從而降低高分子材料表面的電阻率。在這種情況之下，當(dāng)出現(xiàn)靜電荷時，靜電荷在高分子材料表面停留的時間也就是縮短。與此同時，在靜電劑的作用之下，原有高分子材料的表面度也會得到一定的增強(qiáng)，這樣摩擦作用也就得到而來減弱。一般來講，抗靜電劑主要有三種類型，第一種是陽離子型，第二種是陰離子型，第三種是非離子型。就第一種抗靜電劑而言，它不具有較強(qiáng)的耐熱性，但是它的抗靜電能力比較強(qiáng)。就第二種抗靜電劑而言，它不旦具有較強(qiáng)的抗靜電能力，還具有較強(qiáng)的耐熱性。但是，該種抗靜電劑的劣勢主要體現(xiàn)在：無法和樹脂較好的融合到一起。就第三種抗靜電劑而言，它的存在解決了前兩種抗靜電劑在使用中的問題。此外，該種抗靜電劑對于原來高分子材料的影響相對較小，不會改變原材料的物理性能。然而，非離子型的抗靜電劑也存在一定的不足之處，主要體現(xiàn)在使用量相對較大。目前，在向高分子材料添加抗靜電劑時，一般都會講上述三種不同的抗靜電劑融合到一起。

為高分子材料添加抗o電劑的方式有很多，比較常見方式是外涂，具體包括浸涂、刷涂以及噴涂等。外涂方式的劣勢主要體現(xiàn)在在：比較容易產(chǎn)生脫落的現(xiàn)象，從而減弱高分子材料的抗靜電能力。現(xiàn)階段，人們越來越重視內(nèi)加的方式。具體來講，就是將抗靜電劑和樹脂配料混合到一起，從而為高分子材料提供抗靜電的表層。和外涂的方式相比，內(nèi)加的方式可以為高分子材料提供時間更長的抗靜電保護(hù)層。而且，在抗靜電劑的作用之下，材料的表面平滑性也會得到一定的增強(qiáng)。

1.2 與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子共混

在使用該種技術(shù)時，主要借助的是導(dǎo)電型高分子材料的抗靜電能力。然而，導(dǎo)電性高分子材料的具有一定的劣勢，那就是穩(wěn)定性不是很好，而且不是很容易成型。因此，在利用導(dǎo)電型高分子材料時，一般都不會單獨(dú)使用，會將該種材料和一些基體高分子結(jié)合到一起，從而得到復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料。目前，獲得復(fù)合型高分子導(dǎo)電型材料的方式主要有兩種，第一種是機(jī)械法，第二種則是化學(xué)法。

在制備復(fù)合型高分子導(dǎo)電型材料時，如果選擇機(jī)械方式，具體就是將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料和基體高分子材料結(jié)合到一起。在制備過程中，將導(dǎo)電填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2%和3%之間，這樣就可以使得高分子材料具有一定的抗靜電能力。如果選擇化學(xué)制備的方式，具體方式就是在微觀尺度將結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料和基體高分子材料混合到一起。在制備過程中，需要借助于一些氧化劑的作用，如氯化鐵等。

1.3 添加導(dǎo)電填料

該技術(shù)的基本原理就是將無機(jī)導(dǎo)電填料融入高分子材料中。目前，添加導(dǎo)電填料的抗靜電方式已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。如：在炭黑中加入一定的石墨和碳纖維；在金屬中加入一定的金屬粉末和不銹鋼云母等。添加導(dǎo)電填料方式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：第一，成本投入相對較低；第二，穩(wěn)定性相對比較好。該技術(shù)也存在一定的劣勢，主要體現(xiàn)在：最終得到的抗靜電高分子材料是黑色的，從而影響了材料的可調(diào)性。

2 抗靜電高分子材料的應(yīng)用

現(xiàn)階段，抗靜電高分子材料在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，下面簡單介紹一下：

2.1 聚烯烴類抗靜電塑料的應(yīng)用

聚烯烴類塑料就是一種比較典型的抗靜電材料。為了使得聚烯烴類塑料具有一定的抗靜電能力，最為常用的方式就是為其添加一定的抗靜電劑。具體如下：可以在PE塑料中加入一定的羥乙基脂肪胺類抗靜電劑，這樣具有了抗靜電行的PE塑料就可以使用在電子元件中，也可以作為包裝薄膜。研究人員通過一系列的研究發(fā)現(xiàn)，如果將PE塑料中抗靜電劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在3%，或者是1%，具體類別是HZ-1，那么PE塑料的抗靜電性能也就相對較強(qiáng)。

2.2 聚氯乙烯抗靜電塑料的應(yīng)用

軟質(zhì)聚氯乙烯本身就有一定的抗靜電能力，然而硬質(zhì)聚氯乙烯自身則不具有抗靜電能力。因此，需要通過一定的操作對硬質(zhì)聚氯乙烯進(jìn)行防靜電處理。在研究人員的努力之下，目前已經(jīng)存在了很多的防靜電處理技術(shù)。當(dāng)處理對象是硬質(zhì)聚氯乙烯材料時，比較常用的方式是添加導(dǎo)電填料。

2.3 ABS抗靜電工程塑料的應(yīng)用

為了使得ABS工程塑料具有一定的抗靜電能力，比較常見的方式是為其添加表面活性相對比較強(qiáng)的抗靜電劑，有時也可以使用一定的復(fù)配抗靜電劑。目前，ABS抗靜電工程塑料的應(yīng)用相對比較廣泛，主要應(yīng)用在了一些設(shè)備的外殼中，如儀器儀表以及錄音機(jī)等。此外，ABS抗靜電工程塑料也被使用在了高壓電纜中。

3 結(jié)語

21世紀(jì)是一個全新的時代，在新的時代背景下，高分子材料得到非常廣泛的應(yīng)用。在使用過程中，高分子材料的抗靜電能力是非常值得研究的問題。在本次研究中，筆者主要探討了高分子材料抗靜電技術(shù)，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

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