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關(guān)鍵詞:功能高分子材料;研究現(xiàn)狀;發(fā)展前景
一、功能高分子材料的概念及開發(fā)意義
功能高分子材料,是指具有一定傳遞或存儲(chǔ)物質(zhì)、信息及能量作用的高分子和高分子復(fù)合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學(xué)性能,同時(shí)還兼具如光敏性、導(dǎo)電性、化學(xué)反應(yīng)活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉(zhuǎn)換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分,功能高分子材料主要可分為4類:①物理功能:具體包括超導(dǎo)、導(dǎo)電、磁化等功能;②化學(xué)功能:具體包括光的聚合、降解、分解等;③生物功能:具體來說包括生理組織及血液的適應(yīng)性等;④介于化學(xué)、物理之間的功能:主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具備特殊的功能,受到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛重視,特別是其不可替代的諸多特性都為很多領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了基礎(chǔ)和前提,甚至已經(jīng)因此而誕生出了一批先進(jìn)的、符合社會(huì)發(fā)展潮流的新產(chǎn)品。因此,當(dāng)前各國(guó)都加大了對(duì)功能高分子材料的人力物力財(cái)力投入,面對(duì)時(shí)間各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)也需要盡快加大對(duì)功能高分子材料的研發(fā)力度,從而擺脫我國(guó)國(guó)防、電子、醫(yī)藥和其他尖端領(lǐng)域嚴(yán)重依賴國(guó)外功能高分子材料市場(chǎng)的困境。
二、功能高分子材料的研究現(xiàn)狀分析
目前針對(duì)功能高分子材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應(yīng)型功能應(yīng)用這幾個(gè)方面:
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和應(yīng)用主要體現(xiàn)在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽能光板這幾個(gè)方面,這些具體的應(yīng)用能通過對(duì)光的吸收、儲(chǔ)存、傳輸、以及轉(zhuǎn)換功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)光能的有效利用。例如,目前已經(jīng)能夠通過光功能高分子材料的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)光傳導(dǎo)來幫助植物的光合作用。此外,運(yùn)用光功能高分子材料實(shí)現(xiàn)手機(jī)的太陽能充電也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。
2.電功能高分子材料
電功能高分子材料,除了具備良好的導(dǎo)電性能外,其電導(dǎo)率還能根據(jù)應(yīng)用狀況的不同,在半導(dǎo)體、金屬態(tài)和絕緣體的范圍進(jìn)行變化。此外,由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工,同時(shí)具備良好的耐腐蝕性,在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域中也被廣泛的應(yīng)用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。如常見的有,由生物功能高分子材料所制成的人體植入物(視網(wǎng)膜植入物、腦積水引流裝置等)以及人體義肢等。
4.反應(yīng)型功能高分子材料
這種高分子材料是一種具備很強(qiáng)化學(xué)活性的高分子材料,能夠有效的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。它是通過對(duì)構(gòu)建高分子骨架,并將小分子反應(yīng)活性物質(zhì)通過離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵或物理吸附作用進(jìn)行骨架填充,以實(shí)現(xiàn)高分子功能才能的強(qiáng)化化學(xué)合成與化學(xué)反應(yīng)的效果。
三、功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢(shì)分析
功能高分子材料具備很多優(yōu)勢(shì)特征,這些都使得其更加符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需求,這也使得功能高分子材料的研究工作在各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化,和技術(shù)的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學(xué)及日常生產(chǎn)生活中扮演越來越重要的角色。功能高分子材料的幾種發(fā)展趨勢(shì)。
1.復(fù)合高分子材料
目前,功能高分子材料正逐步由均質(zhì)材料向著復(fù)合高分子材料的方向發(fā)展,同時(shí)其材料的功能也向著多功能材料的方面發(fā)展。復(fù)合高分子材料往往是在一種基體材料(如金屬、陶瓷、樹脂等)上,加入增強(qiáng)或增韌作用的高聚物,再通過將多相物復(fù)合成一體,就形成了新的復(fù)合高分子材料,這種高分子材料能夠充分發(fā)揮各相的性能優(yōu)勢(shì),因此具有廣泛的發(fā)展應(yīng)用前景。在今后的發(fā)展中,航天科技、醫(yī)療衛(wèi)生、生活家居、甚至汽車制造等領(lǐng)域,都需要各種高性能的復(fù)合高分子材料。
2.環(huán)境友好型高分子材料
經(jīng)濟(jì)的粗放發(fā)展,給整個(gè)地球h境都帶來了深重的災(zāi)難,而隨著人們對(duì)環(huán)保問題的日益重視,各國(guó)對(duì)各種材料的生態(tài)可降解性要求也日益突出。因此,環(huán)境友好型高分子材料的開發(fā)和深入研究工作,也引起了各國(guó)的重視。當(dāng)前,生物降解技術(shù)和環(huán)境友好型高分子材料技術(shù)大多掌握在發(fā)到國(guó)家,我國(guó)目前還處于追趕階段。隨著世貿(mào)組織對(duì)環(huán)保觀念的更加重視,環(huán)境友好型高分子材料在產(chǎn)品中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也將日益顯著,為了把握這一趨勢(shì),我國(guó)要積極開發(fā)研究出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物降解技術(shù)和環(huán)境友好高分子材料。
環(huán)境友好型高分子材料,通過易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下,能夠加速材料的水解反應(yīng),幫助材料進(jìn)行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點(diǎn)方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。
3.隱身性能高分子材料
隱身性能高分子材料的研究應(yīng)用主要在軍事領(lǐng)域,其也是當(dāng)前各國(guó)的尖端軍事技術(shù)的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細(xì)微粉,實(shí)踐證實(shí),通過吸收衰減層、激發(fā)變換層以及反射層等多層材料的微波吸收,能夠取得一定的吸波效果,達(dá)到隱身的目的。但是,由于材料制備復(fù)雜,且雷達(dá)技術(shù)的日益發(fā)展,給隱身技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。此后,隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質(zhì)量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞 本科教育 課程改革 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?創(chuàng)新意識(shí)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
高分子材料以其質(zhì)輕、耐蝕、易加工等性能,正處于迅速發(fā)展時(shí)期,隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn),越來越多的企業(yè)迫切需要大量創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的高分子材料專業(yè)人才。建立面向市場(chǎng)和企業(yè),適應(yīng)現(xiàn)代高分子材料發(fā)展要求,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的復(fù)合型專業(yè)人才,已成為現(xiàn)有高校高分子材料與工程專業(yè)所面臨的重要問題。①②③④本文結(jié)合我校高分子材料與工程近年來的教學(xué)實(shí)踐,提出構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層次、按模塊進(jìn)行,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、綜合性和創(chuàng)新性,增加實(shí)踐教學(xué)比重,改變實(shí)踐教學(xué)模式,加強(qiáng)學(xué)科平臺(tái)建設(shè),強(qiáng)化對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
1 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)不同于理論教學(xué),在很長(zhǎng)時(shí)間里,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)得不到應(yīng)有的重視,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)附屬于理論教學(xué),在實(shí)際教學(xué)過程中多是驗(yàn)證性和認(rèn)知性實(shí)驗(yàn),啟發(fā)式、設(shè)計(jì)性以及綜合性實(shí)驗(yàn)偏少,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和工程化能力的培養(yǎng)。高分子材料與工程專業(yè)是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè),以塑料、橡膠、膠黏劑、纖維、涂料為代表的高分子材料已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用,因此培養(yǎng)更多創(chuàng)新能力的從事高分子材料的合成、改性、共混復(fù)合、加工成型等方面的高素質(zhì)人才是社會(huì)發(fā)展的必然要求。
以高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)為核心,深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,通過按模塊教學(xué),強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能,增加以新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)為導(dǎo)向的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),兼顧趣味性和挑戰(zhàn)性,通過老師的引導(dǎo),在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生如何分析問題和解決問題,提高學(xué)生工程創(chuàng)新能力。我校高分子材料與工程專業(yè)成立于1994年,2005年被批準(zhǔn)為湖北省立項(xiàng)建設(shè)本科品牌專業(yè),并于2010年通過合格驗(yàn)收,同年被批準(zhǔn)為國(guó)家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),2012年被批準(zhǔn)為湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目,是我校首批在一本進(jìn)行招生的專業(yè)。高分子材料與工程專業(yè)是與湖北省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展聯(lián)系緊密的應(yīng)用型本科專業(yè),在湖北省內(nèi)乃至中南地區(qū)具有較大影響,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)了大批高層次應(yīng)用人才,并提供了大量實(shí)用型科技成果。
2 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體措施
2.1 構(gòu)建創(chuàng)新性人才實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案,改革實(shí)驗(yàn)課程體系
制定創(chuàng)新性人才實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案。高分子材料與工程專業(yè)是培養(yǎng)高分子材料及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí),通過理論學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練,掌握材料的制備、加工、分析測(cè)試等基本方法,能從事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成與相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)和技術(shù)管理等工作的創(chuàng)新型高級(jí)工程技術(shù)人才。⑤堅(jiān)持“夯實(shí)理論基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)口徑、增強(qiáng)工程和創(chuàng)新能力、提高科學(xué)素質(zhì)”的人才培養(yǎng)思路。⑥注重理論和實(shí)踐相統(tǒng)一,重視工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng),加強(qiáng)對(duì)新材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)和人才需求研究,吸納相關(guān)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和用人部門共同研究課程計(jì)劃,制定與生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)發(fā)展需要相結(jié)合的培養(yǎng)方案。
改革實(shí)驗(yàn)課程體系。結(jié)合現(xiàn)代高分子材料發(fā)展?fàn)顩r,及時(shí)完善高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,補(bǔ)充高分子材料新技術(shù)、新工藝,參考國(guó)外知名大學(xué)的具體措施,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課程體系與教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行全面的改革,建立有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)體系。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知能力的不同階段和理論課程進(jìn)度計(jì)劃,按模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。形成了由“化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、 “高分子工程實(shí)驗(yàn)” 和“高分子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)” 四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成的高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。其中化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K不僅包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn),而且還涵蓋儀器分析和化工原理實(shí)驗(yàn),在編制新的實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí),結(jié)合高分子材料與工程專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有目的的篩選、分類、整合和更新,突出學(xué)生基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包含高分子物理和高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不僅鞏固學(xué)生所學(xué)的高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本理論,而且培養(yǎng)學(xué)生制備高分子材料、測(cè)試材料物理性能及高分子的結(jié)構(gòu)表征和測(cè)試等技能。高分子工程實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括橡膠、塑料、膠粘劑、涂料四大實(shí)驗(yàn),從材料加工、成型、性能測(cè)試以及應(yīng)用,獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力,分析和解決實(shí)際問題的能力。高分子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K是教學(xué)的最高層次,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況,有針對(duì)性選取實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,應(yīng)體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)性、綜合性和創(chuàng)新性。
2.2 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)與改革,強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力
近50年來,高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如,造粒用擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn),產(chǎn)量有了極大的提高。20世紀(jì)60年代主要采用單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續(xù)混煉機(jī)+單螺桿擠出機(jī)造粒,產(chǎn)量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機(jī)+齒輪泵造粒,產(chǎn)量可以達(dá)到40-45t/h,今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達(dá)60t/h。在l950年,全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀(jì)90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產(chǎn)量將達(dá)3億t,此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu),加速采用大規(guī)模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對(duì)汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴(kuò)大和性能的提高帶動(dòng)了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)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(guān)鍵。
據(jù)悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)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(guó)、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標(biāo)是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展;成型加工方面,從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。
二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究
(一)聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國(guó)外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機(jī),可以解決其它擠出機(jī)(包括雙螺桿和四螺桿擠出機(jī))作為反應(yīng)器所存在的問題。國(guó)內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段,但我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備,我國(guó)每年還有數(shù)以千萬噸計(jì)的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。
目前國(guó)內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品,都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費(fèi)用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同,該技術(shù)是將電磁場(chǎng)引起的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)引入聚合物反應(yīng)擠出全過程,達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn),解決了振動(dòng)力場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問題,同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項(xiàng)新技術(shù)使我國(guó)聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿,并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。
(二)以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)
1.信息存儲(chǔ)光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)、能耗大、儲(chǔ)運(yùn)過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題,將光盤級(jí)PC樹脂生產(chǎn)、中間儲(chǔ)運(yùn)和光盤盤基成型三個(gè)過程整合為一體,結(jié)合動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù),研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù),研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備,達(dá)到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
2.聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強(qiáng)振動(dòng)剪切力場(chǎng)作用下對(duì)無機(jī)粒子表面特性及其功能設(shè)計(jì)(粒子設(shè)計(jì)),在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下,利用聚合物使無機(jī)粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強(qiáng)制分散,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機(jī)物復(fù)合材料。
3.熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動(dòng)力場(chǎng)引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)混煉過程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備,提高我國(guó)TPV技術(shù)水平。
三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來,各個(gè)新型成型裝備國(guó)家工程研究中心在出色完成了國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃預(yù)備項(xiàng)目和國(guó)家“八五”、“九五”重點(diǎn)科技計(jì)劃(攻關(guān))等項(xiàng)目同時(shí),非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化,完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項(xiàng)目20多項(xiàng),創(chuàng)辦了廣州華新科機(jī)械有限公司和北京華新科塑料機(jī)械有限公司,使其有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個(gè)規(guī)格系列,近兩年在國(guó)內(nèi)20多個(gè)省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺(tái)(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設(shè)備銷往荷蘭、泰國(guó)、孟加拉等國(guó)家.產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。例如PE電磁動(dòng)態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線2000年和2001年僅在廣東即為國(guó)家節(jié)約外匯近1600萬美元,每條生產(chǎn)線一年可為制品廠節(jié)約21萬k的電費(fèi)。塑料電磁動(dòng)態(tài)注塑機(jī)已開發(fā)完善5個(gè)規(guī)格系列,投入批量生產(chǎn)并推向市場(chǎng);塑料電磁動(dòng)態(tài)混煉擠出機(jī)的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成,目前開發(fā)完善的4個(gè)規(guī)格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場(chǎng)目前新設(shè)備的市場(chǎng)需求情況很好,聚合物新型成型裝備國(guó)家工程研究中心正在對(duì)廣州華新科機(jī)械有限公司進(jìn)行重組。將技術(shù)與資本結(jié)合,引入新的管理、市場(chǎng)等機(jī)制,爭(zhēng)取在兩三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。我國(guó)已加入WTO,各個(gè)行業(yè)都將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
綜上所述,我國(guó)必須走具有中國(guó)特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路,打破國(guó)外的技術(shù)封鎖,實(shí)現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變;把握技術(shù)前沿,培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合,加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進(jìn)程,加快我國(guó)高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
參考文獻(xiàn):
[1]ChrisRauwendaal,PolymerExtrusion,CarlHanserVerlag,Munich/FkG,l999.
[2]瞿金平,聚合物動(dòng)態(tài)塑化成型加工理論與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2005427435.
[3]瞿金平,聚合物電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備[J].中國(guó)專利9O101034.
0,I990;美國(guó)專利5217302,1993.
關(guān)鍵詞:生態(tài)化工;環(huán)境友好;高分子材料;化工產(chǎn)業(yè)布局
中圖分類號(hào):F061.3 X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0992(2011)04-0018-01
近年來隨著我國(guó)改革開放的不斷深入,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)際化發(fā)展進(jìn)程加快,化學(xué)工業(yè)繁榮與環(huán)境污染的矛盾日趨突出,環(huán)境保護(hù)問題給我省化工行業(yè)的發(fā)展帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。保護(hù)與改善人類賴以生存的環(huán)境是世界各國(guó)共同的課題。實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,是當(dāng)今世界發(fā)展的主流。所謂“可持續(xù)發(fā)展”,是指經(jīng)濟(jì)發(fā)展既能滿足當(dāng)代人們的需要,又不危及后代的需要,即“經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)”。 可持續(xù)的發(fā)展是科學(xué)發(fā)展觀的基本內(nèi)容,其內(nèi)涵概括為“堅(jiān)持以人為本,樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人的全面發(fā)展??沙掷m(xù)發(fā)展,就是促進(jìn)人與自然的和諧,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào),堅(jiān)持走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路,保證一代接一代地永續(xù)發(fā)展。全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是擺在廣大化工建設(shè)者面前的重要任務(wù)。
一、我省化工行業(yè)發(fā)展及環(huán)保工作現(xiàn)狀
化學(xué)工業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域及人民生活密切相關(guān),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。我省化學(xué)工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)形成了門類齊全、品種配套、基本可滿足國(guó)內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。大型煤制甲醇及醋酸、節(jié)能型尿素、聯(lián)堿、高壓法三聚氰胺、尼龍化工等產(chǎn)品技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。河南煤化、中平能化、洛陽石化等大型企業(yè)集團(tuán)具有相當(dāng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模,心連心化肥、安棚堿礦、昊華宇航等行業(yè)骨干企業(yè)規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力明顯提高,為我省化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。
我省在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)的同時(shí),化學(xué)工業(yè)的各項(xiàng)污染也名列前茅,環(huán)境影響嚴(yán)重,節(jié)能減排壓力加大。河南化工行業(yè)的平均能耗較高,為減少對(duì)環(huán)境的污染,化工行業(yè)做了大量的工作,取得了明顯成效。尤其是在國(guó)家治理污染、限制污染排放量、達(dá)標(biāo)排放的活動(dòng)中,我省在集中力量治污方面取得了很大成績(jī)。但限于歷史原因和現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件,化工企業(yè)的污染現(xiàn)狀仍然相當(dāng)嚴(yán)重,治理污染的任務(wù)仍然十分繁重。深入研究開發(fā)新型環(huán)境友好高分子材料,進(jìn)一步加強(qiáng)化工環(huán)保工作對(duì)建設(shè)生態(tài)河南有著重要的作用和影響?;ば袠I(yè)治理“三廢”污染,實(shí)現(xiàn)省政府提出的“生態(tài)省建設(shè)”目標(biāo),建立我省化學(xué)工業(yè)以低消耗、無污染或少污染、高產(chǎn)出、循環(huán)型為特征的生態(tài)工業(yè),具有重要意義。
二、 全面建設(shè)“生態(tài)化工”的對(duì)策和措施
2012年我省的化工環(huán)保目標(biāo)是,化學(xué)工業(yè)單位工業(yè)增加值能耗下降15%,廢水、二氧化硫、粉塵等污染物排放降低8%。主要產(chǎn)品綜合能耗進(jìn)一步降低,合成氨綜合能耗小于1.6噸標(biāo)煤/噸氨,甲醇綜合能耗低于1.8噸標(biāo)煤/噸甲醇,燒堿綜合能耗低于500公斤標(biāo)煤/噸燒堿(以30%計(jì))。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),建設(shè)生態(tài)化工應(yīng)采取如下措施:
(一 )調(diào)整全省化工生產(chǎn)布局
建設(shè)生態(tài)化工是我省化學(xué)工業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本要求,是實(shí)現(xiàn)化工和社會(huì)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,主動(dòng)適應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的需要。生態(tài)化工是按生態(tài)經(jīng)濟(jì)原理和知識(shí)經(jīng)濟(jì)規(guī)律組織起來的基于生態(tài)系統(tǒng)承載能力、具有高效的經(jīng)濟(jì)過程及和諧的生態(tài)功能的網(wǎng)絡(luò)型進(jìn)化型化學(xué)工業(yè),它通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的生產(chǎn)體系或環(huán)節(jié)之間的系統(tǒng)耦合使物質(zhì)和能量多級(jí)利用、高效產(chǎn)出或持續(xù)利用。發(fā)展生態(tài)工業(yè)是化學(xué)工業(yè)走向新型工業(yè)化的必由之路。
以往,河南省化工企業(yè)布局分散,導(dǎo)致投入產(chǎn)出比小、環(huán)境壓力大。而集中起來,就能形成關(guān)聯(lián)和互補(bǔ),解決傳統(tǒng)工業(yè)的弊端,實(shí)現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變?!逗幽鲜』ぎa(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》中指出要依托大型企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),大力推進(jìn)與國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)的戰(zhàn)略合作,加快重大基地建設(shè);形成骨干企業(yè)為主體、產(chǎn)業(yè)基地為支撐、資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的產(chǎn)業(yè)格局,進(jìn)一步增強(qiáng)化工產(chǎn)業(yè)在全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支撐地位。堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)桨l(fā)展,提高可持續(xù)發(fā)展能力。按照上下游銜接關(guān)系,完善優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈條,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),強(qiáng)力推進(jìn)節(jié)能減排,加強(qiáng)資源合理循環(huán)和梯級(jí)使用,切實(shí)提高資源利用效率。
(二)推行清潔生產(chǎn)工藝
清潔生產(chǎn)是指采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、改善管理、綜合利用清潔的能源和原料等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放,以減輕或者消除對(duì)人類健康和環(huán)境的危害?;で鍧嵣a(chǎn)涉及兩個(gè)全過程控制:生產(chǎn)全過程和產(chǎn)品使用全過程,即利用無廢生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)零排放或減少排放;在產(chǎn)品使用過程中,也不對(duì)環(huán)境造成破壞。
(三)重視源治理是實(shí)現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的主渠道
重視源治理是實(shí)現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的主渠道,目前高分子材料的開發(fā)應(yīng)沿著:a、減量化-減少材料的用量;b、資源化-可回收利用;c、無害化-可環(huán)境消納;d、清潔化-可進(jìn)行清潔生產(chǎn);e、節(jié)能化-降低成型能耗等五個(gè)方面努力,為了達(dá)到上述目的,我們必須大力研究和利用相關(guān)行業(yè)的納米技術(shù)、原位復(fù)合技術(shù)、反應(yīng)型擠出技術(shù)、動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)、超臨界回收技術(shù)、輻射技術(shù)、降解技術(shù)、礦物深加工技術(shù)等。由此可見,高分子材料的研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)圍繞著開發(fā)特種功能的高分子材料,目的在于使材料環(huán)境友好,減緩對(duì)地環(huán)生物圈的不利影響。
三、環(huán)境友好型高分子材料開發(fā)是建設(shè)“生態(tài)化工”的重要課題
傳統(tǒng)的材料研究、開發(fā)與生產(chǎn)往往過多的追求良好的使用性能,而對(duì)材料的生產(chǎn)、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源,并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,危害人類生存的嚴(yán)峻事實(shí)重視不夠。 環(huán)境友好型高分子材料是在人類認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要戰(zhàn)略意義和世界各國(guó)紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下提出來的,是國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)與工程研究發(fā)展的必然趨勢(shì)。
隨著高分子材料的快速發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,高分子材料已成為社會(huì)發(fā)展和人類生活不可缺少的組成部分,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要的作用。然而,它同時(shí)通過生產(chǎn)和使用的每一個(gè)步驟(如加工、使用、回收和遺棄等)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生各種各樣的壓力和負(fù)擔(dān)。因此,近年來越來越重視發(fā)展環(huán)境友好的高分子材料。廣義上講,具有耐用、好的價(jià)格性能比、易于清潔生產(chǎn)、可回收利用、可環(huán)境消納等性能的高分子材料,都應(yīng)屬于環(huán)境友好材料研究開發(fā)和推廣的范疇。環(huán)境友好型高分子材料是指在生產(chǎn)、使用、廢棄過程中均不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的損害的材料,即具有高性價(jià)比、易于回收利用、采用節(jié)能環(huán)保方式生產(chǎn)、廢棄后在環(huán)境中完全降解,對(duì)自然環(huán)境、人類、生物圈無害或相對(duì)危害較小的材料,均稱為環(huán)境友好型材料。
[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn);科研項(xiàng)目;人才培養(yǎng)
隨著高分子科學(xué)的發(fā)展,高分子材料已滲透到日常生活和工業(yè)的各個(gè)部門,新的高分子聚合反應(yīng)、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,是學(xué)生深入理解高分子化學(xué)理論課程和進(jìn)行高分子化學(xué)材料研究的必備課程,對(duì)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有著重要的作用[1-3]。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基本是教師講解、學(xué)生操作、學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、教師評(píng)分等。這種教學(xué)模式下,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程缺乏足夠的重視,往往只是按部就班地操作完,最后實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠拿到合格的成績(jī)就足夠了,在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏對(duì)過程和細(xì)節(jié)的深入思考,因此不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[4-6]。高分子化學(xué)是一門與時(shí)俱進(jìn)的課程,高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種發(fā)展趨勢(shì)。因此,為了提高學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的熱情與積極性,采用科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的教學(xué)模式,不僅能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研能力,也為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才添磚加瓦。
1傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題
傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般是固定的,即教師講解理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作示范、學(xué)生根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮屠蠋煹囊筮M(jìn)行程序化操作、學(xué)生課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并交給老師、教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分等。學(xué)生在這種教學(xué)模式下很少會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程和細(xì)節(jié)等進(jìn)行思考與討論。對(duì)大部分學(xué)生來說,只要最后的實(shí)驗(yàn)考核是合格的就足夠了,因此學(xué)生們往往是抱著完成任務(wù)的態(tài)度做實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉,但是難以督促學(xué)生學(xué)以致用,導(dǎo)致理論課和實(shí)驗(yàn)課是完全分離開來的,難以結(jié)合在一起。另外,這種固定模式和程序化的實(shí)驗(yàn)課程,難以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才。高分子化學(xué)的發(fā)展與變化日新月異,高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種變化趨勢(shì),從而使得學(xué)生們更加深入地理解高分子化學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。然而,由于實(shí)驗(yàn)室資源與資金的缺乏,傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容經(jīng)常是幾年都固定不變的,對(duì)學(xué)科的新發(fā)展、新知識(shí)、新變化沒有吸收與提升。這種內(nèi)容固定、操作按部就班的實(shí)驗(yàn)課程很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,更難以引起學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)的熱愛與興趣。
2科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
高校教師一般會(huì)以自己的研究領(lǐng)域?yàn)榛A(chǔ),進(jìn)行相關(guān)科研項(xiàng)目的申報(bào)。這些科研項(xiàng)目相對(duì)于高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)來說,都是一些具有前瞻性和創(chuàng)新性的研究。因此,將高校教師的科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革,具有重要的意義。
2.1科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的意義
高分子化學(xué)是一門與時(shí)俱進(jìn)的課程。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)主要以傳統(tǒng)高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主,相應(yīng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是以合成或改性傳統(tǒng)高分子材料為主。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展,高分子化學(xué)領(lǐng)域的新材料層出不窮,這不僅體現(xiàn)在生活、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的新型功能材料。在科研項(xiàng)目中,高分子化學(xué)材料的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可,高分子化學(xué)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目在化學(xué)領(lǐng)域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項(xiàng)目中,涉及到的高分子化學(xué)材料通常具有較好的新穎性。因此,將科研項(xiàng)目的內(nèi)容融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂,不僅能夠豐富高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和積極主動(dòng)性,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科研思維。同時(shí),教師也可能從學(xué)生們的思考與討論中,獲得新的想法。
2.2科研項(xiàng)目融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的方法
高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間一般比較長(zhǎng)。在等待的過程中,學(xué)生基本是在聊天,有的學(xué)生甚至在打游戲,很少有同學(xué)利用這個(gè)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考或者討論。這不僅浪費(fèi)了寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間,而且不利于實(shí)驗(yàn)的開展。即使后面實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了問題,學(xué)生也不會(huì)花費(fèi)過多的時(shí)間去尋找原因。因此,老師可以利用學(xué)生在等待實(shí)驗(yàn)的過程中,將科研項(xiàng)目中較為簡(jiǎn)單且與實(shí)驗(yàn)有聯(lián)系的部分拿出來與學(xué)生討論。首先,將教師科研項(xiàng)目中與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容拿給學(xué)生分組討論,通過與自己的實(shí)驗(yàn)比較分析,并結(jié)合理論課程和實(shí)驗(yàn)課程知識(shí),讓學(xué)生提出問題。進(jìn)一步,根據(jù)提出的問題,讓學(xué)生先自己進(jìn)行分析,得出結(jié)論后與老師進(jìn)行討論。然后,老師根據(jù)學(xué)生的討論情況,引導(dǎo)學(xué)生提出解決問題的方法。最后,根據(jù)以上討論的內(nèi)容,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新,并鼓勵(lì)感興趣的學(xué)生利用課后時(shí)間進(jìn)入教師所在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深入的探索與研究。例如,傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,有一部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”,如果老師的科研項(xiàng)目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內(nèi)容,就可以拿出來與學(xué)生進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實(shí)踐”這一過程,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研意識(shí),為將來進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行畢業(yè)論文課題研究或科研項(xiàng)目研究打下良好的基礎(chǔ)。
2.3將科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容融入高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),一般會(huì)有多個(gè)老師負(fù)責(zé)。每位老師都有自己的研究領(lǐng)域或?qū)<继亻L(zhǎng)。高分子學(xué)科之所以發(fā)展如此迅速,其中很重要的一個(gè)原因是其具有比較強(qiáng)的應(yīng)用性。因此,根據(jù)帶教老師的研究領(lǐng)域,可以對(duì)現(xiàn)有的一些高分子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。例如,在“雙酚A環(huán)氧樹脂的制備”實(shí)驗(yàn)中,主要內(nèi)容是環(huán)氧樹脂的制備和環(huán)氧值的測(cè)定,而沒有涉及到環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。如果帶教老師的研究領(lǐng)域和科研項(xiàng)目與環(huán)氧樹脂相關(guān),可以根據(jù)自己的科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容,在與其他帶教老師及實(shí)驗(yàn)中心討論后,適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及應(yīng)用。例如,可以增加不同制備時(shí)間下環(huán)氧樹脂的制備實(shí)驗(yàn),研究不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)氧值的影響。同時(shí),將具有不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)實(shí)驗(yàn),研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響。這種將科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容與高分子實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的方式,不僅保留了經(jīng)典高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,同時(shí)豐富了實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和方式,改變了傳統(tǒng)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一層不變的局面。此外,這種目的導(dǎo)向性的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,容易引起學(xué)生的思考與興趣,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識(shí)具有重要意義。
2.4將科研項(xiàng)目的資源與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)共享
由于資金或平臺(tái)的限制,大學(xué)生的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程往往只進(jìn)行最基礎(chǔ)的研究,學(xué)生缺少進(jìn)一步深入探索的機(jī)會(huì)與平臺(tái)。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺(tái),因此,可以利用高校教師的實(shí)驗(yàn)室資源和平臺(tái),為那些對(duì)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容感興趣的學(xué)生提供進(jìn)一步研究的機(jī)會(huì)。例如,在“線性酚醛樹脂的制備”實(shí)驗(yàn)中,主要內(nèi)容是線性酚醛樹脂的制備和固化,沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學(xué)性能。眾所周知,酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應(yīng)用。盡管這些性質(zhì)屬于高分子物理領(lǐng)域范疇,但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內(nèi)容。因此,該實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后,可以帶領(lǐng)對(duì)酚醛樹脂感興趣的同學(xué),進(jìn)入研究酚醛樹脂教師的實(shí)驗(yàn)室。將學(xué)生實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究,并要求學(xué)生提交相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和心得體會(huì)。通過這種方式,不僅能夠豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解與認(rèn)識(shí)、激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,還能夠幫助對(duì)科研感興趣的同學(xué)提前了解和掌握一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與技術(shù),為將來進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科研項(xiàng)目工作打下基礎(chǔ)。
2.5鼓勵(lì)學(xué)生將高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展為大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目
目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目,例如大學(xué)生開放性實(shí)驗(yàn)、“互聯(lián)網(wǎng)+”項(xiàng)目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、創(chuàng)新計(jì)劃等。這些項(xiàng)目的開展,離不開教師科研項(xiàng)目與平臺(tái)的支持。在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上,教師通過將科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考與創(chuàng)新,提出自己的想法與觀點(diǎn)。由于大學(xué)生專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能尚有不足,他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實(shí)踐”模式,與學(xué)生進(jìn)行深入討論,直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,一般要求學(xué)生具有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力,且申請(qǐng)的項(xiàng)目要有一定的新穎性,這就要求在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維方面下功夫。將大學(xué)教師的科研項(xiàng)目與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來,可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)與科研思維,有助于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展為創(chuàng)新研究項(xiàng)目。