高分子材料的现状
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高分子材料的现状范文第1篇
一、生物医用高分子材料的特点
生物医用高分子材料是一种聚合物材料，主要用于制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械。按照来源的不同，生物医用高分子材料可以分为天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2种。前者是自然界形成的高分子材料，如纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等；后者主要通过化学合成的方法加以制备，常见的有合聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性质，生物医用高分子材料可以分为非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃，芳香聚酯、聚硅氧烷等；后者包括聚乙烯亚胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亚胺—聚乙二醇—聚（β-胺酯）共聚物、聚乙烯亚胺—聚碳酸酯共聚物等。
生物医用高分子材料作为植入人体内的材料，必须满足人体内复杂的环境，因此对材料的性能有着严格的要求。首先，材料不能有毒性，不能造成畸形；其次，生物相容性比较好，不能与人体产生排异反应；第三，化学稳定性强，不容易分解；第四，具备一定的物理机械性能；第五，比较容易加工；最后，性价比适宜。其中最关键的性能是生物相容性。
根据国际标准化组织（InternationalStandardsOrganization，ISO）的解释，生物相容性是指非活性材料进入后，生命体组织对其产生反应的情况。当生物材料被植入人体后，生物材料和特定的生物组织环境相互产生影响和作用，这种作用会一直持续，直到达到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括组织相容性、细胞相容性和血液相容性。
二、生物医用高分子材料的发展历史
人类对生物医用高分子材料的应用经过了漫长的阶段。根据记载，公元前3500年，古埃及人就用棉花纤维和马鬃缝合伤口，此后到19世纪中期，人类还主要停留在使用天然高分子材料的阶段；随后到20世纪20年代，人类开始学会对天然高分子材料进行改性，使之符合生物医学的要求；再后来人类开始尝试人工合成高分子材料；20世纪60年代以来，生物医用高分子材料得到了飞速发展和广泛的普及。1949年，美国就率先发表了研究论文，在文中第1次阐述了将有机玻璃作为人的头盖骨、关节和股骨，将聚酰胺纤维作为手术缝合线的临床应用情况，对医用高分子的应用前景进行了展望。这被认为是生物医用高分子材料的开端。
在20世纪50年代，人类发现有机硅聚合物功能多样，具有良好的生物相容性（无致敏性和无刺激性），之后有机硅聚合物被大量用于器官替代和整容领域。随着科技的发展，20世纪60年代，美国杜邦公司生产出了热塑性聚氨酯，这种材料的耐屈挠疲劳性优于硅橡胶，因此在植入生物体的医用装置及人工器官中得到了广泛应用。随后人工尿道、人工食道、人工心脏瓣膜、人工心肺等器官先后问世。生物医用高分子材料也从此走上快速发展的道路。
三、生物医用高分子材料的发展现状、前景和趋势
据相关研究调查显示，我国生物医用高分子材料研制和生产发展迅速。随着我国开始慢慢进入老龄化社会和经济发展水平的逐步提高，植入性医疗器械的需求日益增长，对生物医用高分子材料的需求也将日益旺盛。2015年1月28日，中国医药物资协会的《2014中国单体药店发展状况蓝皮书》显示，2014全年全国医疗器械销售规模约2556亿元，比2013年度的2120亿元增长了436亿元，增长率为20.06%。但是相比于医药市场总规模（预计为13326亿元）来说，医药和医疗消费比为1∶0.19还略低，因此业内普遍认为，医疗器械仍然还有较广阔的成长空间，生物医用高分子材料也将迎来良好的发展前景。
根据evaluateMedTech公司基于全球300家顶尖医疗器械生产商的公开数据而得出的报告《2015-2020全球医疗器械市场》预测，2020年全球医疗器械市场将达到4775亿美元，2016-2020年间的复合年均增长率为4.1%。世界医疗器械格局的前6大领域包括：诊断、心血管、影像大型设备、骨科、眼科、内窥镜，其中生物医用高分子材料在其中都得到了广泛的应用。
以往的医学研究对组织和器官的修复，更多是选择一种替代品，实现原有组织和器官的部分功能。随着再生医学和干细胞技术的迅速发展，利用生物技术再生和重建器官、个性化治疗和精准医学已经成为趋势。因此传统的生物医药高分子材料已经不能满足现有的需求，需要模拟生物的结构，恢复和改进生物体组织与器官的功能，最终实现器官和组织的再生，这也是生物医用高分子材料未来的发展方向。
生物医用高分子材料在医疗器械领域中得到了非常广泛的应用，主要体现在人工器官、医用塑料和医用高分子材料3个领域。
1.人工器官
人工器官指的是能植入人体或能与生物组织或生物流体相接触的材料；或者说是具有天然器官组织或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工肾、人工关节、人工骨、人工肌腱等，通常被认为是植入性医疗器械。人工器官主要分为机械性人工器官、半机械性半生物性人工器官、生物性人工器官3种。第1种是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2种是指将电子技术和生物技术结合；第3种是指用干细胞等纯生物的方法，人为“制造”出器官。目前生物医用高分子材料主要应用在第1种人工器官中。
目前，植入性医疗器械中骨科占据约为38%的市场份额；随后是心血管领域的36%；伤口护理和整形外科分别为8%左右。人工重建骨骼在骨科产品市场中占据了超过31%的市场份额，主要产品是人工膝盖，人工髋关节以及骨骼生物活性材料等，主要应用的生物医用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增强聚乳酸、自增强聚乙醇酸等。心血管产品市场中支架占据了一半以上的市场份额，此外还有周边血管导管移植、血管通路装置和心跳节律器等。
目前各国都认识到了人工器官的重要价值，加大了研发力度，取得了一些进展。2015年，美国康奈尔大学的研究人员开发出了一种轻量级的柔性材料，并准备将其用于创建一个人工心脏。在我国，3D打印人工髋关节产品获得国家食品药品监督管理总局（CFDA）注册批准，这也是我国首个3D打印人体植入物。
人工器官未来发展趋势是诱导被损坏的组织或器官再生的材料和植入器械。人工骨制备的发展趋势是将生物活性物质和基质物质组合到一起，促进生物活性物质的黏附、增殖和分化。血管生物支架的发展趋势是聚合物共混技术，如海藻酸钠/壳聚糖、胶原/壳聚糖、胶原/琼脂糖、壳聚糖/明胶、壳聚糖/聚己内酯、聚乳酸/聚乙二醇等体系。
2.医用塑料
医用塑料，主要用于输血输液用器具、注射器、心导管、中心静脉插管、腹膜透析管、膀胱造瘘管、医用粘合剂以及各种医用导管、医用膜、创伤包扎材料和各种手术、护理用品等。注塑产品是医用塑料制品当中产量最大的品种。与普通塑料相比，医用塑料要求比较高，严格限制了单体、低聚物、金属离子的残留，对于原材料的纯度要求很高，对加工设备的要求也非常严格，在加工和改性过程中避免使用有毒助剂，通常具有表面亲水、抗凝血等特殊功能。常用医用塑料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等。
目前医用塑料市场约占全球医疗器械市场的10%，并保持着每年7%～12%的年均增长率。统计数据显示，美国每人每年在医用塑料领域消费额为300美元，而我国只有30元，由此可见医用塑料在我国的发展潜力非常大。
我国医用塑料制品产业经过多年的发展，取得了长足的进步。中国医药保健品进出口商会统计数据显示，2015年上半年，纱布、绷带、医用导管、药棉、化纤制一次性或医用无纺布物服装、注射器等一次性耗材和中低端诊断治疗器械等成为我国医疗器械的出口大户。但是也必须清醒地认识到，我国的医用塑料发展水平还比较落后。医用塑料的原料门类不全、生产质量标准不规范、新技术和新产品的创新能力薄弱，导致一些高端原料导致国内所需的高端产品原料还主要靠进口。
目前各国都认识到了医用塑料的重要价值，加大了研发力度，取得了一些进展。2015年，英国伦敦克莱蒙特诊所率先开展了塑胶晶状体移植手术，不仅可以治疗远视眼或近视眼，还可以恢复患有白内障和散光者的视力；住友德马格公司推出一种聚甲醛（POM）齿轮微注塑设备，在新型白内障手术器械中具有重要作用；美国美利肯公司开发了一项技术，可使非处方药和保健品塑料瓶的抗湿性和抗氧化性提高30%；MHT模具与热流道技术公司开发出了PET血液试管，质量不足4g，优于玻璃试管；Rollprint公司与TOPAS先进高分子材料公司合作，采用环烯烃共聚物作为聚丙烯腈树脂的替代品，以满足苛刻的医疗标准；美国化合物生产商特诺尔爱佩斯推出了一款硬质PVC，以取代透明医疗零部件中用到的PC材料，如连接器、止回阀、Y接头、套管、鲁尔接口配件、过滤器、滴注器和盖子，以及样本容器。
未来医用塑料的发展趋势是开发可耐多种消毒方式的医用塑料，改善现有医用塑料的血液相容性和组织相容性，开发新型的治疗、诊断、预防、保健用塑料制品等。
3.药用高分子材料，
药用高分子材料在现代药物制剂研发及生产中扮演了重要的角色，在改善药品质量和研发新型药物传输系统中发挥了重要作用。药用高分子材料的应用主要包括2个方面：用于药品剂型的改善以及缓释和靶向作用，此外还可以合成新的药物。
药物缓释技术是指将衣物表面包裹一层医用高分子材料，使得药物进入人体后短时间内不会被吸收，而是在流动到治疗区域后再溶解到血液中，这时药物就可以最大限度的发挥作用。药物缓释技术主要有贮库型（膜控制型）、骨架型（基质型）、新型缓控释制剂（口服渗透泵控释系统、脉冲释放型释药系统、pH敏感型定位释药系统、结肠定位给药系统等）。
贮库型制剂是指在药物外包裹一层高分子膜，分为微孔膜控释系统、致密膜控释系统、肠溶性膜控释系统等，常用的高分子材料有丙烯酸树脂、聚乙二醇、羟丙基纤维素、聚维酮、醋酸纤维素等。骨架型制剂是指向药物分散到高分子材料形成的骨架中，分为不溶性骨架缓控释系统、亲水凝胶骨架缓控释系统、溶蚀性骨架缓控释系统，常用的高分子材料有无毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纤维素、羟丙甲纤维素、海藻酸钠、甲壳素、蜂蜡、硬脂酸丁酯等。
我国的高分子基础研究处于世界一流，但是药用高分子的应用发展相对滞后，品种不够多、规格不完整、质量不稳定，导致制剂研发能力与国际产生差距。国内市场规模前10大种类分别为明胶胶囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、PVP、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、微晶纤维素、HPC、乳糖。高端药用高分子材料几乎全部依赖进口。专业药用高分子企业则存在规模小、品种少、技术水平低、研发投入少的问题。
目前，药物剂型逐步走向定时、定位、定量的精准给药系统，考虑到医用高分子材料所具备的优异性能，将会在这一发展过程中发挥关键性的作用。未来发展趋势是开发生物活性物质（疫苗、蛋白、基因等）靶向控释载体。
四、结语
虽然生物医用高分子材料的应用已经取得了一些进展，但是，随着临床应用的不断推广，也暴露出不少问题，主要表现出功能有局限、免疫性不好、有效时间不长等问题。如植入血管支架后，血管易出现再度狭窄的情况；人工关节有效期相对较短，之所以出现这些问题，主要原因是人体与生俱来的排异性。
生物医用高分子材料隶属于医疗器械产业，其发展备受政策支持。国务院于2015年5月印发的《中国制造2025》明确指出，大力发展生物医药及高性能医疗器械，重点发展全降解血管支架等高值医用耗材，以及可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。可以预见，在未来20～30年，生物医用高分子材料就会迎来新一轮的快速发展。
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高分子材料的现状范文第2篇
关键词：高分子材料；加工；形态控制
一、引言
高分子材料的性能与大分子的化学与链结构有着密切的关联，且材料形态也是重要影响因素之一。聚合物氛围结晶、取向等几种形态，多相聚合物择优扩相形态。聚合物制品形态的形成源自于加工中复杂的温度场与外力场作用。由此可见，关于加工过程中高分子材料形态控制具有重要的研究意义。
二、我国高分子材料加工中形态控制研究现状
高分子材料形态与物理力学性能之间的关联十分紧密，这也是高分子材料的重点研究课题。相较于其他材料，高分子材料具有非常复杂的形态，具体表现为高分子链的拓扑结构、共聚构型以及刚柔性非常复杂，在分子设计与结构调整中，可以对一些合成方法加以运用；其次，在高分子长链结构的影响下，其熔体的粘弹性非常突出；此外，高分子具有非常宽的弛豫时间，就是受到很小的应变作用，其产生的非线也会非常强烈。
对于聚合物的成型过程而言，在非等温场、不同强度的剪切与拉伸场的影响之下，就分子尺度而言，其大分子链会发生一系列化学反应；就纳米与亚微米尺度而言，大分子会有结晶与取向现象发生，如此一来就会有超分子结构的形成；而根据亚微米与微米尺度，多相聚合物会有不同相形态的形成，甚至会出现一些缺陷。而这些形态的影响因素非常广泛，例如加工中的外场强弱、作用频率、作用方式以及时间等。然而，现阶段关于这些问题的研究虽然有所深入，但相应的理论体系尚未成熟。此外，随着新聚合物的开发不断深入，在高分子材料加工中涌现出越来越多的成型加工方法，显然这使聚合物加工中的形态控制成为了一个长期的研究课题，对于高分子物理领域的发展无疑有着重要的影响。
在我国，关于新材料的研究起步以跟踪模仿为主，在知识产权与创新理论方面有所欠缺，并且基础研究与技术推广的通畅性也有待提升。其次，相关人员并不重视传统材料的升级与优化，很多高性能材料品种对进口的依赖性依然较强。再者，材料成型与加工设备也没有得到应有的关注，与一些发达国家相比，我国材料研究与整体发展依然存在诸多不足，显然这与国民经济与设备的发展需求不相适应。
聚合物的性能取决于形态，因此，在高分子材料领域中，聚合物形态与性能关系的研究一直以来都受到高度重视，然而在实践中，我们在二者之间的结合方面的研究上依然有所欠缺，具体可以从以下几个方面得到体现：
第一，在剪切速率与剪切应力非常低的情况下，聚合物共混物相形态的演化研究不断深入，然而在实践中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范围内，显而易见，相关研究成果对实际生产的指导作用依然有所欠缺。
第二，基于不同条件的不同特性聚合物，其共混物形态发展与演化研究依然是主要研究内容，而形态与性能关系的研究依然有所欠缺。
第三，在加工过程中，受到部分特殊外场的作用，聚合物凝聚态结构与相形态结构的研究有待深入。
截至今日，在聚合物及其复合物的成型加工中，就算成型设备与工艺条件属于常规，在外场作用下，人们依然没有彻底了解结构形态受到的影响，仅仅对一些粗略的定性关系有所认识，甚至有的推断还是错误的。以双螺杆挤出过程为例，人们仅对不同螺杆原件组合下外力场作用的不同会改变温度场，进而对产品产量、外观与内在性能产生影响这一规律有所了解。然而这一影响的具体方式却没有清楚的认识，业界研究人员也无法制定出定量的指导方案。在管材生产中，不管是落锤冲击不达标，还是纵向收缩产生波动，都没有搞清楚原因，也无法拿出改进方案，大部分情况下都是凭借经验进行处理。因此，现阶段很多成型设备与工艺控制的效果是否取得理想效果，我们依然难以准确判定。
一直以来，关于生产实践中的问题研究一直没有得到基础工作研究人员的关注。在成型设备与工艺技术的研究与开发中，相关规划也缺乏系统性。现阶段，我国塑料制品年产量超过了2200万吨，塑料机械工业取得了迅猛发展。然而在很多企业生产实践中，整个效率与质量依然有待提升，产生的能耗也没有得到有效控制。鉴于此，高分子材料成型加工将会成为未来高分子材料领域的研究重点，必须将侧重点放在高分子材料制品的研究上来，而不是过分的关注材料这一因素，只有如此，才能够提高高分子材料志制品质量。
三、高分子材料加工中形态控制的研究趋势
第一，基于常规的成型设备条件，聚合物及其复合物典型制品成型或型材生产在成型加工时，在设备与工艺条件改变的情况下，其形成的外场会有所差异，进而发生相应变化，例如塑化、结晶、赋型以及流动等，这些变化会改变制品形态、结构以及性能。
第二，极端的加工条件极端会改变聚合物及其复合物的形态结构变化规律，例如结晶结构、晶体大小等，在这类条件下，还需要尽可能对大尺寸高分子晶体的制备进行探究。
第三，在对新外场条件的分析、推断以及设定之下，通过对聚合物及其复合物结构形态与性能受到的影响研究，才能够围绕新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制备进行探索，进而实现高分子材料性能的改善，并将节能性、经济性等方面的优势充分发挥出来。
四、结束语
总而言之，在未来工业领域的发展中，高分子材料的应用具有重要意义，而高分子材料加工中的形态控制则成为发展高分子技术的关键。作为相关研究人员，必须结合高分子材料加工中的形态控制研究与实践中存在的问题，采取相应的改进与优化对策，提高高分子加工整体水平，如此才能够从真正意义上推动我国高分子材料加工领域的进步。
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高分子材料的现状范文第3篇
关键词 高分子材料 智能高分子材料 响应速率 进展
智能高分子凝胶
高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系，网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状，因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积。这类高分子凝胶可随环境条件的变化而产生可逆的、非连续性的体积变化。高分子凝胶的溶胀收缩循环使之可应用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料等领域；循环提供的动力可用来设计“化学发动机”；网孔的可控性适用于智能药物释放体系。高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激（如热、光、电场磁场、力场、电子线和射线）响应性和化学刺激（如值、化学物质和生物物质）响应性。随着智能高分子材料的深入研究，发展具有多重响应功能的“杂交型”智能高分子材料已成为这一领域的重要发展方向。例如，刘锋等合成的羧基含量不同的 值敏感及温度敏感水凝胶聚（异丙基丙烯酰胺丙烯酸）及含有聚二甲基硅氧烷的聚（异丙基丙烯酰胺 丙烯酸），可使吸附在水凝胶中的木瓜酶随着生物体内环境的变化而自行完成药物的控制释放。紫外线辐射法合成的甲基丙酰胺，二甲氨基乙酯水
目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
形状记忆高分子材料
形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。形状记忆过程可简单表述为：初始形状的制品―二次形变―形变固定―形变回复。其性能的优劣，可用形状回复率、形变量等指标来评价。在医疗领域， 形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎， 具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、 止血钳等。在航空领域， 形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。近几年来， 我国已先后开发出石油化工、通信光缆等领域的热收缩制品及天然气、市政工程供水及其他管道接头焊口和弯头的密封与防腐的辐射交联聚乙烯热收缩片。聚全氟乙丙烯树脂热收缩管是一种新型的热收缩材料，具有较强的机械强度，能长期在―260摄氏度至205摄氏度下使用，并保持原有聚全氟乙丙烯树脂优异的电气性、耐化学腐蚀性 。以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇为原料，采用间歇聚合法可合成热收缩膜用共聚酯切片，采用双向拉伸工艺制得的新型包装膜―― ― 热收缩性双轴拉伸共聚酯膜，可用作精密电子元件及电缆包覆材料。目前，形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究开发有着诱人的发展前景。
智能织物
将聚乙二醇与各种纤维 （如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯）共混物结合，使其具有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性，温度升高时纤维吸热，温度降低时纤维放热，此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。 温度升高时，氢键解离，系统趋于无序状态，线团弛豫过程吸热。当环境温度降低时，氢键使系统变为有序状态，线团被压缩而放热。这种热适应织物可用于服装和保温系统，包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域[4] 。
当前，分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合，又使织物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注 。
智能高分子膜
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形，也能承受一定关的静压力。目前报道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。高分子接枝膜可通过表面接枝和膜孔内接枝的方法来制得，其作用机理基本相同。膜的孔径变化是建立在溶质分子与接枝于膜中的高分子链的相互作用基础之上。目前，具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄，尚依赖于新材料领域的不断发展。
智能高分子复合材料
智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。复合材料大都用作传感器元件。新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。在航空领域，美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”，以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形，起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。在建筑领域，利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能，可用于快速检测环境温度、湿度，取代温控线路和保护线路。用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料，既可减轻空调负荷又可节约能源，在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。
其它功能的高分子材料
高分子薄膜
高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。如壳聚糖、丝素蛋白合金膜在不同的pH值缓冲溶液中或不同浓度的Al3 +溶液中交替溶胀、 收缩的行为具有良好的重复可逆性符合作为人工肌肉的条件；而控制异丙醇 - 水体系中添加的 Al3 +浓度 ，可以控制配合物膜的溶胀 ，进而控制膜的自由体积 ，以达到作为化学阀门控制膜的渗透蒸发通量的目的。
液晶聚合物
液晶高分子通过熔融或溶解呈液晶状态，它有经成型加工而实现优良的分子排列结构的主链型将液晶规则地配置在侧链或末端，通过电场或磁场作用而控制分子排列的侧链型，通过引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不对称识别性能和强感应性的化学活性液晶等。
目前，我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足，与世界先进水平相比尚有相当大的差距，影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展，有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。国外智能高分子材料正处于研究开发阶段，各发达国家都对其相当重视。因此，21世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用，从而引导材料学的发展方向。
参考文献
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高分子材料的现状范文第4篇
[关键词]专业改革；高分子材料与工程；新常态；内涵凝练；特色发展
[中图分类号]G40[文献标识码]A[文章编号]10054634（2017）020061040
专业改革的大背景
目前，我国正处于经济社会发展的“新常态”时期。对“新常态”的内涵有不同的理解，但最重要的还是经济发展降速，从资源驱动、劳动力驱动发展向创新驱动发展，这就要实行经济结构调整和转型，鼓励创新创业，支持新兴战略性产业，发展高科技产业，支持绿色环保产业。因此要淘汰落后产能，向科技要增长[1，2]。这种“新常态”将要持续很长一段时间，大学对人才的培养模式与方法也要做相应调整。学校党委也提出了学校转型发展，要建设特色鲜明的高水平应用型大学，切实认识到转型发展的重要意义，把思想认识统一到转型发展这一重大战略部署上来，实现从以教学为主向教学科研并重、以本科教学为主向本科、研究生教育并重、从行业为主到行业与地方并重3个转型发展贡献力量，要紧紧抓住“提高科技创新能力”这一关键，通过推动综合改革，释放转型发展的活力；通过开放办学，调动一切可用资源；通过科教融合，充分发挥科研在人才培养中的作用，努力为转型发展开辟道路，努力提升学校的办学实力和核心竞争力[3，4]。为了适应我国的“新常态”，实现学校的转型发展要求，高分子专业就必须进行改革，探索人才培养的新模式，从而提高培养质量。
1北京石油化工学院高分子材料与工程专业现状北京石油化工学院是一所注重学生发展、以学生为中心的应用型大学，学校秉承“学以致用、宁静致远”的教育理念，本着公开、公正、公平的原则，管理日益精细化和人文化，为学生的发展提供了好的平台，培养具有高水平工程实践能力的人才。高分子材料与工程专业是本校最早建立的专业之一，自1978年我国恢复高考以来，高分子材料与工程专业陆续培养了2 000余名高分子材料与工程专业人才。
传统的高分子材料主要分为塑料、橡胶和纤维三大类，用量大、企业多、产能过剩，但附加值低、竞争激烈，较难凸显出高科技特点，在经济发展“新常态”时期，正在丧失优势地位，难以引起学生们的学习兴趣，造成学生学习积极性不高，就业率偏低。同时，学校为北京市属高校，高分子材料工程专业本科生主要为北京生源，其就业地主要为北京地区。北京市已经根据中央的要求和我国经济发展“新常态”的特点，制定了经济社会发展的新战略，既淘汰、转移传统产业，鼓励发展绿色环保的新兴产业[5]，传统的高分子材料制备和加工已列为向外转移产业，如北京华盾雪花塑料集团公司主要从事塑料薄膜、管材、中空容器的生产，已启动向河北搬迁工程。类似这类的传统塑料、橡胶制品生产企业将陆续移出北京，造成高分子材料岗位人员需求大量减少。在高分子材料制备领域，更是受到大气污染治理的约束，难以发展，如燕山石化公司的产量和规模正在逐年减少。在可预见的将来，不排除移出北京的可能。因此，高分子材料与工程专业毕业生在北京的就业竞争日益激烈，学校在传统的高分子材料制备与加工领域不具有优势，必须另辟蹊径，寻找新的专业方向，开拓新的就业领域，从而提高就业率，因而，需要对专业进行改革。
2为学生搭建有特色的成长平台
学校及专业必须为学生搭建各类成长平台，让学生得到全面发展。根据学校的特点，主要为大学生搭建了以下成长和培养平台。
1） 工科专业的核心是培B学生的科技创新能力。高分子材料与工程专业是本校最早的专业之一，已有30多年的历史，是北京市“特色专业”和北京市“重点建设学科”，特别注重大学生科技创新能力的培养，在这方面，学校为学生搭建了国内先进、具有一定国际影响力的大学生科技创新平台――“特种弹性体复合材料北京市重点实验室”，拥有裂解色谱质谱联用仪、紫外加速老化仪、高级旋转流变仪、凝胶渗透色谱仪等3 000多万元的仪器设备，实验室对学生开放，学生可以从事“大学生科研创新项目”研究，为他们科技创新能力的培养打下了坚实基础。
2） 为学生搭建了科研训练平台――大学生研究训练计划（URT），要求高分子专业学生必须参加URT项目。URT项目来源于教师的科研项目，同时也鼓励学生根据自己的兴趣提出课题，经过论证后也可列入URT项目。URT项目以团队为主，确定项目负责人，制定任务分解，让团队内各成员发挥各自的特长，并鼓励跨专业组队，培养了学生的团队合作意识和人际交流能力等，对他们的成长是一个极大的锻炼。通过上述科技创新能力的培养，毕业生可从事科技创新创业工作，有些已成为科技公司的负责人，如广东聚赛龙公司的总经理郝源增先生，他还在在高分子材料专业设立了“聚赛龙奖学金”。
3） 搭建了“高分子材料多层次、模块化实验教学体系”，开设了一系列设计性、综合性、创新性实验，可根据学生兴趣和特点自由选择，充分调动学生的积极性。高分子专业实验多为单一的验证性实验，改革后开设了多个设计性实验，建立高分子材料与工程专业多层次、多模式创新实验教学体系，注重创新能力培养，突出工程实践特色，进行结构重组和整体优化，构建了高分子材料专业一体化、多层次、多模式创新实验教学体系。强化综合型和设计型实验，为学生综合运用所学知识和实验技术解决实际问题提供自由探索的空间，全面开放实验室，给学生提供更多的动手机会，促进学生知识、能力、素质协调发展；优化实验技术人员队伍，提高实验人员素质和水平。
在创新型实验教学体系中，设计性实验是重中之重。设计性实验的主要目的是让学生通过查阅文献设计方案，解决相对于自己的知识水平仍属于“新”的问题，这些问题有些属于学科的前沿问题，有些是工业生产、科学研究中的某些关键问题，可以称之为“二次创新”，形成“新材料制备表征应用”3个阶段，以“立题调研设计实验结果分析与讨论撰写研究论文”为主线进行教学，大大提高学生的科技创新能力。
4） 建立了一套产学研合作教学体系，搭建了工程实践能力培养平台，培养学生的工程实践创新能力。学校与中国石化、燕山石化合作建立了国家级大学生实践教学基地，与北京雪花华盾塑料公司建立了北京市级大学生实践教学基地，与北京碧水源公司、中科纳通公司、炭世纪公司、科化微电子公司、华德密封公司、华融塑胶公司等建立了校企合作产学研基地，为大学生的实践教育提供了平台，学生可以根据自己的兴趣和就业意愿，选择这些企业实习和实践，大大提高了学生的实践活动兴趣和就业能力。
5） 搭建了大学生学科竞赛体系，培养学生的创新产业意识和能力。如依据全国高分子材料创新产业大赛的宗旨和规则，创办了本校高分子材料创新创业竞赛，学生们有好的成果、好的设计均可以参赛，优胜者选拔参加全国高分子材料大学生创新创业大赛，大大开拓了学生的视野，提高了学生们的综合能力。
3学生综合能力培养的做法
作为一个应用型本科院校，本专业特别注重学生如下能力的培养：（1）创新意识和创新能力；（2）工程实践能力；（3）适应社会发展能力和自我提高能力。为了达到上述能力的培养，实施了以下措施。
1） 不断修订完善高分子材料专业的培养方案，结合时展，凝练专业建设内涵，适应经济社会发展要求。如近期修订了“高分子材料与工程专业培养方案（2013版）”，通过与企业等用人单位研讨，提出了高分子材料专业新内涵的建O与探索，即专业向“功能高分子材料”内涵发展，使之更适应目前我国经济结构调整、创新驱动的“新常态”。传统高分子材料主要有塑料、橡胶和纤维，这些材料产量大、技术成熟，市场也已饱和。功能高分子材料是新材料的重要内容，是国家鼓励发展的七大新兴战略性产业之一。功能高分子材料种类也很多，学校结合北京市和全国情况，进一步凝练，提出把形状记忆高分子材料、生物医用高分子材料、3D打印高分子材料、太阳能电池用高分子材料和电子信息用高分子复合材料作为本专业的重点内容。
如形状记忆高分子材料，具有形状记忆功能的材料，不管它如何变形，都可以在一定条件下恢复它原来的形状，可以应用在自修复涂层（如汽车涂层，如有划痕，可以拿吹风机加热一下既可以修复）、自修复材料（如风电叶片出现裂纹，也可以这样修复）、医用骨固定夹板和绷带（代替石膏，不仅轻，而且方便装卸）等。再如，3D打印成型（也称快速增材制造）发展很快，国家工信部刚刚制定了3D打印产业发展纲要，要在“十三五”期间大力发展。其中，很重要的一类为激光快速光固化成型体系，它使用的材料大部分为可光固化树脂，这也是学校的专业内容之一。
2） 实施教育部“卓越工程师计划”，与现代化的行业、先进企业建立合作关系，使之成为学校的实习实践基地。建立先进的产学研教育体系，聘请大量的校外教师讲学，使学生了解专业前沿和社会需求，从而有利于他们的就业。本专业是全国首批教育部“卓越工程师计划”试点专业，该计划的目的是培养具有高的工程实践能力的人才，从而推动我国产业界创新能力的提升。本专业的主要的培养手段就是增加企业阶段学习经历，提前让学生熟悉、掌握企业的运行机制和环境，近几年，陆续与北京市等地的现代化企业建立了产学研教育体系，如燕山石化公司、华盾雪花公司、北京碧水源公司、北京炭世纪公司、北京中科纳通公司、北京东方雨虹公司、广东榕泰公司等。其中，燕山石化、碧水源、东方雨虹和广东榕泰均是上市公司，具有现代化的企业管理制度，非常适合本校学生，因此与他们建立关系，不仅使学生掌握了产业先进的知识和技术，也有利于就业。
3） 开展国际工程专业认证，按照国际标准培养人才，从而使学生具有国际视野，也有利于他们的出国留学。
4） 开展高分子材料创新创业竞赛，选拔优秀的学生和项目参加全国大学生创新创业大赛，强化他们的创新创业意识，有利于他们毕业后进行创业。如2013年高分子专业高Z11班周颖等5名学生组成了“绿色风采队”，参加了由中国化工联合会、中国化工教育协会、青岛橡胶谷等主办的“首届全国高分子材料创新创业大赛”，参赛的项目是“高性能环保型大规模集成电路封装材料”，该项目在全国100多所院校近200个项目中脱颖而出，赢得专家的好评，获得大赛二等奖，并获得创业基金1万元。
5） 实行全程学业导师制，自新生进校开始就配备学业导师直到毕业，全程指导，使学生更好地成长。逐步完善学业导师考核机制，调动教师的积极性，指导学生学习、生活、科研、就业等。
4结束语
通过上述改革，学校高分子材料与工程专业学生有如下特点：（1）拓宽了高分子材料专业就业渠道，提高了就业率，除了在传统的石化企业、塑料橡胶纤维制品制造企业就业外，还可以在高科技高技术领域就业，如航空航天企业、医药及医疗制品企业、汽车企业、家电企业、手机企业、新能源企业等，每年的就业率均在95%以上；（2）通过加强工程实践能力的培养，本专业毕业生的工程实践能力大大提升，创新创业能力显著提高，得到了用人单位的肯定；（3）扩展了学生的国际化视野，提高了考研率和出国深造率。
参考文献
[1] 黄群慧.“新常态”工业化后期与工业增长新动力[J].中国工业经济，2014（10）：519.
高分子材料的现状范文第5篇
关键词：高分子材料与工程；人才培养；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0041-02
高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域的重大变革，在诸多行业中已逐渐成为不可替代的关键材料。高分子材料与工程专业具有跨学科、综合性的特点，既与化学、石油化工、精细化工等基础学科紧密联系，又和汽车、电子、环境等应用学科相辅相成[1]。
闽江学院高分子材料与工程专业建设以课程建设为中心，从改革课程体系、强化实践教学、改进教学方法等方面系统深入地开展建设，以达到“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的人才培养要求。
一、优化课程结构
本专业的教学体系包括理论教学体系和实践教学体系。在理论教学体系中，课程结构又可分为校级公共基础课程、学科基础课程、专业核心课程等[2]。其中，公共基础课、学科基础课和专业核心课程分别安排63、29和4分，在总学分中分别占比35%、17%和28%。通过进一步深化教学内容改革，构建以专业核心课程和学科基础课程相结合、有利于学科交叉与融合、与经济社会发展相适应的课程体系。此外，还鼓励教师努力建立主干课的课程网站并加强精品课程建设。
在实践教学体系中，遵循从入学军训、金工实习、科研训练、认识实习、专业课程设计、毕业实习到最终的毕业论文（设计）的循序渐进过程，共计34学分，在总学分中占比20%，结合本科四年各课程的实验教学内容，形成较为完整的实践教学体系[3]。同时，为了使高分子材料与工程专业的毕业生具有更强的实践技能，还设计了创新实践环节，其中安排了与本专业相关的社会服务活动、开放实验室活动、专业学术讲座、学科竞赛以及创新创业实践计划项目等。
二、加强实践教学改革
实践教学是高等学校人才培养体系的重要组成部分，与理论教学起着相辅相成的作用。国内外对高分子材料实验实践教学提出多种想法，朱晶心等[4]把加强专业实验教学、提高实验质量、培养创新人才、提高创新能力等作为教学改革的重点。龚建良等[5]研究了高分子材料与工程专业实验教学体系的现状和不足，提出了高分子材料与工程专业实验教学新体系。付一政等[6]认为专业实验既要注意基础知识的综合应用和基本实验技能的训练，又要强调分析问题、解决问题、独立工作、协同配合、富于创新等综合能力的培养。在加强教学实践的建设工作中，结合近年来高分子专业实践教学经验，我们系统地规划和改革“高分子材料与工程专业”的学科基础和专业实践课程体系，使实践教学体系具有基础宽厚、层次分明、循序渐进的特点。
1.实验教学建设。实践教学的初始阶段应该是在学校内掌握基础实验技能，因此对本科阶段实验教学改革应特别重视。在实验教学中，从基础化学中精选出操作性强的实验，安排在本科一、二年级学习阶段对学生集中进行基本实验技能训练。专业实验课程主要安排在本科三、四年级进行，进一步培养学生的专业实验技能。以“循序渐进”为原则，以综合、创新能力的培养为目标，在完成单元性实验教育后，增设单元性设计实验（应用性实验），最后进入综合设计性实验，形成由浅入深、循序渐进的实验教育模式。在实验内容上，鼓励实验教师将自己的科研成果与综合设计性实验相结合，拓展学生对本专业发展前沿的认识。
在教学方法上，重点加强基本实验技能的训练，如组织学生参与专业实验准备、开放实验室训练、社会服务活动等均加深了学生对实验原理和流程的认识。此外，强调教学中激发学生对实验的兴趣。如让学生自行设计方案，引导学生到图书馆查阅相关文献及手册，设计实验方案等。通过积极思考和热烈讨论，不少学生都迫切希望马上进实验室验证自己的观点，从而激发了他们浓厚的实验热情。富有启发意义的实验教学方式发展了学生的创造思维，发挥了主观能动性，培养了独立思考能力，进而强化他们的综合专业素养[7]。
2.生产实习基地建设。由于历史原因，我系原有实习基地大多数是国有化工企业，目前普遍经营情况较差，设备陈旧，实习环境差。在这些单位实习，尽管联系方便、费用低，但实习效果不佳。而一些效益较好、技术先进、环保意识强的合资及独资企业担心学生来厂实习会影响生产，不愿积极配合学校完成实习的组织安排；即使接受了实习的任务，也只是让学生站在一旁观看，鲜有动手实践的机会。因此，我专业通过两条途径解决实习基地问题。一是针对效益差的国有化工企业，开展科研活动，与企业合作，走产学研相结合的路子。二是积极与新兴的合资企业、私营企业及乡镇企业联系，签订合作协议，为他们提供技术咨询，帮助他们培训一线操作工人。这样，企业就比较乐意接受学生到这些单位进行专业实习，让学生顶岗操作，视学生为本单位职工。学生在这样的实习单位实习，学习热情高，很好地巩固了专业知识。
三、突出专业特色建设
具有较强的创新意识和实践能力，是高分子材料与工程专业努力塑造的专业特色。在专业建设中，通过企业实习，利用生产现场的实际条件，将专业理论和生产实际相结合，最大限度地满足后续课程学习和人才培养目标的需求。专业教学团队注重生产实习基地的开发，健全实习质量保障体系，保障相对稳定的生产实习教师队伍，出版内容适当的生产实习教材。为保证实习教学质量，指导小组根据教学内容、实习地点进行了合理分工，发挥每位教师的长处，做好教学和组织管理工作。在实习单位内组织相对固定的对生产技术了解深入、有一定培训经验的一线工程技术人员组成实习教学队伍，在实习中发挥了巨大的作用。
结合科研实践培养专业人才，推进教学与研究一体化，是本专业建设的另一特色。为增加学生对专业发展的认识，培养他们创新思路和实践能力，本专业积极落实以教学促科研、以科研带教学的思路，组织学生参与专任教师的科研课题研究工作。目前由本专业12位教师主持的课题共30余项，其中省部级以上科研项目7项，市厅级项目19项，校企合作项目5项，每一项课题都有高年级本科生参与。此外，吸收部分专业学习热情较高的学生参与创新实践训练。目前本专业教师共承担12项大学生创新创业训练计划项目，其中国家级2项，省级5项，校级5项，科研实践工作的开展显著提高了本专业学生的专业素养和动手能力。
四、总结
闽江学院高分子材料与工程专业建设的成果表明，加强专业教学体系和实践体系改革，不仅能增强学生的动手能力，更重要的是能激发学生的求知欲，培养学生的创新意识和实践能力。我们不仅要对现有实验教学内容、教学方法及创新能力的培养方面提出改革要求，还要通过多层次开展实践教学，提高综合性实验和设计性实验等创新内容教学比例，进一步增强学生在实验中的主动性和创造性，以培养出更多具有创新能力的高素质专业人才。
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