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高分子材料概念

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高分子材料概念

高分子材料概念范文第1篇

关键词: 民族院校 《高分子材料进展》 教学方法

《高分子材料进展》课程是高分子材料专业的一门知识全面且内容丰富的专业限选课程。该课程以高分子物理、有机化学、聚合物材料研究方法、高分子化学、聚合物合成工艺等课程为基础,涉及面极为广泛[1]。课程总学时为32学时,参考教材为化学工业出版社出版的《高分子材料进展》,为研究生规划教材,全书共分为5章,分别简要地介绍高分子材料合成反应、高分子合成反应实施技术、多组分高分子材料、液晶高分子材料及功能高分子材料方面的研究进展。[2]考虑到《高分子材料进展》课程是高分子专业在大三的上学期开设,而且民族院校学生的专业基础较为薄弱,课程学时短的特点,因此重点讲解高分子材料领域中的发展重点和热点。本课程的教学目的是帮助学生对异彩纷呈的高分子材料发展的热点领域有一个相对完整的了解,达到开阔视野的目的。针对《高分子材料进展》课程涉及知识面广、学生基础差及对考查课不重视的特点,有必要在教学过程中不断改进教学方法和考试模式,以期获得较好的教学效果。[3]

一、本民族院校《高分子材料进展》课程的基本情况

针对我校民族学生基础知识薄弱,而《高分子材料进展》课程“内容多、范围广、课时少”的特点,我们重点介绍高分子材料中发展迅速、发展前景广阔的功能高分子材料,推荐的教材有《高分子材料进展》和《功能高分子材料》[4]等。该课程总学时为32学时,学分为2学分,课程类型为专业限选课,课程以高分子材料的合成方法进展、吸附分离功能高分子材料、高分子分离膜与膜分离技术、导电高分子、感光性高分子和医用高分子材料等功能高分子材料的进展为重点学习内容,同时穿插一些国内外近几年新发表的文献和专利,以及国内相关会议等。本教学采用多媒体教学方式,采用课堂提问和讨论等多种形式进行学习,期末通过考查的方式考核学生,采用写论文与平时成绩相结合的方法,平时成绩包括上课出勤和课堂讨论情况,论文成绩与平时成绩各占70%和30%。表1为《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配情况。

表1 《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配

二、强化基础,突出重点

首先,《高分子材料进展》授课内容看似丰富多彩,千变万化,但是万变不离其宗,归根到底都是由高分子专业的基础知识衍生出来的,比如《高分子物理》、《高分子化学》中的经典理论和概念等。从另一个角度看这些材料的出现印证了基础知识的重要性,它们的诞生是经得起检验的理论和概念的应用和发展的。因此通过介绍高分子材料的前沿进展,既使学生对异彩纷呈的高分子材料世界有一定宽度的了解,又从深度上加强学生对基础知识的理解和掌握,使学生知道这些材料是如何得到的,自己又能通过什么途径得到想要的材料。

其次,因为《高分子材料进展》这门课的每一章都是高分子材料领域中发展迅速、成果颇丰的较大分支,独立出来都能独立设课,而在本课程中必须在几个课时内讲完,所以在授课过程中,什么该讲,什么略过,讲的这些内容是否能激发学生的兴趣,是该课程的一个教学难点,要求教师对这些前沿分支有全面而深入的理解,对它们所涉及的基础知识熟练掌握,这对教师的专业知识和教学方法提出了更高要求。

三、调动学生的学习积极性,启发式教学

《高分子材料进展》是学生在已经掌握高分子化学、高分子物理基础知识的前提下进行的学习。内容除了基本概念之外,有很多设计路线、研究方法,可以引导学生运用已学知识进行思考。比如第3章吸附分离高分子材料和第4章高分子分离膜及膜分离技术中涉及自由体积和渗透压的概念,这些都是《高分子物理》中学过的内容,通过回忆这些知识,使学生加深对这些基础知识的理解,并对基础知识的应用有一定的了解。其次,要注意生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展中与所讲述内容相关的部分,通过联系生活实际,引出将要介绍的高分子材料。这样既能让学生认识到这类高分子材料的重要性,提高学习的积极性,又能让学生了解到这类材料的最新的研究成果,提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发,引出废水和废气处理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料,介绍这些高分子材料的设计路线和原理,让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时可以提出一些生活中材料的不足,让学生发挥主观能动性,提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样,学生的学习兴趣会大大提高,教学效果也会得到显著增强。

另外,还要有效利用网络资源,紧跟最新研究进展,适当补充新的教学内容。高分子材料进展课程是综述高分子材料领域发展热点的一门课程,所介绍的内容每隔一段时间可能都有新的研究成果诞生,我们应根据情况适当补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中。比如该课的学时少,可以在课程快结束的几周时间重点介绍一些最新的前沿进展和相关会议,让学生了解到高分子材料的发展趋势,提高学生对高分子材料的兴趣。互联网资源丰富,内容更新快,是老师补充教学内容的最佳途径。目前,利用网络资源作为课堂教学的辅助手段,是学生喜闻乐见的形式。老师可以提供一些高分子专业的权威网页,方便学生浏览查阅。同时,可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果,再在课堂上以口头报告的形式传达给学生。这样,既能让学生对高分子材料进行全面的了解,又能让学生主动地参与教学,达到较好的教学效果。

四、科研与教学相结合,以科研促进教学

把科研引入本科教学是培养大学生创新能力的重要措施,也是高等教育的显著特点。在《高分子材料进展》课程本科教学过程中,正确有效地将教学与科研相结合,有利于提高教学效率,丰富教学内容,营造学术氛围并提高创新能力,全面提高教学质量。教师在课堂教学中可以介绍自己的科研成果,介绍本专业课题组正在研究探索的科研项目,引导学生参观实验室和课题组,鼓励学生积极参与到教师的科研中。例如,作者介绍自己硕士和博士期间所从事的科学研究,以及科研小组的一些趣闻趣事,激发学生的学习热情和学习兴趣。

总之,在高分子材料进展课程的教学过程中,教师首先应进行教材分析和学情分析,再采用比较适合的教学方法,在知识和技能的传授中针对民族学生基础差的弱点,采取强化基础、突出重点的教学方式,了解学生的情感态度与价值观,做到教学方法灵活多样,教学内容及时更新,这样才能调动学生的学习积极性和主动性。教师还应继续努力提高业务能力,理论联系实际,使学生在这门课程的学习中得到切实的收获。

参考文献:

[1]周立,孙荣欣.科技信息.2010,21,151.

[2]张留成,闫卫东,王家喜.高分子材料进展[M].北京:化学工业出版社,2005.

高分子材料概念范文第2篇

关键词:流变学;人才培养;教学;方法

一、《高分子材料流变学》课程发展

高分子材料流变学是一门伴随着高分子科学和行业发展而逐步建立起来的重要学科,针对高分子材料特殊的流动变形行为及其机理展开研究,起到连接高分子结构性能和高分子工程的桥梁作用。

现在,高分子科学理论研究及工艺、设备的设计优化的发展进步离不开高分子材料流变学知识的辅助,整体发展趋势要求高分子专业人才必须具备基本的高分子材料流变学知识。

青岛科技大学自1986年起开始设立《高分子材料流变学》课程,是国内最早开设该课程的高校之一,迄今已有20多年的教学历史,同时跟踪学科的发展,教学团队亦针对学科的前沿问题开展科研工作,在国际上形成了一定的学术影响力。在长期的教学、科研实践积累和和对高分子流变学教学理解逐步深化的基础上,教学团队按照比较科学完整的体系,编写出版了《高分子材料流变学》教材,并得到国内院校的认可;另一方面,《高分子材料流变学》教学也凸现了专业特色,使学生质量有所提高。通过引导学生开展理论联系实际、针对性强的流变理论研究与工程设计实践,所培养的学生学科专业知识全面,了解学科发展前沿,在以后的科研和工作实践中展现出较强的解决问题能力。

二、《高分子材料流变学》的特点及教学原则

高分子材料流变学是随着高分子的合成、加工工程和实际应用的需要,于20世纪50年代逐步发展起来的新学科。一方面,深入其核心需要较多的数学、物理和力学基础;另一方面,其知识体系与高分子化学、高分子物理、高分子的加工工程等有机联系。《高分子材料流变学》完整的知识框架至少涵盖如下三方面的内容:①高分子结构流变学,其从分子运动角度出发,构筑分子结构模型,关联材料宏观力学响应行为和微观的分子运动过程,说明二者的联系。②高分子工程流变学,其从宏观唯象的角度出发,进行应力-应变或应变速率分析,研究与高分子材料加工工程有关的理论与技术问题。③流变测量学,运用流变学基本原理设计仪器设备,表征高分子材料的流变行为。

《高分子材料流变学》理论深奥、内容繁杂、学科交叉性强,其比较科学完整的教学体系,一方面要保证流变学理论的完备性,系统介绍复杂应力、应变描述、材料流变本构方程理论等,另一方面要适应高分子材料专业的要求,加强高分子熔体溶液奇异的非线性黏弹性等内容的教学,并解释说明在高分子加工和流变测量中出现的种种现象与规律。较之其他课程,《高分子材料流变学》对学生的数学物理素养和高分子背景知识有相当的要求,所以教学过程中存在“教师教学难,学生学习难”的两难通病。在长期的教学实践中,我们总结出了讲授《高分子材料流变学》应贯彻两个重要的教学原则:①首先要注意照顾学生的专业背景,对复杂的数学、力学公式和简单明确的基本概念采用不同的处理方法;强调逻辑清晰和语言简明,避开数学基础上的难点,详细诠释流变学抽象概念和基本物理量确切的物理意义,帮助学生尽快领会高分子流变学要点。②再者,注重流变学知识的实际应用,强调理论与实践结合。在保持课程应有的理论体系、系统性、严谨性的同时侧重介绍其在高分子合成的分子设计、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的应用实例。

笔者在教学实践中,结合自己的科研实践,将自己从事的国家自然科学基金研究课题成果作为实例,介绍高分子流变的发展及其在高分子学科中的应用。实践证明,教师本身学以致用的实例示范可以引导学生能够尽快领会流变学知识,在科学与工程实践中发挥了良好作用。

三、具体教学方法

笔者从事《高分子材料流变学》的教学实践以来,深刻体会到这是一个不断加深对课程特点的认识,不断改进教学方法的过程。不仅要求授课教师对课程内容有深刻理解,同时在知识传授上亦需要“善巧方便”。下面几点,是笔者对教学方法的简单总结。

1.教师引导。在开始教授新的知识要点前,若能提供一个科研或工程应用中的实例引发学生的兴趣,则往往可获得较好的课堂教学效果。在课堂上,要注意鼓励学生主动学习,形成师生互动的氛围。若学生在课堂上有所疑问,可以暂停教学,增加学生讨论环节。结束时,简要介绍课程后续内容提要,利于学生自学。

2.理论结合实际。《高分子材料流变》是一门理论性和应用性都很强的交叉学科,其理论知识部分比较晦涩,必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固,也才能引起学生的兴趣。教学中会出现学生感觉内容艰深,兴趣不大的现象,在理论基础的学习过程中尤为明显。而当理论知识与实际背景结合时,学生往往饶有兴致。因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授,效果明显。当然这也需要教师本人有自己的科研实践作基础,能够跟踪高分子流变的发展前沿。

3.采用多媒体教学。教师无法强迫学生学习,其角色只是教学过程中的引导者。随着教学设备的完善,多媒体教学在授课中所占比重逐步增大。在教学实践中,我们发现多媒体丰富的信息传递模式可以有效抓取学生的注意力,激发好奇心;另外,多媒体教学中重点内容突出,有利于学生掌握知识点,还可以加大信息量,减少板书量,在有限的课时内讲授更多知识。

4.教师传授与学生自学相结合。在教学时数有限的条件下,为使学生学到更多知识,除教师摒弃传统板书,采用多媒体对基础理论等重要内容进行课堂授课外,可以采用的途径是发挥学生主观能动性。在研究生教学中,我们在相关书籍和文献中摘取一些流变学应用和发展前沿方面的内容供学生自学使用,以作为课堂教学内容的补充。另外,要求学生结合自己的研究课题,从中提炼出高分子材料流变学的科学问题,既加深理解学生对所学知识的理解,又帮助其较好地完成课题研究任务。

5.加强实验教学的促进作用。流变参数的测定是高分子材料流变学的重要方面,其本身就是流变学理论的实际应用之一,同时测量结果也反映了材料本身的结构特征。在“毛细管流变仪测量熔体流动行为”的相关实验中,我们训练学生表征所测样品的黏性、弹性特征,分析样品黏弹特性与其分子结构之间的关系。

通过实验教学,可以让学生了解如何在实际工作上应用流变学知识,对课堂教学起到良好的补充和促进作用。

四、结束语

通过《高分子材料流变学》教学内容的合理设置,教学方法的改进,为高分子材料行业培养出合格的有用人才,促进高分子材料行业繁荣发展,是教师的职责所在。在高分子材料行业发展迅速,新材料层出不穷,已有材料的加工改性也相当活跃的今天,材料表征、分子剪裁设计、加工工艺控制等方面都需大批高层次的掌握流变学的科研和技术人员。这既是对高分子材料专业的毕业生提出的新要求,也是《高分子材料流变学》学科发展的动力。在青岛科技大学的关心和资助下,《高分子材料流变学》课程正在进行教学改革以适应发展要求。因此笔者不避粗陋,将自己的粗浅的教学经验体会总结如上,同时也希望得到流变学教学工作上的诸位同仁的指导。

参考文献:

[1]吴其晔.聚合物流变学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]徐青.更新观念推进课堂教学改革.中国高等教育[J].2008,(5):37-38.

高分子材料概念范文第3篇

中学化学中教学中的高分子材料知识点与生活密切相关,在化学选修科目中,介绍了高分子材料的在生活中起了日益重要的作用。在生活中,我们会经常碰到高分子材料,那么,高分子材料有哪些特有的现象呢?

我们先介绍下高分子材料,高分子材料,以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。

天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代社会中,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料。常用的高分子材料按使用特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和功能高分子基复合材料等。

高分子材料在我们的生活中使用越来越广泛,我们可以试着用一些高分子材料的基本知识来解释生活中碰到的一些高分子材料的特有现象。

一 为什么用塑料绳绑东西会越绑越松

日常生活中,我们经常用塑料绳绑东西,可你会发现,用塑料绳绑东西,我们越想绑紧,可不久会发现,塑料绳很快好像变长了似的,变得很松垮,于是再使劲绑起,可依然会发现,过了一会又变松了,这是为什么呢?

这里就要提到一个基本概念---力学松弛,什么叫力学松弛呢?应力松弛,是指高分子材料在总应变不变的条件下,由于试样内部的粘性应变随时间不断增长,使回弹应变分量随时间逐渐降低,从而导致回弹应力随时间逐渐降低的现象。

我们生活中使用的塑料绳(有的地方叫化学绳)是由线性的聚乙烯或聚丙烯制成,这类高分子材料是典型的非交联线性高分子,在绑紧的过程中,线性的高分子链被拉长,表面看起来很紧,但随着时间的延长,线性高分子链发生了滑移,这种滑移是不可恢复的,链发生滑移后,塑料绳被拉伸的变长了,开始变得不能绑紧,假如此时再使劲绑紧,则线性链继续发生滑移。所以用塑料绳绑东西,绑的越紧最后就会变得越松,松弛发生的厉害。因此,有经验的人用塑料绳绑东西时,都不要绑的太紧,防止线性高分子链发生严重应力松弛。

那怎么样才能避免这种现象呢?要用交联的高分子材料,交联的高分子材料通过交联剂使线性高分子链变成了网状结构,高分子网络链被拉伸变形后,仍能有力的回复。如用橡胶绳绑的话会大大改善这种现象,如橡皮筋绑就会好很多,如用交联很完善的东西绑,譬如用自行车内胎的那种橡胶绑,则基本不会发生松弛现象,会绑的很紧,不信你试试?

二 早上起床刷牙挤牙膏-挤出胀大

我们早上起来刷牙挤牙膏时,发现牙膏从牙膏管口寄出时,牙膏好像突然变大了好多? 这是因为什么原因呢?

这里就涉及到高分子的一个重要特性---蠕变性。所谓高分子的蠕变,蠕变是指材料在恒定载荷作用下,变形随时间而增大的过程。蠕变是由材料的分子和原子结构的重新调整引起的,这一过程可用延滞时间来表征。当卸去外力时,材料的变形部分地回复或完全地回复到起始状态,这就是结构重新调整的另一现象。

牙膏中含有大量的高分子化合物,如湿润剂、香料、起泡剂等等,这些高分子链在牙膏管中是都是呈自然卷曲的,在被挤出牙膏管口那狭小位置时,高分子链在管口的作用下被迫发生链的舒展成线性状态,在挤出管口后,外力小时,高分子链在无外力作用下回自然呈卷曲状态,从而使体积变大。

三 泡泡糖要咀嚼后才能吹泡泡

好多人都喜欢吹泡泡糖,刚入嘴的时候,比较硬,后来不断的咀嚼后泡泡糖就变得很软,居然能吹出泡泡来?这又是为什么呢?这里我们又要学到一个高分子材料特有的特性---玻璃化转变。

一般来说,高分子材料在不同温度下有三种力学状态,它们是玻璃态、高弹态和粘流态。在温度较低时,材料为刚性固体状,与玻璃相似,在外力作用下只会发生非常小的形变,此状态即为玻璃态:当温度继续升高到一定范围后,材料的形变明显地增加,并在随后的一定温度区间形变相对稳定,此状态即为高弹态,温度继续升高形变量又逐渐增大,材料逐渐变成粘性的流体,此时形变不可能恢复,此状态即为粘流态。

我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变,称为玻璃化转变,它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度,或是玻璃化温度。

泡泡糖的主要成分是聚醋酸乙烯酯,它的玻璃化温度在28度左右,一般情况下低于其玻璃化温度,其几乎没有流动性保持很好的形态,而在嘴里咀嚼后,高于其玻璃化温度,泡泡糖发生玻璃化转变,有玻璃态向高弹态转变,呈现出高弹态,所以嚼泡泡糖的时候刚开始嚼两下是吹不出泡泡的,等温度升高后,嚼软了以后才行。

四 矿泉水瓶灌入热水后,变成白色

生活中经常用到矿泉水瓶,有时候,会在矿泉水瓶灌入热水,于是会发生一个奇特的现象,透明的矿泉水瓶很快变成白色,这又是为什么呢?

判断一种材料是否透明,要看当中是否含有对光产生衍射、反射和吸收是物质,晶区的结构规整性比较好,容易有反射和散射,这些结构使光线不能透过,结晶度越低越透明,无定形区譬如玻璃是典型的无定性物质,光线就能很好的透过,透明性就很好。

高分子材料概念范文第4篇

[关键词]工程意识;高分子材料专业;综合实验

我国的高等工程教育培养造就了大批工程科技人才,有力地支撑了我国工业体系的形成与发展。但与其它工业发达国家相比,我国高等工程教育虽然规模位居世界第一,但总体质量并不高。突出的问题就是高等工程教育培养出的人才工程性缺失和实践能力薄弱。针对高等工程教育存在的的问题,2010年6月,中国工程院、教育部启动“卓越工程师教育培养计划”,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,使我国培养的卓越工程师后备人才满足我国工业化和现代化建设的需求,使我国跻身工程教育强国之列。

一、目前高分子材料专业综合实验存在的问题

长期以来,我校高分子材料专业综合实验仅仅是停留在使学生巩固并加深对专业基本理论及概念的理解,对高分子材料性能检测,以及高分子材料成型加工设备的操作等层面。存在的最大问题就是实验内容陈旧、滞后,实验教学形式僵化。验证性的实验内容较多,与工程实际密切结合的实验内容太少。这种传统的高分子材料专业实验教学体系不利于学生工程观念的建立,不利于后续阶段的顶岗实习、毕业设计、及进入工作岗位后迅速完成从学生到合格的工程技术人员的转变。

二、加强高分子材料专业综合实验工程性的指导思想与原则

“卓越工程师教育培养计划”具有三个特点:一是企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。我们认为高分子材料专业综合实验应该是在专业实践层面上安排的,能够与生产实际紧密结合,能够体现工程与教学相互联系、相互促进关系的一门实验课。通过实验培养学生建立初步的工程能力。在这门实验课中要创造出一种让学生真正感受到工程实践的氛围,促使学生从知识积累向工程能力生成的转化。

三、高分子材料专业综合实验改革的具体实施

(一)调整高分子材料专业综合实验开设时间

我校高分子材料专业综合实验原开设时间放在第3学年的第6个学期。通过几轮教学发现,在学生专业学习还没完全到位的情况下,学生并不完全具备很好完成实验的能力,严重影响专业实践能力的取得。因而将设置时间调整到第4学年第7个学期,时间从3周延长到4周。从实践结果来看,这一调整是合理的。

(二)企业参与高分子材料专业综合实验教学计划的制定

以往的实验教学计划完全由任课教师自行制订,由于教师的工程能力不足等原因,制订的实验教学计划脱离生产实际,即所谓的“理论性、研究性过强”。在新的实验教学计划修订时,我们积极争取企业具有丰富实践经验的生产技术人员参与进来,共同制定人才的培养目标,培养方案,共同制定实验教学大纲、实验教学计划。

(三)高分子材料专业实验内容的确定

1.原有实验内容优化。全面更新实验内容。只保留小部分经典的实验内容,这些经典实验可以训练学生系统地掌握原料的准备、材料的合成、性能测定与表征方法等。增加具有工程背景的实验,选择贴近实际的社会需求,符合高分子材料的变化潮流,适应企业对人才需求的内容。

2.教师科研课题转化。将部分教师完成的或在研的科研项目中的部分内容拿到专业实验中来,分解为学生有能力可以完成的实验项目。

3.到有合作关系单位完成部分实验。生产单位可以为人才培养提供先进的工程实践条件。此种实验方式最显著的特点是实验方案的应用性和工程性。更能激发学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。

(四)实验教学方式的改革

1.题目自选与指定结合。由过去的分配到人改变为由学生在给定题目中自行挑选感兴趣的题目,使实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“学生为主体、教师为主导”的模式,充分发挥学生的积极性和创造性。

2.改变实验指导方法,强化学生自主实践能力的培养。强调实验指导教师的“导师”作用,使学生成为实验的主动参与者、探索者。鼓励学生独立思考,引导而不是替代学生解决实验过程中出现的问题。

3.实验以课题组形式进行。每三名同学组成一个课题组,并选举一名组长。每课题组配备一名指导教师或生产单位的技术人员,为课题组提供技术上的指导和方向上的把握。通过具体的研究课题,培养学生团结协作的精神。

4.计算机辅助教学。引入新的教学手段,即利用高分子材料与工程设备素材库,对实验中涉及到和未涉及的工艺进行计算机模拟仿真实验,扩大实验范围。

(五)专业综合实验的考评方式改革

实验模拟本科毕业论文方式进行。结合实验内容给学生下达任务书,学生做出开题报告、开题答辩,以论文的形式完成实验报告,最后采用类似毕业论文答辩的方式总结实验。在同等的实验时间、实验条件下,增加了实验信息量,增强了团队意识,强化了工程理念。

四、专业综合实验改革取得的成效

(一) 直接促进了毕业教学环节的顺利进行

专业综合实验过后,就是毕业环节的教学工作。专业综合实验的过程就是一个微缩的毕业论文过程。有了专业综合实验的基础,很多同学在短时间内就适应了毕业论文过程。毕业答辩也充分体现了这个环节所起的作用。

(二) 促进了教师队伍工程能力的提高

从事高等工程教育的教师多数是从学校直接到学校,他们没有企业工程实践的经历,因而在实践教学中缺少工程思维、工程方法和工程文化的传授。专业综合实验内容及教学方式的改革以及企业专家的参与,极大促进了实验指导教师工程能力的提升。

五、结语

通过新的高分子材料专业综合实验教学体系的构建,从根本上改变了实验教学内容陈旧、滞后与生产实际脱节严重的现状。新的实验教学体系不仅加深了学生对整个高分子材料体系的理解,更重要的是培养了学生在实验中以工程意识去发现问题、分析问题和解决问题的能力。

基金项目:黑龙江工程学院教改项目:基于“卓越工程师教育培养计划”专业综合实验教学改革与实践(项目编号: JG2012042)

参考文献:

[1]刘宇艳,刘宇婷,刘立洵等.高分子材料与工程专业系统化实验体系的建立.[J]实验技术与管理,2011(1):9-11 .

高分子材料概念范文第5篇

关键词:高分子聚合物;燃烧;概念

1.高分子材料分类

(1)按照高分子材料的来源分类

按照高分子材料的来源可以分为天然高分子材料、半合成(改性天然高分子材料)高分子材料和合成高分子材料。

天然高分子材料。天然高分子材料是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。比如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。

改性的天然高分子材料。许多天然高分子材料经过人工改性,主要是用化学方法改性,获得新的高分子材料,如把纤维素用化学反应的方法,改性获得硝基纤维素、醋酸纤维素、羟甲基纤维素、再生纤维素,还有改性淀粉等。

合成高分子材料。合成高分子材料是指从结构和分子量都已知的小分子原量出发,通过一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物。如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、涤纶、腈纶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。

改性合成高分子材料。这一种本质上是从小分子单体合成的聚合物,只是得到的聚合物再经化学反应方法加以改性。如把聚醋酸乙烯醇解,获得了聚乙烯醇,用化学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料,如氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS树脂也属于这一类。

(2)按照高分子材料的用途分类

按照高分子材料的用途可以分为塑料、橡胶、纤维、聚合物基复合材料、粘合剂、涂料、功能高分子等。

塑料是以合成树脂或化学改性的高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。

橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。它的特点是在很宽的温度范围内具有优异的弹性,所以又称为弹性体。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶,天然橡胶是从自然界含胶植物中制取的一种高弹性物质;合成橡胶是用人工合成的方法制得的高分子弹性体。

纤维是指长度比直径大很多倍,并具有一定韧性的纤细物质。纤维可分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维比如:棉花、羊毛、麻、蚕丝等;化学纤维指用天然的或合成的高分子化合物经过加工制得的纤维,前者称人造纤维,后者称合成纤维。

2.高分子材料燃烧特点

大多数聚合物都是可燃的,燃烧过程包括加热、热解、氧化、着火等步骤。燃烧过程是一种复杂的自由基连锁反应过程,首先热解产生碳氢物片段,再与氧反应产生自由基,然后开始链式反应,最终生成有毒的挥发物质。聚合物燃烧的性能指标有燃烧速度和氧指数。

(1)只含氢和碳的高聚物燃烧特点

像聚乙烯、聚丙烯高聚物中只含有氢和碳元素,这类高聚物易燃但

不猛烈,离开火焰后能继续燃烧,燃烧时产生熔滴,火焰黄蓝色,有害气体是CO2、CO。

(2)含有氧的高聚物燃烧的主要特点

有机玻璃,赛璐珞等高聚物中含有氧元素,这类高聚物燃烧时易燃

而且猛烈,火焰呈黄色,燃烧时变软,无熔滴,有害气体是CO2、CO。

(3)含氮高聚物燃烧特点

脲甲醛丙酯、三聚氰胺甲醛树脂,聚酰胺(尼龙)、聚氨脂、丁腈橡胶、聚丙烯腈等高聚物中都含有氮元素。燃烧时可以是难燃自熄,缓燃缓熄、易燃、燃烧时有熔滴,其有害气体为NH3、NO2、HCN等。

(4)含卤素的高聚物燃烧特点

像聚氯乙烯、聚氟乙烯等高聚物中都含有卤素元素。这类高聚物燃烧时火焰呈黄色,无熔滴、有碳瘤,其突出特点是难燃、释放的卤化氢具有捕捉H、OH自由基的功能;燃烧产物中含有Cl2、HCl、HF、COCl2等有害气体。

(5)酚醛树脂的燃烧热点

无燃料的为难燃自熄;有木粉填料的为缓燃缓熄,呈黄色火焰,冒黑烟、放出有毒的酚蒸气。

3.高聚物燃烧产物的毒性

(1)高温和缺氧对人的危害

火灾中的空气无疑温度会急剧上升,氧气浓度会急剧减少。70℃以上的热空气就会使呼吸道发生热损伤而引起肺不张、肺水肿和肺炎等症,在短时间内将导致死亡。人平常生活环境的氧浓度约为21%,在火灾发生时大量氧被燃烧夺走,环境中氧浓度下降,当大气中的氧浓度低到小于16%时人体就会出现呼吸急促脉搏加快,头晕头痛等症状,如果氧浓度小于10%,人3分钟就会痉挛而死亡。

(2)一氧化碳、二氧化碳对人的危害

一氧化碳是燃烧的最普遍、最重要的产物。二氧化碳的毒性比较小,主要是刺激呼吸中枢神经,但二氧化碳浓度高达7―10%时,人会出现意识不清、紫斑、数分钟后死亡。当火灾现场氧气供应不足时,可燃物中的碳在燃烧时会产生较多的一氧化碳。一氧化碳是燃烧产物中最具有代表性的毒性气体。一氧化碳吸入人体后,与血液中的血红素(Hb)牢固结合,使血液的输氧能力降低,从而导致脑细胞缺氧而出现头痛、呕吐、晕眩、严重时出现死亡。