導語：如何才能寫好一篇高分子材料的內容，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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教師在使用“資料分析”欄目時，不能僅僅將其中的知識看做教學目標，而應在深入分析其與核心知識關系的基礎上認識其功能，進而選擇恰當的使用方式。為此，我們統計了高中生物必修教材中的“資料分析”欄目，并分析它們在核心知識獲取過程中的作用，發現其功能主要體現在三個方面：支持核心知識，解釋核心知識，拓展核心知識。

1.支持核心知識

“授人以魚，不如授人以漁，授人以魚只救一時之急，授人以漁則可解一生之需”。同樣，教材不僅需要提供科學知識，而且需要通過恰當的方式引導學生掌握科學知識。也就是說，教材不僅要為學生的學習提供目標，而且要在學生實現學習目標途中遇到困難時提供知識及方法的支持。在“資料分析”的教學實踐中，學生將由被動學習者變為通過資料的閱讀、分析、討論進而獲取知識的主動參與型學習者。學生由過去的生物學概念、規律死記硬背的學習方式，變為主動通過各種資料的閱讀分析，甚至是課外查找資料發現概念和規律，把知識由“別人的”真正變為“自己的”。

例如，教材必修1第4章第1節“物質跨膜運輸的特點”的“資料分析”欄目含“資料一柱形圖一討論題”三部分。該“資料分析”欄目所提供的索材是為了幫助學生了解細胞對無機鹽離子的吸收。在教學過程中，教師可先留一段時間讓學生仔細閱讀資料，認真分析柱形圖，研究在水稻和番茄培養前后的培養液中不同離子濃度的變化情況，然后讓學生分組討論，從中引導學生歸納出兩點規律：一是細胞對無機鹽離子的吸收不一定都是順相對含量梯度的；二是細胞吸收物質是有選擇性的，說明細胞膜具有選擇透過性。通過這樣的研究學習，學生就能準確得出上述討論題中4個問題答案：1.在培養過程中，水稻吸收水分及其他離子較多，吸收較少，結果導致水稻培養液里的濃度增高；2.不同作物對無機鹽的吸收是有差異的：3.水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的裔要；4.細胞對物質的吸收是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。學生通過對圖表數據進行分析，從中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題，不僅能培養學生的邏輯思維能力，還能提高分析問題、解決問題的能力。

2.解釋核心知識

信息被加工的水平越深，它能被提取出來的可能性就越大。有研究表明，學優生善于從深層水平上理解知識，而學困生則習慣于對知識作字面的膚淺理解。因此，教材有必要引導學生深入理解學習內容，更利于核心知識的獲取。教材中有不少“資料分析”欄目中的內容可以實現這一目標。

例如，必修1第1章第l節“資料分析”欄目中“生命活動與細胞的關系”列舉了四個實例：草履蟲的運動和分裂，從單細胞生物角度說明生命活動離不開細胞；人的生殖和發育和縮手反射的結構基礎，從多細胞生物角度闡明生命活動離不開細胞：艾滋病毒的感染，從無細胞結構生物的角度解釋生命活動離不開細胞。這部分的“資料分析”主要以圖片的形式呈現，以圖片代替文字，在識圖過程中練習文字語言的表述也是學生亟待強化的能力。例如，在必修1第3章第4節，“分泌蛋白的合成和運輸”實驗是喬治?埃米爾?帕拉德（GeorKe Emil Palade）及其同事用同位素示蹤技術證實豚鼠胰腺腺泡細胞合成、運輸、分泌蛋白質途徑的經典實驗。教師在進行該內容教學時，應指導學生快速通讀資料分析中文本信息，可以對核心問題進行信息的初步搜集，明確該實驗的研究對象是分泌蛋白，實驗的取材是豚鼠的胰腺腺泡細胞，實驗的方法是同位素標記法，實驗的過程中被標記的亮氨酸發生了位置上的動態變化等。引導學生結合教材中的討論題，理清資料分析闡述的核心內容，即讓學生通過探究分泌蛋白的合成和運輸過程，了解分泌蛋白合成的路徑，從而深入理解相關細胞器的作用及細胞器間在功能上的協調配合。此外，“資料分析”欄目一般都在文本信息或圖解信息后配置了相應的討論題，這些討論題通常也是本節課要突破的重難點問題。通過對討論題的分析，結合搜集和處理的信息，討論題便迎刃而解。

3.拓展核心知識

新課程既強調尊重個體差異，又要求面向全體學生。在課堂教學中，我根據學生的不同情況實施分層教學，提出不同的要求，讓每個學生都有所發展。使得在同一學習時間內，各層次的學生都有自己要解決的問題，都能在現有基礎上“跳一跳”達到目的，即通過思考、解答問題有新收獲，有所提高。為此，高中生物教材常常在“資料分析”欄目中介紹一些與核心知識有一定關聯的外延性內容，包括學科性知識、應用性知識及史料性知識。

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關鍵詞：高分子材料；成型；控制

0 前言

作為一種實際應用效果良好的材料，高分子材料在近期得到了廣泛的應用。研究高分子材料成型及控制，能夠更好地提升其實踐水平，從而有效保證高分子材料的整體效果。本文從概述高分子材料的相關內容著手本課題的研究。

1 概述

現階段我國在高分子合成材料方面取得了很大的進步，相關行業的生產活動也在不斷發展壯大，高分子材料成型加工技術被運用與汽車等工業生產活動之中。高分子合成材料行業已經發展成為我國的重要經濟類產業，是國民經濟的重要組成部分。由于高分子材料的特性，必須加強對高分子材料的系統性研究，了解高分子材料的成型過程以及控制對策，為高分子材料工業的發展提供依據，是我國科研工作的重要任務。高分子材料成型加工技術屬于一門重要的科學，國內外著名的專家學者都對其予以高度關注，將與化學、物理等方面的專業內容融入到高分子材料成型加工技術中，為研究工作的開展提供科學依據。

2 高分子材料的基本成型方法

2.1 擠出成型

高分子材料的基礎成型是通過螺桿旋轉加壓的方式，不間斷的將已經成型的材料由有機筒擠出來，擠入到機頭中去，熔融物料通過機頭口模成型為與口模形狀相仿的型坯，然后借助相應的牽引工具把成型的材料不斷的在模具中提取出來，并對其進行冷卻處理，進而得到相應的形狀。擠出成型是一項系統性的工程，由入料、塑化、成型以及定性等過程，每個環節都對高分子材料的成型起到關鍵性的作用。

2.2 吹塑成型

吹塑就是通過中空吹塑的方式來實現的，主要是依靠氣體的壓力，來促使處于閉合狀態的熱熔型胚發生鼓脹，進而形成中空制品的技術過程。吹塑成型是高分子材料成型的另一種主要方式，具有發展快、效率高的特點。吹塑成型的主要加工模式是擠出、注塑和拉伸，是目前常用的三種吹塑方法。

2.3 注塑成型

一般情況下，我國高分子材料加工行業普遍采用的成型方法是注塑成型，其面對的生產對象大都是空間感強、立體式的材料形狀，在塑料生產方面具有諸多的優勢，受到了企業的廣泛關注和應用。注塑成型方式應用的范圍相對較廣，成型操作所需時間短、多樣的花色、生產效率高等等優點，是高分子材料成型最具實用性的方法。

3 現階段高分子材料成型技術的優化與創新分析

3.1 聚合物動態反應加工技術及設備

現階段，通過對國內外高分子材料成型技術的研究，大都采用反應加工設備來開展工作，但是，該反應加工設備的原理是在原有的混合、混煉設備上進行完善與優化所生產的產品，其還存在多方面的問題，處于不成熟階段，傳熱、混煉過程等都是其中的典型問題。另一方面，設備引進和使用投資大、能耗高，噪音污染嚴重、密封困難。

利用聚合物動態反應加工技術及設備來創新與優化高分子材料成型加工工作，相較于傳統的技術有了很大的進步，加工原理以及設備的組成都有所不同。此種技術的應用，其核心內容是將電磁場條件下的機械振動廠投入到高分子材料的機頭擠出操作中，能夠實現對化學反應、生成物的聚合結構、制品的各項變化等的控制，起到了良好的應用效果。

3.2 新材料制備新技術

信息與科學技術的不斷發展，在各個領域都得到了廣泛的應用，為了優化和升級高分子材料成型加工技術，可將信息存儲光盤應用到加工技術中，利用盤基來直接實現反應成型技術的構建，整個成型技術形成動態式、鏈條式的操作流程，樹脂的生產與加工、儲備與運送，再到盤基的成型，探索出酯交換的鏈條式生產與加工技術，能有效控制能源的使用率、提高成品的質量。

新材料制備新技術的出現，為高分子材料加工行業的發展提供了發展契機，動態全硫化制備技術也是其中的代表，是我國科學技術不斷發展的重要體現，新技術的應用與振動力場具有密切的聯系，可以更為直觀有效的控制硫化的整個過程，能很好的應對硫化過程中所遇到與相態有關的反轉類問題。針對此項技術，科學家應致力于研究與技術相匹配的更具全面化的設備，為我國高分子材料加工水平提供技術支撐。

4 高分子材料在成型過程中的控制

近年來，我國由于綜合國力的提升，在科學領域取得了一項又一項矚目的成績，其中高分子材料在成型過程中的控制是研究的主要課題之一。高分子材料在一定條件下極易發生結構上變化，溫度、外力等都是影響高分子材料所形成的聚合物的結構與形態，同時在外部條件的影響下，高分子材料還會發生聚集形態上的變化，一系列的問題都是現階段科學家研究的主要問題。通過不斷的研究，科學家得出了一系列的成果，實現對新型高分子材料的開發，形成了多元化的高分子材料群體，并投入實際的應用之中，促進了高分子材料工業的發展。通過研究，科學家發現，大部分聚合物多相體系存在不相溶的現象，制約著成型過程中的控制工作，為了改善此類情況，可以適當的融入第三組分。在聚合物生產與加工的過程中，所研制出的產品會處于溫度不穩定的環境中，由于制品極易受到溫度的影響而發生形態和結構上的變化，進而影響其性能，應加強對制品溫度的控制。由于制品的溫度會隨著時間推移為發生動態上的變化，可見，了解在非等溫場條件下，聚合物、共混物制品溫度與時間的變化關系是非常關鍵的，并對變化的規律進行總結，可為成型過程中的形態結構控制提供依據。

5 結語

本文以高分子材料成型方法和控制進行了具體性的分析，我們可以發現，高分子材料的多項優勢決定了其在實踐中的應用地位，有關人員應該從其客觀實際需求出發，充分利用自身有利條件，研究制定最為符合實際的成型及控制實施方案。

參考文獻：

[1]楊帆.淺析高分子材料成型加工技術[J].應用科學，2011（08）：66-68.

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關鍵詞：高分子材料；化工材料；發展現狀

我國自上世紀80年代以來，開始致力于高分子化工材料的研發，并且將高分子化工材料用于多種領域，滿足了節能減排、高性能高科技等現代社會發展的要求。除了本文主要介紹三種材料以外，我國在烯類單體聚合、a―烯烴的聚合、乙烯基單體的光聚合與光刻膠等方面也取得很大的研究成果，隨著現代科技的發展以及社會發展的進一步需求，高分子化工材料將得到進一步的開發研究，并廣泛的應用于農業、工業、醫學、生物、能源等領域。高分子智能材料已經成為材料科學發展的一個重要研究領域，全世界各個國家科學家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發展來看，任何一種重要材料的發明和利用，都能夠把人類改造自然，創造社會的能力提高到一個新的高度，并給社會生產力和人類生產生活帶來巨大的影響，使人類的物質文明建設和精神文明建設共同向前推進一大步。所以可以肯定的說，未來將會有更多更好更實用的智能材料出現在我們的面前。

一、高分子材料概念描述

所謂高分子材料是指由許多重復單元共價連接而成的，分子量很大的一類分子所組成的相關聚合物，并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發展：高功能化，高性能化，復合化，精細化和智能化。鑒于此，我國的高分子材料在進一步開發通用的基礎上，應該重點發展高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以進一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能，較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。

二、高分子材料的應用分析

（一）聚烯烴材料

聚烯烴是高分子化工材料中用量最大的，也是應用范圍最廣的一種，主要在汽車、建筑、家電等領域得到廣泛的應用。聚烯烴是烯烴的聚合物，是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱，主要通過高壓聚合或者低壓聚合如溶液法、漿液法等方法生產合成，主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富，價格低廉等優點。目前，各研究機構正在研究使用過渡金屬做催化劑，進行各類烯烴的聚合。近年來，隨著節能減排、低碳經濟以及可持續發展思想的深入，聚烯烴的合金化、高性能化和多樣化成為研究的方向和重點。

（二）高分子智能材料

高分子智能材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得具有生物功能的一種材料。其功能可隨外界條件的變化而有意識地調節、修飾和修復。形狀記憶高分子材料是指在一定條件下賦予高分子材料的起始裝態，當外部條件發生改變時，它可以改變成相應地形狀，并能固定其形態。當外部條件再次發生改變時，智能高分子材料以特定的規律和方式再一次發生變化并恢復至起始態。從而完成從起始記憶態到固定變形態再到恢復起始態的循環過程。自行調溫調光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物構成的。在低溫時聚合物是成串排列的，為透明狀，能夠透過90%的光線。加熱時，這種聚合物就以纖維的形式聚合在一起，成乳白色，能夠阻擋90%的光線。并且這種可逆過程是在兩三度溫差范圍內完成的。具有傳感功能的高分子材料，這種與傳感器結合起來的高分子材料，已成為智能材料的一個新特點。例如，裝有壓電陶瓷傳感器的機器人，可以靈敏地感覺到軸承脫離時摩擦力突然變化的情況，并迅速作出握緊反應。

（三）稀土催化材料

稀土元素具有獨特的化學性能和物理組成，以稀土元素為基礎的稀土功能材料在信息、生物、新技術、新能源以及環境保護等現代科學技術和現代工業發展中起著十分重要的作用，稀土催化材料比傳統的貴金屬催化材料相比，具有資源豐度高、成本低、生產工藝水平高以及性能優越等方面的優勢。稀土催化材料不僅能夠提高生產效率，最重要的是能夠節約資源和能源，進而減少環境污染。上世紀60年代，中科院長春應用化學研究所運用稀土化合物組成新型催化劑用于二烯烴的聚合以及橡膠的制備，打破了傳統的Z-N催化劑，取得重大研究進展。目前稀土催化材料大量運用在能源環境領域中，如汽車尾氣凈化、工業廢氣以及人居環境凈化等方面。

（四）生物醫用材料

生物醫學材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。高分子合成的生物醫用材料通過分子設計和聚合，能夠獲得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料，其中高分子軟材料常用做為人體軟組織如血管、食道和指關節等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等；液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。

三、結束語

新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響，本文從幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義，發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用，人類已經進入了高分子時代。

參考文獻：

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關鍵詞:聚合物成型工藝學;高分子材料生產加工設備;成型加工;教學改革

高分子材料作為最重要的材料品種之一，在人們的生活和生產中具有不可替代的作用［1－2］。高分子材料優異性能的體現在于選用合適的材料并選用適當的成型加工方法和設備。《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》是高分子材料相關專業的兩門專業課，是高分子科學領域的研究和工程技術人員必備的技術知識［3－4］。在課程講授過程中發現，《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》這兩門課程聯系緊密，既相互區別，又相互補充。因為設備決定工藝，不同的設備，有不同的工藝，只有根據設備的情況，制定符合實際的工藝，才能發揮設備的最大功能，提高產品質量和生產效率。反過來，在講授設備的時候，也需要講授工藝，工藝理解了，能夠更好的促進對設備的理解。高分子材料生產設備很多，有些內容也很抽象，用工藝把一些特定的設備聯系起來，就容易理解多了，因此，這兩門課是相互促進，相互發展的關系，但是在教學過程中也發現一些缺陷，比如:《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》的有些內容發生重疊，分別講授這兩門課時，有些內容向學生重復講授［5，6］;另外，這兩門課程具有內容分散、抽象、半理論半經驗化等特點［3］，要提高教學效果，需要進行教學改革。

1明確這兩門課教學主線

聚合物成型加工工藝及設備這兩門課程既與高分子化學和高分子物理緊密相連，同時又是高分子專業理論研究與實際生產相互聯系的紐帶［7］。在教學過程要緊扣高分子物理和高分子化學中的知識，因為高分子材料加工的許多問題往往可以歸結到高分子材料特殊的鏈結構。同時使學生能夠明白材料制品的性能既與材料本身的性能有關，同時在很大程度上受到成型加工方法、工藝條件和加工設備的影響。同樣的材料通過不同的加工方法、加工工藝或加工設備，所得制品的性能就不同。在講課的過程中要讓學生理解高分子材料如何通過成型加工得到具有一定使用性能的制品;材料的成型加工設備與成型加工工藝有何關系;制品性能與材料本身的性能以及成型加工設備和成型加工工藝又有什么關系;同樣的材料通過不同的加工工藝或加工設備，所得制品的性能為什么不同等等［8］。因此，教學內容的講授緊緊圍繞“高分子材料———成型加工設備和工藝———影響制品性能的因素”這條高分子材料成型加工設備和工藝的主線來展開，重點使學生了解和掌握制品性能與高分子材料、成型加工工藝和成型加工設備之間的關系。

2教學內容的改革即教學重點、難點的確定，以及某些知識點的合并和教學內容的補充、跟進和更新

有了教學主線之后，教學內容的就很好安排了，對某些重復的知識點進行合并，對相關的本學科的最新發展要跟進，并充實到教學內容中去，對某些知識點進行更新，使《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》授課重點突出，內容精煉，知識體系完整。對前沿領域的跟進與補充，可以引導學生開闊思路，激發學生興趣，激發他們對自己專業的熱愛。教學內容既詳細地講授基礎知識，包括詳細地講授材料的鏈結構與材料性能的關系，同時又要系統地講授當前主流的高分子材料成型加工技術、設備和工藝。從高分子材料的加工原理出發，對成型加工設備和工藝進行詳細地探討，既講授各種高分子材料成型加工的共性，又分別介紹塑料、橡膠等不同高分子材料的成型加工特點和區別。

3教學模式的改革與實踐

考慮到這兩門本課程信息量大、內容多、涉及到的領域寬，其課堂教學主要采用多媒體輔助教學，使課程內容形象直觀準確呈現在學生面前，使學生更容易的接收和理解。但是對于不同的課程內容可以采取靈活的教學模式，對于部分章節，聯系本人在工廠工作的經歷，采用案例式教學。例如在在講述配方設計時就可以采用案例式教學。圖1給出了在實際工廠的一般生產過程。圖1專用料加工廠一般生產過程流程圖Fig.1Theflowofmanufactureprocessforspecialmaterialprocessingplant首先市場部拿到一個訂單之后，技術部根據客戶的要求，選者生產配方，然后生產樣品，待過對方確認之后開始批量生產，最后是檢驗、包括、入庫、發貨。由于不同的客戶對產品性能的要求不同，不可能拿到十分準確的配方，一般是根據工廠技術部門現有的技術資料以及以往的生產經驗，首先制定一個初步的配方，然后經過客戶試料之后，根據客戶的意見，再進行改進。講述這部分內容時主要講授這個配方當中哪些組分對產品性能起到決定性的影響，基于什么樣的考慮提出這樣的配方，并指出在生產過程應當注意什么問題。然后再把改進過程進行詳細地講授。例如在設計生產塑料椅子專用料項目中，應重點考察其阻燃性能、加工性能和增韌體系以及阻燃劑與基體的相容性，才能得到高強度、高韌性以及阻燃環保的高分子復合材料。而針對不同的配方，在其性能滿足客戶要求的基礎上，對其阻燃劑與基體的相容性進行深入分析。這樣既增加了學生學習的興趣，又豐富了教學內容，從而提高了教學效果和教學水平。

4結語

《聚合物成型工藝學》和《高分子材料生產加工設備》具有很強的工程應用性，要明確高分子材料的工程特性，使學生從整體上把握和理解材料制品性能與材料本身的性能、成型加工方法、加工工藝和加工設備的關系。在教學過程中，既要充分利用現代化的教學手段豐富課堂教學內容，又要充分調動學生的積極性。近幾年，通過對聚合物成型工藝和設備的教學內容、教學方法等方面的改革，在授課過程中，既注重強調培養學生解決實際問題的能力，又不忽視基礎理論知識，強化學生的綜合素質，取得了良好的效果。

作者:陳國昌 葉明富 單位:安徽工業大學化學與化工學院

參考文獻

［1］馬巫明，東為富，啟繪宇，等.《聚合物成型加工》課內課外協同教學新模式的改革與探索［J］．教育教學論壇，2016(3):268－269.

［2］張世杰，黃軍左.基于應用型人才培養的《高分子材料成型加工基礎》課程教學改革［J］．河南化工，2014，31(12):58－59.

［3］陳國昌，葉明富.聚合物成型工藝學教學改革與實踐［J］．安徽工業大學學報(社會科學版)，2013，30(3):119－121.

［4］王琛.高分子材料加工工藝學精品課程建設初探［J］．紡織科技進展，2014(5):88－90.

［5］周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工［M］．北京:中國輕工業出版社，2000:100－102.

［6］徐德增.高分子材料生產加工設備［M］．北京:中國紡織出版社，2009:111－113.

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關鍵詞：高分子材料專業；化工原理；教改實踐；教學內容；教學方法

化工原理是一門綜合性技術學科，主要研究化學工業生產中有關的各單元操作的基本原理、所用的典型設備結構、工藝尺寸設計和設備的選型的共性問題。它是綜合運用數學、物理、化學等基礎知識，分析和解決化工類型生產中各種物理過程的工程學科，主要強調工程觀點、定量運算、實驗技能及設計能力的培養，強調理論聯系實際。由于其在培養學生工程科學及工程技術的雙重教育任務中起到重要作用，目前該課程是化工類及相近專業的一門重要的技術基礎課，很適合現在的“重基礎寬口徑”本科教育的培養理念。筆者所在校的化學工程專業、食品工程專業、制藥專業、高分子材料與加工專業和生物化工專業都開設了該門課程的教學任務。

化工原理教材源自1923年美國麻省理工學院的著名教授W.H.Walker等教授發表的首部著作――Principle of Chemical Engineering。我國最早是浙江大學在1927年首建化學工程系時開設了該門課程的。自此有關化工原理課程的教學與改革工作開始深受學者們重視，目前化工原理的理論教材正式出版的已達20多個版本，同時發表的教研論文也有近600篇。然而，目前多數教材有一個普遍的特點就是偏重于引介傳統的基礎化工知識，對化學工程類專業的學生適應性強而缺乏與其他的教學專業間的密切聯系，從而易使其他非化工類專業的學生產生教材對于他們專業適用性不強的錯覺。這也導致部分的非化工類專業學生對該門課程學習興趣不強。如果將學生的專業課程的知識融入化工課程原理的教學中，以化工原理知識在非化工類相關專業中的應用為切入點引導這類專業學生的學習興趣是很重要的。

高分子材料與加工專業是以相對分子質量較高的化合物構成的材料包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料等為研究對象研究其合成改性和加工成型等的一門科學。這有別于多數化工原理教材中引述的小分子物質如水、苯或甲苯等常規化學品的。如何將化工原理知識和高分子材料加工應用實例結合起來教學，從而提高該專業學生學習該門課程的積極性，筆者圍繞著教學內容和教學方法等，在課堂上開展了一系列的教改實踐與嘗試，并獲得了好的效果。

一、闡明高分子生產加工與化工生產間的內在聯系高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法，化工原理課程也是海南大學（以下簡稱“我校”）高分子材料與工程專業的一門專業基礎課。學生在初學化工原理時可能感覺與高分子加工技術相差較大，對將來專業知識沒有直接幫助，學習的積極性與主動性均難以充分調動，甚至還易產生消極抵觸的情緒。因此，在課程剛開始的緒論這一章的教學中在介紹什么是化學工業過程時筆者不以教材里的傳統化工加工為例，而是詳舉高分子行業中運用化工原理知識進行材料加工處理的實例，提前介紹一些高分子材料加工的方法，拉近學生與傳統化工加工技術的距離，讓學生理解高分子加工的一些操作與傳統化工類的操作間的異同點，以便消除同學們內心的疑惑，指明高分子材料加工專業的同學學習化工原理知識的必要性。

如天然橡膠的初加工是海南（以下簡稱“我省”）省的特色產業也是我校高分子材料專業的一個重要方向。從天然橡膠樹上采割的膠乳經過一系列的處理得到干膠產品（如圖所示）。在這個過程中干燥、濃縮、壓片等操作與傳統化工生產中的相關的單元操作一樣，所用的基本原理相同，設備基本通用。

高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯氣體在常壓常溫下，加壓輸送合成前的加熱升溫操作及反應后產物的分離與傳統化工專業的流體輸送原理及加熱原理是相同的，所用設備是相通的。二、將高分子加工工藝融入化工原理的課程教學中在高分子材料的加工中采用了大量的化工單元操作。但這些高分子加工工

制膠方法圖藝在傳統的化工原理教材中是看不到的。這就要求任課教師具有高分子材料加工方面的知識背景，這樣可以將高分子加工工藝中運用到的化工原理的知識融入課程的教學中，學生領會到該門課程的知識在專業知識中的基礎作用學習興趣才會提高，并且在將來的工作中能有意識地提前運用化工原理的理論知識，進行企業的節能降耗等的工藝改進。

如在以動量傳遞理論為基礎的單元操作的有關教學中，教材通常是以牛頓型流體如水、苯或甲苯等常規化學品的流體輸送為例，而高分子材料專業的學生處理對象多為大分子材料，所處狀態通常固體顆粒或黏稠狀態，屬于非牛頓型流體范疇。因此教材中的例子缺乏對高分子材料專業學生的足夠吸引力，難以達到應有的示例效果。教學中我們以膠乳廠中天然濃縮膠乳的生產工藝為例，說明工藝中我們利用泵提供新鮮膠乳能量，促使其流入高速離心機中，而離心機是非均相物分離的一個單元操作。高分子量的聚異戊二烯在離心機轉鼓的軸中心較遠的地方富集，而小分子如水分、小分子量的聚異戊二烯在軸中心附近富集。將這兩個位置的乳液分別導出就分別得到濃縮膠乳和膠清膠，并利用非牛頓型流體的阻力計算方法表明，由于膠乳的黏稠度遠大于水的黏度在動力消耗上要比同等條件下輸送水的動力消耗大。

鑒于在塑料或橡膠的加工生產中大量運用到了螺桿擠出機。所以在流體輸送設備介紹中，筆者是以螺桿擠出機在塑料加工中的應用為例，說明螺桿擠出機的工作原理，并且介紹在塑料擠出機的料斗的顆粒進料系統中可以利用固體流態化技術，采用真空吸料或用鼓風機壓料進行原料輸送。

在以熱量傳遞為理論基礎的單元操作中，在介紹以導熱方式進行的熱傳遞時，筆者以未硫化膠膜在平板硫化儀內加熱硫化為例進行導熱說明。而以塑料在螺桿擠出機內或橡膠在煉膠機上進行塑煉時的粘流態受熱為例介紹對流傳熱熱傳遞方式。

在以質量傳遞為理論基礎的單元操作中，以粉末涂料的生產為例，介紹噴霧干燥工藝。這些將高分子材料加工工藝融入化工原理的課堂教學中，拉近了材料加工與化工原理知識間的距離，提高了學生學習的興趣，起到明顯的教學改革效果。

三、以高分子材料為實驗對象化工原理一般是同學們從公共基礎課轉向專業課學習所接觸到的第一門工程性課程，亦是一門理論與實踐緊密結合的技術基礎課程。它的實驗課教學設計至關重要，其不僅關系到整門課程教學效果的好壞，更是決定能否推進該課程素質教育的關鍵環節之一。

為提高高分子材料類專業同學參與化工原理實驗課的學習熱情，筆者在實驗教學中選擇高分子材料進行相關的實驗 。如干燥實驗中有的專業以甘蔗渣紙板為實驗對象，獲得有關纖維的干燥過程曲線和干燥速率曲線。而我省特色產業天然膠乳加工中有將天然膠乳干燥制備成干膠的這一操作。為了結合我校的高分子材料專業，專業實習提前將有關化工原理的知識融入到專業學習中。實驗中以天然膠乳制備的濕膜片為實驗材料，獲得天然膠乳薄膜制品的干燥過程曲線和干燥速率曲線，為以后同學們去膠乳廠參觀實習提供理論和實驗依據。這一舉措不僅有效激發了同學們參與實驗研究的主動性，反過來也極大促進了該課程理論學習的積極性。

四、有的放矢傳授教學內容，適應少學時的課程教學計劃在高分子材料類專業的教學計劃中，化工原理雖也多被列為必修課程，但相比化工類專業，其教學學時要少得多。因此，如何在有限的學時內，引導同學們在掌握基本化工操作知識的基礎上，有的放矢地傳授教學內容，引導學生自主復習，進行課外自學。如化工原理教材中有大量公式推導過程，少學時專業課的教學中不容許課堂上在公式推導中花費大量的時間，課堂教學中會簡單介紹推導思路，鼓勵學生課前及課后自學，重點放在有關理論的應用上。如離心泵理論揚程的方程式的推導過程，運用了前期我們學過的伯努利方程的知識和幾何學中速度的矢量運算知識。在教學中要求學生課前自學，教學重點在分析、總結和對公式的理解和運用上。考慮課程特點，在蒸發等單元操作上分配課時較少，而對于膜分離這類單元操作，由于與高分子材料有密切關系，安排一定的學時學習這類單元操作的原理。這樣做到有的放矢，盡可能與專業產生一定的關聯，為專業知識拓寬堅實的專業基礎知識。

參考文獻：

[1]管國鋒，趙汝溥.化工原理[M].北京：化學工業出版社，2008.

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【關鍵詞】高分子材料成型加工；工藝；實驗教學；改革；綜合能力

在高等職業教育從精英教育轉向高素質技能人才教育發展以后，創造性與適用性的實驗教學方法的重要性日益凸顯。高分子材料成型加工作為一門專業性強、實用性與系統性兼具、技術不斷快速發展的新興學科來說，高分子材料成型加工教學的實施需要通過理論教學和實踐教學的有機結合，培養學生良好的學習方法和探究性、創新性的思維方法。為此，探究性的實驗教學已經成為其教學過程中十分重要的教學手段與教學環節。隨著新材料技術的不斷發展，高分子材料特別塑料已經在各個領域得到了越來越廣泛地應用，已成為現代工業三大新型材料，高分子材料成型加工業已成為我國經濟發展的支柱產業。高分子材料成型加工是一門實踐性很強的學科，因此，對于高分子材料成型加工這門學科的教學來說，改革創新實驗教學，對保證本學科的整體教學效果和質量有著非常重要的意義。

一、高分子材料成型加工專業概述

高分子材料成型加工技術是以高分子材料的結構性能和改性制備、制品設計、成型工藝、模具設計與應用、性能檢測、設備應用等為研究對象的一門學科。開設主要課程有高分子化學基礎、高分子物理學、聚合物流變學、聚合物加工原理、高分子材料與配方、高分子材料成型工藝、塑料成型模具、塑料成型設備等。高分子材料成型加工工藝是高分子材料成型加工技術專業最為核心的課程。培養具有高分子材料成型加工專業基礎知識，能在高分子材料領域從事科學研究、技術開發、工藝設計、生產及經營管理等方面工作的高素質應用型專門技能人才。通過本專業的學習，學生應該掌握高分子材料的改性與配制方法；高分子材料的組成、結構和性能關系；聚合物加工流變學、成型加工工藝和成型模具設計的基本理論和基本技能；具有對高分子材料進行改性及加工工藝研究、設計和分析測試，并開發新型高分子材料及產品的初步能力；具有應用計算機進行模流分析、制品與模具設計應用的能力；具有對高分子材料改性及加工過程進行技術經濟分析和管理的初步能力。

二、高分子材料成型加工實驗教學的改革方法探索

（一） 對實驗課程進行系統性設計，讓其更具實操性

高分子材料成型加工技術是一門系統學科，其實驗教學課程也應該是一個具有系統性的課程。但在以往的課程設置中卻將實驗課程分割成了高分子化學實驗、高分子物理實驗、高分子成型加工實驗等若干個零碎的單元實驗，學生獲得的實驗知識散亂，無法形成系統的知識鏈和技能集群。因此，將相關實驗課程進行項目分類，按照案例模塊設計，將相關實驗有機地串聯成一門集趣味性、知識性和實踐性為一體的完整實驗教學課程，這樣知識間的聯系也更為緊密，使實驗課程的實操性更高。

（二）讓實驗的“驗證性”向“探究性”轉變，增加學生的自主性

現行的高分子材料成型加工實驗教材上，都是以驗證實驗的正確性作為實驗目的，實驗教材上已經將實驗方法、步驟、標準等介紹得非常清楚了，因此，學生只需要按照實驗教材上的步驟完成即可，整個過程很少有需要學生創新探索的地方。很顯然，這樣的實驗教學是無法滿足高職教育對于提高學生綜合實際應用能力的要求的。為此，在已有實驗標準基礎上，將“驗證性”實驗向“探究性”實驗轉變。讓學生自行設計方案，自行探究完整實驗應該如何做。學生將自己設定的實驗步驟完整地記錄下來，在實驗過程中如果出現了問題，學生根據自己的實驗步驟探究分析問題的癥結。例如在做PP樹脂熔體指數的測試實驗時，同時進行PP樹脂分子量的測定實驗，通過兩種實驗的對比研究，使學生真正懂得在同一環境因素條件下，熔體指數只是樹脂熔體流動性能好壞的表現形式，而高分子的大小才是樹脂熔體流動性好壞的內在決定因素。只有讓學生的所學在探究性的實驗教學中有所體現，學生才能切實得到實踐能力上的提升，才能不斷提升自身綜合素質。在這個過程中，學生分析與解決問題的能力才會得到有效提升。

（三）增加實驗教學的創意性與趣味性

高分子材料成型加工的實驗教學與一般化學實驗的不同之處在于，它的很多實驗都需要一個完整的工藝流程才能看到效果，有的單元實驗枯燥無味，因此，對于高分子材料成型加工實驗來說，增加一些創意性與趣味性是非常必要的。學生如果將做實驗當做自己的興趣來對待，所取得的教學效果會更好。以雙酚A型環氧樹脂的合成與粘接實驗為例，由于環氧樹脂是透明的，因此教師可以讓學生在實驗開始前自行準備一些喜歡的樹葉或者卡片之類的東西。當環氧預聚體合成出來以后可以將這些準備好的樹葉以及卡片等放到合成模具中，然后進行灌漿、封口以及加熱操作，待其固化以后就會得到一個非常漂亮的自制相框。在這一創意的啟發下，學生還可以發揮自己的才智制作出臺歷、鑰匙牌等小用具，這就使這樣的實驗變得非常的有趣。這些創意不僅讓學生獲得了成就感，同時也更加喜歡實驗課程。

（四）實施案例教學法來提高學生的實驗分析能力

高職院校教學的重要任務是引導學生學會學習，培養學生的自主學習能力和創新精神。案例教學法是一種以案例為基礎的教學法。在教師的指導下，根據教學目標和內容的需要，運用案例來個別說明展示，從實際案例出發，提出問題、分析問題、解決問題，通過師生的共同努力使學生達到舉一反三、理論聯系實際、融會貫通、增強知識、提高能力和水平的方法。它實現了以學生為主體，以培養學生的實踐能力和創新能力為基本價值取向，將理論與實踐有機地結合了起來，迅速、高效地解決實際問題。為了讓同學們掌握分析解決塑料制品應力開裂現象的方法，在實驗教學過程中，以學校高分子材料加工中心生產的某品牌的食用油包裝瓶蓋在使用過程中發生部分開裂現象為例，讓同學們分析發生開裂的原因。通過調查研究知道，瓶蓋發生開裂可能是加工溫度等工藝條件設定不合適、材料的選擇不夠正確、模具的冷卻系統和模具澆注系統結構不合理等因素造成。然后通過計算機模流分析，發現主要是澆口進澆方向不正確而引發的應力收縮開裂。為此，將進澆方向改為從瓶蓋側向進澆，使問題得到了解決。

三、結束語

綜上所述，對于實踐性比較強的高分子材料成型加工技術來說，實驗教學是教學環節中非常重要的一個部分。創新性實驗教學對于高分子材料成型加工學科的整體教學效果會產生至關重要的影響。實現高分子材料成型加工實驗教學的改進與改革，有利于提高學生的學習能力、綜合應用能力和解決實際問題的能力。對高分子材料成型加工的實驗教學進行改革，從對實驗課程進行系統性設計著手，讓其更具實操性；使實驗教學從“驗證性”向“探究性”轉變，增加學生的自主性；增加實驗教學的創意性與趣味性，以及實施案例教學法等，實現理論教學與實驗教學的有機結合，提高本學科教學的內涵質量和整體教學效果。

參考文獻：

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【關鍵詞】制品生產 高職 課程

長江下游尤其是長三角拉動中國經濟前行,已形成了世界塑料加工業的重要基地,該地區也是國內塑料加工業上下游產業鏈溝通最為活躍的地區。而我們常州是全國塑化行業最發達地區之一,產值規模僅次于廣東佛山。依托塑料加工產業,廣泛聯系行業、企業,成立專業指導委員會。在委員會專家的指導下,對高分子材料加工技術專業人才市場的需求進行調研,結合高職教育的特點,確定高分子材料加工技術專業人才培養目標為:培養德、智、體、美全面發展的掌握與高分子材料制品生產及新制品開發等內容相關的專業崗位群所必需的專業知識及專業技能,在高分子材料制品生產等企業第一線從事生產、技術、管理等工作,具有良好職業道德、較強專業技能和可持續發展能力的高素質、高技能應用型人才。高分子材料加工專業作為我校的首批教改試點專業,旨在深化高職高專高分子材料專業,高分子人才培養計劃及課程改革上起到探索創新及引領示范作用,本文以《制品生產3—模壓制品的生產》這門課程為例來分析探討教改過程中的整體設計模式。

1 課程定位

1.1 培養目標的形成

這個培養目標的確定是通過行業企業調研,進行了充分的崗位分析,分析該崗位的典型工作任務,并邀請專家共同探討,確定該專業的課程體系;再由該崗位對能力、知識、素質的要求確定人才培養的規格,進而制定專業人才培養方案;建立學習情境和制定課程標準。

在人才培養方案的形成過程中,不斷尋求成長規律與學習規律,最終形成了高分子材料加工技術專業培養方案課程與培養目標框架圖。

1.2 課程信息

本專業新的培養方案中的課程模式為:制品試樣制備、加工原料的合成(包括碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成三門課程)、加工原料的選擇、制品生產(包括注塑制品生產、擠出制品的生產、模壓制品的生產三門課程)、新制品的開發、上崗實訓等,本文所述課程隸屬于制品生產中模壓制品課程。

本門課程是高分子材料加工專業二年級學生的專業核心課,其中先修的課程包括:擠、壓、注單機操作、碳鏈高聚物的合成、雜鏈高聚物的合成、特殊高聚物的合成、高分子材料分析、選擇與改性、性能測試I(原料)、配方設計I、注塑加工、擠出加工。后續課:新制品的開發、上崗實訓等。

2 課程內容

2.1 課程內容的選取

根據高分子材料加工技術專業人才培養方案中對該課程的要求,結合該專業典型工作崗位任務要求,能合理的確定加工過程與工藝條件;能進行模具的組裝與調整;能針對制品的各種缺陷進行分析、調整工藝;能熟練操作設備為目的,進行內容的選取與整合。

本課程主要教學內容為模壓制品的生產,圍繞該內容進行必要的理論知識的解讀和實驗操作技能的訓練,理論知識部分包括高分子材料模壓加工設備的結構知識、通用高分子材料典型配方設計知識、高分子材料模壓加工工藝設計知識以及高分子材料配方設計所用助劑的基本性能知識等,是根據行業企業發展需要和完成職業崗位實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求選取的,為學生學習后續課程和后續發展奠定良好的基礎。課程內容之間基本呈現循序漸進的關系。通過對項目的設置將原有課程體系的內容進行重新的整合,使之更加符合實際需要,以適應目前的學習及今后發展的需求。

2.2課程設計的理念和思路

項目化教學體現的是學生在“做中學、學中做”,教學項目的建立必須徹底打破原有的課程體系及本課程的知識體系,教學項目的設立必須要建立相應環境與設施。

在進行課程設計的時候主要考慮以下方面

(1)突出學生主體作用,完成工作任務

(2)項目任務優化組合,適應學生認識與成長規律

(3)靈活運用多種教學方法,拓展學生思維

(4)創新教學效果評價方法,突出能力考核與知識運用

在課程設計之前首先進行職業崗位能力分析,突出能力目標要求,課程以項目為載體用任務訓練學生、以學生為主體、知識理論實踐一體化。課程項目(任務)的選擇必須具備實用性、典型性和綜合性和可行性。綜合項目中設置若干子項目,用于訓練學生的單項能力。充分體現教學過程的實踐性、開放性和職業性。

總的設計原則為:教學項目的設立來源于工作項目,教學項目本身具有獨立性和系統性,教學項目的設立必須考慮A、B雙線,其中A組任務選擇成熟的、具有代表性的、實驗室可操作性強的產品,課內完成(以學生為主體、教師起指導、點評作用);B組為拓展任務,為課外自選項目,選擇新型、改性或特殊意義的產品,課外完成(由學生自主完成項目實施方案設計)。

3 課程的教法學法

3.1課程教學方法和教學手段

在該課程的教學過程主要采用的教學方法是行動導向教學法,具體就是項目式教學結合其他教學方法,例如案例教學、分組討論,啟發引導、自學輔導、理論實踐一體化等。在教學的過程中充分利用現代教育技術和網絡教學資源,結合PPT、板書、實物等進行教學。

比如項目1——橡膠制品的生產,總體上是行動導向法,為學生準備一個項目實施過程手冊,上面有若干個任務,每個任務都告訴學生該干什么。第一個任務是思維導圖,要求學生思考圍繞“橡膠制品的生產”應解決哪些問題,掌握哪些知識和技能,這就屬于啟發引導。學生通過思維導圖的建立可以較清楚的明白完成這一任務應解決哪些問題,這樣在后續任務的完成中就有較清晰的思路。引導學生進行較為有效的自主學習。

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目前高分子材料專業英語的教材有不少，覆蓋了高分子化學、高分子物理和高分子材料加工等課程內容。但這些內容大多摘選自國外早期的原版專業書籍，不少內容陳舊，體裁單一，一方面不能反映高分子材料專業發展現狀，同時讓學生感到應用性不強，缺乏學習興趣。針對以上教材內容的缺陷，筆者在有選擇的講述教材內容的同時，精心選擇一些著名國際高分子專業期刊，如《Macromlecules》、《Polymer》、《MacromolecularRapidCommunications》等期刊的部分相關內容作為教材的補充，同時鼓勵學生上網搜索一些相關資料，如美國化學會下的Chemical&EngineeringNews下有關高分子材料方面的報道，這些內容反映當今高分子材料發展的前沿，拓寬了學生的知識面。同時考慮到學生畢業之后在工作中或進一步深造中會接觸到專利、說明書、技術標準、市場報告等多種體裁的專業文獻，在課堂教學中適當增加這部分實用性的內容，起到學以致用的效果。

二、課堂理論教學方法的革新

專業英語教學內容一般為專業知識的論述，具有很強的邏輯性和學術性。為提高學生的專業英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力，筆者采取的方法如下。

1.師生互動是專業英語教學的重要手段

傳統專業英語的教學模式是先講解詞匯，再閱讀和翻譯課文，這樣的課堂單調且冗長，學生學習興趣不高。考慮到語言教學的特殊性，為達到好的教學效果，需要學生在課堂中的積極參與，嘗試改變以往教師講學生聽的簡單教學模式，采用多種形式與學生互動交流。通過提前布置作業，學生做好預習工作，每次帶著問題上課，在課堂上再隨機指定學生朗讀并講解翻譯，其他同學進行補充或修正，最后教師結合專業內容進行點評，并講解相關的重要知識點和專業詞匯。這樣，充分調動每個學生的學習積極性，使之從被動學習變成主動學習，加深了學生對教學內容的理解和認識。

2.適當進行多媒體教學,豐富課堂教學內容

現在多媒體及網絡等教學手段已廣泛引入到課堂教學中，這些教學手段使課堂教學更加直觀生動，增大了課堂的信息量，提高課堂效率，激發了學習興趣。為此，在每次課文內容講解結束后，筆者播放一些相關內容的科普性英文短片，比如介紹高分子材料合成、成型、應用等方面。由于剛學完相關內容，所以學生表現出濃厚的興趣，通過看、聽、講述，留下了直觀的知識，同時也鍛煉了學生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術標準等專業資料制作成多媒體課件進行課堂講解，在有限的課堂時間內給學生傳遞了較多的信息內容，提高了課堂效率。

3.教學效果的檢驗

考核方式是教學中的重要環節，是檢驗教學效果和鞏固學生所需知識的重要手段。考核主要涉及兩個層次，平時考核與期末考試。平時主要考核學生以英語為工具進行專業信息交流的能力，期末考試則通過試卷形式檢驗學生對專業詞匯的掌握情況，以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學環節后，教師要不斷總結，了解學生對所授知識的掌握程度，確定考核指標，根據考核結果來修正下一階段的目標，設計下一階段的教學內容。平時的階段性考核可以有多種方式，如根據教學內容，學生抽簽選擇一個題目用英語講述，考察聽說能力。或針對知識點，把常見的錯誤總結出來，引導學生糾錯，考察語法知識的掌握情況。在課堂教學將結束的時候，我們對學生進行分組合作完成一次科研課題的匯報，學生自行分工，查找資料、設計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中，學生不但提高了自己的專業英語水平，還培養了團隊合作的能力。

三、結束語

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Abstract： Function polymer materials are rapidly developing in recently years. But there are not any generalizations to the development of shape memory polymers. The defined， mechanism， characterization and the preparation of the most simulative shape memory polymer are briefly introduced in this paper. Then the developing prospects are also reviewed.

關鍵詞： 功能高分子材料；展望；形狀記憶

Key words： functional polymer materials；outlook；shape memory polyer

中圖分類號：TB324 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）31-0303-02

0 引言

隨著社會的進步和科學技術的發展，一般的材料難以滿足日益復雜的環境，因此需要具有自修復功能的智能材料——形狀記憶材料。20世紀50年代以來，各國相繼研究出在外加刺激的條件（如光、電、熱、化學、機械等）經過形變可以回復到原始形狀的具有形狀記憶功能的材料，它可分為三大類，形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物材料。高分子產業的迅速發展，推動了功能高分子材料得到了蓬勃發展。形狀記憶聚合物材料的獨特性，廣泛應用于很多領域并發展潛力巨大，人們開始廣泛關注[1]。

1 功能高分子材料研究概況

功能高分子材料是20世紀60年代的新興學科，是滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料。由于它的內容豐富、品種繁多、發展迅速，成為新技術革命不可或缺的關鍵材料，對社會的生活將產生巨大影響。

1.1 功能高分子材料的介紹 功能高分子材料是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料，或具體地指在原有力學性能的基礎上，還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料，通常也可簡稱為功能高分子，也可稱為精細高分子或特種高分子[2]。

1.2 功能高分子材料分類 可分為兩類：第一類：以原高分子材料為基礎上進行改性或其他方法，使其成為具有人們所需要的且各項性能更好的高分子材料；第二類：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。

1.3 形狀記憶功能高分子材料 自19世紀80年現熱致形狀記憶高分子材料[4]，人們開始廣泛關注作為功能材料的一個分支——形狀記憶功能高分子材料。和其它功能材料相比的特點：首先，原料充足，形變量大，質量輕，易包裝和運輸，價格便宜，僅是金屬形狀記憶合金的1%；第二，制作工藝方簡便；形狀記憶回復溫度范圍寬，而且容易加工，易制成結構復雜的異型品，能耗低；第三，耐候性，介電性能和保溫效果良好。

形狀記憶聚合物（SMP）代表一項技術上的重要的類別刺激響應的材料，在于形狀變動的反應。更確切地說，傳統意義上的SMP是聚合物變形，隨后能固定在一個臨時的形狀，這將保持穩定，除非它暴露在一個適當的外部刺激激活了聚合物恢復到它原來的（或永久的形狀）。因此，相關的反應被稱為聚合物內的形狀記憶效應（SME）。雖然各種形式的外部刺激可以被用來作為恢復觸發，最典型的一種是直接加熱，通向溫度增加[4]。

2 部分形狀記憶高分子材料的制備方法

2.1 接枝聚乙烯共聚物 在形狀記憶聚乙烯中，交聯（輻射或化學）是必須的，但是交聯程度過高會導致聚合物的加工性能不好，因此最好是將交聯放在產品制造的最后一步：Feng Kui Li等采用尼龍接枝HDPE獲得了形狀記憶聚合物。他們采用馬來酸酐和DC處理熔融HDPE在180℃反應5分鐘，然后在230℃下和尼龍-6反應5分鐘得到產物。SEM照片顯示尼龍微粒小于0.3μm，在HDPE中分散良好，兩者界面模糊，顯示兩者形成化學粘合；而尼龍和HDPE簡單混合的SEM照片中兩者界面明顯試驗同時表明，隨著DCP含量和尼龍含量的提高，共聚物中形成了更多的共聚物具有和射線交聯聚乙烯（XPE）SMP相似的形狀記憶效應，形變大于95%，恢復速度好于射線交聯的聚乙烯SMP，該聚合物在120℃左右形狀恢復達到最大。對其機理研究表明，接枝在PE上的尼龍形成的物理交聯對形狀記憶效應有重要作用。值得注意的是該共混物是僅僅通過熔融混合得到的，工藝非常簡單，而且采用的是通用聚合物，因此該方法值得推廣[5]。

2.2 聚氨酯及其共混物 聚氨酯是含有部分結晶相的線性聚合物，該聚合物可以是熱塑性的，也可是熱固性的。聚氨酯類形狀記憶材料，軟段的結構組成和相對分子質量是影響其臨界記憶溫度的主要因素，硬段結構對記憶溫度影響不大。

采用聚氨酯和其它聚合物共混，可以改善性能，得到所需要的產物。有報道采用聚己內酰胺（PCL）、熱塑性聚氨酯（TPU）和苯氧基樹脂制得的形狀記憶材料。發現該產物隨著組成的變化而玻璃化轉化溫度不同；同時發現PCL部分在混合物中結晶相消失，說明結晶過程被阻礙。改混合物具有形狀記憶效應的原因在PCL/苯氧樹脂作為了可逆相。該混合物的玻璃化溫度可以通過TPU/苯氧基樹脂的混合比例和種類決定，增加混合物中固定相和減少TPU鏈長度可以減少滯后效應。報道采用PVC和PU共混也能得到SMP。該混合物中存在PVC/PCL形成的無定形相，混合物的玻璃化的溫度也隨著PVC/PCL的組成變化而平穩的發生變化，固定相記憶著最初形狀[6-8]。

3 國內外形狀記憶高分子材料研究現狀

3.1 國內研究現狀 國內研究的形狀記憶高分子材料多以聚氨酯和環氧樹脂基為主，加入添加劑或固化劑進行改性，可以得到滿足基本要求的SMPs，但是由于其自身缺點的約束，所以限制了其使用范圍。最近幾年來，形狀記憶合金以利用聚合物為基體添加其他成分，突出各個優點進行對比，得到一些性能良好的形狀記憶材料因此我們列舉國內最新的SMPs研究。

魏堃等人將新型聚合物固化劑與環氧樹脂（EP）進行機械共混，進行適度交聯固化后，制出具有較低玻璃化轉變溫度（Tg）的無定型EP體系，得出結果顯示適度交聯固化的EP體系具有良好的形狀記憶特性。

高淑春等人利用活化濺射方法制備TiO2薄膜，以Ni-Ti形狀記憶合金生物材料為基體，附著在形狀記憶和金材料的表面，其跟血液相容性比較好，因此具有較高的臨床使用價值。

3.2 國外研究現狀 對比國內，國外的SMPs發展比較早，例如：美國、日本、德國等由于具有先進的設備和理論基礎，因此在各個方面相對國內都比較成熟，所以本人參考最近國外SMPs相關研究在此論述。

Y.C.Lu等人利用環氧基的形狀記憶材料設計模擬服務環境所能反映出的預期性能要求即

①暴露在紫外線輻射下循環為125分鐘；②在室溫下沉浸油內；③浸泡在熱水中49℃。一種新穎的高溫壓痕法評估適應條件的SMPs的形狀和力學性能。結果表明對于有條件的比較一般環境條件SMPs的玻璃化轉變溫度降低與較高模和敏感應變速率。如果溫度設定低環境條件影響的SMPs形狀恢復能力。特別是紫外線暴露和浸入水中的SMPs回復率明顯低與無條件的材料。當回復溫度高于Tg，材料的回復能力相對保持不變。

R.Biju等人用雙酚A（BADC）與縮水甘油醚或者雙酚A（DGEBA）與苯酚螯合物（PTOH）通過一系列聚反應合成熱固性聚合物表現出具有形狀記憶性能。利用差示掃描量熱分析、紅外光譜及流變儀來表征其固化特征。以不同比例DGEBA/PTOH/BADC混合，研究了它們的彎曲、動態力學性能以及熱性能；對于一個給定的成分，彎曲強度和熱穩定性隨著氰酸酯濃度增加而增加，而這些特性隨著PTOH濃度的增加而降低，儲存模量表現出相似的趨勢。這個轉變溫度（Tt）隨著整體氰酸酯含量的增加而增加。這些聚合物在形狀記憶性能顯示出良好的恢復形狀，并且形狀恢復時間減少。而顯示恢復時間與形狀恢復模量增加（Eg/Er）剛好相反。這個轉變溫度可調諧反應物組成及變形恢復速度隨驅動的溫度增加而增加。這些環氧基氰酸鹽系統具有良好的熱、力學和形狀記憶特征很有希望用在智能電氣領域。

4 展望

由于SMP有著豐富的后備資源，而且形狀記憶的方式靈活，具有廣闊應用和發展前景。因此本文認為，有很多重要因素影響將SMPs技術成功轉化成生產應用，例如：標準化的不同方法描述為量化形狀記憶材料的性能。應該進一步完善形狀記憶原理，在分子結構理論和彈性形變理論基礎之上，建立形狀記憶的數學理論模型，為開發新材料奠定了理論基礎；運用分子結構理論、實驗設計原理和改性技術知識，提高形狀記憶各項性能、豐富品種、滿足不同的應用需要，增強應用和開發研究，拓寬應用領域，盡快轉化為生產力。

形狀記憶高分子與形狀記憶合金相比具有感應溫度低，且形狀記憶高分子因其獨特的優點而具有廣泛的應用前景，但是我們也應該看到在開發應用上仍存有一些不足[22]：形變回復力小；只有單程形狀記憶功能，沒有雙程性記憶和全程記憶等性能；優化制作設計與工藝，開發更多優秀的品種，在研究聚合物基的SMP中有許多重要工作需要我們一步步努力去做，在完善SMP過程中，同時要研究復合社會不同需求的產品。

參考文獻：

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篇10

關鍵詞：環境；材料；可持續

為了保護環境，各國都在努力，然而，珍稀物種的滅絕、淡水資源的匱乏、全球氣溫的升高等環境污染問題依然存在，而且愈演愈烈，如何保證經濟發展與環境的合理利用依然是世界性難題。為經濟與環境協調發展，國際材料界出現了一個新的領域——生態環境材料。

1環境材料的分類

生態環境的發展是從上世紀初才得到發展的，由于人們工業化的發展，造成了人們對環境的巨大破壞，因此人們逐漸認識到環境保護的重要性，開始興起了生態環境材料的發展，逐漸的成為現在的重要課題。(1)金屬材料金屬制品行業包括結構性金屬制品制造、金屬工具制造及金屬包裝容器制造、不銹鋼及類似日用金屬制品制造，船舶及海洋工程制造等。金屬材料作為使用最為廣泛的一種材料，人類文明的發展和社會的進步同金屬材料關系十分密切。繼石器時代之后出現的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應用為其時代的顯著標志。現代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發展的重要物質基礎。目前最有效的方法是開發其特殊功能，優化使用，即低合金化，較寬的使用范圍，促進金屬材料的環境協調性。(2)無機非金屬材料無機非金屬材料也簡稱無機材料，無機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。無機非金屬材料是20世紀40年代后，隨著現代科學技術的發展從傳統的硅酸鹽材料演變而來的，已與高分子材料和金屬材料并列為經濟建設中的三大材料。包括先進陶瓷、非晶態材料、人工晶體、無機涂層、無機纖維等。(3)高分子材料高分子材料也稱為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑(助劑)所構成的材料。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能——較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。新型高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，被稱為現代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料。現代工程技術的發展，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展，這樣就出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。(4)天然資源環境材料在自然界中存在許多天然材料與自然環境具有極好的環境協調性，主要包括無機類的天然礦物環境材料和有機類的天然生物資源高分子環境材料。天然礦物環境材料對環境功能作用主要體現在礦物表面吸附性作用與礦物吸附劑、礦物孔道過濾性作用與礦物過濾劑和分子篩、礦物層間離子交換作用與礦物交換劑、礦物熱效脫硫除塵作用與礦物添加劑等方面。天然金屬礦物具有在水介質中的微溶性化學活性作用與礦物反應劑，也能在污染治理領域發揮獨特的作用。(5)環境治理功能材料隨著人類生產活動和社會活動的增加，環境質量日趨惡化，自工業革命以來，由于大量燃料的燃燒、工業廢棄物和汽車尾氣的排放等原因，曾發生多起與環境污染有關的公害事件，已經引起了世界各國的重視。積極開發治理環境污染，恢復生態平衡是環境材料發展的重要方向之一。當前材料領域普遍采用天然材料改性的新型環境功能材料和以廢治廢及資源化技術來解決日益嚴峻的資源短缺及環境污染等難題。

2環境協調性評價(LCA)

(1)環境負荷評估方法是LCA(LifeCycleAssessment)。LCA主要包括三個方面：①通過確定和量化與評估對象相關的能源、物質消耗，廢棄物排放，評估其造成的環境負擔，具有良好的環境協調性。②評估能源、物質消耗和廢棄物排放所造成的環境影響，零排放是不可能的，要在環境的允許范圍內，可開發可不可發的盡量不開發。③辨別和評估改善環境的機會，用最小的投入保證最大的收獲。(2)材料的環境協調性評價(MLAC)材料的環境協調性評價是將LCA的基本概念、原則和方法應用到材料的環境負荷評價中，與材料或產品的設計相結合。由于與材料相關的環境污染占的比重大，對材料進行環境協調性評價就顯得非常重要。典型材料的評價，是眾多產品評價的基礎，對典型材料進行MLAC可以減少評價的重復。評價材料的優劣要根據這一背景，建立新的評價體系，補充新的評價內容。其研究范圍不斷擴大，從傳統的包裝材料，容器等產品領域轉向各種金屬、高分子、無機非金屬和生物材料，從傳統側重于結構材料的評價轉向對功能材料的評價。

3結語

21世紀是經濟與環境協調發展的世界，世界經濟的可持續發展必須以自然資源和環境協調性為基礎。人類社會面臨能源、資源危機和環境污染，這些問題嚴重威脅著人類及生物的生存環境，甚至關系到生物世界的生存。所以，我們必須充分考慮其環境協調性，加強材料的協調性設計，廣泛應用環境材料。

參考文獻：

[1]王天民.生態環境材料[M].天津大學出版社,2000.