導語：如何才能寫好一篇合成高分子材料的特點，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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高分子的概念

首先，什么是高分子？從化學角度來定義，高分子是由分子量很大的長鏈分子所組成，而每個分子鏈都是由共價鍵聯合的成百上千的一種或多種小分子構造而成。我們日常所接觸到的大分子、聚合物以及高聚物都可以稱為高分子。高分子通常有如下兩個特點：1.高分子的分子量很高，其相對分子量為1萬～100萬，很高的分子量也賦予了高分子材料很高的機械強度，從而決定了它們具有很好的實際應用價值。2.高分子的結構千變萬化，一般材料的性能是由材料的結構所決定的，我們可以根據實際需求，通過結構設計等方法制出不同性能的高分子材料。

高分子材料發展歷史

高分子一詞的產生不足一百年，最早于1922年由著名德國化學家赫爾曼·施陶丁格提出，但其應用卻已有幾千年的歷史。從人類最開始利用蠶絲、棉、毛等織成織物，到后來用木材、棉、麻等造紙，人類在利用這些天然高分子作為生活資料和生產資料中不斷進步。到了19世紀30年代，天然高分子衍生物即改性或半合成天然高分子材料被使用，其中典型代表就是硫化橡膠和硝化纖維素的使用。1907年出現合成高分子——酚醛樹脂，標志合成高分子時代的到來，從此，合成高分子材料逐漸在諸多領域大放異彩。如今，高分子材料已經成為社會進步中不可或缺的基石，在日常生活、國防工業、科技發展等各個領域占有舉重輕重的地位。

高分子材料分類

如上所述，高分子按來源可以分為天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大類。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的天然物質，如植物中的淀粉、纖維素、棉、麻等以及動物中的蛋白質、糖類、毛發等等。天然高分子可通過化學改性成天然高分子衍生物，從而改變其加工性能和使用性能，例如硫化橡膠、硝酸纖維素等。合成高分子是指自然界中不存在，通過化學方法合成的高分子，如我們常見的聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍等等。與天然高分子材料相比，合成高分子材料通常具有較好的力學性能、低密度、耐腐蝕性、耐磨性等一系列優異的性能。

此外，高分子材料根據其應用功能又可以分為通用高分子材料及功能高分子材料。

通用高分子材料是指能夠通過大規模工業化生產，并普遍應用于建筑、農業、交通運輸、電子工業等國民經濟主要領域和人們日常生活的高分子材料，如塑料、橡膠、纖維、粘合劑、涂料等。通用高分子材料給人類生活帶來了極大的改變。以使用最多的塑料、橡膠和纖維為例，塑料的使用已經滲透到我們生活的方方面面，從日常食品、化妝品、藥瓶等包裝，到建材管道、電子器件、家居裝修及日常用品，再到汽車、火車裝飾甚至航天設施。橡膠主要是用來制作輪胎，除此之外，由橡膠作為原材料制作的密封制品（密封條、橡膠圈等）、膠管、傳動帶及安全制品等在汽車、航空航天及國防裝置中都發揮著極其重要的作用。合成纖維的出現首先解決了天然纖維種植的制約，隨后隨著技術的進步，從我們常穿的的確良（滌綸）、尼龍（錦綸）等，到消防員所穿的聚酰亞胺防火服，以及防彈衣中的碳纖維都屬于合成纖維。合成纖維性能優異，能夠滿足不同領域需求的纖維得到廣泛應用。

功能高分子材料一般是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料。其突出特點在于其特殊的光、電、磁、催化等性能，具體如光敏高分子材料、導電高分子材料、鐵磁性高分子材料以及生物高分子材料。因其功能的獨特性，功能高分子材料在諸多領域得到廣泛應用，并具有巨大的發展潛力。如光導高分子材料用于靜電復印、噴墨打印等領域，極大地提高了辦公效率；導電功能高分子材料用于電池、電路、精密儀器等，大大提高了傳導效率；高分子分離膜在水污染處理、物質分離等環境領域的應用，降低了生產處理成本，利于環境保護；最后還有與生命息息相關的生物醫用功能高分子材料，在人工器官、外科修復以及藥物及藥物釋放等方面，獲得越來越多的關注。

高分子材料的未來發展

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關鍵詞：高分子材料  可降解  生物

        我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列，每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解，以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細菌、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，應用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式： 生物的細胞增長使物質發生機械性破壞； 微生物對聚合物作用產生新的物質；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理，現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分解作用下發生降解的高分子材料。

        生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質發生機械性破壞；微生物對聚合物作用產生新的物質；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合，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，經過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量，最終都轉化為水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用，相互促進的物理化學過程。到目前為止，有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內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外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環境有關。

        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，有醫用和非醫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微生物生產型

        通過微生物合成的高分子物質。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境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產的“biopol”產品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應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) 制成一定結構的共聚物，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，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質制得的脫乙酰基多糖等共混制得。

   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，使所得產品具有相當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

        3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法

        傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過化學修飾和共混等方法，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，而且產量小，限制了它們的應用。

        3.1.2化學合成法

        模擬天然高分子的化學結構，從簡單的小分子出發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構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學合成法反應條件苛刻，副產品多，工藝復雜，成本較高。

        3.1.3微生物發酵法

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

   

;     3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學的發展，酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質，并擁有了催化一些特殊反應的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

        3.3酶促合成法與化學合成法結合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學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法聯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，解決環境污染問題，以保證人類生存環境的可持續發展。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，用作生物醫用材料。目前，我國一年約生產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%以上是傳統的糖衣片，而國際上發達國家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：

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關鍵詞：高分子材料,；材料成型； 控制技術

中圖分類號： TB324文獻標識碼：A 文章編號：

前言

隨著現代社會科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術得到了飛速的發展，在現代化的工業建設中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術。

1.高分子材料成型的基本原理及問題

通常，在傳統的高分子工業生產中,高分子材料的制備和加工成型是兩個截然不同的工藝過程。制備過程主要是化學過程：單體、催化劑及其他助劑通過反應堆或其他合成反應器生成聚合物。聚合反應往往需要幾小時甚至數十小時, 部分聚合反應還需要在高溫、高壓或真空等條件下進行。聚合反應結束后再分離、提純、脫揮和造粒等后處理工序。制備過程流程長、能耗高、環境污染嚴重,增加了制造成本。合成的聚合物再通過加工成型,得到制品。一般采用擠塑、注塑、吹塑或壓延等成型工藝,設備投資大。此外,加工過程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反應加工是將高分子材料的合成和加工成型融為一體,賦予傳統的加工設備(如螺桿擠出機等)以合成反應器的功能。單體、催化劑及其他助劑或需要進行化學改性的聚合物由擠出機的加料口加入,在擠出機中進行化學反應形成聚合物或經化學改性的新型聚合物。同時,通過在擠出機頭安裝適當的口模,直接得到相應的制品。反應加工具有應周期短(只需幾分到十幾分鐘)、生產連續、無需進行復雜的分離提純和溶劑回收等后處理過程、節約能源和資源、環境污染小等諸多優點。

高分子材料的性能不僅依賴于大分子的化學和鏈結構,而且在很大程度上依賴于材料的形態。聚合物形態主要包括結晶、取向等, 多相聚合物還包括相形態( 如球、片、棒、纖維及共連續相等) 。聚合物制品形態主要是在加工過程中復雜的溫度場與外力場作用下原位形成的。

高分子反應加工分為兩個部分：反應擠出和反應注射成型。目前國內外研究與開發的熱點集中在反應擠出領域。高分子材料的反應擠出通常包括兩個方面：一是將反應單體、對話及核反應助劑直接引入螺桿擠出機,在連續擠出的過程中發生聚合反應,生成聚合物；二是將一種或數種聚合物引入螺桿擠出機, 并在擠出機的適當部位加入反應單體、催化劑或反應助劑, 在連續擠出的過程中,使單體發生均聚或與聚合物共聚,或使聚合物間發生偶聯、接枝、酯交換等反應, 對聚合物進行化學改性或形成新的聚合物。反應加工過程中涉及的化學反應有自由基引發聚合、負( 或正) 離子引發聚合、縮聚、加聚等多種反應類型, 與傳統反應需數小時或十幾小時相比,其反應時間往往只有幾分鐘或幾十分鐘。

高分子材料的合成和制備一般是由幾個化工單元操作組成的,高分子反應加工把多個單元操作熔為一體,有關能量的傳遞和平衡,物料的輸運和平衡問題,與一般單個化工單元操作截然不同。由于反應加工過程中發生的化學反應(聚合)多為放熱反應,傳統聚合過程是利用溶劑和緩慢反應解決傳熱與傳質問題的,而在聚合反應加工過程中,物料的溫度在數分鐘內將達到 400-800℃,若不將反應過程中產生的熱及時的脫除,物料將發生降解和炭化。傳統的加工過程是通過設備給聚合物加熱,而聚合反應加工中是需要快速將聚合生成的熱量通過設備移去,因此,必須從化學工程和工程熱物理學兩個方面開展相應的基礎研究。

高分子材料的物理機械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學結構、分子結構和凝聚態的形態結構,而高分子材料的形態結構則與加工工藝有著密切的關系。

流變學是研究物體流動和變形的科學,高分子材料流變學是其成型加工成制備的理論基礎。伴隨化學反應的高分子材料的流變性質則有其自身的規律和特點。因此, 研究反應加工過程中的化學流變學問題將為反應加工過程的正常進行和反應產物加工成制品提供重要的理論基礎。

2高分子材料成型過程中的控制

一般說來，在六七十年代主要重視的是單一聚合物在通常加工過程中的形態；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形態形成規律以及單一聚合物在特殊加工條件下形態成為主要研究對象；九十 年代以來,主要從控制聚合物形態規律出發, 研究新型聚合物、新型加工過程中聚合物形態形成、發展及調控, 通過新型形態及特殊形態的形成,獲得性能獨特的單一或多相高分分子材料。

我國是自 20 世紀 80 年代以來,對聚合物及其共混物在加工中形態發展和控制給予了高度重視。方向上大體是與國際同步的。近年來,我們國家主要研究內容涉及高分子材料加工過程中形態控制的科學問題,包括高分子在復雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態結構演化、形成規律以及在溫度、壓力等各種極端狀態下高分子聚集態結構的特點。在已取得的理論成果知道下,開發了多種新型高分子材料,有的產生了良好經濟效益。多數聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態控制和穩定帶來困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中制品處于非等溫場中,制品溫度對其形態及性能有很大影響。但在通常聚合物加工中制品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同制品位置溫度隨時間的變化關系。關鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時間變化關系。研究微纖對基體聚合物結晶形態、結構的影響,發現不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發現纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。將導電離子組裝到微纖中, 使微纖在體系中形成導電三維網絡結構,從而顯著降低體系的導電逾滲值和獨特的 PTC(電阻正溫度效應)和 NTC(電阻負溫度效應)效應。

高分子材料的形態與物理力學性能之間有密不可分的關系,這是高分子材料研究中的一個永恒課題。與其他材料相比, 高分子材料的形態表現出特有的復雜性：高分子鏈有復雜的拓撲結構、共聚構型和剛柔性,可以通過現有的合成方法進行分子設計和結構調整；高分子長鏈結構使得其熔體有粘彈性；高分子的馳豫時間很寬,并在很小的應變作用下出現強烈的非線。

3高分子材料的發展趨勢

高分子材料的高性能化：現有的高分子材料雖已有很高的強度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應用, 進一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料發展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、復合等方法, 是提高性能的主要途徑。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基團或分子結構或兩者共同作用的結果。這類高分子材料又稱為功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發展最快的一個方向。各種醫用高分子就屬于這一范疇。有人認為,除人腦僅 1.5kg 重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基礎,細胞、蛋白質、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學的一個最主要發展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。

結束語

綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技術與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。

參考文獻：

[1] 高分子材料的發展方向.國家自然科學基金委員會.高分子材料科學.科學出版社，1994.

[2] 史玉升,李遠才,楊勁松.高分子材料成型工藝[M].化學工業出版社，2006.

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一、 微膠囊壁材的分類

壁材是構成囊的外殼。不同的壁材在一定程度上決定著產品的物化性質。目前可作為微膠囊壁材材料的物質主要有3類：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些無機材料也可作為微膠囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微膠囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白質類、蠟與脂類物質等。

天然高分子材料無毒或毒性很小、不需大量的有機溶劑、對環境危害小、粘度大、易成膜，但機械強度差，

2．半合成高分子材料

用作微膠囊殼材料的半合成高分子材料主要是纖維素衍生物。如甲基纖維素、乙基纖維素等，另外還有雙硬脂酸甘油酯、羥基硬脂醇等油類。

半合成高分子材料的特點是毒性較小、粘度大、成鹽后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不適合高溫處理，需在使用時臨時配制。

3．全合成高分子材料

常用于微膠囊囊殼材料的全合成高分子材料可分為生物降解和不可生物降解2類，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特點是成膜性好、化學穩定性好、機械強度大、儲存運輸方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有機溶劑、成本高，對環境危害大，因此要選擇無毒或低毒、對原藥溶解性較好的溶劑。

4．無機材料

目前大部分微膠囊用無機材料包覆的不多，但從生物降解和環境保護方面考慮，用無機材料對活性組分進行包覆有很大的發展前景，如碳酸鈣或磷酸鹽等。

二、 微膠囊制備方法分類

微膠囊化的基本步驟：

1） 芯材為分散相，壁材在分散相或連續相中；

2） 通過乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在連續相中；

3） 通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包覆在已分散的芯材周圍；

4） 合成的膜殼是不穩定的部分，需利用化學和物理方法進行處理，以期達到一定的機械強度。

微膠囊的制備可歸納為物理化學法、物理機械法和化學法。

1．物理化學法

在液相中進行，囊芯物與囊材在一定條件下形成新相出來，故又稱相分離方法。它的步驟大體可分為囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉積和囊材的固化四個步驟。相分離方法又分為單凝聚法、油相分離法、改變溫度法、液中干燥法、復相乳液法。

2．物理機械法

本法是將固態或液態藥物在氣相中進行微膠囊化，需要一定的設備條件。物理機械法又分為噴霧干燥法、噴霧凝結法、空氣懸浮法、多孔分離法。

3．化學法

化學法是利用在溶液中單體或高分子通過聚合反應或縮合反應，產生囊膜制成微囊的方法。特點是不加絮凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學反應交聯固化。化學法又分界面聚合法、原位聚合法、輻射交聯法。

三、 微膠囊在化妝品中的應用

微膠囊化可將固體、液體甚至氣體包覆在一個微小膠囊中，采用此技術可保持產品性能穩定，解決傳統工藝的不足。另外它對保護生物活性分子和組織的活性也有較大促進作用。很多化妝品中已經采用了微膠囊技術，將微膠囊應用于化妝品中，其優越性主要表現如下：

1．保護芯材，有效防止外界環境因素對芯材的破壞等不良影響。pH值、氧氣、濕度、熱、光和其他物質等，提高其穩定性。有些物料容易揮發和氧化，如胡蘿卜素，接觸空氣中的氧氣會被氧化，采用復凝聚法制備胡蘿卜素微囊，研究表明胡蘿卜素原料于光照條件下半衰期為6.9天，而胡蘿卜素微囊在相同條件下半衰期為24.8天，胡蘿卜素微囊為原料的3.6倍，將胡蘿卜素制成微囊可增加化妝品的穩定性。再如維生素C，性質極不穩定，分子中含有連烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的結構，具有很強的還原性及內酯環的結構易水解。一方面與空氣接觸自動氧化生成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸水解生成2，3－二酮C古羅糖酸，并可進一步氧化生成蘇阿塘酸和草酸，從而失去治療作用。另一方面維生素C的水溶液不穩定。pH過高或過低都能使內酪環水解，并可進一步發生脫羧反應而生成糠醛。后者受空氣影響經氧化和緊合而呈黃色。空氣、光、熱和重金屬都可以加速本反應的發生。通過將其制成維生素C微囊達到解決其不穩定的問題，同時達到控制維生素C的釋放，維持穩定它的濃度，用于化妝品中可減少涂抹次數，降低化妝品不良反應的目的。

2．隔離不相容組分。微膠囊化成分可與其它組分相隔離。當原料中由幾種容易相互起作用的成分組成時，把其中某種成分微囊化后使其互相隔離，阻止成分之間發生化學反應，提高各自的穩定性，延長保質期。在配制染發化妝品時，利用微膠囊這一特性，可將染發劑與氧化劑兩者之一微膠囊化，即可得到使用方便的一劑染發化妝品。再如化妝品中經常用到的凝露，晶瑩剔透的外觀，內通常加有彩色微囊，包裹著油類，既達到了產品美觀的視覺感受，又滿足了滋潤皮膚的效果。

3．控制釋放，有效地控制芯材的釋放，使芯材效能得到最大限度的發揮。該微膠囊壁相當于一個半透膜，在一定條件下可允許芯材物質透過，以延長芯材物質的作用時間。如化妝品中具有清涼爽膚作用的薄荷醇。由于它幾乎不溶于水，擴散力強、易揮發而不持久、暴露在空氣中易升華的特點，給生產貯運帶來諸多不便，貨架期短。利用微膠囊技術可以提高它的貯藏穩定性、降低揮發性，從而延長貨架期，實現添加產品的控制釋。再如以聚乳酸為囊材制備的茶多酚緩釋微囊，粒徑多在100～200um，最大包封率為49％，該微囊具有緩釋和保護茶多酚的雙重作用。用于化妝品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和氣味，掩蓋芯材的異味。亞麻油由于具有不雅味道難用于好的化妝品，做成微囊后用于化妝品不僅無味，不易被氧化，而且具有很好的護膚功效。再如特有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，配置到化妝品中，可以制得無色無味的優質化妝品。

5.改變芯材的物理和化學性質。將有利于液體或半固體的流質體轉化為自由流動的固體粉末，有利于物料的使用、運輸、保存，并可簡化工藝，防止或延緩了產品劣變的發生。

6.需要改變物質功能的化合物。將疏水性物質通過表面處理，使其具有相反的性質。如神經酰胺微膠囊化后就可以直接加入水劑產品。

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關鍵詞：功能高分子設計；雙語教學；探究式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0210-02

“十二五”規劃指出，目前我國新材料產業正處于強勁發展階段，新材料產業約占國內生產總值的15%，預計年增長速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于獨特的結構和易改性、易加工的特點，使其擁有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能，從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，并已成為現代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料興起于上個世紀60年代，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料，指在其原有優異力學性能基礎上，還具備化學反應活性、導電性、光敏性、生物相容性、選擇分離性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其復合材料，近年來在高分子材料領域占主導地位。

而功能高分子設計課程就是面向功能高分子材料方向本科學生的概論性課程，是一門研究與功能高分子相關的分子設計與合成方法的學科，主要包括各種特殊的功能單體的設計與合成、各種活性聚合方法及當前高分子設計相關范疇的最新研究成果和方向。目的是使學生在已有的有機合成和高分子化學課程的基礎上，進一步掌握功能高分子的單體設計與合成、活性聚合方法等理念與技能，培養學生初步具有設計功能單體和選擇聚合方法的能力，并了解本學科方向前沿新動向，為今后學生在功能高分子材料領域就業或繼續深造打下基礎。如何讓功能高分子設計課程的教學更適應時代的要求，滿足和諧社會創新人才培養的需求，是我們必須研究和探索的問題。

如今，國內高校的功能高分子設計課程教學所存在的問題主要表現為兩方面：（1）以漢語教學為主。功能高分子設計課程中，一部分重要內容為講述先進功能高分子材料，需要緊跟該領域前沿性發展情況，而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現在國際刊物、國際會議資料以及互聯網上，查閱英文文獻是獲取這些最新信息的主要途徑，并且國外已有許多原版教材可直接作為圖書資料使用[1，2]，導致學生僅被動依靠教師翻譯講述，無法自主獲取該領域最新的研究成果，致使學生對學科發展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高學生的專業英語水平。（2）以“注入式”教學方法為主[3，4]。通常由教師在講臺上講授分析原理、目的、內容及測試實例，不利于激發學生興趣，導致學生主觀能動性發揮不夠，不利于培養學生的綜合能力和創新思維。綜上所述，傳統的漢語主講，注入式教學為主的功能高分子設計課程教學無法保證高質量的教學效果和質量，不利于培養既具有扎實專業理論功底，又具有良好外語水平的創新型復合人才，所以，筆者在32課時的課堂實踐基礎上提出了采用雙語教學和探究式教學相結合的方法，主要包括以下四階段的探索。

一、專業英語的有效學習

功能高分子類專業課的雙語教學旨在促使學生獲取專業知識的同時提高英文運用能力。其中的教學核心是培養學生運用英文思考、求知、交流專業知識的能力，為學生今后在專業領域運用英文進行交流以及科學研究打下基礎，不可舍本逐末過多地注重英文語法與詞匯的講解，所以稱之為英語的“有效學習”。

選取化學工業出版社的《高分子材料專業英語》，進行常用高分子單體、有機試劑及實驗器具單詞的教學，從共有詞頭和詞根出發，比如聚合“poly-”和烴“-ene”等，目的使學生在4個課時內可以做到看懂常用單詞，但并不盲目追求拼寫與語法。

二、團隊合作的開放討論

在完成初期的英語學習后，將學生分為6～8人小組，給出8～10個專題講座方向，讓學生進行小組內部討論，找出本小組最感興趣的方向，隨后委派代表在課堂陳述，最終制定6個專題。目的是教授學生感興趣的專題，而不是照本宣科地講述功能高分子領域的“老三篇”。比如學生提出專題為“導電高分子材料在電子類產品上的應用”，既與傳統專題“導電功能材料”相關，又與當今信息時代的大環境切合，可以有效提高學生的主觀能動性，使學生思維碰撞，激發學生興趣，促進創造思維的發展。

在此過程中，讓學生充分表現、合作與競爭，使教師指導和學生自主探究相結合，傳授知識和解決問題相結合，單一性思考和求異性思維相結合。要密切關注討論的進程和存在的問題，及時進行調整和引導；充分調動學生討論的積極性，及時發現優點，特別是善于捕捉后進生的“閃光點”，及時給予鼓勵。

三、英文文獻的小組pk

在確定專題以后，采取“2-1-1”的4課時講座模式，即教師進行2課時的專題講座，學生進行1課時的文獻閱讀與表述，最后進行1課時的課堂大討論，要求小組學生分工將文獻進行總結梳理，得出自己的結論和解釋。不同的學生或者團隊可以就同一問題提出不同的解釋或看法。他們要能夠將自己的結論清楚地表達出來，大家共同探討，使大家思維相互碰撞，努力撞擊出創造思維的火花。

以“感光功能高分子材料”為例，教師主要講述感光類高分子材料的光作用機理、感光基團、常見感光高分子材料，并通過英文前沿文獻的講述讓學生了解感光高分子材料的應用，隨后布置小組分工英文文獻閱讀，在下次課堂上讓各個小組代表進行文獻講述。文獻講述不需要全篇翻譯，注重理解該感光材料的合成方法和過程，以及其制備的目的和意義，并能通過小組討論與自主思考去試圖提出該文獻的創新點及不足之處，做到不迷信文獻。講述完成以后，教師帶領所有小組對各小組的表現對進行點評與提問，模擬答辯模式，很好地鍛煉學生的口頭表述能力和心理素質。最后進行小組相互評分，評出感光功能高分子材料專題文獻講述的第一名，充分提升同學們的競爭意識，引爆課堂氣氛。

四、功能設計的綜合應用

最后4課時為考核課時，考核目的為讓學生具備可以初步具備設計特定功能高分子材料的能力，比如選取“我身邊的綜合功能高分子材料設備”，讓每小組選取生活中常用的物件，指出其所含有的兩種或多種功能高分子材料，并通過小組討論、課程復習及資料查閱指出如何設計新型的功能高分子材料來取代傳統材料。例如，有小組圍繞“手機”進行協作，指出手機的表觀柔感涂層為感光功能高分子材料，具有快速、綠色、高效的特點，可采取無機填料與高分子復合的方法進行性能改進；而手機的內層電路板為導電高分子材料，可通過先進的印刷電子的方法快速制備一體化電路，降低制作成本。由此，讓學生從更深層面上理解功能高分子材料擁有廣泛應用性的特點，消除了學生“學而無以致用”的疑慮，顯著提高了學生的主觀能動性，有效培養了學生的綜合能力和創新思維。

總之，在功能高分子設計課程中，開展雙語教學與探究式教學相結合的方法對于人才培養是一項非常有意義的工程，在教學實施過程中，因材施教、循序漸進，從教學的準備、策略、方法和細節等各環節精心設計及有效實施，并不斷探索與改進。培養出既具有深厚的專業知識基礎，又具有良好專業外語的運用能力，同時洞悉學科前沿的創新性復合人才。

參考文獻：

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[3]呂明生，王淑軍.食品分析課程教學實踐與實踐[J].科教文匯，2008，（1），44-47.

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問：高分子材料與工程專業的研究對象是什么？

答：高分子材料與工程是一門將理科、工科相結合的專業。高分子材料，又可以稱作石油化學工業。在發達國家，石油化學工業里60%～70%的產值是由高分子來體現的。高分子專業涉及合成與加工兩個方面，到了碩士階段分設理科的“高分子化學與物理”和工科的“高分子材料”兩個專業。

問：本科核心課程有哪些？高分子材料與工程專業的學生需要具備什么特質？

答：有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、高分子材料、功能高分子導論。其中的高分子化學、高分子物理和高分子材料都有相對應的實驗課。

我認為一個專業需要各種各樣的人，高分子也是一樣。不能說哪類學生特別適合學這個專業，我倒覺得更應該是學生在選擇高分子后，能夠主動去適應這個體系，發揮自身的特點，不斷深入，持之以恒，這樣才能夠學好。

小編插話：如果能夠不斷深入學習，持之以恒，說不定就會像美劇《生活大爆炸》中的謝耳朵、霍華德他們一樣，成為厲害的物理學家或化學家！在學習的路上，就算腳踩荊棘也要大步前行，來看看都會遇到怎樣的困難吧。

問：在高分子材料與工程專業的學習過程中，有可能遇到的困難是什么？

答：困難主要在于從經典化學到高分子化學的改變。高分子是混合物，所以高分子化學的化學式，結構不明確。在經典化學中，化合物有明確的分子式，但到了高分子化學，很多時候我們只能說大概是這樣，不夠明確，這會令學生困惑。

等到學習高分子物理，困惑就更多。因為學科體系尚未完全建立，很多東西只是在一定條件下的研究過程中，覺得應該是那么回事，至今沒有定論。這種現象，對學生甚至老師來說，都是困惑的。

此外，高分子是大分子混合物，每一個聚合物的分子量有幾萬、幾十萬，甚至上百萬，分子量龐大，且混在一起，此時就需要統計理論來總結規律。高分子物理里有大量統計理論，而統計理論對一般人來講，很難理解。

問：大家是否有對高分子材料與工程專業的理解誤區？

答：很多人認為高分子材料是不環保的，特別是所謂的“白色污染”，這樣的說法并不科學。高分子材料從制造、使用、處置和無害化處理的多環節的綜合評價結果來看，是對環境污染最小和能量消耗最少的材料。國內之所以出現“白色污染”，是因為人們沒有養成良好的環境保護理念和垃圾分類處置的習慣。學習和掌握了高分子的相關知識，不僅可以成為你事業的方向，還可以使自己的生活過得更加健康和環保。

問：高分子材料與工程專業的畢業生，主要是面向哪些行業就業？

答：各行各業都可以。我們系大多數學生讀研究生、出國，真正本科一畢業就去工作的好像很少，碩士畢業很容易找工作。

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關鍵詞：高分子材料改性;教學改革;實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）41-0094-02

一、緒論

“高分子材料改性”是高等工科學校高分子材料與工程專業一門重要的專業課程。高分子改性的方法多種多樣，各種不同門類的改性方法之間相互關聯、相互依托，這不僅體現在理論范疇，而且體現在應用領域。通過本門課程學習，使學生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增強理論和技術，共混工藝以及聚合物改性的最新研究進展;了解常用的改性設備;培養學生運用所學的有關基礎理論、基本知識去分析與解決實際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點以及過去幾年的教學實踐，目前“高分子材料改性”課程教學中還存在以下3個主要問題：

1.授課計劃和授課內容安排不合理。“高分子材料改性”課程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混過程與調控、共混物的形態、共混體系相容熱力學、共混物性能的預測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領域中的應用、共混方法在短纖維填充體系及納米復合物材料中的應用、聚合物共混工藝與設備等。對于強調實際應用的高分子材料與工程專業的本科學時來說，該課程顯得尤其重要[2]。根據授課計劃安排，該課程開設32學時，存在著內容多、課時少、授課內容需要進一步提煉等問題，難以在規定學時內有效、連貫的開展教學活動。

2.缺乏實踐環節。目前，“高分子材料改性”課程主要以講授為主，缺乏實踐環節，學生主動參與較少，導致學生感性認識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設備時，學生們難以區分同向雙螺桿擠出機和異向雙螺桿擠出機的物料輸送方向，通過靜態的二維或三維圖片進行講解時，其表現力度有限，無法有效地使學生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機的工作原理和區別。

3.教材更新與完善。目前，江蘇科技大學“高分子材料改性”課程選用的教材是2006年王國全老師編寫的《聚合物共混改性原理與應用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、“十一五”國家重點圖書。教材在廣泛總結國內外高分子共混理論與應用成果的基礎上，融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領域的教學與科研實踐經驗編著而成[1]。目前，高分子共混改性等相關方法在高分子加工領域中的應用不斷擴展和壯大，但是該教材自2007年第一次出版后沒有進行過更新和修訂，部分內容與當前發展現狀不符，例如教材第七章介紹五大通用塑料產量時，依據2006年的統計數據，聚氯乙烯的產量僅次于聚乙烯居于第二位，而隨著聚氯乙烯應用領域的進一步擴展，目前聚氯乙烯的產量已經超過聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全適應于當前高分子材料與工程專業“高分子材料改性”課程的教學。

4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”課程考核方式為平時成績占30%，期末成績占70%。平時成績占比較低，期末成績占比較高，出現部分學生平時不重視課后作業，期末考試時突擊復習通過考試的現象。這樣的考核方式無法反映出學生的真實水平和實際能力，也很難讓學生的實際應用能力得以實質性提高。

二、教學改革方法與手段

針對高分子材料與工程專業“高分子材料改性”的特點和目前存在的問題，結合江蘇科技大學的實際情況，要求學生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎上，培養學生分析和解決實際問題的能力，作者結合該課程的特點以及過去幾年的教學實踐，總結了幾點教學改革方法。

（一）結合課程特點，調整授課計劃和內容

針對授課內容多、學時少的問題，有必要對課程進行提煉整理，刪除部分與聚合物共混改性無關的內容。例如教材第五章中相分離行為與均相結構穩定性的內容對于物理化學專業十分重要，但是對高分子材料與工程專業學生來說，只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業的教學要求。同時，對于后續的Flory-Huggins模型和狀態方程理論部分為高分子物理講授內容，也可以進行適當刪減和提煉。另外，共混物的相界面學習對于分析多相共混體系的微觀結構和性能至關重要，現有的授課計劃中相關內容過于簡單，無法滿足高分子材料與工程專業學生的培養要求，因此有必要增加相關的授課內容。

（二）增加實踐環節，提高學生的感性認識，培養學生解決實際問題能力

“高分子材料改性”是一門理論與實踐并重的課程，部分授課內容較為抽象，學生只有通過親自實踐，才能對課堂學習的相關知識進行充分的理解和消化吸收。同時，實踐環節的引入，學生們可以在實踐過程中提高感性認識，培養學生的動手能力以及發現問題、查閱文獻、相互合作去分析解決問題的能力，這對于學生將來的學習和工作都具有重要意義。另外，實踐環節具有一定的趣味性，可以有效調動學生的學習積極性[3]。

（三）優化教學方法，發揮學生主動性

在以往的教學過程中發現，課堂上學生的參與程度少，課后缺乏主動復習，導致整體的教學效果不好。教學方法的改革應倡導以學生為主，激發學生自身作為學習主體的意識，使知識的學習從傳統的灌輸式教育方式向主動吸收式的方向轉變，可以有效提高教學效果。例如可以將每堂課開始前的復習時間由以往的老師講改為學生講，上課前給學生5分鐘時間簡要總結上次課學習的主要知識點。這樣做一方面可以有效幫助學生提高上課時的注意力，另一方面可以督促學生課后及時復習課堂知識，更加牢固的掌握知識，做到融會貫通。同時該方法的推廣，還可以鍛煉學生的幻燈片制作水平并給每一位學生提供一個展現自己的機會，增加學生的主體意識[4]。

（四）優化考核方法，引導學生全面發展

課程考核是檢驗教師教學效果和學生學習效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張試卷來檢查學生的學習情況，而學生往往可以通過突擊性的復習取得較高的分數，這樣的考核方式既不能準確反映老師的教學效果，亦不能充分反映學生對知識的掌握程度[5]。根據高分子材料改性課程的特點，筆者在實際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時成績所占比重，將平時成績所占的比重從30%提高至40%，使學生認識到平時學習的重要性;二是進一步增加隨堂提問，提高學生上課時的注意力，減少課外作業在平時成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘，讓學生利用幻燈片總結復習上節課學習的內容，督促學生養成課后復習的良好習慣。

三、教學改革效果

“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業2009級開設，目前已經開設7屆。近三屆學生的成績分析表明，該課程平均優良率為92%。通過本課程的學習，使學生利用共混改性相關的基本知識去分析與解決實際問題的能力得到明顯提高，很多同學參與了本科生的創新計劃大賽，做了很多有意思的實驗性課題，部分同學取得了較好的成績。

四、結論

“高分子材料改性課程”教學改革是一項系統工程，筆者以培養學生有效利用共混改性相關的基本知識去解決實際應用問題為出發點，通過調整授課計劃、增加實踐環節、優化教學方法和考核方法，去引導學生樹立良好的學習習慣，充分掌握高分子共混改性的相關知識點。實踐證明，對“高分子材料改性課程”課程進行教學改革能夠有效地激發學生的學習積極性和主動性，充分發揮學生自身潛力，為學生將來的學習與工作奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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[3]于淑娟.《聚合物合成工藝學》課程教學與改革[J].廣西師范學院學報：自然科學版，2012，（2）.

[4]趙德仁，張慰盛.高聚物合成工藝學[M].北京：化學工業出版社，2006.

[5]李馨.考試改革對提高大學生綜合素質的探討[J].農業教育研究，2009，（3）.

Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course

ZHUO Qi-qi

（College of Material Science and Technology，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）

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高分子的特點是個頭大，每個分子由幾萬、幾十萬個原子組成，分子量可達幾千、幾萬甚至幾百萬。而一般的低分子化合物，如水、鹽、酒精等，分子量卻不過幾十、幾百。怪不得人們稱高分子化合物是微觀世界的“巨人”呢！

相比于低分子，高分子的結構要復雜得多。它們由許許多多結構相同的所謂“單體”構成。這些“單體”手拉手地連接在一起，形成一條蜷曲的長鏈，有的長鏈之間連著短鏈，有的還有支鏈。

總之，這些分子“巨人”體態苗條，彼此糾纏在一起，吸引力大，不易分開，即使加熱也不會一下子變成液體，所以具有較好的彈性、塑性和強度。

但是，化學家們還不滿足，他們甚至干涉高分子的“內政”：或改變鏈的結構形式，或在鏈上加幾個特殊的“基團”，結果新的高分子就具備了耐高溫、抗低溫、耐腐蝕、抗氧化以及電、磁、光、生理、催化等一系列特殊的新功能。

現在，這類特種高分子已被應用到國民經濟的各個領域，在各項尖端技術中扮演著重要角色。

人造衛星圍繞地球飛行時，面對太陽的一面溫度很高，背向太陽的一面溫度很低，怎樣才能保證不因溫度過高或過低而影響衛星內部儀器的工作呢？科學家們想到了一個好辦法，即依靠一種特種高分子來幫忙，用它做成“溫控涂料”涂在衛星表面。

當衛星面向太陽時，高分子涂料可以助其散發熱量，背對太陽時還能起到絕熱保溫作用，這樣就能保證衛星儀器的正常工作，使其源源不斷地為人們收集和提供情報。

此外，導彈、飛船重返大氣層時也碰到了難題：當飛行速度高達音速的20倍時，空氣的劇烈摩擦可使導彈、飛船表面的溫度升高到5000℃以上。要知道普通鋼溫度達1000多度就會熔化成液體，合金鋼最多只能耐2000℃的溫度，用什么材料來做它們的保護層和隔熱罩呢？

科學家們找到了一種高分子燒蝕材料，將它涂在導彈、飛船的表面，當它燃燒汽化成小分子時會帶走大量的熱，盡管外面烈火熊熊，里面卻安然無恙，這就起到了保護層和隔熱罩的作用。

電子工業已經進入了黃金時代，幾乎沒有一樣現代科學和工業技術少得了它。

但是，當我們津津樂道電子工業的赫赫戰果時，卻不能忘掉高分子在此領域立下的汗馬功勞。

作為絕緣材料，高分子的獨到之處是具有良好的高頻和超高頻絕緣性能，陶瓷、云母之類都遠遠趕不上它。現代電子技術中的遙控、遙測、雷達、衛星通訊等都要用到頻率極高的微波，所以也就少不了優質的高頻、超高頻絕緣材料。可以說，沒有高分子材料就沒有現代電子技術的發展。

如今，現代電子技術正朝小型化、集成化的方向發展。最早的真空管電子計算機全部電路有30噸重，現在可以集中在一個長寬各為4毫米的硅片上！

怎樣才能使一塊小小的硅片容納那么多的電子元件呢？辦法之一是請高分子材料——聚酰亞胺來幫忙。在聚酰亞胺薄膜上先蒸一層含有少量銦的硅，再蒸一層含有少量銻的硅，這樣就可以在一塊小片里做出幾百個晶體管。把這些帶有晶體管的聚酰亞胺重疊起來，中間用薄膜絕緣，就可以在一個火柴盒大小的體積里容納下10萬個晶體管。

有了極微小的晶體管，還需要有極精細的電路。制作精細電路也得依靠一種特種高分子，它的名字叫作“光敏抗蝕劑”或者“光刻膠”。這種高分子材料跟相機底片一樣能感光，在光的照射下，會發生化學變化。

利用這個原理，我們就可以在1毫米長的光敏抗蝕劑上刻出1000個條紋。數以百計的電路就是這樣制作出來的。

多功能的高分子材料還是醫生的助手、患者的朋友。

人們常常把心臟比作泵，它為全身的血液循環提供動力。泵上有閥門，瓣膜就是心臟的閥門，如果心臟瓣膜出了毛病，就像泵的閥門打不開或者漏了氣一樣，馬上會出現心悸、氣促等癥狀，嚴重時甚至致人喪命。

能不能用人造的瓣膜把病變的瓣膜換下來？要做到這一點可不容易，且不說手術和制作技術上有多大困難，光是制作瓣膜的材料就很不好找：不能有毒，不能產生凝血現象，不能同血液發生化學反應，還必須具有很強的抗疲勞能力。一個人的心臟每分鐘要跳動七八十次，10年要跳動4億次左右，這就要求制作瓣膜的材料必須具有很好的曲撓強度，才能經得起血液的億萬次沖擊。

只有某些特種高分子材料才能滿足這些要求，我國已經用它們制成了人工心臟瓣膜，給心臟瓣膜病患者帶來了福音。

瓣膜只是心臟的一個零件，現在用特種高分子來制造完整心臟也已初步研制成功。國外有一頭植入人工心臟的小牛，已經安全地存活了半年多。不久前，中國一頭植入人工心臟的羊也在存活了61天后與公眾見面。相信用不了多久，高分子制造的人工心臟就會在許多醫院里使用。

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一、功能高分子材料的介紹以及其研究現狀

1.功能高分子材料的簡介

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.功能高分子材料的研究現狀

在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料，可制成各種透鏡、棱鏡、塑料光導纖維、塑料石英復合光導纖維、感光樹脂、光固化涂料及黏合劑等。這類材料主要包括光記錄材料、光導材料、光加工材料、光轉換系統材料、光學用塑料、光導電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。在光的作用下，實現對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料

2.1.2生物醫用高分子材料

生物醫用高分子材料需要滿足的基本條件：除具有醫療功能外，還要強調安全性，即要對人體健康無害。不會因與體液或血液接觸而發生變化；對周圍組織不會引起炎癥反應；不會產生遺傳毒性和致癌；不會產生免疫毒性；長期植入體內也應保持所需的拉伸強度和彈性等物理機械性能；具有良好的血液相容性；能經受必要的滅菌過程而不變形；易于加工成所需要的、復雜的形態。

2.1.3電功能高分子材料

導電高分子材料通常是指一類具有導電功能、電導率在10-6S/cm以上的聚合物材料。這類高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜，以及電導率可在絕緣體-半導體-金屬態（10-9到105S/cm）的范圍里變化。按照材料結構和制備方法的不同可把導電高分子材料分為結構型（或本征型）導電高分子材料和復合型導電高分子材料兩大類。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性樹脂是一種三維網絡結構的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨脹形成高含水凝膠。高吸水性樹脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量數百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯度。，此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2形狀記憶功能高分子材料

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，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。形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發生變形并被保持下來；一旦給予適當的條件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有無毒、可生物降解及良好的生物相容性等優點，所以其應用領域非常廣，市場潛力非常大。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發應用于生命科學新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包裝、餐飲業、農業、醫藥領域的應用外，在一次性日用品、漁網具、尿布、衛生巾、化妝品、手套、鞋套、頭套、桌布、園藝等多方面都存在著潛在的市場，有很好的發展前景。

二、新型高分子材料的應用

現代高分子材料是相對于傳統材料如玻璃而言是后起的材料，但其發展的速度應用的廣泛性卻大大超越了傳統材料。高分子材料不僅可以用于結構材料，也可以用于功能材料。

這些新型的高分子材料在人類的社會生活、醫藥衛生、工業生產和尖端技術等方方面面都有廣泛的應用。在生物的醫用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料；在工業污水的處理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；開發的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂及聚酰亞胺等熱固性樹脂復合材料，這些材料比模量和比強度比金屬還高，是國防、尖端技術等方面不可缺少的材料；同樣，在藥物的傳遞系統中應用新型的高分子材料，在包轉材料中的應用，在藥劑學中應用等等。

三、開發新型高分子材料的重要意義

從上世紀30年代高分子材料的出現開始到現代，世界工業科學不再只是滿足與對基礎高分子材料的開發研究，從90代開始，科學家們就將注意力轉到了高智能的高分子材料的開發上。新型高分子材料的開發主要是集中在制造工藝的改進上，以提高產品的性能，減少環境的污染，節約資源。目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發仍然是高分子材料技術開發的熱點之一。在開發新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團轉移聚合和微乳液聚合的丁業化。同時，也更加重視在降低和防止高分子材料生產和使用過程中造成的環境污染。新型高分子材料的開發，不但能夠滿足現代工業發展對于材料工業的高要求，更重要的是能夠促進能源與資源的節約，減少環境的污染，提高生產的能力，體現現代科技的高速發展。加快高分子材料回收、再生技術的開發和推廣應用，大力開展有利于保護環境的可降解高分子材料的研究開發。

四、結束語

材料是人類用來制造各種產品的物質，是人類生活和生產的物質基礎，是一個國家工業發展的重要基礎和標志。我國國民經濟和高技術已進入高速發展時期，需要日益增多的高性能、廉價的高分子材料，環境保護則要求發展環境協調、高效益的高分子材料制備和改性新技術，實施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發展，技術的進步，越來越能影響人類的生活，工業的進步。

參考文獻

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關鍵字：高分子導論 獨立學院 教學

自1920年德國科學家H.Staudinger提出大分子概念以來，高分子科學迅猛發展，現已發展成為一門獨立的學科，它是塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料生產的理論基礎，在國民經濟建設與科學技術發展中占有重要的地位。高分子科學既是一門基礎學科，又是一門應用學科，其內容包括高分子物理、高分子化學、高分子加工和高分子材料；課程知識點多，概念多，理論性強，比較抽象，學習難度較大。在獨立學院應用化學專業開設高分子導論課程有很重要的意義，但是教學學時數較少（本校為34學時），而且在大學期間只有這一門高分子相關課程。所以如何用較少的時間，引導學生掌握基本的專業知識，為其今后工作或繼續深造打下基礎，是每個教師都應該思考的問題。

1、獨立學院的學生培養目標及特點

獨立學院是指實施本科以上學歷教育的普通高等學校與國家機構以外的社會組織或者個人合作，利用非國家財政性經費具備的實施本科學歷教育的高等學校[1]，在我國的高等教育中起著越來越重要的作用。獨立學院也稱三本院校，既不同于普通高等教育、又不同于高等職業教育，招生錄取線主要介于二者之間。

1.1 培養目標

獨立學院的學生屬于本科層次，通過大學期間的學習應該成長為既有一定理論基礎，又具備較強實踐能力的高素質應用型人才，與一本、二本院校培養的研究型人才有著明顯區別。

1.2 學生特點

獨立學院作為普通高等教育的重要組成部分，學生既有一般大學生的通性，也有自身比較突出的特點[2]。分析我校應用化學專業學生情況，發現存在以下幾個特點：

a.入學時對專業知識掌握較少，甚至有部分江蘇考生在高中階段都沒有選修化學；

b.對本專業缺乏歸屬感，很多學生是調劑生，部分學生認為所學知識用處不大；

c.自控能力不強，無故曠課、不交作業、考試突擊等現象較多；

d.學習動力不足，積極性不高，課程知識掌握較差，甚至有同學出現掛科現象；

e.動手能力較強，對社會實踐的要求比較強烈。

2、教學建議

根據本校應用化學專業開設高分子導論課程幾年的情況，結合同行經驗[3-4]、自身教學體會和學生意見，對獨立學院高分子導論課程的教學提出以下幾點建議：

2.1 教師觀念轉變

由于獨立學院的辦學及專業建設年限較短，目前師資力量主要依附母體院校。一部分教師是從母體院校外聘的兼職教師，教學經驗豐富，但是自身在母體院校已承擔較重的教學或科研任務，精力有限，而且多年來形成了一本、二本的教學定勢，慣于按照研究型大學或教學科研并重型高校的培養目標進行教學，往往會把內容講的過深，理論性太強，常常使學生感到學習困難，甚至發出“想把我們培養成科學家”的感慨。另一部分教師是學校自有年輕教師，他們教學經驗不足，容易受到自己學習體會或老教師教學經驗的影響，短時間內難以很好的根據獨立學院“三本”的生源特點進行教學。教師應該明確獨立學院培養應用型人才的目標，并且貫徹在整個教學過程中。

2.2 合理選擇教材

獨立學院的學生學習主動性不夠，課后主動復習和預習的情況很少，尋找相關書本文獻學習的更少，所得知識大都依賴于課本和課堂，所以參考教材的選用很重要。

高分子導論教材版本較多，主要章節包括概論、鏈式聚合反應、逐步聚合反應、聚合物的化學反應、聚合物的結構、聚合物的性質、高分子材料、聚合物的成型加工等。這些教材主要是面對普通高等教育，整體內容理論性較強，對學生的學習基礎及學習能力有一定的要求。鑒于目前還沒有一本專門適用于獨立學院的教材，本校目前選用董炎明編著的《高分子科學簡明教程》（科學出版社），該教材內容通俗易懂，而且書中有很多小故事，可以提高學生的學習興趣。教師要隨時關注教材信息，尋找更為適合的教材。

2.3 明確教學內容側重點

應用化學專業開設高分子導論課程的目的，是為了引導學生進入高分子的世界，理解和掌握高分子科學的基本框架、概念和原理，為以后進一步學習或從事相關行業工作提供知識儲備，所以在教學的深度上要求相對偏低，但是作為僅有的一門高分子課程，課程內容要有代表性。

高分子科學四個知識板塊中，高分子化學和高分子物理是講解重點，安排28學時左右，而高分子材料和高分子加工則重在與實踐結合，以講座或參觀的形式學習。

在高分子化學的學習中，緊緊圍繞“如何合成聚合物”這條主線，重點介紹自由基聚合和逐步聚合，離子聚合和聚合物的化學反應作為次重點，而配位聚合則可以安排學生自學。其中涉及到很多公式，比如自由基聚合反應動力學部分，有引發速率方程、鏈增長速率方程、穩態假設下的自由基濃度方式、聚合總速率方程等[5]，弱化公式的推導，而將關注度放在公式的理解應用上。

高分子物理則圍繞著“聚合物結構和性能關系”這條主線，重在二者的對應關系。此部分涉及到較多的曲線，比如線性非晶態聚合物的形變-溫度曲線，聚合物的應力-應變曲線，重點介紹曲線各段所代表的意義、對應的結構要求、相互的異同之點，而對精確的曲線函數推導完全忽略，所涉及到的比較前沿的結構模型也適當弱化。

2.4 充分調動學生的積極性

獨立學院的學生學習主動性不夠，而且在遇到困難時容易產生自卑、畏縮心理，所以要充分利用各種資源，將多媒體教學和板書教學相結合，將理論講解和實物、模型演示相結合，將課本知識和實際應用相結合，通過多種授課方式，調動學生的學習積極性，提高教學效果。

2.4.1 培養良好的學習習慣

獨立學院的學生中課前不預習、上課不聽講或曠課、課后不復習、作業抄襲、考試突擊等的現象比較多，反映出學生的學習態度、學習習慣方面存在一定的缺陷，這些都嚴重影響了教學效果的實現。

針對這些現象，可以采取以下這些引導性的措施：

a.課前布置預習題，并在上課時提問，培養學生的預習習慣；

b.講課之前列出本堂課主要要解決的問題或知識點，在下課之前以課堂作業的形式解答上交，讓學生帶著問題學習，提高課堂聽講的效率；

c.課后習題不單要對課堂內容進行檢查，還要包括部分拓展性內容，引導學生查閱相關書籍、文獻或是網絡資源，培養獨立學習的習慣；

d.將學生分成若干個小組，選取某種實用的高分子材料，課后查閱相關知識，相互討論，并選取代表以講課的形式在課堂上進行十分鐘左右的成果展示，培養學生協作精神，鍛煉學生的演講能力。

2.4.2 充分利用多媒體教學

現今多媒體技術非常發達，對其有效利用可以大大提高教學的效果，這方面已經有很多教師進行了探索[6-7]。多媒體教學的重要部分是多媒體課件，課件并不是教材的簡單重復，而要突出教學重點和難點，圖文并茂、形象生動。充分利用多媒體資源的同時，也不能完全摒棄板書教學，比如對于某些特別重要的理論公式的學習和推導，學生難以在較短的時間內完全理解，這時就應該采用傳統的板書教學方式。

多媒體教學中可以利用各種化學軟件實現分子結構的模擬、構型的轉變等，直觀形象，對高分子的鏈結構、構型轉變等抽象知識點的學習很有幫助，還可以將簡單高分子實驗制作成視頻，比如學生在學習自由基聚合中的自動加速效應時，由于沒有感官印象而難以掌握，可以通過視頻將這一過程直觀的展示出來，讓學生通過觀察去分析理解。

2.4.3 緊密聯系生活

教學內容與生產生活緊密聯系，能很大程度提高學生學習的積極性。高分子科學支撐著龐大的高分子工業，與生活聯系密切，在教學中要將理論與實際結合，提高學生的興趣。生活中到處都是高分子制品，在講述高聚物名稱和結構時，展示此種聚合物的制品，引導學生通過制品的特點來推斷聚合物的特點，加深印象，還可以簡單介紹行業內代表性的生產及加工單位。獨立學院多有產學研共建平臺、學生實訓基地，在條件允許的情況下，組織學生參觀高分子生產加工基地，了解比較成熟的高分子合成工藝，高分子材料的加工成型過程等。

2.5 改革考核體系

考核是教學成果的主要檢測手段之一，傳統的考核方式是一張試卷定生死，存在諸多弊端，建議將課程考核方式分為兩部分，一部分是平時的課堂表現，包括出勤率、作業完成情況等，這部分的比例可以適當提高，從而使學生更加注重課堂的互動環節；另一部分是期中和期末理論考試，采取開卷與閉卷相結合的形式。

高分子導論的主要理論考核內容是高分子化學和高分子物理，這是兩個雖有聯系但相互獨立的方向，可以分別考試，同比重計入總分。考試可以采取開卷閉卷相結合的方式，高分子化學中反應動力學部分有很多的公式，學生記憶上存在困難，可以適當采取開卷或半開卷的形式，而高分子物理中多是對規律的解釋和應用，采取閉卷的形式。

3、結語

高分子導論作為一門知識點多、理論性強、學習難度大的課程，在獨立學院學生基礎薄弱、課時數少的情況下進行教學，目前尚在探索階段，還存在不少問題。教師需要不斷的改進教學方法，培養學生良好的學習習慣，充分調動學生的學習積極性，這樣才能取得令人滿意的教學效果。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部令，第26號：獨立學院設置與管理辦法，2008年2月22日

[2] 于麗波，本三院校學生特點分析，科技信息，2011，8：69

[3] 方征平 郭正虹，在獨立學院開展高分子物理教學的幾點思考，高分子通報，2009，8：74-78

[4] 徐曉冬，非高分子專業《高分子化學與物理》教學中的幾點體會，高分子通報，2010，5：74-78

[5] 董炎明 張海良，高分子科學簡明教程，科學出版社，2008

[6] 李麗，多媒體在高分子教學中的應用，高分子通報，2006，2：64-69