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關鍵詞：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物質、信息及能量作用的高分子和高分子復合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學性能，同時還兼具如光敏性、導電性、化學反應活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉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、導電、磁化等功能；②化學功能：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性等；④介于化學、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，受到了各個領域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領域的技術進步提供了基礎和前提，甚至已經因此而誕生出了一批先進的、符合社會發(fā)展潮流的新產品。因此，當前各國都加大了對功能高分子材料的人力物力財力投入，面對時間各國的競爭，我國也需要盡快加大對功能高分子材料的研發(fā)力度，從而擺脫我國國防、電子、醫(yī)藥和其他尖端領域嚴重依賴國外功能高分子材料市場的困境。

二、功能高分子材料的研究現(xiàn)狀分析

目前針對功能高分子材料的研究和應用現(xiàn)狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應型功能應用這幾個方面：

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方面，這些具體的應用能通過對光的吸收、儲存、傳輸、以及轉換功能，實現(xiàn)對光能的有效利用。例如，目前已經能夠通過光功能高分子材料的運用實現(xiàn)光傳導來幫助植物的光合作用。此外，運用光功能高分子材料實現(xiàn)手機的太陽能充電也已經成為現(xiàn)實。

2.電功能高分子材料

電功能高分子材料，除了具備良好的導電性能外，其電導率還能根據應用狀況的不同，在半導體、金屬態(tài)和絕緣體的范圍進行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時具備良好的耐腐蝕性，在當前的工業(yè)領域中也被廣泛的應用。

3.生物功能高分子材料

生物功能高分子材料在生物領域被廣泛的應用。如常見的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。

4.反應型功能高分子材料

這種高分子材料是一種具備很強化學活性的高分子材料，能夠有效的促進化學反應。它是通過對構建高分子骨架，并將小分子反應活性物質通過離子鍵、共價鍵、配位鍵或物理吸附作用進行骨架填充，以實現(xiàn)高分子功能才能的強化化學合成與化學反應的效果。

三、功能高分子材料的發(fā)展前景及趨勢分析

功能高分子材料具備很多優(yōu)勢特征，這些都使得其更加符合經濟發(fā)展和社會發(fā)展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國的競爭中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學及日常生產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。

1.復合高分子材料

目前，功能高分子材料正逐步由均質材料向著復合高分子材料的方向發(fā)展，同時其材料的功能也向著多功能材料的方面發(fā)展。復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，加入增強或增韌作用的高聚物，再通過將多相物復合成一體，就形成了新的復合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發(fā)揮各相的性能優(yōu)勢，因此具有廣泛的發(fā)展應用前景。在今后的發(fā)展中，航天科技、醫(yī)療衛(wèi)生、生活家居、甚至汽車制造等領域，都需要各種高性能的復合高分子材料。

2.環(huán)境友好型高分子材料

經濟的粗放發(fā)展，給整個地球h境都帶來了深重的災難，而隨著人們對環(huán)保問題的日益重視，各國對各種材料的生態(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，也引起了各國的重視。當前，生物降解技術和環(huán)境友好型高分子材料技術大多掌握在發(fā)到國家，我國目前還處于追趕階段。隨著世貿組織對環(huán)保觀念的更加重視，環(huán)境友好型高分子材料在產品中的應用優(yōu)勢也將日益顯著，為了把握這一趨勢，我國要積極開發(fā)研究出有自主知識產權的生物降解技術和環(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，幫助材料進行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點方向在理化性能、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用主要在軍事領域，其也是當前各國的尖端軍事技術的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細微粉，實踐證實，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，達到隱身的目的。但是，由于材料制備復雜，且雷達技術的日益發(fā)展，給隱身技術提出了更高的挑戰(zhàn)。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發(fā)展。

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關鍵詞：熱分析技術；高分子材料；技術作用；技術應用

高分子材料是一種具有較高穩(wěn)定性的材料，可以被應用到很多產品制作當中，要想進一步得知高分子材料的物理性質和溫度關系，就必須使用更具針對性的技術對其進行分析，熱分析技術就是一種能夠分析材料物理性質和溫度關系線性變化的技術，它的應用將進一步幫助人們更好的了解高分子材料的性質，提升高分子材料的性能。在本文當中，筆者將對熱分析技術的概念和應用領域進行分析，進一步促進高分子材料的研發(fā)水平。

1 熱分析技術及其應用領域簡介

1.1 熱分析技術簡介

熱分析技術利用一定的程序控制分析對象的溫度，并對分析對象的物理性質進行觀察和研究，最終得出溫度變化與分析對象物理性質之間的關系。材料的研發(fā)對應著一定的社會需求，那么被研發(fā)出來之后，它具體能夠被應用到哪些領域，這就需要對材料進行客觀全面的分析，作為其中一個項目，了解材料物質性質和溫度之間的關系對于確立材料的應用層面是十分重要的。例如材料的光學特性、機械性質、聲學性質等等，決定了材料是否能夠被用于高溫環(huán)境、機械高壓環(huán)境、噪音隔離等各種不同的環(huán)境當中。通過熱分析技術對材料的物理性質進行確定之后，就可以得知該材料適合用于什么樣的環(huán)境。

1.2 熱分析技術的應用領域簡介

熱分析技術將物質置于不同的溫度環(huán)境，對其化學改變和物力改變進行分析，最終得出其與溫度之間的關系，這些分析結果和數據將對材料的應用產生很大的影響。總體來講，熱分析技術可以被引用到下述領域當中：

（1）分析材料的性能和結構，并對相關產品的生產進行質量檢測，重點檢測產品物理性能是否合格。

（2）為生物材料以及分子生物學研究提供提理論分析工具。

（3）應用于各種動力學和熱力學研究，為其提供快捷有效的研究技術。應用范圍廣、樣品用量比較少。

（4）完善對物質的研究層面，幫助全方位了解物質的性能和特點，是一種化學研究和熱化學研究的新技術。

（5）建立關于各類物質的熱分析曲線圖，幫助人們準確確立物質的性質。

2 熱分析技術在高分子材料研究與分析當中的具體應用

2.1 高分子材料當中的差熱分析法應用

所謂熱差分析，就是將兩種物質置于同樣的溫度變化環(huán)境下，由一定的程序執(zhí)行溫度變化控制，分析溫度環(huán)境變化下物質溫度的差值變化，保證物質在持續(xù)升溫或者降溫的環(huán)境下不會出現(xiàn)放熱、吸熱現(xiàn)象，以此展開對物質熱效應現(xiàn)象的技術檢測和技術分析。熱差分析技術可以對玻璃等高分子材料進行降解或者熔融，分析高分子材料的溫度變化特征。其技術優(yōu)勢在于可以對高分子材料進行較為全面的分析，且應用領域較為廣泛。其缺陷在于不能對物質進行時點吸熱，且對物質放熱速度的測量達不到精確度要求，因而這種技術形態(tài)在定量測量技術性能的建構層面依然存在著極其明顯的局限性，給有關技術研究事業(yè)的深入_展創(chuàng)造了較為充分的發(fā)展空間。

2.2 高分子材料中熱機械分析法的應用

熱機械分析法已經被用于測試塑料制品的性質，尤其是各個技術發(fā)展步伐較快的國家。熱機械分析技術的最大優(yōu)勢在于能夠準確科學的分析出塑料類高分子材料的機械性能、應力松弛和軟化點，非常適用于塑料產品的質檢測試。

首先來講，材料的機械性能分析師極為重要的，以塑料制品為例，其機械性能直接決定了高分子塑料產品具備的性能、所能承受的應用環(huán)境等。利用熱機械分析法對材料進行機械性能分析，能夠幫助技術人員確定材料可以被應用的環(huán)境，拓展相關產品的研發(fā)層次和空間，對高分子材料受熱斷裂技術臨界溫度實施精確測量。其次，該技術該可以應用于分析高分子材料的膨脹性能，例如陶瓷、金屬類材料，這類材料要制成產品，通常需要進行升溫處理，而后實施成型加工，升溫環(huán)境下，就會涉及到材料膨脹問題，利用熱機械分析法可以分析不同溫度條件下材料的膨脹性能，并得出二者之間的變化規(guī)律，它對于升級優(yōu)化材料的機械性能、壓制材料的膨脹性能是十分有利的。

2.3 高分子材料研究中熱重法的應用

熱重法主要分析材料質量、溫度和時間三者之間的關系，幫助人們得出材料在不同環(huán)境下的使用壽命，提高相關產品應用的安全性、穩(wěn)定性。首先來說，它可以應用分析高分子材料的組分，得出材料內部組成成分及其含量；其次，該技術可以精確的測定出高分子材料中具有的揮發(fā)性成分，以此來評定材料在不同溫度和時間下的質量變化，幫助人們調節(jié)材料生產過程，減少材料中揮發(fā)性物質的含量，提高高分子材料的穩(wěn)定性。

3 結束語

未來，隨著高分子材料的進一步研發(fā)，熱分析技術還將得到更為廣泛的應用，領域內還會不斷的對熱分析技術的缺點進行優(yōu)化，提高其應用層面。

參考文獻

[1]王笑笑，刑浩杰，程祥.淺析熱分析技術在高分子材料研究中的應用[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2016（01）.

[2]劉 昊.高分子材料領域熱分析技術的應用研究[J].化工管理，2016（01）.

[3]龐錦英，莫羨忠，李建鳴，等.高分子材料成型加工實驗教學改革探討[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2015（02）.

[4]楊銳，陳蕾，唐國平，等.熱分析聯(lián)用技術在高分子材料熱性能研究中的應用[J].高分子通報，2012（12）.

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關鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學改革 課程建設

聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開發(fā)新材料、新產品的重要手段，是高分子學科的重要組成部分，已形成獨特的理論體系和技術方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業(yè)學生最重要的專業(yè)基礎課程。為使學生以大工程的整體觀來了解和掌握聚合物的成型加工，這門課程將涉及諸多內容，包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑的分類和作用、配方設計方法、聚合物流變學、成型加工設備、成型工藝條件及控制等。如何使學生通過本課程的學習，具備高分子材料科學的專業(yè)知識和專業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學生解決實際問題和創(chuàng)新科研的能力，為以后從事高分子材料制品的研發(fā)、設計和生產工作奠定堅實的理論與實踐基礎，一直是廣大高分子專業(yè)教師在教學過程中關注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

1.課堂教學改革

1.1明確培養(yǎng)目標，強化理論基礎。

江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)成立于2002年，最初聚合物成型加工課程主要圍繞塑料和橡膠的主要品種及其制品的生產原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產品質量控制等內容開展教學。我們在總結前幾屆畢業(yè)生從事工作的實際情況和企業(yè)對本專業(yè)畢業(yè)生在知識結構、能力要求的基礎上，于2012年再次修訂了本科生培養(yǎng)計劃。本科院校需要培養(yǎng)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，這與高職類院校主要培養(yǎng)服務于生產一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實踐聯(lián)系緊密的課程，在教學過程中，仍然要重視對基礎理論知識的講解，讓學生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學及聚合物流變學等聚合物成型加工的基礎理論外，成型加工技術本身也存在系統(tǒng)的原理知識，不容忽視。教師在課程教學中應注意結合本學科前沿研究領域和最新研究動態(tài)、介紹重點科技成果，豐富和活化教學內容，使教學跟上時代的步伐，讓學生能夠掌握更多、更新的專業(yè)知識。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學內容。

在成型加工課程學習中，學生需要系統(tǒng)學習和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過程中的物理化學變化、助劑的作用及配方設計原理、各種物料的混合和分散機理，以及成型加工的設備和工藝等。與其他課程相比，聚合物成型加工的課程內容較為龐雜而分散，理論知識的半經驗性較強，這給課堂教學帶來了一定的困難。因此，抓住課程內容的主線，突出理論重點就顯得尤為重要。

根據聚合物成型加工涉及的主體內容，本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來組織教學內容。教學過程中，要著重講明高分子材料的成型加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關聯(lián)的，制品的性能取決于高分子材料和成型加工方法及工藝的選擇，而制品的性能又反過來指導聚合物的改性、應用及加工，優(yōu)化成型工藝。因此，如何抓住教學主線，讓學生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互關系，使學生融會貫通、舉一反三，是這門課程教學的重點。

在教學過程中，始終圍繞教學主線，從高分子材料的結構與性能和材料的加工原理出發(fā)，以成型加工的工程觀點為著眼點，剖析各種高分子材料成型加工的共性和區(qū)別，這樣可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統(tǒng)化，讓學生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經驗理論所反映的實質問題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時，分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復合材料的特性及成型工藝性能，不同加工方法和成型工藝條件生產制品的特點及控制條件，并通過具體的例子說明了成型加工工藝與制品性能的相互關系。這樣的講解生動地體現(xiàn)了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結合實際，強化了學生的專業(yè)知識，教學效果良好。

1.3結合課程特征，采取靈活教學方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質有關，同時又在很大程度上受到成型加工過程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學和物理的理論問題，而且與生產實際密切相關。因此，本課程是一門理論性和實際性都很強的課程，如何在教學過程中將基礎理論和生產實際結合起來，用理論知識來解釋具體生產中遇到的實際問題，或以實驗和實際生產中的具體例子來說明基礎理論，使學生在學習過程中掌握專業(yè)知識，是本課程教學的核心問題。

因此，我們根據聚合物成型加工課程具有很強的綜合性和實踐性的特點，借助于江蘇大學目前多數教室都安裝了多媒體教學設備的優(yōu)勢，將圖像、聲音、動畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學過程中，利用工廠和車間的場景圖像、成型設備的實物照片、加工工藝過程的動畫仿真模擬等信息對授課內容進行補充和深化。這樣不但可以豐富課堂內容，增加信息量，而且可以大大加深學生對基礎知識的理解和印象，使學生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識，從而提高教學效率。

為進一步將課堂教學與實際生產結合起來，在教學中緊密貼近工廠實際，江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)專門安排了兩門為期各兩周的課程設計，即高分子材料生產工藝設計和聚合物反應工程及設備設計。讓學生在專業(yè)教師的指導下，針對具體的通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，設計出相關聚合物材料及其產品項目內容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設備確定、產品質量檢測，以及廠房布局和規(guī)模，等等。通過課程設計，可以有效地讓學生系統(tǒng)地掌握所學知識，并獲得一定的靈活應用的能力，為后期的畢業(yè)設計乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎。

2.實驗實踐教學改革

前面已經談到，聚合物材料成型加工是一門實踐性很強的專業(yè)課程，僅憑課堂教學是難以真正實現(xiàn)教學目標的，并且容易使學生學習時感覺枯燥，實際工作時不能學以致用。因此，這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設備、工藝控制和生產線管理，對聚合物成型加工的整個工藝流程進行整體和全面的認知，他們才有可能創(chuàng)造性地利用學習的理論知識來真正解決生產中遇到的具體問題[3]。

目前江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)建有約200m2的專業(yè)實驗室，購置有注塑機、擠出成型機、高速混合機、平板硫化儀等成型加工設備，以及拉伸實驗機、沖擊實驗儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實驗箱等各種材料及制品性能檢測儀器。利用這些儀器設備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結構表征及性能測試等方面有機地聯(lián)系起來，開設了一系列的綜合性實驗。比如，在聚合物的注射模塑成型實驗中，要求學生從原料的選擇開始，分析原料的結構和性能特點，有針對性地設定成型加工工藝參數，并在注塑成型得到制品后，對其熔點、熔融指數、熱變形溫度及力學性能等進行表征和測試。通過對這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數據之間關系的分析與總結，使學生形成科學研究的思路，掌握解決實際問題的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很強的工程應用性，需要學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標，僅靠課堂的學習和實驗室實驗是不夠的，還應該讓學生到工廠、車間參觀實踐，實地了解成型設備、工藝控制及生產線管理等，使學生對工業(yè)化生產有具體、直觀的感受。

針對這樣的問題和現(xiàn)狀，本專業(yè)積極與周邊高分子材料企業(yè)加強聯(lián)系和交流，目前已建成近10個實習實踐基地，涉及聚合物成型加工領域的各個方面，包括模壓發(fā)泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過與這些企業(yè)的合作，學生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工涉及的原料準備和處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產過程進行近距離的感受。在此基礎上，組織學生針對成型過程中的某一感興趣的內容，或參觀實踐中發(fā)現(xiàn)的具體問題進行資料查閱和文獻調研，對涉及該內容和問題的基本原理和基礎知識進行更深入的學習，在此基礎上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學生真正將基礎理論與實際應用結合起來，掌握科研的方法，培養(yǎng)科學的思維，成為真正有創(chuàng)造力的人才。

參考文獻：

[1]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[2]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程絲，王新波.高分子材料專業(yè)聚合物加工實驗的改進與探索，高校實驗室工作研究，2009，2：50-51.

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一、新材料

材料是社會進步的物質基礎和先導，對國民經濟和國防建設起著關鍵的支撐作用。新材料是高技術領域的重要組成部分，與信息、生命、能源并稱為現(xiàn)代文明和社會發(fā)展的四大支柱。加強新材料的開發(fā)，對推動高新技術產業(yè)發(fā)展、促進傳統(tǒng)產業(yè)升級換代和增強綜合國力，具有重要的意義。本年度重點支持新材料領域中下列五個方面的技術和產品：1.金屬材料；2.無機非金屬材料；3.高分子材料；4.生物醫(yī)用材料；5.精細化學品。本刊重點介紹后三種技術和產品。

高分子材料

高分子材料是新材料領域的重要組成部分，由于其具有優(yōu)良的物理、化學性能和優(yōu)異的加工特性，被廣泛應用于信息產業(yè)、航空航天、生物醫(yī)藥、交通運輸、機械儀表、建筑和能源等國民經濟重要領域。隨著新型高分子合成、改性與加工等高技術的發(fā)展，高性能高分子材料迅速崛起，新產品、新技術不斷涌現(xiàn)。新型高分子材料的開發(fā)和廣泛應用，對于推動傳統(tǒng)產業(yè)的升級換代、新興產業(yè)的發(fā)展壯大會起到積極的作用，必將對推動我國國民經濟的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

本年度重點支持的方向如下。

高性能高分子結構材料

高性能高分子結構材料具有機械性能好、比強度高、耐熱性好、耐腐蝕、耐磨損和易加工等特點，在各行業(yè)應用廣泛，對國民經濟的發(fā)展和國家安全具有重要意義。本年度重點支持：具有高強、耐高溫、耐磨、高韌的高分子結構材料和復合材料；低成本化的特種工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值熱塑性樹脂。

新型高分子功能材料

高分子功能材料由于其特有的功能性和專用性，在生態(tài)環(huán)境保護、信息功能化、生物醫(yī)用器材、物質分離膜、能量轉換和儲能技術等工業(yè)領域有著極為廣泛的應用。本年度重點支持：先進功能膜材料及支撐材料；光電信息高分子材料；液晶高分子材料；形狀記憶高分子材料；高分子相變材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。

高分子材料的低成本化和高性能化

通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是當前高分子材料領域研究、開發(fā)的重點之一，同時也是擴大通用塑料和工程塑料應用范圍的一個重要措施。鼓勵開發(fā)產業(yè)化制備技術和工業(yè)化應用技術。本年度重點支持：通過化學改性和／或物理改性(含納米技術改性)，性能顯著提高或獲得特殊性能的高分子及其復合材料；高剛性、高韌性、高電性能、高耐熱或導熱性聚合物合金與改性材料；新型高性能熱塑性彈性體；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。

本年度不支持：普通塑料的一般改性專用料；普通電線、電纜專用料；流延、吹塑、拉伸法生產的通用薄膜；普通管材、管件及異型材(如普通塑鋼窗)；以聚乙烯、聚丙烯為基材的部分降解材料；普通的PS和PU泡沫塑料等。

新型橡膠材料

新型橡膠作為三大合成材料之一，在國防工業(yè)、航空航天和交通運輸等方面具有廣泛的應用。為滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)高速、耐熱、減震、密封、耐老化、耐介質、耐脈沖性的要求，優(yōu)化橡膠工業(yè)產品結構，采用高性能材料，可以有效緩解資源不足和環(huán)境污染的壓力。本年度重點支持：特種合成橡膠；新型橡膠功能材料及產品；為高速安全交通配套的橡膠輪胎和制品。

本年度不支持普通橡膠制品項目。

新型纖維材料

纖維是高分子材料的重要組成部分，廣泛應用于紡織、信息、航空、汽車、環(huán)保、衛(wèi)生、建筑等領域。我國纖維、紡織品及服裝的產量均居世界第一，但產品性能檔次低、附加值低，常規(guī)產品產能過剩，高檔產品需進口，技術進步和產品創(chuàng)新仍以跟蹤國外為主。新型纖維品種及其成纖高分子新品種的開發(fā)及產業(yè)化是紡織新產品創(chuàng)新的源頭，因此必須加大技術含量高、市場前景好的新技術和新品種開發(fā)力度，加快產業(yè)化進程，推進全行業(yè)產品的升級換代，重視環(huán)境友好和清潔生產，重點支持我國自主知識產權的技術，同時支持有較高技術含量的集成創(chuàng)新。本年度重點支持：新型成纖聚合物開發(fā)，及應用新型成纖聚合物制備的具有特殊性能或功能的纖維；高性能纖維及其原料、半成品；環(huán)境友好及可生物降解型纖維；在確保環(huán)境保護的前提下，申報差別化纖維開發(fā)及應用項目(僅限于西部欠發(fā)達地區(qū)申報)。

本年度不支持服裝面料、襯布、紗線、常規(guī)或性能僅略有改善的纖維(如：有色、異形、細旦、功能粉體添加、簡單的化學改性、常規(guī)的共混等)及服裝項目；不支持常規(guī)的非織造布、涂層布或層壓紡織品、一般功能性纖維材料產品項目。

生態(tài)和環(huán)境友好高分子材料

隨著高分子材料的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)高分子材料在使用過程及廢棄后對環(huán)境的危害逐漸顯現(xiàn)，白色污染已經引起了社會的關注。發(fā)展生態(tài)和環(huán)境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重點支持：以生物質來源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。

本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、單純填充的材料、廢舊高分子直接回用、單純降解塑料制品常規(guī)制備項目。

高分子材料的加工應用技術

現(xiàn)代科技進步迫切需要成型加工具有優(yōu)異性能和特定形態(tài)的高分子材料及制品，成型加工工藝及設備也正在向高效、節(jié)能、省料、優(yōu)質方向發(fā)展。通過某些物理化學和機械手段將各種形態(tài)的聚合物成型為不同用途的制品；通過對高分子材料制品表面進行改性，可制備出具有導電、磁性、壓電、屏蔽、耐蝕、耐磨等單功能或多功能應用產品。本年度重點支持：具有微孔結構的復合注射成型；高比強度、大型復雜熱塑性制品成型；模內優(yōu)質修飾注塑成形；先進的高分子材料制品的表面改性與應用；CAD及氣輔CAE輔助等高分子加工新工藝；具有顯著節(jié)能減排效果的新工藝技術。

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Abstract： Polymer materials processing course has strong practical characteristics. Affected by various factors， the teaching of this course often has divorced from practice， which influences the teaching effect. Aiming at strengthening the teaching practice of the course， this paper from teaching thought， teaching method， teaching material construction， curriculum structure， experiment and practice and other aspects to reform and practice， and achieved good results.

關鍵詞： 高分子材料；成型加工；實踐性教學

Key words： polymer materials；processing；practice teaching

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）15-0292-02

0 引言

對于高等院校高分子材料與工程專業(yè)本科生而言，高分子材料成型加工課程是一門重要的專業(yè)必修課。該課程具有明顯的實踐性特征[1，2]，因此對于培養(yǎng)學生理論結合實踐能力、操作能力有著十分重要的意義。但教學過程中由于受到各方面的制約因素，很多時候該課程教學仍然是以理論為主，缺乏與實踐的結合，有一種紙上談兵的現(xiàn)象。這種情況導致學生對抽象的教學內容缺少直觀的理解和認識，導致既對理論概念難以深入掌握，又對實踐操作缺乏訓練，從而覺得該門課程的學習過程枯燥乏味，沒有達到開設該課程的目的和意義。因此，對該課程進行改革，增加其實踐性和有趣性，對于提高教學效果至關重要[3，4]。針對加強高分子材料成型加工課程實踐性教學的教學要求，圍繞培養(yǎng)學生掌握高分子材料制品配方設計、成型加工工藝和設備的教學目的，我們從教學思想、教學方法、教材建設、課程結構、實驗和實踐等方面進行了有益的改革與探索。

1 轉變教學思想

在教學過程中，樹立理論與實踐相結合的理念，牢記提高學生實踐操作和創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)目標。同時注重教學方法的改革，傳統(tǒng)教學以講授、灌輸為主，教學環(huán)節(jié)中由教師主宰課堂，我們轉變教學思想，提倡教師向組織課題和引導教學轉變，從填鴨式的講解轉變?yōu)槎嘣谡n堂上與學生進行適當的交流和探討。此外，為了增加教學的趣味性以及前沿性，注重教學內容與生產相結合以及不斷更新和完善教學內容。

2 開發(fā)電子課件、制作仿真動畫

電子課件輔助教學可比傳統(tǒng)黑板教學引入更多授課內容，緩解了課程內容多課時緊的矛盾；此外電子課件中畫圖精美的加工設備和工藝流程也更加形象和直觀，有助于學生的理解和認識。此外，對于動態(tài)的加工成型過程，利用三維仿真動畫進行模擬，具有生動形象的視覺。通過對高分子材料成型加工中的主要工藝如擠出成型、注塑成型、壓延成型、模壓過程、中空吹塑及熱成型等進行動畫模擬演示使得原本抽象的工藝躍然于眼前，更有表現(xiàn)力，增加了課程的趣味性，同時使得學生有了直觀深入的認識，對教學效果的提高大有幫助。

3 強化案例教學

高分子材料成型加工課程中主要及重要的內容就是關于塑料的一次及二次成型原理及工藝。塑料制品如今已經在我們日常的生產生活、國防、航天等諸多領域發(fā)揮著重要的作用，并成為不可或缺的材料種類，制品應用廣泛，形狀琳瑯滿目。在教學中涉及到具體成型加工方法的時候，如擠出成型、注塑成型或中空吹塑的時候，可以把日常生活常見的采用這些成型方法加工的具體制品（如塑料玩具、電子設備外殼、建筑管道、木塑地板、飲料瓶、碗碟等）帶到課堂進行講解，讓理論與實際應用直接銜接。引導學生針對這些常見的制品的原料配方、成型工藝、成型設備等方面進行討論、啟發(fā)思考。通過這些看得見、摸得著的真實制品進一步理解課本上的內容，使抽象的理論形象化、使深奧的知識親切化，從而顯著提高了學習效率和學習效果。

4 理論課程與實驗課程緊密結合，相輔相成

在開設高分子成型加工課程同時，開設必要的成型加工實驗課程，以促使學生對理論學以致用，并且通過動手操作進一步深入理解課本理論，體現(xiàn)了互為促進，相輔相成的特點。成型加工實驗項目主要涉及聚合物加工性能的測定，塑料橡膠配方技術，橡膠的塑煉和混煉，橡膠的硫化，塑料的注射成型、擠出、中空成型等各種加工原理，同時涉及高分子材料物理機械性能的測試。通過“教、學、做三結合”，讓學生在做中學，在學中會，在會中懂。在實驗過程中，學生通過設計高分子制品的配方、操作相應成型設備深入理解了高分子材料成型過程的原理及工藝，培養(yǎng)了實踐能力。

5 開發(fā)綜合性實驗

原有高分子專業(yè)實驗課程中，各實驗項目大都是獨立的。比如學生們以聚乙烯為原料進行注塑實驗，而在進行應力-應變測試時，又拿著實驗室提前注塑好的聚碳酸酯樣品檢測拉伸強度和斷裂伸長率。獨立實驗項目的設置，使得學生對材料從合成、成型及性能檢測缺乏系統(tǒng)的認識，難以將高分子材料生產過程中各個環(huán)節(jié)進行串聯(lián)。因此，我們結合實驗內容和現(xiàn)有設備，對成型加工的實驗進行調整，開發(fā)綜合性實驗，使得學生掌握制品從配方設計到成型加工再到性能檢測的整個流程。

6 加強教師的實踐能力

教師自身的能力在教學環(huán)節(jié)中的重要性是不言而喻的，該課程實踐性特點突出，但擔任授課的教師一般都缺少工廠的生產經驗，因此為了更好的與實踐相結合，不斷提高教學效果，必須多舉措的提高教師的實踐水平。相應的措施有利用假期安排教師去成型加工企業(yè)生產實訓；開展成型加工項目的科研工作；觀摩兄弟院校實驗及實踐教學等。

7 組建學習興趣小組

在課程學習期間，在學生中組建高分子材料成型加工科研興趣小組。旨在利用課外實踐培養(yǎng)學生的加工成型方面的獨立動手能力和創(chuàng)新能力。興趣小組以學生為主，課題提出，查找資料、設計實驗方案、摸索成型工藝參數均由學生自己完成。教師在這個過程中只是指導作用，這充分發(fā)揮了學生的學習主觀能動性，培養(yǎng)了自學能力和解決問題的能力，增強了實踐能力。

8 開拓實習基地，組織進入工廠現(xiàn)場參觀

高分子材料成型加工具有很強的實踐性和工程性特點，為了幫助學生建立起大工程的整體觀，這僅僅依靠課堂學習以及完成相關實驗是不夠的，還應該開拓實習學生到工廠、車間實地觀察成型設備、了解工藝控制過程及生產線管理等，這樣才能獲得對工業(yè)化生產具體直觀的認識。

總之，針對高分子材料成型加工課程實踐性強的特征，我們從教學理念、教學內容、教學方式、教學方法等多方面對該課程進行改革和實踐，切實增強了高分子材料成型加工課程教學實用性，體現(xiàn)該課程設置的目的和意義。

參考文獻：

[1]張道洪，周繼亮，李廷成.《高分子材料成型加工》課程教學改革探索[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2008，1：18-19.

[2]胡杰，袁新華，曹順生.《高分子材料成型加工》課程教學中的幾點思考[J].科技創(chuàng)新導報，2010，4：242-243.

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關鍵詞：高分子材料；可降解；生物

中圖分類號：tq464 文獻標識碼:a

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(huán)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(yī)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(xié)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(huán)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(yī)用和非醫(yī)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(huán)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?；嗵堑裙不熘频?。

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(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)展，酶在有機介質中表現(xiàn)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(lián)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(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)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(yī)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(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)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

[1]侯紅江,陳復生,程小麗,辛穎.可生物降解材料降解性的研究進展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[j].化學與粘合,2008,(05).

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關鍵詞：導熱填料；熱導率；絕緣高分子材料；應用

填充型導熱絕緣高分子材料通常就是在普通的絕緣高分子材料當中加入適量的導熱填料，借助導熱填料之間相互的作用在體系當中會形成與網狀或者是鏈狀導熱網對其導熱的性能進行有效的改進和完善，這種材料在材料合成和加工的過程中會改變分子和鏈節(jié)結構，從而獲得導熱分子結構，當前，國外的高導熱絕緣高分子下料主要是填充型的材料，能夠有效的提高絕緣系統(tǒng)自身的導熱性能。

1 氮化物填料極其應用分析

氮化物填料中主要由氮化鋁、氮化硼和氮化硅等物質，這種物質自身具有非常高的導熱率，同時，其還具備非常強的點絕緣性能，和耐高溫的特性，所以這種材料也得到了十分廣泛的應用。氮化鋁通常是以四面體為單位結構所構成的共價鍵化合物，其自身具備六方晶體，此外在導熱系數方面也相對較高，是一種白色或者是灰白色的晶體，這種材料本身具有非常好的力學性能，介電性能下降也不是非常的明顯，此外氮化鋁在吸潮之后會和水發(fā)生分解反應，水解所產生的氫氧化鋁會使得導熱通路出現(xiàn)中斷的問題，這樣也就對聲子的傳遞構成了一定不利的影響，所以產品自身的導熱率比較低。如果只是采用氮化鋁完成填充過程，就能夠體現(xiàn)出非常高的導熱率，但是體系粘度會呈顯著的上升的趨勢，這樣一來也對其推廣和應用產生了較為不利的影響。

氮化硼在結構上是一種六方晶系的層狀結構，其在結構上和石墨有著非常強的相似度，熱膨脹系數也不是很高，熱穩(wěn)定性很好，但是其在價格上也相對比較高，雖然熱導率比較高，填充之后粘度會在短時間之內上升，這樣也對材料的應用構成了一定不利的影響。

氮化硅通常就是采用人工合成的方式將硅和氮元素組合到一起的新型材料，這種材料主要有α和β兩種類型的晶體，都是六方晶體的形式，因為α-Si3N4的晶體顆粒當中含有晶格應力，自由能比β相更高，因此在穩(wěn)定性上并不是很好，β-Si3N4結構當中不蹲在晶格應力，所以用這種物質當作填充材料能夠形成顆粒網絡，這樣也就使得熱導率有了十分顯著的提升，在這樣的情況下，其也具備非常好的力學性能，在生產的過程中βSi3N4應用更為廣泛。研究人員將納米氮化硅為熱導材料來制作充硅橡膠。制成的橡膠具有非常好的熱導性能、物理性能和加工的性能。

2 氧化物填料應用分析

氧化物填料比較常見的有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅等物質。在實際的應用中，其具有非常好的導熱能力，電熱絕緣的性能也得到了非常顯著的改善，氧化物填料主要是采用與氮化物填料相結合的方式來完成絕緣高分子材料的填充處理，這樣就可以十分有效的提升材料自身的導熱效率，確保電性能具有非常強的穩(wěn)定性，從而是的生產的成本降到最低的水平。

針狀的氧化鋁在價格上存在著非常大的優(yōu)勢，但是其填充量不不是很大，在液體硅膠當中，普通的針狀氧化鋁最大的填充量是300份，所以產品的導熱效率會受到一定的限制，球形的氧化鋁填充量非常大沒在液體硅膠當中，其填充量能夠達到600-800份，同時其所得到的產品價格要比其他的方式更高。在研究中發(fā)現(xiàn)，采用氧化鋁當作導熱填充料對環(huán)氧樹脂進行填充，其填充量達到9成的時候，其所制得的多層線路印制板熱導率非常高。

氧化鎂的價格低，在空氣中易吸潮，增粘性較強，不能大量填充，且耐酸性差，很容易被酸腐蝕，限制了其在酸性環(huán)境中的應用。研究人員以MgO（40-325目）為導熱填料共混填充聚苯硫醚（PPS），發(fā)現(xiàn)MgO填充量為80%時，PPS復合材料的熱導率達到3.4W/（m?K），并保持較好的力學性能和電絕緣性能。

氧化鋅的粒徑及均勻性很好，適合生產導熱硅脂，但其熱導率偏低，不適合生產高導熱產品；質輕，增粘性較強，也不適合灌封。

3 碳化物填料及其應用

碳化物填料主要是碳化硅和碳化硼填料。碳化硅（SiC）是一種共價鍵很強的化合物，常見的有六方晶系的α-SiC和立方晶系的β-SiC，類似金剛石結構。碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性，同時具有熱導率高、抗氧化、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在微電子工業(yè)中常用于封裝材料中。但是碳化硅在合成過程中產生的碳和石墨難以去除，導致產品純度較低，電導率高，限制了其在絕緣性能要求高的材料中的應用；而且其密度大，在有機硅類膠中易沉淀分層。

研究人員以SiC為導熱填料來填充環(huán)氧，發(fā)現(xiàn)納米SiC能夠促進環(huán)氧樹脂的固化，SiC粒子更易在樹脂體系內部形成導熱通路或者導熱網鏈，減少環(huán)氧樹脂內部空隙率，提高了材料的力學及導熱性能。碳化硼（B4C）是一種耐火材料和超硬材料，熱導率很高，但價格昂貴，在絕緣高分子材料中應用不是很廣泛。還有一些研究人員以碳化硼為導熱填料來填充天然橡膠材料，發(fā)現(xiàn)碳化硼的加入可以提高天然橡膠的熱擴散系數，且天然橡膠的熱擴散系數經過老化后也有所提高。

4 混雜填料的應用

將不同種類的填料按一定比例配合使用，可以充分發(fā)揮單一填料的特點，由于混雜效應，不但可以提高熱導率，還可降低成本。研究人員將BN、AlN、MgO按照3∶2∶5的比例混合，再與聚醚酮、聚酰亞胺的二甲基甲酰胺溶液共混，結果發(fā)現(xiàn)模塑物具有較高的導熱性能。還有研究人員用不飽和聚酯、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合加工制備成滿足電器.外殼使用要求的導熱高分子材料，其熱導率可提高到1.13W/（mK），且其力學性能也較好。研究人員將不飽和聚醋、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、MgO，CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合，制得材料的熱導率為1.13W/（mK），可用于電器設備和儀器外殼。

在導熱絕緣高分子材料的成型過程中，溫度、壓力、時間等因素會影響體系的綜合性能，因此需選擇合適的工藝方法，使導熱絕緣高分子材料的綜合性能最優(yōu)化。

結束語

當前我國的機械、電子和電氣等領域都得到了高度的發(fā)展，這樣一來也就給導熱絕緣高分子材料提出了更為嚴格的要求，熱導率高同時在綜合性能上也有著上佳表現(xiàn)的導熱絕緣高分子材料是未來發(fā)展的一個重要的趨勢，這類材料的應用會使得我國的很多領域有更好的發(fā)展前景。

參考文獻

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【關鍵詞】高分子材料；成型加工技術；創(chuàng)新

現(xiàn)代社會中，科學技術成為了推動經濟發(fā)展，促進社會進步的重要力量，也正是由于科技是第一生產力的這一理念，各個國家的科技都達到了前所未有的發(fā)展速度。高分子技術應運而生，隨著人類對高分子技術的深入了解，在應用過程中遇到的很多問題有待探討，本文中就高分子材料成型加工技術的發(fā)展與創(chuàng)新進行了深入的討論，也希望能夠為我國的高分子技術貢獻一份力量。

一、簡述高分子材料成型加工術的發(fā)展歷程

在對一項科學技術進行深入探討之前，很有必要對其的產生、發(fā)展到應用的過程有所了解。由于新型高分子材料的發(fā)現(xiàn)較早，但是由于觀念上的落后以及設備上的落后，導致高分子材料從發(fā)現(xiàn)到大規(guī)模的應用于工業(yè)流程中所耗費的時間較為漫長。近年來，隨著關于高分子技術的一系列難題攻破，到更多、更加優(yōu)良的高分子材料被發(fā)現(xiàn)，高分子技術開始進入飛速發(fā)展的時代。20世紀90年代塑料的平均增長率有了很大的提升，隨之而來的塑料產量也有很大幅度的提升。不管是在塑料的產量上有了大幅度的提升，在塑料的種類上，材質上，應用范圍上都有了很大的優(yōu)化與發(fā)展。舉個例子來說，之前制造一批汽車可能需要三百噸鋼鐵，而現(xiàn)在可能只需要三百噸的塑料就能達到相同的效果，甚至更好的效果。在鋼材日益減少的現(xiàn)在，這些高分子材料的發(fā)明給了人類在發(fā)展道路上無限種可能。在汽車行業(yè)中，由傳統(tǒng)純鋼鐵制造的汽車可能已經無法滿足現(xiàn)代人類的需要了，而對于高分子材料制造而成的汽車，不僅在強度上不輸于鋼鐵，在造價，環(huán)保方面更是勝于鋼鐵一籌。而在其他方面也會有很多改變，規(guī)模上要更小一些，周期要相對更短一些，能量的消耗要更低一些，回收率要更高一些，對空氣的污染程度和對資源的消耗要更小一些。

二、創(chuàng)新型高分子材料成型加工技術

1.聚合物動態(tài)反應加工技術及設備

聚合物反應加工技術是以現(xiàn)雙螺桿擠出機為基礎發(fā)展起來的。目前國外已經對這一個項目進行了深入的研究，并且已經研制出了連續(xù)反應和混煉的桿螺桿擠出機，這一項研究的產生，有效地解決了雙螺桿擠出問題，還有這其他類似的反應器所不具有的優(yōu)點。

在這些設備的發(fā)展過程中，技術是至關重要的一個環(huán)節(jié)，在技術上必須要有所突破。指交換法聚碳酸醞（PC）連續(xù)化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備，而在現(xiàn)在世界上所使用的反應加工設備上來看，大多數都是利用傳統(tǒng)的混合、混煉技術，有些國外的企業(yè)也只是對傳統(tǒng)的反應器進行了小范圍的優(yōu)化。但是根本上都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題。另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應加工設備的缺陷。聚合物動態(tài)反應加工技術及設備與傳統(tǒng)技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程，達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態(tài)結構和反應制品的物理化學性能的目的。這一項技術實現(xiàn)了聚合物單體或預聚物混合混煉過程中的理論的突破，有了新的理論作為指導，新型的加工反應器才能夠制作出來。新的技術從理論上解決了聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優(yōu)點，這此優(yōu)點是傳統(tǒng)技術與設備無法比擬或是根本沒有的。

2.新材料制備動態(tài)反應加工設備技術的革新

這一項技術的革新主要是指信息存儲光盤直接合成反應成型技術的發(fā)明，這項技術具有當代新技術所需要的大多數優(yōu)點，由于采取了全然不同的理論指導和流程，這項技術具有周期短，操作建議，對環(huán)境污染小，節(jié)約資源的優(yōu)點。正是由于這些優(yōu)點的存在，這項技術打破了原有傳統(tǒng)技術的局限性，避免了很多問題的出現(xiàn)。而且隨著光盤存儲技術的發(fā)展，這項技術還有無限的提升空間。它的主要工作機理是把光盤級的PC樹脂化，將中間存儲和盤基成型融合在一個流程當中，再借鑒動態(tài)連續(xù)反應成型技術對交換連續(xù)化生產技術進行研究和發(fā)展。

3、復合材料物理場強化制備技術

此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表而特性及其功能設計，整個流程都是在設計好的連續(xù)的加工環(huán)境中進行，省去了其他化學催化劑或者改性劑的參與，有效地實現(xiàn)了資源的節(jié)約。利用聚合物使無機粒子進行原位表面性、原位包覆、強制分散，實現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機物復合材料熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制各技術：此技術將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化。解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉問題。

三、展望高分子材料成型加工技術未來的發(fā)展方向

近年來，在世界上的高分子材料成型技術的發(fā)展熱潮的影響下，我國的各省各地也加快了高分子材料成型技術的發(fā)展，相關部門也加大了政策上的支持。這一做法是完全符合我國改革開放以來的經濟發(fā)展路線，因此這一技術已經具備了發(fā)展的一切有利因素。

我國的各個城市陸續(xù)展開這項技術的推廣，已經有超過一半的地區(qū)在推廣和使用這一技術，這一技術所創(chuàng)造的經濟利益也是不容忽視的，很多地區(qū)已經將這一技術變成一個產業(yè)，工業(yè)制成品大量出口到歐洲和亞洲的很多國家和地區(qū)，在國際貿易方面有非常顯的成效，不但提高了出口的多樣性，而且拉動了社會效益和經濟效益的增長。在未來的時間里，這項技術還具有非常大的發(fā)展空間，新型高分子材料成型技術還可以應用在更多的領域，相信會有一天高分子材料會成為我們日常生活中不可缺少的東西。希望以后有更多的人才投入到這項技術中去，這樣我國的高分子成型材料加工技術才能夠趕超發(fā)達國家，為我國的外貿的發(fā)展。

四、結語

綜合上文所陳述的，我國要想在高分子材料的道路上走的更遠，必須牢記科技史第一生產力的這一原則。并且只有隨著高分子材料的不斷深入應用，我國才能夠更好地建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會，才能讓世界看到中國的發(fā)展不是以犧牲環(huán)境，大量消耗資源為代價的。推動高分子加工合成技術勢在必行。

參考文獻

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關鍵詞：教學探索；生物功能材料；生物醫(yī)用高分子

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0198-02

青島農業(yè)大學化學與藥學院生物功能材料專業(yè)成立于2011年，專業(yè)成立時間短，國內開設此專業(yè)的院校也非常少。開設的專業(yè)課程主要有：《高分子化學與物理》、《生物醫(yī)用高分子材料》、《可降解與吸收材料》、《生物材料學》、《無機生物材料》等。其中，《生物醫(yī)用高分子材料》是生物功能材料專業(yè)的重要專業(yè)課程，界定該課程的講授內容、探討其講授方法、發(fā)展其教學規(guī)劃、增強該課程的培養(yǎng)效果，是非常有意義的一項課題?！渡镝t(yī)用高分子材料》課程是一門交叉課程，醫(yī)學、生命科學、化學及材料等學科專業(yè)均有開設，相互之間密切相連，其研究與開發(fā)兼有重大的社會與經濟需求。此課程在生物功能材料專業(yè)中開設，有利于學生對生物醫(yī)用高分子的概念、分類、結構、應用等的學習，培養(yǎng)學生對生物功能材料的研究興趣，提高其自主思考、創(chuàng)新能力。相對于《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》等基礎課程，生物醫(yī)用高分子的相關研究尚短，理論不成熟、系統(tǒng)，且內容眾多、繁瑣，而該課程開課學時僅32學時。這樣的課時設置給我們的授課帶來了極大難度。如何上好《生物醫(yī)用高分子材料》、如何在有限的時間內對該課程進行系統(tǒng)的講解，讓學生對《生物醫(yī)用高分子材料》課程有一個清晰、系統(tǒng)的認識，將是該課程授課教師需要重點探索的問題。作者從事高分子、生物材料的相關教學工作，具有一定的教學經驗，就如何更好地開展《生物醫(yī)用高分子材料》課程教學，凸顯其在生物功能材料專業(yè)中的作用，介紹相關見解和體會如下。

一、課程內容與學生（生物功能材料專業(yè)）素質、能力之間構效關系的建立

課程內容是學生接觸到的直觀材料，是指導學生思考、分析、學習的基本要素。課程內容選擇的適當與否，直接關系到所培養(yǎng)學生素質、能力的高低。選擇合適的講授內容，應遵循原則如下：

1.課程內容是否可引起學生的興趣？興趣是學生學習的動力。課程內容的設計是引導學生學習的第一步，一個優(yōu)秀的課程內容預示著成功了一半。本教學中部分章節(jié)重點講述人工器官、醫(yī)療診斷用高分子材料，如牙科材料、眼科材料、醫(yī)用縫合線等，貼近生活中的應用，一下子拉近了生物醫(yī)用高分子材料與大家的距離，在讓學生感覺有趣的情況下引發(fā)他們的思考，做到事半功倍的效果。同時，讓學生真正了解到課堂上學習的知識是有用的、與生活密切相關的，擊潰社會、校園傳播的“讀書無用論”，激發(fā)學生學習的興趣、動力。

2.課程內容是否與專業(yè)人才培養(yǎng)目標息息相關？本專業(yè)為生物功能材料，致力于生物功能材料高素質、強能力人才的培養(yǎng)，選擇課程內容時應密切聯(lián)系“生物”、“功能”、“材料”三概念。選擇一本《生物醫(yī)用高分子材料》教材，并不意味著本教材所有內容均需詳細講解，與專業(yè)人才培養(yǎng)相關的重點講解，不相關的則可只言片語帶過。如緒論中對生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展、由來的講解，可用0.5學時或更少的時間講述；而對該材料的生物相容性、安全性評價及其應用，則需重點講述。有目的、有選擇性地講授課程內容，突出重點，結合實際應用講解。

3.課程內容是否緊跟學術前沿？《生物醫(yī)用高分子材料》課程中，部分章節(jié)對典型的生物醫(yī)用高分子材料進行了講解，如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科學生主要專注于理論知識的學習，及一定程度創(chuàng)新、動手能力的培養(yǎng)，對于化學、材料合成方法、技術的發(fā)展知之甚少。講授《生物醫(yī)用高分子材料》課程時，適當介紹相關材料研究的最新熱點，如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等，有利于學生綜合素質能力的培養(yǎng)。

4.課程內容與開設課時是否匹配？針對課時較少的現(xiàn)狀，需對教學內容進行合理的安排。首先講述高分子材料的生物相容性、安全性，及其和生物體的相互作用；再次講述生物醫(yī)用高分子材料在人工器官、醫(yī)療診斷、藥物緩控釋、組織工程等領域中的應用；接著講述生物醫(yī)用高分子材料的性能及其改性；最后依據前面信息，總結關系規(guī)律，講述生物醫(yī)用高分子材料的設計方法。這樣既保證了對該課程的系統(tǒng)講解，使學生對生物醫(yī)用高分子材料的基本概念、分類及應用有了初步了解，又沒有因為課程過難或過多給學生造成負擔。

二、教學方法的優(yōu)化探討

眾所周知，大學的課堂基本上都是教師高談闊論，學生按部就班，到了考試周就劃重點，瘋狂背，及格就萬事大吉，但這并不是我們設計的目標結果，我們的目標是希望每一位學生都真真正正地學到知識。因此，有必要建立良好的教學方法、教學模式、教學手段。教學方法是教師和學生為了實現(xiàn)共同的教學目標，完成共同的教學任務，在教學過程中運用的方式與手段的總稱。包括教師教的方法（教授法）和學生學的方法（學習方法）兩大方面，是教授方法與學習方法的統(tǒng)一。教授法必須依據學習法，否則便會因缺乏針對性和可行性而不能有效地達到預期的目的。但由于教師在教學過程中處于主導地位，所以在教法與學法中，教法處于主導地位。在課堂上應使用多媒體與板書相結合的教學方法。多媒體教學可具體、直觀、生動地表達抽象的現(xiàn)象，促進學生對知識的理解、吸收。比如，制作材料合成、加工、性能表征及應用的視頻，打破傳統(tǒng)的“說―聽”教學模式。新的方法是積極鼓勵引導學生參與到課堂中來，激發(fā)學生學習的積極性，努力讓學生主動學，讓學習效率更高。材料包括材料的組成、材料的性能、材料的使用，三者之間環(huán)環(huán)相扣，抓住了這一點就能很好的讓同學們更好地理解一種材料的產生，更能鍛煉同學們的整體思維。鼓勵同學們自主學習，學生在課堂的時間是非常短暫的，更多的是課余時間，老師在課堂上提出幾個探討性的問題，鼓勵同學們成立小組相互討論，引導同學們上網查詢資料，到圖書館資料室查資料，增加自己的眼見，豐富知識。使同學們在課堂學的知識能理論聯(lián)系實際，學以致用。在課堂上講到一種材料，如硅膠，可以作為隆胸的材料等。通過具體實際的例證說明此種材料的用途，加深同學們的理解。在課堂上讓同學們認真地做筆記，在做筆記的同時也加深了理解，同時也能讓同學們更加深入的思考。同時在教學過程中，應開展互動式教學，促進教師、學生之間的緊密溝通交流。作者在課堂上采取提問、討論與學生上講臺相結合的教學方法，增加了教與學雙方的主動性，取得了較好的效果。比如在講述生物醫(yī)用高分子材料相容性與安全性知識點時，在課前教師可先提出問題：補牙時使用劣質材料，則會導致牙齒發(fā)炎、疼痛，分析其原因、闡述理由。讓學生通過預習和查閱資料獨立思考，得出自己的結論。下次上課時，可讓學生先就自己的結論相互討論，教師進行糾正或補充。這樣既促使學生進行了課前預習，也提高了學生的自學能力。

三、結語

以上就是我們對生物醫(yī)用高分子材料課程教學內容、教學方法的探索和改革，改革的目的是讓同學們更好地理解學習知識，讓學習的效率更高。更好地培養(yǎng)專業(yè)基礎知識穩(wěn)扎、具有創(chuàng)新性思維的優(yōu)秀專業(yè)人才，而達到這一目的，無疑改革和創(chuàng)新才是動力源泉與保證。

參考文獻：

[1]喻湘華，鄢國平，李亮，郭慶忠，杜飛鵬，郭俊芳，張橋.材料化學專業(yè)生物醫(yī)用高分子課程教學探索[J].教改論壇，2012，26（1）：58-59.

[2]趙長生.《生物醫(yī)用高分子材料》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

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關鍵詞　高分子科學導論　案例教學　考核機制

包裝材料對包裝的發(fā)展起到巨大的推動作用，有時甚至引起發(fā)展上質的飛躍。①高分子材料作為現(xiàn)代包裝材料的一個極為重要的組成部分，是包裝工程專業(yè)學生必須掌握的知識。高分子科學導論主要包括高分子的合成與化學反應、高分子結構與性能的關系、高分子的分析與表征、典型高分子材料的性質與應用，以及高分子科學的發(fā)展歷程和研究前沿。②知識點多，內容繁雜，而教學時數只有48學時。如何安排好教學的內容、教學重點，按照包裝工程專業(yè)是需求進行課程建設，成為一個非常有意義的課題。課程內容豐富、實用性強，是包裝工程專業(yè)學生的必修課程。如何強化學生的參與意識，提高教學效果，本文從以下三個方面進行了探索和總結。

1　教學內容上，突出以專業(yè)特點為導向

教學大綱的完善和更新是教學內容建設的基本骨架?，F(xiàn)代教學理念認為，教學大綱不是教學內容的堆砌，而是教學的指導性文件。③④課程大綱的完善是以創(chuàng)新教育理念為指導，傳授知識和培養(yǎng)能力為主線，并要充分地展示課程教學設計思想。根據我校高分子科學導論教學時數少，同時專業(yè)方向又是以包裝材料和包裝工藝為主要方向，以食品、藥品及化妝品包裝為主要應用領域，如何選擇甚至編寫合適的教材，如何確定本課程包含的各部分內容，合理分配學時，成為提升高分子科學導論教學效果的一個非常重要的因素。在本課程的教學中，在對第一部分高分子合成化學部分的學習中，主要精力集中在對于反應基本原理的認識和各種高分子化合物的命名及分子量的影響因素。而不對聚合理論做深入探討。在第二部分，高分子材料結構與性能的相關知識中，對材料的力學性能進行了著重介紹。作為包裝容器的設計、加工和使用，這是考察材料的關鍵點，同時還需要介紹相關的耐熱、耐化學性及其他一些基本性能。使得學生在課程學習后，對材料的基本理化性能有一個初步認識。第三部分是將材料的加工，對于包裝材料而言，如何將粒料通過注射、吹塑、模壓等方式制備成包裝容器，這是一個能激發(fā)學生學習興趣的部分，也是與學生將來從事包裝職業(yè)聯(lián)系最緊密的部分。因此，從內容上、從學時上予以加強。尤其是針對我校包裝專業(yè)比較偏重的食品包裝，各種液狀貨品的包裝容器（如各種瓶、壺、桶）以及各種薄膜的主要原材料（　PE、PP、PET、PA　等）和主要加工工藝（擠出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、單/雙向拉伸等）進行了較為詳細的展開。

2　在教學方法上，輔助以案例教學

掌握和運用好的教學方法是提高教學質量的重要手段，也是課程建設的重要內容。⑤案例教學是一種非常行之有效的教學方式，能更加直觀地讓學生理解書本知識，聯(lián)系實際。例如在講高分子材料的應用的內容時，對身邊的包裝產品進行舉例，例如牙膏是我們生活中不可或缺的日用品，因此市場競爭十分激烈。國際牙膏巨頭美國高露潔公司在進入我國牙膏市場以前，曾做過大量的市場調查發(fā)現(xiàn)，牙膏包裝的同質化競爭嚴重。針對這些特點，高露潔采用了創(chuàng)新的復合管塑料內包裝。結果大獲成功，在短短的幾年時間內，迅速占領了我國1/3的牙膏市場份額。這個例子，充分讓學生認識到，高分子材料對于傳統(tǒng)材料的替代作用及其適用范圍十分廣闊，從而激發(fā)了學生的學習興趣。在講述高分子注射成型工藝時候，拿出在工廠收集的殘次樣品，對氣眼、流痕、欠注、銀紋/水花、縮痕、熔接痕等常見問題進行分析。以氣眼為例，是由于困在型腔內氣體不能被及時排出，易導致出現(xiàn)表面起泡，制件內部夾氣，注塑不滿等現(xiàn)象。其改進方法，從產品結構設計上，減少厚度的不一致，盡量保證壁厚均勻。這些處理手段，又都可以通過前期所學的高分子化學和高分子物理相關的鏈段運動、熔體流動、聚集態(tài)變化等相關知識進行解釋。從而使所學知識得到綜合體現(xiàn)，提高了學生的聯(lián)想、歸納能力，深化了對理論知識的理解，同時有助于其將來在工作中分析并解決一些實際問題。

3　優(yōu)化考核模式，多重手段調動學生學習積極性

構建課堂教學模式時，主要采用教師引導，充分地調動學生的主動性教學方法，而考核方式的優(yōu)化，則是對學生一種非常有效的激勵方式。為了提高學生的學習興趣，將考核方式改為論文+PPT講述+期末考試的模式，其中平時考勤、作業(yè)占二十分，論文占二十分，PPT講述占二十分，期末考試占四十分。考慮到學生還處于大二階段，尚未接觸到文獻調研等課程，經過簡單教授學生如何使用百度等網絡搜索引擎以及初步學習使用中國知網，重慶維普等中文數據庫，武裝了學生的文獻調研手段，同時也充分調動學生的積極性，促使學生發(fā)揮主觀能動性去查閱文獻資料和標準，并按照正規(guī)的綜述論文格式規(guī)范進行撰寫。學生雖然還比較稚嫩，在專業(yè)領域幾乎尚無法真正領會，但初步的鍛煉，拓展了專業(yè)視野，深化了對本專業(yè)的認識，提高了用所學知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并進行歸納的能力。雖然還不能提出和解決較為復雜的問題，但這種鍛煉已經起到了非常顯著的效果。大二第二學期，包裝專業(yè)學生就可以以高分子材料為出發(fā)點，申請大學生創(chuàng)新的科技項目，其申請數每年都占到本專業(yè)的很大部分。另一個考核內容是將學生按四人一組進行分組，每組做個PPT并請一位同學進行講述，考核成績作為該組四位同學的成績。通過做PPT講述，學生需要自行組織圖片和說明，并進行PPT的設計，直至最后講述。十分鐘的講述和五分鐘的提問，有助于并在一定程度上能集思廣益，學生之間相互交流和討論。再經過最后的考試，學生需要對所學課程進行一個全面的復習和總結，三者結合，使得學生對整個學習內容都有較為直觀、詳盡的認識。