高分子材料论文范文

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篇1

2实验开设时机

鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段，高分子材料教研室经过多次商讨，确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周)，将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时，一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练，为本实验的开展提供了先决条件;其次，在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落，可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后，此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演，能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。

3实验内容的优化设计

根据王新平等［5］的观点，创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性，以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而，这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则［5］和本专业教研室老师的科研情况，教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证，我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验，实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组，布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用，一组在天然橡胶中的应用)，安排相关文献的查询和阅读，着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性，温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组，学生在老师的指导下搭建实验平台，进行聚苯胺的合成，分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺，经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率，X射线衍射仪分析产物的物相结构，红外光谱仪观察产物的特征官能团，并在扫描电镜下观察产物的形貌，并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后，按照预先选定的应用方向，分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料，前者在双螺杆挤出机中完成，而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后，分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌，分析破坏机制，探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据，并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式，须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成，不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中，如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利，可通过与实验室管理人员协调，利用周六和周日的时间进行弥补，以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排，不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联，还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时，合理引导学生利用理论知识去分析问题，并通过查找资料寻求解决问题的方法，有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通，极大地提升了学生的主观能动性。

4实验课程考核

本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式，主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现，包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理，以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上，独立分析实验数据，撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间，指导教师根据报告内容进行提问，考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度，同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性，进一步深化学生对实验的印象，达到初步培养学生科研素质的目的。

篇2

一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石，虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。

早在1872年德国化学家拜耳（A．Bayer）首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物，但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后，苯酚已经能从煤焦油中大量获得，甲醛也作为防腐剂大量生产，因此二者的反应产物更加引人关注，希望开发出有用的产品，尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动，但都没有达到预期结果。1904年，贝克兰和他的助手也开展这项研究，最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆，经过三年的艰苦努力，终于在1907年的夏天，不仅制出了绝缘漆，而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite，它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。

Bakelite一经问世，很快厂商发现，它不但可以制造多种电绝缘品，而且还能制日用品，爱迪生（T．Edison）用于制造唱片，不久又在广告中宣称：已经用Bakelite制出上千种产品，于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。

以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随着石油化工的发展，聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。

二、从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年，但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。

1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。

尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味着人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法，制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。

1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯（W．H．Carothers）博士从大学岗位上应聘到杜邦公司，负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究，他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应，由于保证了反应物料的严格配比，从而获得分子量很高的缩聚物，但大多数产物的熔点偏低、不耐水，虽然有的可以抽丝，但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击，以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年，终于在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺－66，尼龙（Nylon）是它在投产时公司使用的商品名。

杜邦公司为了使它工业化，动员了230多名各方面专家，花费2200万美元，到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破，也是高分子科学的重要进展。

尼龙投产后，杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细，比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始，仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜，销售第一天就卖出400万双，报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面，可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他，虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展，但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕，终于在1937年服毒自杀，留下深深的遗憾。

1938年德国研制出聚酰胺－6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶；1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维，但到1949年才在美国投产，商品名Orlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主，其产量约占总量的90％。

三、从天然橡胶到合成橡胶

自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳，经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。

1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易（Goodyear）经过反复摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前，橡胶的年产量只有388吨，但到1937年已增加到100万吨，即100年间增加了2000倍，这在天然物质利用史上是十分罕见的，尤其是1920年以后，由于汽车工业兴起，进一步扩大需求，以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制，这就迫使美、德等汽车大国，但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究，这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的，因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。

1914年爆发第一次世界大战，德国由于受到海上封锁，开展了强制性的合成橡胶研制和生产，终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作，到终战的1918年，共生产出2350吨。

战后，由于暂时性天然橡胶过剩，使合成橡胶的生产也告中止，但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶（1931年投产）、氯丁橡胶（1932年）、丁苯橡胶（1934年）、丁腈橡胶（1937年）等。

第二次世界大战期间，尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后，美国开始扩大合成橡胶生产，并纳入国防计划，1942年产量达84．5万吨，其中丁苯橡胶为70．5万吨。1950年以后，由于出现了齐格勒纳塔催化剂，在这种催化剂的作用下，生产出三种新型的定向聚合橡胶，其中的顺丁橡胶，由于它的优异性能，到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世，进一步满足了尖端科技发展的需要。

回顾过去，展望未来，在新世纪里新技术将更加迅猛发展，与此同时，作为技术革命物质基础的，以合成高分子为代表的新材料的研制和开发，也将越来越起着重要作用。

篇3

高分子材料在工业、农业、交通运输、国防工业、人民生活、医疗卫生等各个领域有广泛应用，是现代社会中衣、食、住、行、用各个方面不可缺少的材料[1]。高分子材料的成型加工是高分子专业研究的重要主题，相应助剂对提高高分子材料的合成效率、加工性能、使用性能有着至关重要的作用，随着助剂行业的发展，助剂品种日益繁多[2]。《高分子材料加工助剂》就是面向高职、高教学生开设的一门高分子专业课程，通过多年本门课教学，笔者总结出以下教学方法。

1.讲明本课程在高分子专业知识构成中的作用

合成与加工成型是高分子材料专业研究的两大主题，其中加工成型离不开高分子加工助剂相关专业知识，因为对助剂的品种和性能不了解，成型加工的工艺设计与控制难以进行[3]。助剂在配合塑炼和基本成型过程中起这样的作用：加工过程中改善聚合物的工艺性能，影响加工条件，提高加工效率;改进制品性能，提高它们的使用价值和寿命。概括起来说，助剂和聚合物是相互依存的关系。聚合物的研究和生产先于助剂，但只有在具备适当助剂和加工技术的条件下，它们才有广泛的用途。

因此，高分子材料加工助剂是高分子专业知识构成中重要组成部分，本专业学生应形成这样的概念：从事高分子材料加工成型过程的工艺设计和控制工作离不开高分子材料加工助剂的相关知识。

2.本课程教材的选择

目前，市面上有不同教材可供教学选择，针对不同教学对象和教学大纲的具体要求，老师应相应选择教材。笔者选用方海林主编的《高分子材料加工助剂》，该教材面向本科生教学，通过教材学习，学生对高分子材料加工中常用助剂的概况、作用机理、品种合成、性质及其应用等有全面深入的理解;通过具体工艺及配方学习，认识它们对材料的工艺和性能的影响，具有一定解决实际问题的能力。当然，由于教学过程中课程设定为32学时，老师可根据学生学习兴趣适当取舍，如第九章剂、发泡剂、着色剂、发泡剂的讲解可以适当缩减一些，而第二章增塑剂内容可以适当补充一些书本以外的知识。

3.本课程的教学方法

3.1多媒体结合板书

信息拓展展示以多媒体为主，重点问题讲解以板书为主[4]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学，多媒体课件重点在以下三个方面突出应用：（1）当涉及大量信息拓展或者多种形式的直观展示时，以多媒体为主，如各种助剂的外观图片、合成助剂的工艺流程图、同一类助剂各种典型的化学结构式展示等。（2）对于大量公式推导、文字描述可以通过多媒体方式进行，这样可以比较准确完整地反映同时节省大量授课时间。板书的引导会带动学生的思维层层深入，更容易将一个知识点讲透。如讲热稳定剂、光稳定剂的作用机理时，通过板书讲解与分析，可以引导学生思考，更容易将难点讲透。

3.2案例教学法

案例教学法是一项系统工程，需要教师精心创设教学情境，巧妙设置探究问题，引导学生在分析案例中研究问题，从而形成认识、发展能力、升华情感，并借助情境与问题实现教学目标[5]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学，工厂已经采用的一些助剂配方设计实例都是鲜活的案例，教师可以在课堂上大量引入配方实例，通过对配方实例的分析，告诉学生各种助剂在配方中起什么作用，在配方设计时遵循什么样的设计规律，为学生将来从事配方设计打下良好的基础。

3.3课后在线答疑

现在学生几乎达到人手一台电脑，学生对电脑的常用操作基本熟练，特别是一些交流工具，如电子邮件、QQ在线聊天甚至视频对话等，笔者认为借助互联网进行学生课后答疑是一种教学辅助方法。学生在课后学习，如在做课后作业时遇到问题，借助电子邮件向老师提问，可以提高学生学习效率。当然，这种答疑方法有待进一步探索，如果老师每天进行大量邮件答疑会增加教学负担，这时可以采取更灵活的方法如建立QQ群，在指定时间内在线群聊进行答疑等。

4.成绩考核与评价

《高分子材料加工助剂》考核可以选用考试、小论文、大作业等方式进行，由于这是一门应用性很强的课程，学生将来运用相关知识时需要很强的主观能动性。笔者经过多年实践认为用小论文考核更符合这门课的学习规律，因为写小论文本身就是学生一个再次学习的过程，这个过程需要查阅比较多的资料，将内容很好地组织，还要形成自己的认识及评价。布置完小论文题目后，一般会提出以下写作要求：写作紧扣论文题目、不出现偏题、有学术性;写作条理清晰，内容安排有序;写作重点突出;写作参考资料充分、全面;写作中能提出自己的观点、对现代企业管理的认识;写作字迹清晰、工整，表达流畅，字数3000左右。批改小论文的时候按学生对以上写作要求的执行情况进行评分。学生最终成绩按学校、系部要求进行，结合平时考核和期末考试成绩综合评分。

5.教学效果与评价

通过本课程学习，需要实施培养专业面宽、知识面广和工程能力强的应用型本科人才这一课程教学目标，绝大部分学生应掌握常用高分子材料加工助剂的作用机理、结构、特点、性能、用量，并具有初步设计聚合物材料配方的能力。从已经毕业的学生反馈看，学习这门课为从事相关工作打下很好的基础，学生进入工厂后将在比较短的时间内满足岗位要求，从事聚合物配方设计及工艺设计、控制等工作。

目前，新的高分子材料加工助剂不断被研发出来，知识更新非常快，而学生的学习方式、学习兴趣也有时代特征，如何上好《高分子材料加工助剂》这门课需要不断探索、持续研究。

参考文献：

[1]周鹏.高分子材料的发展及应用.科技创新，2015（11）：69.

[2]冯嘉春，郑德，陈鸣才.我国高分子助剂研发现状及思考.透视，2007（2）：33-36.

篇4

一、简析高分子材料与工程专业及其发展现状

（一）高分子材料与工程专业的演变过程

高分子材料又称为聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加剂混合构成的单元共价构成。早在1953年，我国就设置了高分子类专业，很多高校陆续设置了高分子类专业，比如：化学纤维、高分子化学、复合材料等专业。随着我国经济的飞速发展，为高分子材料和工程专业的结合和发展创造了良好的条件，为了培养具备高分子材料和工程方面的高素质人才，教育部于1998年将与高分子材料相关的工科类专业统一称为“高分子材料与工程专业”，这一历史性的创新将迎来崭新的发展，期望我国能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域有很好的研究和突破。高分子材料与工程专业的课程设置主要有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理论知识，力图造利于我国在科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营等领域的发展，推动我国新领域的开发、研究，增强国力，在世界经济中站稳脚跟。

（二）高分子材料与工程专业的发展现状

材料是人们赖以生存的物质基础，高分子材料与我们的生活息息相关，小到日常使用的毛巾、鼠标、油漆，大到汽车轮胎、防弹衣，玻璃钢等等，都在不断满足着人们的种种需求。我国的高分子材料的消费水平还处在一个很低的阶段，高分子材料的生产量无法满足市场的需求，高分子材料的品种、制造工艺、技术等等都远远比不上世界发达国家的水平，资源的浪费和低利用率，以及对环境的污染等等都亟待解决。同时，高分子材料与工程专业人才的就业情况不是很好，截止到2012年，全国以高分子材料与工程专业招生的学校达到145所，其中教育部直属院校18所，国防科学技术工业委员会院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江苏、河北等27个省和自治区、直辖市，招生人数也在逐年增加，但是毕业人员的就业情况却与之不匹配，很多学习这个专业的人才在毕业以后却没有从事与该专业有关的行业。此时，我们需要重新审视，如何保证培训质量和就业问题，培养怎样的高级工程技术人才，才能满足社会对高分子材料与过程专业人才的需求。与此同时，我们还需要从环境、能源方面去考虑，节约能源、利用新能源、回收利用可降解的产品，保护环境，减少资源的浪费。

二、高分子材料与工程专业的发展前景

高分子材料独特的结构决定了它很容易被改变结构和再加工，这个特点是其他材料不可比拟、无法取代的优异性能，从而被广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中不可缺少的材料。高分子材料与工程专业的结合是任何行业不可或缺和取代的，小到穿衣吃饭、电脑手机，大到建筑楼房、航空航天。直观数据显示，高分子材料与工程专业的就业率还是很高的，达到了92%以上。21世纪以来，中国高分子材料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，合成树脂、塑料机械和塑料制品近几年一直保持高速增长，从建筑、装饰、家电、电子电器、汽车、玩具、办公设备等行业日益广泛的应用发展来看，也显示了中国高分子材料与工程专业强劲的发展势头。尽管高分子材料与工程专业还存在着很多的不足，但是它的发展前景还是很好的，市场的需求量也很大（包括橡胶、塑料制品、复合材料等等）。在当今的新形势下，我们面临的是挑战，同样也是机遇。我国要想缩短与世界发达国家之间的差距，需要加大高分子材料与工程方面的研究、生产、投入和应用，教育部门应当规范化办学，适当的控制招生规模，提高教学质量，调整高分子材料与工程专业的技术知识结构体系，模拟创业训练，培养科学研究、应用研发、生产工程技术、营销管理等方面的人才，以此来适应社会经济的发展。据调查显示，72%的高分子材料与工程专业学生可以在科研、教学、企业等领域得到很好的发展，他们在毕业以后能很快找到工作，既可以从事高分子材料的研究，也可以从事加工工艺技术的开发或者是在商检、质检等部门从事材料的检测等等，其薪资也属于中等水平。

总结：

高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。随着社会经济的迅速发展，我国人民的可支配收入逐渐增加，城市化的进程不断加快中，人们对更高水平、更高科技化的产品需求加大，绿色环保成为未来发展的需求，因此，社会需要高分子材料与工程专业的专业性人才。有关高分子材料与工程专业的行业有很多，而且涉及范围很广，高分子材料与工程专业的就业前景广阔，影响着我们的日常生活（包括生产、教育、建筑、电子计算机、军事等领域），并发挥着不可或缺的作用。我国的高分子材料与工程专业存在着很多不足，需要我们与时俱进，在教育、科学、汽车、军事等各个领域加大投入和创新，运用新材料、新技术，适应社会经济的发展，不断改革和创新，从而带动我国经济的飞速发展，提高我国的生产力和科技水平。

参考文献： 

[1]赵长生. 高分子材料与工程专业发展与教育现状[A]. 中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会：中国化学会，2011：1.