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高分子材料的結構特點范文1

高分子材料：以高分子化合物為基礎的材料，高分子材料是由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，由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。

高分子的分子量從幾千到幾十萬甚至幾百萬，所含原子數目一般在幾萬以上，而且這些原子是通過共價鍵連接起來的。高分子化合物中的原子連接成很長的線狀分子時，叫線型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子連接成網狀時，這種高分子由于一般都不是平面結構而是立體結構，所以也叫體型高分子。

二、高分子材料的結構特征

高分子材料的高分子鏈通常是由103~105個結構單元組成，高分子鏈結構和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態結構形成了高分子材料的特殊結構。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結構特征(如同分異構體、幾何結構、旋轉異構)外，還具有許多特殊的結構特征。高分子結構通常分為鏈結構和聚集態結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子的結構和形態，所以鏈結構又可分為近程和遠程結構。近程結構屬于化學結構，也稱一級結構，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結構單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的尺寸、形態，鏈的柔順性以及分子在環境中的構象，也稱二級結構。聚集態結構是指高聚物材料整體的內部結構，包括晶體結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構等有關高聚物材料中分子的堆積情況，統稱為三級結構。

三、高分子材料按來源分類

高分子材料按來源分，可分為天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纖維素、蛋白質、蠶絲、橡膠、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物為基礎的，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蠶絲、棉、麻、毛、玻璃、橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料等。下面就以塑料和纖維素舉例說明。

（一）、塑料

塑料是一種合成高分子材料，又可稱為高分子或巨分子，也是一般所俗稱的塑料或樹脂，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料，由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、劑、色料等添加劑組成的，它的主要成分是合成樹脂。

塑料主要有以下特性：①大多數塑料質輕，化學性穩定,不會銹蝕；②耐沖擊性好；③具有較好的透明性和耐磨耗性；④絕緣性好，導熱性低；⑤一般成型性、著色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；⑦尺寸穩定性差，容易變形；⑧多數塑料耐低溫性差，低溫下變脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶劑。塑料的優點1、大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸、堿反應。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、質輕。4、容易被塑制成不同形狀。5、是良好的絕緣體。6、塑料可以用于制備燃料油和燃料氣，這樣可以降低原油消耗。塑料的缺點1、回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算。2、塑料容易燃燒，燃燒時產生有毒氣體。3、塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的。

塑料的結構基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，故沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。轉

塑料的應用：透明塑料制成整體薄板車頂。薄板車頂的新概念基于透明靈活的聚碳酸酯或硅樹脂材料，可以被永久性地塑造成單個的聚碳酸酯薄板，也可作為可折疊鉸鏈和封條。拜耳材料科技研發的原型總共配備了四個靈活的薄板部件，形成了四扇“頂窗”，每扇窗都可單獨打開和關閉。導軌用于連接薄板部件，形成一個牢固、透明的聚碳酸酯車頂外殼。一個同樣透明的管子沿車頂結構中央縱向放置，在“頂窗”打開后用來調節折疊薄板。這樣可以形成三維立體結構，組件比平坦的薄板更加牢固。同時也大大降低了單個組件的數量。

（二）、纖維素

纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖。不溶于水及一般有機溶劑。是植物細胞壁的主要成分。纖維素是世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的50%以上。纖維素是自然界中存在量最大的一類有機化合物。它是植物骨架和細胞的主要成分。在棉花、亞麻和一般的木材中，含量都很高。

纖維素的結構：纖維素是一種復雜的多糖，分子中含有約幾千個單糖單元，即幾千個（C6H10O5）；相對分子質量從幾十萬至百萬；屬于天然有機高分子化合物；纖維素結構與淀粉不同，故性質有差異。

高分子材料的結構特點范文2

關鍵詞：功能高分子材料；教學探討；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化學、高分子材料、復合材料和應用化學專業的主干綜合性課程，同時是一門以高分子化學和物理為基礎，與生物學、物理學和醫學等學科都有交叉的交叉學科。隨著科技迅速發展，當前社會領域內對功能高分子的應用更為普遍，因其種類多、內容豐富成為新技術革命中不可或缺的關鍵材料并充斥在人類生活中，這使得《功能高分子材料》課程的教學顯得尤為重要。高分子材料的功能化主要體現在對其組成及結構上的設計，而《功能高分子材料》的教學目的就是讓學生在掌握關于功能高分子材料基本知識的基礎上，可以制備和設計功能高分子材料。因此，提高對《功能高分子材料》課程教學方法的重視，打破傳統的教學方式，對于培養出運用功能高分子材料的高素質優秀人才尤為重要。

二、教學內容和課程特點

《功能高分子材料》是一門專業選修課，同時是一門重要的核心主干課程，不僅要求學生了解并掌握高分子材料的基礎知識，更要求學生具備動手設計和制備有關的功能高分子材料的能力。而這也就要求在功能高分子材料的教學過程中，始終貫穿高分子材料的分子“設計―結構―性能”之間的關系，這往往需要學生運用和掌握大量的高分子化學與高分子物理的基礎知識。

三、目前《功能高分子材料》課程教學現狀與存在的部分問題

首先，功能高分子是一門結構復雜、跨學科性強的專業學科。因此，該門課程在教學內容的選擇上不能拘泥于在傳統模式中選取某一本教材內容進行教授，而是應需要進一步的去完善和提煉綜合各版本的優勢內容，再進行教學內容的選取；其次，晦澀難懂的教學重點是要求學生理解高分子材料是怎樣從組成、結構上進行設計而使材料功能化的，但理論知識往往比較刻板生硬，使得學生學習興趣低下。那么，如何提高學生學習積極性是教學關鍵。傳統的“填鴨式”教學并不適用于這門課程，因為在缺乏以學生興趣作為保障的前提下，我們很難將內容多、更新快、知識點晦澀、難點較多的功能高分子材料這門學科講清楚。因此，教師應充分考慮更新教學手段、教學方法以及考核方式，提高自身專業素養并調動學生積極性來克服這一困境。

四、《功能高分子材料》課程教學改革方法與實踐

1.教材的選定和內容的精講。目前多數學校對于這門課程安排的課時、學時較短，主要集中于學生找工作和考研的大四階段。那么，這就有賴于授課教授前期對課程教學內容的精心設計，更要求教師掌握當代先進的高分子材料的前沿知識和發展進程，不斷更新自我的知識結構，對課程內容進行系統的分析和歸納，突出課程重點，授課時選擇精練重點，深入淺出進行授課，從而解決教學內容多與學時少之間的矛盾。其次，功能高分子是一門相對新興的前沿學科，因此選擇其內容要跟隨時代的發展，不可將陳舊的知識拿來反復陳述，而是要跟上科學步伐不斷更新、充實和完善授課內容，教師應多方面的關注功能高分子材料領域的前沿動態，不斷積累并更新自己的知識量，將先進的學術成果及時應用到平時的教學過程中，使得學生對高分子材料充滿好奇，從而提高學生學習功能高分子的積極性，進而牢固掌握高分子材料的基礎知識。

2.多媒體教學與傳統教學方式相結合。多媒體教學越來越廣泛的應用于現代教學中，相比傳統的板書口述的傳輸途徑，多媒體具有生動形象的圖片和模型、涵蓋的信息更廣、交互性更強的特點，更容易令學生理解和接受教學過程中復雜的知識難點。近些年，越來越多的課程都已經實行多媒體教學，由于功能高分子材料這門課程的新概念多并且涉獵領域廣，引入多媒體輔助教育將更有利于學生直觀感受有關功能高分子設計的實例，尤其是教師可利用各種軟件、網絡資源和視頻，生動地展示各種原理模型，把抽象枯燥的功能高分子材料課程變得更加具象、具體，以此調動學生的各種感官、啟發學生思考，從而激發學生參與到功能高分子學習中來的興趣，加強學生對高分子材料中的教學難點的理解和掌握。然而任何事物都是具有兩面性的，不能過分依賴多媒體教學，在教學過程中，對于某些特別重要的理論公式的學習和推導，通過多媒體教學難以使學生在較短的時間內完全理解，這時教師就應該采用傳統的板書教學方式，通過板書并逐漸講解過程使得學生能夠慢慢理解，加強學生的記憶。總之，多種教學方法有機的結合才能達到完美的理想效果。

3.強化理論與實踐緊密結合，培養創新性思維。教師在傳授功能高分子材料的理論知識的同時應開設與此課程相關的開放實踐課程，如開放性的設計實驗。在教師指導下，學生自己動手設計、操作并最終提交實驗結果，在整個實驗操作中不僅需要現實性的應用學到的理論知識，還可以鍛煉學生的自主創新能力。這種自己動手操作設計實驗的方式不僅培養了學生的動手能力，更加深了學生對所學知識的理解；還可以帶學生去功能高分子材料的工廠參觀，切身感受理論結合實際的生產過程，開闊學生的視野，教學實踐相結合使得教學成果更為顯著。

4.從生活實際出發，激發學生學習動力。教師在教學活動中介紹功能高分子材料的時候，可以以生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進展為例子，讓學生認識到功能高分子材料的重要性，同時讓學生對最新的研究成果有所了解，從而提高學生們對科學研究的興趣。例如，教師可以以環保問題為切入點，介紹對于廢水、廢氣處理方面的功能高分子材料；在講解導電高分子材料時，可以用“諾貝爾化學獎科學貢獻―導電聚乙炔發現”的案例切入；在講電致發光功能高分子材料時，可以先從熟悉的智能計算機談起，慢慢講解其屏幕發光機理和應用機制；講解吸波材料時，教師則可以從各國隱身戰斗機的發展入手，從材料的特殊功能入手，再慢慢引出高分子材料的不足之處，從而引導學生主動思考、發掘原因，引導學生獲取解決問題的方法，感受到成功的樂趣增進自信，提高學習功能高分子的學習動機。總之，要讓學生在學習中建立起功能高分子材料與現實生活的緊密聯系，感受到功能高分子學習在未來職業和社會生活中的作用。

5.教學手段多樣化，增強教與學的互動性。采取多種教學手段并用，增強互動性教學在功能高分子材料這門學科中是非常重要的，尤其是教與學的互動性，在一定程度上可以促進學生的學習興趣，在互動中得到對知識的理解和掌握。在互動性教學中，教師可以提出一些問題并適當的給學生安排一些課下查閱資料的任務，鍛煉學生的文獻檢索能力，并能在文獻中了解和掌握更為前沿的學科知識；更可以放手安排讓學生在講臺上講授，這樣不僅可以促進學生對知識的掌握，還可以鍛煉學生的膽量和演講能力。此外，還可以鼓勵學生撰寫一些功能高分子材料相關的綜述性論文，在培養學生論文寫作能力的同時也對功能高分子材料領域有一個廣博的認知。總的來說，互動模式可以督促學生主動對知識進行獲取，增強學習的效果。

6.科研與教學相融合，以科研促進教學。在功能高分子材料教學過程中，應將教學和科研有機的結合起來。科研教學一體化不但能夠提高教師水平，把握前沿的功能高分子材料的知識，更能豐富關于功能高分子材料的教學內容，為學生營造濃郁的學術氛圍，提高學生的科研素養和創新能力，進而全面提高關于功能高分子材料的教學質量。

7.改革考核方式，端正學習態度。學生的考核情況是反應教學效果的標準，教師應該隨時注意自己的教學效果，隨時做好查漏補缺的工作，并積極調整教學方式以達到預期的教學效果。傳統的考核方式主要是通過考試成績來評價這門課的教學效果，而在這種情況下，學生往往是陣前磨槍，突擊復習，這種瞬時記憶導致學生知識點很快被忘卻。因此，改革考核方式變得尤為重要。首先，重視課堂表現力和出勤率，培養學生上課的紀律性和交流思考能力，該方面要占總成績的30%；其次，要注重課堂報告和文獻檢索能力，從而鍛煉學生檢索資料、撰寫報告以及演講能力，并占總成績的20%；再次，為了培養學生理論聯系實踐的創新性思維能力，那么設計性試驗和課后作業要占總成績的20%；最后就是考查學生對概念、原理、性能以及實驗設計方案的掌握，占總成績的30%。這種全新的考核方式能夠有效促進學生素質的提高，使得分數不再是衡量學生的標準，對功能高分子材料課程教學效果的提升起到了重要的作用。

五、結語

在隨著科技的發展，功能高分子材料科學也在飛速發展，這就要求高分子專業的人才的素質也要與時俱進。因此，在功能高分子材料的課程教學過程中，教師要不斷提升自身素質，并及時掌握高分子材料研究的前沿內容，系統歸納課程內容，改變教學觀念運用多重教學手段，采用理論與實踐結合的教學思路，培養學生獨立思考、解決問題的能力，調動學生自主性和積極性，為該科研領域不斷輸送優秀人才。

參考文獻：

[1]齊民華.功能高分子材料課程教學改革的思考[J].廣東化工，2011，（05）.

[2]周立，孫榮欣.《功能高分子材料》課程教學改革的探索[J].科技信息，2010，（21）.

[3]吐爾遜?阿不都熱依木，如仙古麗?加馬力.關于《功能高分子材料與化學》課程教學的幾點思考[J].廣東化工，2011，（11）.

高分子材料的結構特點范文3

關鍵詞：交通；高分子材料；工程應用；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0139-02

一、前言

交通擁堵已成為世界主要國家存在的交通主要問題。為解決交通擁堵和提高客運運輸能力他們正在尋求新的交通政策和解決辦法，其中最重要方法就是發展軌道交通。因為軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點，主要包括干線鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通系統。預計到2020年，我國城市化水平將超過50%，城市軌道交通累計營業里程將達到7395千米。發展軌道交通，必須要克服車輛的走行性能、輕量化、集電性能、環保、空氣力學以及其他諸如改善車內環境、提高乘車舒適度、提高耐候性和耐火性等方面的技術，而車輛的輕量化在解決其他各項技術方面起著至關重要性，高速列車的輕量化必須大量采用高分子材料及復合材料。隨著科學技術的不斷進步，具有質輕、高強度以及易成型等特點的集結構功能一體化的新型高分子材料，尤其是高分子復合材料越來越多地應用在現代軌道交通領域。

另外，隨著軌道交通的發展，尤其是鐵路的提速，噪音污染對于人類的威脅也越來越大，甚至危及生命，因此，控制振動、降低噪音已成為急需解決的重大問題。在眾多的阻尼防噪材料中，其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更為突出。高分子材料阻尼特性一直以來是一項重要的研究課題，同時高阻尼聚合物也是目前發展高性能減震降噪材料的重點發展方向。因為高分子材料具有以下特點：（1）利用其玻璃態轉化區的粘性阻尼部分，將機械能或聲能部分轉變為熱能逸散掉，通過阻尼制振降低車廂結構共振區的振動，從而減小車內噪聲。（2）利用小分子和極性高聚物之間會形成可逆的氫鍵，氫鍵在振動下會不斷斷裂和形成新鍵，最終將機械能轉化為熱能而耗散。（3）將不同的阻尼材料交替層狀排列，利用多層雜化材料疊加來有效地拓寬材料的有效阻尼溫域，通過控制復合材料的層狀結構和數量將可獲得更高阻尼值。這些特性是其他材料無法達到的。發展高分子交通材料對于發展交通具有非常重要的應用價值。在當今經濟發展的中國，開設具有交通特色的高分子材料專業，培養更多掌握高分子材料的基本知識和應用技術的人才具有劃時代的意義。

二、高分子專業特色

作為以交通為特色的一所大學，專業設置必須具有交通的特點。學校在“十三五”規劃中，就明顯地突出了交通的特色，確立了學校的發展目標，將其定為“以交通為特色，軌道為核心”發展理念，而且強調其他所有的專業建設必須緊緊圍繞著這個目標，包括學科建設和人才引進。作為與軌道交通有著非常緊密聯系的高分子材料專業更要凸現交通特色。我們在專業建設方面緊緊圍繞交通的特色，包括本科的課程設置、學科專業方向和人才引進。在課程設置方面我們更多地注重學生的實際能力的培養，以軌道交通為靶向，為交通運輸行業提供掌握高分子材料基礎知識和實際應用人才。在學科建設方面首先以高分子材料基礎理論建立學科平臺，尤其是碩士學位碩士點，目前，該專業有專材料科學與工程和化學兩個一級碩士學位碩士點來支撐；其次，按照學校的發展定位凝練學科特色，突出交通，以教授為學科帶頭人，形成專業團隊，在高分子材料與工程專業主要體現在以下幾個方面：（1）根據聚合物的流變學原理，利用共混的手段，將兩種或多種聚合物進行共混改性，以改善單一高分子材料性能，獲得更加廣泛的交通應用材料。同時通過改性可獲得較窄的玻璃化轉變溫度，以形成寬溫域、寬頻率阻尼高分子材料。（2）利用接枝共聚的化學方法，將具有一種較長鏈段或帶有功能基團的單體接枝到聚合物主鏈上，使聚合物能形成多個側鏈或者交聯，獲得新型功能通材料；同時還可以通過改性使側鏈與側鏈之間產生糾纏，實現阻尼增強的效果。（3）運用復合的方式，選擇一種較強的力學強度和較高損耗因子聚合物，通過與一些補強材料或添加第二相粒子，以形成各類具有高性能的復合材料，同時達到應用的需要。（4）利用有機硅獨特的結構，其兼備了無機材料與有機材料的性能，即具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，制備硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷。這類材料應用領域不斷拓寬，而且形成了化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系。

三、高分子專業培養模式

1.明確交通特色的培養目標。在科技發展的今天，材料已成為三大支柱產業（材料、能源、信息）之一，材料的發展水平已作為評價一個國家綜合實力的重要標志。高分子材料與工程是材料科學與工程的一個分支，它在實際生活中得到廣泛的應用。另外，高分子材料易于改性，賦予新功能性，這就使得高分子材料的應用進一步拓展。社會更加急需掌握高分子材料與工程理論知識和專業技能的專業人才。作為工科性質的大學，培養具有一定的實際操作能力，能以理論指導實踐、應用于實踐，服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。而作為交通特色的大學，高分子材料專業人才的培養必須適應當今軌道交通的需求，專業培養模式應該是“強化基礎，注重交通，突出創新”。

2.以科學研究強化專業建設內涵。專業建設內涵主要包括課程設置、教材建設和師資隊伍等內涵建設。課程體系是實現培養目標最直接的體現，是形成人才知識結構和提高能力的主要來源，是提高人才培養素質的核心，也是教學改革的重點。根據我們高分子專業的培養目標，合理地設置課程，才能高效地促進專業發展，在此，我們按照三個模塊來進行選擇和設置課程，基礎理論模塊按照國家教資委的要求設置基礎理論課程，選擇“十二五”規劃或獲獎教材，系統傳授基礎理論課程，在大一和大二上完成基礎理論課程，為專業基礎理論及專業研究方向提供理論指導；專業基礎模塊體現高分子專業特色設置課程，選擇豐富經驗的教師授課，尤其具有專業特長高級職稱教師，在高分子專業上傳授高分子專業基礎課；專業方向模塊突出交通特色，發揮專業研究方向的優勢讓學生有選擇性進入不同方向的導師團隊，團隊的導師必須具有行業經歷，尤其在專業方向上進行過專業生產實踐，承擔過或正在承擔企業項目，在校內進行專業方向模塊訓練，這樣可以做到形式不單一，課程內容不重復。在豐富教學內容的同時，又加強了師資隊伍的建設。

3.以實踐教學促進專業建設。高分子材料與工程專業與大部分工科專業有著相同的特點，重視工程實踐，該專業是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出來的，運用科學分析方法探索其內在的作用機理，采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系，并在理論指導下，將科學研究應用于生產實踐，使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善，實際上高分子專業形成過程是經過實踐到理論再實踐的發展過程。針對這一特點，我們在設置課程的同時有意側重實踐課程教學，尤其是交通特色的高分子材料實踐教學，培養學生在交通領域具有創新意識、創新能力和實踐能力。

高分子專業教學實踐分為校內和校外實踐。在校內主要包括專業基礎實驗教學、專業實驗、開放實驗、課程設計、計算機模擬實踐和畢業教學環節等實踐教學部分。而在校外主要包括認識實習、生產實習以及畢業實習等實踐環節。校內實踐是校外實踐的基礎，相互銜接，在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學，鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗活動，注重培養學生的動手能力和科研能力。校外實踐注重實訓基地的建設，形成良性互動，學生在生產實習中得到鍛煉，企業在學生的生產實踐中發現人才，能為企業使用，學校提高了聲譽，企業也大大地降低了生產成本，兩個實踐模式的有效結合，提高了學生的動手能力，加強了學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。此外，我們還探索了一條校企合作培養的模式，在學生和企業中產生很好的效應。也就是利用畢業實習階段，將有意愿到企業就業的同學以企業工程師為導師，在企業中完成畢設，打破了原來學生必須在學校的導師指導下完成畢業設計的模式。

四、結語

高分子材料應用非常廣泛，從國家發展規劃就不難發現，在“十三五”規劃中，新材料就已經成為重大科技項目之一，為在新材料、新技術、新工藝方面有重大突破，就需要更多更優秀的材料從事者。尤其是軌道交通輕量化的發展，對于材料的要求就越來越高，特別是高分子材料和復合材料，因為他們具有非常顯著的優勢。這就要求高等教育必須培養更多掌握高分子交通材料的優秀人才，因此，改革高分子材料與工程專業的教育教學，使之適應當今軌道交通發展。教學改革必須更加注重高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養、辦學質量和人才培養質量。提倡一種“強化基礎，注重交通，突出創新”的培養模式，以適合當代軌道交通發展的需要。

參考文獻

高分子材料的結構特點范文4

關鍵詞：高分子材料；教學；探索和實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0219-02

《高分子材料》是材料科學與工程學科的重要組成部分，是材料專業類學生的一門重要課程。但對于非高分子專業的學生，一般只有這一門高分子專業課，且學時有限。為使學生掌握廣泛的基礎知識、扎實的專業知識，該課程要將《高分子物理》、《高分子化學》、《高分子材料加工》等課程內容融為一體，并加強與其他材料科學的相互貫通。筆者在幾年的教學實踐中不斷探索，對這門課的教學內容、教學方法和教學效果評價體系等方面進行了總結。

一、明晰教學目標、突出教學重點、合理安排教學內容

通過《高分子材料》的教學，需要學生掌握“高分子材料科學基礎”、“高分子化學”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理論知識。在有限的學時條件下，要使對于高分子完全陌生的學生理解并掌握這些基本概念與原理，授課內容的選擇是非常重要的。在內容選取上，我們的原則是既要讓學生掌握相關的理論知識，又要有所側重，并注重課程與先修課程的聯系和課程前后內容的銜接等。高分子材料的制備、結構、加工及性能之間存在著一系列的有機聯系，我們講述的內容既要有獨立性又應注意前后的關聯性。首先，結合以前所學知識，讓學生掌握高分子材料科學的基礎知識。其次，高分子化學部分，我們著重講解聚合反應機理。高分子的合成按機理主要分為逐步聚合與連鎖聚合。連鎖聚合中，以自由基聚合研究得最為透徹，我們分別結合反應過程的熱力學和動力學，分析自由基聚合各個階段的特點。至于離子聚合和定向聚合等內容，給定思考題安排學生課后學習。對于學生自學有疑問的地方，教師可以在答疑時給予指導。逐步聚合中，又可分為線形縮聚和體型縮聚，我們一般只講述線形縮聚部分，體型縮聚安排為課后學習內容。高分子物理部分，我們集中講述高聚物的結構與性能間的關系。通過掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料結構與性能之間的關系，從而逐步形成較為完整的高分子材料科學知識體系。為了培養實用性、創新型人才，我們在教學中還及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的教學內容。

二、積極探索教學方法，提高課堂教學效果

在《高分子材料》的幾年教授過程中，為提高課堂教學效果，筆者一直不斷探索，總結了一系列教學方法。

1.表格教學法。《高分子材料》的課程中，有很多教學內容可以通過對比進行講解，比如聚合物的聚合機理中的連鎖聚合和逐步聚合、自由基聚合的各種實施方法等。筆者在實踐中，發現表格教學法是個很有效的教學方法。該方法運用比較，比傳統直述法更清晰，利于學生掌握相關知識的區別和聯系，從而更好地接受知識，并對各知識點有更深刻的理解。比如在講述高分子材料的合成方法時，可以先用表格列出本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四種實施方法，再在第一列列出配方、聚合場所、聚合機理、生產特征、產品特性、生產實例等與各實施方法對應的屬性，然后一邊講解，一邊將各屬性填充，讓學生接受知識點的同時也學習各屬性的異同，從而加強對相關內容的理解和接受，也更利于學生記住相關內容。

2.示例教學法。示例教學法可以引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求知欲望。學生剛開始學習高分子材料，對有關知識和內容了解不多，專業術語比較陌生，但是日常生活中都接觸過多種性能各異的高分子材料制品，對高分子材料性能的差異性有一定的感性認識。在講課時可以引入這些實際的材料，既能提高學生的學習興趣，也有利于更好地理解所學知識。比如在講述高聚物粘彈性這部分內容時，高聚物區別于其他材料的最大特點是其粘彈性，由于高聚物分子運動的松弛時間正好我們能用肉眼觀察到，所以才表現出這些現象。

3.啟發教學法。《高分子材料》的教學中有不少抽象的概念、邏輯推理的演繹過程。老師在課堂上一味講授專業知識和術語，學生學習熱情不高。通過一邊講解，一邊結合學科知識適當提出問題的啟發式教學方式，能提高學生的學習興趣和積極性，并能把一部分走神的學生拉回來。如講到高分子結構時，先提出一個問題：“為什么橡膠和塑料的力學性能有這么大的差異？”給予學生適當時間思考后，再具體講解高分子材料的結構，讓學生帶著問題聽課，不但啟迪了學生的思維，也使他們對所學內容有了更深刻的理解。

4.互動教學法。為了培養能解決實際問題的高素質人才，《高分子材料》的教學中，不應讓學生死記硬背和生搬硬套，而應結合實際問題讓學生思考，激發學生的發散思維。如講到橡膠性能時，請同學們思考“如何提高橡膠的耐熱溫度”，再提示學生利用所學的高分子物理部分知識，從優化橡膠的結構入手，發動學生積極討論，啟迪思維，培養運用基礎理論知識分析實際問題的能力。這種討論式的教學方法，既活躍了學習氣氛，啟發學生思考問題，又可使學生對知識更好理解和掌握。在講述高分子材料的合成時，經常通過合成反應式來表示合成過程和機理。我們一方面在課件編寫中注意到讓所有的反應方程式都不是一下顯示出來，而是模仿板書一步一步顯示，讓學生有充分思考、接受的時間；另一方面，部分反應方程式讓學生自己來寫，旁邊同學互相檢查。通過這種方式，使學生更加熟悉并能深刻理解反應過程，其他同學的檢查也能讓同學發現自己意識不到的細節上容易出錯的地方，了解出錯的原因，補充沒有掌握的知識點。

三、改革考核方式，提高學生綜合素質

《高分子材料》的教學評價不但要考查學生基本理論知識的掌握情況，也要考查學生的再學習和獨立思考解決問題的能力。為此，我們改變單一的一份試卷定成績這種缺乏準確性和全面性的考試制度，將成績的考核納入每個教學環節中，為每個學生制訂具體考核表，跟蹤學生學習進展，使學生在學習中能隨時了解自己的學習情況，督促自己不斷學習、不斷提高。其中考試方面根據課程的要求建立了《高分子材料試題庫》，逐年對試題庫的內容進行改進和更新，每年從試題庫中抽取試題組成A、B兩份試卷，嚴格考試要求和評分標準；另一方面，讓學生選擇一種新型高分子材料，查閱相關文獻資料，描述它的合成、制備、結構、性能及應用前景，并撰寫小論文；同時，增加學生課堂討論、實驗、作業等平時成績的評分標準和比例。通過改革考核和評價體系，激勵了學生的學習熱情，鍛煉了學生的實際能力，有利于培養高素質人才。

通過《高分子材料學》教學的探索和實踐，初步探索了課程的教學思路和方法。在今后的教學中，我們還將不斷總結經驗，進一步完善教學過程中的各個環節，培養出既掌握專業知識，又具備分析問題、解決問題能力的能適應以后工作和科研需要的高素質人才。

參考文獻：

[1]劉晶如，俞強，張洪文，等.高分子物理課程教學改革與實踐[J].高分子通報，2010，（11）：111-113.

[2]張鐳.高分子化學教學的改革與探索[J].高分子材料科學與工程，2002，18（3）：202-203.

[3]毛瑞.《陶瓷工藝學》教學的探索與實踐[J].陶瓷研究與職業教育，2007，5（4）：44-46.

高分子材料的結構特點范文5

關鍵詞：高分子材料　加工方法　成型技術

一、前言

近些年來，國防尖端工業和航空工業等特殊領域的發展要求更高性能的聚合物材料，開發研制滿足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下，理清高分子材料加工技術的發展現狀與發展趨勢，探討高分子材料的加工成型的方法，對促進我國高新技術及產業的發展具有重要的意義。

二、高分子材料成型成型加工技術的相關定義

1.高分子材料

高分子材料是指由相對分子質量較高的化合物為基礎構成的材料，其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性質為主要性能特征的材料；主要是橡膠、塑料、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復合材料。高分子材料獨特的結構和易改性與易加工特點，使它具有其他材料不可取代與不可比擬的優異性能，從而廣泛運用到科學技術、國防建設和國民經濟等領域，并已成為現代社會生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。

2.高分子材料成型加工技術

在高分子工業的生產中分為高分子材料的制備與加工成型兩個過程。高分子材料的成型加工技術就是運用各種加工方法對高分子材料賦予形狀，使其成為具有使用價值的各種制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生產率、快捷交貨和低成本；向小尺寸、輕質與薄壁方向發展是高分子材料成型技術制品方面的目標；成型加工方向是全回收、零排放、低能耗，從大規模向較短研發周期的多品種轉變。判斷高分子材料的成型加工技術的質量因素是加工后制品的外觀性、尺寸精度、技能性中的耐化學性、耐熱性等等。

三、高分子材料成型加工技術的方法

高分子材料的的成型方法有擠出成型、吹塑成型、注塑成型、壓延成型、激光成型等。以下介紹的是現今高分子材料成型加工的主要技術方法。

1.擠出成型技術

擠出成型技術是指物料通過擠出機料筒和螺桿間的作用，邊受熱塑化，邊被螺桿向前推送，連續通過機頭而制成各種截面制品或半制品的一種加工方法。它的具體原理是高分子原材料自料斗進入料筒，在螺桿旋轉作用下，通過料筒內壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時被壓實；在壓縮段，螺槽深度變淺，進一步壓實，同時在料筒外加熱和螺桿與料筒內壁摩擦剪切作用，料溫升高開始熔融，壓縮段結束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定壓擠出熔體，到機頭后成型，經定型得到制品。擠出成型又有共擠出技術、擠出注射組合技術、成型技術、反應擠出工藝與固態擠出工藝等。

2.注塑成型技術

注射成型技術是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用來生產空間幾何形狀非常復雜的塑料制件[2]。注射成型技術根據組合材料的特征，又有以組合惰性氣體為特征的氣體輔助注射成型，以組合組成化學反應過程為特征的反應注射成型，以組合混合混配為特征的直接注射成型，以組合不同材料為特征的夾心成型等多種方法。

3.吹塑成型技術

吹塑技術一種發展迅速的塑料加工方法。熱塑性樹脂經擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態，置于對開模中，閉模后立即在型坯內通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上，經冷卻脫模，即得到各種中空制品。根據型坯制作方法，吹塑可分為擠出吹塑和注射吹塑，新發展起來的有拉伸吹塑和多層吹塑。

四、高分子材料成型加工技術的發展新趨勢

目前，高分子加工成型技術正在快速地進步，它的發展總方向是高度集成化、高度產量、高度精密化，不斷實現對加工制品材料的聚集態、組織形態與相形態等的控制，最大程度地達到制品高性能的目的。具體的創新技術之處主要體現在以下幾項新技術上。

1.聚合物動態反應加工技術

聚合物動態反應加工技術及設備與傳統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結構和反應制品的物理化學性能的目的[3]。這項技術解決振動力場下聚合反應加工過程中質量、動量和能量傳遞與平衡的難點，從技術上解決了設備結構集化的問題。

2.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術

這項技術引入振動立場到混煉擠出的全過程，實現混煉過程中橡膠相動態全硫化，控制硫化反直的進程，防止共混加工過程共混物相態發生發轉。此技術非常有意義，研制發明出新的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備，能有效地提高我國TPV技術的水平。

3.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術

此技術是將盤級PC樹脂生產、中間儲運與光盤盤基成型三個過程融合為一體，聯系動態連續反應成型技術，研制開發精密光盤注射成型裝備，達到有效提高產品質量、節約能源，降低消耗的目的。該技術避免了傳統方式中間環節多、能耗大、周期時間長、成型前處理復雜、儲運過程易受污染等缺陷。

五、結語

綜上所述，我國在新時期要把握高分子成型加工技術的前沿，注重培育自主的知識產權，努力打破國外技術的壟斷，實現科學技術研究與產業界的良好結合的目的。這能有效地將科學研究成果轉化為實際的生產力，有效地加快我國高分子材料成型加工技術及其相關產業的快速發展。

參考文獻

[1] 王云飛;孫偉.淺談高分子材料成型加工技術[J].城市建設理論研究，2012,(11): 32.

高分子材料的結構特點范文6

【關鍵詞】高分子材料 涂層 泵維修 技術與應用

1 高分子的分類和特點

1.1 高分子分類

按照不同的標準，高分子有很多的分法，不過主要還是以下幾種分法：高分子化合物按照其來源分，主要分為合成高分子化合物和天然高分子化合物兩種。而在天然的有機高分子化合物中。其成份有淀粉、纖維素、蛋白質、天然橡膠這幾類；按照高分子化合物結構中的分子鏈分類，可分為支鏈型高分子、線型高分子和體型高分子；按照高分子化合物受熱時表現的行為不同可將其分為熱塑性高分子和熱固性高分子。按照高分子化合物的使用情況和工藝性質分類，可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、黏合劑和密封材料。

1.2 高分子特點

高分子涂層材料是近幾年年來在機械制造業和機械修理業當中，快速迅猛發展起來的一項新型材料和新技術。它能夠將單一材料的機械零件轉化成為復合型材料結構，以金屬為基體以便可以承受零件設計的強度，以高分子材料涂層為表面用來改善零件的耐磨性、防震性和抗腐蝕性等。高分子化合物擁有很多跟低分子化合物不同的特殊性能，比如其機械強度較大、可塑性很好、彈性也較高、硬度非常大、耐熱、耐磨、耐溶劑、耐腐蝕、氣密性恨好、電絕緣性強等，由于高分子材料具有以上的一些特性，使其在各行各業有了比較廣闊的應用。可以見得我們平常使用的普通高分子材料，均是將各種添加劑加入高分子化合物中所得到的，這些高分子化合物的性質決定了高分子材料的一些基本性能，因此各種不同添加劑的作用就是在于能夠更好地發揮、保持和改進高分子化合物的性能，滿足對設備的不同要求，能用在更多不同的方面。

2 高分子涂層與泵維修方面

2.1 泵涂層的防腐性能

在泵工作過程中，經常會輸送帶有酸性或者堿性的具有腐蝕性介質的液體或固體雜質，這樣很容易造成泵的有點腐蝕、縫隙腐蝕、氫脆、侵蝕、磨損等嚴重后果。當今在施工過程中應用比較多的防腐蝕材料是以環氧樹脂為主。在金屬材料內和環氧樹脂間都存在較好的防腐蝕耐磨性能和粘接強度較高，能夠有效的隔斷帶有腐蝕性的物質與金屬表面接觸。而對于環氧樹脂這種材料能耐絕大多數的酸、堿、鹽類的腐蝕，尤其是在氯離子侵蝕嚴重的海水中用的泵有很好的防腐效果。

2.2 泵耐磨修復和保護

市場上目前生產高分子材料的廠家主要有Devcon（得復康）、Be-lzona（貝爾佐納）、Metaline、Loctite（樂泰）、ARC、Thortex等等。從聚合物的類型可以將高分子材料分為聚氨酯（PU）和環氧樹脂（EP）二種。以聚氨酯（PU）為主要成分的涂層具有類似橡膠的彈性和韌性，細粉的固體（指的是直徑小于1 mm的顆粒）耐磨損性能比較良好，并且可以大量吸收汽蝕產生的沖擊能量。以環氧樹脂（EP）為主要成分的涂層中通常會添加碳化硅、陶瓷的粉末或者顆粒作為填料，這樣能夠非常有效的增強耐溫和耐磨損的性能。

2.3 涂層修復和傳統焊補的區別

泵在受到腐蝕或磨損的時候，傳統方法會通常采用堆焊、補焊等修補方法，這種方法很容易導致局部產生熱應力變形，慢慢改變裝配的尺寸，修補后就不能恢復到正常的組裝狀態了，嚴重時甚至會導致整個部件成為廢品。如果用高分子涂層去修復工件，修復涂層在施工時就會呈現出流體狀，在這種情況下再在常溫常壓下16 個小時就可以完全固化，這種方法不會產生熱應力，部件修復后就可以順利裝配。

2.4 涂覆后泵能節能增效

由于鑄造缺陷或加工不良等原因，泵過流部件表面經常會出現粗糙的表面，這樣會導致摩擦阻力發熱，然后引起能量損失。我們常規減小阻力的方法主要是精密機加工、拋光等；亦或者采用不銹鋼材料來增強表面的光潔度，這樣不僅會大大增加生產成本，而且拋光的金屬表面更不能解決腐蝕等問題，特別是在海水介質多的條件下，氯離子濃度極高，很容易侵蝕不銹鋼的表面。受腐蝕的金屬慢慢表面產生凹坑和裂縫，但如果采用堆焊的方法去修復，就容易導致熱應力變形，最終泵體無法回裝。另外，本體金屬和焊縫金屬會容易形成原電池，構成電解雙金屬腐蝕效應，導致第二次腐蝕。刷涂或噴涂陶瓷環氧樹脂，施工后其會流成非常光滑的表面，而且表面也具有油性疏水性，可以大大降低流體的阻力。施工時先用膏狀陶瓷修補劑刮抹到金屬表面來填補凹坑。再在兩邊刷涂陶瓷防護劑，使得最終表面變得更加光滑。

3 高分子涂層在實際中的應用

從20世紀初期以來，蘇爾壽泵業上海技術服務中心（簡稱蘇爾壽）使用了高分子材料涂層的方法，已經修復了40多套造紙紙漿泵、50多套火電廠FGD漿液循環泵的葉輪、側板及泵殼。并且，對于水處理用泵、冷卻水循環泵、真空泵和攪拌器葉輪的防腐涂層也取得了非常好的效果。具體應用領域見表1。

4 結語

由于高分子化合物具有相對分子質量很大，一般都處于固體或凝膠狀態，具有很好的機械強度的特點，又因為其分子是由共價鍵結合而形成的，因此有非常好的絕緣性和耐腐蝕性能，而且由于其分子鏈較長，分子的長度與直徑之比大于一千，因而有較好的高彈性和可塑性。另外，高分子涂層具有高彈性、熔融性、溶解性、溶液的行為和結晶性等方面特性，所以，高分子涂層在高溫油泵蠟油泵、輻射泵等泵的維修中擁有很大的優勢，可以解決傳統修理方法不能解決的很多問題。因此，高分子涂層在今后維修泵的過程中應用會越來越廣泛。

參考文獻

[1] 洪嘯吟，馮漢保.涂料化學[M].北京：科學出版社，2006