導語：如何才能寫好一篇高分子材料的分析方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：高分子材料；加工成型技術；創(chuàng)新；發(fā)展

現(xiàn)階段，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，使得各個行業(yè)在材料使用過程中有了更高的要求，而高分子材料作為一種新型材料，具有較高的使用率，在各行各業(yè)中有著較高的價值[1]?；诖耍疚木蛯Ω叻肿硬牧霞庸こ尚图夹g的原理進行探究，并闡述高分子材料加工成型技術的類型，以期提高高分子材料的使用效率。

1高分子材料成型的原理分析

高分子材料，又稱之為聚合物材料，主要是由高分子化合物和其他添加劑組成的一種新型材料，具有運輸方便、能量傳遞高等眾多優(yōu)點，所以在各行各業(yè)中被廣泛使用[2]。一般情況下，高分子材料的制作過程是由多種化工單元組成的，包含多個化工單元，只有各個化工單元操作流程規(guī)范，才可以將高分子材料加工而成。高分子材料在加工過程最重要的一個環(huán)節(jié)就是聚合過程，此過程中經常會面臨傳熱和傳質兩部分，且具有升溫速度快、反應速度強等特點，所以相關人員在聚合反應過程中就要對高分子材料進行降解和碳化工作，保證高分子材料的順利成型，并將聚合反應中多余的熱量全部除去，從而實現(xiàn)高分子材料成型。

2高分子材料加工成型技術的主要類型分析

2.1高分子材料吹塑成型技術分析

高分子材料吹塑成型技術主要是指：相關人員將原本的熱熔型制品在氣體壓力作用下，加工成為具有中空形狀的產品，是我國高分子材料加工成型工作中最常使用的技術[3]。此種技術在使用過程中具有操作簡單、處理模式簡單、吹塑成型效果好等眾多優(yōu)點，具體主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，高分子材料吹塑成型技術具有較高的成型率，所以可以對各種材料進行加工，制作成所需產品。另一方面，高分子材料吹塑成型技術所使用的成本較低，相關人員在加工中只需要根據(jù)所需要加工的材料選擇出其所用使用的吹塑成型技術，所以即使是形狀較為復雜的產品，也可以進行加工。

2.2高分子材料注塑成型技術分析

注塑成型技術是高分子材料加工成型技術的一種，最常使用在一些結構復雜的塑料產品加工中，此種加工方法具有使用范圍廣、產品精度高、生產品種多等眾多優(yōu)點，所有在高分子材料加工成型過程中經常被使用，具有重要的意義[4]。

2.3高分子材料擠出成型技術分析

高分子材料擠出成型技術主要是指：相關人員在對高分子材料加工過程中借助螺桿，對高分子材料進行擠壓工作，具體主要包含高分子材料加料、高分子材料定性、高分子材料塑化等多個環(huán)節(jié)，通過此種加工方法所加工出的產品，具有整體美觀的優(yōu)點，從而提高成品質量。

2.4高分子材料塑料激光加工成型技術分析

隨著我國科學技術的快速發(fā)展，使得激光行業(yè)發(fā)展迅猛，在高分子材料加工中被廣泛應用。高分子材料塑料激光加工成型技術主要是指：相關人員通過高聚光的激光燈，讓其垂直照射在地面的塑料模板上，進而加工出所需要產品。由于高分子材料本身不具有吸收激光能力，所以，相關人員在使用此種技術過程中，需要在高分子材料上涂抹一層特定材料，然后再進行加工，從而保證高分子材料能夠對激光充分吸收，保證產品加工質量。

2.5高分子材料半結晶狀態(tài)下的塑料激光成型技術

高分子材料半結晶狀態(tài)下的塑料激光成型技術與塑料激光加工成型技術有著一定的相似性，此種技術的主要原理是讓高分子材料對激光能量進行吸收，然后將材料改造成所需要的形狀，需要注意的是，相關人員在使用此種技術時需要將溫度控制在一個固定的范圍內，保證高分子材料在結晶溶解過程中所產生的溫度低于原本高分子材料表面的溫度，并保證高分子材料的拉伸度、強度等方面性能符合要求，從而實現(xiàn)高分子材料產品加工目標。

2.6高分子材料激光燒結技術分析

高分子材料激光燒結技術是最近幾年發(fā)明出來的一項新技術，此技術在使用過程中需要借助CAD制圖軟件，相關人員需要通過CAD制圖軟件對高分子材料進行加工，并在高分子材料加工前對產品模具成本進行準確預算，保證模具成本合理。因此，高分子材料激光燒結技術具有節(jié)約成本、環(huán)保節(jié)能、加工效率高等優(yōu)點，是目前高分子材料加工中最常使用的技術，并具有廣泛的前景。

3總結語

總而言之，在高分子材料應用范圍不斷擴大的情況，對高分子材料加工成型技術有了更高的需求。因此，在此種情況下，相關人員就需要提高對高分子材料的重視，并對高分子加工成型技術進行總結，選擇針對性的加工成型技術方法進行高分子材料加工作業(yè)，從而保證高分子材料使用效率，促進高分子材料行業(yè)快速發(fā)展。

參考文獻： 

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關鍵詞:高分子材料 化學 分子

中圖分類號:U465.4文獻標識碼:A

高分子材料:macromolecular material,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,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。

一、按特性分析高分子材料

高分子材料按特性分為橡膠、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。

①橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。其分子鏈間次價力小,分子鏈柔性好,在外力作用下可產生較大形變,除去外力后能迅速恢復原狀。有天然橡膠和合成橡膠兩種。

②高分子纖維分為天然纖維和化學纖維。前者指蠶絲、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子為原料,經過紡絲和后處理制得。纖維的次價力大、形變能力小、模量高,一般為結晶聚合物。

③塑料是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。其分子間次價力、模量和形變量等介于橡膠和纖維之間。通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。

④高分子膠粘劑是以合成天然高分子化合物為主體制成的膠粘材料。分為天然和合成膠粘劑兩種。應用較多的是合成膠粘劑。

⑤高分子涂料是以聚合物為主要成膜物質,添加溶劑和各種添加劑制得。根據(jù)成膜物質不同,分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料。⑥高分子基復合材料是以高分子化合物為基體,添加各種增強材料制得的一種復合材料。它綜合了原有材料的性能特點,并可根據(jù)需要進行材料設計。

二、現(xiàn)代新型高分子材料

高分子材料包括塑料,盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無機材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展,但目前業(yè)已大規(guī)模生產的還是只能尋常條件下使用的高分子物質,即所謂的通用高分子,它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。而現(xiàn)代工程技術的發(fā)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(fā)展,這樣就出現(xiàn)了許多產量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

1.高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜,以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力,使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比,具有省能、高效和潔凈等特點,因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜分離過程主要有反滲透、超濾、微濾、電滲析、壓滲析、氣體分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離、滲透汽化和液膜分離等。用來制備分離膜的高分子材料有許多種類。現(xiàn)在用的較多的是聚楓、聚烯烴、纖維素脂類和有機硅等。膜的形式也有多種,一般用的是平膜和空中纖維。推廣應用高分子分離膜能獲得巨大的經濟效益和社會效益。例如,利用離子交換膜電解食鹽可減少污染、節(jié)約能源:利用反滲透進行海水淡化和脫鹽、要比其它方法消耗的能量都小;利用氣體分離膜從空氣中富集氧可大大提高氧氣回收率等。

2.高分子磁性材料

高分子磁性材料,是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物的新應用領域的同時,而賦予磁與高分子的傳統(tǒng)應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體,現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有三種,即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆,加工性差。為了克服這些缺陷,將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣制成的復合型高分子磁性材料,因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品,還能與其它元件一體成型等特點。

3.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。目前,這一類材料已有很多,主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料、光轉換系統(tǒng)材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射,可以制成品種繁多的線性光學材料,又可以開發(fā)出非線性光學元件,如儲存元件興盤的基本材料就是高性能的有機玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化學反應,可以開發(fā)出在電子工業(yè)和印刷工業(yè)上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性,可制成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性,可開發(fā)出光彈材料,用于研究力結構材料內部的應力分布等。

4.高分子復合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優(yōu)點是博各種材料之長,如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質,根據(jù)應用目的,選取高分子材料和其他具有特殊性質的材料,制成滿足需要的復合材料。高分子復合材料分為兩大類:高分子結構復合材料和高分子功能復合材料。以前者為主。高分子結構復合材料包括兩個組分:①增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物,如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物。②基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑,如不飽合聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高,是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。

三、高分子材料的合成與加工

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【關鍵詞】高分子材料與工程專業(yè)；現(xiàn)狀；發(fā)展前景

一、簡析高分子材料與工程專業(yè)及其發(fā)展現(xiàn)狀

（一）高分子材料與工程專業(yè)的演變過程

高分子材料又稱為聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年，我國就設置了高分子類專業(yè)，很多高校陸續(xù)設置了高分子類專業(yè)，比如：化學纖維、高分子化學、復合材料等專業(yè)。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，為高分子材料和工程專業(yè)的結合和發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，為了培養(yǎng)具備高分子材料和工程方面的高素質人才，教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業(yè)統(tǒng)一稱為“高分子材料與工程專業(yè)”，這一歷史性的創(chuàng)新將迎來嶄新的發(fā)展，期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業(yè)的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識，力圖造利于我國在科學研究、技術開發(fā)、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發(fā)展，推動我國新領域的開發(fā)、研究，增強國力，在世界經濟中站穩(wěn)腳跟。

（二）高分子材料與工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

材料是人們賴以生存的物質基礎，高分子材料與我們的生活息息相關，小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆，大到汽車輪胎、防彈衣，玻璃鋼等等，都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段，高分子材料的生產量無法滿足市場的需求，高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發(fā)達國家的水平，資源的浪費和低利用率，以及對環(huán)境的污染等等都亟待解決。同時，高分子材料與工程專業(yè)人才的就業(yè)情況不是很好，截止到2012年，全國以高分子材料與工程專業(yè)招生的學校達到145所，其中教育部直屬院校18所，國防科學技術工業(yè)委員會院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區(qū)、直轄市，招生人數(shù)也在逐年增加，但是畢業(yè)人員的就業(yè)情況卻與之不匹配，很多學習這個專業(yè)的人才在畢業(yè)以后卻沒有從事與該專業(yè)有關的行業(yè)。此時，我們需要重新審視，如何保證培訓質量和就業(yè)問題，培養(yǎng)怎樣的高級工程技術人才，才能滿足社會對高分子材料與過程專業(yè)人才的需求。與此同時，我們還需要從環(huán)境、能源方面去考慮，節(jié)約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品，保護環(huán)境，減少資源的浪費。

二、高分子材料與工程專業(yè)的發(fā)展前景

高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工，這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優(yōu)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(xiàn)代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業(yè)的結合是任何行業(yè)不可或缺和取代的，小到穿衣吃飯、電腦手機，大到建筑樓房、航空航天。直觀數(shù)據(jù)顯示，高分子材料與工程專業(yè)的就業(yè)率還是很高的，達到了92%以上。21世紀以來，中國高分子材料工業(yè)取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產業(yè)之一的塑料行業(yè)，合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長，從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業(yè)日益廣泛的應用發(fā)展來看，也顯示了中國高分子材料與工程專業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。盡管高分子材料與工程專業(yè)還存在著很多的不足，但是它的發(fā)展前景還是很好的，市場的需求量也很大（包括橡膠、塑料制品、復合材料等等）。在當今的新形勢下，我們面臨的是挑戰(zhàn)，同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發(fā)達國家之間的差距，需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用，教育部門應當規(guī)范化辦學，適當?shù)目刂普猩?guī)模，提高教學質量，調整高分子材料與工程專業(yè)的技術知識結構體系，模擬創(chuàng)業(yè)訓練，培養(yǎng)科學研究、應用研發(fā)、生產工程技術、營銷管理等方面的人才，以此來適應社會經濟的發(fā)展。據(jù)調查顯示，72%的高分子材料與工程專業(yè)學生可以在科研、教學、企業(yè)等領域得到很好的發(fā)展，他們在畢業(yè)以后能很快找到工作，既可以從事高分子材料的研究，也可以從事加工工藝技術的開發(fā)或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等，其薪資也屬于中等水平。

總結：

高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發(fā)展，我國人民的可支配收入逐漸增加，城市化的進程不斷加快中，人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大，綠色環(huán)保成為未來發(fā)展的需求，因此，社會需要高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)性人才。有關高分子材料與工程專業(yè)的行業(yè)有很多，而且涉及范圍很廣，高分子材料與工程專業(yè)的就業(yè)前景廣闊，影響著我們的日常生活（包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域），并發(fā)揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業(yè)存在著很多不足，需要我們與時俱進，在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創(chuàng)新，運用新材料、新技術，適應社會經濟的發(fā)展，不斷改革和創(chuàng)新，從而帶動我國經濟的飛速發(fā)展，提高我國的生產力和科技水平。

參考文獻： 

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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(yè)一門重要的專業(yè)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(lián)、相互依托，這不僅體現(xiàn)在理論范疇，而且體現(xiàn)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(yǎng)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?！案叻肿硬牧细男浴闭n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(tài)、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(yè)的本科學時來說，該課程顯得尤其重要[2]。根據(jù)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(guī)定學時內有效、連貫的開展教學活動。

2.缺乏實踐環(huán)節(jié)。目前，“高分子材料改性”課程主要以講授為主，缺乏實踐環(huán)節(jié)，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(qū)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(tài)的二維或三維圖片進行講解時，其表現(xiàn)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(qū)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(guī)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(fā)展現(xiàn)狀不符，例如教材第七章介紹五大通用塑料產量時，依據(jù)2006年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(yè)“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(xiàn)部分學生平時不重視課后作業(yè)，期末考試時突擊復習通過考試的現(xiàn)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(yè)“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(yǎng)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(wěn)定性的內容對于物理化學專業(yè)十分重要，但是對高分子材料與工程專業(yè)學生來說，只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業(yè)的教學要求。同時，對于后續(xù)的Flory-Huggins模型和狀態(tài)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(xiàn)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(yè)學生的培養(yǎng)要求，因此有必要增加相關的授課內容。

（二）增加實踐環(huán)節(jié)，提高學生的感性認識，培養(yǎng)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(huán)節(jié)的引入，學生們可以在實踐過程中提高感性認識，培養(yǎng)學生的動手能力以及發(fā)現(xiàn)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(huán)節(jié)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(yōu)化教學方法，發(fā)揮學生主動性

在以往的教學過程中發(fā)現(xiàn)，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(fā)學生自身作為學習主體的意識，使知識的學習從傳統(tǒng)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(xiàn)自己的機會，增加學生的主體意識[4]。

（四）優(yōu)化考核方法，引導學生全面發(fā)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(shù)，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(jù)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(yè)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(jié)課學習的內容，督促學生養(yǎng)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(yè)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(yōu)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(chuàng)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(tǒng)工程，筆者以培養(yǎng)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(fā)點，通過調整授課計劃、增加實踐環(huán)節(jié)、優(yōu)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(fā)學生的學習積極性和主動性，充分發(fā)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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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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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(guī)劃指出，目前我國新材料產業(yè)正處于強勁發(fā)展階段，新材料產業(yè)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(yōu)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(xiàn)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(fā)涌現(xiàn)出的新材料，指在其原有優(yōu)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(yǎng)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(yè)或繼續(xù)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(chuàng)新人才培養(yǎng)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(xiàn)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(fā)展情況，而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現(xiàn)在國際刊物、國際會議資料以及互聯(lián)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(fā)展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高學生的專業(yè)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(fā)學生興趣，導致學生主觀能動性發(fā)揮不夠，不利于培養(yǎng)學生的綜合能力和創(chuàng)新思維。綜上所述，傳統(tǒng)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(yǎng)既具有扎實專業(yè)理論功底，又具有良好外語水平的創(chuàng)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(yè)英語的有效學習

功能高分子類專業(yè)課的雙語教學旨在促使學生獲取專業(yè)知識的同時提高英文運用能力。其中的教學核心是培養(yǎng)學生運用英文思考、求知、交流專業(yè)知識的能力，為學生今后在專業(yè)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(yè)出版社的《高分子材料專業(yè)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(fā)，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(tǒng)專題“導電功能材料”相關，又與當今信息時代的大環(huán)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(fā)學生興趣，促進創(chuàng)造思維的發(fā)展。

在此過程中，讓學生充分表現(xiàn)、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(fā)現(xiàn)優(yōu)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(chuàng)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(chuàng)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(xiàn)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(tǒng)材料。例如，有小組圍繞“手機”進行協(xié)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(yǎng)了學生的綜合能力和創(chuàng)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(yǎng)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(jié)等各環(huán)節(jié)精心設計及有效實施，并不斷探索與改進。培養(yǎng)出既具有深厚的專業(yè)知識基礎，又具有良好專業(yè)外語的運用能力，同時洞悉學科前沿的創(chuàng)新性復合人才。

參考文獻：

[1]徐丹，黎盛，李代明.包裝材料學課程雙語教學實踐與探索[J].中國輕工教育，2012，（6），72-74.

[2]張暉，張積家.雙語水平和雙語經驗隊大學生創(chuàng)造力態(tài)度的影響[J].現(xiàn)代教育論壇，2011，（4），26-30.

[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.

篇6

尊敬的貴公司領導：

您好!

衷心的感謝您在百忙之中翻閱我的這份自薦書，誠待您的指導。

我叫xx，是20XX屆天津渤海職業(yè)技術學院高分子材料與工程專業(yè)的畢業(yè)生。我所學的專業(yè)叫高分子材料工程，隸屬于化工系，不但學習了化工方面，如無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、化工原理、化工設備等學科的一系列知識,還進一步深造學習了高分子材料及其聚合方法、設備等所關聯(lián)的包括聚合物共混改性化學纖、高分子物理、高分子化學、高分子合成工藝學、成型工藝學、化工cad、高分子材料成型工藝設計、高分子材料加工原理等學科的一系列知識。除了專業(yè)知識的積累，還重新塑造了自己包括待人處事、注重團隊精神等優(yōu)秀思想，而且經常鍛煉身體，為成為一名德智體全面發(fā)展的新時代人才而努力。

此外，我熱愛貴單位所從事的事業(yè)，殷切地期望能夠在您的領導下，為這一光榮的事業(yè)添磚加瓦;并且在實踐中不斷學習、進步。

收筆之際，鄭重地提一個小小的要求：

無論您是否選擇我，尊敬的領導，希望您能夠接受我誠懇的謝意!

祝愿貴單位事業(yè)蒸蒸日上!

此致

篇7

關鍵詞：高分子塑料；成型工藝；分析探討；未來發(fā)展

中圖分類號：TB32 文獻標識碼：A

一、高分子塑料的概述

1高分子塑料定義

高分子塑料是指以高分子化合物為主要成分的所有材料。從物理概念來說，高分子化合物的分子量應該在1000以上。目前我們所使用的塑料，它就是一種合成的高分子化合物，一般把它稱之為高分子或者巨分子，它是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的，并由合成樹脂及填料、穩(wěn)定劑、色料等添加劑組合而成的。而根據(jù)它的特點來說，它可以自由改變形體樣式。

2高分子塑料的特性

單就高分子塑料的特性來說，除了它可以自由改變形體樣式以外，它還具有一定的粘彈性，它在外力作用下會發(fā)生高彈性變形和粘性流動，其變形與時間有關。還具體低強度和高比強度。一般地高分子塑料強度很低，但是由于它的密度很低，所以比強度較高。

除此之外，還有一定的高耐磨性、高絕緣性、膨脹性、高化學穩(wěn)定性、導熱性低、熱穩(wěn)定性差等諸多特點。

3高分子塑料的分類

分析了高分子塑料定義、特性外，我們再來看它的分類。目前在我國現(xiàn)階段我們把它分為七大類。具體如下：高分子膠粘劑、橡膠、塑料、高分子涂料、纖維、功能高分子材料和高分子基復合材料。下面筆者根據(jù)工作經驗和體會分別對這七大類做一詳細的說明介紹，僅供參考。

第一類是高分子膠粘劑。它是以合成天然高分子化合物為根本的一種膠粘材料。而在實際應用中我們又把它分為天然和合成膠粘劑，不完全統(tǒng)計應用較多的是合成膠粘劑。

第二類是橡膠。從物理概念來說，它的分子鏈間次價力小，分子鏈柔性好，一般地在外力作用下可產生較大的形變，不穩(wěn)定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢復原狀。

第三類是塑料。塑料在我們的生活生產中聽到的比較多。一般來講它是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要的成分，加入填料、增塑劑和其他添加劑組合而成。我們通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料。

第四類是高分子涂料。這個類型的主要是以聚合物為主，在生產中再添加溶劑和各種添加劑制得。一般把它分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料三中，在日常生活中很常見。

第五類是纖維。這個也是在平時聽到最多的一種塑料，一般分為天然纖維和化學纖維兩種。物理學分析我們得出纖維具有次價力大、形變能力小、模量高等特點，一般為結晶聚合物。

第六類是功能高分子材料?，F(xiàn)在我們已經采用的是高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料等待。它具有物質、能量和信息的轉換、磁性、傳遞和儲存等特殊功能。

最后一種是高分子基復合材料。這種材料綜合了原有材料的性能特點，在實際使用中我們根據(jù)需要進行材料的任意設計。

4高分子塑料的應用

如果說塑料的應用，我們大家都不陌生，在生活生產中都常見，而提到高分子塑料的應用，大部分人都比較陌生，而實際上，我們在生活中或多或少都聽到見到過，只是加以高分子就難以理解了。經過多年的工作體會和實際工作操作，現(xiàn)筆者就高分子塑料的應用做一闡述。具體如下。

從軍事尖端大方面來說，高分子塑料的應用已經涉及到軍事及尖端技術上，無形中它促使了高分子合成和加工技術的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計它已經成為一種獨立的專門工程技術。

從高分子材料科學研究上來看，它是年輕而新興的學科。我們的科學家主要集中于結構和組成與材料的性質、探索加工工藝，對各種環(huán)境因素對材料性能的影響，其主要目的是為了進一步開發(fā)新材料、新工藝等。目前，從一些材料上看高分子材料已經和金屬材料等并駕齊驅，在國際上我們把它列為一級學科，這是很高的級別。

二、高分子塑料加工工藝

上文我們分析了高分子塑料的定義，特性，分類及應用，從大的方面我們有了一個感官的認識和了解，下面筆者再結合實際談談它的加工工藝。以便在實際中進一步總結應用。首先我們先來了解高分子塑料在加熱中出現(xiàn)的物理和化學變化。先來看物理變化。

1高分子塑料的物理變化。一般地，高分子塑料在等溫條件下會結晶，我們把它稱為靜態(tài)結晶。但實際在加工過程中，它大多數(shù)情況下結晶都不是等溫的，筆者認為這些因素都會影響結晶過程。實踐中我們得出，熔化溫度與在該溫度的停留時間會影響聚合物中可能殘存的微小有序區(qū)域或晶核的數(shù)量。

另外，高分子塑料如果在紡絲、薄膜拉伸、擠出等成型加工過程中會受到高應力作用，這個時候它就會有加速結晶作用的傾向；如果在剪切或拉伸應力作用下，熔體中會生成長串的纖維狀晶體，隨應力或應變速率增大，它的晶體中伸直鏈含量增多，晶體熔點升高。

經過多年的實踐，筆者得出這樣一個結論：就是說高分子塑料的分子鏈結構與結晶過程有很大的關系。具體來說，如果分子量愈高，大分子及鏈段結晶的重排運動愈困難，高分子的結晶能力一般隨分子量的增大而降低，這是成反比的，需要我們加以注意。

2高分子塑料的化學變化是指高分子塑料在高溫和應力作用下，受到熱和應力的作用它的大分子結構發(fā)生的一系列變化。這個變化中會發(fā)生輕微的降解物質，這個物質釋放出來后會產生大量的有害物質。所以，我們在實際加工的過程中，要嚴格控制原材料指標，并使用合格的原材料，在配方中我們還要考慮使用抗氧劑、穩(wěn)定劑等輔材料來增強高分子對降解的抵抗能力，確保生產安全。

3高分子塑料成型加工工藝

在明確了高分子塑料的物理和化學變化后，下面我們進一步闡述它的成型加工工藝。具體如下：

現(xiàn)階段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和準備、成型及制品后加工等諸多過程。從它的加工工藝定義出發(fā)，一般地是通過溫度的作用，讓高分子塑料受熱熔化，經過高分子塑料成型設備加工成具有一定結構形狀的產品過程。筆者統(tǒng)計，現(xiàn)階段有擠出成型工藝、擠出注射技術、壓延成型、氣體輔助注射技術等。

3.1擠出成型工藝。這個工藝原理采用的是利用螺桿旋轉加壓，將塑料生產物料用擠出機擠入機頭，形成具備口模形態(tài)的型坯，完成冷卻定型，塑化等基本工藝流程。這個技術對成型工藝發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實意義。但需要加以注意的是，在實際的加工過程中，我們?yōu)榱舜_保工藝流程質量，在生產物料制備、模具設計方面我們的工作人員應當嚴格監(jiān)督控制，確保質量有所提升。

3.2擠出注射工藝。擠出注射工藝它的突出優(yōu)點是可以更加靈活地調節(jié)復合物的配方，省去了造粒、包裝等工序，可以降低設備費用和減少了生產時間。

3.3吹塑成型工藝。在這個工藝中，筆者僅僅拿出其中一個工藝來討論——多層吹塑成型工藝。這個工藝可以用于要求反滲透性能良好的制備品加工中。在生產中它能夠實現(xiàn)原料的不斷更換。對于那些大型燃油箱容器的生產時的冷卻工藝處理來說，這個時候就急需要減少模腔內壓力。我們可以采取將熔料儲存在擠出螺桿前端的熔槽中，在高速下擠出型坯，以最大限度減少型坯壁厚的變化，確保消除垂縮和擠出膨脹現(xiàn)象。

3.4注射成型工藝。筆者認為，該工藝是塑料加工生產中最為實用且最為普遍的一種工藝。在生產中可以配合設備自動化控制系統(tǒng)的運用情況下，實現(xiàn)高分子塑料生產工藝的價值。經過筆者的實踐分析來看，這種工藝具有應用范疇廣、生產效率較高以及工藝操作簡單等很多的特性。在目前的生產中應用比較廣泛，生產效率也很高。

三、高分子塑料成型加工工藝未來發(fā)展

隨著目前科技的日益發(fā)展和實際的需求情況來看，高分子塑料成型加工工藝已取得了一定的成果。這主要體現(xiàn)在向高性能化方向發(fā)展。比如說用化學或物理的方法來控制發(fā)光倍率的發(fā)泡制品，具有分離機能和透析機能的離子膜。

再有就是向精密化發(fā)展。比如說，我們使用的超微指令的激光唱盤、計算機光盤等。最后是向優(yōu)質化發(fā)展。我們可以采用與其他成型加工技術組合的加工方法，比如擠出壓縮法等。還有就是以磁帶為代表的記憶制品，像錄像帶，以及高絕緣等。

結語

本文對高分子塑料材料的定義、特性、分類及加工工藝，未來發(fā)展分別做了闡述，這讓我們不難看出，高分子塑料材料在實際應用中不但取得了一定的成績，而且還向高度集成化、精度控制自動化等特性方面快步發(fā)展。換句話說，高分子塑料材料是通過制造成各種制品來實現(xiàn)其使用價值的，我們從應用角度來講，以對高分子材料賦予形狀為主要目的成型加工技術有著重要的意義。

參考文獻

[1]《高分子材料學與工程》征稿簡則[J].高分子材料科學與工程，2010（04）.

[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（04）.

[3]陳捷.炸藥、高分子材料及部件貯存性能與老化機理研究進展[A].中國工程物理研究院科技年報，2010.

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[關鍵詞]分形　自相似　分維　高分子

分形理論與耗散結構理論、混沌理論被認為是70年代科學上的三大發(fā)現(xiàn)。1967年曼德布羅特(b.b.mandelbort)在美國權威的《科學》雜志上發(fā)表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的，也就是局部形態(tài)和整體形態(tài)的相似。實際上，具有自相似性的形態(tài)廣泛存在于自然界及社會生活中，曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎上，形成了研究分形性質及其應用的科學，也就是現(xiàn)在的分形理論(fractaltheory)，自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。

由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規(guī)則圖形的強有力工具。自分形理論發(fā)展以來，國內外對分形理論在各方面的應用進行了大量的理論和實踐，材料學中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學的各個領域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學中的應用做一淺議。

一、分形維數(shù)的測定方法

根據(jù)研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數(shù)；根據(jù)觀測度關系求維數(shù)；根據(jù)相關函數(shù)求維數(shù)；根據(jù)分布函數(shù)求維數(shù)；根據(jù)頻譜求維數(shù)，分形在材料科學中應用時，一般應用的測定分維方法是：盒維數(shù)法、碼尺法和小島法。

二、分形理論在高分子結構中的研究

(一)高分子鏈結構中的分形

由于高分子尺寸隨鏈結構象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統(tǒng)計數(shù)學中的“無規(guī)飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監(jiān)測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現(xiàn)出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現(xiàn)象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分數(shù)維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構象[4]。

(二)高分子溶液中的分形

由于高分子溶液中的大分子鏈使得其和普通液體在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應力傳輸?shù)?。在實際研究中。分形結構主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應中，高分子溶液的凝膠化反應主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現(xiàn)象，是介于晶態(tài)與非晶態(tài)之間的一種半凝聚態(tài)，這個過程中高分子鏈之間會形成的網絡結構，該結構是一類形狀無規(guī)、無序且不規(guī)整的錯綜復雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應。

(三)固體高分子中的分形

對于高分子材料，當固體高分子材料斷裂時，不同力學性質的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規(guī)則形態(tài)，是一種近似的或統(tǒng)計意義的分形結構，可用分形理論進行分析表征，從而根據(jù)斷面的形狀定量評價材料的力學性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規(guī)則的微觀結構，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現(xiàn)出較復雜的形態(tài)，無法用傳統(tǒng)的幾何學理論進行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態(tài)的復雜程度作量化的表征[5]。

(四)結晶高聚物中的分形

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關鍵詞：形狀記憶高分子； 記憶機理； 材料特性； 醫(yī)療；紡織

文章編號：1005－6629(2009)02－0053－04中圖分類號：O63 文獻標識碼：E

材料、能源、信息分別是現(xiàn)代文明的三大支柱，而材料是人類社會文明發(fā)展歷史上里程碑式的階段性標志。所謂的形狀記憶材料聽上去似乎有點玄乎，給人一種具有生物智能特性的錯覺。那么，它究竟是不是真的如此神奇呢？它的神奇之處在哪？

自1981年，有人發(fā)現(xiàn)高分子材料聚乙烯具有獨特形狀記憶功能，至1984年，形狀記憶高分子材料(Shape memory polymers，簡稱SMP)的概念在日本提出?？梢哉f，SMP是當代材料化學發(fā)展的產物。時至今日，其功能已經得到了人們的廣泛關注。

1形狀記憶高分子的“記憶”機理

形狀記憶是指具有初始形狀的制品，經形變固定之后，通過加熱等外部條件刺激手段的處理，又可使其恢復初始形狀的現(xiàn)象。研究最早也最為廣泛的是熱致形狀記憶高分子(簡稱TSMP)。以此為例來闡述。

1.1 橡膠彈性理論對SMP形狀記憶特性的解釋[1]

圖1 線形高分子材料的溫度與形變的關系圖

如圖，Tg為玻璃化溫度(材料達到玻璃態(tài)與橡膠態(tài)時的臨界溫度)，Tt是粘流溫度。橡膠在室溫下處于高彈態(tài)，而塑料是玻璃態(tài)。這是由兩者分子結構和相對分子質量等因素的不同造成的。如果材料的玻璃化溫度高于室溫，則材料在室溫下處于玻璃態(tài)。如果材料的玻璃化溫度低于室溫，在室溫下它就處于高彈態(tài)。

橡膠在室溫下就處于高彈態(tài)，一根橡膠管在適當?shù)耐饬ψ饔孟驴缮扉L數(shù)倍而當外力解除之后便可回復到原長。但是，如果把一個橡膠管放在液氮里，它便會失去彈性，拿出來以后進行敲打，它也會像玻璃一樣極易被打碎。把它放到室溫下，使其溫度慢慢升到室溫，它仍會恢復為具有彈性的橡膠管。這便是所發(fā)現(xiàn)的橡膠的形狀記憶功能：橡膠的交聯(lián)網絡起到記憶其原來形狀的作用，而其玻璃態(tài)具有固定其形變的作用。

一般塑料的加工要先升溫到粘流態(tài)，吹塑后冷卻為一定形狀的制品，也是一樣的道理。

1.2 SMP的形狀記憶機理

從分子結構及其相互作用的機理方面加以解釋，形狀記憶高分子可看作是兩相結構, 即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆的固化和軟化的可逆相組成。

固定相的作用在于成形制品原始形狀的記憶與回復, 而可逆相的作用則是形變的發(fā)生與固定。固定相可為聚合物的交聯(lián)結構、部分結晶結構、超高分子鏈的纏繞等結構?？赡嫦嗫梢允钱a生結晶與結晶熔融可逆變化的部分結晶相,或發(fā)生玻璃態(tài)與橡膠態(tài)可逆轉變的相結構。在高分子形狀記憶材料中,由于聚合物分子鏈間的交聯(lián)作用,即材料中固定相的作用束縛了大分子的運動,表現(xiàn)出材料形狀記憶的特性。并且,由于可逆相在轉變溫度Tg會發(fā)生軟化-硬化可逆變化,材料才可能在Tg以上變?yōu)檐浕癄顟B(tài), 當施加外力時分子鏈段取向改變, 使材料變形。當材料被冷卻至Tg以下,材料硬化、分子鏈段的微布朗運動被凍結、改變取向的分子鏈段被固定,使得材料定型。當成形的材料再次被加熱時,可逆相結晶熔融,材料發(fā)生軟化,分子鏈段取向逐漸消除,材料又恢復到了原始形狀。

圖2 圖為形狀記憶高分子在60℃下, 45秒內回復原狀[2]

由高分子材料形狀記憶原理可知，可逆相對形變特性影響較大，而固定相對于其形狀恢復特性影響較大。從這個理論出發(fā),就可以解釋為什么凡是既具有固定相又具有可逆相結構的聚合高分子材料, 都可顯示出一定的形狀記憶特性。

2形狀記憶高分子的“記憶”分類

形狀記憶材料除了形狀記憶高分子之外，還包括形狀記憶合金(SMA)和形狀記憶陶瓷(SMC)。相比較而言，前兩者的應用更為廣泛。

表1熱致形狀記憶高分子的類型

而與SMA相比，形狀記憶高分子不僅形變量大、賦形容易、形狀響應溫度便于調整，而且具有保溫、絕緣性能好、不銹蝕、易著色、可印刷、質輕價廉等特點。以前的研究著重于對熱致形狀記憶高分子的研究，筆者按具體的組成物質將其分類，見表1。

隨著研究發(fā)展的深入，除了熱致形狀記憶高分子，人們還發(fā)現(xiàn)了其他類型的形狀記憶高分子。根據(jù)回復機理來定義的形狀記憶高分子材料類型。具體見表2。

表2 形狀記憶高分子的分類[4]

3 形狀記憶高分子的具體應用解析

盡管只有短短27年的發(fā)展史，SMP的應用已涉及社會的很多領域。

3.1SMP在醫(yī)療裝備中的應用[5]

首先，可以利用形狀記憶聚合物的記憶特性，制作外科醫(yī)療器械或介入診療(介入診斷及治療)器材。比如, 美國利弗莫爾國家實驗室將聚合物聚氨酯、聚降冰片烯或聚異戊二烯等注射成為螺旋形,加熱后拉直再冷卻定型,即制得血栓治療儀中的關鍵部件――微驅動器。裝配到治療系統(tǒng)上后，利用光電控制系統(tǒng)加熱，使其恢復到螺旋形可拉出血栓。這種方法快捷、徹底，沒有毒副作用，是治療血栓的有效途徑之一。

其次,利用低溫形狀記憶特性的聚合物聚氨酯、聚異戊二烯、聚降冰片烯等可以制備用作矯形外科器械或用作創(chuàng)傷部位的固定材料，比如代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏繃帶。利用聚氨酯塑料的生物降解性能，通過內窺鏡可將由形狀記憶聚合物制成的器件, 如斷骨的外套管、血管的內擴管、血液的過濾網等精確地定位植入人體。此類材料在體溫的作用下能回復形狀,達到治療目的。這種治療方法, 不僅可以減小放置器件時所需的外切口, 而且由于器件本身在人體中可以逐步地通過降解而消失,不需要為取出器件而進行第二次手術，大大降低了危險性。

美國麻省理工學院報道了用形狀記憶材料來固定骨折部位的方法。將二次成型后的聚乳酸制件放入帶有裂紋的骨髓腔內。利用消毒后的鹽水對其進行加熱，使骨髓腔內的形狀記憶材料恢復到最初的形狀，變得較厚，從而和骨髓腔的內表面緊密接觸而不會滑移，固定作用良好。

另外，形狀記憶高分子材料還在手術縫合，止血、藥物釋放體系、人工組織及器官以及抗原響應等許多新興的高技術領域得到應用。

3.2SMP在紡織工業(yè)中的應用

形狀記憶聚氨酯在紡織品中的應用形式既可以進行紡絲以賦予紗線記憶功能，也可以作為織物涂層劑，或作為整理劑對織物進行功能性整理。利用它的透氣性可受溫度控制的特性，在室溫下就可以改善織物的穿著舒適度。具有良好的防水透氣、抗褶皺、耐磨性能。

3.2.1在防水透氣織物中的應用[2]

形狀記憶聚氨酯的透氣性可受溫度控制，在響應溫度范圍附近其透氣性有明顯的改變：將響應溫度設定在室溫,則涂層織物能在低溫(低于響應溫度) 時因低透氣性起到保暖作用;在高溫(高于響應溫度) 時, 因高透氣性起到散熱作用。聚氨酯的分子間隔隨體溫的升高或降低而擴張或收縮,正如人體皮膚根據(jù)體溫張開或閉合毛孔一樣,起到調溫保暖的作用。薄膜的孔徑遠遠小于水滴平均直徑,因此還可起到防水效果,使織物在各種溫度條件下都能保持良好的穿著舒適性。日本三菱重工公司已有相關聚氨酯涂層織物“Azekura”的報道。

3.2.2在防皺整理中的應用[6]

利用聚合物的形狀記憶恢復功能,以此類織物紗線或經形狀記憶整理的織物制成的服裝,具有不同于傳統(tǒng)意義上的防皺功能。當此類服裝具有足夠強的形狀記憶功能時,服裝在常溫下形成的折皺可以通過升溫來消除折痕,回復至原來的形狀。我們甚至可以設計高分子并將響應溫度調在室溫或人體溫度范圍內,從而可即刻消除形成的折皺。

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3.3在數(shù)碼通訊產品中的應用

圖3 概念手機

如圖，這款手機的材料是具有形狀記憶功能的聚乳酸復合物（PLA）。聚乳酸(PLA)可稱為是一種生物塑料，無毒、無刺激，具有良好的生物相容性，可生物分解吸收，強度高，不污染環(huán)境，可塑性好，易于加工成型。應用聚乳酸材料制成的手機等設備不怕摔、擠、壓，但是畢竟屬于塑料制品，抗腐蝕性會受到一定局限，進一步研究后有待推出市場。

3.4 其他應用

3.4.1 “光驅動分子閥”

作為光能轉變?yōu)榱δ艿霓D換器，光致感應形狀記憶高分子凝膠不能產生很大的感應力。但是如果在多孔質的聚乙烯醇薄膜上接枝光致變色分子的凝膠，經此處理過的聚乙烯醇薄膜固定后，根據(jù)水的透過速度測定光照效果后我們可以發(fā)現(xiàn)：光照前，由于凝膠的小孔堵塞，水的透過速度很小；光照時，由于凝膠膨脹，水的透過速度增大6O倍；光照停止后，水的透過速度又減小。這就表明利用SMP材料的光照效應可制造可控啟閉閥。

3.4.2 “光緩釋劑”

高分子凝膠放入含有藥物的水溶液內，藥物則浸入凝膠中，然后取出凝膠。依據(jù)藥物從凝膠向水溶液的釋放速度受光照的影響情況來研究光照效果。結果表明，光的存在與否對藥物的釋放有顯著的影響。利用此效應，藥物以合適的速率和劑量放到人體病灶位置，可達到更好的醫(yī)療效果。

4應用展望

隨著SMP技術的愈加成熟，人們開始研制通過加溫處理使汽車外殼、機殼和建筑物某些部件自動除去凹痕的制品；同時還萌生了用形狀記憶聚合物制造機器人四肢的想法, 設想用跳躍來代替機器人現(xiàn)在那種步履蹣跚的行走方式。環(huán)保方面,將熱致感應形狀記憶高分子材料應用于環(huán)保,利用其形狀記憶特性回收電子產品的新思路也很有意義。設計用SMP材料替代電子產品的緊固件如螺釘、螺紋套管、夾子回收時通過加熱的方法自行脫落。解決電子廢棄物因體積較小、構造復雜而產生的處理困難的問題，同時實現(xiàn)回收利用, 節(jié)約成本, 減少電子廢棄物的環(huán)境污染。

參考文獻:

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[3]朱光明.形狀記憶聚合物及其在生物醫(yī)學工程中的應用[J].生物醫(yī)學工程學雜志，2005，22(5):1082-1084.

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篇10

對傳統(tǒng)的透射電鏡實驗教學大綱進行了修訂，基本摒棄了電子衍射和高分辨分析的內容。

1)實驗目的。掌握透射電鏡的基本結構和原理;學習透射電鏡觀察形貌的基本操作;學習冷凍超薄切片技術;學習應用質厚襯度原理分析高分子材料圖片中襯度的形成;掌握高分子材料多晶衍射環(huán)的標定方法;掌握應用透射電鏡觀察共混、共聚、填充等高分子多相體系中各相結構及其分布的方法。

2)實驗內容及學時分配。實驗共4個學時，在時間安排上以典型高分子材料的形貌觀察為主要環(huán)節(jié)。

2觀察分析高分子材料典型樣品

實際操作和樣品演示相互結合，是實驗教學中最重要的環(huán)節(jié)，占據(jù)過半的實驗課時。對于不同學科，需要調整透射電鏡操作技術的側重點，并演示相應學科的典型樣品。這一點在以往的實驗教學中并不能實現(xiàn)。

1)最典型的樣品是超薄切片樣品，以硫化順丁橡膠樣品為例，觀察目的是30份N330在硫化順丁橡膠中的分布規(guī)律、粒徑、聚集態(tài)。首先，應在LowMag模式下仔細尋找大而薄的切片，越“透明”說明越薄，切片盡量連續(xù)。如果沒有合適的切片，后續(xù)的觀察意義不大。這一環(huán)節(jié)耗時長，很關鍵。其次，把選擇的切片進行放大，圖中小的分散顆粒是炭黑，背后灰白連續(xù)的區(qū)域是橡膠背底。背底越白，說明切片越薄。拍照時，注意選擇切片薄而均勻的區(qū)域，也就是背底盡量“白”而灰度均勻。

2)很多高分子樣品需要在較低放大倍數(shù)(如幾千倍)下觀察，例如，NBR/PLA共混材料，觀察分散相在基體相中的分布。這時，需要先調整電鏡束斑尺寸，在合適電子束強度下進行觀察并拍照。此外，觀察兩相共混結構時，有時需要染色處理，提高兩相襯度對比。

3)高分子材料樣品的透射電鏡圖片襯度較弱，例如，高分子乳液中的顆粒、高分子材料纖維，顆?；蚓€的輪廓不清晰，圖片整體襯度不強，這時，需要適當加大欠焦量，以圖片清晰而不出現(xiàn)明顯白邊為標準。

4)高分子結晶材料的多晶衍射環(huán)比較微弱，在觀察和拍照時需要增強束斑強度并采用擋針。

3與掃描電鏡結合，綜合分析材料的微觀組織

掃描電鏡與透射電鏡同屬于電子顯微學的范疇，都是用來觀察材料顯微組織與結構的重要工具。掃描電鏡圖片就如同對物體照相的照片，得到的是表面的立體三維圖像，只能看到表面，不能看見內部。而透射電鏡圖片是二維的圖像，沒有立體感，看到表面的同時也能看到內部，就像底片一樣。對于高分子學科，透射電鏡觀察形貌存在諸多不足，主要原因有如下三方面:

(1)圖片的襯度比較弱;

(2)超薄切片的成功率較低，限制了透射電鏡的觀察;

(3)切片的厚薄會直接影響樣品的分析結果，產生虛假信息。例如，對于橡膠切片，切片的厚薄將直接影響圖片中炭黑顆粒的多少與團聚程度，并不能完全真實、直觀地反映橡膠切片中炭黑顆粒的團聚度與分布。因此，建議與掃描電鏡結合，以全面反映樣品的微觀組織。應用掃描電鏡和透射電鏡都能觀察橡膠材料中炭黑顆粒的分布規(guī)律和聚集態(tài)。掃描電鏡觀察橡膠冷凍淬斷的斷面，制樣簡單。能反映樣品斷面上炭黑顆粒的分散，直觀清楚、立體感強。透射電鏡觀察橡膠的冷凍超薄切片，樣品制備較難，且受切片成功率與厚薄的限制。反映橡膠內部炭黑顆粒的分散，優(yōu)點是顆粒邊界清晰，更容易觀察分布與團聚，計算顆粒尺寸更精確，直徑為20～50nm。兩者結合，能全面直觀地反映橡膠內炭黑分散情況和團聚程度，并準確計算粒徑。

4結束語