高分子化学的应用精选(九篇)

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第1篇：高分子化学的应用范文

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献：

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

第2篇：高分子化学的应用范文

关键词：金属材料；高分子化学；课程；教学

引言

金属高分子材料在我们生活中的很多领域都有非常广泛的应用。发展前景非常好，为了我国高分子化学领域走在世界的前列，作为培养未来研发人才的高校在相关教学过程中需要开拓思路，积极调整课程方案，通过最有效果的教学让学生成为我国高分子化学领域将来最得力的研发生产人员。

一、理论联系实际，让教学贴近科研，靠近生产

学习不是为了学习本身，学以致用才是学习的最终目标。在目前的很多课程设置和教学方案或者授课方法方式上，我们看到的不是学以致用，而是学以致学，为了学习而学习，为了学分而学，为了简单的成绩和通过毕业而学。为了能够最大程度的让学生体会到学以致用，每节课都要提前备课，充分准备，把该节课所讲内容在目前高分子化学科研、生产领域的应用情况对学生进行详细的介绍，提高他们对本节课的重视程度。在上课的时候，为了加深他们的印象，会在课文理论知识之外为他们充分准备课堂理论内容相关的科研成果和高分子化学实际生产领域的应用现状及前景。在可能的情况下，带领他们参观科研单位，参观生产基地，切身感受体会自己所学课程的巨大应用潜力和前景。让他们不只是理解理论知识，还要紧密的联系实际的科研和生产，为将来的职业规划做铺垫。

二、参与式教学强调学生的参与性与主体性

在课堂教学过程中,提倡参与式的互动式教学。从形式上对以往的授课进行改变，这就需要老师和同学都必须对课本有非常深入的了解，仅仅预习是不够的。所谓参与式教学就是要让学生参与到课堂中来，并不是以前老师在讲台上说同学在讲台下听这种完全没有交流没有互动的授课模式。同学要经过对授课内容的了解，经过思考提出自己的问题，老师则通过解答这些问题来有针对性的解决每个同学遇到的问题，让课堂变得有活力。除此之外课堂还要体现学生的主体性，以学生的视角为主，从学生的问题出发，让学生主导课堂，让学生有充分的思考空间，这就需要老师发掘和培养学生独立思考的能力，才能发挥出参与式教学的特色，否则课堂会陷入一种混乱的状态，老师既不能主导课堂，学生也没有学习和思考的动力，那样不是参与式教学的目标。

三、通过实验让理论联系科研，联系生产

实验在高分子化学教学中有非常重要的作用，首先可以通过实验让学生对生涩难懂的理论知识有直观的了解，对于已经学到的理论知识有验证的过程，也可应通过实验的动手操作过程增加同学对高分子化学的兴趣。除此之外，也能通过复杂的高分子化学实验来让学生观察高分子材料的外观特征，以及各种物理和化学变化在高分子材料上的感官表现，增加同学对高分子材料的熟悉程度。也可以安排同学进行独立的实验设计、实验实施和实验总结，提高他们的独立操作能力，也能最大限度的激发他们的创造力。 教学实验不应当停留在实验室，当有些非常复杂的实验或者对操作技术和实验设施设备要求比较高，在教学过程中无法进行实际操作的时候，可以通过多媒体技术进行实验教学。不管是图片、动画还是视频资料，都可以作为多媒体实验教学的教学工具，这样不仅可以立体的展现教学内容，还能通过多媒体的表现形式吸引同学的注意力，抓住同学的注意力，为实际的教学工作提供服务。这就需要老师有丰富的教学资源和实际操作技术，最好的情况是老师们可以按照自己的教学需求编制自己的多媒体实验教学内容，开展多种形式的教学工作。 作为实验教学，可以适当安排一些开放式实验教学。让学生根据自己所学的知识，查阅相关资料自行设计实验主题，在老师的协助下完善实验方案,同学之间按照兴趣和能力自由分组、自主选择实验设备和实验仪器,在老师的指导下,按照实验方案独立完成实验,并书写实验报告，这样可以通过独立操作实验锻炼学生的独立思考能力，动手操作能力，实验组织能力和团队合作能力。

四结束语

在金属材料工程专业高分子化学教学改革中，通过理论联系实际注重学以致用，提高学生对高分子化学课程的兴趣和学习积极性，通过参与式教学提高学生在课堂的参与程度并丰富参与方式，还能培养学生发现问题、独立思考问题和语言表达能力，通过实验教学培养同学对待科学严谨的态度和操作实验的能力，为我国将来的高分子化学的科研和实际生产培养扎实有用的人才。

参考文献

［1］陈传祥.金属材料工程专业高分子化学教学改革探索［J］.《化工高等教育》，2007.（2）.

［2］庄启昕,郑安呐,李欣欣,钱 军,李 慧,韩哲文.体现工科特色的高分子化学教学探索与实践.高分子通报,2008(11).

［3］高喜平，陆昶，姚大虎等．浅谈高分子化学实验的教学 改革[J]．《化工时刊》，2011，25(3)．

第3篇：高分子化学的应用范文

1. 编写具有特色的实验教材

实验教材是学生实践课程的主要学习工具。为使学生通过实验更好的验证课堂教学理论，我们根据本校的实验条件编写了供高分子化学实验课程使用的参考资料。其特点在于所含聚合反应类型全面，实验贴近生活、有趣味性，制备了一些生活中常用的高分子产品，安排了一些探索性、设计性以及综合性实验，以调动学生的学习兴趣，培养学生在实验过程中发现问题，解决问题的能力。

2. 建设实验课程网站

建设实验课程网站，把可开设的实验都列入其中，并将实验大纲、讲义和课件等内容都放在网络上，让学生充分了解课程安排、课程要求等课程信息，可通过网上的资料提前预习实验项目，了解实验过程中的注意事项等。同时，网站的建设加入了对实验步骤、仪器构造、操作规程等的介绍，避免了实验开设过程中不必要的讲解时间，增加学生自主学习的时间和空间。

在高分子实验课中开展网上选课，将所有实验的信息放在网上，让学生在可开设的实验课范围内选择自己感兴趣的实验，提高学生求知的主动性和积极性。

3. 改进实验教学项目

高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验或指导性实验，是促进学生形成化学概念、理解和巩固化学知识的一种手段, 是一种依附于概念和理论的添加剂，处于一种从属地位,学生仅仅是按照教材已经规定好的实验操作步骤做一些重复性的工作，缺乏系统性、探索性和实用性,学生的学习主动性不高[2]。为适应高分子科学的飞速发展, 培养学生对高分子化学学科学习的主动性，激发学生去了解、学习、探索高分子化学的学科领域及高分子材料的来源，提高学生的动手能力、思维能力、求异能力、创新能力和科研能力，有必要对高分子化学实验教学项目进行改革和探索。

为使学生毕业后尽快适应突飞猛进的高分子领域, 我们认真做好现有教材的知识传授,结合重庆理工大学高分子材料科学与工程专业的特点及实际情况，精选出具有代表性的基础性实验，旨在让学生掌握高分子化学的基础理论和基本操作技能与实验方法。

由于基础性实验大多都属于验证性实验，创新性不强，教学内容僵化，不利于学生创造思维能力的发挥,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,学生的动手能力受到一定的限制,甚至可能使部分学生产生惰性的问题[4]。因此，我们对基础性实验进行了一系列调整，例如在制备聚甲基丙烯酸甲酯的实验过程中，我们让学生在制备的过程中，将自己的大头贴等嵌入制件，自制钥匙扣，手机链等小工艺品，这样大大调动了学生的积极性，在制备的过程中，学生更加积极的思考，并与老师交流互动，明显提高了教学效果。在增加趣味性实验的同时，我们还开发了一些联系生活实际的应用型实验，在实验中突出材料的有用性，使学生亲自体验高分子化学实验的实用价值, 激发创造动机。

此外，我们改一些基础性、验证性的实验为探索性、设计性的实验。让学生自主选择实验所用药品并设计实验过程，最终制得产物。由于不同的学生的实验过程不同,使得学生在实验过程中认真观察，对实验过程中的问题积极思考并与指导老师交流。通过这样的过程不但对实验的基本理论、基本概念理解更加透彻,同时提高了学生的思维逻辑性、严密性，对学生的全面发展具有积极的促进作用。

在学生都具备一定的实验基础，掌握了一定的实验技能后开设具有工程特色的综合性实验项目，这些项目可以是老师的科研项目，也可以是学生自主设计开发。要求每位学生进行一个综合实验，通过教学与科研相结合，学生可以系统地掌握原料的合成、高分子材料的制备及高分子材料性能与表征方法。用高水平的科研带动实验课教学，实验结束后，要求学生以论文形式完成实验报告，并认真分析讨论实验结果，分析实验成败的关键。综合实验项目有利于提高学生的科研能力、创新意识和综合分析能力。

4. 完善实验考核方式

为了客观、全面地反映学生的实验综合能力，我们完善了实验的考核方式，将实验成绩分为四个部分：(1)平时成绩,占总成绩的10 %，主要包括:出勤、预习报告、回答问题等；(2)操作成绩,占总成绩的30 %,主要包括：仪器的安装、操作的规范性以及实验安全，实验卫生等；(3)实验报告成绩,占总成绩的30 % ,主要包括：实验目的与原理及实验步骤及现象、结果与讨论等；(4)实验考试成绩，占总成绩的30%，教师根据本学期所开实验内容，提出考试题目，重点考核实验机理、仪器的安装与拆卸、实验过程与现象，学生随机抽题，现场完成。以上实验考核方式的完善，有利于改善学风，提高学生的主观能动性与实验综合素质。

第4篇：高分子化学的应用范文

1健全师资队伍保障机制

教师是应用型创新人才培养的践行者，教师知识水平、业务能力、对实验教学重视程度直接决定实验教学效果。然而，由于长期以来形成的实验指导教师是“教辅人员”的错误导向，实验师资队伍普遍存在年龄高、学历层次低、培训机会少等问题，使得实验教学水平无法得到有效提高。近年来，学院对实验教学给予了极大重视，进行了重大调整，将一些高学历的年轻教师补充到实验教学队伍中，形成了“老中青”相结合的实验教学队伍。老教师将丰富的教学经验传授给年轻教师，年轻教师将新的想法和研究项目融入实验教学，凝练出新的实验教学项目。学院非常重视“双师型”教师队伍的培养，选派教师利用寒暑假时间到企业锻炼，了解行业发展动态，以便教师将企业所见所闻融入实验教学。学院还采取相应措施鼓励教师参与实验教学改革，从而使近几年实验教学水平有了大幅提升。

2多手段结合，改进教学方法

我们改进了仅在实验室内讲解的传统授课模式，采取实验室外精讲与实验室内泛讲相结合的方式进行。在实验项目开始前一星期，教师利用多媒体等辅助教学手段在理论课教室对实验进行较为详细的讲解，播放实验教学短片进行实验演示，使学生对实验步骤、实验重点及注意事项等有较充分的认识。同时围绕实验项目提出一些问题，引导学生思考，让学生利用实验开始前的一个星期时间通过到图书馆或利用网络查阅文献资料寻找问题答案。在实验室的泛讲阶段围绕问题提问学生，并进行解析。由于实验开始前学生利用多种途径对实验进行了充分的预习和思考，避免了传统教学模式中学生仅看实验教材进行预习的单一模式，使学生能够更全面的预习实验，有助于学生更好的开展实验。为培养学生的创新能力，积极鼓励学生提出自己的实验方案，经与老师探讨实施。由于减少了在实验室内的集中讲解时间，学生可以在有限的实验学时内进行更多的实验操作，充分锻炼动手能力。做实验期间，不要求学生象在理论课堂一样鸦雀无声，允许学生充分讨论，鼓励他们提不同意见，进行交流互动。教师积极和学生交谈，倾听他们对实验的建议和感受，形成良好的互动氛围。通过互动交流，极大的提高了学生的实验主动性与积极性。

3激发学习热情，改进实验教学内容

传统的高分子化学实验项目主要是验证性实验，学生按照实验教材规定的实验步骤进行操作。虽然通过验证性实验能使学生掌握实验设备和仪器的安装与使用，动手能力得到了锻炼，所学的理论知识得到了巩固，但由于学生按固定的实验模式进行实验，在一定程度上限制了学生主观能动性的发挥，也不利于学生创新能力的培养［5］。为使学生能够通过实验巩固理论知识，我们保留了部分基本的实验项目，但对实验步骤进行了适当的设计。如在甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验中，我们提前让学生准备一些卡片、植物标本等，在预聚物制备完成后将准备好的标本放入模具，然后浇铸成模，继续进行后续实验，最终得到嵌有标本的有机玻璃制品。通过这一实验，学生不仅巩固了所学的本体聚合理论知识，而且得到了有纪念意义的制品。在标本选择准备阶段，学生围绕何种样品能够加入预聚物中作为标本进行了深入的思考，在发挥学生主观能动性的同时也培养了其分析问题的能力。在乙酸乙烯酯的乳液聚合实验(白乳胶的制备)中，不同的小组选择不同的实验原料配比进行实验，反应结束后，让学生用自制的白乳胶进行木板粘合，直接检验所合成产品的应用性能，然后不同小组进行比较，得出最优的原料配比，并围绕结论进行讨论分析。学生通过这一实验不仅巩固了理论知识，也与实际应用接轨，激发了学习兴趣和积极性，使得学生感觉到实验不再枯燥，起到了事半功倍的效果。随着科技的发展，高分子学科领域不断有新的研究成果出现，并被广泛应用。因此，为使学生能更好的了解学科发展，并掌握相应的实验技能，需要将较为成熟的新技术补充到实验内容中。譬如可逆加成－断裂链转移聚合作为“活性”自由基聚合的一种，由于其适用单体范围广、反应条件温和不受聚合实施方法限制等优点，自1998年提出以来已成为高分子合成研究领域最活跃的方向之一，并且今后还会继续发展［6］。我们将“苯乙烯的可逆加成－断裂链转移聚合”实验加入到高分子化学实验中。学生在该实验进行时表现出了极大的学习热情，同时也了解了可逆加成－断裂链转移聚合的特点和基本操作方法，为今后可能从事该领域的相关研究奠定了基础。

4细化考核方式，全方位评价学习效果

客观、全面、科学的评定实验成绩对于评价学习效果、调动学生的积极性和主动性具有显著的促进作用。我们改变了以往仅依靠实验报告进行成绩评定的模式，细化考核方式，由平时成绩和期末考试成绩组成实验总成绩。平时成绩包括考勤、实验预习、实验操作、实验现象/数据记录、实验结果讨论与分析、思考题回答情况等，逐项评分，不单纯注重实验结果，更注重实验态度、过程、实验结果的分析和讨论。期末考试采取实际操作和口试相结合的方法进行，均从试题库中抽题作答。

5结语

第5篇：高分子化学的应用范文

关键词微波技术辐射化学反应机理

自从Gedye[1]和Giguere[2]报道了利用微波辐射技术（MicrowaveIrradiationTechnology，简称MIT）促进有机化学反应的研究，才使得微波辐射技术真正应用于化学反应中，成为用于加速化学反应的一项重要技术；同时也成为不同于传统加热方法而应用于化学领域中的一项新兴的有机合成技术。利用微波使化学物质进行反应，其反应速度较传统加热方法快十倍乃至千倍。这种化学反应的加速是一种催化过程，完全不同于那些通常使用特定的化学物质作催化剂的过程。

微波辐射技术用于有机合成以其反应速度快、操作方便、产率高、产品易纯化等特点而发展很快，成为继热、光、电、声、磁效应以后开发的一种新型合成技术[3]。随着微波合成技术的不断提高，对传统的化学领域，特别是有机合成领域带来了冲击，成为化学领域中一门引人注目的新课题。本文就微波技术在化学领域中的应用进行了综述，并简述了其可能的作用机理。

1微波技术在有机化学中的应用

1．1在有机合成中的应用

由于极性有机化合物分子受微波作用后可以通过偶极旋转被加热，所以许多有机反应在微波辐射下可以高效率地完成。目前，催化有机合成反应的方法有三种：（1）物理催化（2）化学催化（3）生物催化。利用微波技术，通过控制反应条件，可以使许多有机反应的速度提高数倍，一些反应甚至比传统加热方法快上千倍。

目前，已发现利用微波辐射加热进行的有机合成反应主要有Diels-Alder反应、、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、Reformatsky反应、Deckmann反应、缩醛（酮）反应、、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、脱羧、聚合、主体选择性反应、自由基反应及糖类反应等，几乎涉及了有机合成反应的各个主要领域[4]。这些反应在微波辐射下均大大提高了反应效率。如反式丁烯二酸与甲醇的酯化反应，微波作用下，回流50min，产率为85，而传统方法需8h[5]；李军等人研究了微波法合成领异丁烯氧基苯酚方法，常规加热回流3h，产率为35，而用微波90s产率达68[6]。

1．2在金属有机化学反应中的应用

利用微波炉加热进行金属有机化学反应也有明显的效果。一些金属配合物的合成，传统方法需数小时完成，而在微波条件下仅需数十分钟即可完成。Mingos[7]利用微波炉通过氢键和配位键的结合制备了有机金属配合物，成功实现了有机金属配合物的自由组装，给金属有机化学反应注入了新的活力。Baghurst等人采用微波常压合成技术合成了铑和铱的二烯烃化合物和“三明治”型的阳离子化合物，并由此改进了微波常压反应系统，使之与有机合成反应装置更接近且具有实用性，可以使大多数常规化学反应在微波条件下进行[8]。

2微波技术在高分子化学中的应用

微波技术应用于高分子化学领域的研究较多，在聚合物合成、交联、固化等方面都有成功的应用。如甲基丙烯酸-2-羟乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等己烯基类单体的自由基聚合反应，聚酰胺酸的亚胺化反应，芳香二胺和芳香二羧酸合成芳香聚酰胺的缩合反应，引发聚醚反应、聚烯烃的交联反应，聚氨酯的固化反应以及聚氨酯的合成反应等。这些反应除可以显著缩短反应时间，有些性能还明显优于传统加热方法。如聚氨酯经微波辐射形成膜的硬度较传统方法有明显提高，丙烯酸类树脂在微波辐射下3~8min就可固化出物理性能优于传统方法的树脂固化物。龙明策[9]等采用以淀粉、丙烯酸为主要原料，开展了以微波辐射合成高吸水性树脂的工艺研究，合成了吸水率为735g/g的高吸水性树脂，比传统加热方法节省时间数10倍以上，操作易于控制且“三废”排放极少。

微波技术在高分子合成中的应用研究是基于微波辐射有优良的“内加热”效应，但在聚合反应中的机理、热效应及非热效应对聚合反应的影响均受仪器的限制而无法开展。近年来出现的脉冲微波辐射，用电磁波在没有明显的热效应的情况下引起化学反应，这一方法的运用将为高分子合成提供有力的手段。

3微波技术在其它化学领域中的应用

在无机材料方面，用微波辐射技术可以进行沸石分子筛的合成，为制备新型的功能材料与催化剂提供了快捷的途径和方法[10,11],用微波等粒子技术，制备了金刚石膜、鈷薄膜等金属膜。

在分析化学方面，用微波辐射技术进行了样品溶解、蛋白质水解等方面的研究，开辟了一条高效、快速的新实验方法。

在生物化学方面，微波技术应用较早，利用微波技术可以快速对蛋白质及肽进行水解，并且可以控制裂解部位，极大的提高酶催化反应的效率。

在药物化学方面，利用微波技术通过短寿命的示踪原子快速、高产率的合成了同位素标记药物，拓展了药物化学的合成领域，具有广泛的应用前景。

4微波辐射技术的机理探讨

微波在电磁波谱中介于红外辐射（光波）和无线电波之间，又称超高频，其波长在1mm～1m之间，频率在300MHz~300GHz。用于加热技术的微波波长一般固定在12．2cm或33．3cm。关于微波加热的原理，一般认为：微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配，而分子的偶极振动通常落后于微波磁场，这样物质分子吸收电磁能以数十亿次的高速振动产生热能，因此微波对物质的加热是从物质分子出发的，称为“内加热”。而传统的加热方法如回流则是靠热传导和热对流来实现的，即“外加热”。内加热的优越性在于加热快，受热均匀，能显著提高有机反应的速度。当然，微波对反应物的加热速率、溶剂的性质、反应体系等都能影响其反应的速率。

微波技术除具有热效应外，还存在微波的特殊效应。微波作用于反应物后，加剧了分子间的运动，提高了分子的平均能量，即降低了反应的活化能，大大增加了反应物分子的碰撞频率，使反应迅速完成，这就是微波提高化学反应速度的主要原因。

5结语

随着科学技术的不断发展，越来越多的交叉学科正在形成，微波辐射技术扩展到化学领域就形成了一门新的交叉学科－微波化学，无论是在理论上，还是在应用技术上，都无疑是化学领域中的一大新进展。当然微波化学还存在着许多有待解决的问题，绝大多数还停留在实验研究阶段。但有理由相信，随着微波技术的发展，，微波辐射技术在化工领域将有更为广泛的应用前景。

参考文献

[1]GedyeRN，SmithFE，WestawayKetal．TetrahedronLett，1986，27：279．

[2]GiguereRJ，BrayTL，DuncanSMetal．TetrahedronLett，1986，27：4945．

[3]赵晨曦等．相转移催化及微波技术用于苯丙氨酸合成[J]．氨基酸和生物资源，1997，19（2）：15．

[4]薛叙明．精细有机合成技术[M]．化学工业出版社，20__，1：39．

[5]徐宗美，谢毓元．化学通报，1993，6：8~11．

[6]李军等．合成化学，20__，8（4）：321~325．

[7]MichaelD，MingosP，J．ChemCommun．1996：900．

[8]倪春梅，盛凤军．微波合成技术及在有机合成中的应用[J]．广州化工，20__，32（2）：13．

[9]龙明策等．高吸水性树脂的微波辐射合成工艺及性能研究[J]．高分子材料科学与工程，20__，18（16）：205．

第6篇：高分子化学的应用范文

1、解释：

锦纶一般指尼龙，是美国杰出的科学家卡罗瑟斯及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维。

尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个非常重要里程碑。

2、用途：

（1）代替铜等金属。

由于聚酰胺具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度，主要做合成纤维并可作为医用缝线。

（2）用于各种医疗及针织品。

第7篇：高分子化学的应用范文

关键词：高分子化学注浆材料；马丽散；罗克休；巷道垮冒；加固填充

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0063-02

一、概述

碱沟煤矿+590B1+2工作面进风巷于2007年12月21日开始冒落，垮冒不但使工作面通风系统遭到破坏、而且造成工作面安装工期滞后，严重影响了采煤工作面的正常生产接续；同时由于巷道垮冒较高、范围较大，给维修恢复该段巷道造成了一定的困难。应用传统的处理较高的、大范围冒顶事故的方法具有一定的局限性，而新型高分子化学注浆技术在处理较高的、大范围冒顶事故时则可以很好地解决围岩易风化、施工工序复杂、材料消耗大、木垛变质腐烂导致的空顶等技术难题。新型高分子化学注浆技术是把化学浆液注入到具有孔隙、裂隙等软弱结构的煤岩体中，浆液以充填、渗透和压实等形式，将煤岩体胶结固化成一个整体，改善煤岩体的物性参数，提高其整体性和强度。因此，新型高分子化学注浆材料特别适合于处理大范围冒顶事故。

二、冒顶区概况

碱沟煤矿+590B1+2工作面进风巷自2007年12月21日开始从+590石门以东680m处向西垮冒，至12月24日，巷道665～681m段完全垮冒严实，从现场连续观察情况看，巷道垮冒最高处达8m，平均在6m左右。发生冒顶事故的主要原因是由于+590水平B1煤层中含有一板岩层、遇水后软化膨胀，使其自身的力学性质弱化和强度衰减，改变了原有的应力平衡状态；其次是由于+590B1巷道垮冒段的支护工程质量有问题。巷道665～681m段完全垮冒严实，从现场连续观察情况看，巷道垮冒最高处达8m，平均在6m左右，宽4m，长度16m且有可能和上部+603水平老巷跨通的可能。

三、新型高分子化学注浆材料

马丽散N具有高度粘合力和很好的机械性能，可与地层产生高度粘合。注射入煤岩体后，能够在一定时间内保持液体状态，渗透进细小的裂缝，使松散破碎的围岩粘结成一体。其良好的柔韧性能承受随后的地层运动,提高地层支撑力和机械阻力，单向抗压强度最大能达到65.8MPa，单向抗拉强度能达到41.5MPa，延展率为3.82％，凝聚力为10.2MPa，因该材料具有抗压强度高、抗拉强度大并具有一定的延伸率等特性，因而有效地增加巷道围岩的自身强度，从而提高其稳定性，减少巷道的变形。

罗克休是一种由两种成分组成的注射产品，用于充填空洞，密闭空气和瓦斯以及加固断裂程度高的地层。罗克休以4比1混合树脂和催化剂，发生快速反应生成泡沫，膨胀到原体积的30倍。膨胀后，罗克休泡沫在几分钟内硬化。罗克休点着温度为450℃，燃烧氧指数为36%，燃烧等级为高难燃材料，其在硬化后每平方厘米可以承受2.5公斤压力。快速、高膨胀率、良好的抗压能力以及突出的抗静电性能是其最大特点，适用于密闭、中空填充和顶部支撑、在一定范围内构筑防火墙、在巷道或工作面终止岩石塌落、快速堵截等。

四、冒顶区处理方案及施工方法

（一）总体思路

摸清垮冒区情况对垮冒巷道顶部进行固化处理金属架棚加锚网支护已清理的巷道安全快速

通过。

（二）设计方案

在每个循环注浆前在巷道轮廓线处以间距200～300mm打排管，钻入长度6m的2寸钢管（或者使用更长的钢管，保证两循环钻入的钢管至少有2m的接茬）。然后采用罗克休泡沫将冒顶空洞处充填，在浮煤上方形成一个3m左右厚的假顶，再把巷道轮廓线以上2m厚的碎煤用马丽散N将其加固成一个整体。

（三）施工方法

1．用自攻钻杆在巷道顶部打孔至冒空区，深度6m，倾角60°，间距3m，布置两孔，然后在前两孔处再打两个8m深孔，倾角40°。孔打好后注射罗克休，先注下排孔，然后再注上排孔，一直注射到有压力

为止。

2．注完顶部冒空区后，在巷道顶部轮廓线，用风钻接自攻钻杆打4m、倾角30°的注射孔和6m深、倾角20°的注射孔，第一个孔离壁0.5m，然后按间隔0.5m的间距布置，共布置7孔。注射时注浆管里面接两跟1m长带眼的自攻钻杆，外面是无眼钻杆（经过对一个注浆循环效果的分析，不能达到预想效果时，需及时对注浆孔的布置和深度作适当的调整）。

3．每个循环注浆时在左帮靠顶板处往帮里面以偏角40°、孔深4m钻孔注浆。单循环注浆完毕后往前掘进，掘进到4m时需进行下一个循环的钻孔注浆。掘进过程中需使用金属支架支护，棚间距为800mm。

4．注浆情况统计。

第一循环：施工注浆孔6个，注罗克休1.16t，注马丽散N 0.825t，支护巷道2.4m；

第二循环：施工注浆孔6个，注罗克休2.58t，注马丽散N 0.58t，支护巷道1.6m；该循环由于上部空间较大，煤体松散，所以用料大、推进短；

第三循环：施工注浆孔6个，注罗克休2.48t，注马丽散N 1.4t，支护巷道5.6m；

第四循环：施工注浆孔6个，注罗克休1.55t，注马丽散N 0.55t，支护巷道5.6m；

第五循环：施工注浆孔4个，注罗克休1.03t，注马丽散N 0.72t，支护巷道1.6m；

第六循环：施工注浆孔2个，注马丽散N 0.33t，支护巷道2.4m。

共施工注浆孔30个，注罗克休8.8t，注马丽散N 4.405t，架设金属支架21付，支护巷道16.8m。

五、结语

对+590B1巷道采用高分子化学注浆材料马丽散和罗克休进行安全快速加固、恢复后，冒顶段巷道非常稳定，没有出现变形增大及二次冒落失稳现象。实现了在安全的条件下平稳生产，取得了良好的经济效益。为神华集团新疆公司在煤岩体破碎条件下安全快速掘进积累了处理大范围冒顶的先进经验。

参考文献

第8篇：高分子化学的应用范文

【关键词】高中化学 定量实验教学 数字化实验 应用

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.04.007

在高中化学教学中，实验教学作为极为重要的教学部分，也是学生充分理解化学知识和现象的重要途径。数字化实验平台作为一种数字化实验信息系统，其的构成部分主要包括传感器、计算机、配套软件及数据采集器等。在高中化学定量实验教学中引入和应用数字化实验，可以使化学定量实验数据能够得到即时处理、编辑和储存，也是对化学定量实验教学理念与模式进行创新的重要推动力，有利于提升高中化学定量实验教学的水平。

一、在高中化学定量实验教学中引入数字化实验

在信息化时代下，数据资源的重要性不言而喻，而这也使得数据资源的处理和存储方式逐渐受到了重视。在高中化学实验教学中，为了提升对化学实验数据的处理效率，数字化实验的引入不容忽视。通过引入数字化实验，可以实现对高中化学实验教学理念和模式的创新，也为化学实验教学质量和效率的提升奠定了基础。在高中化学教学中，大部分化学实验对实验环境都有极为严格的要求，如SO2的性质等，为了保证这类化学实验能够在安全、可靠的前提下进行教学，一般都会在通风橱中进行实验。对于可燃气体和有毒气体的实验也要在安全的环境中进行，否则很容易引发可燃气体爆炸和有毒气体泄漏等问题，会对实验人员的人身安全造成威胁。从发展进程角度分析，化学实验可以被分为三个时代，即传统实验时代、微型化实验时代和数字化实验时代。

其中，传统实验时代是化学实验发展的第一个时代，实验过程主要通过常规玻璃实验器皿来完成。微型化实验时代是化学实验发展的第二个时代，在这一时代挖掘出了近乎所有的化学实验现象。数字化实验是化学实验发展的第三个时代，在这个时代化学实验的反应过程和化学现象会逐渐被转换成数字信号，能够实现对化学实验的实时监测，可以帮助学生更好地观察和理解化学现象的本质。由此可见，在高中化学实验教学中，数字化实验的引入，是对化学实验教学理念与模式的创新，有利于提高化学教师的实验资源整合能力，而这也为化学实验教学质量和效率的提升奠定了基础。

二、在高中化学定量实验教学中引入数字化实验的切入点

在高中化学实验教学中，为了更好地提升化学实验教学的水平，对于数字化实验的引入，可以从下述三个方面进行考虑：定性到定量的转变、表象到本质的转变、质疑到探究的转变。

传统化学实验是对化学反应现象的体现，在传统化学实验过程中很难对其实施定量化处理。但将数字化实验引入高中化学实验教学，基于对数字传感技术的应用，能够实现对化学实验数据的完整采集，并利用计算机和配套软件对化学实验数据进行处理、存储，最后以表格或图像等形式对化学实验数据进行展现。例如，对于浓硫酸的吸水性实验，从对比试验角度考虑，对湿度传感器进行合理使用，可以实现在实验过程中对密闭容器内空气相对湿度的变化情况进行实时监测，而这个过程也是对化学实验的定量化控制，体现了数字化实验在定性到定量的转变中所发挥的重要作用。

从表象到本质的转变角度分析，在高中化学实验教学中，数字化实验的引入不仅能够实现对化学实验教学过程的优化，也能够依靠数字化实验对化学实验过程和现象的更为直接的展示，而帮助学生更好地理解和掌握化学实验的现象及原理，有利于提升学生学习化学的效率。例如，弱电解质的稀释实验，爱弱电解质稀释过程中，电解质的导电性会发生变化，但在传统化学实验过程中，很难对导电性变化情况进行直观展示。然而，在数字化实验过程中，通过对数字化技术和电导率传感器的应用，可以实现对弱电解质稀释过程中导电性变化情况的实时监控，并且通过实验数据，学生也能更加直观的看到导电性变化情况。在高中化学实验教学中，数字化实验的引入能够实现对化学实验本质的直观展示，可以激发学生的学习热情，也能够帮助学生更好地理解化学实验现象与相应化学概念之间的联系。

在高中化学实验教学中，数字化实验的引入，可以使学生由质疑转变到探究，有利于帮助学生理解化学实验反应和现象。在传统化学实验过程中，实验结果与实验预期之间出现不匹配是极为常见的现象，但这会导致学生对化学教师和化学实验产生质疑。在这种情况下，对化学实验技术进行创新和优化就显得十分重要。通过在化学实验教学中引入数字化实验，可以实现对化学实验数据的全面搜集，也能够实现对化学实验过程的实时监控，是更加直观的展现化学实验现象和本质的一种方式。通过应用数字化实验，可以实现对学生分析和解决问题的能力进行培养，有利于提升化学实验教学的质量和效率。

三、高中化学定量实验教学中数字化实验的应用

化学实验最重要的部分就是反应过程，只有通过观察化学实验的反应过程，学生才能更好的理解化学实验现象的发生原理，进而理解相应的化学理论知识。在高中化学实验教学中，数字化实验的应用能够更加直观的展示化学实验的反应过程，可以帮助学生更好地理解化学实验的反应过程、现象和本质，有利于学生理解和掌握相应的化学知识。

例如，“金属的电化学腐蚀”实验，生活中经常见到的暖宝宝就是对“金属的电化学腐蚀”实验的最直接体现。在开展“金属的电化学腐蚀”实验教学的时候，化学教师可由暖宝宝的l热原理引出这个化学实验，并针对这个实验和暖宝宝的发热原理提出一些问题，如“暖宝宝模拟装置是否能构成原电池？”然后在实验教学过程中，引导学生进行讨论，可以使学生通过讨论得出原电池的电极反应式，即负极的电极反应式是Fe―2e-=Fe2+，但对于正极反应式会得出两个结果，分别是O2+2H2O+4e-=4OH-和2H++2e-=H2。在以数字化实验方式开展“金属的电化学腐蚀”实验的时候，通过观察数字化实验所搜集的实验数据，可以更加直观的看出金属电化学腐蚀的正极反应，并得出正极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，这个反应式体现出随着压强的减小，金属电化学腐蚀的正极会发生吸氧反应。而2H++2e-=H2这个反应式体现的是正极发生的析氢反应。通过数字化实验的应用，可以更加直观的了解金属在不同环境下发生的腐蚀反应，可以帮助学生更好地理解这个化学实验的反应和现象。

第9篇：高分子化学的应用范文

虚拟技术是使相关工作在计算机上实现或通过计算机模拟实现的技术[1]，早在20世纪70年代便开始将其应用于宇航员培训。由于这是一种消耗低、安全有效的培训方法，现今已被推广到各行各业的培训中，并已在科研、教育、商业、医疗、生物制药、环境保护、农业生产、娱乐等多个领域得到广泛应用。在此，只简单介绍它们在教育、生物制药和医疗领域的应用状况。

1.1教育领域

随着虚拟技术的发展和教学要求的不断提高，虚拟技术已进入教育领域，并且已成为完成教育工作的一种有效方式。例如利用化学教育软件，展示化学实验的流程和结果。学生可以通过使用该软件，了解和掌握整个实验过程，然后再进行实践操作。这样，既可以减少实验的危险性，又可以提高学生的学习兴趣和效率，减少不必要的浪费。再如利用物理教学软件，开展“欧姆定律”的讲解，其效果生动，且学生便于理解。

1.2生物制药领域

虚拟技术在生物制药方面的应用主要是在药物的设计阶段：采用相关的分子设计软件，设计药物小分子，模拟小分子与受体的相互作用，预测小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代谢途径、代谢物及其各类性质。目前，这种药物设计模式已被国际专业制药公司在研发新药时采用，并与实验相结合，以达到减少研发消耗，提高研发成功率的目标。1.3医疗领域虚拟技术在医疗领域的应用主要有：手术培训、手术模拟、医学影像检查和临床诊断。已经报道的“上海交通大学附属第九人民医院骨科专家成功完成真正意义上的3D打印骨盆重建手术”，是虚拟技术在医疗领域成功应用的又一案例。

2、化学信息学

化学信息学的研究领域并未经过刻意界定，很多化学家在各自不同的研究领域中力争发展和采用计算机的方法来处理大量涌现的化学信息，建立化合物的结构与性质的关系。在20世纪60年代，化学信息学的发展已初见端倪，到了70年代开始出现了飓风式的发展。因此，相关的化学信息学的定义有多种。

比较典型的有以下一些论述。

（1）采用分子模拟和数据分析技术与高分辨图形显示组合，得到了令人惊讶的结果。因此，化学信息学是通过应用信息技术帮助化学家研究新问题、组织并分析科学数据，以研发新化合物、新材料的过程。

（2）很多人认为化学信息学是化学信息的扩展，它涵盖了与化学结构、数据存储和计算方法相关的领域，如化合物登记系统、在线化学文献、结构-活性关系分析和分子性质计算[3]。化学信息学作为一个学科名称来说是很新的，但我们可以体会到，它存在于我们周围已经有了一段时间。不同的阶段常会给出不同的化学信息学的定义。

所以，在讨论这些不同观点的时候，我们认为“化学信息学是一门应用信息学方法和计算机技术来辅助解决化学问题的学科”[4]这个论述更具有普适性。

化学信息学方法主要有三种，即基于数据、基于逻辑和基于原理。

（1）基于数据的方法建立和利用多种化学数据库管理系统和化学数据库中的数据。该方法主要的作用是在数据库中获得已记录的相关信息。

（2）基于逻辑的方法利用已有的化学数据库中的数据，并在此基础上，利用归纳、推理和分类等方法将数据转化为知识，并对知识实施有效的管理，以便于知识得到广泛的应用。最终，能用于解决实际的化学问题。该方法适用于大量数据的处理，对象具有比较强的规律性。同时，它能解决数据库系统不能解决的问题。

（3）基于原理的方法利用已有的量子化学的理论，对化学对象作相关的量化计算，并根据计算结果，研究对应的化学问题。该方法能从原理上解释化学问题，但不适用于大批数据和大的体系的处理。在化学研究中，这三种方法相辅相成。对于不同的研究对象或不同的研究阶段，采用对应的方法组合。

3、化学研究

化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、用途和有关理论的一门学科，由于有机化合物都含有碳，同时以碳、氢化合物为母体，因此这门学科又可称为“碳化合物的化学”或“碳氢化合物及其衍生物的化学”，随着这门学科的发展，诞生出了高分子化学、元素有机化学等新学科，为合成染料、橡胶、纤维、药物、塑料等有机化学工业建立了理论基础。化学的研究内容主要可归纳为三部分：分子设计、合成设计和结构确定。利用相关技术设计具有特定功能的化合物即为分子设计[5]；利用相关技术设计特定化合物的合成路线即是合成设计；结构确定包括两部分：结构解析和谱图模拟。结构解析是根据已有的化学谱图，推测对应的化学结构。谱图模拟是基于化合物的化学结构，预测其化学谱图。化学是重要的基础科学之一，它也是一门建立在实验基础上的科学。在化学研究中实验和理论这两方面一直是相互依赖、彼此促进的。化学是一门古老而历史悠久的科学，它的研究模式为灵感、经验和实验（见图1）。长期实验数据的积累，为现在和今后的化学研究提供了宝贵的财富。截至2013年12月，已有记载的小分子化合物达7600多万个，化学反应约5580万个。要有效应用如此大量的研究和实验数据，只有采用信息技术才能实现。在此，我们提出了化学研究的现代模式，即在化学研究的传统模式中融入虚拟技术（见图2）。分子设计是化学研究的内容之一。传统模式的分子设计流程如图3所示，某种化合物的性质，通常是在得到化合物之后，经过实验测试才可获得对应的性质。现代模式的分子设计流程如图4所示，化合物的性质，可以用相关软件预测获得。根据获得的预测结果和经验，决定是否要合成该化合物。图3和图4中的分子设计流程显示，两者的差异主要在合成之前。传统模式在合成之前的分析工作仅以文献信息作为判断依据。而现代模式，既以文献信息作为判断依据，又以软件预测结果作为分析判断依据。从原理上讲，采用现代模式合成的化合物，其符合需求的成功率要高于传统模式，研究过程中产生污染的几率要比传统模式的低。

4、结论