高分子材料与工程的优势精选(九篇)

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第1篇：高分子材料与工程的优势范文

[关键词]专业改革；高分子材料与工程；新常态；内涵凝练；特色发展

[中图分类号]G40[文献标识码]A[文章编号]10054634（2017）020061040

专业改革的大背景

目前，我国正处于经济社会发展的“新常态”时期。对“新常态”的内涵有不同的理解，但最重要的还是经济发展降速，从资源驱动、劳动力驱动发展向创新驱动发展，这就要实行经济结构调整和转型，鼓励创新创业，支持新兴战略性产业，发展高科技产业，支持绿色环保产业。因此要淘汰落后产能，向科技要增长[1，2]。这种“新常态”将要持续很长一段时间，大学对人才的培养模式与方法也要做相应调整。学校党委也提出了学校转型发展，要建设特色鲜明的高水平应用型大学，切实认识到转型发展的重要意义，把思想认识统一到转型发展这一重大战略部署上来，实现从以教学为主向教学科研并重、以本科教学为主向本科、研究生教育并重、从行业为主到行业与地方并重3个转型发展贡献力量，要紧紧抓住“提高科技创新能力”这一关键，通过推动综合改革，释放转型发展的活力；通过开放办学，调动一切可用资源；通过科教融合，充分发挥科研在人才培养中的作用，努力为转型发展开辟道路，努力提升学校的办学实力和核心竞争力[3，4]。为了适应我国的“新常态”，实现学校的转型发展要求，高分子专业就必须进行改革，探索人才培养的新模式，从而提高培养质量。

1北京石油化工学院高分子材料与工程专业现状北京石油化工学院是一所注重学生发展、以学生为中心的应用型大学，学校秉承“学以致用、宁静致远”的教育理念，本着公开、公正、公平的原则，管理日益精细化和人文化，为学生的发展提供了好的平台，培养具有高水平工程实践能力的人才。高分子材料与工程专业是本校最早建立的专业之一，自1978年我国恢复高考以来，高分子材料与工程专业陆续培养了2 000余名高分子材料与工程专业人才。

传统的高分子材料主要分为塑料、橡胶和纤维三大类，用量大、企业多、产能过剩，但附加值低、竞争激烈，较难凸显出高科技特点，在经济发展“新常态”时期，正在丧失优势地位，难以引起学生们的学习兴趣，造成学生学习积极性不高，就业率偏低。同时，学校为北京市属高校，高分子材料工程专业本科生主要为北京生源，其就业地主要为北京地区。北京市已经根据中央的要求和我国经济发展“新常态”的特点，制定了经济社会发展的新战略，既淘汰、转移传统产业，鼓励发展绿色环保的新兴产业[5]，传统的高分子材料制备和加工已列为向外转移产业，如北京华盾雪花塑料集团公司主要从事塑料薄膜、管材、中空容器的生产，已启动向河北搬迁工程。类似这类的传统塑料、橡胶制品生产企业将陆续移出北京，造成高分子材料岗位人员需求大量减少。在高分子材料制备领域，更是受到大气污染治理的约束，难以发展，如燕山石化公司的产量和规模正在逐年减少。在可预见的将来，不排除移出北京的可能。因此，高分子材料与工程专业毕业生在北京的就业竞争日益激烈，学校在传统的高分子材料制备与加工领域不具有优势，必须另辟蹊径，寻找新的专业方向，开拓新的就业领域，从而提高就业率，因而，需要对专业进行改革。

2为学生搭建有特色的成长平台

学校及专业必须为学生搭建各类成长平台，让学生得到全面发展。根据学校的特点，主要为大学生搭建了以下成长和培养平台。

1） 工科专业的核心是培B学生的科技创新能力。高分子材料与工程专业是本校最早的专业之一，已有30多年的历史，是北京市“特色专业”和北京市“重点建设学科”，特别注重大学生科技创新能力的培养，在这方面，学校为学生搭建了国内先进、具有一定国际影响力的大学生科技创新平台――“特种弹性体复合材料北京市重点实验室”，拥有裂解色谱质谱联用仪、紫外加速老化仪、高级旋转流变仪、凝胶渗透色谱仪等3 000多万元的仪器设备，实验室对学生开放，学生可以从事“大学生科研创新项目”研究，为他们科技创新能力的培养打下了坚实基础。

2） 为学生搭建了科研训练平台――大学生研究训练计划（URT），要求高分子专业学生必须参加URT项目。URT项目来源于教师的科研项目，同时也鼓励学生根据自己的兴趣提出课题，经过论证后也可列入URT项目。URT项目以团队为主，确定项目负责人，制定任务分解，让团队内各成员发挥各自的特长，并鼓励跨专业组队，培养了学生的团队合作意识和人际交流能力等，对他们的成长是一个极大的锻炼。通过上述科技创新能力的培养，毕业生可从事科技创新创业工作，有些已成为科技公司的负责人，如广东聚赛龙公司的总经理郝源增先生，他还在在高分子材料专业设立了“聚赛龙奖学金”。

3） 搭建了“高分子材料多层次、模块化实验教学体系”，开设了一系列设计性、综合性、创新性实验，可根据学生兴趣和特点自由选择，充分调动学生的积极性。高分子专业实验多为单一的验证性实验，改革后开设了多个设计性实验，建立高分子材料与工程专业多层次、多模式创新实验教学体系，注重创新能力培养，突出工程实践特色，进行结构重组和整体优化，构建了高分子材料专业一体化、多层次、多模式创新实验教学体系。强化综合型和设计型实验，为学生综合运用所学知识和实验技术解决实际问题提供自由探索的空间，全面开放实验室，给学生提供更多的动手机会，促进学生知识、能力、素质协调发展；优化实验技术人员队伍，提高实验人员素质和水平。

在创新型实验教学体系中，设计性实验是重中之重。设计性实验的主要目的是让学生通过查阅文献设计方案，解决相对于自己的知识水平仍属于“新”的问题，这些问题有些属于学科的前沿问题，有些是工业生产、科学研究中的某些关键问题，可以称之为“二次创新”，形成“新材料制备表征应用”3个阶段，以“立题调研设计实验结果分析与讨论撰写研究论文”为主线进行教学，大大提高学生的科技创新能力。

4） 建立了一套产学研合作教学体系，搭建了工程实践能力培养平台，培养学生的工程实践创新能力。学校与中国石化、燕山石化合作建立了国家级大学生实践教学基地，与北京雪花华盾塑料公司建立了北京市级大学生实践教学基地，与北京碧水源公司、中科纳通公司、炭世纪公司、科化微电子公司、华德密封公司、华融塑胶公司等建立了校企合作产学研基地，为大学生的实践教育提供了平台，学生可以根据自己的兴趣和就业意愿，选择这些企业实习和实践，大大提高了学生的实践活动兴趣和就业能力。

5） 搭建了大学生学科竞赛体系，培养学生的创新产业意识和能力。如依据全国高分子材料创新产业大赛的宗旨和规则，创办了本校高分子材料创新创业竞赛，学生们有好的成果、好的设计均可以参赛，优胜者选拔参加全国高分子材料大学生创新创业大赛，大大开拓了学生的视野，提高了学生们的综合能力。

3学生综合能力培养的做法

作为一个应用型本科院校，本专业特别注重学生如下能力的培养：（1）创新意识和创新能力；（2）工程实践能力；（3）适应社会发展能力和自我提高能力。为了达到上述能力的培养，实施了以下措施。

1） 不断修订完善高分子材料专业的培养方案，结合时展，凝练专业建设内涵，适应经济社会发展要求。如近期修订了“高分子材料与工程专业培养方案（2013版）”，通过与企业等用人单位研讨，提出了高分子材料专业新内涵的建O与探索，即专业向“功能高分子材料”内涵发展，使之更适应目前我国经济结构调整、创新驱动的“新常态”。传统高分子材料主要有塑料、橡胶和纤维，这些材料产量大、技术成熟，市场也已饱和。功能高分子材料是新材料的重要内容，是国家鼓励发展的七大新兴战略性产业之一。功能高分子材料种类也很多，学校结合北京市和全国情况，进一步凝练，提出把形状记忆高分子材料、生物医用高分子材料、3D打印高分子材料、太阳能电池用高分子材料和电子信息用高分子复合材料作为本专业的重点内容。

如形状记忆高分子材料，具有形状记忆功能的材料，不管它如何变形，都可以在一定条件下恢复它原来的形状，可以应用在自修复涂层（如汽车涂层，如有划痕，可以拿吹风机加热一下既可以修复）、自修复材料（如风电叶片出现裂纹，也可以这样修复）、医用骨固定夹板和绷带（代替石膏，不仅轻，而且方便装卸）等。再如，3D打印成型（也称快速增材制造）发展很快，国家工信部刚刚制定了3D打印产业发展纲要，要在“十三五”期间大力发展。其中，很重要的一类为激光快速光固化成型体系，它使用的材料大部分为可光固化树脂，这也是学校的专业内容之一。

2） 实施教育部“卓越工程师计划”，与现代化的行业、先进企业建立合作关系，使之成为学校的实习实践基地。建立先进的产学研教育体系，聘请大量的校外教师讲学，使学生了解专业前沿和社会需求，从而有利于他们的就业。本专业是全国首批教育部“卓越工程师计划”试点专业，该计划的目的是培养具有高的工程实践能力的人才，从而推动我国产业界创新能力的提升。本专业的主要的培养手段就是增加企业阶段学习经历，提前让学生熟悉、掌握企业的运行机制和环境，近几年，陆续与北京市等地的现代化企业建立了产学研教育体系，如燕山石化公司、华盾雪花公司、北京碧水源公司、北京炭世纪公司、北京中科纳通公司、北京东方雨虹公司、广东榕泰公司等。其中，燕山石化、碧水源、东方雨虹和广东榕泰均是上市公司，具有现代化的企业管理制度，非常适合本校学生，因此与他们建立关系，不仅使学生掌握了产业先进的知识和技术，也有利于就业。

3） 开展国际工程专业认证，按照国际标准培养人才，从而使学生具有国际视野，也有利于他们的出国留学。

4） 开展高分子材料创新创业竞赛，选拔优秀的学生和项目参加全国大学生创新创业大赛，强化他们的创新创业意识，有利于他们毕业后进行创业。如2013年高分子专业高Z11班周颖等5名学生组成了“绿色风采队”，参加了由中国化工联合会、中国化工教育协会、青岛橡胶谷等主办的“首届全国高分子材料创新创业大赛”，参赛的项目是“高性能环保型大规模集成电路封装材料”，该项目在全国100多所院校近200个项目中脱颖而出，赢得专家的好评，获得大赛二等奖，并获得创业基金1万元。

5） 实行全程学业导师制，自新生进校开始就配备学业导师直到毕业，全程指导，使学生更好地成长。逐步完善学业导师考核机制，调动教师的积极性，指导学生学习、生活、科研、就业等。

4结束语

通过上述改革，学校高分子材料与工程专业学生有如下特点：（1）拓宽了高分子材料专业就业渠道，提高了就业率，除了在传统的石化企业、塑料橡胶纤维制品制造企业就业外，还可以在高科技高技术领域就业，如航空航天企业、医药及医疗制品企业、汽车企业、家电企业、手机企业、新能源企业等，每年的就业率均在95%以上；（2）通过加强工程实践能力的培养，本专业毕业生的工程实践能力大大提升，创新创业能力显著提高，得到了用人单位的肯定；（3）扩展了学生的国际化视野，提高了考研率和出国深造率。

参考文献

[1] 黄群慧.“新常态”工业化后期与工业增长新动力[J].中国工业经济，2014（10）：519.

第2篇：高分子材料与工程的优势范文

关键词：高分子材料；汽车领域；应用

当前汽车工业得到了快速发展，要求在车体结构、车身重量、防止腐蚀、做好隔音减振、节约能源等方面实现突破性进展，要求生产工艺实现自动化、行驶达到高速化。因此在生产汽车过程中大量应用重量轻、韧性好、不易腐蚀、良好隔音隔热的高分子材料，不但可以在汽车行驶中节约大量的燃料而且也可以提高汽车综合性能。所以当前高分子材料已普遍应用于汽车生产当中。由于使用高分子材料，所以不但可以减轻汽车总体重量，减少能源排放，而且也可以利用塑料易成型加工的特点，可以减少生产成本。当前，高分子材料已广泛应用于汽车饰件与功能结构件当中，在汽车总重量中占到了十分之一以上。

1 高分子材料在汽车上的应用状况

1、汽车饰件上的应用

汽车的饰件主要有内饰件与外饰件。这些饰件的作用等同于汽车的功能结构件。它们不但具有多方面的功能，而且主要占据着汽车的外观，是购买汽车者的首要选择。

（1）内饰件

汽车的内饰件主要有仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。内饰件不但要保证具有减振、隔热、隔音、遮音等作用，而且还要求做到耐热与高抗冲性、高强度与刚性、表面硬度高、不易被化学品腐蚀、不怕刮擦、保护环境等特点。最早汽车内饰件主要应用金属、木材、纤维纺织品等制作而成，不但外观较差而且也不利于保护环境。因此，高分子材料以其独有的优势迅速得到了汽车行业的应用。当前，汽车内饰件当中应用的塑料在汽车全部塑料中占到了一半以上。过去汽车内饰件主要应用PVC、ABS、PU 等。当前汽车内饰件则主要应用聚丙烯材料，有着无以伦比的优势，如较好的韧性、较大的强度、较好的弹性、可以隔热、不怕腐蚀、可以随地取材、可以实现二次利用、成本较低等，因此得到了汽车内饰件的普遍应用，特别应用于汽车当中最大的内饰件----仪表板方面。PP仪表板是最近几年才出现的新型仪表板，不但有着较强的韧性与强度，而且外观较美、成本较低，所以广泛应用于汽车的仪表板方面。欧洲是世界范围内生产汽车最多的地区，他们的汽车仪表板全部采用PP，而且还在不断扩大应用范围。

（2）外饰件

汽车的外饰件主要有保险杠、雨刮、车灯、车玻璃、门把手、门锁等。在过去较长时期内，汽车外饰件主要使用金属合金，主要缺点是重量大、外观差、价格昂贵、不能环保、容易腐蚀等。随着高分子材料普遍应用于汽车工业，尤其是汽车保险杠主要使用塑料制作而成。保险杠的主要作用就是当汽车受到冲撞时，可以抵消一部分冲击力，具有缓冲的作用，可以保护外界的人与车。因此保险杠不但要做到外观美而且还需具有很好的安全保护作用。当前世界范围内的保险杠应用高分子材料制作的占到了十分之九以上。主要应用SMC、GMT 和改性 PP 等材料。保险杠的组成部分有面板、缓冲材料、横梁。合成面板主要应用PP制作而成，如桑塔纳轿车的保险杠面板应用的材料就是共聚丙烯加热塑性弹性体。与其它材料相比，这种材料的具有较大弹性、可以有效低消外界冲击、不易损伤等优点，这样的保险杠在受到外力冲击过程中，能够最大程度地减轻冲力，可以有效保护车外人的生命安全。

2、汽车功能结构件上的应用

汽车配件作为特殊商品，在使用上有很多具体要求，例如防油、抗腐蚀、耐高温、成本低、质轻等特点，才能符合汽车上油箱、发动机主要部件、脚踏离合器等的使用要求。其中最主要的部件就是油箱，由于油箱的结构复杂，工艺要求高，大大增加了制造成本。塑料的使用就能有效解决这一难题。在汽车油箱制作中最常使用的就是超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯，但是这种材料的缺点是容易漏油，经过工艺改进，F在生产出了具有较好隔油性的改性pe材料。pe材料在发达国家使用较早，我国在轿车上使用树脂制作油箱还处于开发阶段。

2 汽车高分子材料未来发展方向

1、降低成本，提高性能

笔者认为在将来汽车塑料应用中，主要以PP、ABS 为主。为了进一步节约生产资金，需要大力研究应用同一种或几种材料，这种原材料随处可见，生产工艺简单，使回收的废旧塑料及时得到了应用。为了使其具有更高的性能，就要对原材料进行改性与复合，从而创造出性能更优、发展潜力更大的复合材料与工程塑料等。

2、增加安全性能和环保性能

当前汽车工业得到了前所未有的发展机会，每年都会消耗大量的塑料制件，但同时也会产生大量的塑料废品，要占塑料生产总量的50%以上。当前废旧塑料的回收利用还没有得到较快发展，同时也不具有可降解性。所以开发新型塑料具有非常重要的意义。生物塑料的可降解性较好，可以普遍应用于将来的汽车制造当中。如使用天然纤维与PP、PE等材料共混改性，用来生产汽车制件，性能远远高于玻璃纤维增强材料，而且重量更轻，可以回收再利用，与快速发展的汽车行业相适应，塑料制件实现生物化是发展的趋势。

3、创新材料及应用技术

当前，工程塑料在塑料行业中占有重要地位，它的主要特点是强度高、不易腐蚀、不易老化等，因此迅速进入各行各业当中，特别是汽车行业的生产。高分子合金是在改进工程塑料的基础上生产出来的，具有更优的性能，不但材料易于加工，而且具有较高的性能，有利于减轻重量节约资金。随着纳米技术的出现与应用，当前已经在塑料行业中崭露头角。当前，高分子纳米复合材料在碳纳米管高分子复合材料、纳米粒子关于聚合物的改性方面实现了突破。发达国家当前已经出现了高性能的纳米复合材料，并广泛应用于汽车生产当中。

3 结束语

总之，在将来的汽车发展中，汽车轻量化是各个生产企业追求的最终目标，由于高分子材料具有质量轻、性能高、生产简单、安全环保、低成本等众多优点，因此将来必然会应用于汽车生产当中，塑料有望代替金属在汽车生产中得到普遍应用。

参考文献

[1]谢冬宁.新型材料在汽车轻量化中的应用[J].黑龙江科技信息.2016（32）

[2]李桥，陈珍.分析汽车轻量化及其材料的经济选用[J].科技经济市场.2015（06）

[3]岳博，徐晶才.汽车轻量化技术的进步与展望[J].世界制造技术与装备市场.2015（05）

[4]李嘉良，张泽涛，闫雪松. 基于化工新材料应用推动汽车轻量化的分析[J].化工设计通讯.2016（06）

第3篇：高分子材料与工程的优势范文

关键词：功能高分子材料；双语教学；英语能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0113-02

功能高分子是除了其力学性能外，还具有物质分离，光、电、磁、能量储存和转化，生物医用等特殊性能的材料，在航空航天、生物医药、新能源等高新科技领域有着重要的应用。《功能高分子材料》是我校高分子材料专业的一门专业选修课，主要任务是使学生掌握功能高分子的基础知识、设计方法、制备策略和应用，通过分类介绍这一领域的最新进展，让学生对功能高分子材料有一个比较全面的认识。为了响应国家教育部在双语教学上的战略部署，适应国际经济一体化进程，各个高校的高分子材料专业纷纷进行了双语教学探索，其中开展较多的是《高分子化学》、《高分子物理》等专业主干课程，通过这些课程的双语教学可以培养高分子材料方面的国际化专业人才，对我国高分子学科的发展、高分子材料工业的进步均具有非常重要的意义[1]。但是，我校属于地方性新建本科院校，高分子材料专业全面开展双语教学较为困难，特别是一些专业基础课开展双语教学并不合适，因此，将《功能高分子材料》作为试点，逐步推进双语教学[2]。

一、开展《功能高分子材料》双语教学的目的

通过选用优秀的外文原版教材、参考资料，配合双语教学过程，可以让本校高分子材料专业学生学习到国外优秀的“原汁原味”知识，接受不同教学观念的熏陶和融合[3]。在完成专业知识学习、提高英语应用能力的同时，领略国外教学提出、分析和解决问题的方式，提高专业思维能力，培养创新精神，使学生的知识结构和能力结构更加优化合理[4]。《功能高分子材料》双语教学一般安排在高分子材料专业的大三第二学期开展，对于这一阶段的学生，本专业有较大比例的学生开始准备考研，选择进一步深造。为了以后我们培养的毕业生能很好地开展科学研究，查阅英文学术期刊、数据库，在国际学术会议上与本领域的知名专家、教授进行学术交流等，积极开展《功能高分子材料》的双语教学无疑是重要的环节。另外，高分子材料相关工业在长三角地区发展迅速，外资企业云集，学生通过《功能高分子材料》双语课程，接触和掌握了相关专业术语，就能在就业过程中体现优势，争取机会。

二、双语教学与专业英语教学的关系

近年来，高校相继开设了双语课程，所以专业英语是否取消成为了焦点。我校高分子材料专业尚未以双语教学取代专业英语。我们在制定培养计划及专业课的教学大纲时，统筹考虑英语应用能力的培养，不只局限于专业英语和一两门双语课教学，而应将专业英语和专业课的双语教学结合起来，系统考虑专业知识教学任务和双语专业课的教学任务，合理分配相关知识点。专业英语学习内容主要涉及的是专业基础知识的部分内容，如高分子化学中的合成方法、高分子物理中的性能测试等，不涉及《功能高分子材料》的相关内容，而且上课主要以翻译为主。不过我们认为以双语教学代替专业英语是必然的趋势[5]。

三、英文能力对功能高分子材料双语教学的影响

双语教学的效果受到英语能力、专业知识、教学方式三个关键因素的影响，其中英语能力是基础因素。近年来，地方性新建本科院校的学生英语四、六级通过率也很高，但专业英语词汇积累量缺失，所以在双语课程学习的初期，往往觉得非常困难，甚至产生抵触情绪。因此，双语教学模式应当循序渐进，随着课程的进行逐步加大英语比例，使学生逐渐适应双语环境，消除排斥心理。另外，教师的英语水平也是双语教学的关键因素。担任双语教学的教师一般都具有扎实的专业知识，英语基础较好，但普遍存在英语口语水平不高的问题，这给双语教学的开展带来一定的障碍。因此，要求授课教师认真对待每一节课，在教学实践中使自己的口语得以提高，同时建议教材、板书采用全英文，但讲解以中文为主，否则极易将专业课上成外语课，影响学生对专业知识的理解和掌握。

四、《功能高分子材料》双语教学实践

1.教材与参考资料。双语教学必须选择合适的教材，目前国内《功能高分子材料》没有统一的双语教材，各个高校都是针对自己的专业特色选择相应的教材或者自编教材。由于原版英文教材在结构体系和侧重点等方面与我校高分子材料专业存在差异，我们在进行《功能高分子材料》双语教学过程中，对原版教材进行了适当的取舍，编制了与原版教材配套的英文参考书，并且每年对教材更新一次，及时反映学科的前沿信息。另外，由于学生对专业词汇比较陌生，为了让学生可以更好地预习，编制了相应的专业词汇表。所采用的英文原版教材课后无练习，因此也编制相应的英文课后练习。在编制过程中，考虑学生的实际情况，降低了习题难度，让学生能独立完成，增强对英文作业的兴趣和信心。

2.教学过程与考核。我们从专业词汇、英文文献、专题讲解、综合设计四个方面逐步开展《功能高分子材料》双语教学。采用多媒体课件进行授课，全英文电子课件不仅可以将文字直观地展示给学生，便于学生理解，在一定程度上弥补学生英语听力的不足，而且可以营造一种英语氛围，促使学生把专业知识和英语进行融合。而且每次上课把下节课的PPT发给学生，让学生预习新出现的专业词汇，扫清听课过程中所遇到的词汇障碍，可大大提高课堂效率。授课时，根据本专业学生实际情况，初期我们采用中文讲授，中后期逐渐过渡到英文讲授。不一味地追求英语在课堂讨论、课后作业等环节的覆盖率，不能为了实施双语教学而牺牲专业课的教学效果。原版英文教材采用演绎的方法安排教学内容，打破了条条框框的限制。提出问题，激发读者思考，再加以总结，从问题中得出相应的概念或原理。功能高分子材料涉及多门学科，内容广泛，双语教学难度大，只有发挥学生的主体意识，充分调动其积极性，互动起来，让学生主动参与教学过程，才能取得很好的教学效果。因此，我们引导学生转变思维模式，既强调教师的主导作用，又突出以学生为学习主体，主动理解和掌握知识。在教学中，促使师生相互作用，让教学过程成为双方主动介入的过程。例如，我们组织学生以小组形式参与讨论一类功能高分子材料的研究进展，鼓励学生用英文制作PPT和专题发言。对于期末考试，目前我们采用英文出题，中文回答，但鼓励英文答题并进行加分。

3.文献检索、计算机软件和学术讲座的辅助作用。了解先进功能高分子材料，需紧跟本领域前沿发展情况，而最新的研究成果基本都会以英文的形式出现在国际刊物、会议以及互联网上，查阅相关英文资料是获取这些最新信息的主要途径。因此，在不同的授课阶段，循序渐进布置一些与专业内容相关的文献检索，通过这些途径逐步培养学生的英文文献阅读能力，积累专业词汇。高分子材料专业经常使用专业软件进行绘制物质结构、书写化学反应方程、处理实验数据、分析测试图谱等工作。这些软件以英文版居多，涉及较多的专业词汇，让学生经常使用这些软件，可以无形中掌握大量专业词汇。另外，在课程中，我们邀请专业外教为学生进行高质量的英文学术讲座，使学生就学习到的知识与这些外教进行交流沟通，增强他们使用英语的信心。并可使部分本科生就自己出国留学的一些问题有所了解，消除他们在此方面的茫然，进而更大程度地提高学习专业英语的兴趣。

4.存在的问题。学生选修双语课程的积极性是开展双语教学的前提。目前，本校学生大范围地接受双语教学并不现实，这使得双语教学的推广非常被动。如何全面调动学生参与双语学习，是推动双语教学在本专业顺利开展急需解决的问题。

我们对每届学生做了调查问卷，根据结果我们不断完善《功能高分子材料》双语教学的各个环节。学校也加大了对双语教学的支持力度，从多方面给予教师扶持，定期组织交流与研讨，并增加了针对性的进修机会。通过近几年的《功能高分子材料》双语教学实践，发现在地方性新建本科院校开展像《功能高分子材料》这样的专业选修课的双语教学是提高教学质量的重要举措，对学生考研和就业都将产生积极影响。希望通过我们的努力，力争培养出具有一定专业英文能力的创新应用型人才，服务地方经济和国家的发展。

参考文献：

[1]刘应良，张丽，徐慎刚，石军，曹少魁.《高分子化学》双语教学的“战略性”思考[J].高分子通报，2013，（8）：80-85.

[2]肖慧萍，曹家庆.结合《功能高分子》课程学习状况的问卷调查和考卷分析谈对双语教学的思考[J].江西化工，2006，（4）：207-209.

[3]卢秀萍.“高分子粘合剂”双语课程的教学改革与实践[J].高分子通报，2008，（11）：78-81.

第4篇：高分子材料与工程的优势范文

关键词：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

随着经济的发展和人们生活节奏的加快，塑料饭盒、塑料袋等一次性产品开始频繁出现在人们的日常生活中，它们在给人们的生活带来便利的同时，也因其非自然降解性造成了极大的环境问题，即“白色污染”。“白色污染”既是一种视觉污染，也会影响土壤、空气、水体等的质量，因此努力合成并推广使用可降解高分子材料成为当务之急。按照降解机理，可降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物双降解高分析材料三大类。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基团，可吸收紫外线发生光化学反应，在太阳光的照射下，发生分子链的断裂和分解，由大分子变成小分子。

向塑料基体中加入光敏剂是目前使用比较多的制备光降解塑料的方法。光降解引发剂可以是过渡金属的各种化合物，如：卤化物、脂肪酸盐、酯、多核芳香族化合物等。很多学者都发现TiO2对聚丙烯的光降解有明显的催化作用，等人［1］分析了加有锐钛矿型纳米二氧化钛的聚丙烯纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况，得出锐钛矿型纳米TiO2可作为聚丙烯的一种高效光敏剂的结论。除了TiO2，还有很多其它光敏剂，如硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰等均对聚乙烯薄膜有显著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏剂制得改性高分子虽然能降解，但只是部分降解，而化学合成的羰基聚合物、Et/CO等，则能完全降解。一氧化碳和烯烃的交替共聚产物——聚酮，因为分子链中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下发生光降解，羰基键附近的碳链断裂生成酮类、烯类及一氧化碳等低分子物质并返回到物质循环圈中，不存在环境污染，是一种新型的环境友好材料［2］。且有实验证明，分子量大、结晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破坏性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定时间内能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，仅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、价格便宜、生物降解性等优点，成为近年来研究的热点。淀粉降解塑料泛指组成中含有淀粉或其衍生物的塑料，发展至今已经过了四个时期：填充型淀粉塑料，光/生物双降解型塑料，共混型塑料和全淀粉热塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烃类聚合物中加入廉价的淀粉作为填充剂，其中淀粉含量在10%30%，仅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要几百年才能达到完全生物降解。光/生物双降解型是由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂等制成，其降解机理是先降解的淀粉可使高聚物母体变得疏松，增大表面/体积比，同时光敏剂、促氧剂等物质被光、热、氧引发，发生光氧化和自氧化作用，导致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下来人们发现，通过共混能解决淀粉粘性高、抗湿性低及与一些聚合物不相容等缺点，于是开始将淀粉与聚烯烃类等一些不可降解聚合物混合来提高淀粉的强度，但这类产品不能完全降解；后来便试图将其与PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉热塑性塑料含淀粉70%-90%,其余组成是一些可光降解的加工助剂，使用后能在环境中完全降解，但天然淀粉不具有热塑性，必须先利用物理场作用使其分子结构无序化后才能在塑料机械中加工成型。

2.2 化学合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基结构的脂肪族聚酯来合成生物降解高分子材料，工业化的有聚乳酸和聚己内酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等为原料，发酵制得的易生物降解的热塑性材料，因乳酸存在一个羟基和一个羧基，可通过缩聚反应直接转换成低分子量聚酯，再通过选择适宜的聚合条件来合成目标分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、机械性能及物理性能等，被视为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚己内酯也是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料，通过己内酯的开环聚合制得，是一种半结晶型聚合物，室温下为橡胶态，具有很好的柔韧性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解产物是二氧化碳和水，被认为是环境友好包装材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通过用葡萄糖或淀粉类喂养，微生物在体内发酵合成的一类有机高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物发酵生成的一种多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、无毒副作用等特性，可用于制备高吸水性树脂,作为一种治疗骨质疏松的重要载体、药物缓释材料,吸附重金属等，具有广泛的应用前景［5］。聚羟基脂肪酸酯是一类由很多细菌在非平衡生长条件（如缺氧、磷等）下合成的线性聚酯，可作为碳源和能源的贮藏性物质，增强细菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解为二氧化碳和水，并且具有热可塑性、生物可再生、生物相容性、光学异构性等，可作为生物医用材料、日常消费用塑料制品、生物可降解包装材料、生物能源，已成为可降解生物材料领域研究的热点。

3.光/生物双降解高分子材料

顾名思义，光/生物双降解高分子材料同时具有光、生物双降解功能，将光降解机理与生物降解机理结合起来，可以使二者优缺点互补，达到更好的降解效果。其制备方法主要是在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和生物降解助剂等。目前研究比较多的有淀粉和光敏剂光降解树脂合成的光/生物双降解淀粉塑料及可控降解剂共混改性法制得的改性可控光/生物双降解聚丙烯纤维制品等。光/生物双降解淀粉塑料前面已提过，此处不再赘述，而可控双降解聚丙烯纤维制品凭借着其可控降解性、存放性、无毒性等众多优点，必将具有巨大的发展前景。

4.结语

随着“白色污染”的日益加重和石油资源的日益枯竭，加大对高分子废弃物的回收利用率和研制出高效的降解技术都是有效的解决途径，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能从根本上解决这些问题，且光-生物双降解高分子材料凭借着其独特的优势将会成为今后的研究重点之一。(作者单位：郑州大学材料科学与工程学院)

参考文献：

［1］ ，严玉蓉，赵耀明.纳米二氧化钛催化光降解聚丙烯纤维的研究［J］.合成材料老化与应用，2005,34（1）：8-12.

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［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制备及性能的研究［D］.广东：华南理工大学，2010:1-8.

第5篇：高分子材料与工程的优势范文

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求：①具有生物相容性，要求材料在使用期间，同机体之间不产生有害作用，不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象；②具有生物功能性，在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能；③具有生物可靠性，无毒性，不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应（即“三致物质”），有一定的使用寿命，具有与生物组织相适应的物理机械性能；④化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类：①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换，有钴合金（Co-Cr-Ni）、不锈钢、钛合金（Ti-6Al-4V）、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类，广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类，通过分子设计与功能拓展，即合金化、共混、复合（ABC）等技术手段，可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷（氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等）和生物活性陶瓷（羟基磷灰石、生物活性玻璃等）。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成，取长补短，达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质，结构复杂，根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛，资源丰富，性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

（1）低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性，20世纪90年代研究发现，其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质，在提取胶原时，除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白，能得到极弱免疫原性的胶原材料。（2）与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点：①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长；②胶原不但可增加细胞黏结，而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。（3）止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分，起到迅速凝血的作用。（4）可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料，其降解性作为器官移植的基础。（5）物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构，使其具有很高的强度，可满足机体对机械强度的要求；另外通过进一步的交联增强其强度，而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。（6）组织工程（Tissueengineering）。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色，大量应用于临床，前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2]（1）手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷，或者不能自然吸收，需要拆线；或者与组织反应大，引起发炎、造成伤口瘢痕明显；或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度，又有可吸收性；使用时有优良的血小板凝聚性能，止血效果好，有较好的平滑性和弹性，缝合结头不易松散，操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能，制备的可吸收缝合线有：①纯胶原可吸收缝合线；②胶原/聚乙烯醇共混复合；③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线；④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。（2）止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料，且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体，可被组织吸收，无毒、无副作用的医用功能纤维，相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料，其效果要好的多。（3）止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用，能使创口渗血区血液很快凝结，被人体组织吸收，一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。（4）代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时，最佳方法必须立刻输血，但众所周知，血液来源非常困难！而且不能长久保存，输血之前还需鉴定血型和配型。因此，寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视，且符合血浆的条件和性质，国外已大量使用，我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定（Gelofu-sine）海星明胶和血代（Haemaccel）。（5）水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体（三维网络），能保持大量水分而不溶解，具有良好的溶胀性、柔软性和弹性，以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键（范德华力、氢键等）。水凝胶是高分子凝胶中的一类，可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶（互穿网络水凝胶），现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。（6）敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料（常用植物纤维纱布）、生物敷料（胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等）、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。（7）人工皮肤。

人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法，一是提高胶原的机械强度；二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。（8）人工血管。人工血管是近年来组织工程（一门多学科的交叉科学）研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的，最早是涤纶纤维编织的人工血管，但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、膨体聚四氟乙烯（ePTFE），并采取多种方法进行改性，以适应血管植入的要求。此外，还有生物降解材料如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚乳酸异构体（PLLA）等。（9）人工食管。分为两种，一种是用自身的其他组织或器官（如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等）加工而成，现已广泛应用于临床，优缺互见；另一种是人工合成材料加工而成，比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等，效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯（PE）管，此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管（PET）、碳纤维管等。近年以来，使用聚乙烯醇（PVA）、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。（10）心脏瓣膜。分为机械瓣膜（金属瓣）和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物（PGLA），此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯（PHB）；生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。（11）骨的修复和人工骨。目前仍以金属（不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金）为主；高分子材料，诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯（HDPE）、陶瓷（结晶氧化铝、羟基磷灰石）以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料，在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中（guidedtissueregeneration,GTR）能起到“诱导成骨”、“传导成骨”，实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面：一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质（ECM）的替代物；二是种子细胞；三是组织工程骨的组织还原（骨缺损修复）。（12）角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜；人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。（13）药物载体。药物载体由高分子材料充当，大多数为传递系统，其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。（14）固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体，其特点：①胶原本身是蛋白质，对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的；②胶原蛋白成膜性好，可制成各种酶膜；③胶原蛋白肽链上具有许多官能团，诸如羧基、氨基、羟基等，易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性，在体内可被逐步吸收，交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能，且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位，详见图1[3]。

第6篇：高分子材料与工程的优势范文

【关键词】高分子化学;能力培养;实践;实验教学

《高分子化学实验》是针对高分子科学相关专业学生编写的一部教材和参考书。在高校开设《高分子化学实验》课程，实现了与专业理论基础课程之间的有机结合，对于巩固学生理论知识和专业技能，提升学生的实验水平和科研能力具有重要的意义。本文将围绕基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学展开研究。

1.高分子化学实验教学概述

1.1高分子化学实验课程的重要性

目前，各类高校均有开设《高分子化学实验》课程，该课程多针对年纪较高的本科生开设。《高分子化学实验》是一门具有较强的实践性的课程，而各类高分子化学实验则是该课程开设的实践基础。

通过开设该课程，可以培育材料化学、高分子材料与工程专业等专业学生的实践能力，使学生能够掌握实验技能和研究方法，更对培养学生创新精神具有关键作用。

1.2当前高分子化学实验课程教学现状

目前，国内许多高校《高分子化学实验》课程教学中，普遍存在实验教学缺乏独立性和主动性，对理论教学依附性太强，且实践教学所占比重低于理论教学。具体体现如下几个方面：

其一，从教学内容来看，理论验证性实验较多，而创新型实验、设计型实验以及综合型实验较少。

其二，从实验设置上来看，大多选择陈旧、老套的实验，缺乏现代实验。

其三，从实验教学方式上来看，学生进行的实验项目，多为固定的，学生只需按照实验步骤进行反复实验论证，这种实验教学方式对扎实学生理论知识，培养学生试验基本技能具有一定的积极作用，但不利于调动学生兴趣和激发学生的探索精神，难以使学生通过培养实践能力提升科研能力、解决问题能力和创新能力。

总之，学生通过课程学习能够掌握基本的理论知识和技能，实验操作也较为规范。但存在自主性较差，缺乏知识技能向科研创新能力的转化能力，不能将理论学习与实际应用有机结合。因此，如何在《高分子化学实验》课程中培养学生的创造性、主动性和探索性已成为《高分子化学实验》课程的重要研究课题。下文将基于实践能力培养对《高分子化学实验》课程教学进行探讨。

2. 基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学策略研究

2.1学理念上，注重调动学生自身主动性与探索精神

高校应用型人才培养理念下，要求专业课程教学必须实现继承传统教学优势基础上的创新，必须坚持以学生为本，发挥学生的自主性和积极性。《高分子化学实验》作为一门实践性较强的课程，必须坚持学生为本、发挥学生创新性、积极性和主动性的教育理念。

首先，坚持学生主导地位，教师定位于实验指导者角色。在高分子化学实验中，教师的关键作用在于组织学生进行思考和实践。课堂中，教师将自身学生之中，与学生共同思考，让学生成为课堂的主人，便被动为主动。

其次，实验标准及预习报告设计由学生独立进行。高分子实验中，应鼓励学生制定标准。同时，实验前容许学生自主确定实验步骤和预习报告设计。实验中要求学生详细记录实验中遇到的现象和实验数据，并独立对实验中出现的问题等进行分析，碳素解决方法。实验后对本次实验进行点评，总结成功的经验，分析失败的原因。

2.2改革教学内容，增设综合性和设计性实验

教学中，为提升学生实践能力，应强调理论知识与实践技能的有机结合。具体如下：

首先，重编《高分子化学实验》教学大纲及参考书。在新版教学大纲和参考书中引入科研成果，改革实验教学内容。同时，应增设设计性实验、探索性实验和综合性实验，保证教学内容与时俱进，与科研前沿的保持一致。

其次，挑选应用性和综合性强的实验。教学中，应多安排应用性和综合性强的实验，使学生通过亲自参加实验，明确高分子化学实验的重要性所在，并通过参与实验实践获得动手能力和实验技能的提升。

第三，引入研究性和设计性实验。教师应提前告知学生本课程设计的实验内容和实验参考目录。学生可以独立选择实验项目并设计对应的实验可行性方案，经教师批准后方可进行实验。通过引入研究性、设计性实验，可以有效地调动起学生的主动性，激发学生积极进行学习。

2.3健全实验室开放制度配合学生探索性实验

课程学时有限，而实验室是学生《高分子化学实验》课程的重要补充。因此，高校应通过健全实验室开放制度，为学生提供更多的机会进行高分子材料的性能测试与表征等实验内容。一方面，通过开放实验室学生可以依据兴趣进行探索性实验，也可以方便学生之间进行讨论，互助答疑。《高分子化学实验》教师可以适当安排学生分组负责2-3项探索性实验，并可建立对应的课题组群组或网站，为学生与学生之间、学生与教师之间针对探索性项目进行交流。

3.结语

总之，基于实践能力培养的《高分子化学实验》课程教学研究是当前高校高分子相关专业教学的重要研究课题。在明确《高分子化学实验》课程重要性的基础上，立足当前高校《高分子化学实验》的教学现状，从教学理念、教学内容、实验室开放制度等多层面入手，有助于培养学生的实践能力，提升学生的实验技能和科研能力。

【参考文献】

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[3]刘宁，李田，王小丹，刘丰收.《高分子化学实验》课程的教学探讨[J].高分子通报，2011，07：110-112

【作者简介】

第7篇：高分子材料与工程的优势范文

    为了积极适应我国经济结构调整和战略资源规划标准条件,内部人才市场应该结合国际竞争能效扩展基础进行系统认证和专业建设模式调整,争取细化教学改革内容,最终形成与社会主义市场经济体制交相呼应的学科规划体制格式,促进创新型人才的挖掘和强化力度。目前大部分院校,在化学专业建设和人才培养目标上主要遵循专业认证背景下的化学工业管控理论渗透规则,争取与创新化学工业模型样式相协调。结合某地方院校化学工业发展形势和技术人才标准设定现象实现统筹观察,涉及充满地方特色的大口径扩展举动比较频繁。一直到整体专业建设活动布置完善过后,关于专业项目整体的师资团队构建和实验设施调用工作开始大面积运作起来,为了尽量维持教学质量的先进规划优势,过程中应该主动研究国内外领先技术样本的控制效用,最后为当地化工类人才聚拢探寻科学延展措施。根据社会过渡和专业协调标准分析,有关化工专业课程和实践活动的安排活动,主要借助知名院校的课程规划系统进行同步验证,将重要结果提炼完毕并制定适合该校应用的课程归控体系。其实就是围绕课程设置的指导价值、应用前景,进行高分子材料搜集和化工工程创新发展条件的设计定位。全新的专业培养机制在相对陈旧的化工专业渗透模式结构之上进行高分子材料应用观念的灌输,包括聚合物加工工程等,同时不忘材料基础验证机构和深加工技术提炼部门的设置。

    二、完善专业实验设施,提升人员创新技术应用实效

    系统的设施布置条件是专业综合发展的必要前提,为了进一步扩充高校化工专业学生的技术实践掌控能效,积极开发人员创新开发能力,需要针对实验项目建设工作进行仔细斟酌。该类专业自从建立以来长期受限于经费问题,令相关课程设置和资源规划同步效应严重下降,大部分业绩也只是根据验证性实验环节提炼,这与创新优势条件开发理念存在较大出入。截止至今,国家教育机构针对此类问题开始进行全面应对,争取发放合理项目开发资金,为高校化工专业优良发展提供不竭动力。现下化学工程专业实验设施的供应质量已经足够优越,涉及仿真模拟实验室和高分子学科项目开发等接连不断涌现。首先,加大专业项目的资金注入数量,为高分子材料加工实验专属操作空间提供建设基础,针对仿真实验流程实现全程跟踪式调查和经验梳理;其次,维护实验室内部管理体系规范实力,全面提升设备应用效率,稳定课程设计和实践机遇的平衡进展优势。

    三、积极开展教学改革活动,提升教学调控质量

    近几年来,化学工程和工艺专业规划条件逐渐丰厚,不同创新格式的技术项目争相涌现,环境和材料考量学科的交融效应也活跃起来。结合全新内容体系归控标准分析,将近期科研成果和实验经验全部融入课堂教学环境之中,能够带动教学改革效益的突飞猛进,同期提升学生知识跳跃幅度。高校专业教育人员应该主动引领学生开展学术探讨活动,重视他们在实验活动和理论学习环节中的主体地位,争取全面开发其学习主动意识和创造精神;尽量将课堂教学内容进行缩减,为学生自主学习创造一定的适应空间;运用案例和归纳教学方式,结合计算机网上资料阅读,丰富人员综合技术的扩展条件。

第8篇：高分子材料与工程的优势范文

关键词：白色污染； 聚乳酸； 降解

前言

S着塑料的广泛应用和产量的持续增大。“白色污染”问题己变得越来越严重，成为当今世界最严重污染源之一，己受到各国的重视，并且制定了相关的法律政策来处理。现在各国除了研究如何回收废弃塑料外，更多的精力是研究可降解的高分子材料，从而在根本上解决塑料的“白色污染”问题。主要原因是高分子材料的回收利用，从理论上讲，可以解决环境污染，也可以解决资源短缺的问题，但在实施过程中，往往受到高分子材料本身性质、技术及成本等的限制；而研究开发可降解的高分子材料则成为20世纪70年代以来重要课题，受到世界范围内的关注仁。

1可降解性高分子材料的降解机理

高分子材料的生物降解是指在生物（主要是指真菌、细菌等）作用下，聚合物发生降解、同化的过程、生物降解主要取决于聚合物分子的大小和结构、微生物的种类以及环境因素。聚合物的降解机理十分复杂，一般认为材料在体内的降解和吸收是受生物环境作用的复杂过程，包括物理、化学和生化因素。物理因素主要是外应力，化学因素主要有水解、氧化及酸碱作用，生化因素主要是酶和微生物。由于植入体内的材料主要接触组织和体液，因此水解（包括酸碱作用和自催化作用）和酶解是最主要的降解机制。

2聚乳酸的降解性能

与大部分热塑性聚合物相比，PLA具有更好的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的降解性能。PLA的降解首先通过主链上的C-O水解，然后在酶的作用下进一步降解，最终生成无害的水和二氧化碳。由于具有降解性能，故人们担心其使用寿命。实际上，PLA的降解速度相对比较缓和；更为重要的是，PLA的降解总是在先行水解之后才可能酶解。依照聚合物的初始相对分子品质、形态、结晶度等，PLA降解的速度可从几星期到几个月甚至是1～2年。但如果与微生物和复合有机废料混合埋入地下，它的降解速度会加快。因此它是一种理想的生物降解材料，特别适宜于2～3年的短期用途。影响PLA降解速度的因素主要有结晶度、玻璃化转变温度、相对分子质量和介质的pH值等。水先渗入聚乳酸的无定形区，导致酷键断裂，当大部分无定形区己降解时，才由晶区边缘向晶区中心逐步降解。晶区降解速度很慢，因此结晶度大小对降解速度有很大的影响。玻璃化转变温度低于水解温度则水解加快。相对分子质量越小及其分布越宽的PLA降解速度越快，这是因为相对分子质量越大，聚合物的结构越紧密，内部的酷键越不容易断裂，并且相对分子质量越大，降解所得的链段越长，易溶于水中，产生的H+越少，使pH值下降缓慢。酸或碱都能催化PLA水解，介的pH值也是影响PLA降解速率的重要因素。

3 PLA共混改性的研究进展

通过与韧性聚合物共混，也是常用的改进聚乳酸柔性的途径，目前人们己经研究的很多共混体系，如乙烯一醋酸乙烯共聚物（poly（ethylene-vinyl acetate））、聚4-乙烯基苯酚（poly（4-vinylphenol）、聚ε-己内酯、聚3羟基丁酸酯（poly（3-hydroxybutyrate）等。

沈一丁等[4]将热塑性淀粉（TPS）与聚乙二醇（PEG）、聚乳酸（PLA）共混后，采用溶剂蒸发法制备出完全生物降解的聚乙二醇改性淀粉/聚乳酸薄膜（SPLA）。聚乙二醇增塑SPLA薄膜，有效的降低了玻璃化转变温度和热塑性淀粉和PLA的相容性，体系的耐水性、强度均随着PLA含量的增加而增加，不过这种薄膜的强度和柔性并没有得到改善。

龚华俊等[5]采用超声辅助原位湿法合成多壁碳纳米管/轻基磷灰石纳米复合材料（MWNTs/HA），并通过溶液浇铸法制备了PLA/MWNTs/HA复合材料薄膜，静态力学和动态力学性能分析表明，当MWNTs/HA为0.05～0.10份时，对复合薄膜有一定的增韧效果，复合膜的玻璃化转变温度随着MWNTs旧A用量增加呈上升趋势。

PCL除可以和PLA共聚形成共聚物改善柔性外，还可以与PLA共混来改善PLA基体的脆性。直接共混PLA和PCL，两种组分是不相容的，两者混合时必须添加一定的相容剂。Wang等在PLL刀PcL体系中，以亚磷酸三苯酯（TPPi）为催化剂，在熔融状态下进行混合。结果表明，在共混过程中发生酯交换反应，生成界面相容剂，促进组分均匀分布，提高体系的机械性能，并大大改善了体系的柔性，当添加TPPi2%时，PLLA/pCL（80/20）断裂伸长率从28%提高到了128%。

顾书英等[11]采用熔融挤出法制备聚乳酸/对苯二甲酸-己二酸-1，4-丁二醇三元共聚酯（PBAT）共混物，发现低含量低的PBAT的加入适当的提高了聚乳酸的断裂伸长率，不过共混物的拉伸、弯曲性能也有所降低。当PBAT含量较高时，共混物断面的SEM照片可以明显观察到两相不相容。

4 聚乳酸在包装领域的生产应用现状

聚乳酸作为包装材料有其独特的优势，可以说，聚乳酸包装材料完全可以替代传统的包装材料，在很多方面更优于传统包装材料。与传统热塑性塑料相比，聚乳酸作为包装材料有以下优点[13]：

（l）完全折叠性和缠结保持力取向性的PLA薄膜具有和玻璃纸膜、金属薄片等相媲美的完全折叠性和缠结保持力，即可以弄皱或折叠，这些普通塑料膜是不具备的。

（2）高的光泽度和透明度PLA的高透明性和光泽度可以和玻璃纸以及聚对苯二甲酸乙二酯相比，是普通聚丙烯薄膜的2～3倍，低密度聚乙烯的10倍。

（3）阻隔性能和良好的印刷性能乳酸的基本重复单元使得PLA是一种内在极性的材料，这种高的极性导致聚乳酸具有高的表面能，从而产生良好的印刷性能，此外它还能够阻止脂肪族分子的透过，具有很好的抗油性。

（4）低温热封性能无定形聚乳酸薄膜的热封温度和EVA（巧%）相同，都在80～85℃之间。

以上的这些优点，注定聚乳酸会在包装领域大放异彩，就目前的生产状况来看，聚乳酸薄膜开发应用的前沿集中在日本和美国，国内仅仅出于起步阶段。

5 可降解塑料的开发趋势及发展前景

可降解塑料尽管存在种种问题，但它的发展方兴未艾，以下几个方面代表了可降解塑料的发展方向：（1） 积极开发高效廉价光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂和稳定剂等，进一步提高可降解塑料的准时可控性、用后快速降解性和完全降解性。（2）为避免二次污染，同时保证有丰富的原料，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料将会越来越受到重视。（3） 水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而备受瞩目，也成为环境适应性材料的又一热点。（4） 充分利用基因工程技术培育可生产聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

可降解塑料的发展，不但在一定程度上缓解了环境污染，而且对日益枯竭的石油资源也是一个补充。许多国家已开始考虑用生物可降解塑料代替部分石油化工合成塑料，并陆续颁布了一些法规，如意大利的立法规定自1991 年起所有包装用塑料都必须可降解，我国也已开始考虑禁用不可降解的塑料制品。据日本生物降解塑料实用化检讨委员会预测，今后10 年内全世界生物可降解塑料的市场规模为130 万吨。我国每年产生的塑料垃圾达100 万吨以上，若其中的20 %以降解塑料取代的话，需求量也在20 万吨以上，市场潜力是很大的。可降解塑料的发展适应了人类可持续发展的要求，因此，可降解塑料的发展前景是美好的。

参考文献

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第9篇：高分子材料与工程的优势范文

摘要：

实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节，《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径：通过开展多层次的教学内容，引入综合型、设计型和趣味型实验，结合现代教育技术，灵活应用互动式教学模式，引导学生对高分子科学的科研兴趣，发挥学生的主观能动性，并树立严谨的科学态度，培养其独立的思辨能力和创新能力。

关键词：

高分子化学实验；教学改革；创新能力

高分子化学是高分子学科的重要领域之一，是以实验为基础的自然学科［1，2］。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节，是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践，从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力［3～6］。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年，课程中开设了一系列具有代表性的实验，但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题，譬如，实验教学体系还不够系统，实验课内容中的验证型实验较多，难以提高学生的思辨能力和创新能力，教学方法和手段还不够多样化，不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量，培养具有创新意识和创造能力的复合型人才，推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设，对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识，掌握基本实验技能，还应提高其自身软实力，通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣，发挥其主观能动性形成创新思维，同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系，应始终贯彻以学生为本的教学理念，从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。

1教学内容层次化：合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验

传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主，实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等，教师在课前进行讲解，课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验，并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前，《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练，但是因为实验结果是明确的，实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限［7，8］。为提高学生的工程素养和创新能力，应以充分调动学生主观能动性为突破口，调整高分子化学实验课的内容，引入设计型、综合型、趣味型实验项目，使教学内容更加层次化、系统化。

（1）设计型实验的实施过程中，教师预先给定学生实验设计要求，学生据此查阅相关文献和资料，自主设计实验方案并独立完成实验，通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素，由此让学生得到科学的思维训练。例如，苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验，预先给定实验条件，让学生“照方抓药”地进行实验，也可以作为设计型实验开展，不设定实验条件，只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子，让学生从配方（包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等）、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案，最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题，进行“调研设计实验分析总结”的训练过程，通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性，大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子，图1（a）显示颗粒直径在1．5mm～4mm之间，若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子，如图1（b）所示。

（2）综合型实验的内容和过程较为复杂，涵盖了不同的知识点，开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力，并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如，以苯乙烯悬浮聚合为核心内容，可以从产品设计的角度出发，采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容，可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用，如交联聚苯乙烯粒子（聚苯乙烯离子交换树脂骨架）的制备与性能的研究，可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度，该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂／单体摩尔比对产物的交联密度有影响，粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度，学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为核心内容，经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容，该综合实验具有很好的系统性和延续性，既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力，具有重要的教学实践意义。

（3）兴趣是最好的教师，采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目，做到趣味性与知识性、实用性结合，寓教于乐激发学生们的兴趣，可以显著提高教学成效。例如，在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（有机玻璃的制备）实验，学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠，将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观，还可以加入不同的着色剂，制备颜色各异的有机玻璃制品，实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”，学生们会自发对反应条件进行优化，密切观察实验现象，防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中，有部分学生很急切地盼望看到“作品”，在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多，实验课都是分批次进行的，通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分，制备出更多美观和特别的“作品”，这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣，融入了更多的设计理念，有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。

2教学方式多样化：应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术

高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式，学生需要在有限的学时内掌握实验要领，这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术，普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式，提高学生们的学习兴趣与学习效率，强化教学效果。

（1）视频教学：相对于文字讲义、口头讲解的方式，视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识，预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法，提高实验成功率，增加教学质量。譬如，根据高分子化学实验教学大纲，可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像，向学生演示基本实验流程，突出实验操作中的要点、难点、注意事项等，让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是，教学视频虽然能再现实验过程，但不能替代学生亲自动手操作的环节，所谓“会看不一定会做”，只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。

（2）虚拟化教学：对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目（如原子转移自由基聚合）或具有一定危险性的实验项目（如高温、高压聚合等）可以应用虚拟化教学方式，通过模拟仿真实验过程，演示实验现象，穿插操作要点和注意事项等，让学生开拓眼界，学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种，因为具有巨大的应用前景而受到广发关注，引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此，在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜／胺络合物作为催化组分，由于聚合所采用的催化剂量很少，即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性，导致聚合难以进行。因而，除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先，聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧，加料和取样时也应避免引入空气，这对学生们的操作技术要求很高，相对于普通自由基聚合，该聚合方法的成功率大大降低，实践教学效果难以收到理想效果。其次，通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用，并且该除氧柱中的填料事先必须活化（用H2或CO还原），该活化过程危险性极高，存在潜在的安全隐患，因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验，则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应（包括引发、增长、终止）、取样和干燥称量等步骤，可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外，聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化，因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。

（3）实验教学网站：建设专门的实验教学网站，上传课件、讲义和教学视频，方便学生有效利用课余时间进行预习，有助于提高学习效率。此外，还可以通过网站开辟答疑专区，促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流，营造良好的学习气氛，互相促进和互相提高。总之，一切教学方式都应以提高学生自主学习效率，激发学生学习兴趣，提高教学效果为宗旨。

3教学模式人性化：灵活应用互动式教学

传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式，无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求，而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流，是适应当代教学需求的一种教学模式。例如，在实验课堂中，授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后，教师可组织学生们进行归纳和总结，分析各个实验成功和失败的原因，让他们对实验现象和结果分析得更为透彻，提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体，学生发言可以帮助自己整理思路，强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问，想通过再一次的实践验证自己推断的情况，授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等，有效组织二次课堂的方式，用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。

4小结

高分子化学实验教学改革是一项系统工程，应始终以学生为本，从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行，改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识，提高实验技能之外，更要发挥学生的主观能动性，引导其产生科研兴趣，树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标，不断修正或改变教学方法，为培养高层次的创新人才不断努力。

参考文献：

［1］潘祖仁．高分子化学（第五版）．北京：化学工业出版社，2011．

［2］何卫东，高分子化学实验，中国科学技术大学出版社，2003．

［3］庄启昕，承建军，韩哲文．化工高等教育，2005，（4）：69～70，83．

［4］殷勤俭，周歌，何波兵，陈弦，陈民助，江波．高分子通报，2007，（7）：65～68．

［5］程捷，罗云杰，闫红强．高分子通报，2012，（1）：117～119．

［6］王小丹，潘育方，刘宁，李田．化工高等教育，2013，30（5）：65～67．

［7］王丽梅．实验技术与管理，2014，31（1）：19～21．