高分子材料的实际应用精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的实际应用范文

[关键词]应用型本科院校 高分子材料成型加工实验 实践教学研究

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）22-0091-02

本文结合地方性应用型本科院校江苏常熟理工学院在高分子材料成型加工实验课程的教学实践和探索，对应用型院校工科实验的教学模式进行了研究，总结了应用型地方本科院校在高分子材料成型加工实验课程教学方面积累的经验和不足。

一、当前高分子材料成型加工实验教学中存在的问题

（一）实验教学处于从属地位，教育观念和实验内容陈旧落后，管理考核体制不完善，对实验系列教师考核标准不公

领导和任课教师普遍对实验课不重视，实验课教师在职称晋升、待遇上都处于相对弱势，由此导致了很多专职实验技术人员及管理人员缺乏进取心和工作责任感；还有些学校把实验教学依附于理论课的教学，实验成绩与理论成绩的综合即为该门课程的总成绩，实验成绩占总成绩的比重一般不会超过20%，导致了师生都不重视实验教学。

（二）实验教学缺乏系统性和科学性，更谈不上先进性和与时俱进性

具体教学内容上，验证性实验占了绝大多数，传统、经典的实验内容较多，体现现代高分子科学新手段的内容较少；单个、小型、离散的实验项目较多；注重承上启下的连贯性、综合性、复杂性，尤其是工程系统性的实验项目较少；能够培养学生创新能力的设计性、应用性实验项目更少。

（三）教学模式落后，实验方法具有极大的被动性

高分子材料成型加工实验课的教学模式基本上是学生依葫芦画瓢，无论是双棍开炼机塑炼实验、密炼机塑炼实验、双螺杆挤出造粒实验、热塑性塑料测试样品注射实验还是拉伸实验、冲击强度试验，都主要是讲述各自的实验原理、设备原理、具体工艺参数的设定；再由教师操作演示，指导学生操作机器。学生实验时只是按照实验指导书上规定的内容，按部就班被动地进行，缺乏主动性，更谈不上组织实验和解决实验中出现的问题。

（四）高校教学模式和培养人才的定位越来越同质化

导致目前工程人才培养上出现专业结构失衡、层次类型过于集中、就业率不高等现象的主要原因之一就是不少高校在工程人才培养上普遍的同质化。无论是研究型的国家重点高校、教学研究型的省部属重点院校，还是普通的本科教学型的地方性应用型院校，在教学模式和培养人才定位上都趋向于一致。同一专业各层次院校的培养方案基本上没本质区别，甚至有些教学型应用性院校片面追求考研升学率，还特地选用重点大学的理科教材。

二、高分子材料成型加工实验课的改革及探索

常熟理工学院近几年对高分子材料成型加工实验课程的建设进行了大力改革和探索。

（一）转变实验教学观念，改革实验教材，适应教改新形势

首先从教学管理和制度上进行改革。提高相应实验人员的待遇，在职称晋升和培训进修政策上适当向实验教师倾斜。对实验教材进行改革，按照培养应用型一线工程技术人才的要求，在加强学生专业基本概念、基本理论、基本方法、基本技能培养的前提下，增加应用性、综合性、设计性、创新性实验的比例。理论联系实际，丰富实验内容，根据学校所处的苏南地区的产业特点和人才需求以及任课教师的横向科研课题，在实验讲义中适当增加一些综合性研究型经过精炼的特色实验项目供学生选用，例如车用环保绿色聚丙烯专用料的开发，高级环保阻燃聚烯烃电缆料的开发等。

（二）重组实验体系，提高实验教学的系统性和科学性，建立大工程的概念

注重承上启下的连贯性、综合性、复杂性、先进性，尤其是工程系统性。把高分子材料的成型加工、测试样品制备及性能测试三个部分的实验项目统一为不可分割的有机体。从原材料的选取到加工成型、性能测试做到针对一个具体的典型实用性产品进行实验，如聚丙烯的增韧合金的制备。从合金的加工制备到样品制备，性能测试，各个环节承上启下，相互联系。

（三）与理论课紧密结合，相互统一，加强实验室软硬件建设，改进教学方法

高分子材料加工实验课是重要的专业必修实践课。实验课要与理论课教学紧密结合，不要相互割裂。要充分认识到实验课对于应用性本科院校的重要性。拨付必要经费把高分子材料成型加工实验室建设完善。在经费条件允许的情况下，投资建设一个高分子材料成型加工中心以满足校内教学需要。

一些重要的实验项目，例如热塑性塑料双螺杆挤出造粒实验，在教学过程中，不仅仅由教师设置好正确合理的实验工艺参数进行实验，还要尽量通过适当地改变工艺参数，给学生现场演示一下，喂料转速过快、螺杆转速过快及机头温度设置过低等会引起螺杆电流过载、熔压超限、双螺杆挤出机报警停机等后果，从而让学生直观现场地了解掌握双螺杆挤出机的操作规程和注意事项，使学生印象深刻。

（四）实验考核方式的改进

传统的实验考核成绩一般由四部分按比例构成：实验预习报告成绩、平时实验操作成绩、实验报告成绩、期末实验考试成绩。一般期末考试成绩占比重较小。常熟理工学院大幅度提高了高分子材料实验考核成绩占总成绩的比重，使其占总成绩的60%左右。这样就要设计合理的考试考核方式。

借鉴一些学校在高分子材料设计性、研究性、应用性大实验中的探索经验，把实验期末考试和以前单独开设的高分子材料成型加工设计课程结合起来，既兼顾了高分子材料成型加工设计的课程内容，节约了学时，解决了实践性学时有限的突出矛盾，又对学生的实验成绩进行了测试评定，一举两得。学生按照个人意愿自愿组成一个规定人数的小组，实施一个设计性、综合性、应用性的大实验。要求提交完整的实验报告，包括文献综述、实验部分、实验结果和参考文献等。实践表明，该种考核方式既考核了学生的学习效果，又进一步提高了学生分析问题和解决问题的能力，拓宽了学生的学习视野和空间，加强了学生团队协作精神。

（五）加强实验师资队伍建设，重视“双师型”师资的培养

在新形势下努力培养一支具有丰富实践经验的“双师型”师资队伍，这是培养应用型人才的重要前提。教师不仅要传授相关学科的理论基础知识，还要能够胜任引导学生熟悉生产岗位操作、相关设备的性能、使用领域等。“双师型”师资队伍的建设，一靠从工程领域引进具有相应学历的经验丰富的生产科研专家；二靠大力进行已有师资队伍的培训，从学校制度层面上保障青年骨干教师到一线生产企业锻炼的机会，让教师到相关企业服务的同时，不断丰富自己的工程实践经验，从而有利于更好地从事教学和科研工作。

三、结语

高分子材料成型加工实验课是一门综合性与实践性很强的专业技术课程，依据应用性本科院校的培养目标、教学定位，常熟理工学院在实验课教学改革中收到了较好的效果，增强了学生的实践动手能力，培养了学生理论联系实际的科学作风，提升了学生对本专业知识的学习兴趣和在实验中的主动性及创造性，加深了对所学理论知识的理解和掌握，提高了分析问题及解决问题的能力。但在实验教学中仍然存在一些不足，例如人多机少，设备台套数不够，有些加工测试设备仍然缺乏等问题。希望以后能进一步加大实验教学的改革和实验经费的投入，在应用型本科院校的实验教学上继续探索和提高，不断满足社会对高素质的应用型一线技术工程师日益增长的需求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭福全，胡治元，余东升，等.高分子材料专业综合性、设计性实验教学探索[J].陕西教育，2007，（12）.

[2] 张德震，潘肇琦，唐颂超，等.拓宽学习空间、培养创新能力[J].华东理工大学教育研究，2000，（2）.

[3] 林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，（2）.

第2篇：高分子材料的实际应用范文

随着高分子科学与技术的不断发展，不论是基础研究还是实际应用需求，都要求高分子化合物在微观上具有较均一的结构。因此，高分子的精密控制聚合和其精细合成化学发展很快。会上，可控自由基聚合和树状高分子的合成占了很大篇幅。就生物医用高分子而言，内醋和交醋的活性开环聚合及其聚合产物的修饰仍有大量研究报道，包括新开环聚合催化剂、多组分聚合体系、分子量控制等。多糖类高分子的合成又有新进展，以2一甲基一(6一O一对甲苯磺酞基一1，2-二脱氧一a一D一毗喃葡糖)一【2，1一d]一2恶哇琳为单体，在10一樟脑磺酸催化下可聚合生成支化的氨基多糖，数均高分子量达到6300;由经丙基。环糊精与PEG形成的超分子聚合物，经L氨基酸封端后进一步在环糊精单元上负载药物，形成了奇特的药物控制释放体系。NCA方法合成聚氨基酸过去只能在无水体系中进行，而以高HLB值的非离子表面活性剂为乳化剂，可实现y一节基一L一谷氨酸一N一碳酸配的悬浮聚合，得到均匀的聚氨基酸微球。

2生物医用高分子材料的表面修饰

生物医用材料一旦植人体内，就会遇到生物相容性间题，即生命体系与材料界面之间在分子水平和细胞水平上的相互作用。生命体系为含水体系，然而具有良好加工性能和力学性能的高分子材料往往具有较强的疏水性。因此，当这些材料与机体组织接触时，会产生较高的界面能。为了使材料的表面能降低，可采用等离子体辐射、电子束辐射、激光紫外辐射等技术处理高分子材料表面，从而在材料表面引人OH，COOH和CHO等极性基团，以降低材料表面水接触角，提高亲水性，使之更适用于医用目的(抗凝血材料、眼科材料和软组织接触材料等)。值得特别注意的是，会上多次报道了P认和PLAGA的表面处理，以改善其表面亲水性和细胞相容性，来满足组织工程的客观需要。

3合成高分子一生物高分子杂化材料

合成高分子和生物高分子的杂化主要是通过化学方法进行的，包括缀合、接枝聚合和生物高分子在材料表面的固定化。合成杂化材料的目的，一方面是为了通过杂化克服医用生物大分子的某些缺点(如稳定性、免疫原性等)或改变生物大分子的特性(如酶的催化选择性、DNA药物的细胞亲和性等);另一方面是为了通过生物大分子在材料表面的固定化，改善生物医用高分子材料的生物相容性。对于表面惰性材料，其表面固定化生物大分子，可在材料表面经物理修饰活化之后进行。如果材料本身含有反应性基团，则可以直接通过化学反应固定生物大分子。在材料表面固定化肝素，可改善材料表面的抗凝血性能，用作血液接触材料。在材料表面固定化Fibronectin及其短肤(GRGDS)、胶原样肤等，可以改善细胞在材料表面的附着性能，用作组织工程的支架材料。

第3篇：高分子材料的实际应用范文

关键词： 聚合物材料 成型加工 教学改革 课程建设

聚合物的成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料、新产品的重要手段，是高分子学科的重要组成部分，已形成独特的理论体系和技术方法[1]。因此，聚合物成型加工课程与高分子化学和高分子物理课程一起，成为高分子材料专业学生最重要的专业基础课程。为使学生以大工程的整体观来了解和掌握聚合物的成型加工，这门课程将涉及诸多内容，包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂的分类和作用、配方设计方法、聚合物流变学、成型加工设备、成型工艺条件及控制等。如何使学生通过本课程的学习，具备高分子材料科学的专业知识和专业素养；培养学生解决实际问题和创新科研的能力，为以后从事高分子材料制品的研发、设计和生产工作奠定坚实的理论与实践基础，一直是广大高分子专业教师在教学过程中关注的重点[2]。这需要我们在多方面进行改革。

1.课堂教学改革

1.1明确培养目标，强化理论基础。

江苏大学高分子材料与工程专业成立于2002年，最初聚合物成型加工课程主要围绕塑料和橡胶的主要品种及其制品的生产原料、成型工艺、加工方法、材料、性能和产品质量控制等内容开展教学。我们在总结前几届毕业生从事工作的实际情况和企业对本专业毕业生在知识结构、能力要求的基础上，于2012年再次修订了本科生培养计划。本科院校需要培养既有一定理论基础，又具备较强实践能力的高素质应用型人才，这与高职类院校主要培养服务于生产一线的操作型、技能型人才不同。具体到聚合物成型加工这门与实践联系紧密的课程，在教学过程中，仍然要重视对基础理论知识的讲解，让学生不仅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化学及聚合物流变学等聚合物成型加工的基础理论外，成型加工技术本身也存在系统的原理知识，不容忽视。教师在课程教学中应注意结合本学科前沿研究领域和最新研究动态、介绍重点科技成果，丰富和活化教学内容，使教学跟上时代的步伐，让学生能够掌握更多、更新的专业知识。

1.2围绕课程主线，精心组织教学内容。

在成型加工课程学习中，学生需要系统学习和掌握聚合物的加工流变性能、聚合物加工过程中的物理化学变化、助剂的作用及配方设计原理、各种物料的混合和分散机理，以及成型加工的设备和工艺等。与其他课程相比，聚合物成型加工的课程内容较为庞杂而分散，理论知识的半经验性较强，这给课堂教学带来了一定的困难。因此，抓住课程内容的主线，突出理论重点就显得尤为重要。

根据聚合物成型加工涉及的主体内容，本课程主要围绕“高分子材料—成型加工—制品性能”这条主线来组织教学内容。教学过程中，要着重讲明高分子材料的成型加工不是简单的工艺操作，高分子材料、成型加工、制品性能这三方面是相互关联的，制品的性能取决于高分子材料和成型加工方法及工艺的选择，而制品的性能又反过来指导聚合物的改性、应用及加工，优化成型工艺。因此，如何抓住教学主线，让学生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互关系，使学生融会贯通、举一反三，是这门课程教学的重点。

在教学过程中，始终围绕教学主线，从高分子材料的结构与性能和材料的加工原理出发，以成型加工的工程观点为着眼点，剖析各种高分子材料成型加工的共性和区别，这样可以使原本较为分散的理论知识相对集中并系统化，让学生更为清楚地了解和掌握抽象概念和半经验理论所反映的实质问题。比如在讲解聚合物材料的压制成型时，分别介绍了适用的热固性塑料、橡胶及复合材料的特性及成型工艺性能，不同加工方法和成型工艺条件生产制品的特点及控制条件，并通过具体的例子说明了成型加工工艺与制品性能的相互关系。这样的讲解生动地体现了“高分子材料—成型加工—制品性能”这条高分子材料成型加工的主线，使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂，通过理论结合实际，强化了学生的专业知识，教学效果良好。

1.3结合课程特征，采取灵活教学方法。

聚合物材料制品的性能既与聚合物本身的性质有关，同时又在很大程度上受到成型加工过程的影响。这其中不但涉及很多高分子化学和物理的理论问题，而且与生产实际密切相关。因此，本课程是一门理论性和实际性都很强的课程，如何在教学过程中将基础理论和生产实际结合起来，用理论知识来解释具体生产中遇到的实际问题，或以实验和实际生产中的具体例子来说明基础理论，使学生在学习过程中掌握专业知识，是本课程教学的核心问题。

因此，我们根据聚合物成型加工课程具有很强的综合性和实践性的特点，借助于江苏大学目前多数教室都安装了多媒体教学设备的优势，将图像、声音、动画和视频等各种多媒体信息引入到教学过程中，利用工厂和车间的场景图像、成型设备的实物照片、加工工艺过程的动画仿真模拟等信息对授课内容进行补充和深化。这样不但可以丰富课堂内容，增加信息量，而且可以大大加深学生对基础知识的理解和印象，使学生对成型加工原理和工艺获得理性和感性的双重认识，从而提高教学效率。

为进一步将课堂教学与实际生产结合起来，在教学中紧密贴近工厂实际，江苏大学高分子材料与工程专业专门安排了两门为期各两周的课程设计，即高分子材料生产工艺设计和聚合物反应工程及设备设计。让学生在专业教师的指导下，针对具体的通用或特种高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，设计出相关聚合物材料及其产品项目内容，包括原料品种、型号选择、工艺流程及设备确定、产品质量检测，以及厂房布局和规模，等等。通过课程设计，可以有效地让学生系统地掌握所学知识，并获得一定的灵活应用的能力，为后期的毕业设计乃至毕业后走上工作岗位打下基础。

2.实验实践教学改革

前面已经谈到，聚合物材料成型加工是一门实践性很强的专业课程，仅凭课堂教学是难以真正实现教学目标的，并且容易使学生学习时感觉枯燥，实际工作时不能学以致用。因此，这门课程的实验是不可缺少的。只有让学生在实验室和工厂中实地了解和直观认识成型设备、工艺控制和生产线管理，对聚合物成型加工的整个工艺流程进行整体和全面的认知，他们才有可能创造性地利用学习的理论知识来真正解决生产中遇到的具体问题[3]。

目前江苏大学高分子材料与工程专业建有约200m2的专业实验室，购置有注塑机、挤出成型机、高速混合机、平板硫化仪等成型加工设备，以及拉伸实验机、冲击实验仪、硬度仪、紫外老化仪、高低温实验箱等各种材料及制品性能检测仪器。利用这些仪器设备，我们围绕课程主线，将聚合物材料的制备、成型加工、结构表征及性能测试等方面有机地联系起来，开设了一系列的综合性实验。比如，在聚合物的注射模塑成型实验中，要求学生从原料的选择开始，分析原料的结构和性能特点，有针对性地设定成型加工工艺参数，并在注塑成型得到制品后，对其熔点、熔融指数、热变形温度及力学性能等进行表征和测试。通过对这些聚合物原料—成型加工工艺—制品性能数据之间关系的分析与总结，使学生形成科学研究的思路，掌握解决实际问题的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很强的工程应用性，需要学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标，仅靠课堂的学习和实验室实验是不够的，还应该让学生到工厂、车间参观实践，实地了解成型设备、工艺控制及生产线管理等，使学生对工业化生产有具体、直观的感受。

针对这样的问题和现状，本专业积极与周边高分子材料企业加强联系和交流，目前已建成近10个实习实践基地，涉及聚合物成型加工领域的各个方面，包括模压发泡成型、压延成型、注射成型、挤出成型等。通过与这些企业的合作，学生可以现场实地对各种成型加工涉及的原料准备和处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受。在此基础上，组织学生针对成型过程中的某一感兴趣的内容，或参观实践中发现的具体问题进行资料查阅和文献调研，对涉及该内容和问题的基本原理和基础知识进行更深入的学习，在此基础上提出解决问题的思路和方案并验证。这样就使学生真正将基础理论与实际应用结合起来，掌握科研的方法，培养科学的思维，成为真正有创造力的人才。

参考文献：

[1]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中国轻工业出版社，2006.

[2]李宝铭，张星，郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程丝，王新波.高分子材料专业聚合物加工实验的改进与探索，高校实验室工作研究，2009，2：50-51.

第4篇：高分子材料的实际应用范文

关键词：塑料制品；配方设计；理论；实践；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）27-0063-02

从事高分子材料专业学习的学生知道，“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化学”，共同构成了高分子材料专业的三大主干基础课程。而“塑料材料与配方设计”是高分子材料与工程专业成型加工分支下一门重要的专业课程，对合成树脂及塑料助剂的深入了解，正确的选用塑料原料和塑料助剂，合理的进行配方设计，在塑料成型加工过程中至关重要，也是获得品质优良塑料制品的技术保障。然而，“塑料材料与配方设计”在课程教学环节中，只是片面的理论介绍涉及某一材料的某一性能，大部分同学觉得课堂内容比较单一，理论性过多，实践性较少。鉴于以上不足，为了培养和提高学生理论联系实践的能力，适应目前社会对高分子人才的实际需求，力求学生能在较短的时间内掌握该课程的教学内容，特别是课程理论与实践教学有效的结合学习，改变传统的教学模式，本文从以下几个方面的教学改革进行了有效的探索。

一、围绕人才培养目标，夯实课程建设的教学改革探索

立足贵阳学院的人才培养目标――“突出实用、服务本地”，紧扣《贵州省新材料产业“十二五”发展规划》中涉及的高分子材料人才培养方向领域，我校根据具体情况和要求，对专业人才培养方案进行了认真地讨论，不断完善课程的教学大纲与基本要求，力求符合实际的需求。材料科学与工程本科生的课程和教学大纲应主要集中在材料科学与工程的四个基本要素――合成和加工、结构、性质、使用性能及其相互关系[1]。“塑料材料与配方设计”课程以每种塑料材料的合成、结构与性能关系、加工性能、应用性能、成型方法、改性以及最新的发展状况等角度，完整地将通用热塑性塑料、工程塑料、热固性塑料展现在每位高分子专业学生面前，从而使学生可以完整、全面地了解每种塑料材料以及各种助剂的功效、添加量、作用机理和最新发展状况。目的是使学生掌握高分子材料加工助剂的概况、合成、作用机理及其应用，重点掌握塑料增塑剂、抗氧剂、热稳定剂和阻燃剂的结构特点和作用机理，了解其结构与性能之间的关系，熟悉塑料制品实际应用配方设计。力求紧扣工程应用型人才培养的目标和工程实际，从应用型本科生学习的实际出发，重视理论与工程实际的结合，突出应用性较强的内容，有利于工程应用。通过该课程的学习，再配以一定的配方设计方法的讲授，为培养高素质应用型人才，提高学生综合素质打下坚实基础。

二、完善教学内容的教学改革探索

1.教学内容与专业特色相结合。“塑料材料与配方设计”是我校高分子材料专业一门重要的专业课，根据在以往的教学过程中的观察与经验，教学多采用传统模式，课程具有与物理化学联系密切、抽象概念多等特点，大多数学生觉得课堂内容难以理解，不感兴趣，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。该门课程的授课对象是大学三年级的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用创新教学理念、联系科学研究和提高解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者思考并认真对待的问题。如何围绕塑料制品的化学组成、结构及聚合方式、添加剂及其配比以及成型加工工艺、工艺条件及其控制、成型设备等知识内容对学生开展有效教学是一个重中之重。教学内容必须与专业特色有效结合，在向学生传授课程理论基础知识的同时，又要围绕当前贵州省高分子材料人才培养领域涉及的塑料成型加工新技术、新发展方向进行有效的结合介绍。遵循高分子材料的成型加工基本原理，着重对新的成型加工工艺进行研究，尤其是通用塑料与工程塑料的成型加工区别。在日常教学过程中，将高分子材料基础理论与实际日常生活中常见塑料制品的例子相结合，开展与学生的分析和讨论，启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。例如：在介绍五大通用塑料制品尤其是PVC制品生产时，介绍了生产PVC软硬制品过程中各类助剂的选择及添加量控制，合理的配方设计，不同的成型加工方法，以及不同成型工艺生产的制品具有不同的特殊性能，应用的不同的场合，让学生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之间的关系。

2.教学内容与科研实践相结合。“塑料材料与配方设计”课程教学内容应与教师科研实践有效结合，使两者达到互助互促的作用，以科研促进教学发展，将教师科研工作有效融入到教学实验中，体现教学与科研的互动，提高学生分析问题、解决问题、实验操作和使用计算机软件的能力。例如：塑料制品的增韧途径有多种方法，可将教师科研课题与相关课程知识相结合来进行教学，如聚合物纳米复合材料对塑料增韧的影响，尤其是近年来较热门的稀土偶联剂的研究，在增加粒子与基体树脂结合力的同时，兼顾一定的内作用等，可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强对知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。

三、丰富教学方法的教学改革探索

1.传统与先进多媒体辅助、计算机技术运用等教学手段相结合。传统的教学手段――板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应当前的教学要求，而多媒体辅助――PPT教学使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的图文并茂形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握[3]。比如通过多媒体电子课件辅助教学，对于高分子塑料制品成型加工过程中塑料助剂的作用机理的演示以及挤出成型、注射成型等成型加工过程的演示，更加直观和生动，利于学生对理论知识的进一步掌握。塑料配方设计是指确定配方中各种助剂加入量的方法。一个塑料配方中往往包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、剂、填充剂、阻燃剂等多种添加剂。多种助剂的合理搭配，通过利于计算机技术（word、cad）来对配方设计进行科学地设计，有效地减少了实验次数，节省实验时间，使配方设计更加准确、快速，达到事半功倍的效果。

2.教师理论实践指导与学生自主学习相结合。在理论教学中，我们知道塑料配方设计的方法有两种：一种是单因素变量配方设计法；一种是多因素变量配方设计法。在课程理论教学过程中，尤其是正交设计法介绍环节，我们在教学中采用重点难点教师讲授、学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果，让学生了解正交设计法的使用特点，掌握多因素变量的实验方法，优化出最佳配方。学生具有较强的学习兴趣和能力，通过教师理论指导与学生自主学习相结合，我们将学生能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。在实践教学中，秉承贵州省的绿色发展观念，保护自然生态环境，走节能减排可持续发展之路，在塑料制品成型加工及废旧塑料回收及再生利用中，始终贯彻绿色生态理念，对日常生活废弃塑料，譬如食品包装、各类饮料瓶、储存容器及薄膜等塑料制品，有意识地进行分选挑捡，改性再生利用，将实验课程内容涉及到的包括塑料的混炼，塑料的双螺杆挤出成型、注射成型等各种加工方法工艺，通过相容性混炼技术来进行废旧塑料的再生利用。比如：回收的PP耐应力开裂性能较差且低温脆性较大，可选择回收HDPE及LLDPE制备再生共混物，也可以回收农膜与PP制备合金，利用适当设备经过混炼实施。这既增加了学生的实践操作能力，又培养了绿色环保创新意识。同时，成立课外实践兴趣小组，让学生充分调动主观能动性，开展探讨思考，与教师共同讨论分析，提出解决思路，找出解决问题办法，提高学习兴趣和逐步培养科研创新能力。

3.企事业工厂参观学习。本专业目前与贵州省材料产业技术研究院、龙里蓝图新材料公司等企事业单位建立了良好合作关系，建立了实习基地。通过与这些合作企业的协作，学生可以现场实地对各种成型加工所涉及的原料处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受，让学生们了解橡胶和塑料加工过程使用的原材料、工艺方法及工艺流程以及生产过程中所使用的仪器和设备。将知识与生产进一步联系和认识，毋庸置疑对学生有了很大的帮助。比如：参观塑钢门窗加工工厂时，讲解员详细地向学生介绍了加工车间的工作情况及以聚氯乙烯树脂为基本原料进行成型工艺的加工流程。通过参观，每一个学生都受益匪浅，知道了PVC，这也为我们以后专业方向的选择和学习打下了良好的基础。

随着市场对塑料制品需求的不断扩大以及塑料工业的高速发展，培养出高素质应用型人才，使其具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力，成为当务之急。本课程通过几个方面的课程理论与实践教学改革，极大地调动了学生的学习兴趣，提高了学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，在培养学生的积极自主学习能力、配方设计能力、实践能力等方面都取得了良好的效果。

参考文献：

第5篇：高分子材料的实际应用范文

[关键词]应用型 地方性 高分子材料与工程 专业认证

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）06-0129-03

在教育部与财政部颁布的《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中，把“专业结构调整与专业认证”摆在了六项建设内容之首，专业认证已被提到我国高教建设事业的议事日程。当前，在我国整个高教评估体系中，专业认证仍是一个相当薄弱的环节，虽有起步，但仍处于初级探索和借鉴经验的阶段。因此，高校提高教育质量，保证专业教育的高水准，接受来自社会、政府、学生家长和企业的质量监督，已经成为必然趋势，专业认证的促进功能日渐凸显。

一、地方应用型本科院校的专业认证是内涵发展的需要

近年来，地方应用型本科院校开始关注和研究应用型人才的培养，尝试借鉴国内外应用型大学的成功培养模式，但总体感觉无论是在理论认识上还是在实践教学方面都比较模糊。21世纪以来，全国有相当数量的由专科升格到本科的普通高校先后组建，且多数分布在省会以外的城市和地区，以省级政府管理为主的高校（如安徽省在二本和三本院校中，有超过一半的学校都是新建本科，且发展模式多为应用型），这些新建高校就具有明显的地方性，其办学的主要使命就是为地方和行业发展服务。然而，受长期专科教育延续下来的人才教育观等影响，其办学层次虽上了一个新台阶，但在人才培养定位上，如何根据自身实际情况做好科学定位，培养符合经济社会发展需要的人才，实现办学质量快速发展，就成为地方应用型本科院校必须研究探索的新课题和我国现阶段应用型高等教育需要研究的方向。在现阶段，把好高等学校专业教育的质量关已成为社会、教育行政部门和各高等学校共同关注的焦点。由于专业认证能够把准高等教育发展的脉搏，保证专业教育的质量，进而促进整体教育水平的提高，因此，搞好专业认证工作对于高校专业建设和高校整体办学水平的提高有着十分重大的意义。高等教育专业认证是高校专业教育的质量保障。

作为地方应用型本科院校，在其高分子材料与工程专业的认证标准制订上，主要是从学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件七个方面摸清和总结高分子材料与工程专业的具体实际和自身特色，并制订认证标准。

二、认证体系的构建

（一）学生与培养目标

在认证体系中的学生方面，分为吸引优秀生源措施和学校对吸引优秀生源的支持两方面，学生指导依据学生综合素质指导和专业教育指导两个层次，学生与培养目标评价从学习表现评估、考试成绩与毕业要求的一致性、学生达到培养目标要求的评价方式三个方面着手。在该专业认证标准中培养目标认证内涵上，确定专业社会需求与学科支撑从专业社会需求状况和专业学科支撑两方面进行认证，专业性质与所在学校办学定位的关系需先着力于学校办学定位，然后分析专业与学校办学定位关系。专业培养目标描述从培养目标与要求总体描述、主要就业领域与竞争优势、毕业生事业发展预期三个方面进行分析认证。培养目标衡量与评估从培养目标实现的衡量与培养目标实现的评估两个角度来分析认证。保证学生的专业理论与专业（应用）技能的实际水平达到培养目标的要求，并具备从事本专业相关工作的较强能力。

（二）毕业要求与持续改进

该专业毕业生要求和认证标准覆盖关系依托课程体系的设置来进行分析认证。

诚然，教学制度主要考量教学管理中的培养计划制订方式，过程控制与反馈机制从教学过程质量控制、培养目标实现评估机制，毕业生出口评估机制，课程目标达成状况评价机制，学生对课程和学习状况的反馈四个方面分析认证，根据反馈来实现持续改进，不断完善的目的。

（三）课程体系与师资队伍

落实高分子材料与工程专业的专业培养目标，主要是通过课程设置与结构合理的师资来实现。具体将学分定义、学分的获得、学分分布融入课程设置，通过课程设置学分比例与该专业人才培养方案的对比来进行分析认证，培养计划主要考量培养计划修改规范过程、必修课程的先修关系、本专业分学期培养计划、课程计划与毕业要求对应关系几个方面的情况，实践环节侧重于实验课程、现场实习、课程设计，毕业设计（论文）从毕业设计（论文）工作流程、毕业设计（论文）具体任务与时间节点、毕业设计（论文）分类和评分标准、每类设计的数量和比例、分段成绩比例、毕业设计（论文）清单、结合工程实际情况的毕业设计（论文）、在企业完成的毕业设计（论文）等方面进行分析统计。目前，该专业建设有《高分子材料与工程专业质量标准》，能够正确反映培养目标定位和本科专业教学工作规律;广大教师按既定标准自觉规范教学工作行为，效果较好。当然，这个执行过程中是离不开教师的，因此就会有工作量等产生，教师工作量计算需要对教师工作量和教学鼓励两个方面协同性进行统计与分析，教师教学质量评价方法需要涵盖高分子材料与工程专业的教学质量评价体系。

（四）支持条件

教学设施需要从学校现有工科专业的基础教学实验中心（室）、工程训练中心、专业实验室、教室、教学设施的信息化等方面进行统计分析，图书资源状况考量高分子材料与工程专业的专业图书馆网络资源利用情况以及网络资源和课程教学，教师发展主要从教师队伍发展规划、学校对该专业引进优秀教师的支持措施、新进教师培训与考察过程三个方面来分析，既需要学校大环境的依托，同时也要适应该专业发展的特点，尤其对于地方应用型本科院校的高分子材料与工程专业而言，双师型师资队伍建设更为重要。

三、认证标准的实践

（一）学生与培养目标

池州学院高分子材料与工程专业2011年招收112人，2012年招生107人，2013年招生113人，三年来报到率均在90%以上，结合池州学院所在的区位以及人才培养面向，高分子材料与工程确立了专业素质、道德修养、专业能力的培养目标，要求该专业毕业生具备在高分子材料合成、改性和加工成型等领域从事技术研发、工艺设计、设备选型、生产经营的能力或继续深造的潜力，学生对专业的认同度比例较高，同时，培养目标吻合综合素质与专业教育两个方面。

（二）从业实践与课程体系设置

2014届毕业生就业率为99%，走访部分毕业生用人单位，反映良好，2014届毕业生共有30多人考取了南京大学、合肥工业大学等学校的化学或材料类的研究生，考研录取率23.66%。学生的创新精神与实践能力强，已立项8个国家级大学生科学创新项目，发表省级及以上论文2篇。其成果的取得，得益于《高分子材料与工程专业质量标准》的制订和按照标准来搭建课程体系。课程体系设置主要有：（1）课程建设标准与理念定位正确，课程设置着力于厚基础理论，重实际应用，博前沿知识，着重突出专业实践类课程和工程实践类课程;（2）建设模块化课程群，进一步优化课程设置，完善“公共基础课程、专业基础课程、专业课程、专长课程、文化素质课程、集中实践教育课程”六大模块构成的课程体系。进一步加强实践教学，重视实践教学模块，构建企业课程。在改革探索的基础上，已编写特色教材1部，建设1门省级精品课程，1门校级精品课程。（3）更新教学观念，实践教学方式立体化，更新教学观念，改进教学方式，发挥学生学习积极性，通过建设开放实验室，建立指导教师负责制的小组合作式的专业实验与设计教学体系，在培养学生实践能力的同时，提高学生团队意识与合作精神。

（三）师资队伍与支撑条件

1.建设结构合理的师资队伍

该专业现有的教师中具有高级职称的比例达到30%，硕、博士学位比例达到100%;专业带头人由高级职称教师担任，主讲教师均符合岗位资格，教授、副教授每年均为本科生授课，专业主干课程基本上由副教授（含）以上职称的教师担任主讲教师，教师队伍的整体素质基本满足专业人才培养需要，同时，要求教师取得专业职业资格和接受任职经历培养。

主讲教师的主讲课程与科研方向稳定，目前，承担在研的有4个省部级、国家级项目以及2个省级教研项目发表。

2.实验室与实践教学基地

高分子材料与工程专业拥有9个基础实验室，拥有价值250多万元的中大型仪器设备，完全满足了基础实验的教学;5个专业实验室保证了学生的专业实验教学;8个开放实验室保证了学生科技创新工作的顺利进行，丰富了学生的课外的科技活动，提高了学生的科技兴趣。拥有10家校外实践教学基地，能满足该专业学生的实践教学要求。

尽管国际高等教育质量认证是以机构评估为主，但是机构认证只有辅之以专业质量认证，才能够全面确保高等学校的质量改善。一些工程教育认证标准在一些综合实力雄厚的高校，其可行性和适用性强，有较强的学科优势支撑，得以较好地执行，如要在地方性和应用型上有所创新和体现，地方应用型本科院校的工科专业就需要有可靠的教学质量，就应有较强的、合理的、全面的教育教学质量保障体系，因此其开展工科专业的质量认证是势在必行。目前，从高分子材料与工程专业的认证实践来看，专业认证对地方应用型本科院校保证专业质量提升效果较为明显。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈益林，马修水，何小其.应用型大学工程教育专业认证体系的构建[J].扬州大学学报（高教研究版），2011（2）.

[2] 罗尧.对美国高等工程教育专业认证制度的分析和思考[J].长春工业大学学报（高教研究版），2010（1）.

[3] 李涛，刘灵芝.我国高等工程教育专业认证的现状分析及对策研究[J].大学教育，2012（6）.

[4] 杨林，杨其华.基于工程教育专业认证和卓越工程师培养计划的地方高校应用型人才培养模式的构建与实践[J].Proceedings of Conference on Creative Education，2012.

[5] 张晓卫，张华，仲荣慧.地方普通高校转型期学科发展策略探析[J].大学教育，2014（8）.

[6] 范爱华.我国高校专业认证实施策略研究[D].武汉：武汉理工大学，2007.

[收稿时间]2014-12-11

第6篇：高分子材料的实际应用范文

关键词：磷系阻燃剂；阻燃机理；种类；展望

1、引言

随着高分子材料科学与工程的发展，各种高分子复合材料正在逐步取代传统材料而应用于社会生产与生活的各个领域。但是，高分子复合材料具有优越性能的同时，还具有可燃性，这给人们的生产与生活带来了一定的隐患，因此，对于高分子复合材料的燃烧特性以及防火技术的研究具有重要的意义。阻燃剂在塑料助剂中的消耗量仅次于增塑剂，己成为塑料助剂中用量第二的大品种，其中，磷系阻燃剂由于其自身的特点与优势，非常符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。

2、磷及磷化合物阻燃机理

阻燃剂的使用能够有效的延缓和抑制高分子材料的燃烧传播速度，以及被热引燃的概率，是高分子复合材料工业中的一种重要助剂。磷及磷化合物由于其自身特点和性能，在很早之前就己被当做阻燃剂来使用。它的阻燃机理主要是在高分子材料以及氧化剂或热源之间形成隔离膜，从而达到阻燃效果。按磷化合物在不同反应区所起的阻燃作用可分为凝聚相中阻燃机理和蒸汽相中阻燃机理两种。

加入磷系阻燃剂的高分子材料在进行燃烧时，磷化合物受热分解，产生化学反应，生成聚偏磷酸，由于聚偏磷酸是一种不易挥发的稳定化合物质，因此可以在高分子复合材料表面形成一层有效的保护膜，防止复合材料燃烧，起到阻燃作用。另外，聚偏磷酸具有较强的吸水或脱水效果，可以形成具有一定厚度的不易燃烧的碳层，从而起到阻燃作用。含磷阻燃剂也是一种自由基捕获剂。利用质谱技术可发现，任何含磷化合物在复合材料燃烧时都能形成P0・，然后与燃烧区域范围内的氢原子产生化学反应，起到抑制燃烧的作用。

另外，磷系阻燃剂在阻燃过程中可以产生一定的水分，这些水分一方面可以稀释气相中的可燃物浓度，另一方面也可以降低凝聚相的温度，从而可以更好的起到阻燃的作用。

3、磷系阻燃剂种类

根据磷系阻燃剂的组成和结构的不同，可将其分为无机型磷系阻燃剂、有机型磷系阻燃剂以及复合型磷系阻燃剂三大类。其中，无机型阻燃剂主要包括红磷和磷酸盐两类，有机型阻燃剂主要包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和磷盐等，而复合型阻燃剂主要就是指膨胀型阻燃剂。

3.1　无机型阻燃剂

红磷又名赤磷，具有高效、抑烟以及低毒等优点，是一种性能优良的阻燃剂。但是在实际应用过程中，红磷也具有许多不良之处：因为红磷的着火点较低，所以具有易燃的特点，并且粉末易爆炸，受潮时容易氧化成酸，释放出有毒气体，同时，在实际应用过程中不易均匀的分散于高分子复合材料之中。为了有效的克服这些缺点，提高其性能，各国化学工业的公司或企业都对红磷表面的改性进行了研究，推出了用有机物或无机物来包覆红磷等包覆红磷的产品。红磷作为阻燃剂还没有在我国进行广泛使用，对于它的研究目前还比较少，但是，由于它具有广泛的应用前景，因此仍然还应当引起重视和注意。

聚磷酸铵是一种性能良好的无机磷阻燃剂，是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域之一。聚磷酸铵的阻燃元素含量较高，同时热稳定性能也较好，另外，还具有价钱较低、毒性较少、阻燃性能持久等优点。聚磷酸具有脱水效果，可使高分子复合材料脱水炭化形成一层碳层保护层，将复合材料与氧气、热源等隔离，起到很好的阻燃作用。聚磷酸铵虽然成本较低，使用简单方便，效果也不错，但是在应用中也具有一些不可避免的缺点。例如，在空气中容易受潮，用于棉织物则对其强度影响较大，用于纸张则会使纸张发黄变脆。通过研究可知，聚磷酸铵的微胶囊化可以有效的防止其在空气中的受潮，从而增强它的阻燃效果。另一方面提高聚磷酸铵的聚合度也可以增强它的阻燃整体效果。

3.2　有机型阻燃剂

有机磷化合物是添加型阻燃剂，其中，磷酸酯系列是有机磷阻燃剂的主要系列。由于磷酸酯成本较低、资源丰富，与高分子复合材料的相容性较好，因此被广泛的应用于有机型磷系阻燃剂之中。磷酸酯阻燃剂主要可分为含卤类和无卤类两种。无卤类磷酸酯阻燃剂可抑制燃烧后的残余物，产生较少的腐蚀性气体；含卤类磷酸酯由于同时含有卤素和磷素，因此阻燃效果较为理想。表1为无卤类和含卤类磷酸酯阻燃体系的比较。

相对于磷酸酯来说，亚磷酸酯的研究用于阻燃的较少，大多都是偏向于抗氧剂以及防老剂等方向的发展。亚磷酸酯类阻燃剂的作用主要是用于聚氨酯泡沫塑料薄片与无纺布人造革等面料的阻燃。

膦酸酯系列阻燃剂化学稳定性较强，具有耐水耐溶剂性，是一类很有发展前途的阻燃剂。该阻燃剂是一类具有良好的耐热性、较高的稳定性以及优良的耐水性的添加型阻燃剂，主要用于聚酯纤维的阻燃。

磷盐系列的阻燃剂代表主要为氯化四羟甲基磷，它的主要用于棉纱以及棉织品的阻燃处理。属于早期开发的织物阻燃剂，但是因为在使用和制造过程中可能产生一些具有致癌性的物质，故现在很少使用。目前己对其进行了改性研究，开发出一系列的新型产品，并应用在防雨布、军用棉布和工作服的阻燃处理。

3.3　复合型阻燃剂

复合阻燃剂主要是利用种类的阻燃剂的协同效应来提高阻燃的效果。目前对于此类复合型阻燃体系的研究较为广泛。主要成果有添加型复合磷系阻燃剂和化合物型复合磷系阻燃剂。添加型复合磷系阻燃剂是一种实用且较为简单的提高阻燃效果的方法，含氮化合物阻燃剂本身毒性低，且燃烧的产物毒性也较低、并且燃烧过程产生的腐蚀性气体较少，是通过凝聚相和气相的阻燃，阻燃效率高；化合物型复合磷系阻燃剂主要是氮－磷、氮－磷－澳、氮－磷－氯、澳代磷酸醋、氯代磷酸醋化合物。由于同一阻燃剂分子中含有多种阻燃元素，阻燃元素的协同效应使聚合物材料的阻燃效果提高。

4、对于磷系阻燃剂的展望

磷系阻燃剂具有低毒、低烟、低卤甚至无卤的特性，并且效率高、用量少，在阻燃剂领域备受关注，尤其是在我国，有着更大的发展空间和潜力。同时，由于其自身的表面处理技术不够完善、一些阻燃剂相容性差、有机磷系多为液体、热稳定性较差、发烟量大、挥发性大等缺陷，使其的应用受到了一定的限制。所以，对于磷系阻燃剂的研究还在继续中，具体有以下一些方面：开发对材料性能影响小，且高效低毒的阻燃剂；开发有机磷阻燃剂和无机纳米阻燃剂相协同的阻燃机理，研制出新型的复合阻燃剂；加强开发带有像P、N、cl、Rr等多官能团的阻燃剂或者与其他卤素于一身的阻燃剂，由于分子中的各种协同作用，促进了阻燃的效果。

第7篇：高分子材料的实际应用范文

关键词强磁场技术与应用产业化

六十年现了实用超导材料，八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料，使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场，发展超导与永磁强磁场技术是20世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变，磁流体发电等大型科技计划推动下，整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成产业，可进行批量生产。人们已研制成功了15特斯拉以下各种场强，各种磁场形态，大体积的可长期可靠运行的强磁场装置，积极推进着强磁场在各方面的应用。

1998年3月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置（LHD）是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径13．5m，高8.8m，总重约1600t，其中4.2K冷重约850t。它有两个主半径3．9m，平均小半径0．975m，绕环10圈的螺旋线圈，三对内径分别为3.2、5．4和10．8m的极向场螺管线圈，中心磁场前期为3特斯拉（4.2K），后期为4特斯拉（1．8K），磁场总储能将达16亿J。超导强磁场装置需在液氦温度下运行，从使用出发，努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进，一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用，它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行，不需专人维护，使应用范围大大扩大。

我国在超导与永磁磁体技术方面也进行了长期持续的努力，奠立了良好基础，研制成多台实用磁体系统，有些已在使用，具备了按照需求设计建造所需强磁场装置的能力。中国科学院电工研究所研制成功的磁流体发电用鞍形二极超导磁体系统（中心磁场4特斯拉，室温孔径0．44m，磁场长1m，磁场储能8.8兆焦耳）和空间反物质探测谱仪用大型钕铁硼永久磁体（中心磁场0.13特斯拉，孔径1.lm，高0.8m）代表着我国当今的技术水平，无液氦磁体系统的研制工作也在积极进行中。

随着超导与永磁强磁场技术的成熟，强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展，与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品，做为磁场应用技术的核磁共振技术，磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用，形成了一些新型产品与样机，磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。

医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业，全世界已有几千台超导与永磁磁成像装置在医院使用，我国也有永磁装置在小批量生产，研制成功了几台0．6—1．0特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓谂赜τ么懦上褡爸糜诠ひ瞪碳嗖庥胧称费瘢罱毡窘辛擞糜诩觳馕鞴咸呛坑肟昭坝糜诒姹餝almon鱼雌雄性的实验，取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行，磁拉硅单晶生长炉也已开始使用，但尚未形成规模，中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机，试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统，为产品的形成奠定了基础。

总起来说，超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强，形态的大体积强磁场装置，开始形成了相应的高技术产业，但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用，特别是可能形成大规模市场产品的开拓，根据不完全的了解，目前主要进行的工作有：

1在材料科学方面

（1）热固性高分子液晶材料强磁场下的性能及应用。国际上在0～15特斯拉磁场范围内对高分子液晶材料的取向行为、热效应、磁响应特性、固化成型过程等方面进行了研究，并作其力学性能和磁场的关系的定量分析，应用前景十分看好。

（2）功能高分子材料在强磁场作用下的研究。国际上高电导率的高分子材料、防静电及防电磁辐射高分子材料的研究和应用取得了很大进展，某些材料纤维的电导率经强磁场处理后，可达铜电导率的1／10，是极具潜力的二次电池材料。在防静电服和隐形技术方面电磁波吸收材料已用于军工领域。

（3）强磁场下金属凝固理论与技术研究。

（4）NdFeB永磁材料的强磁场取向。在NdFeB永磁材料加压成型过程中，采用4～5特斯拉强磁场取向，可大大提高性能，国外已开始实际应用。

2在生物工程与医疗应用方面

（1）血液在强磁场下性能的改变及对生物体的影响。国际上研究了人体及动物的全血的强磁场下的取向行为及其作用的主体——血红细胞的作用机制；血液在强磁场下流变性能的变化；血纤维蛋白质在强磁场下的活性变化及对生物代谢作用的影响；人血在强磁场中所受磁力、磁悬浮特性和光吸收特性。

（2）蛋白质高分子在强磁场下的特性及其应用。国际上研究了磷脂中缩氨酸在强磁场下的取向作用；肌肉细胞蛋白质在磁场中的磷代谢过程；神经肽胺酸在强磁场下的结构改变及蛋白质酰胺与氢的交换等。

（3）医疗应用。除继续发展人体成像系统外，近年来国际上还研究了在4—8特斯拉强磁场下血纤维蛋白质的活性以及对血管中血栓溶解的影响；强磁场及磁场梯度对血纤维蛋白的溶解过程的影响；强磁场对动物血细胞的活性及其对心肌保护特性的影响；外加磁场对血小板流动性能的影响及其在医疗上的应用等。

3在工业应用方面

除继续积极进行强场磁分离技术、磁悬浮技术的发展与应用外，近年来，国际上还研究了磁场对石油滞粘性能的影响及对原油的脱蜡作用；研究了磁场对水的软化作用及改善水质的作用；研究了外加磁场对改善燃油燃烧性能及提高燃值的作用；通过在强磁场中的取向提高金属材料的强度和韧性；通过表面吸出排除杂质、提高金属质量等。

4在农业应用方面

第8篇：高分子材料的实际应用范文

1.1胶原蛋白的生物学性质与功能

胶原蛋白的生物学性质与功能主要表现在:

(1)低抗原性,与其它具有免疫原性的蛋白质相比,胶原蛋白的免疫原性非常低。过去人们曾认为胶原不具有抗原性,近十年来的研究表明:胶原具有低免疫原性,不含端肽时免疫原性尤其低;

(2)可生物降解性(易被人体吸收);由于天然胶原紧密的螺旋结构,大多数蛋白酶只能打断胶原侧链,只有特定的蛋白酶才能使胶原蛋白肽键断裂。在胶原酶的存在下,胶原的肽键将逐渐打断而水解,胶原肽链的断裂随即造成螺旋结构的破坏,从而胶原将被蛋白酶彻底水解,这就是胶原的可生物降解性,可生物降解性是胶原蛋白能作器官移植材料被利用的基础。

(3)生物相溶性,是指胶原蛋白与宿主细胞及组织之间良好的相互作用。因胶原蛋白本身就是构成细胞外基质的骨架,胶原分子特有的三股螺旋结构及其交联形成的纤维或网络构成细胞重要组成成分,故胶原材料无论是在被吸收前作为新组织的骨架,还是被吸收同化进入宿主,成为宿主组织的一部分,都与细胞周围的基质有着良好的相互作用,表现出相互影响的协调性,并成为细胞与组织正常生理功能整体的一部分。

(4)细胞适应性和细胞增殖作用,可与细胞相互作用并能影响细胞形态,各种细胞可在体内及体外直接或间接与不同类型的胶原作用,并通过这种作用控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化;胶原有利于细胞的存活和生长,不仅能促进细胞的增值分化,而且对细胞的分裂机能也有效果;

(5)促进血小板凝聚;胶原纤维一旦与血液接触,流动血液中的血小板立刻与胶原纤维吸附在一起,发生凝聚反应,生成纤维蛋白,并形成血栓,进而血浆结块阻止流血,达到促凝血作用。

(6)力学性能;天然胶原紧密的螺旋结构对高强度的力学性能起重要作用,在生物体中,胶原是为结缔组织提供强度的主要蛋白组分,因而可在广范围内满足肌体对机械强度的要求。

1.2胶原蛋白制备生物医学材料的特点

前述生物学特性与功能,使得胶原蛋白成为最有用的生物材料之一,在生物医学领域具有广泛用途。因胶原易加工成型,故纯化的胶原蛋白可制成许多不同形式的材料,如膜,带,薄片,海绵,珠体等,但以膜形式应用的报道最多。胶原制备膜用于生物医学,除具有生物可降解性、组织可吸收性、生物相容性、弱抗原性外,还主要有:亲水性强,抗张强度高,具有类似真皮的形态结构,透水透气性好;高抗张强度和低延展性决定的生物塑性;官能团多,可进行适度交联改性,从而可控制其生物降解速度;可调节溶解(溶胀)性;与其它生物活性组分一起使用,具有协同效应;可与药物相互作用;交联或酶处理去端肽可使抗原性降低,可隔离微生物,有生理活性,如有血凝作用等优点。同时也存在以下缺点:胶原的分离纯化及加工处理复杂,分离的胶原交联密度、纤维大小等具有多样性。酶解胶原速度多变,条件难于控制;且纯胶原干燥后质地脆,成膜能力并不强,其膜延展性低,易干裂,抗水性差,遇水易溶胀,在体内易降解,潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质,此外还可能导致一些副反应,如组织钙化等。故实际应用中,常常通过一定方法将胶原蛋白改性,通过改性避免胶原蛋白制备材料的缺点,提高胶原的拉伸强度及抗降解能力,降低膨胀率,改善胶原的力学性能与抗水性。

2改性方法

迄今为止,已见有许多对胶原蛋白改性的报道,其改性的手段主要有:(1)交联改性法,(2)通过与其它高分子材料共混改性,该法也是胶原基材料制作中常用的方法,以下分别阐述胶原蛋白的这些改性方法的研究现状。

2.1交联改性法

指使胶原分子内部和分子间通过共价健结合提高胶原纤维的张力和稳定性的方法。该法又分为物理方法、化学方法和低温等离子体法,生物学方法;其中物理方法、化学方法是最常用的交联改性方法,生物学方法改性胶原蛋白主要在研究有关动物老化的生命现象中涉及,在研制胶原基生物医学材料中少见报道。

2.1.1物理方法

通过物理手段对胶原蛋白改性有紫外线照射、重度脱水、λ射线照射和热交联等方法。胶原溶液如被紫外线等照射,将在分子间产生交联,粘度增加,生成凝胶。目前常用的紫外线交联胶原膜的方法是将胶原膜放在铝箔上,距离254nm紫外灯20cm高度,照射1～5h。前几年Weadock[3]对紫外线照射的胶原膜进行力学性能和胶原酶试验表明:交联胶原膜的萎缩温度Ts和抗胶原酶解的能力均显著高于未交联胶原膜。重度脱水也是胶原蛋白物理改性中常使用的方法,该法是通过脱水导致胶原分子间交联,从而增加变性温度,改善胶原的性能。近年有研究者用该法改性了胶原膜,结果表明:改性后胶原膜生物相容性提高,降低了水溶性,影响了膜与成骨细胞的生物相容性[4]。物理方法改性原蛋白的优点是可避免外源性有毒化学物质进入胶原内,缺点是胶原膜交联度低,且难以获得均匀一致的交联。

2.1.2化学方法

化学方法比物理方法改联度高,且能获得均匀一致的交联,对调节、控制胶原的各性质均有效。现已广泛应用于各种化学试剂交联胶原,以提高其交联度、力学性能及生物相容性。化学改性法具体又可分为使用化学试剂交联、侧链的修饰、生理活性物的固定化三种方法。化学试剂交联法中常用的化学交联剂有戊二醛、己异二氰酸酯、碳化二亚胺、叠氮二苯基磷等,其中戊二醛是目前应用最广泛的试剂,大量实验证明:戊二醛能提供有效交联,但有细胞毒性,且其用量难以控制。故人们一直希望有一种交联剂,既能用于胶原材料的交联,形成稳定、生物相容性好的交联产品,又毒性低,为了达到这一目的,人们不断开发着新的交联剂,近年人们使用的酰基叠氮化物、聚环氧化物或京尼平交联等,不会引入明显的毒性,且可获得理想的交联效果[5]。所见报道中,多是使用一种交联剂对胶原蛋白交联改性,但基于目的不同,也有几种交联剂结合使用对胶原蛋白交联改性的报道,如有研究者为了解决人工心脏瓣膜晚期钙化问题,筛选出环氧丙烷化学改性戊二醛处理生物瓣的方法,可明显减低瓣膜组织胶原蛋白末端游离羧基含量。动物实验表明,经改性后的瓣膜组织能保持较好的组织稳定性和机械抗张强度、免疫原性测试为阴性,符合临床应用[6]。侧链修饰就是对胶原分子侧链的氨基和羧基进行化学修饰,改善电荷分布,使胶原获得新的特性的方法,例如将胶原氨基丁二酰化,可变成负电荷丰富的胶原。与未修饰胶原蛋白相比血小板粘附能,血纤维蛋白形成能都弱,有抗栓性;然而如将胶原羧基甲基化获得的正电荷丰富的胶原,生理条件下血小板粘附能、活化能都高,生成大量血纤维蛋白,比未修饰的胶原蛋白显示了更强的血栓性,显然,侧链修饰可赋予胶原新的特性。与交联改性相比,在生物材料领域,利用侧链修饰对胶原改性所做的工作还较少,今后,除对胶原进行适当的交联处理改性外,还应考虑通过胶原的化学修饰来进行改性,通过将性质不同的支链接枝到胶原大分子上赋予胶原以新的特性,研制新一代改性材料和开发新的改性方法。生理活性物的固定化是以胶原为支撑体,将各种生物活性物质固定化后再使用,例如将表皮生长因子和骨形成因子等生物活性蛋白包容于胶原中,它能促进皮肤组织和骨组织的再生。化学方法虽然可获得均匀一致的交联,但存在着引入外源有毒试剂,残留试剂难清除等缺点,近几年人们又研究了低温等离子体技术、辐射引发等交联改性胶原材料的新方法,一些报道[7～9]表明,低温等离子体技术改性胶原或胶原复合膜可使材料表面引入不同基团,改变材料表面化学组分和结构,从而改变材料的特性,如使之更具有细胞识别位,提高表面能,改善表面极性等。

2.2其它高分子共混

胶原因其具有优良的生物学性质和功能,在生物材料领域倍受关注,但单独使用,性能单一,且因有亲水性强,在体内易被胶原酶降解等不可避免的弱点限制了它的应用。但如将胶原与其它物理、化学性质不同的合成或天然高分子共混,组成一种多相固体材料,在性能上胶原与其它高分子取长补短,互相补充,既可改善胶原材料的性能,又可制备出单一胶原材料所不具有的许多特性的新材料,从而扩大胶原材料的应用范围,并向实现发展“理想”生物材料的目标迈进。胶原基“复合材料”的概念由此产生,以下介绍胶原与其它高分子共混形成复合材料的研究现状。

2.3.1与合成高分子共混

已见报道的与胶原共混的合成高分子有许多,其中有不可生物降解的聚甲基烯酸酯及丁烯酸酯、聚氨酯、聚酰胺和可生物降解的聚乙烯醇、聚乳酸、聚谷氨酸、聚乙醇酸等,20世纪80～90年代初最有代表性的研究是聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)和聚乙烯醇与胶原共混,其报道集中于复合方法、复合机理、理化及生物学性能、材料表面和整体结构、表面修饰的方法和机理以及水凝胶的溶胀扩散等的研究,相关研究中聚甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙烯醇主要用于与胶原复合制备水凝胶[10～11],作软组织替代、药物缓释等。近几年随着人们对胶原蛋白以增殖细胞为首的许多生物功能的认识,利用可生物降解的聚乳酸、聚乙醇酸、聚酸酐、聚谷氨酸、聚亚乙基四乙酸等与胶原共混改性制备可吸收外科缝线、组织工程支架材料(如组织引导再生材料)的相关研究相对增多[12～13]。合成高分子与胶原蛋白共混复合制备胶原基材料存在以下问题(以膜形式的人工皮肤为例):(1)聚氨酯、尼龙等不降解高分子材料,因不能进行生理代谢,与胶原蛋白复合后只能用做外层敷料不能永久代替皮肤;(2)聚酯、聚谷氨酸等可生物降解材料,生物性能好,可降解、可代谢,是目前研究组织工程支架材料之一,但如果相对分子质量小则强度不够,相对分子质量大难溶于水,溶解时出现降解,影响材料的机械强度,并且其降解之后的产物将使其周围组织的酸度提高,出现无菌性炎症。

2.3.2与天然高分子共混

第9篇：高分子材料的实际应用范文

关键词：保水剂；抗旱；节水；缓释

1　引言

保水剂作为一种化学节水技术，于20世纪70年代在美国农业部北方研究中心开发成功。随后美国、日本、法国等国家对保水剂在农林业中的应用进行了大量的研究，并进行了大面积的推广使用。国内对保水剂的研究开始于20世纪80年代中期，目前大部分产品已有一定规模。在“八五”和“九五”期间共在全国示范推广达1100多万亩。目前，土壤固化剂、复合土工膜料、坡面积雨固土材料、植物蒸腾抑制剂、种衣剂等大批保水剂已经在我国农林业中得到了实际应用。

2　保水剂的一般性质

保水剂是一种具有三维交联网状结构的新型功能高分子材料，采用含有羧基、羟基或氨基等的亲水性单体，在引发剂和交联剂的作用下，通过聚合、交联等化学反应而形成。高吸水性树脂能通过水合作用迅速吸收自重几百倍乃至上千倍的水而呈凝胶状，常压下对其施加压力，水也不会从凝胶中逸出，常称其为高吸水性聚合物。高吸水性材料或超强吸水树脂等。

保水剂作为农作物干旱时的“微型水库”，具有应用范围广，高保水性，改良土壤，促进生长，节约肥料等多方面优点。据资料显示，在相同水肥条件下，使用保水剂可明显增加作物产量。增产幅度达10％～30％。节水节肥5％～20％#在花卉等经济作物上，使用保水剂可明显延长浇水时间(3天～7天)，花蕾大，持续时间长，经济效益高I在旱农试验区开展的保水剂应用试验。结果显示保水剂对保蓄雨水效果较好，尤其促使了作物生长后期根区土壤水分的补充和提高。

近年来由于新原料的选用和材料的复合化，保水剂的类别不仅包括传统的淀粉类、纤维素类、合成类(聚丙烯酸类、聚丙烯酰胺类等)。还包括生物降解类(氨基酸类、壳聚糖类等)、有机一无机复合类、缓释功能类(腐殖酸类)。保水剂的聚合工艺主要有水溶液聚合法和反相悬浮聚合法，也可采用辐射引发聚合、微波引发聚合以、喷雾聚合、高温快速反应法等方法。目前，国内生产和供应保水剂的厂家多达40多家，主要有胜利油田长安集团、北京裕德隆科技发展有限公司、河北科瀚树脂有限公司、天津晨光化工有限公司等。

3　保水剂的发展现状

现在我国实施农业生态环境建设、农业结构调整和中西部开发战略，农业重点推广旱作节水技术，而抗旱保水技术是其重要内容。近年来，保水剂越来越受到农业领域的重视，研究重心也开始从如何提高保水剂的性能向其在农林业的实际应用转移。有关保水剂的研究进展主要集中在以下几个方面：

3.1　开发保水剂的制备新方法

新的制备方法要在保证产品具有优良的吸水保水性能的基础上，提高吸水速率、改善耐盐碱性能和产品凝胶强度以及热稳定性能，目前主要采用以下措施：引人非离子型亲水基团到主链上；使用含有大量亲水基团交联剂；用表面活性剂对树脂进行外层处理等。天津三农金科技有限公司用玉米淀粉作原料，在引发剂作用下，用乙烯或丙烯单体在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚，最后接枝共聚物靠爆聚放热自交联，从而生产出高效抗旱保水剂。该方法称为原子经济反应，实现了清洁生产。杨瑞成等利用高温快速反应法成功制备了聚丙烯酸／蒙脱上高吸水性纳米复合材料。在外界温度为20℃时，该复合材料水凝胶所需干燥时间为128h,此复合材料可望广泛应用于西部高温干旱地区的沙漠化治理。

3.2　研究保水剂的有机一无机复合

通过有机一无机复合方法，可制备出性能优良、成本低廉、实用性强的吸水材料。赵娜制备出了白鳝泥／(丙烯酸一丙烯酰胺)高吸水保水材料，吸蒸馏水的倍数可以达到1900左右，同时吸自来水倍数可以达到380倍左右，吸生理盐水能够达到124倍，在4000r／min的情况下离心1h后，其保水能力为98.97％。内蒙古水利科学研究院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺与凹凸棒土合成有机一无机复合保水剂。抗钙、镁离子性能明显提高，原料成本进一步降低，与环境更友好。产品吸水倍率≥400倍；吸盐倍率≥70倍；该保水荆适合中国西部年降水量小于400mm，降雨比较集中，沙漠化、盐碱化严重的特点。

3.3　将常量元素、微量元素、植物生长调节剂、杀虫剂、杀菌剂等添加到保水剂中，实现其多功能化

制备多功能化保水剂主要有两种方法：一种是进行简单的包裹；另一种是使两者发生某种形式的化学反应。林晶将保水剂与化学肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墒，又具有缓释肥料功效的保水缓释肥，并以药用植物板蓝根为试验对象进行盆栽试验，对其保水效应及板蓝根生长状况进行观察分析，得出了保水缓释肥可以提高土壤的水分利用率、合理释放土壤有效养分、促生长作用明显的结论。

3.4　研究高吸水性树脂在实际应用中与土壤、作物、肥料等的效应问题，以及对灌溉模式。耕作制度和农业设施等的影响

目前国内关于保水剂的实际应用的研究大多集中在增加入渗、抑制蒸发等方面。但是大面积推广应用尚缺少理论基础与技术指导。庄文化采用离心机法，分别研究了聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺在不同的条件下对砂土、壤土、黏土持水能力的影响。结果表明高分子对砂土的作用效果要优于壤土与黏土，因此大面积推广应用应首先选择在土壤偏砂的地区，实验证明8／1万～20／1万用量效果较好其高分子吸持水分的约83.7％可释放出供植物利用。杨瑞香等以华南赤红壤为基质，采用盆栽法研究了保水剂对桉树幼苗抗寒生长及存活率的影响。结果表明保水剂可以有效提高华南赤红壤的保温性能，有利于桉树苗木抗寒生长。