高分子材料分析方法精選(九篇)
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第1篇：高分子材料分析方法范文
關鍵詞：機械工程材料 高分子材料 教學改革
Reform and practice on teaching of polymer materials in mechanical engineering materials course
Dong Xufeng， Qi Min， Wang Weiqiang
Dalian university of technology， Dalian， 116024， China
Abstract： In most universities， metal material is the route of mechanical engineering materials course. Polymer materials have been a new type of engineering materials in the recent 50 years. Therefore， it is necessary to increase the proportion of polymer materials and make corresponding reform in the teaching of mechanical engineering materials. In this paper， the reform and practice experience on mechanical engineering materials in Dalian university of technology is introduced. Reforms were made in content， aim， process， method and reference books. The practice results indicated good teaching effect was obtained.
Key words： mechanical engineering materials； polymer materials； teaching reform
機械工程材料課程是面向非材料專業學生開設的介紹材料科學與工程基礎內容的課程，涉及專業包括機械、化工、船舶、汽車、航空航天等。目前大多數機械工程材料課程的講授以金屬材料為主線，內容涵蓋金屬材料的化學成分、組織結構、加工工藝與性能之間的關系等[1，2]。教學目的是讓非材料專業學生了解常用金屬材料的性能、應用范圍和加工工藝，初步掌握金屬材料的選用原則與方法，同時能夠對實際工程中與材料相關的基本問題進行正確分析和處理。
1 高分子材料教學改革原則
20世紀中期以來，大批新型高分子材料的合成拓展了人類使用材料的范圍。與金屬材料相比，高分子材料具有密度小、比強度高、原料豐富、成型簡單、成本低、耐腐蝕等優點。近年來一些性能優異的高分子材料在諸多領域呈現取代傳統鋼、鐵等金屬材料的趨勢，成為機械工程材料中不可忽視的一部分[3]。因此，在機械工程材料課程的教學過程中，須摒棄完全以金屬材料為主體的授課方法，適當增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此，我校在2013年對機械工程材料32學時課程的教學計劃進行了調整，將高分子材料部分由之前的2學時增加到4學時，并確定了以下改革原則：
1.1 授課內容強調基礎性
高分子材料與機械類學生通常接觸到的金屬材料在結構、性能、制備工藝等方面有很大的區別。向機械類學生講授高分子材料，主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學時內，不可能也沒必要將高分子材料相關的全部內容壓縮講授。這就決定了機械工程材料課程中高分子材料部分必須側重于基礎性知識，對于理論性、專業性太強的知識點必須舍棄。基礎性內容應當包括高分子材料的基本概念、分類、結構特點及常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡膠及工程纖維）的基本力學性能[4-6]。
1.2 授課目標偏向工程性
高分子材料不僅可作為結構材料使用，也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業的學生，特別是機械類專業的學生，更關心材料的力學性能和應用范圍。因此，在課程內容的安排上，應以與機械工程有關的機械性能為主，給出常用工程高分子材料的基本力學性能指標及適用領域。
1.3 授課過程重視學生的先修知識
大多數高校的機械工程材料課程以金屬材料為主線，在學習高分子材料之前，學生對金屬材料已經有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異，例如：高分子材料的聚集態結構以非晶結構為主，而金屬材料則以晶體結構為主；許多高分子材料，特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優良彈性等。學生先修知識的習慣思維在他們學習高分子材料時可能會引起沖突，因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學習高分子材料，有利于幫助學生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知識。
1.4 教學方式應具有高效性
高分子材料課程涉及的概念繁多，容易混淆，對于機械類學生而言比較抽象，難以理解。在短短的4學時內，要想讓學生盡可能多的掌握高分子材料的相關基本概念，必須摒棄照本宣科或一味講授的教學方式。通過高效的教學方式，充分調動學生的積極性、主動性，引導學生思考，方能達到理想的教學效果。
1.5 提供擴展知識的參考書
由于高分子材料的性能、結構、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在機械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾，在章節后面列出了比較系統的高分子材料性能、內容、結構、制備工藝以及表征方面的書籍，以供學生參考[7，8]。
2 高分子材料教學改革
根據以上原則，我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進行了調整，具體如下：
（1）授課內容及學時安排：高分子材料的基本概念（高分子、單體、鏈節，0.5學時），高分子材料的分類方法（按用途分類，按熱行為分類，按反應類型分類，按主鏈結構分類，0.5學時），高分子材料基本結構（簡單介紹近程結構、遠程結構、聚集態結構的概念，0.5學時）及物理狀態（玻璃態、高彈態和粘流態，0.5學時），典型工程塑料的力學性能和應用（1學時），典型合成橡膠的力學性能和應用（1學時）。
（2）重點講授常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡膠及工程纖維）的基本力學性能及典型工程高分子材料的適用領域。
（3）授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關內容與金屬材料進行對比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。
（4）采用啟發式教學模式，通過設問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導學生思考；在多媒體課件中，采用豐富的圖片、動畫激發學生學習的積極性和主動性。
3 結束語
通過機械工程材料課程中高分子材料的教學方案改革，學生對這種新型工程材料有了基本且更為全面的了解，他們深刻認識到，高分子材料是機械工程材料領域中不可忽視的分支。
參考文獻
[1] 文九巴.機械工程材料[M].北京：機械工業出版社，2009.
[2] 于永泗，齊民.機械工程材料[M].大連：大連理工大學出版社，2012.
[3] 張留成.高分子材料基礎[M].北京：化學工業出版社，2011.
[4] 高建綱，宋慶平，丁玉潔，吳之傳.工科非本專業《高分子化學》課程的教學探討[J].高分子通報，2009（5）：63-66.
[5] 韓順玉，柳海蘭.非高分子專業《高分子化學》課程教學實踐與探討[J].中國科教創新導刊，2010（35）：93.
[6] 詹茂盛，何利軍.“高分子材料課程信息化師生互動教學方法”研究與實踐[J].化工高等教育，2004（3）：69-71.
第2篇：高分子材料分析方法范文
【關鍵詞】高分子材料；老化；影響因素；措施
配方的構成和材料本身的性質是引起高分子材料發生老化的主觀原因。外部的施力、自然條件的急劇變化以及生物、微生物的侵蝕是引起高分子材料發生老化的客觀原因。主觀因素和客觀因素的結合加劇了高分子材料的老化。
1、環境因素對高分子材料老化行為的影響
1.1溫度和氧氣的影響
如果溫度升高，高分子鏈的運動就會變得比平時更加激烈，而化學鍵的理解能有一定的范圍，如果溫度過高超出了這一范圍，基團會立即脫落，高分子鏈也會發生熱降解，實際情況表明，不在少數的書本都介紹了高分子材料的熱降解的相關內容。材料的力學結構在很大程度上會受到溫度降低的影響，在緯度較高的地區或南北兩極，塑料更容易遭到低溫度的破壞。針對結晶型塑料來講，一旦玻璃化溫度高于環境溫度，將不利于高分子鏈段的自由運動，塑料硬化、易斷是主要表現；無定型塑料卻不容易受到極寒環境的影響和破壞。
眾所周知，氧的滲透性很好，這個特點也因此成為加劇高分子材料老化的罪魁禍首，無定型聚合物和結晶型聚合物相比，耐氧化能力明顯要弱一些。此外，氧氣是影響、破壞材料的主要因素，橡膠一旦與氧氣結合，都會降低塑料物品的使用年限，使其化學性能發生完全的改變。
過氧化物一旦發生氧化反應，其組成分子就會慢慢的積累到一起，當全部積累到一起后，就會發生分解，這種分解不是雜亂無章的，隨后，交聯或支化反應就會發生，材料的種類不同、老化發生的條件不同。這些都導致高分子材料發生老化前后性質的不同。
1.2濕度的影響
高分子材料容易受到濕度的影響，高分子材料如果被暴漏在高濕度和強紫外線下，自身的性質會發生改變。高分子材料如果受到濕度的影響，會使自身的柔軟性降低，導致不能過度的彎曲；而強烈的紫外線照射直接會降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。
1.3化學介質的影響
化學介質一旦深入到高分子材料的內部，就會發生對其共價鍵與次價鍵作用。聚合物的共價鍵一旦與少量的侵入相接觸，就立馬會發生反應，聚合物的大分子結構被迫改變，如斷鏈、交聯、滲透物的加成等，或這些反應的綜合。這個化學過程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加劑的化學性質會因此而發生改變，另外，發生改變的還有滲入介質本身的化學性質。雖然，在滲入介質對聚合物分子鏈間的次價鍵的破壞過程沒有化學結構變化發生，但作為整體的高分子材料來說，物理變化并不少見，反而是顯而易見的，例如環境應力龜裂、增塑、低分子添加劑遷移等等。
1.4光老化
離解能的相對大小及高分子化學結構對光波的敏感性決定了聚合物受光的照射是否引起分子鏈的斷裂。
關于光氧化降解過程和防止這種降解過程的發生，第一要把陽光吸收進來，用于吸收陽光的主要是構成物質的分子和原子，二者通常處于相對活躍的狀態，而且它們各自吸收的光的波長具有特定的范圍。紫外波長300～400nm，能被含有羰基及雙鍵的聚合物吸收，而使大分子鏈斷裂，改變聚合物的化學結構和性能。
2、防老化措施
對于結晶型塑料及橡膠，要求使用溫度應處于玻璃化溫度以上，但是環境的溫度過低會使玻璃化溫度高于材料的使用溫度，這樣一來，就會改變材料的物理性能，最終使材料的使用價值得不到徹底的發揮。生產加工高分子材料的時候，為了適當地降低玻璃化溫度，可以降低材料的結晶度、提高大分子鏈的柔性和適當降低交聯度； 還可以把增塑劑添加到已經成型的材料當中，這樣做不僅有利于增強材料的可塑性，而且可以使玻璃化溫度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。還存在一部分高分子材料，如果使用環境的溫度過高，也會加劇發生老化的可能性，增加高分子鏈的剛性如在側鏈中引入苯環，適當提高材料的結晶度、交聯程度和相對分子質量，可以提高熔點或粘流溫度，但是這樣做不利于保持材料固有的可加工性。
穩定化是光氧老化的主要防護措施，削弱強烈的紫外線對高分子材料的照射與破壞是各種穩定化措施的主要目的是。提高抗光氧老化的效果，“純”化以及高分子的自身結構也是不錯的出發點。就目前來說，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加穩定劑。
（1）光屏蔽劑―――涂層和顏料：涂層就是為高分子材料涂抹一層保護膜，這層保護膜也是一種高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收強紫外線的能力較強；許多顏料可以屏蔽光線，如果將其涂抹在高分子材料的表面，不僅可以著色，還可以防止紫外線的直接攻擊，對高分子材料起到很好的保護作用，按常理來說，顏料的顏色越深，其防護效果越明顯，由此可見，炭黑是最好的顏料選擇，它一方面可以使得游離基無法逃離，能夠將游離基穩定的留住，另一方面它具有很強的轉化功能，這里的轉化的源物質是其本身吸收到的能量，轉化后的物質是紅外線，與一般的輻射性質不同，這種紅外輻射危害極小，甚至為零。
（2）猝滅劑：一部分化學物質起光穩定作用不是因為吸收了紫外光，其光穩定效果的實現和發揮有兩種途徑：第一，通過一些列的化學反應達到目的；第二，化學物質的分子之間的相互轉換。
（3）受阻胺（HALS）類光穩定劑：20世紀70年代初期，受阻胺類光穩定劑誕生，其穩定效果是非常明顯的，它們是空間阻礙胺類哌啶系衍生物。受阻胺類光穩定劑使得高分子材料不容易受到光的影響，功能繁多。
不論是在我國國內，還是國外許多國家都在研究怎樣避免霉菌對高分子材料造成破壞，有兩個措施可以有效地防止霉菌的侵蝕，第一種是涂抹防霉專用劑。第二種是在其表面涂抹另外一層材料，簡單來說就是涂層法。涂層又叫屏蔽法，而這種方法較為復雜、麻煩，涂層的粘接性不夠強，容易脫落，脫落之后容易遭到侵蝕，總的來說，就是存在很多亟待解決的問題，因而第二種方法，即防霉劑的運用受到大多數人的青睞。
聚酯、聚縮醛、聚酰胺和多糖類高聚物在酸或堿催化下，遇水發生水解的可能性較大，某些區域一旦酸性氣體較多，大氣污染濃烈，酸雨頻發，就會阻礙和限制這種高分子材料的使用。為了防止這種材料出現水化解體，把一層防護蠟或防水薄膜覆蓋在在這類材料的表面是較為常用，也是較為實用的辦法。
3、結語
由于經濟、科技條件的制約，加之高分子材料自身結構的復雜性、難以捉摸性，導致我們很難將其老化的原理搞得明白、透徹，對其研究還有很長的路要走，所以，加大對高分子材料老化性能的機理研究勢在必行，盡最大努力找出哪些因素加劇了高分子材料的老化，并且具體問題具體分析，研究具有針對性、可行性的解決措施。
參考文獻
第3篇：高分子材料分析方法范文
關鍵詞：高分子材料；化工材料；發展現狀
我國自上世紀80年代以來，開始致力于高分子化工材料的研發，并且將高分子化工材料用于多種領域，滿足了節能減排、高性能高科技等現代社會發展的要求。除了本文主要介紹三種材料以外，我國在烯類單體聚合、a―烯烴的聚合、乙烯基單體的光聚合與光刻膠等方面也取得很大的研究成果，隨著現代科技的發展以及社會發展的進一步需求，高分子化工材料將得到進一步的開發研究，并廣泛的應用于農業、工業、醫學、生物、能源等領域。高分子智能材料已經成為材料科學發展的一個重要研究領域，全世界各個國家科學家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發展來看，任何一種重要材料的發明和利用，都能夠把人類改造自然，創造社會的能力提高到一個新的高度，并給社會生產力和人類生產生活帶來巨大的影響，使人類的物質文明建設和精神文明建設共同向前推進一大步。所以可以肯定的說，未來將會有更多更好更實用的智能材料出現在我們的面前。
一、高分子材料概念描述
所謂高分子材料是指由許多重復單元共價連接而成的，分子量很大的一類分子所組成的相關聚合物，并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發展：高功能化，高性能化，復合化，精細化和智能化。鑒于此，我國的高分子材料在進一步開發通用的基礎上，應該重點發展高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以進一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能，較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。
二、高分子材料的應用分析
（一）聚烯烴材料
聚烯烴是高分子化工材料中用量最大的，也是應用范圍最廣的一種，主要在汽車、建筑、家電等領域得到廣泛的應用。聚烯烴是烯烴的聚合物，是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱，主要通過高壓聚合或者低壓聚合如溶液法、漿液法等方法生產合成，主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富，價格低廉等優點。目前，各研究機構正在研究使用過渡金屬做催化劑，進行各類烯烴的聚合。近年來，隨著節能減排、低碳經濟以及可持續發展思想的深入，聚烯烴的合金化、高性能化和多樣化成為研究的方向和重點。
（二）高分子智能材料
高分子智能材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得具有生物功能的一種材料。其功能可隨外界條件的變化而有意識地調節、修飾和修復。形狀記憶高分子材料是指在一定條件下賦予高分子材料的起始裝態，當外部條件發生改變時，它可以改變成相應地形狀，并能固定其形態。當外部條件再次發生改變時，智能高分子材料以特定的規律和方式再一次發生變化并恢復至起始態。從而完成從起始記憶態到固定變形態再到恢復起始態的循環過程。自行調溫調光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物構成的。在低溫時聚合物是成串排列的，為透明狀，能夠透過90%的光線。加熱時，這種聚合物就以纖維的形式聚合在一起，成乳白色，能夠阻擋90%的光線。并且這種可逆過程是在兩三度溫差范圍內完成的。具有傳感功能的高分子材料，這種與傳感器結合起來的高分子材料，已成為智能材料的一個新特點。例如，裝有壓電陶瓷傳感器的機器人，可以靈敏地感覺到軸承脫離時摩擦力突然變化的情況，并迅速作出握緊反應。
（三）稀土催化材料
稀土元素具有獨特的化學性能和物理組成，以稀土元素為基礎的稀土功能材料在信息、生物、新技術、新能源以及環境保護等現代科學技術和現代工業發展中起著十分重要的作用，稀土催化材料比傳統的貴金屬催化材料相比，具有資源豐度高、成本低、生產工藝水平高以及性能優越等方面的優勢。稀土催化材料不僅能夠提高生產效率，最重要的是能夠節約資源和能源，進而減少環境污染。上世紀60年代，中科院長春應用化學研究所運用稀土化合物組成新型催化劑用于二烯烴的聚合以及橡膠的制備，打破了傳統的Z-N催化劑，取得重大研究進展。目前稀土催化材料大量運用在能源環境領域中，如汽車尾氣凈化、工業廢氣以及人居環境凈化等方面。
（四）生物醫用材料
生物醫學材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。高分子合成的生物醫用材料通過分子設計和聚合，能夠獲得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料，其中高分子軟材料常用做為人體軟組織如血管、食道和指關節等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等；液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。
三、結束語
新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響，本文從幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義，發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用，人類已經進入了高分子時代。
參考文獻：
第4篇：高分子材料分析方法范文
【關鍵字】生物降解;高分子;材料
隨著經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，大量的高分子材料在各個領域發揮重要作用，而廢棄的高分子材料對環境的污染也日益嚴重。廢棄塑料的處理方法主要分為掩埋和焚燒，這兩種方法都會產生新的污染物污染環境。針對這一問題，許多國家實行了3R工程，3R指的是減少使用（Reduction）、重復使用（Reuse）、循環回收（Recycle）。但這只是減少了廢棄塑料的使用，沒有從根本上解決問題。如今，各種存在的處理廢棄塑料的方法都會造成污染，因此研究與開發環境可接受的降解性高分子材料是解決環境污染的重要方法。
1生物可降解高分子材料的用途
生物可降解高分子材料也被稱為“綠色生態高分子材料”，它在環境日益污染的今天發揮著重要的作用，主要分為以下幾個部分。
1.1解決環境污染問題
利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解決環境污染問題。據統計，目前世界的高分子材料的產量已經超過1.2億噸，這些高分子材料在被使用后產生了大量廢棄物，這些廢棄物變成污染源，造成地下水與土壤的嚴重污染，進一步危害動植物的生長，對人類更是極其不利。20世紀90年代初期，在可以用來處理固體廢物垃圾填埋的場地用完以后，一些發達國家開始向落后國家出口垃圾，這一行為對發展中國家的影響是巨大的。一系列環境危機引發了人類的覺醒，發展可降解的環境友好型的材料成了科學家們的主要研究的方向，生物可降解高分子材料的出現為人類解決了這一難題，它能在一定條件下，利用微生物分泌酶的作用進行分解，大大減少了對環境的污染。
1.2生物可降解高分子在醫療器材中的使用
利用生物可降解高分子的特性可以制作生物醫用材料。使用可降解高分子制作成的藥物可以在人體內分解，參與人體的新陳代謝。在生物可降解分子研究的初期，研究內容主要集中于部分降解的可崩潰型高分子材料的研究，但現在這一研究已經逐漸被否定。目前許多國家仍然在不斷研究與發展生物可降解性的高分子材料，然而由于技術水平與成本的制約，生物可降解高分子的研究還沒有達到令人滿意的程度。
1.3生物可降解高分子材料在包裝行業中的應用
眾所周知，包裝行業中使用高分子材料的情況非常多，大量的廢棄包裝材料對環境的污染程度是可想而知的。目前市面上各種包裝材料主要以聚乳酸為首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作為基本材料的乳酸是人體可接受的固有物質之一，這使得聚乳酸對人體無毒無害，被廣大消費者接受。而傳統的包裝材料由合成樹脂構成，由于傳統樹脂的分解性不強，廢棄的包裝材料造成了40%的城市垃圾，成為最主要的環境污染源。
2生物可降解高分子的降解機理
生物降解指微生物的分解作用，在高分子領域指的是高分子材料在溶劑化，簡單水解和酶反應等條件下，轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。高分子材料的生物降解主要由水合作用，強度損失，物質整體化喪失和質量損失4個階段組成。水合作用是指由范德華力氫鍵所維系的二次、三次結構的破裂而引發的水合作用。接下來在化學作用或酶的催化作用下，高分子主鏈可能破裂，造成高分子材料的強度降低。而高分子主鏈、交聯劑、外懸基團的開裂會進一步造成交聯高分子材料強度的降低，高分子鏈進一步斷裂。高分子鏈的不斷斷裂造成質量損失和相對分子質量的降低，相對分子質量低到一定程度后就會被酶分解代謝稱為水和二氧化碳等。由此可見，生物的降解過程并非是單一的化學反應，而是復雜的生物物理，生物化學的協同作用，是物理化學生物相互影響促進的過程。
3影響生物可降解高分子降解性的因素
3.1生物高分子的分子主鏈的影響
四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C鍵為主鍵的結構，使得它們對微生物的阻抗性很高，而根據研究表明，當聚合物的主鏈上含有C-O，C-N鍵時，聚合物對生物降解的敏感性大大提高。因此，根據共聚原理，想要制備出生物降解塑料就必須要在聚合物中引入易于生物降解的化學鍵。
3.2支化與分子量對生物高分子降解的影響
國外研究表明，對分子量范圍為170～620的線性與支鏈型碳氫聚合物的生物降解性進行分析比較，結果表明支鏈型聚合物的真菌生長速度與線性聚合物相比明顯小得多，也就是說線性的碳氫聚合物更易于降解。同時分子量的大小對高分子材料的影響也是巨大的，例如PS、PE、聚丁二烯和聚異丁烯只有在分子量小于特定值后才能夠被菌種所分解。
3.3降解環境對生物高分子降解的影響
雖然材料結構是決定生物大分子降解的主要因素，但是環境對生物大分子材料的降解也有一定的影響作用。降解環境主要指降解過程中的水，溫度，酸堿度和氧濃度等。水是微生物生長與代謝的基本條件，只有水的供應量足夠，微生物才可以進行分解材料。而溫度對微生物也有影響，每一種微生物都有適合其生長的最佳溫度與酸堿度，一般來說真菌生長在酸性條件下，而細菌在堿性條件下的生長更加迅速，想要提高降解效率，就必須要保證微生物的正常生長，為微生物提供合適的溫度，酸堿度等生長環境。
4生物可降解高分子的前景展望
由于我國生物高分子技術的研究并不成熟，國內的生物可降解高分子的開發與應用還存在一些問題。比如：產品價格過高，產品的性能和用途受到限制，產品生產技術不夠成熟等。盡管高分子市場存在許多不足，隨著人們環保意識的增強和我國環保法規的不斷完善，生物可降解高分子的市場仍在迅速增長。塑料薄膜、包裝材料、醫用材料等領域生物可降解高分子材料的研究將會得到更好的發展。目前針對如何解決市場出現的問題，研究者正在不斷努力，降低開發生產成本，對現有的可降解高分子進行性能改進，以獲取更高質量的高分子材料。研究開發低成本，高性能，具有降解時控性，高效性和徹底性的生物高分子材料成為高分子領域的主要研究方向。
【參考文獻】
[1]王身國.生物降解高分子――一類重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本體改性[J].高分子通報，2011，（10）：1-14.
第5篇：高分子材料分析方法范文
關鍵詞:高分子材料；老化；因素；應對措施
中圖分類號：TU5文獻標識碼： A
前言：配方的構成和材料本身的性質是引起高分子材料發生老化的主觀原因。外部的施力、自然條件的急劇變化以及生物、微生物的侵蝕是引起高分子材料發生老化的客觀原因。主觀因素和客觀因素的結合加劇了高分子材料的老化。
1、環境因素對高分子材料老化行為的影響
1.1 太陽光環境影響效應
在 GJB 150.7A 中，指出了太陽光的環境效應，包括熱效應和光化學效應。太陽光的熱效應主要由紅外部分產生，與高溫試驗不同，太陽輻射的熱效應具有方向性，并產生熱梯度，所以它可導致高分子材料不同部位以不同速率膨脹和收縮，從而產生內應力并破壞材料結構，材料的熱膨脹系數越高，其熱效應越明顯。光化學效應主要由太陽光中紫外線部分產生，這是因為紫外線波長很短，具有能引起高分子鏈上各種化學鍵斷裂所需的能量。太陽光的熱效應和光化學效應互相促進，熱可影響光化學反應速率，加速其破壞作用，反過來，光化學反應可以改變材料表面粗糙度和顏色，進而影響熱量的吸收和反射。在太陽光的作用下，高分子材料在外觀、物性、力學性能和電性能等方面均發生變化。以橡膠為例，太陽光老化可導致其光澤度、顏色、交聯度、拉伸強度、斷裂伸長率、絕緣強度、介電強度等性能發生劣化。
1.2溫度和氧氣的影響
如果溫度升高，高分子鏈的運動就會變得比平時更加激烈，而化學鍵的離解能有一定的范圍，如果溫度過高超出了這一范圍，基團會立即脫落，高分子鏈也會發生熱降解。實際情況表明，不在少數的書本都介紹了高分子材料的熱降解的相關內容。材料的力學結構在很大程度上會受到溫度降低的影響，在緯度較高的地區或南北兩極，塑料更容易遭到低溫度的破壞。針對結晶型塑料來講，一旦玻璃化溫度高于環境溫度，將不利于高分子鏈段的自由運動，塑料硬化、易斷是主要表現;無定型塑料卻不容易受到極寒環境的影響和破壞。眾所周知，氧的滲透性很好，這個特點也因此成為加劇高分子材料老化的罪魁禍首，無定型聚合物和結晶型聚合物相比，耐氧化能力明顯要弱一些。此外，氧氣是影響、破壞材料的主要因素，橡膠一旦與氧氣結合，都會降低塑料物品的使用年限，使其化學性能發生完全的改變。過氧化物一旦發生氧化反應，其組成分子就會慢慢的積累到一
起，當全部積累到一起后，就會發生分解，這種分解不是雜亂無章的，隨后，交聯或支化反應就會發生，材料的種類不同、老化發生的條件不同。這些都導致高分子材料發生老化前后性質的不同。
氧與高分子材料大分子的自由基型自動催化反應歷程如下:
1.3濕度的影響
高分子材料容易受到濕度的影響，高分子材料如果被暴露在高濕度和強紫外線下，自身的性質會發生改變。高分子材料如果受到濕度的影響，會使自身的柔軟性降低，導致不能過度的彎曲；而強烈的紫外線照射直接會降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。
1.4化學介質的影響
化學介質一旦深入到高分子材料的內部，就會發生對其共價鍵與次價鍵作用。聚合物的共價鍵一旦與少量的侵入相接觸，就立馬會發生反應，聚合物的大分子結構被迫改變，如斷鏈、交聯、滲透物的加成等，或這些反應的綜合。這個化學過程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加劑的化學性質會因此而發生改變，另外，發生改變的還有滲入介質本身的化學性質。雖然，在滲入介質對聚合物分子鏈間的次價鍵的破壞過程沒有化學結構變化發生，但作為整體的高分子材料來說，物理變化并不少見，反而是顯而易見的，例如環境應力龜裂、增塑、低分子添加劑遷移等等。
1.5光老化
離解能的相對大小及高分子化學結構對光波的敏感性決定了聚合物受光的照射是否引起分子鏈的斷裂。關于光氧化降解過程和防止這種降解過程的發生，第一要把陽光吸收進來，用于吸收陽光的主要是構成物質的分子和原子，二者通常處于相對活躍的狀態，而且它們各自吸收的光的波長具有特定的范圍。紫外波長300～400nm，能被含有羰基及雙鍵的聚合物吸收，而使大分子鏈斷裂，改變聚合物的化學結構和性能。
2、防老化措施
對于結晶型塑料及橡膠，要求使用溫度應處于玻璃化溫度以上，但是環境的溫度過低會使玻璃化溫度高于材料的使用溫度，這樣一來，就會改變材料的物理性能，最終使材料的使用價值得不到徹底的發揮。生產加工高分子材料的時候，為了適當地降低玻璃化溫度，可以降低材料的結晶度、提高大分子鏈的柔性和適當降低交聯度; 還可以把增塑劑添加到已經成型的材料當中，這樣做不僅有利于增強材料的可塑性，而且可以使玻璃化溫度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。還存在一部分高分子材料，如果使用環境的溫度過高，也會加劇發生老化的可
能性，增加高分子鏈的剛性如在側鏈中引入苯環，適當提高材料的結晶度、交聯程度和相對分子質量，可以提高熔點或粘流溫度，但是這樣做不利于保持材料固有的可加工性。穩定化是光氧老化的主要防護措施，削弱強烈的紫外線對高分子
材料的照射與破壞是各種穩定化措施的主要目的。提高抗光氧老化的效果，“純”化以及高分子的自身結構也是不錯的出發點。就目前來說，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加穩定劑。
2.1光屏蔽劑―――涂層和顏料:涂層就是為高分子材料涂抹一層保護膜，這層保護膜也是一種高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收強紫外線的能力較強；許多顏料可以屏蔽光線，如果將其涂抹在高分子材料的表面，不僅可以著色，還可以防止紫外線的直接攻擊，對高分子材料起到很好的保護作用，按常理來說，顏料的顏色越深，其防護效果越明顯，由此可見，炭黑是最好的顏料選擇，它一方面可以使得游離基無法逃離，能夠將游離基穩定的留住，另一方面它具有很強的轉化功能，這里的轉化的源物質是其本身吸收到的能量，轉化后的物質是紅外線，與一般的輻射性質不同，這種紅外輻射危害極小，甚至為零。
2.2猝滅劑:一部分化學物質起光穩定作用不是因為吸收了紫外光，其光穩定效果的實現和發揮有兩種途徑：第一，通過一系列的化學反應達到目的；第二，化學物質的分子之間的相互轉換。
2.3受阻胺(HALS)類光穩定劑:20世紀70年代初期，受阻胺類光穩定劑誕生，其穩定效果是非常明顯的，它們是空間阻礙胺類哌啶系衍生物。受阻胺類光穩定劑使得高分子材料不容易受到光的影響，功能繁多。不論是在我國國內，還是國外許多國家都在研究怎樣避免霉菌對高分子材料造成破壞，有兩個措施可以有效地防止霉菌的侵蝕，第一種是涂抹防霉專用劑。第二種是在其表面涂抹另外一層材料，簡單來說就是涂層法。涂層法又叫屏蔽法，而這種方法較為復雜、麻煩，涂層的粘接性不夠強，容易脫落，脫落之后容易遭到侵蝕，總的來說，就是存在很多亟待解決的問題，因而第二種方法，即防霉劑的運用受到大多數人的青睞。聚酯、聚縮醛、聚酰胺和多糖類高聚物在酸或堿催化下，遇水發生水解的可能性較大，某些區域一旦酸性氣體較多，大氣污染濃烈，酸雨頻發，就會阻礙和限制這種高分子材料的使用。為了防止這種材料出現水化解體，把一層防護蠟或防水薄膜覆蓋在在這類材料的表面是較為常用，也是較為實用的辦法。
3、結束語
綜上所述，由于經濟、科技條件的制約，加之高分子材料自身結構的復雜性、難以捉摸性，導致我們很難將其老化的原理搞得明白、透徹，對其研究還有很長的路要走，所以，加大對高分子材料老化性能的機理研究勢在必行，盡最大努力找出哪些因素加劇了高分子材料的老化，并且具體問題具體分析，研究具有針對性、可行性的解決措施。
參考文獻：
[1]胡少中,張新,張勇. 影響高分子材料老化的因素與應對措施[J]. 塑料助劑,2014,01.
[2]蔡汝山,張洪彬. 高分子材料光老化試驗與標準發展現狀[J]. 環境技術,2014,03.
第6篇：高分子材料分析方法范文
[關鍵詞]工程意識；高分子材料專業；綜合實驗
我國的高等工程教育培養造就了大批工程科技人才，有力地支撐了我國工業體系的形成與發展。但與其它工業發達國家相比，我國高等工程教育雖然規模位居世界第一，但總體質量并不高。突出的問題就是高等工程教育培養出的人才工程性缺失和實踐能力薄弱。針對高等工程教育存在的的問題，2010年6月，中國工程院、教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，使我國培養的卓越工程師后備人才滿足我國工業化和現代化建設的需求，使我國躋身工程教育強國之列。
一、目前高分子材料專業綜合實驗存在的問題
長期以來，我校高分子材料專業綜合實驗僅僅是停留在使學生鞏固并加深對專業基本理論及概念的理解，對高分子材料性能檢測，以及高分子材料成型加工設備的操作等層面。存在的最大問題就是實驗內容陳舊、滯后，實驗教學形式僵化。驗證性的實驗內容較多，與工程實際密切結合的實驗內容太少。這種傳統的高分子材料專業實驗教學體系不利于學生工程觀念的建立，不利于后續階段的頂崗實習、畢業設計、及進入工作崗位后迅速完成從學生到合格的工程技術人員的轉變。
二、加強高分子材料專業綜合實驗工程性的指導思想與原則
“卓越工程師教育培養計劃”具有三個特點：一是企業深度參與培養過程，二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才，三是強化培養學生的工程能力和創新能力。我們認為高分子材料專業綜合實驗應該是在專業實踐層面上安排的，能夠與生產實際緊密結合，能夠體現工程與教學相互聯系、相互促進關系的一門實驗課。通過實驗培養學生建立初步的工程能力。在這門實驗課中要創造出一種讓學生真正感受到工程實踐的氛圍，促使學生從知識積累向工程能力生成的轉化。
三、高分子材料專業綜合實驗改革的具體實施
（一）調整高分子材料專業綜合實驗開設時間
我校高分子材料專業綜合實驗原開設時間放在第3學年的第6個學期。通過幾輪教學發現，在學生專業學習還沒完全到位的情況下，學生并不完全具備很好完成實驗的能力，嚴重影響專業實踐能力的取得。因而將設置時間調整到第4學年第7個學期，時間從3周延長到4周。從實踐結果來看，這一調整是合理的。
（二）企業參與高分子材料專業綜合實驗教學計劃的制定
以往的實驗教學計劃完全由任課教師自行制訂，由于教師的工程能力不足等原因，制訂的實驗教學計劃脫離生產實際，即所謂的“理論性、研究性過強”。在新的實驗教學計劃修訂時，我們積極爭取企業具有豐富實踐經驗的生產技術人員參與進來，共同制定人才的培養目標，培養方案，共同制定實驗教學大綱、實驗教學計劃。
（三）高分子材料專業實驗內容的確定
1.原有實驗內容優化。全面更新實驗內容。只保留小部分經典的實驗內容，這些經典實驗可以訓練學生系統地掌握原料的準備、材料的合成、性能測定與表征方法等。增加具有工程背景的實驗，選擇貼近實際的社會需求，符合高分子材料的變化潮流，適應企業對人才需求的內容。
2.教師科研課題轉化。將部分教師完成的或在研的科研項目中的部分內容拿到專業實驗中來，分解為學生有能力可以完成的實驗項目。
3.到有合作關系單位完成部分實驗。生產單位可以為人才培養提供先進的工程實踐條件。此種實驗方式最顯著的特點是實驗方案的應用性和工程性。更能激發學生動手實驗的興趣，發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
（四）實驗教學方式的改革
1.題目自選與指定結合。由過去的分配到人改變為由學生在給定題目中自行挑選感興趣的題目，使實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體、教師為主導”的模式，充分發揮學生的積極性和創造性。
2.改變實驗指導方法，強化學生自主實踐能力的培養。強調實驗指導教師的“導師”作用，使學生成為實驗的主動參與者、探索者。鼓勵學生獨立思考，引導而不是替代學生解決實驗過程中出現的問題。
3.實驗以課題組形式進行。每三名同學組成一個課題組，并選舉一名組長。每課題組配備一名指導教師或生產單位的技術人員，為課題組提供技術上的指導和方向上的把握。通過具體的研究課題，培養學生團結協作的精神。
4.計算機輔助教學。引入新的教學手段，即利用高分子材料與工程設備素材庫，對實驗中涉及到和未涉及的工藝進行計算機模擬仿真實驗，擴大實驗范圍。
（五）專業綜合實驗的考評方式改革
實驗模擬本科畢業論文方式進行。結合實驗內容給學生下達任務書，學生做出開題報告、開題答辯，以論文的形式完成實驗報告，最后采用類似畢業論文答辯的方式總結實驗。在同等的實驗時間、實驗條件下，增加了實驗信息量，增強了團隊意識，強化了工程理念。
四、專業綜合實驗改革取得的成效
（一） 直接促進了畢業教學環節的順利進行
專業綜合實驗過后，就是畢業環節的教學工作。專業綜合實驗的過程就是一個微縮的畢業論文過程。有了專業綜合實驗的基礎，很多同學在短時間內就適應了畢業論文過程。畢業答辯也充分體現了這個環節所起的作用。
（二） 促進了教師隊伍工程能力的提高
從事高等工程教育的教師多數是從學校直接到學校，他們沒有企業工程實踐的經歷，因而在實踐教學中缺少工程思維、工程方法和工程文化的傳授。專業綜合實驗內容及教學方式的改革以及企業專家的參與，極大促進了實驗指導教師工程能力的提升。
五、結語
通過新的高分子材料專業綜合實驗教學體系的構建，從根本上改變了實驗教學內容陳舊、滯后與生產實際脫節嚴重的現狀。新的實驗教學體系不僅加深了學生對整個高分子材料體系的理解，更重要的是培養了學生在實驗中以工程意識去發現問題、分析問題和解決問題的能力。
基金項目：黑龍江工程學院教改項目：基于“卓越工程師教育培養計劃”專業綜合實驗教學改革與實踐（項目編號： JG2012042）
參考文獻：
[1]劉宇艷，劉宇婷，劉立洵等.高分子材料與工程專業系統化實驗體系的建立.[J]實驗技術與管理，2011（1）：9-11 .
第7篇：高分子材料分析方法范文
關鍵詞：交叉學科；本科教學；互動；創新思維；實踐認知
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）07-0143-03
現代社會科技進步日新月異，創新性的研究和產品不斷涌現，其中非常多的成果都來自于交叉學科的貢獻。一個已經被普遍接受的共識是：學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的科學前沿，這里最有可能產生重大的科學突破，使科學發生革命性的變化；同時，交叉科學是綜合性、跨學科的產物，因而有利于解決人類面臨的重大復雜科學問題、社會問題和全球性問題[1]。所以，對于本科教學中的交叉學科課程的教學就提出了更高的要求，如要求教師縱覽多個學科的發展，從而能站在交叉學科的前沿來引領學生去認知和創新性思考；同時，也要求學生積極主動地去檢索相關資料，能互動地參與到整個課程教學的過程中來。只有這樣，交叉學科的本科教學才能獲得理想的教學效果，提高學生的科學敏銳力和培養學生的創新性思維。盡管教育界對交叉學科研究生階段創新型人才培養已有較多思考[2]，但是迄今為止對交叉學科的本科教學的交流還很少。
本文以四川大學高分子科學與工程學院開設的“生物高分子及制品”課程教學為例，從課堂教學的多個方面提出了對交叉學科的本科教學的思考和體會。
一、課程背景
“生物高分子及制品”是四川大學高分子科學與工程學院為大三學生開設的一門課程，任課教師均來自我院醫用高分子材料及人工器官系。醫用高分子材料專業建立于1978年，并分別于1986年和1992年獲得碩士、博士學位授予權，是我國最早的培養生物醫用高分子材料專業人才的基地之一。系內的教師在生物醫用高分子材料及人工器官的科研、教學方面有30多年的豐富經驗。本課程所使用教材主要為我系老師合力編寫的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《生物醫用高分子材料》[3]，并結合科研前沿做了豐富多樣的專題講解。目前一個年級有三個班平行授課，每個班的人數在70～90人。本門課程是典型的交叉學科產物，其內容涉及生物醫學、材料學（高分子材料）、工程設計、醫療器械等多個領域。教材的主要章節包括緒論、高分子材料和生物體的相互作用、生物醫用高分子材料的生物相容性和安全性評價、人工器官用高分子材料、醫療診斷用高分子材料、藥物緩控釋高分子材料、軟硬組織替代和組織工程用高分子材料、醫用高分子材料的設計。根據我院學生學術研究發展方向和工程應用發展方向并重的特點，在課堂講授的時候授課教師會盡量同時擴展到前沿的科研領域（如醫用高分子非病毒基因載體）和相關產業的應用環節（如生物醫用高分子材料制品的生產、消毒）等。考查方式以課堂討論、平時成績和期末筆試成績綜合打分。
二、互動式授課的幾點思考與體會
1.綜合多學科領域的講解方式。生物醫用高分子材料是功能高分子材料中重要的組成部分，是指在生物及醫學領域所使用的高分子材料。總體而言，本課程是兩個一級學科：材料學（其中的高分子材料）和生物醫學工程學（其中的生物材料）的交叉點。兩個學科的跨度很大，如何能生動形象地講解和引領學生思考至為關鍵。例如，在進行人工器官用高分子材料的講解時，我們通常會采取由淺入深的啟發式教學方法。首先，我們將人體器官做一個對應的抽象化的模型，其中包括腦—計算機、耳—聲音探測器、肺—氣體交換器、心—泵/液體輸送器、肝—化學工廠、腎—分離/凈化系統和血管—輸送管路等，以方便同學們從功能上理解人體器官并能針對性地對人工器官進行設計、思考。通過講解，同學們了解到研究人工器官并不能簡單考慮其與人體組織器官的類似，更重要的是能使其再現或部分再現人體器官的功能。舉例來說，在講到人工腎時，我們會先從醫學的角度講述腎臟的結構和功能，重點描述腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用。其中，腎小球每天以125ml/min的濾過率處理約180L的血液，腎小管將濾過液中大部分的水、電解質、葡萄糖和其他小分子有用物質重新吸收入血液，而每天最終排尿量僅為2.0L。通過上述講解，同學們可以清楚地了解腎臟在人體中的主要功能，那么進一步的關于人工腎功能設計的講解也就順理成章了。人工腎是血液凈化技術中所使用的最重要的人工器官，再通過進一步關聯講解病理學的內容，我們可以使同學們了解到使用人工腎的血液凈化技術的目的和意義在于治療與血液相關的疾病，既包括腎臟方面的疾病如腎衰竭，也包括各種由于血漿成分發生病理改變而產生的血液性或免疫性疾病，如巨球蛋白血癥、系統性紅斑狼瘡、血友病和多發性骨髓瘤等。緊接著，針對不同的疾病和需要去除致病物質，我們很自然就將知識點轉到不同的血液凈化技術上來，分別講述血液透析、血液濾過和血液透析濾過三種人工腎技術。最終，三種不同的人工腎技術就引出了不同的生物醫用高分子材料和制品的需求和設計：通過對用于人工腎的各種生物醫用高分子材料的化學成分、物理性能的分析，以及對完成其制品的各種工程技術的描述和表征，使同學們融會貫通，掌握這個跨多學科交叉領域的知識點。再舉一個例子，在講組織工程用高分子材料章節時，由于這是一個非常前沿的跨生物學、醫學和材料學的交叉領域，如何有機結合多學科知識使同學們帶著興趣學習就非常關鍵。首先，我們會用“人耳鼠”等組織工程經典的圖片展開緒論，使同學們的目光一下子就被吸引住了，讓他們去思考：人類科技的進展真的有一天能實現更換人體的各個組織器官嗎？由于多個現實的案例擺了出來，他們就會意識到這是有可能并已經部分實現了的前沿科技。進而，我們就會用搭房子來做一個形象的比喻講解組織工程的三要素：細胞是磚塊，生長因子是建筑工人，而生物材料就是整個房屋的支架。而組織工程支架材料對生物相容性、生物降解性能的要求就使得生物醫用高分子成了其中的首選。在這樣的引領下，同學們的關注點自然就轉到了我們高分子學科與組織工程的關系，并能帶著興趣學習接下來的組織工程的原理和方法、軟骨組織工程支架材料、神經組織工程支架材料、血管組織工程支架材料、肌腱組織工程支架材料、皮膚組織工程支架材料、角膜組織工程材料、組織工程支架制品的制備方法等多個知識點。在講解的過程中，我們還會播放組織工程培養細胞、體外構建人工血管等錄像資料，讓同學們更直觀地認識生物醫用高分子材料在組織工程中的應用。
2.學生積極參與的教學互動形式。除了教師的有效引領作用外，學生能否積極參與教學過程的互動也是交叉學科本科教學能否成功的關鍵。對于本課程，我們主要采取了課外檢索學術資料做PPT報告和分組討論的形式。如前所述，我們將人體組織、器官分開并做了一個對應的抽象化的模型。對應于此，我們將學生分成了若干個小組，安排每個小組負責準備和主持一個主題的PPT報告和討論。我們會提前一周通知負責組的同學（通常為4～8人），事先與他們討論講述的主線和子方向，要求同學們分工合作，其中一些同學負責每人5分鐘的PPT講解，其他一些同學負責資料收集和整理工作。例如對肺的一個主題，通過一周的準備，同學們查閱了一定數量的文獻資料，準備了精美的PPT資料和講解內容：第一個同學做了呼吸系統和常見呼吸系統疾病的綜述；第二個同學的報告集中于描述現有的呼吸系統手術（尤其是肺部手術）中使用的大量生物醫用高分子材料和制品，例如包括呼吸道麻醉科導管、單肺通氣封堵導管等醫療器械；第三個同學從人工肺的研究角度出發，用較多的學術資料描述了該領域的研究前沿，進一步通過閱讀資料提出了現有研究的不足，并提出他們小組討論后對該領域的展望；最后一個同學結合工程實際，從生產設備、生產工藝等方面描述該領域醫用高分子制品的制備方法，并簡單提及國內外的主要生產企業。通過這樣的一個“準備—講述”的過程，該組同學系統地掌握了交叉學科從基本概念到學術研究，再到工業領域的諸多方面，并能邏輯清晰地講述給全班同學。在同學們的PPT講述過程中，任課教師會組織聽報告的同學們進行有益的討論。例如，在講解到有關生物醫用高分子材料和制品的生物相容性的時候，有做報告的同學會以隱形眼鏡為例講解，其制備原料主要是聚羥乙基甲基丙烯酸酯類材料。這時，我們會請有戴過隱形眼鏡的同學舉手，并組織討論：為什么隱形眼鏡有日拋、月拋和年拋的區別，它們對材料的要求有何不同？為什么夜晚要取下眼鏡進行清洗保養？作為使用者，自己戴隱形眼鏡會有什么樣的要求？通過這些問題的討論，同學們可以進一步了解作為交叉學科的產品，生物醫用高分子材料和制品不僅要在功能上滿足使用的醫學目的，還要求我們從材料學和工程學的角度去設計，才能獲得較為理想的使用性能。而且這樣的討論也容易引起同學們的興趣，避免過多過深的理論講解會導致的注意力分散。在整個PPT報告和討論的過程中，任課教師會針對同學們的資料準備情況、PPT講解情況和討論情況進行評價和打分，作為成績考核的重要標準之一。
3.創造條件結合實踐教學。交叉學科除了能在學術前沿激發出更多的創新性火花之外，往往還可以通過學科的交叉設計、生產出大量的實用的制品。本門課程針對的生物醫用高分子材料和制品就是典型例子，其所涉及的產業主要為醫療行業和醫療材料（器械）企業。因此，創造條件結合實踐進行教學就成了本門課程重要的組成部分。本門課程的授課教師大多與上述行業的企業有長年的產學研合作關系，已經完成或正在研發多項生物醫用高分子材料和制品的工作，因而具備較好的實際條件進行實踐教學。例如，任課教師與成都市的多家醫療器械生產企業建立了長期的科研關系，從而能將課程的認識實踐帶到其中的一些單位，包括人工腎的生產企業和醫療耗材（導管、輸液制品）企業等。通過實習參觀企業，以及在課堂上觀摩老師帶的各種生物醫用高分子材料和醫療器械，同學們對這門交叉學科涉及的產業有了更好的認識。另外，經常有高端的相關行業展會在成都舉行，例如2012年的第68屆中國國際醫療器械秋季博覽會在成都云集了國內外的多家企業。這種時候，任課教師就會及時公布展會時間，并鼓勵同學們去參觀，通過學習和對比國內外企業的產品，了解其設計理念和所使用的生物醫用高分子材料。展會結束之后，我們會和同學們在課堂上針對展會上的所見所想進行很多有益的討論，很好地幫助同學們更進一步地認識這門交叉學科的知識和產業。
4.結合教學內容邀請專業醫生講座的教學。結合課堂講授內容，我們會定期或不定期邀請一些醫生到課堂進行講座，如講授到血液透析時，我們會專門邀請四川大學華西醫院腎內科進行血液透析的醫生到課堂進行講座，從醫生的角度講述醫用高分子材料在血液透析制品方面的臨床應用。通過這些講座，使同學們更深刻了解醫用高分子材料及制品的實際應用，增加了學習的積極性和興趣。最后，由于交叉學科課程覆蓋的知識面非常廣，簡單地進行死記硬背的考試是不適宜的。經過商討，本課程的多位任課老師達成了一致的共識：平時的討論和報告占學生成績的很大一部分，期末考試以開卷方式進行，出題盡量是基于交叉學科的特點來綜合性地考查學生的邏輯思維、判斷和創新能力。通過八年多的教學實踐，我們發覺本課程的教學互動效果很好，也起到了很好的引領作用，有很多學生對這門交叉學科產生了濃厚的興趣，并相繼進入了生物醫用高分子材料和制品的科研或產業領域。
總而言之，交叉學科的獨特性決定了對其本科教學方法的靈活性、多樣性的要求。只有不斷解放思想、更新教學理念和完善教學手段，才能保證交叉學科教學的質量，才能更加有效地提高同學們的興趣和綜合能力，為更高階段的交叉學科創新性研究以及相關交叉學科的產業輸送人才。
參考文獻：
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第8篇：高分子材料分析方法范文
【關鍵詞】塑料；材料；教學體會；教學方法
塑料材料科學是當今世界的帶頭學科之一，而高分子材料是材料領域的新秀，目前高分子材料在尖端科技、國防建設和國民經濟各領域都得到了廣泛的應用，已成為現代生活中衣、食、住、行、用各個方面所不可缺少的材料，近年來，隨著高分子材料應用領域的發展，單一的材料已不能滿足許多性能要求。塑料材料學已成為科研、技術開發和實際生產中各個環節必不可少的技術手段[1-3]。
《塑料材料學》課程是我校高分子材料加工專業最重要的核心課程之一，該課程的教學目的是希望學生通過學習掌握聚合物的化學改性、聚合物的填充改性、纖維增強改性聚合物復合材料、聚合物的共混改性及聚合物/無機納米復合材料這幾個方面的改性技術。為以后走向工作崗位，適應社會人才需求打下良好的基礎。因此，本課程在材料學科中，有著十分重要的地位。在本文中，我們首先介紹該課程的教學特點，并結合近幾年塑料材料學技術發展的新情況和我們在該課程中的教學經驗，談一談該課程的教學體會和教學方法。
1 該課程的主要特點
《塑料材料學》課程實際上是一門綜合了高分子物理、高分子化學、高分子成型加工[4-6]等基礎知識的實踐運用課程，它不僅講述了各種改性方法的基本原理，更重要的是傳授如何運用這些技術手段對已有高分子材料進行改性；可直接指導以后的生產和科研工作，促進高分子材料科學與技術的發展。因此，這是一門要求綜合運用高分子材料學科的各種知識、并要求進行實際操作的具有較強的理論聯系實踐的課程，它具有綜合性和實踐性較強，及知識前沿性的特點。
2 該課程的教學體會和教學方法
2.1 教學內容有所側重
在授課過程中，教師并非要將其內容全部灌輸給學生，而是重點突出和注重課程銜接。教學內容要符合實際生產應用及科研的需要，并結合最新改性技術技術在本專業的主要應用情況及前沿發展動向。因此，目前本課程教學主要立足于聚合物的化學改性、聚合物的填充改性、纖維增強改性聚合物復合材料、聚合物的共混改性及聚合物/無機納米復合材料這幾個方面，同時，還研究各種改性技術的基本原理及實際應用要求，選用有代表性的示例，更好地向學生傳授，以培養他們對實際生產和科研工作中存在問題的分析和處理能力。
2.2 理論聯系實際，增加實踐性教學環節
為了調動學生的學習主動性，培養高素質的創新型人才，在教學方法上采用理論聯系實際和講授與討論相結合的方式。《塑料材料學》是一門實用性較強的課程，要求結合實際問題來分析和理解理論知識，死記硬背和生搬硬套，都不利于學生對知識的理解和接受，因此，適當增設一些實踐操作課，開展實踐性教學也是教學內容中必要的部分，在教學實踐上，讓學生參與樣品的制備及儀器的實際操作，并結合課程內容來獨立分析和解決問題，是實踐性教學的目的所在。在老師的指導下，讓學生學會親自操作一些儀器，并對得到的圖譜進行解析，使學生的科研能力得到初步的培養和鍛煉。也培養了他們分析問題和解決問題的能力。
此外，還可以開設小型科研活動，結合實際問題通過一兩個系列實驗，激發學生發散思維。如提出請同學們“研究PE材料表面熱氧老化的機理”，這樣教學形式從過去單一的驗證轉變為學生自主資料查閱、交流、思考、設計實驗、制備樣品，并對材料進行綜合性能評價及結構的分析，包括利用熱分析、全反射紅外光譜技術、差譜技術及表面能譜技術等，分析在不同溫度、不同時間及有氧和無氧條件下，PE材料表面老化前后的結構變化，從而推斷其熱氧老化的機理，學生通過一系列的學習和實踐，不僅掌握了高分子材料的制備，研究的基本原理和方法，更重要的是培養他們自覺學習、獨立思考及獨立科研的能力。
2.3 靈活運用多媒體教學手段
多媒體教學是將文字、圖像、聲音等集合在一起通過課堂教學來實施的一種手段[7]，目前，用來制作課件的工具有PowerPoint Author Ware以及Flash，不僅能夠使課件圖文并茂，而且可以產生動畫效果，將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化[8]。這樣，一方面可以充分調動學生在整節課堂上的學習積極性和興趣；另一方面，使學生能夠更加容易地理解所講授的內容，雖然多媒體課件能夠起到很好的教學效果，但是并不能完全地替代板書。對于需要重點強調的內容以及一些重要反應式和理論公式的推導，我們必須要在課堂上進行板書，以加深學生們的印象。因為雖然塑料材料學更偏重于應用，但是其應用卻是建立在理論學習的基礎之上的，只有奠定了堅實的理論基礎，才能夠更好地開發和應用已有的改性技術。因此，我們在課堂上進行多媒體教學的同時，絕不可忽視板書所起的作用。
2.4 注重教學效果反饋，提高教學質量
建立健全配套的教學管理制度是課程建設的重要內容，它應與學校整體管理制度結合起來，在管理內容方面涉及教學質量的評估、教學質量的監控、學分制管理、考試考核以及教師的聘用、考評、獎懲等[9]。我們在講授塑料材料學試課程時，是把教學效果和教學過程的管理有機結合起來的，在嚴格教學管理的同時，充分調動教與學的積極性。目前，我們采用的方法主要是通過定期問卷調查的形式來跟蹤教學質量。有兩種問卷，一種是不記名的問卷，一般有2個問題：（1）你對該課程的學習興趣如何？提供5個答案供選擇，分別為：很“感興趣”、“比較感興趣”、“一般感興趣”、“不感興趣”和“很不感興趣”；（2）對課程講授的合理化建議。另一種是記名的問卷，有3～4個問題，內容與當節課堂講授的知識相關，并且至少有2個問題是延伸性的。通過這兩種問卷的調查，可以較好地認識教學環節中存在的不足之處，了解學生課堂學習的狀況，并進一步改進教學方法，提高教學效果。在以后的教學過程中，我們還計劃采取另外一種方法，即首先在課程講授前期提供一些塑料材料學相關的題目，然后將學生分為不同的小組，讓其選擇感興趣的題目并利用空余時間制作PPT，在課程后期派出各個小組的代表上講臺進行演講，每人講3～5min，講完后大家提問題，然后再由教師進行點評，總的時間限定在2個學時。這樣做的目的，也是想充分調動學生的學習積極性，進一步加深他們對高分子改性技術的認識和理解。
3 結論
塑料材料學課程是一門應用性較強的綜合性課程，并隨著我國材料應用領域的發展而快速發展，在高職高專院校高分子材料加工專業開設該課程以及提高其教學質量的要求愈加迫切。因此，我們需要積極地采取各種措施去適應這種新的要求，改進教學方法，提高教學質量，為高分子材料加工行業培養出優秀的專業技術人才，以推動其更加健康有序地發展。
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第9篇：高分子材料分析方法范文
關鍵詞：高分子材料與工程專業；有機化學；教學現狀；教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分，它的主要研究對象是有機分子，從有機物結構入手，研究有機化合物的化學性質，在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校，有機化學是面向化工學院、藥學院二年級，以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程，是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習，可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能，把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術，同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
1.教學現狀
在工科院校，有機化學的教學課時“縮水”，如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課，但是其課時數被壓縮到64個學時，教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課，是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎，學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程，難度大，任務重。另外，由于江蘇省高考制度，較大部分的學生高中階段選修的“物生”，進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱，一個教學班級里，學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學，對于選“物生”的學生來說，沒有化學基礎，一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時，多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠，不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性，更是對有機化學失去興趣。再者，有機化學課程自身的特點，由于有機物數量多，結構多變，機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮，教師為了教授完大綱的教學內容，不得不采取“滿堂灌”教學方法，使得學生缺乏主動獲得知識的能力，被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束，發現學生知識掌握不好，除了少部分拔尖的學生，大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解，學到的有機知識很少。
2.教學改革
結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業特點，對教學內容進行優化、取舍；改進教學手段，選聘高年級本科生、研究生做助理班主任，讓他們參與本科生教學，形成多元化的本科生教學隊伍；改革考核方式，實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式，教考分離。（1）改革教學內容有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科，不同于其他幾門基礎化學課，有機化學基本不涉及計算，不涉及公式，說的是圖片的拼接，化學鍵的斷裂與重組，以構建新的有機分子。那么，在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題，如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題，就能依據高分子材料與工程專業的培養方案，深入分析研究教學大綱和教學目標，對教學內容進行取舍。在改革教學內容時，還要考慮以下兩個方面問題：一是研讀多種版本的教材，最新版本的中、英文有機化學教材和專著等，從不同研讀、分析深度的教材方面，準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點，結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿，發展動態，結合傳統的知識，推陳出新，把最新的知識信息教授于學生，引導學生了解最新的前沿，激發他們的興趣，使之感覺到目前所學知識的有用性。（2）改革教學手段我校近年實施了一項“班主任助理”制度，選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理，取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學，形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課，經歷過有機化學的學習和考核，有自己的學習方法和技巧；他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習，對哪些知識對專業課學習重要有切身體會；他們與低年級學生同屬于一個年齡階段，有更多的共同話題，溝通交流更容易，幫助學生及早發現自己的優缺點，揚長避短。高分子材料與工程研究方向的研究生，通常具有扎實的專業基礎知識，已經接觸了專業的前沿研究方向，可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目，這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足，增強本科生對基礎知識學習的熱情，使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。（3）改革考核方式良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情，提高他們學習的積極性。目前，我院不同專業實行統一考試，如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷，流水閱卷、統一登分，做到公正、準確。但是，這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同，使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響，結果是為了考試而學習，不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。為了提高學生的整體素質和學習積極性，我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目，結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識，哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時，建立針對性的有機化學試題庫，使學生接觸更多不同的題型，拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫，有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等，統一從試題庫里抽調，實現教考分離。
3.結語
為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量，我們要結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業的專業特點，從學生的實際出發，認真分析總結，精選教學內容，創新教學手段，改革考核方式，不斷激發學生的學習興趣，以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。
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