高分子材料分析方法范文

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[论文关键词]高分子材料　专业英语　教学方法

[论文摘要]高分子材料专业英语中专业词汇较多、专业知识较强、中西文化差异大。本文在分析了科技英语特点的基础上，详细讨论了高分子材料专业英语的教学方法，提出了从扩大学生词汇量、分析句式结构、提高阅读理解和写作能力以及运用多种教学方法和手段等方面来提高学生高分子材料专业英语水平，使高分子材料专业大学生尽快适应社会需求。

高分子材料专业英语是一门以英语为工具的高分子材料专业课程，教学内容以高分子材料工程专业知识为主，以学术英语为辅，目的在于帮助高分子材料专业学生使用英语，直接学习和接触国外相关专业信息。这不仅要求顺利阅读、听懂英语，同时还要求以英语为工具获取专业信息。本文结合教学实践简述了科技英语的特点，以求在专业英语学习过程中准确理解原文，能够用目的语忠实而通顺地再现原文内容。

一、高分子材料专业英语特点

高分子材料专业英语的文体与修辞手段与文艺小说、新闻报道等迥然不同，具有以下特点：严谨周密，概念准确，逻辑性强，行文简练，重点突出，句式严整，少有变化。在阅读或翻译时要注意其行文特点和写作规律，以便更好理解高分子材料专业英语文章。其特点突出表现在以下几个方面：

（一）广泛使用被动语态

专业英语文章侧重叙事推理，强调客观准确。第一、二人称使用过多，会造成主观噫断的印象。因此尽量使用第三人称叙述，采用被动语态，例如：When a low-molar-mass by-product is formed， the adjective ‘condensative’ is recommended to give the term condensative chain polymerization[1]。（建议推荐，缩合连锁聚合）

（二）重要信息前置

专业英语表达方式往往和中文句式颠倒，常用前置性陈述，即在句中将主要信息尽量前置，通过主语传递主要信息。例如“……are charged into a 500 ml reaction kettle equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser”（向带有机械搅拌器和回流冷凝器的500 ml 反应釜内加入……）。

（三）动词的名词化

大量使用名词化结构(Nominalization)是专业英语的特点之一。因为专业英语文体要求行文简洁、表达客观、内容确切、信息量大、强调存在的事实，而非某一行为。专业英语中名词化句子可作主语、宾语、介词宾语、表语、宾语补足语、定语、同位语和状语等，换言之，除了不能担任谓语外，可以用作句子其它一切成分。例如：Such solutions can often be concentrated by freeze drying. This is done by bringing the surface of the solution in close contact with a cold condenser and applying high vacuum to the entire apparatus so that…… (冷冻干燥)[2]。

二、高分子材料专业英语教学实践

高分子材料专业英语课程为大学第三或第四学年课程，学生已经学习了大学英语课程和高分子物理、高分子化学和高分子材料工程等专业基础课程，笔者重点关注了以下几方面教学实践活动：

（一）扩大词汇量

英语单词的数量虽然庞大，但构成单词的元素———词根、前缀、后缀的数量却是有限的[3]。这就要求在英语单词的学习中，通过掌握词根、前缀与后缀来学习新的词汇。在高分子材料专业英语中，常见的词根主要包括各种元素等，如hydro (氢)， chlor (氯)，amino (氨基)，carbo (碳)，oxy(氧)，fibro (纤维)，kineto (运动)。常见的前缀主要包括各种基团、基团的数目、地位等的表示，如poly-(聚，多)，deca-(十或癸)，non (a)-(九或壬)，mono-(单、一)，macro-(大的、宏观)，micro- (微的，小的)，per-(高，过，全)，ethyl-(乙基)，phenyl-(苯基)，benzyl-(苄基)，aryl-(芳基)，alkyl-(烷基)，metyoxy-(甲氧基)，iso-(异，等，同)，ert-(叔)，ortho-(邻，正，原)，ultra-(超、极端)，super-(过度、过多)，co-(共同)，ant (i)-(反，抗)。常见的后缀主要包括各类聚合物的表示等，如-ene(烯烃的后缀)，-ylene(亚基)，-ide(化合物的后缀)，-ate(盐或酯基的后缀)，-ester(酯)，-ether(醚)，-form(仿)，-glycol(二醇)，-one(酮)，-nitrile(腈)，-sulfone(砜)，-wise(方式)。

polytetrafluorethylene(聚四氟乙烯)可以拆分成poly(聚) 、tetra(四)、fluor(o)(氟)、ethyl(乙基)和ene(烯)几部分，分开理解则容易记忆。hydrogen peroxide(过氧化氢)中hydrogen表示“氢”元素，per表示“过、高”，oxide表示“氧化物”。

（二）分析句式结构

对于课文，应突出重点，讲究长句的翻译技巧[4]。系统地阐述和分析翻译的基本知识、理论和技巧，使学生中掌握翻译的技巧，有利于学生翻译水平的提高。当学生碰到具体的问题时，就能够从语法现象、专业内容、修辞等方面灵活处理。如看到一个长句，先不要急于逐字逐句去看这个句子，先找出这个句子的主干，即主语、谓语（或系动词）、宾语（或表语），然后再看其余的修饰成分（也许是几个修饰词，也可能是一个完整的句子），分析它们与中心词之间的关系，然后根据中文表达习惯在主干中加入这些修饰成分。这样的翻译技巧和步骤适合任何的长句翻译。

（三）补充学习方法与技巧，引导学生进行归纳总结

高分子材料专业英语教材的课文专业词汇量大，复杂句子多，如果死记硬背，学生会感到吃力也会没有兴趣继续学习。因此，在教学的过程中要补充学习专业英语的方法。对于高分子材料词汇规律性而言，如词头poly-是多和聚的意思；词尾-ane 是指烷烃，-ene一般是指烯烃，-one 酮等；一些基团如methyl(甲基)，ethyl（乙基），propyl（丙基）都是以-yl 结尾。那么在遇到生词polypropylene(聚丙烯)时，学生就可通过掌握的规律轻松记住单词，做到举一反三，达到事半功倍的效果。

（四）组织课堂讨论，注重给学生提供锻炼的机会

在教学实践中，为了给学生锻炼的机会，教师要善于“让位”，把讲台让给学生。例如，在学期的开始就将学生进行合理的分组，以每个小组为单位，提前布置课堂总体学习内容，让大家课下做一定准备，上课时临时抽查小组中的成员走上讲台给其他学生讲解指定段落，在学生讲解的过程中，教师也是听众；讲解完毕后，小组中的其他成员和其他小组的学生均可补充；教师做总结，对遗漏、错误的地方进行补充。一个学期结束，尽量使每位学生都至少有一次上台讲的机会。这样，一方面可以调动学生发现和解决问题的积极性， 减轻学生对教师的依赖，更重要的一个方面，给学生一个在公众场合表达自己的锻炼机会。采取这样的方式后，学生普遍反应良好，特别是对于不敢在公众场合说话的同学，认为经过这样的参与，自己不仅学到了知识，而且也锻炼了人际交往能力，为以后的应聘求职奠定了良好的基础。

三、总结

总之，在高分子材料专业英语的教学中，应充分发挥学生的积极主动性，尽可能地多引导学生做规律性的总结，熟悉句法技巧，并在考核方式上有所侧重，这样才有可能使专业英语的教学更加有吸引力，取得良好的教学效果。

[参考文献]

[1]揣成智.高分子材料工程专业英语[M].北京:中国轻工业出版社，1999 :18.

[2]曹同玉，冯连芳.高分子材料工程专业英语[M].北京:化学工业出版社，1999: 203.

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关键词：功能高分子材料；教学探讨；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化学、高分子材料、复合材料和应用化学专业的主干综合性课程，同时是一门以高分子化学和物理为基础，与生物学、物理学和医学等学科都有交叉的交叉学科。随着科技迅速发展，当前社会领域内对功能高分子的应用更为普遍，因其种类多、内容丰富成为新技术革命中不可或缺的关键材料并充斥在人类生活中，这使得《功能高分子材料》课程的教学显得尤为重要。高分子材料的功能化主要体现在对其组成及结构上的设计，而《功能高分子材料》的教学目的就是让学生在掌握关于功能高分子材料基本知识的基础上，可以制备和设计功能高分子材料。因此，提高对《功能高分子材料》课程教学方法的重视，打破传统的教学方式，对于培养出运用功能高分子材料的高素质优秀人才尤为重要。

二、教学内容和课程特点

《功能高分子材料》是一门专业选修课，同时是一门重要的核心主干课程，不仅要求学生了解并掌握高分子材料的基础知识，更要求学生具备动手设计和制备有关的功能高分子材料的能力。而这也就要求在功能高分子材料的教学过程中，始终贯穿高分子材料的分子“设计―结构―性能”之间的关系，这往往需要学生运用和掌握大量的高分子化学与高分子物理的基础知识。

三、目前《功能高分子材料》课程教学现状与存在的部分问题

首先，功能高分子是一门结构复杂、跨学科性强的专业学科。因此，该门课程在教学内容的选择上不能拘泥于在传统模式中选取某一本教材内容进行教授，而是应需要进一步的去完善和提炼综合各版本的优势内容，再进行教学内容的选取；其次，晦涩难懂的教学重点是要求学生理解高分子材料是怎样从组成、结构上进行设计而使材料功能化的，但理论知识往往比较刻板生硬，使得学生学习兴趣低下。那么，如何提高学生学习积极性是教学关键。传统的“填鸭式”教学并不适用于这门课程，因为在缺乏以学生兴趣作为保障的前提下，我们很难将内容多、更新快、知识点晦涩、难点较多的功能高分子材料这门学科讲清楚。因此，教师应充分考虑更新教学手段、教学方法以及考核方式，提高自身专业素养并调动学生积极性来克服这一困境。

四、《功能高分子材料》课程教学改革方法与实践

1.教材的选定和内容的精讲。目前多数学校对于这门课程安排的课时、学时较短，主要集中于学生找工作和考研的大四阶段。那么，这就有赖于授课教授前期对课程教学内容的精心设计，更要求教师掌握当代先进的高分子材料的前沿知识和发展进程，不断更新自我的知识结构，对课程内容进行系统的分析和归纳，突出课程重点，授课时选择精练重点，深入浅出进行授课，从而解决教学内容多与学时少之间的矛盾。其次，功能高分子是一门相对新兴的前沿学科，因此选择其内容要跟随时代的发展，不可将陈旧的知识拿来反复陈述，而是要跟上科学步伐不断更新、充实和完善授课内容，教师应多方面的关注功能高分子材料领域的前沿动态，不断积累并更新自己的知识量，将先进的学术成果及时应用到平时的教学过程中，使得学生对高分子材料充满好奇，从而提高学生学习功能高分子的积极性，进而牢固掌握高分子材料的基础知识。

2.多媒体教学与传统教学方式相结合。多媒体教学越来越广泛的应用于现代教学中，相比传统的板书口述的传输途径，多媒体具有生动形象的图片和模型、涵盖的信息更广、交互性更强的特点，更容易令学生理解和接受教学过程中复杂的知识难点。近些年，越来越多的课程都已经实行多媒体教学，由于功能高分子材料这门课程的新概念多并且涉猎领域广，引入多媒体辅助教育将更有利于学生直观感受有关功能高分子设计的实例，尤其是教师可利用各种软件、网络资源和视频，生动地展示各种原理模型，把抽象枯燥的功能高分子材料课程变得更加具象、具体，以此调动学生的各种感官、启发学生思考，从而激发学生参与到功能高分子学习中来的兴趣，加强学生对高分子材料中的教学难点的理解和掌握。然而任何事物都是具有两面性的，不能过分依赖多媒体教学，在教学过程中，对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解，这时教师就应该采用传统的板书教学方式，通过板书并逐渐讲解过程使得学生能够慢慢理解，加强学生的记忆。总之，多种教学方法有机的结合才能达到完美的理想效果。

3.强化理论与实践紧密结合，培养创新性思维。教师在传授功能高分子材料的理论知识的同时应开设与此课程相关的开放实践课程，如开放性的设计实验。在教师指导下，学生自己动手设计、操作并最终提交实验结果，在整个实验操作中不仅需要现实性的应用学到的理论知识，还可以锻炼学生的自主创新能力。这种自己动手操作设计实验的方式不仅培养了学生的动手能力，更加深了学生对所学知识的理解；还可以带学生去功能高分子材料的工厂参观，切身感受理论结合实际的生产过程，开阔学生的视野，教学实践相结合使得教学成果更为显著。

4.从生活实际出发，激发学生学习动力。教师在教学活动中介绍功能高分子材料的时候，可以以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子，让学生认识到功能高分子材料的重要性，同时让学生对最新的研究成果有所了解，从而提高学生们对科学研究的兴趣。例如，教师可以以环保问题为切入点，介绍对于废水、废气处理方面的功能高分子材料；在讲解导电高分子材料时，可以用“诺贝尔化学奖科学贡献―导电聚乙炔发现”的案例切入；在讲电致发光功能高分子材料时，可以先从熟悉的智能计算机谈起，慢慢讲解其屏幕发光机理和应用机制；讲解吸波材料时，教师则可以从各国隐身战斗机的发展入手，从材料的特殊功能入手，再慢慢引出高分子材料的不足之处，从而引导学生主动思考、发掘原因，引导学生获取解决问题的方法，感受到成功的乐趣增进自信，提高学习功能高分子的学习动机。总之，要让学生在学习中建立起功能高分子材料与现实生活的紧密联系，感受到功能高分子学习在未来职业和社会生活中的作用。

5.教学手段多样化，增强教与学的互动性。采取多种教学手段并用，增强互动性教学在功能高分子材料这门学科中是非常重要的，尤其是教与学的互动性，在一定程度上可以促进学生的学习兴趣，在互动中得到对知识的理解和掌握。在互动性教学中，教师可以提出一些问题并适当的给学生安排一些课下查阅资料的任务，锻炼学生的文献检索能力，并能在文献中了解和掌握更为前沿的学科知识；更可以放手安排让学生在讲台上讲授，这样不仅可以促进学生对知识的掌握，还可以锻炼学生的胆量和演讲能力。此外，还可以鼓励学生撰写一些功能高分子材料相关的综述性论文，在培养学生论文写作能力的同时也对功能高分子材料领域有一个广博的认知。总的来说，互动模式可以督促学生主动对知识进行获取，增强学习的效果。

6.科研与教学相融合，以科研促进教学。在功能高分子材料教学过程中，应将教学和科研有机的结合起来。科研教学一体化不但能够提高教师水平，把握前沿的功能高分子材料的知识，更能丰富关于功能高分子材料的教学内容，为学生营造浓郁的学术氛围，提高学生的科研素养和创新能力，进而全面提高关于功能高分子材料的教学质量。

7.改革考核方式，端正学习态度。学生的考核情况是反应教学效果的标准，教师应该随时注意自己的教学效果，随时做好查漏补缺的工作，并积极调整教学方式以达到预期的教学效果。传统的考核方式主要是通过考试成绩来评价这门课的教学效果，而在这种情况下，学生往往是阵前磨枪，突击复习，这种瞬时记忆导致学生知识点很快被忘却。因此，改革考核方式变得尤为重要。首先，重视课堂表现力和出勤率，培养学生上课的纪律性和交流思考能力，该方面要占总成绩的30%；其次，要注重课堂报告和文献检索能力，从而锻炼学生检索资料、撰写报告以及演讲能力，并占总成绩的20%；再次，为了培养学生理论联系实践的创新性思维能力，那么设计性试验和课后作业要占总成绩的20%；最后就是考查学生对概念、原理、性能以及实验设计方案的掌握，占总成绩的30%。这种全新的考核方式能够有效促进学生素质的提高，使得分数不再是衡量学生的标准，对功能高分子材料课程教学效果的提升起到了重要的作用。

五、结语

在随着科技的发展，功能高分子材料科学也在飞速发展，这就要求高分子专业的人才的素质也要与时俱进。因此，在功能高分子材料的课程教学过程中，教师要不断提升自身素质，并及时掌握高分子材料研究的前沿内容，系统归纳课程内容，改变教学观念运用多重教学手段，采用理论与实践结合的教学思路，培养学生独立思考、解决问题的能力，调动学生自主性和积极性，为该科研领域不断输送优秀人才。

参考文献：

[1]齐民华.功能高分子材料课程教学改革的思考[J].广东化工，2011，（05）.

[2]周立，孙荣欣.《功能高分子材料》课程教学改革的探索[J].科技信息，2010，（21）.

[3]吐尔逊・阿不都热依木，如仙古丽・加马力.关于《功能高分子材料与化学》课程教学的几点思考[J].广东化工，2011，（11）.

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【关键词】高分子材料与工程专业；现状；发展前景

一、简析高分子材料与工程专业及其发展现状

（一）高分子材料与工程专业的演变过程

高分子材料又称为聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加剂混合构成的单元共价构成。早在1953年，我国就设置了高分子类专业，很多高校陆续设置了高分子类专业，比如：化学纤维、高分子化学、复合材料等专业。随着我国经济的飞速发展，为高分子材料和工程专业的结合和发展创造了良好的条件，为了培养具备高分子材料和工程方面的高素质人才，教育部于1998年将与高分子材料相关的工科类专业统一称为“高分子材料与工程专业”，这一历史性的创新将迎来崭新的发展，期望我国能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域有很好的研究和突破。高分子材料与工程专业的课程设置主要有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理论知识，力图造利于我国在科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营等领域的发展，推动我国新领域的开发、研究，增强国力，在世界经济中站稳脚跟。

（二）高分子材料与工程专业的发展现状

材料是人们赖以生存的物质基础，高分子材料与我们的生活息息相关，小到日常使用的毛巾、鼠标、油漆，大到汽车轮胎、防弹衣，玻璃钢等等，都在不断满足着人们的种种需求。我国的高分子材料的消费水平还处在一个很低的阶段，高分子材料的生产量无法满足市场的需求，高分子材料的品种、制造工艺、技术等等都远远比不上世界发达国家的水平，资源的浪费和低利用率，以及对环境的污染等等都亟待解决。同时，高分子材料与工程专业人才的就业情况不是很好，截止到2012年，全国以高分子材料与工程专业招生的学校达到145所，其中教育部直属院校18所，国防科学技术工业委员会院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江苏、河北等27个省和自治区、直辖市，招生人数也在逐年增加，但是毕业人员的就业情况却与之不匹配，很多学习这个专业的人才在毕业以后却没有从事与该专业有关的行业。此时，我们需要重新审视，如何保证培训质量和就业问题，培养怎样的高级工程技术人才，才能满足社会对高分子材料与过程专业人才的需求。与此同时，我们还需要从环境、能源方面去考虑，节约能源、利用新能源、回收利用可降解的产品，保护环境，减少资源的浪费。

二、高分子材料与工程专业的发展前景

高分子材料独特的结构决定了它很容易被改变结构和再加工，这个特点是其他材料不可比拟、无法取代的优异性能，从而被广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中不可缺少的材料。高分子材料与工程专业的结合是任何行业不可或缺和取代的，小到穿衣吃饭、电脑手机，大到建筑楼房、航空航天。直观数据显示，高分子材料与工程专业的就业率还是很高的，达到了92%以上。21世纪以来，中国高分子材料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，合成树脂、塑料机械和塑料制品近几年一直保持高速增长，从建筑、装饰、家电、电子电器、汽车、玩具、办公设备等行业日益广泛的应用发展来看，也显示了中国高分子材料与工程专业强劲的发展势头。尽管高分子材料与工程专业还存在着很多的不足，但是它的发展前景还是很好的，市场的需求量也很大（包括橡胶、塑料制品、复合材料等等）。在当今的新形势下，我们面临的是挑战，同样也是机遇。我国要想缩短与世界发达国家之间的差距，需要加大高分子材料与工程方面的研究、生产、投入和应用，教育部门应当规范化办学，适当的控制招生规模，提高教学质量，调整高分子材料与工程专业的技术知识结构体系，模拟创业训练，培养科学研究、应用研发、生产工程技术、营销管理等方面的人才，以此来适应社会经济的发展。据调查显示，72%的高分子材料与工程专业学生可以在科研、教学、企业等领域得到很好的发展，他们在毕业以后能很快找到工作，既可以从事高分子材料的研究，也可以从事加工工艺技术的开发或者是在商检、质检等部门从事材料的检测等等，其薪资也属于中等水平。

总结：

高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。随着社会经济的迅速发展，我国人民的可支配收入逐渐增加，城市化的进程不断加快中，人们对更高水平、更高科技化的产品需求加大，绿色环保成为未来发展的需求，因此，社会需要高分子材料与工程专业的专业性人才。有关高分子材料与工程专业的行业有很多，而且涉及范围很广，高分子材料与工程专业的就业前景广阔，影响着我们的日常生活（包括生产、教育、建筑、电子计算机、军事等领域），并发挥着不可或缺的作用。我国的高分子材料与工程专业存在着很多不足，需要我们与时俱进，在教育、科学、汽车、军事等各个领域加大投入和创新，运用新材料、新技术，适应社会经济的发展，不断改革和创新，从而带动我国经济的飞速发展，提高我国的生产力和科技水平。

参考文献： 

[1]赵长生. 高分子材料与工程专业发展与教育现状[A]. 中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会：中国化学会，2011：1. 

[2]赵长生，顾宜.高分子材料与工程专业发展与现状[J].塑料工业，2008（01）：70-71. 

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关键词：高分子材料改性;教学改革;实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0094-02

一、绪论

“高分子材料改性”是高等工科学校高分子材料与工程专业一门重要的专业课程。高分子改性的方法多种多样，各种不同门类的改性方法之间相互关联、相互依托，这不仅体现在理论范畴，而且体现在应用领域。通过本门课程学习，使学生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增强理论和技术，共混工艺以及聚合物改性的最新研究进展;了解常用的改性设备;培养学生运用所学的有关基础理论、基本知识去分析与解决实际问题的能力[1]。针对“高分子材料改性”课程的特点以及过去几年的教学实践，目前“高分子材料改性”课程教学中还存在以下3个主要问题：

1.授课计划和授课内容安排不合理。“高分子材料改性”课程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混过程与调控、共混物的形态、共混体系相容热力学、共混物性能的预测与影响因素、共混改性在塑料及橡胶等领域中的应用、共混方法在短纤维填充体系及纳米复合物材料中的应用、聚合物共混工艺与设备等。对于强调实际应用的高分子材料与工程专业的本科学时来说，该课程显得尤其重要[2]。根据授课计划安排，该课程开设32学时，存在着内容多、课时少、授课内容需要进一步提炼等问题，难以在规定学时内有效、连贯的开展教学活动。

2.缺乏实践环节。目前，“高分子材料改性”课程主要以讲授为主，缺乏实践环节，学生主动参与较少，导致学生感性认识不深。例如在第十章讲解高分子共混改性设备时，学生们难以区分同向双螺杆挤出机和异向双螺杆挤出机的物料输送方向，通过静态的二维或三维图片进行讲解时，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握两类双螺杆挤出机的工作原理和区别。

3.教材更新与完善。目前，江苏科技大学“高分子材料改性”课程选用的教材是2006年王国全老师编写的《聚合物共混改性原理与应用》。本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材、“十一五”国家重点图书。教材在广泛总结国内外高分子共混理论与应用成果的基础上，融入了王国全老师多年来在高分子材料共混领域的教学与科研实践经验编著而成[1]。目前，高分子共混改性等相关方法在高分子加工领域中的应用不断扩展和壮大，但是该教材自2007年第一次出版后没有进行过更新和修订，部分内容与当前发展现状不符，例如教材第七章介绍五大通用塑料产量时，依据2006年的统计数据，聚氯乙烯的产量仅次于聚乙烯居于第二位，而随着聚氯乙烯应用领域的进一步扩展，目前聚氯乙烯的产量已经超过聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全适应于当前高分子材料与工程专业“高分子材料改性”课程的教学。

4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”课程考核方式为平时成绩占30%，期末成绩占70%。平时成绩占比较低，期末成绩占比较高，出现部分学生平时不重视课后作业，期末考试时突击复习通过考试的现象。这样的考核方式无法反映出学生的真实水平和实际能力，也很难让学生的实际应用能力得以实质性提高。

二、教学改革方法与手段

针对高分子材料与工程专业“高分子材料改性”的特点和目前存在的问题，结合江苏科技大学的实际情况，要求学生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基础上，培养学生分析和解决实际问题的能力，作者结合该课程的特点以及过去几年的教学实践，总结了几点教学改革方法。

（一）结合课程特点，调整授课计划和内容

针对授课内容多、学时少的问题，有必要对课程进行提炼整理，删除部分与聚合物共混改性无关的内容。例如教材第五章中相分离行为与均相结构稳定性的内容对于物理化学专业十分重要，但是对高分子材料与工程专业学生来说，只需要在第五章中加以概述就能满足本专业的教学要求。同时，对于后续的Flory-Huggins模型和状态方程理论部分为高分子物理讲授内容，也可以进行适当删减和提炼。另外，共混物的相界面学习对于分析多相共混体系的微观结构和性能至关重要，现有的授课计划中相关内容过于简单，无法满足高分子材料与工程专业学生的培养要求，因此有必要增加相关的授课内容。

（二）增加实践环节，提高学生的感性认识，培养学生解决实际问题能力

“高分子材料改性”是一门理论与实践并重的课程，部分授课内容较为抽象，学生只有通过亲自实践，才能对课堂学习的相关知识进行充分的理解和消化吸收。同时，实践环节的引入，学生们可以在实践过程中提高感性认识，培养学生的动手能力以及发现问题、查阅文献、相互合作去分析解决问题的能力，这对于学生将来的学习和工作都具有重要意义。另外，实践环节具有一定的趣味性，可以有效调动学生的学习积极性[3]。

（三）优化教学方法，发挥学生主动性

在以往的教学过程中发现，课堂上学生的参与程度少，课后缺乏主动复习，导致整体的教学效果不好。教学方法的改革应倡导以学生为主，激发学生自身作为学习主体的意识，使知识的学习从传统的灌输式教育方式向主动吸收式的方向转变，可以有效提高教学效果。例如可以将每堂课开始前的复习时间由以往的老师讲改为学生讲，上课前给学生5分钟时间简要总结上次课学习的主要知识点。这样做一方面可以有效帮助学生提高上课时的注意力，另一方面可以督促学生课后及时复习课堂知识，更加牢固的掌握知识，做到融会贯通。同时该方法的推广，还可以锻炼学生的幻灯片制作水平并给每一位学生提供一个展现自己的机会，增加学生的主体意识[4]。

（四）优化考核方法，引导学生全面发展

课程考核是检验教师教学效果和学生学习效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通过一张试卷来检查学生的学习情况，而学生往往可以通过突击性的复习取得较高的分数，这样的考核方式既不能准确反映老师的教学效果，亦不能充分反映学生对知识的掌握程度[5]。根据高分子材料改性课程的特点，笔者在实际的课程考核中尝试采取灵活多样的考核方式。一是增加平时成绩所占比重，将平时成绩所占的比重从30%提高至40%，使学生认识到平时学习的重要性;二是进一步增加随堂提问，提高学生上课时的注意力，减少课外作业在平时成绩中所占的比重;三是引入课前5分钟，让学生利用幻灯片总结复习上节课学习的内容，督促学生养成课后复习的良好习惯。

三、教学改革效果

“高分子材料改性”课程从江苏科技大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业2009级开设，目前已经开设7届。近三届学生的成绩分析表明，该课程平均优良率为92%。通过本课程的学习，使学生利用共混改性相关的基本知识去分析与解决实际问题的能力得到明显提高，很多同学参与了本科生的创新计划大赛，做了很多有意思的实验性课题，部分同学取得了较好的成绩。

四、结论

“高分子材料改性课程”教学改革是一项系统工程，笔者以培养学生有效利用共混改性相关的基本知识去解决实际应用问题为出发点，通过调整授课计划、增加实践环节、优化教学方法和考核方法，去引导学生树立良好的学习习惯，充分掌握高分子共混改性的相关知识点。实践证明，对“高分子材料改性课程”课程进行教学改革能够有效地激发学生的学习积极性和主动性，充分发挥学生自身潜力，为学生将来的学习与工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]王国全.聚合物共混改性原理与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

[2]杨菁菁，周健，周仕龙，杨润苗.“高分子材料改性综合实验”课程教学的改革与实践[J].江苏理工学院学报，2015，（6）.

[3]于淑娟.《聚合物合成工艺学》课程教学与改革[J].广西师范学院学报：自然科学版，2012，（2）.

[4]赵德仁，张慰盛.高聚物合成工艺学[M].北京：化学工业出版社，2006.

[5]李馨.考试改革对提高大学生综合素质的探讨[J].农业教育研究，2009，（3）.

Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course

ZHUO Qi-qi

（College of Material Science and Technology，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang，Jiangsu 212003，China）

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关键词：功能高分子设计；双语教学；探究式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0210-02

“十二五”规划指出，目前我国新材料产业正处于强劲发展阶段，新材料产业约占国内生产总值的15%，预计年增长速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于独特的结构和易改性、易加工的特点，使其拥有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而被广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料兴起于上个世纪60年代，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料，指在其原有优异力学性能基础上，还具备化学反应活性、导电性、光敏性、生物相容性、选择分离性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其复合材料，近年来在高分子材料领域占主导地位。

而功能高分子设计课程就是面向功能高分子材料方向本科学生的概论性课程，是一门研究与功能高分子相关的分子设计与合成方法的学科，主要包括各种特殊的功能单体的设计与合成、各种活性聚合方法及当前高分子设计相关范畴的最新研究成果和方向。目的是使学生在已有的有机合成和高分子化学课程的基础上，进一步掌握功能高分子的单体设计与合成、活性聚合方法等理念与技能，培养学生初步具有设计功能单体和选择聚合方法的能力，并了解本学科方向前沿新动向，为今后学生在功能高分子材料领域就业或继续深造打下基础。如何让功能高分子设计课程的教学更适应时代的要求，满足和谐社会创新人才培养的需求，是我们必须研究和探索的问题。

如今，国内高校的功能高分子设计课程教学所存在的问题主要表现为两方面：（1）以汉语教学为主。功能高分子设计课程中，一部分重要内容为讲述先进功能高分子材料，需要紧跟该领域前沿性发展情况，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、国际会议资料以及互联网上，查阅英文文献是获取这些最新信息的主要途径，并且国外已有许多原版教材可直接作为图书资料使用[1，2]，导致学生仅被动依靠教师翻译讲述，无法自主获取该领域最新的研究成果，致使学生对学科发展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高学生的专业英语水平。（2）以“注入式”教学方法为主[3，4]。通常由教师在讲台上讲授分析原理、目的、内容及测试实例，不利于激发学生兴趣，导致学生主观能动性发挥不够，不利于培养学生的综合能力和创新思维。综上所述，传统的汉语主讲，注入式教学为主的功能高分子设计课程教学无法保证高质量的教学效果和质量，不利于培养既具有扎实专业理论功底，又具有良好外语水平的创新型复合人才，所以，笔者在32课时的课堂实践基础上提出了采用双语教学和探究式教学相结合的方法，主要包括以下四阶段的探索。

一、专业英语的有效学习

功能高分子类专业课的双语教学旨在促使学生获取专业知识的同时提高英文运用能力。其中的教学核心是培养学生运用英文思考、求知、交流专业知识的能力，为学生今后在专业领域运用英文进行交流以及科学研究打下基础，不可舍本逐末过多地注重英文语法与词汇的讲解，所以称之为英语的“有效学习”。

选取化学工业出版社的《高分子材料专业英语》，进行常用高分子单体、有机试剂及实验器具单词的教学，从共有词头和词根出发，比如聚合“poly-”和烃“-ene”等，目的使学生在4个课时内可以做到看懂常用单词，但并不盲目追求拼写与语法。

二、团队合作的开放讨论

在完成初期的英语学习后，将学生分为6～8人小组，给出8～10个专题讲座方向，让学生进行小组内部讨论，找出本小组最感兴趣的方向，随后委派代表在课堂陈述，最终制定6个专题。目的是教授学生感兴趣的专题，而不是照本宣科地讲述功能高分子领域的“老三篇”。比如学生提出专题为“导电高分子材料在电子类产品上的应用”，既与传统专题“导电功能材料”相关，又与当今信息时代的大环境切合，可以有效提高学生的主观能动性，使学生思维碰撞，激发学生兴趣，促进创造思维的发展。

在此过程中，让学生充分表现、合作与竞争，使教师指导和学生自主探究相结合，传授知识和解决问题相结合，单一性思考和求异性思维相结合。要密切关注讨论的进程和存在的问题，及时进行调整和引导；充分调动学生讨论的积极性，及时发现优点，特别是善于捕捉后进生的“闪光点”，及时给予鼓励。

三、英文文献的小组pk

在确定专题以后，采取“2-1-1”的4课时讲座模式，即教师进行2课时的专题讲座，学生进行1课时的文献阅读与表述，最后进行1课时的课堂大讨论，要求小组学生分工将文献进行总结梳理，得出自己的结论和解释。不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释或看法。他们要能够将自己的结论清楚地表达出来，大家共同探讨，使大家思维相互碰撞，努力撞击出创造思维的火花。

以“感光功能高分子材料”为例，教师主要讲述感光类高分子材料的光作用机理、感光基团、常见感光高分子材料，并通过英文前沿文献的讲述让学生了解感光高分子材料的应用，随后布置小组分工英文文献阅读，在下次课堂上让各个小组代表进行文献讲述。文献讲述不需要全篇翻译，注重理解该感光材料的合成方法和过程，以及其制备的目的和意义，并能通过小组讨论与自主思考去试图提出该文献的创新点及不足之处，做到不迷信文献。讲述完成以后，教师带领所有小组对各小组的表现对进行点评与提问，模拟答辩模式，很好地锻炼学生的口头表述能力和心理素质。最后进行小组相互评分，评出感光功能高分子材料专题文献讲述的第一名，充分提升同学们的竞争意识，引爆课堂气氛。

四、功能设计的综合应用

最后4课时为考核课时，考核目的为让学生具备可以初步具备设计特定功能高分子材料的能力，比如选取“我身边的综合功能高分子材料设备”，让每小组选取生活中常用的物件，指出其所含有的两种或多种功能高分子材料，并通过小组讨论、课程复习及资料查阅指出如何设计新型的功能高分子材料来取代传统材料。例如，有小组围绕“手机”进行协作，指出手机的表观柔感涂层为感光功能高分子材料，具有快速、绿色、高效的特点，可采取无机填料与高分子复合的方法进行性能改进；而手机的内层电路板为导电高分子材料，可通过先进的印刷电子的方法快速制备一体化电路，降低制作成本。由此，让学生从更深层面上理解功能高分子材料拥有广泛应用性的特点，消除了学生“学而无以致用”的疑虑，显著提高了学生的主观能动性，有效培养了学生的综合能力和创新思维。

总之，在功能高分子设计课程中，开展双语教学与探究式教学相结合的方法对于人才培养是一项非常有意义的工程，在教学实施过程中，因材施教、循序渐进，从教学的准备、策略、方法和细节等各环节精心设计及有效实施，并不断探索与改进。培养出既具有深厚的专业知识基础，又具有良好专业外语的运用能力，同时洞悉学科前沿的创新性复合人才。

参考文献：

[1]徐丹，黎盛，李代明.包装材料学课程双语教学实践与探索[J].中国轻工教育，2012，（6），72-74.

[2]张晖，张积家.双语水平和双语经验队大学生创造力态度的影响[J].现代教育论坛，2011，（4），26-30.

[3]吕明生，王淑军.食品分析课程教学实践与实践[J].科教文汇，2008，（1），44-47.

篇6

尊敬的贵公司领导：

您好!

衷心的感谢您在百忙之中翻阅我的这份自荐书，诚待您的指导。

我叫xx，是20XX届天津渤海职业技术学院高分子材料与工程专业的毕业生。我所学的专业叫高分子材料工程，隶属于化工系，不但学习了化工方面，如无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工原理、化工设备等学科的一系列知识,还进一步深造学习了高分子材料及其聚合方法、设备等所关联的包括聚合物共混改性化学纤、高分子物理、高分子化学、高分子合成工艺学、成型工艺学、化工cad、高分子材料成型工艺设计、高分子材料加工原理等学科的一系列知识。除了专业知识的积累，还重新塑造了自己包括待人处事、注重团队精神等优秀思想，而且经常锻炼身体，为成为一名德智体全面发展的新时代人才而努力。

此外，我热爱贵单位所从事的事业，殷切地期望能够在您的领导下，为这一光荣的事业添砖加瓦;并且在实践中不断学习、进步。

收笔之际，郑重地提一个小小的要求：

无论您是否选择我，尊敬的领导，希望您能够接受我诚恳的谢意!

祝愿贵单位事业蒸蒸日上!

此致

篇7

关键词：高分子塑料；成型工艺；分析探讨；未来发展

中图分类号：TB32 文献标识码：A

一、高分子塑料的概述

1高分子塑料定义

高分子塑料是指以高分子化合物为主要成分的所有材料。从物理概念来说，高分子化合物的分子量应该在1000以上。目前我们所使用的塑料，它就是一种合成的高分子化合物，一般把它称之为高分子或者巨分子，它是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的，并由合成树脂及填料、稳定剂、色料等添加剂组合而成的。而根据它的特点来说，它可以自由改变形体样式。

2高分子塑料的特性

单就高分子塑料的特性来说，除了它可以自由改变形体样式以外，它还具有一定的粘弹性，它在外力作用下会发生高弹性变形和粘性流动，其变形与时间有关。还具体低强度和高比强度。一般地高分子塑料强度很低，但是由于它的密度很低，所以比强度较高。

除此之外，还有一定的高耐磨性、高绝缘性、膨胀性、高化学稳定性、导热性低、热稳定性差等诸多特点。

3高分子塑料的分类

分析了高分子塑料定义、特性外，我们再来看它的分类。目前在我国现阶段我们把它分为七大类。具体如下：高分子胶粘剂、橡胶、塑料、高分子涂料、纤维、功能高分子材料和高分子基复合材料。下面笔者根据工作经验和体会分别对这七大类做一详细的说明介绍，仅供参考。

第一类是高分子胶粘剂。它是以合成天然高分子化合物为根本的一种胶粘材料。而在实际应用中我们又把它分为天然和合成胶粘剂，不完全统计应用较多的是合成胶粘剂。

第二类是橡胶。从物理概念来说，它的分子链间次价力小，分子链柔性好，一般地在外力作用下可产生较大的形变，不稳定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢复原状。

第三类是塑料。塑料在我们的生活生产中听到的比较多。一般来讲它是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要的成分，加入填料、增塑剂和其他添加剂组合而成。我们通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料。

第四类是高分子涂料。这个类型的主要是以聚合物为主，在生产中再添加溶剂和各种添加剂制得。一般把它分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料三中，在日常生活中很常见。

第五类是纤维。这个也是在平时听到最多的一种塑料，一般分为天然纤维和化学纤维两种。物理学分析我们得出纤维具有次价力大、形变能力小、模量高等特点，一般为结晶聚合物。

第六类是功能高分子材料。现在我们已经采用的是高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料等待。它具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。

最后一种是高分子基复合材料。这种材料综合了原有材料的性能特点，在实际使用中我们根据需要进行材料的任意设计。

4高分子塑料的应用

如果说塑料的应用，我们大家都不陌生，在生活生产中都常见，而提到高分子塑料的应用，大部分人都比较陌生，而实际上，我们在生活中或多或少都听到见到过，只是加以高分子就难以理解了。经过多年的工作体会和实际工作操作，现笔者就高分子塑料的应用做一阐述。具体如下。

从军事尖端大方面来说，高分子塑料的应用已经涉及到军事及尖端技术上，无形中它促使了高分子合成和加工技术的发展，据不完全统计它已经成为一种独立的专门工程技术。

从高分子材料科学研究上来看，它是年轻而新兴的学科。我们的科学家主要集中于结构和组成与材料的性质、探索加工工艺，对各种环境因素对材料性能的影响，其主要目的是为了进一步开发新材料、新工艺等。目前，从一些材料上看高分子材料已经和金属材料等并驾齐驱，在国际上我们把它列为一级学科，这是很高的级别。

二、高分子塑料加工工艺

上文我们分析了高分子塑料的定义，特性，分类及应用，从大的方面我们有了一个感官的认识和了解，下面笔者再结合实际谈谈它的加工工艺。以便在实际中进一步总结应用。首先我们先来了解高分子塑料在加热中出现的物理和化学变化。先来看物理变化。

1高分子塑料的物理变化。一般地，高分子塑料在等温条件下会结晶，我们把它称为静态结晶。但实际在加工过程中，它大多数情况下结晶都不是等温的，笔者认为这些因素都会影响结晶过程。实践中我们得出，熔化温度与在该温度的停留时间会影响聚合物中可能残存的微小有序区域或晶核的数量。

另外，高分子塑料如果在纺丝、薄膜拉伸、挤出等成型加工过程中会受到高应力作用，这个时候它就会有加速结晶作用的倾向；如果在剪切或拉伸应力作用下，熔体中会生成长串的纤维状晶体，随应力或应变速率增大，它的晶体中伸直链含量增多，晶体熔点升高。

经过多年的实践，笔者得出这样一个结论：就是说高分子塑料的分子链结构与结晶过程有很大的关系。具体来说，如果分子量愈高，大分子及链段结晶的重排运动愈困难，高分子的结晶能力一般随分子量的增大而降低，这是成反比的，需要我们加以注意。

2高分子塑料的化学变化是指高分子塑料在高温和应力作用下，受到热和应力的作用它的大分子结构发生的一系列变化。这个变化中会发生轻微的降解物质，这个物质释放出来后会产生大量的有害物质。所以，我们在实际加工的过程中，要严格控制原材料指标，并使用合格的原材料，在配方中我们还要考虑使用抗氧剂、稳定剂等辅材料来增强高分子对降解的抵抗能力，确保生产安全。

3高分子塑料成型加工工艺

在明确了高分子塑料的物理和化学变化后，下面我们进一步阐述它的成型加工工艺。具体如下：

现阶段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等诸多过程。从它的加工工艺定义出发，一般地是通过温度的作用，让高分子塑料受热熔化，经过高分子塑料成型设备加工成具有一定结构形状的产品过程。笔者统计，现阶段有挤出成型工艺、挤出注射技术、压延成型、气体辅助注射技术等。

3.1挤出成型工艺。这个工艺原理采用的是利用螺杆旋转加压，将塑料生产物料用挤出机挤入机头，形成具备口模形态的型坯，完成冷却定型，塑化等基本工艺流程。这个技术对成型工艺发展的研究具有重要的现实意义。但需要加以注意的是，在实际的加工过程中，我们为了确保工艺流程质量，在生产物料制备、模具设计方面我们的工作人员应当严格监督控制，确保质量有所提升。

3.2挤出注射工艺。挤出注射工艺它的突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方，省去了造粒、包装等工序，可以降低设备费用和减少了生产时间。

3.3吹塑成型工艺。在这个工艺中，笔者仅仅拿出其中一个工艺来讨论——多层吹塑成型工艺。这个工艺可以用于要求反渗透性能良好的制备品加工中。在生产中它能够实现原料的不断更换。对于那些大型燃油箱容器的生产时的冷却工艺处理来说，这个时候就急需要减少模腔内压力。我们可以采取将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中，在高速下挤出型坯，以最大限度减少型坯壁厚的变化，确保消除垂缩和挤出膨胀现象。

3.4注射成型工艺。笔者认为，该工艺是塑料加工生产中最为实用且最为普遍的一种工艺。在生产中可以配合设备自动化控制系统的运用情况下，实现高分子塑料生产工艺的价值。经过笔者的实践分析来看，这种工艺具有应用范畴广、生产效率较高以及工艺操作简单等很多的特性。在目前的生产中应用比较广泛，生产效率也很高。

三、高分子塑料成型加工工艺未来发展

随着目前科技的日益发展和实际的需求情况来看，高分子塑料成型加工工艺已取得了一定的成果。这主要体现在向高性能化方向发展。比如说用化学或物理的方法来控制发光倍率的发泡制品，具有分离机能和透析机能的离子膜。

再有就是向精密化发展。比如说，我们使用的超微指令的激光唱盘、计算机光盘等。最后是向优质化发展。我们可以采用与其他成型加工技术组合的加工方法，比如挤出压缩法等。还有就是以磁带为代表的记忆制品，像录像带，以及高绝缘等。

结语

本文对高分子塑料材料的定义、特性、分类及加工工艺，未来发展分别做了阐述，这让我们不难看出，高分子塑料材料在实际应用中不但取得了一定的成绩，而且还向高度集成化、精度控制自动化等特性方面快步发展。换句话说，高分子塑料材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，我们从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。

参考文献

[1]《高分子材料学与工程》征稿简则[J].高分子材料科学与工程，2010（04）.

[2]胡杰，袁新华，曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报，2010（04）.

[3]陈捷.炸药、高分子材料及部件贮存性能与老化机理研究进展[A].中国工程物理研究院科技年报，2010.

篇8

[关键词]分形　自相似　分维　高分子

分形理论与耗散结构理论、混沌理论被认为是70年代科学上的三大发现。1967年曼德布罗特(b.b.mandelbort)在美国权威的《科学》杂志上发表了题为《英国的海岸线有多长?》的著名论文。指出海岸线在形貌上是自相似的，也就是局部形态和整体形态的相似。实际上，具有自相似性的形态广泛存在于自然界及社会生活中，曼德布罗特把这些部分与整体以某种方式相似的形体称为分形(fractal)。并在此基础上，形成了研究分形性质及其应用的科学，也就是现在的分形理论(fractaltheory)，自相似原则和迭代生成原则是分形理论的重要原则。

由于分形理论研究的特殊性，以及他在自然界应用的广泛性，目前分形理论已迅速成为描述、处理自然界和工程中非平衡和非线性作用后的不规则图形的强有力工具。自分形理论发展以来，国内外对分形理论在各方面的应用进行了大量的理论和实践，材料学中也一样，分型理论目前已渗透到了材料学的各个领域，尤其是高分子材料，下面就分形理论在高分子材料学中的应用做一浅议。

一、分形维数的测定方法

根据研究对象的不同，大致可以分为以下五类：改变观测尺度求维数；根据观测度关系求维数；根据相关函数求维数；根据分布函数求维数；根据频谱求维数，分形在材料科学中应用时，一般应用的测定分维方法是：盒维数法、码尺法和小岛法。

二、分形理论在高分子结构中的研究

(一)高分子链结构中的分形

由于高分子尺寸随链结构象而不断变化，对这类问题的处理属于统计数学中的“无规飞行”。但若从分形的角度来看，则高分子具有明显的分形特征并可以跟踪监测。对高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表现出不同的分形行为。又因为这类问题与临界现象很相似，故我们亦能采用重整化群等有力工具。并且分数维的另一独特功能是可灵敏地反映单个高分子的单个构象[4]。

(二)高分子溶液中的分形

由于高分子溶液中的大分子链使得其和普通液体在很多方面存在差异性，如普通液体所不具备的流变行为、应力传输等。在实际研究中。分形结构主要存在于高分子溶液中的凝胶化反应中，高分子溶液的凝胶化反应主要是指聚合物的凝胶化过程，是一种临界现象，是介于晶态与非晶态之间的一种半凝聚态，这个过程中高分子链之间会形成的网络结构，该结构是一类形状无规、无序且不规整的错综复杂的体系。但该体系是可以用分形的方法研究的凝胶化反应，在亚微观水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝胶化反应。

(三)固体高分子中的分形

对于高分子材料，当固体高分子材料断裂时，不同力学性质的材料将形成不同的断面形貌，而断面形貌一般为不规则形态，是一种近似的或统计意义的分形结构，可用分形理论进行分析表征，从而根据断面的形状定量评价材料的力学性能。而微孔材料中由于分布着大量微小的孔洞，这些微孔具有不规则的微观结构，使得微孔材料无论在总体还是在局部都呈现出较复杂的形态，无法用传统的几何学理论进行描述，但可用分形几何理论对微孔形态的复杂程度作量化的表征[5]。

(四)结晶高聚物中的分形

篇9

关键词：形状记忆高分子； 记忆机理； 材料特性； 医疗；纺织

文章编号：1005－6629(2009)02－0053－04中图分类号：O63 文献标识码：E

材料、能源、信息分别是现代文明的三大支柱，而材料是人类社会文明发展历史上里程碑式的阶段性标志。所谓的形状记忆材料听上去似乎有点玄乎，给人一种具有生物智能特性的错觉。那么，它究竟是不是真的如此神奇呢？它的神奇之处在哪？

自1981年，有人发现高分子材料聚乙烯具有独特形状记忆功能，至1984年，形状记忆高分子材料(Shape memory polymers，简称SMP)的概念在日本提出。可以说，SMP是当代材料化学发展的产物。时至今日，其功能已经得到了人们的广泛关注。

1形状记忆高分子的“记忆”机理

形状记忆是指具有初始形状的制品，经形变固定之后，通过加热等外部条件刺激手段的处理，又可使其恢复初始形状的现象。研究最早也最为广泛的是热致形状记忆高分子(简称TSMP)。以此为例来阐述。

1.1 橡胶弹性理论对SMP形状记忆特性的解释[1]

图1 线形高分子材料的温度与形变的关系图

如图，Tg为玻璃化温度(材料达到玻璃态与橡胶态时的临界温度)，Tt是粘流温度。橡胶在室温下处于高弹态，而塑料是玻璃态。这是由两者分子结构和相对分子质量等因素的不同造成的。如果材料的玻璃化温度高于室温，则材料在室温下处于玻璃态。如果材料的玻璃化温度低于室温，在室温下它就处于高弹态。

橡胶在室温下就处于高弹态，一根橡胶管在适当的外力作用下可伸长数倍而当外力解除之后便可回复到原长。但是，如果把一个橡胶管放在液氮里，它便会失去弹性，拿出来以后进行敲打，它也会像玻璃一样极易被打碎。把它放到室温下，使其温度慢慢升到室温，它仍会恢复为具有弹性的橡胶管。这便是所发现的橡胶的形状记忆功能：橡胶的交联网络起到记忆其原来形状的作用，而其玻璃态具有固定其形变的作用。

一般塑料的加工要先升温到粘流态，吹塑后冷却为一定形状的制品，也是一样的道理。

1.2 SMP的形状记忆机理

从分子结构及其相互作用的机理方面加以解释，形状记忆高分子可看作是两相结构, 即由记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆的固化和软化的可逆相组成。

固定相的作用在于成形制品原始形状的记忆与回复, 而可逆相的作用则是形变的发生与固定。固定相可为聚合物的交联结构、部分结晶结构、超高分子链的缠绕等结构。可逆相可以是产生结晶与结晶熔融可逆变化的部分结晶相,或发生玻璃态与橡胶态可逆转变的相结构。在高分子形状记忆材料中,由于聚合物分子链间的交联作用,即材料中固定相的作用束缚了大分子的运动,表现出材料形状记忆的特性。并且,由于可逆相在转变温度Tg会发生软化-硬化可逆变化,材料才可能在Tg以上变为软化状态, 当施加外力时分子链段取向改变, 使材料变形。当材料被冷却至Tg以下,材料硬化、分子链段的微布朗运动被冻结、改变取向的分子链段被固定,使得材料定型。当成形的材料再次被加热时,可逆相结晶熔融,材料发生软化,分子链段取向逐渐消除,材料又恢复到了原始形状。

图2 图为形状记忆高分子在60℃下, 45秒内回复原状[2]

由高分子材料形状记忆原理可知，可逆相对形变特性影响较大，而固定相对于其形状恢复特性影响较大。从这个理论出发,就可以解释为什么凡是既具有固定相又具有可逆相结构的聚合高分子材料, 都可显示出一定的形状记忆特性。

2形状记忆高分子的“记忆”分类

形状记忆材料除了形状记忆高分子之外，还包括形状记忆合金(SMA)和形状记忆陶瓷(SMC)。相比较而言，前两者的应用更为广泛。

表1热致形状记忆高分子的类型

而与SMA相比，形状记忆高分子不仅形变量大、赋形容易、形状响应温度便于调整，而且具有保温、绝缘性能好、不锈蚀、易着色、可印刷、质轻价廉等特点。以前的研究着重于对热致形状记忆高分子的研究，笔者按具体的组成物质将其分类，见表1。

随着研究发展的深入，除了热致形状记忆高分子，人们还发现了其他类型的形状记忆高分子。根据回复机理来定义的形状记忆高分子材料类型。具体见表2。

表2 形状记忆高分子的分类[4]

3 形状记忆高分子的具体应用解析

尽管只有短短27年的发展史，SMP的应用已涉及社会的很多领域。

3.1SMP在医疗装备中的应用[5]

首先，可以利用形状记忆聚合物的记忆特性，制作外科医疗器械或介入诊疗(介入诊断及治疗)器材。比如, 美国利弗莫尔国家实验室将聚合物聚氨酯、聚降冰片烯或聚异戊二烯等注射成为螺旋形,加热后拉直再冷却定型,即制得血栓治疗仪中的关键部件――微驱动器。装配到治疗系统上后，利用光电控制系统加热，使其恢复到螺旋形可拉出血栓。这种方法快捷、彻底，没有毒副作用，是治疗血栓的有效途径之一。

其次,利用低温形状记忆特性的聚合物聚氨酯、聚异戊二烯、聚降冰片烯等可以制备用作矫形外科器械或用作创伤部位的固定材料，比如代替传统的石膏绷带。利用聚氨酯塑料的生物降解性能，通过内窥镜可将由形状记忆聚合物制成的器件, 如断骨的外套管、血管的内扩管、血液的过滤网等精确地定位植入人体。此类材料在体温的作用下能回复形状,达到治疗目的。这种治疗方法, 不仅可以减小放置器件时所需的外切口, 而且由于器件本身在人体中可以逐步地通过降解而消失,不需要为取出器件而进行第二次手术，大大降低了危险性。

美国麻省理工学院报道了用形状记忆材料来固定骨折部位的方法。将二次成型后的聚乳酸制件放入带有裂纹的骨髓腔内。利用消毒后的盐水对其进行加热，使骨髓腔内的形状记忆材料恢复到最初的形状，变得较厚，从而和骨髓腔的内表面紧密接触而不会滑移，固定作用良好。

另外，形状记忆高分子材料还在手术缝合，止血、药物释放体系、人工组织及器官以及抗原响应等许多新兴的高技术领域得到应用。

3.2SMP在纺织工业中的应用

形状记忆聚氨酯在纺织品中的应用形式既可以进行纺丝以赋予纱线记忆功能，也可以作为织物涂层剂，或作为整理剂对织物进行功能性整理。利用它的透气性可受温度控制的特性，在室温下就可以改善织物的穿着舒适度。具有良好的防水透气、抗褶皱、耐磨性能。

3.2.1在防水透气织物中的应用[2]

形状记忆聚氨酯的透气性可受温度控制，在响应温度范围附近其透气性有明显的改变：将响应温度设定在室温,则涂层织物能在低温(低于响应温度) 时因低透气性起到保暖作用;在高温(高于响应温度) 时, 因高透气性起到散热作用。聚氨酯的分子间隔随体温的升高或降低而扩张或收缩,正如人体皮肤根据体温张开或闭合毛孔一样,起到调温保暖的作用。薄膜的孔径远远小于水滴平均直径,因此还可起到防水效果,使织物在各种温度条件下都能保持良好的穿着舒适性。日本三菱重工公司已有相关聚氨酯涂层织物“Azekura”的报道。

3.2.2在防皱整理中的应用[6]

利用聚合物的形状记忆恢复功能,以此类织物纱线或经形状记忆整理的织物制成的服装,具有不同于传统意义上的防皱功能。当此类服装具有足够强的形状记忆功能时,服装在常温下形成的折皱可以通过升温来消除折痕,回复至原来的形状。我们甚至可以设计高分子并将响应温度调在室温或人体温度范围内,从而可即刻消除形成的折皱。

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3.3在数码通讯产品中的应用

图3 概念手机

如图，这款手机的材料是具有形状记忆功能的聚乳酸复合物（PLA）。聚乳酸(PLA)可称为是一种生物塑料，无毒、无刺激，具有良好的生物相容性，可生物分解吸收，强度高，不污染环境，可塑性好，易于加工成型。应用聚乳酸材料制成的手机等设备不怕摔、挤、压，但是毕竟属于塑料制品，抗腐蚀性会受到一定局限，进一步研究后有待推出市场。

3.4 其他应用

3.4.1 “光驱动分子阀”

作为光能转变为力能的转换器，光致感应形状记忆高分子凝胶不能产生很大的感应力。但是如果在多孔质的聚乙烯醇薄膜上接枝光致变色分子的凝胶，经此处理过的聚乙烯醇薄膜固定后，根据水的透过速度测定光照效果后我们可以发现：光照前，由于凝胶的小孔堵塞，水的透过速度很小；光照时，由于凝胶膨胀，水的透过速度增大6O倍；光照停止后，水的透过速度又减小。这就表明利用SMP材料的光照效应可制造可控启闭阀。

3.4.2 “光缓释剂”

高分子凝胶放入含有药物的水溶液内，药物则浸入凝胶中，然后取出凝胶。依据药物从凝胶向水溶液的释放速度受光照的影响情况来研究光照效果。结果表明，光的存在与否对药物的释放有显著的影响。利用此效应，药物以合适的速率和剂量放到人体病灶位置，可达到更好的医疗效果。

4应用展望

随着SMP技术的愈加成熟，人们开始研制通过加温处理使汽车外壳、机壳和建筑物某些部件自动除去凹痕的制品；同时还萌生了用形状记忆聚合物制造机器人四肢的想法, 设想用跳跃来代替机器人现在那种步履蹒跚的行走方式。环保方面,将热致感应形状记忆高分子材料应用于环保,利用其形状记忆特性回收电子产品的新思路也很有意义。设计用SMP材料替代电子产品的紧固件如螺钉、螺纹套管、夹子回收时通过加热的方法自行脱落。解决电子废弃物因体积较小、构造复杂而产生的处理困难的问题，同时实现回收利用, 节约成本, 减少电子废弃物的环境污染。

参考文献:

[1]杨青，郑百林等.形状记忆高分子材料记忆行为机理的理论分析[J].材料工程，2006年增刊1：492-494.

[2]胡金莲,杨卓鸿.形状记忆高分子材料的研究及应用[J].印染，2004，No. 3，44-47.

[3]朱光明.形状记忆聚合物及其在生物医学工程中的应用[J].生物医学工程学杂志，2005，22(5):1082-1084.

[4]徐祖耀等.形状记忆高分子材料[M].上海.上海交通大学出版社，2002年：314-340.

[5]李志宏等.形状记忆高分子材料及其在医疗装备中的应用[J].医疗卫生装备,2007年9月第28卷第9期，26-28.

[6]韩永良等.热致感应型形状记忆高分子材料与纤维[J].合成纤维工业，2005，28.(1).

篇10

对传统的透射电镜实验教学大纲进行了修订，基本摒弃了电子衍射和高分辨分析的内容。

1)实验目的。掌握透射电镜的基本结构和原理;学习透射电镜观察形貌的基本操作;学习冷冻超薄切片技术;学习应用质厚衬度原理分析高分子材料图片中衬度的形成;掌握高分子材料多晶衍射环的标定方法;掌握应用透射电镜观察共混、共聚、填充等高分子多相体系中各相结构及其分布的方法。

2)实验内容及学时分配。实验共4个学时，在时间安排上以典型高分子材料的形貌观察为主要环节。

2观察分析高分子材料典型样品

实际操作和样品演示相互结合，是实验教学中最重要的环节，占据过半的实验课时。对于不同学科，需要调整透射电镜操作技术的侧重点，并演示相应学科的典型样品。这一点在以往的实验教学中并不能实现。

1)最典型的样品是超薄切片样品，以硫化顺丁橡胶样品为例，观察目的是30份N330在硫化顺丁橡胶中的分布规律、粒径、聚集态。首先，应在LowMag模式下仔细寻找大而薄的切片，越“透明”说明越薄，切片尽量连续。如果没有合适的切片，后续的观察意义不大。这一环节耗时长，很关键。其次，把选择的切片进行放大，图中小的分散颗粒是炭黑，背后灰白连续的区域是橡胶背底。背底越白，说明切片越薄。拍照时，注意选择切片薄而均匀的区域，也就是背底尽量“白”而灰度均匀。

2)很多高分子样品需要在较低放大倍数(如几千倍)下观察，例如，NBR/PLA共混材料，观察分散相在基体相中的分布。这时，需要先调整电镜束斑尺寸，在合适电子束强度下进行观察并拍照。此外，观察两相共混结构时，有时需要染色处理，提高两相衬度对比。

3)高分子材料样品的透射电镜图片衬度较弱，例如，高分子乳液中的颗粒、高分子材料纤维，颗粒或线的轮廓不清晰，图片整体衬度不强，这时，需要适当加大欠焦量，以图片清晰而不出现明显白边为标准。

4)高分子结晶材料的多晶衍射环比较微弱，在观察和拍照时需要增强束斑强度并采用挡针。

3与扫描电镜结合，综合分析材料的微观组织

扫描电镜与透射电镜同属于电子显微学的范畴，都是用来观察材料显微组织与结构的重要工具。扫描电镜图片就如同对物体照相的照片，得到的是表面的立体三维图像，只能看到表面，不能看见内部。而透射电镜图片是二维的图像，没有立体感，看到表面的同时也能看到内部，就像底片一样。对于高分子学科，透射电镜观察形貌存在诸多不足，主要原因有如下三方面:

(1)图片的衬度比较弱;

(2)超薄切片的成功率较低，限制了透射电镜的观察;

(3)切片的厚薄会直接影响样品的分析结果，产生虚假信息。例如，对于橡胶切片，切片的厚薄将直接影响图片中炭黑颗粒的多少与团聚程度，并不能完全真实、直观地反映橡胶切片中炭黑颗粒的团聚度与分布。因此，建议与扫描电镜结合，以全面反映样品的微观组织。应用扫描电镜和透射电镜都能观察橡胶材料中炭黑颗粒的分布规律和聚集态。扫描电镜观察橡胶冷冻淬断的断面，制样简单。能反映样品断面上炭黑颗粒的分散，直观清楚、立体感强。透射电镜观察橡胶的冷冻超薄切片，样品制备较难，且受切片成功率与厚薄的限制。反映橡胶内部炭黑颗粒的分散，优点是颗粒边界清晰，更容易观察分布与团聚，计算颗粒尺寸更精确，直径为20～50nm。两者结合，能全面直观地反映橡胶内炭黑分散情况和团聚程度，并准确计算粒径。

4结束语