改变高分子材料的途径范文

导语：如何才能写好一篇改变高分子材料的途径，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词:高分子材料；老化；因素；应对措施

中图分类号：TU5文献标识码： A

前言：配方的构成和材料本身的性质是引起高分子材料发生老化的主观原因。外部的施力、自然条件的急剧变化以及生物、微生物的侵蚀是引起高分子材料发生老化的客观原因。主观因素和客观因素的结合加剧了高分子材料的老化。

1、环境因素对高分子材料老化行为的影响

1.1 太阳光环境影响效应

在 GJB 150.7A 中，指出了太阳光的环境效应，包括热效应和光化学效应。太阳光的热效应主要由红外部分产生，与高温试验不同，太阳辐射的热效应具有方向性，并产生热梯度，所以它可导致高分子材料不同部位以不同速率膨胀和收缩，从而产生内应力并破坏材料结构，材料的热膨胀系数越高，其热效应越明显。光化学效应主要由太阳光中紫外线部分产生，这是因为紫外线波长很短，具有能引起高分子链上各种化学键断裂所需的能量。太阳光的热效应和光化学效应互相促进，热可影响光化学反应速率，加速其破坏作用，反过来，光化学反应可以改变材料表面粗糙度和颜色，进而影响热量的吸收和反射。在太阳光的作用下，高分子材料在外观、物性、力学性能和电性能等方面均发生变化。以橡胶为例，太阳光老化可导致其光泽度、颜色、交联度、拉伸强度、断裂伸长率、绝缘强度、介电强度等性能发生劣化。

1.2温度和氧气的影响

如果温度升高，高分子链的运动就会变得比平时更加激烈，而化学键的离解能有一定的范围，如果温度过高超出了这一范围，基团会立即脱落，高分子链也会发生热降解。实际情况表明，不在少数的书本都介绍了高分子材料的热降解的相关内容。材料的力学结构在很大程度上会受到温度降低的影响，在纬度较高的地区或南北两极，塑料更容易遭到低温度的破坏。针对结晶型塑料来讲，一旦玻璃化温度高于环境温度，将不利于高分子链段的自由运动，塑料硬化、易断是主要表现;无定型塑料却不容易受到极寒环境的影响和破坏。众所周知，氧的渗透性很好，这个特点也因此成为加剧高分子材料老化的罪魁祸首，无定型聚合物和结晶型聚合物相比，耐氧化能力明显要弱一些。此外，氧气是影响、破坏材料的主要因素，橡胶一旦与氧气结合，都会降低塑料物品的使用年限，使其化学性能发生完全的改变。过氧化物一旦发生氧化反应，其组成分子就会慢慢的积累到一

起，当全部积累到一起后，就会发生分解，这种分解不是杂乱无章的，随后，交联或支化反应就会发生，材料的种类不同、老化发生的条件不同。这些都导致高分子材料发生老化前后性质的不同。

氧与高分子材料大分子的自由基型自动催化反应历程如下:

1.3湿度的影响

高分子材料容易受到湿度的影响，高分子材料如果被暴露在高湿度和强紫外线下，自身的性质会发生改变。高分子材料如果受到湿度的影响，会使自身的柔软性降低，导致不能过度的弯曲；而强烈的紫外线照射直接会降低高分子材料的可延展性、可伸拉性。

1.4化学介质的影响

化学介质一旦深入到高分子材料的内部，就会发生对其共价键与次价键作用。聚合物的共价键一旦与少量的侵入相接触，就立马会发生反应，聚合物的大分子结构被迫改变，如断链、交联、渗透物的加成等，或这些反应的综合。这个化学过程是不可逆的，也是不可避免的，聚合物及其添加剂的化学性质会因此而发生改变，另外，发生改变的还有渗入介质本身的化学性质。虽然，在渗入介质对聚合物分子链间的次价键的破坏过程没有化学结构变化发生，但作为整体的高分子材料来说，物理变化并不少见，反而是显而易见的，例如环境应力龟裂、增塑、低分子添加剂迁移等等。

1.5光老化

离解能的相对大小及高分子化学结构对光波的敏感性决定了聚合物受光的照射是否引起分子链的断裂。关于光氧化降解过程和防止这种降解过程的发生，第一要把阳光吸收进来，用于吸收阳光的主要是构成物质的分子和原子，二者通常处于相对活跃的状态，而且它们各自吸收的光的波长具有特定的范围。紫外波长300～400nm，能被含有羰基及双键的聚合物吸收，而使大分子链断裂，改变聚合物的化学结构和性能。

2、防老化措施

对于结晶型塑料及橡胶，要求使用温度应处于玻璃化温度以上，但是环境的温度过低会使玻璃化温度高于材料的使用温度，这样一来，就会改变材料的物理性能，最终使材料的使用价值得不到彻底的发挥。生产加工高分子材料的时候，为了适当地降低玻璃化温度，可以降低材料的结晶度、提高大分子链的柔性和适当降低交联度; 还可以把增塑剂添加到已经成型的材料当中，这样做不仅有利于增强材料的可塑性，而且可以使玻璃化温度得以降低，而材料的耐寒性得以提升。还存在一部分高分子材料，如果使用环境的温度过高，也会加剧发生老化的可

能性，增加高分子链的刚性如在侧链中引入苯环，适当提高材料的结晶度、交联程度和相对分子质量，可以提高熔点或粘流温度，但是这样做不利于保持材料固有的可加工性。稳定化是光氧老化的主要防护措施，削弱强烈的紫外线对高分子

材料的照射与破坏是各种稳定化措施的主要目的。提高抗光氧老化的效果，“纯”化以及高分子的自身结构也是不错的出发点。就目前来说，防止高分子材料的光氧老化的主要方法就是添加稳定剂。

2.1光屏蔽剂―――涂层和颜料:涂层就是为高分子材料涂抹一层保护膜，这层保护膜也是一种高分子材料，具有良好的光屏蔽作用，而且它吸收强紫外线的能力较强；许多颜料可以屏蔽光线，如果将其涂抹在高分子材料的表面，不仅可以着色，还可以防止紫外线的直接攻击，对高分子材料起到很好的保护作用，按常理来说，颜料的颜色越深，其防护效果越明显，由此可见，炭黑是最好的颜料选择，它一方面可以使得游离基无法逃离，能够将游离基稳定的留住，另一方面它具有很强的转化功能，这里的转化的源物质是其本身吸收到的能量，转化后的物质是红外线，与一般的辐射性质不同，这种红外辐射危害极小，甚至为零。

2.2猝灭剂:一部分化学物质起光稳定作用不是因为吸收了紫外光，其光稳定效果的实现和发挥有两种途径：第一，通过一系列的化学反应达到目的；第二，化学物质的分子之间的相互转换。

2.3受阻胺(HALS)类光稳定剂:20世纪70年代初期，受阻胺类光稳定剂诞生，其稳定效果是非常明显的，它们是空间阻碍胺类哌啶系衍生物。受阻胺类光稳定剂使得高分子材料不容易受到光的影响，功能繁多。不论是在我国国内，还是国外许多国家都在研究怎样避免霉菌对高分子材料造成破坏，有两个措施可以有效地防止霉菌的侵蚀，第一种是涂抹防霉专用剂。第二种是在其表面涂抹另外一层材料，简单来说就是涂层法。涂层法又叫屏蔽法，而这种方法较为复杂、麻烦，涂层的粘接性不够强，容易脱落，脱落之后容易遭到侵蚀，总的来说，就是存在很多亟待解决的问题，因而第二种方法，即防霉剂的运用受到大多数人的青睐。聚酯、聚缩醛、聚酰胺和多糖类高聚物在酸或碱催化下，遇水发生水解的可能性较大，某些区域一旦酸性气体较多，大气污染浓烈，酸雨频发，就会阻碍和限制这种高分子材料的使用。为了防止这种材料出现水化解体，把一层防护蜡或防水薄膜覆盖在在这类材料的表面是较为常用，也是较为实用的办法。

3、结束语

综上所述，由于经济、科技条件的制约，加之高分子材料自身结构的复杂性、难以捉摸性，导致我们很难将其老化的原理搞得明白、透彻，对其研究还有很长的路要走，所以，加大对高分子材料老化性能的机理研究势在必行，尽最大努力找出哪些因素加剧了高分子材料的老化，并且具体问题具体分析，研究具有针对性、可行性的解决措施。

参考文献：

[1]胡少中,张新,张勇. 影响高分子材料老化的因素与应对措施[J]. 塑料助剂,2014,01.

[2]蔡汝山,张洪彬. 高分子材料光老化试验与标准发展现状[J]. 环境技术,2014,03.

篇2

[关键词] 案例教学 高分子材料加工 教学质量

大学专业课课堂教学在人才培养中占有重要地位,是传授专业知识、培养学生技能、提高专业人才质量的重要手段。但是,现在工科专业课课程内容多,并且教材的变化很多时候无法跟上现实应用,这使得学生感觉学的东西难以理解,与实际应用脱节严重,应用性不强,很容易失去学习兴趣,导致专业课的课堂教学效果差。如何进行大学工科专业课程的教学改革,提高专业课的教学效果,满足未来经济增长和社会发展的需要,发挥大学在我国作为培养未来一线创新人才主要基地的重要作用,是教师、学生共同关心的问题。

案例教学首创于哈佛大学商学院,是在学校教育发展到一定阶段基础上产生的,是指一种“亲验式”的教学方式,它是根据教学目的和培养目标的要求,以教学案例为基本教学素材,将学习者引入教育实践的情景中分析问题和解决问题,培养学习者反思能力,挖掘其教育机制的一种教学方式的综合。简而言之,就是在教师的引导下,再现案例实景,把学生带入特定事件的现场,深入角色,以提高学生实际运用知识能力的一种教学方法。案例具有高度的仿真性、培训为主的功能性、情景典型性等特点,案例教学通过对事件情景逼真的记录与描述,引导学生运用所学知识或工作经验加以分析,以提高发现问题、分析问题与解决问题的能力。案例教学在经贸、管理、法学等学科的相关专业获得了广泛应用并取得了显著的成效。

《高分子材料加工工艺》是高分子材料专业的重要专业必修课,讲述高分子材料制品的性能、组成、结构和成型加工工艺的关系,使学生基本掌握高分子材料的重要品种的加工工艺,对于给定高分子材料制品,学生能够灵活运用高分子材料加工工艺获取高分子材料制品、具有开发新材料的能力。该门课程涉及的内容繁杂、且较为枯燥,但与实际应用结合非常紧密,一般安排在《高分子材料加工原理》课程之后开课。笔者在长期的工科专业课程《高分子材料加工工艺》的教学中发现:传统教学方法的课堂教学质量和效果不如人意,传统教学方法已经显得力不从心,探讨新的、行之有效的教学方法势在必行;学生也普遍反映此门课程如果采取传统的讲授式教学,学生感觉知识就像是空中楼阁,较难深入理解和掌握,在与实际结合时也难以融会贯通,迫切期望进行相关教学改革,引入新的教学方法。

一、在《高分子材料加工工艺》课程中实施案例教学法的必要性

1.强化学生对理论知识的认知水平

《高分子材料加工原理》课程中,学生已经基本掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。从掌握某种高分子材料加工工艺以及日后的深造或工作来说,这远远不够,其余的需要在实践中不断摸索与体会。以PVC管材的挤出成型这个教学专题为例,案例教学是师生围在加工机械――双螺杆挤出机旁边,从原料开始,直至得到成品,让学生亲眼看到完整的加工过程;然后,教师下达案例教学内容,学生根据具体的教学内容以及要求精心准备资料,分组讨论并派代表小组发言;教师点评,并给出相应答案,讲解其中的关键点和难点。

由此可以补充学生在之前的《高分子材料加工原理》课程中对高分子材料加工工艺的基本理论的掌握,加强并深化学生对基本理论的认知水平。

2.变“被动学习”为“主动学习”,释放学生的创新性,提高课堂教学质量

大学的工科专业课,尤其是《高分子材料加工工艺》,涉及原材料的基本性能、纷繁复杂的各种高分子添加剂的基本性能,灵活多样的加工工艺等,内容比较枯燥,加之开课对象基本为大三下学期或大四上学期的高年级学生,传统的教学方法只能使学生困顿乏味、昏昏欲睡,教学质量可以想象。

如果采用案例教学,一方面,学生可以亲眼见到、摸到具体的加工机械以及加工模式,相对于纸上谈兵的传统教学方式来说,案例教学法在学生心中留下的印象更加深刻;而且学生在课前需要查阅大量资料,模拟实际加工时出现的各种问题及并提出具体对策,这就需要学生通过自己的努力去积极主动的寻找答案,从而让学生的“被动学习”成为“主动学习”,“主动思考”,极大的激发学生们的求知欲,进而释放学生的创新性,同时一个小组合作一个教学专题,也锻炼了学生们的团队合作精神;另一方面,教师与学生之间不再是传统的教与受的单向交流,而是互动式交流,学生大部分跃跃欲试,加上教师的技巧性的引导,大部分学生都能主动发表自己的意见,课堂气氛大大活跃,学习的积极性得到提高,课堂教学质量得到有效提高。

3.培养学生理论联系实际的能力

目前,我国的高等教学,尤其是工科教学中,培养学生理论联系实际的能力显得更为重要。对于高分子材料加工课程来说,高分子材料的品种如此之多,学生在课堂上不可能全部掌握,而且新的高分子材料及新的加工工艺不断涌现。如果采用传统的教学方法,学生仅仅在课堂上涉及几种非常有限的加工工艺,而且采用的是传统的教师讲授式,学生对此门课程的掌握很可能也就止于这种孤立的高分子材料加工工艺。在日后的工作及深入学习中,当遇到某个新的高分子材料制品需要加工时,学生很可能根本无所适从,无处下手。如果采用案例教学法,对于给定高分子材料制品,从原材料的优选,到加工工艺的优选,以及具体加工工艺参数的优选及其对制品质量的影响规律,学生都会涉及并需要全面考虑,尤其重点和难点部分更需要深入讨论和剖析。由此可以培养学生理论联系实际的能力,增强学生对于今后不断涌现的新材料、新品种、新工艺的适应性。

目前,工科相关专业课教学中,案例教学的应用实例屈指可数,能够借鉴的成功经验较少。笔者在实际的教学中总结并设计了一套案例教学法,在我校的高分子材料专业课程教学中取得了较好的效果。

二、《高分子材料加工工艺》课程案例教学法的实施模式

在《高分子材料加工原理》课程学习时,学生已经掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。后续的《高分子材料加工工艺》课程教学采用案例教学法,具体的实施模式可划分为五个模块:

1.案例的选取

典型案例的选取是完成案例教学的基本保证之一。《高分子材料加工工艺》整个课程内容包括:塑料制品的挤出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的压延成型、塑料制品的压制成型、塑料制品的二次成型五个教学专题。每个专题选取1～2个典型案例,对于这五个专题以外的其他知识点运用传统教学方法进行教学。

以塑料制品的挤出成型章节为例,此模块部分的教学目标是:让学生掌握常见塑料制品的挤出成型工艺。对于同一种加工工艺,当聚合物品种改变时,加工过程就存在一定程度的区别;对于同一种聚合物,加工工艺改变时,加工过程更是不同。因此,高分子材料加工涉及到聚合物品种以及加工工艺等两方面的内容。下面,以塑料制品的挤出成型为例,谈谈如何选取典型案例进行案例教学。

能够采用挤出成型工艺加工的塑料制品品种有:管材、薄膜、异型材以及板材、片材等;采用挤出成型加工管材的聚合物品种有:硬质与软质聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用挤出成型加工板材/片材的聚合物品种有:硬质与软质PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯类等;采用挤出成型加工薄膜的聚合物品种有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用挤出成型加工异型材的聚合物品种有:PVC、ABS、PE、PP等。在纷繁复杂的聚合物品种以及塑料制品品种中,PVC管材是挤出成型加工的制品品种中应用最广泛的,因此,我们选取了PVC管材的挤出成型作为典型案例,以下均以此为例展开论述。

2.教学准备工作

教师深入细致地组织与指导是完成案例教学的基本保证之一。教师不仅要准备一份适合学生水平的高质量的案例,而且还需要准备一份案例教学的备课笔记,还应设想下一个分析讨论模块中可能出现的各种问题以及如何回答等。具体来说,教师方面的准备工作包括:对每个典型案例进行学时规划,然后就教学内容、教学大纲、教案、教学指导与设计、时间与分组安排、考核方式等方面进行详细设计,保证教学过程与内容的协调性和针对性。

对于PVC管材的挤出成型这个典型案例,教学内容至少包括:

1.PVC的基本性能:尤其是采用挤出成型时,需要注意的重要性能。

2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工艺进行加工,以及各种用途。

3.PVC管材的挤出成型:至少包括PVC管材的挤出成型工艺流程、关键工艺和关键工艺参数及其对PVC管材质量的影响规律等。此部分为整个案例分析的重点内容。

学生方面的准备工作:对于案例分析所涉及的各种高分子材料加工工艺的基本原理,学生已经在之前的课程中掌握。此部分学生需要针对具体的典型案例进行充分准备,分组做出发言提纲及讲稿。以PVC管材的挤出成型为例,学生需要针对PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的挤出成型等三个部分内容进行充分准备,尤其是PVC管材的挤出成型部分内容需要精心准备,后续的小组讨论以及小组代表发言时更应以此为重点展开。

3.分析讨论案例

分析讨论是案例教学法的核心模块。教师的精心组织和及时引导是这个模块乃至整个案例教学成功与否的关键。此模块先以组为单位进行讨论,然后各小组选派代表向全班同学对整个案例进行阐述。

教师要注意案例教学只是手段,目的是在既定学时内完成教学大纲所规定的教学目标。整个案例的重点是PVC管材的挤出成型,小组讨论以及代表发言均应以此为重点展开。案例的分析讨论不宜信马由缰,教师应该使用各种方法让整个分析讨论过程在可控范围内进行。教师要做好充分的准备工作,在此阶段启发和组织学生在良好的氛围中参与讨论,使学生在讨论中这种互动式学习中掌握大纲需要掌握的内容。

4.总结归纳案例

教师在此模块的归纳总结以及点评,是整个案例教学的点睛之笔。讨论结束后,教师根据教学的要求引导并和学生一起总结归纳,并简单给出所讨论案例的答案,指出本次案例讨论的重点、难点以及主要解决的问题,并对本次讨论的成功与不足之处做出点评。学生可在课后分组作学结。

5.案例演练

案例演练是案例教学的最后一个模块,也是对该门课程考核方式的重大革新。在整个课程内容所有专题的典型案例教学结束后,教师将给出综合性更强的案例,并作为课程考核的一部分。

所谓案例演练,选取某个具体制品(由几个高分子材料部件组成),请根据各部件的使用环境要求,选择材料类型并设计具体的制品配方,为各个部件选择加工工艺,并确定制造各部件的关键工艺参数,最后将其组合成一个完整制品。整个过程没有标准答案,只有最优方案。案例演练的实施模式为:

(1)选题

学生分组,每组在案例分析题库中抽选一个作为该组的设计内容,也允许根据要求自命题目。

(2)完成设计

小组成员分工合作,根据要求完成设计。

(3)答辩及提问

每组选派一名代表在规定时间内汇报设计内容,提问并现场回答。

案例演练能够让学生对各种高分子材料加工工艺的认知更加深入,并融会贯通,形成高分子材料制品设计、生产和研究的科学思维,并养成“主动”探寻并“主动”获取相关知识、综合利用专业书籍、网络、图书馆以及书店等多种途径获取知识的习惯,从中筛选出自己所需要的信息和知识,做知识的主人。

四、结论

本文结合《高分子材料加工工艺》课程的特点,提出了案例教学的模式,可以较好地解决教材稳定与教学内容不断更新、基本原理稳定与高分子材料制品及加工工艺不断发展之间的矛盾,能较好地适应工科领域日新月异的局面。

自实施案例教学以来,学生普遍反映:案例教学法所选取的典型案例和实际紧密结合,有助于他们对所学内容进行深入的理解和掌握、尤其是融会贯通的能力得到大大提高。案例教学在工科专业课程中的应用实例太少,具体实施模式还不成熟,而且对教师自身提出了更加严格的要求,需要教师在教学中积极更新自身知识结构,多总结多交流,不断提升我国工科专业课程的教学质量。

参考文献:

[1]李得伟,张超,李海鹰.大学工科专业课程实施研究型教学的探讨[J].高等教育研究,2009,(9):74-75.

[2]郑金洲.案例教学指南[M].上海:华东师范大学出版社,2000.7.

[3]刘刚.哈佛商学院案例教学作用机制及其启示[J].中国高教研究,2008,(5).

[4]朱迪恩•舒尔曼.教师教育中的案例教学法[M].上海:华东师范大学出版社,2007.7.

[5]杨东洁.塑料制品成型工艺[M].北京:中国纺织出版社,2007.3.

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论文关键词：专题性教学实验模式高分子专业实验能力

论文摘要：专题性教学是一种全新的寓实验教学于科学研究之中的实验课程教学模式。它从生产实践选择研究专题，并建立专题实验课组，改革实验教学方法和考核手段，将多门专业课的实验有机地结合统一。实践证明．专题性教学应用于高分子材料专业实验课中是可行的，它改变了陈旧的实验教学模式，对于推动高等教育向产、学、研方向发展具有良好的效果。

1引言

实验教学作为高校培养人才的重要环节，对提高学生的创新能力和实践能力以及人格品质的培养具有理论教学不可替代的重要作用。实验教学的主要任务是：①增加学生的感性认识，有利于学生接受和理解所学知识；②理论联系实际，通过实验巩固和加深所学知识；③培养学生的实验技能和观察、分析、判断及处理问题的综合能力。我国高校一直以上述目的为任务进行实验教学活动，但是在实行过程中向前两项倾斜，从而导致大学毕业生普遍缺乏创造性思维、工作适应期较长，难以满足新时期应用型、创新型人才培养的要求。为改变上述状况，使大学生在有限的大学学习期间获得较强的观察问题、分析问题，以及运用所学知识处理和解决问题的能力，我院高分子材料系经过多年的专业教学实践，结合专业培养目标及校外专业实习基地(企业)急需解决的生产技术问题，探索出一种全新的寓实验教学与科学研究之中的实验课程教学模式——专题性教学模式。该教学模式有效地实现了专业实验教学目标，收到了良好的实践效果。

2专题性教学的内涵及应用

2．1专题性教学的内涵

专题性教学是指教师从专业培养目标着眼，结合教学实验现状，精选实验教学专题，学生在教师的指导下完成实验学习任务的教学形式。其主要内容就是以专业体系理论为基础，结合实验、实训内容及企业生产需求提出研究专题，创设一种类似科学研究的情境，指导学生围绕拟定专题，查阅书籍及文献资料，拟定实验方案，进行实验，完成专题研究。专题性教学的目的是要改变学生的学习方式，强调一种主动研究式的实验学习过程，培养学生的创新精神和实践能力，从而使学生在研究过程中主动地获取知识，提高技能，并应用知识来解决实际问题。

2．2专题性教学在专业实验课中的应用

实验教学的改革不是简单的教学方法上的改变，而是整个实验教学体系的改革。根据“高分子材料与工程专业”实验课程教学的培养目标，精选实验课题，以所选专题作为主线和载体，贯穿于“高分子材料与工程专业”实验课程中，以保证教学体系的完整。

(1)精选实验课专题。经过专业教师到我系校外实习基地及相关高分子材料企业进行调研，近几年来先后选择了如下专题性实验专题：①木粉填充聚丙烯的研究；②无卤阻燃塑料的研究；③纳米金刚石添加在塑料中的应用。教师精选好实验课题后，于专业课开设前的上一学期下达给学生，并结合学生的实际为学生开设“文献检索”选修课。学生根据自己所选课题，利用业余时间查阅资料，撰写实验课题综述，并于专业课开设学期初提交给教师。

(2)统一规，建立专题实验课组。根据高分子材料与工程专业实验课整体改革方案，整合多门专业课“高分子材料与助剂”、“塑料配方设计”、“塑料成型设备”、“塑料成型工艺”、“高分子性能测试”的实验教学内容，建立3个专题实验课组。合理安排实验时问，由各实验课负责人集体讨论核定每门实验课在该专题中应当承担的教学内容，在此基础上各实验课负责人再分别就各自承担的内容进行实验规划，做到每一个专题实验都要有明确、合理、全面的设计思想。各实验课负责人根据各自所承担的教学内容构建专题实验课组。

“高分子材料与助剂”、“塑料配方设计”实验课为一实验课组，主要根据材料的结构及性能的关系、材料的选用和塑料配方设计的基本原则，对专题材料进行选料及各种配方设计，制定出多套实验配方方案。如2004级“高分子材料与工程”专业的学生选择木粉填充聚丙烯课题组，其设计的几个配方中，充分考虑木粉与聚丙烯的极性差异大、相容性差等问题，配方中填加各种份额的接枝材料、相容剂，考虑易于成型加工、增强等方面的问题，配方中填加不同份额的增强剂、内外剂等。尤其在木粉的添加量、粒径方面作了研究。在无卤阻燃材料的研制配方中，选用氢氧化镁、氢氧化铝、红磷等无卤阻燃剂及具有阻燃性能的添加剂对低密度聚乙烯(LDPE)进行阻燃性能的研究，以及对树脂的力学能和加工性能影响的研究。

“塑料成型设备”、“塑料成型工艺”2门实验课为同一实验课组，主要研究同一配方下，选用不同的成型加工设备以及不同的加工工艺条件对材料性能产生的影响，制出标准样件。在实验过程中，随时都有不可遇见的问题出现。每当出现问题时，引导学生找出问题、分析原因、通过进一步查阅资料、提出解决问题的办法、修改工艺参数，而后再进行实验，反复数次，最后加工出较为理想的材料，以便对材料进行性能测试。

“高分子性能测试”课为另一课组，综合分析检测各实验课组的各种材料样件的有关性能。综合评价各种配方、各种工艺条件下制备的材料是否符合社会生产需求。这样以精选的研究专题为载体，把相关的实验知识、实验技术和实验方法有机地串连起来，使学生较早体验参加科研和创新活动的乐趣。

(3)改革教学方法和考核手段。在专题性专业实验中，摆在学生面前的是一些有待解决的实际问题，学生没有现成的书本照办，学生主动参与的意识较强，但也显得不知所措。教师要加强引导，使学生去掉急于求成的心理，认识到专题性专业实验课题并非1节课、1本书、1门专业课和1种学习方式就能完成的，要注意把长期学习的各门课程知识形成体系。注意对所学知识综合运用的训练，引导学生分析有待解决的问题，根据专业基础理论，查阅有关文献资料，进行整理，提出解决问题的方案，这种寓实验教学于科学研究之中的专题性实验课教学模式，完全改变了以往专业实验教学主要以训练基本技能为主，实验课的内容比较孤立、陈旧，也改变了以往按课程进行各自的专业实验，其内容不可避免地会相互重复，导致有限的实验经费不能最大限度地发挥作用的弊端。对专题性实验教学的部分内容，我们采用开放式管理模式，学生在一定的时间范围内根据实验内容、自己的学习计划和实验室开放的时间自由选择做实验的时间。

专题性专业实验课的考核内容主要包括：课题资料的查找、课题综述的撰写、开题报告的撰写、实验的准备、实验的设计、技能的基本操作、实验结果、实验报告、以及毕业论文等诸方面。考核的视角不仅注重结果，而更重视过程。在成绩评定上实行“两紧”，①开题报告的答辩从紧，要求学生对查阅资料进行综述，讲清实验配方及选用工艺条件的依据；②实验所用大型设备的使用技能要求从紧，严格规范按照操作程序操纵大型设备。

3应用于专业实验课教学的意义

2004级学生就将专题型教学应用于专业实验课教学，实践证明：专题性教学由于内容新、措施完善、体系设计科学合理，从而取得了较大的成功。受到了学生的广泛欢迎。

(1)实验课体系科学合理。专题性教学模式将多门专业实验课，统一规划整合，并有机地结合统一，使学生将各门专业课程知识融会贯通，自成体系。更全面而系统地掌握本专业的知识和实验技能，良好地训练学生综合运用所学知识的能力。也符合人们认识问题内在的规律性、系统性和完整性。并有效地避免了各学科实验的重复和浪费，使有限的教学实验经费最大限度地发挥作用。

(2)培养学生综合能力。在专题性教学中，每一个专题都从查阅相关资料开始，基本按照科研流程进行；而选题又多来自企业生产的需求，其内容新，科学体系合理，完成这样的专题，既训练学生的认知能力也提高了学生的实验技术技能，培养了学生分析、解决问题的能力。也易于激发和调动学生的学习兴趣、积极性和创新意识。

(3)注重实验全过程。由于每一专题是贯穿于学生在学校一年半的专业课实验教学中，学生集实验知识、实验技术和实验方法的训练为一体，不单重视结果，更注重过程。以渗透式的方式培养学生的科学素质，这些素质包括敢于怀疑、敢于创新和不追求功利的精神，实事求是的科学态度和规范严谨的科学方法。

(4)与生产实际相结合。专题性教学不是单纯的为教而教，它是在引导学生进行科学实验的同时，帮助企业解决生产中的实际问题，直接为社会生产服务，体现了它的服务性。

(5)提前进入毕业设计。将专题性教学实验课题与学生“毕业论文”课题嫁接，较早地引导学生撰写课题综述、开题报告，创造条件使学生参加科研活动，将毕业论文(设计)工作前移与专业课实验融合贯通这对于解决困饶学生撰写“毕业论文”(毕业设计)无从下手等问题也开辟了一条有效的途径。

因此，专题性教学在夯实学生理论基础、增加学生实践经验、培养学生科研能力和解决实际问题的能力推动高等教育向产、学、研方向发展，以及理论结合实际等方面都有着十分重要的意义。

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关键词：高职院校；工学交替；教学模式；实践；思考

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）11-0050-02

“工学交替”是“校企合作、工学结合”具体化的一种教学模式，即把学生整个学习过程分解为校内学习和企业工作两个过程，并交替进行。这种模式的优点是让学生提前进入企业“热身”，真做真学，可较好地实现理论学习与实践操作的统一、在校学习与实际工作的对接。工学交替安排形式多样，成效各异，在实施过程中面临诸多问题。下面以我院高分子材料应用技术专业为例进行阐述。

高分子材料应用技术专业

“1.5+0.5+0.5+0.5”工学交替模式的内涵

调研显示，长三角地区塑料加工行业十分发达，对塑料成型加工方面的技能型人才需求量大，为我院高分子材料应用技术专业开展工学交替奠定了良好的基础。该专业为我院首批省级特色专业、省重点专业群“塑料产品制造”内的核心专业，主要培养从事塑料成型工艺实施、塑料模具设计、设备操作与维护方面的高素质技能型专门人才。在人才培养过程中，该专业借鉴原劳动部分层化国家职业标准的理念，围绕职业特定能力、行业通用能力、跨行业能力、核心能力等四个方面培养学生的综合职业能力，并从2007年起在我院率先探索实践“1.5+0.5+0.5+0.5”的工学交替教学模式（教学模式框架见图1）。

其中“1.5”表示学生利用一年半时间在校学习专业基本理论和操作技能；第一个“0.5”表示学生利用半年时间在企业进行首次顶岗实习，吸收企业岗位技能方法，并体验企业文化；第二个“0.5”表示学生返回学校继续学习半年时间，进行专业特定技能的强化，并取得相应的职业资格证书；第三个“0.5”表示学生到企业再次顶岗实习半年时间，提升综合职业能力，实现从“学校人”到“职业人”的角色转变。

高分子材料应用技术专业

“1.5+0.5+0.5+0.5”工学交替模式的实践

（一）校企联合制定专业人才培养方案

对企业而言，生产任务往往具有间歇性和多变性，这与高职院校传统专业人才培养方案中的教学进程相矛盾。若要真正实施工学交替，必须对传统人才培养方案中的教学进程进行相应的调整，充分吸纳行业企业人员参与人才培养方案的制定。高分子材料应用技术专业紧紧依托我院塑料产品制造专业群建设指导委员会这一平台，从人才培养质量标准制定、课程体系构建、教学组织与安排、人才培养质量评价等方面广泛吸收企业专家的意见，特别是工学交替所在企业，如常州星宇车灯股份有限公司、罗斯蒂精密制造（苏州）有限公司等。

（二）“1.5+0.5+0.5+0.5”工学交替教学模式的实施

健全工学交替管理与运行保障机制 为保证工学交替平稳有效地运行，我院校企合作部制定了一系列与工学交替相适应的管理制度；系部也成立了校企合作办公室，负责制定工学交替实施细则，明确指导教师职责、学生职责及考核评价等；在工学交替实施过程中，实行“双负责人制”，即校企双方各安排专人负责学生的日常管理。实践中发现，有些企业提供的部分岗位技术性不强、专业不对口、薪酬低，导致学生思想波动大、工作积极性差，影响工学交替的顺利开展。针对出现的以上问题，在新一轮工学交替时，首先把“学生在企业顶岗学习期间从事塑料注塑岗位时间不少于三个月、实行地区最低工资标准以上的浮动”等内容明确写进协议书，既考虑到学生实习内容与专业和课程的关联性，又兼顾了企业生产的连续性和用工成本的影响。另外，在学生顶岗实习期间，尝试以企业名称冠名班级，如“星宇班”、“宝泽班”等来增强学生的归属感，以岗位名称冠名小组，如“注塑组”、“挤出组”等来增强学生的职业认同感。明确要求带队专业教师与学生一起深入车间，熟悉企业的生产工艺流程、管理模式和技术创新等；一轮工学交替结束后，专业教师需从企业收集、整理并形成一个与本专业密切相关的教学案例，并进行教学汇报。

专业教育融入思想教育，专业核心课程教学“分级别、模块化” 第一，工学交替的主体是学生，离开了学生的主动参与，工学交替的质量就难以保证。基于此，高分子材料应用技术专业从新生入校的第一学期开始，就把工学交替纳入学生思想工作的范畴，并把这项工作制度化、常态化。第二，通过系部成立的学生学习服务中心，提前做好学生的职业指导、心理辅导和行为引导。第三，专业核心课程如《塑料注射成型》、《塑料配制》的教学采用“分级别、模块化”的方式，即学生前一年半时间在校学习A级别模块，掌握专业基本理论和操作技能；在企业顶岗半年后，返校学习B级别模块，进行专业特定技能的强化，并取得相应职业资格证书；顶岗学习后，根据个人的兴趣爱好可选学C级别模块。在教学方法上，采用“行动导向”的教学策略，尝试综合运用引导文法、协作学习法、角色扮演法、主题探究法等，提高了学生的学习积极性和学习效率，培养了学生的综合职业能力（模块化选择方式，如图2所示）。

评价方式过程化，评价主体多元化 工学交替模式下的教学评价既要关注学生掌握专业技能和养成职业素养，更要关注学生在实践活动过程中的经历和体验。高分子材料应用技术专业以6门核心课程为试点，探索实施评价方式过程化、评价主体多元化。例如，《塑料配制》课程考核由过程性知识与能力考核（40%）、阶段性考核（40%）和结果性考核（20%）组成，最后进行综合评定；如第一轮半年顶岗学习效果评价由企业评价（40%）、指导教师评价（20%）和工学交替手册完成质量（40%）三部分组成。通过上述教学评价的改革，对学生职业综合能力的评价更显真实科学，培养的人才更贴近企业和社会的需求。

（三）专业建设阶段性成效

自高分子材料应用技术专业探索实施“1.5+0.5+0.5+0.5”工学交替教学模式5年来，已建成两门国家级精品课程、两部国家“十一五”规划教材，拥有省级高分子材料应用技术优秀教学团队1个、省级高分子材料应用技术实训基地1个，获省教育厅高等教育教改课题2项，在“星宇杯”全国高分子材料专业技能大赛中荣获团体一等奖1项、个人一等奖3项。

高职院校工学交替教学模式的思考

（一）有效的引导和必要的沟通是工学交替顺利开展的基础

高职院校的很多学生受传统观念的影响，认为读高职是无奈的选择，普遍较自卑，学习缺乏动力；相对于以前的学习场所几乎全部集中在校内而言，工学交替的地点、教学内容和组织方式发生了很大变化，学生包括家长对这种教学模式了解甚少；作为家长，总希望学生有一个舒适的生活与学习环境，对于工学交替的实施，不少家长认为学校管理松散，是在甩“包袱”。上述种种片面、甚至错误的认识，不利于工学交替的顺利开展。因此，高职院校在加强对学生正确引导的同时，要主动保持与家长的联系沟通，取得他们的理解与支持必不可少。

（二）校企深度合作是工学交替常态化实施的重要保障

校企合作、工学结合是高职教育人才培养的必然途径，企业不是慈善家，高职院校必须加大内涵建设，为企业提供更多的技术服务、智力支撑，才能赢得企业的信任与配合，从而建立深度的校企合作关系，否则工学交替、订单培养等教学模式就会变成学校的“单相思”，或是间隙性、浅层次的校企合作，不利于高职教育人才培养目标的实现。

（三）有限的工作岗位和待遇的差别影响工学交替的管理

现阶段工学交替实施面临的难度在于校企双方的有效管理。工学交替改变了高职院校教学大多采用的班级组织形式，而大多数情况下企业能提供的工作岗位与班级人数并不十分吻合，需要分若干个小组到工作岗位上，有的岗位与学生所学专业或课程的关联度不大；同一企业的岗位因工作环境、工资待遇不同或同一班级因分布在不同的区域、不同岗位等，这些问题若处理不当，会造成学生消极对待工学交替，甚至导致工学交替无法开展。所以，岗位的分配、工资待遇的高低、有效的组织管理，是实施工学交替时需考虑的关键因素。

对于高职院校来说，工学交替不仅能够培养学生的专业技能和职业素养，而且能够促进校企深度合作，提高高职院校人才培养的质量。但工学交替毕竟是一种新型的教学模式，涉及政府、学校、企业、学生（家庭）等各个方面，必然会出现一些新问题、新矛盾，有待于多方共同配合，才能取得更多实效。

参考文献：

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[2]李君.高职院校工学交替的实践与思考[J].教育与职业，2009（21）.

[3]周家伟.工学交替若干问题的思考[J].高职论丛，2011（3）.

[4]牛艳莉.高职酒店管理专业“工学交替”培养模式实践探索[J].成人教育，2011（2）.

[5]公昆.工学交替教学模式下教学评价方式初探[J].中国成人教育，2009（3）.

[6]倪依纯.工学交替培养模式面临的主要问题及其对策[J].中国职业技术教育，2010（24）.

[7]瞿建新，马顺彬，陆锦明，陈栋.高职院校工学交替教学模式的成效与存在的问题[J].纺织教育2011（2）.

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关键词：导热高分子 复合材料 研究 应用

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-070-02

从上世纪40年代以来，人类对于高分子复合材料的研究已经有将近70年的历史，并且在工业材料应用领域得以普遍应用。但是，随着经济的发展、科技的进步，人们在导热材料应用程度与范围方面提出了更高的要求，不仅仅是满足于传统材料的单一性能，而是对材料优良的综合性能寄予了更高的期望，如用在化工生产以及废水处理的热交换器一方面要有良好的导热能力，另一方面又要能够耐化学腐蚀、耐高温；相应地在电子电气领域，随着集成技术以及组装技术方面的迅猛发展，电子元件以及逻辑电路的占地空间也越来越小，所以传统的高分子复合材料就不仅仅是需要良好的导热的功能，还要能够具备一定的绝缘能力。但是，由于受到传统工艺的限制，复合材料大部分属于导热性能良好的金属材料，往往不耐腐蚀，当前的技术为了克服导热材料的耐腐蚀性而采用了合金技术以及进行防腐涂层的技术，同时，复合材料的耐热性却降低了。由于传统导热材料无法满足人们对于工业生产中的应用，因此，新型导热高分子复合材料应运而生，人们更多地将其应用于各个领域。如何提升导热高分子材料的综合功能成为了工业领域乃至社会各界的重要研究课题。

1 对于导热高分子复合材料的课题研究现状

1.1 导热高分子复合材料的运作原理

声子、光子以及电子是固体形态内部的导热介质。由于聚合物往往是以饱和体系的状态呈现的，不存在电子导热的可能性，只能通过声子这一介质进行导热，要想到达传导热能，就要通过晶格振动的方式。聚合物的导热性能较差，这是由于聚合物往往具有较大的相对分子质量，分散性较强，分子链之间不能够缠结无规则方式存在，达不到结晶的条件，同时分子链会产生振动，声子受到振动，就会产生散射，大大降低了聚合物材料的导热性能。从理论上来说，要想达到提升聚合物材料导热性能的目的，可以从两个方面对其进行改进，一方面是在聚合物材料中填充进具有高导热率的物质，制成具有以聚合物为基础的导热复合材料，例如可以将环氧树脂填入碳纤维以及氮化铝材料中，增强高分子复合材料的导热性能；另一方面是利用最新的科技，将高导热率的材料进行聚合。如可以利用聚苯胺导热性能良好的优点，采用导热机制达到更佳的导热能力。

增强聚合物导热性能的方法中，在实践工作中，主要使用的是填充入高导热性能的材料来达到增强导热的目的，以复合成导热高分子复合材料，这也是当前工业上制备导热高分子复合材料的主要途径。但是，导热高分子复合材料传导热能的效率受到了湿度、分子链取向密度、结晶度、温度以及填充材料种类多方面的影响。

在实际工业的操作中，导热高分子复合材料传导热能的效率主要受到了所填充材料以及材料在复合材料中分布情况的影响。如果填充的材料过少，复合材料的导热性能就很难达到要求，如果填充的材料过多，那么复合材料相应的力学性能就会有所降低。只有找到填充材料和复合材料之间较科学合理的比例才能达到导热高分子复合材料最好的导热性能、最小的热阻。

1.2 常见导热高分子复合材料的实际研究成果

（1）应用聚乙烯复合导热材料。

聚乙烯由于其具有价格低廉、综合性能良好的优势，无疑成为了我国所有合成树脂中应用范围最广泛、进口量最大以及产能最大的一种塑料品种。在传统聚乙烯基础上改造而成的线性低密度聚乙烯，拥有热封性能良好，成膜性优良，脱模容易，抗蠕变能力，刚性良好，拉伸强度、撕裂强度以及冲击强度方面较好，适应环境能力好，导热性能较好等一系列的优点，正成为当前最新的塑料产品投入使用。

（2）应用硅橡胶复合导热材料。

当前研究导热硅橡胶的方面大都是围绕着填充型硅橡胶而进行，由于填料、加工工艺以及硅橡胶基体三方面是硅橡胶材料能够具有良好导热性的关键性因素。填料是通过自身的导热性能情况来决定复合材料的导热性能，工厂的加工工艺是否精良很大程度上也影响着硅橡胶导热的能力。

硅橡胶自身具有优秀的减震以及绝缘性能，但是在热导效能方面却比较差，一旦在硅橡胶中填充入具有高导热性能的材料，硅橡胶复合材料在导热性能上达到十几甚至是几十倍的提升。同时，填料在复合材料中的分布情况和填料在导热性能方面的表现也影响着复合材料导热性的程度好坏。如果填料在材料基体中的填充量不够的时候，就会导致填料之间的粒子接触面积过小，那么填料应有导热性就没有得到充分的发挥，无法形成导热良好的导热网链，大大提升复合材料的导热性能。

2 导热高分子复合材料在实践中的应用以及开发前景

目前，导热高分子复合材料的应用于潜艇蓄电池当中的冷凝器、导热绝缘材料、太阳能热水器以及导热管等方面，应用的领域涵盖了很多的方面，如化工生产、电子电器、航空航天以及军事等方面，并在其中发挥了重大的作用。由于导热高分子复合材料不但具有导热性能良好的优点，而且在自身独特的优势方面更是有着其它材料难以比肩的优势，导热高分子复合材料已经得到了人们越来越多的青睐，在市场上的接受度也是不容小觑的。相信随着人们在发展纳米复合技术方面的进展，日益完善关于导热高分子复合材料的模型，对于导热原理的研究更加深入，那么导热高分子复合材料的性能将会得到更大程度的发掘，应用的范围也会更加宽广，作用也会越来越大。

高分子材料的关键研究领域之一就是实现导热高分子复合材料从理论概念到形成产品，开发其经济效益的目的。尤其是在近十年的研究中，关于研究导热高分子复合材料的数学模型已经取得了很大的进步与发展，但是也受到了来自纳米复合技术的挑战，也可以说是带来了进步的机遇。当前对于导热高分子复合材料提升导热性能的研究一直仅仅停留在基础层面的共混复合，得到的复合材料在传导热能方面效果并不理想，复合材料在应用开发、导热机理方面的探索以及开发具有高导热性能的聚合物方面的研究还是停留在比较表面的层次，没有进行深入的探索。另外，预测热导性能的理论模型还是没有充分有力的理论基础支持，同时对于理论验证还是停留在根据经验来模拟的层次。因此，可以预见不管是现在还是在接下来更长的时间里，导热高分子复合材料领域都会围绕着制备高导热聚合物材料、建立复合高导热材料的运作模型、改变聚合物树脂基体的物理特性、开发与研究复合材料的新型技术等方面来进行，成为其重要的研究方向。导热高分子复合材料的相应研究也增强了高新技术领域进一步发展与进步的可能性。

参考文献：

[1] 王亮亮，陶国良.导热高分子复合材料的研究进展[J].工程塑料应用，2013，9（31）：70-72.

[2] 马传国，容敏智，章明秋.导热高分子复合材料的研究与应用[J].材料工程，2012，8（7）：40-45.

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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：

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关键词：高分子材料与工程；实验教学改革；综合能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0026-03

我国高分子类专业设置始于1953年，其专业人才培养强调“拓宽专业，打好基础，理工结合”[1]。随着社会对高分子材料需求的日益增长，社会迫切需要大量素质高、能力强的高分子材料高级技术人才，这些人才不仅要掌握必要的科技、文化知识，更要具备较强实践能力和解决工程实际问题的能力。实验教学是高校教学活动的重要组成部分，是理论与实践相结合的重要教学环节，是开展创新教育的重要课堂，是提高学生综合能力的重要手段。材料学科属于实践性较强的学科，发挥实验教学的作用对高分子材料与工程专业学生的培养更显紧迫。

一、美国高校理工科实验教学及管理的做法及经验

笔者曾作为国家公派访问学者到美国Akron大学留学访问一年，期间参观了美国其他数所理工科高校，并有幸参与了其中部分学校的理工科实验教学，了解了其实验教学特色及管理办法。

1.教学基础宽厚、扎实，教学要求很严格。美国高校理工科实验教学分三个阶段：首先，实验技术人员对学生进行仪器使用和学习的全方位指导。然后，根据学生基础阶段掌握的知识和技能，教师指导其进一步实际应用、仿真模拟实验。教师只引导、启发学生如何分析问题并找到解决方法，进而指导学生制定最优实验策略，同时给学生留下诸多开阔思路的问题。最后，布置一些设计性实验题目由学生在规定的时间内独立或以小组形式完成。学生需自行设计方案、选择仪器、分析结果、优化方案。在美国，高校和老师都十分重视把最新试验方法、技术和设备引入实验教学中，让学生及时了解、接触和掌握新事物，使学生体会到科技的进步和竞争，为其后来的学习和工作奠定坚实的基础。

2.实验教学注重能力培养，灵活教学。美国各高校实验教学课程体系相对完善且稳定，并注重将科研成果转化为实验教学内容，要求各学校每年更新实验教材，改进原有实验项目。由于实验教学是动态变化的，所以在内容、方法和技术上都有新思想和新东西产生，教师的教学方法很活，主要是提出问题、启发思路和引导争论。例如，学生通过集体讨论的方式汇报实验方案、测试和分析结果，使学生从知识运用和归纳总结等方面都得到锻炼。学生做实验时主要是靠简单的讲义和设备说明书，自己多思索，并查有关文献。教师鼓励学生在合理操作的条件下，去摸索、调试和使用各种仪器，使学生能充分发挥其科学的思维和预见性。这样，学生的动手意识和能力普遍较强。例如美国Akron大学的实验室不但全天向学生开放，且有专业人员进行指导，每个学生都有机会操纵实验室中各类仪器，并将自己的设想付诸实际，使学生的创造能力得到锻炼和提高。

3.教学方案和过程因材施教。美国高校的教学类型和过程分层次进行。理工科实验教学从博士一直延伸到本、专科层次。每个教学层次都有各自的教学大纲和模式。层次越高，设计研究和学生独立性的成分越多。在教学中，教师主要在选题和实验要求上有所区分。他们按学生的实际情况因材施教。如，笔者到美国麻省理工学院调研发现，该校大量增设选修课和实验课，充分尊重学生个性的发展。对一些新实验和综合性实验，师生一起讨论，形成一个学术自由的良好氛围，同时使学生树立自信心，在学习和训练中充分展示个人才华。课程最终成绩要根据基础知识、创新成分和实践能力来评定。

4.管理体系松中有严。美国高校实验室采取全开放式管理，以Akron大学为例，所有实验仪器都对学生无限开放，学生可以全天自由使用所有设备，每台仪器都有专人负责，学生在使用前需对相关操作规程及注意事项进行严格培训，合格后，需遵守“提前预约使用制度”及“使用过程登记制度”，即可自主操作设备。当然，每台设备有严格的安全规程，若操作不规范或恶意破坏致设备损坏，该学生将被取消所有设备的使用权。这种制度促使学生能自觉、规范地使用仪器，并保障了学生创造性、创新性的自由发挥。

二、我校高分子材料与工程专业基础实验教学存在的问题

目前，我们工科实验教学质量和水平与美国大学情况相比差距很大。我校的高分子材料实验教学存在诸多问题，主要表现在：

1.体系不合理。实验教学与理论教学是相辅相成的，既有联系，又存在相对独立性。但目前多数实验教学在内容和形式上都附属于理论教学，对实验教学的重视程度不够，未单独设课、单独考核，实验课时较少，各门实验课程、各实验之间缺少联系和配合，未形成一个有机整体，体现不出实验教学自身的连贯性和系统性。这种传统的实验教学体系，在培养学生创新精神和实践能力中发挥的作用远远不够，无法适应新世纪创新人才培养的需要[2]。

2.内容滞后。在当前专业实验教学中，传统、经典的实验内容较多，体现现代科学技术的实验少；注重实验内容与结果的实验多，培养学生实验技能的实验少；验证性实验多，培养学生创新能力的设计、研究性应用性实验少；内容单一的实验多，综合性实验少。同时实验项目统得过死，学生完全处于被动状态，实验教学质量相对不高。

3.方法单一。传统的实验教学模式是学生“照单抓药”。实验前教师把实验目的、原理、仪器使用和测试方法、实验步骤和表格及数据处理方法等进行详细的讲解，学生只需按教师的指导按部就班，很少进行独立思考和细致观察。这种教学方法使学生对教师过分依赖，也抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养，不能发挥学生的实验积极性，学生的动手能力和实践技能得不到应有的培养，教学效果差。

4.实验教学手段落后。在现代信息技术迅速发展的今天，虽然网络、多媒体等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用，但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用，不能与实际实验有机结合[3]。这样，一些高档仪器的调试和一些耗费高、时间长、毒性大、危险性高的实验，就只能听教师讲解、演示，不能实际操作。另外，网络、多媒体等现代教学技术在教学中的应用程度还是较低，还未能与实际实验教学有机结合。

三、专业基础实验教学改革的思考

上述问题影响了教学质量，制约了学生实验技能和创新思维能力的培养。笔者认为，美国教育成功的一面就是实践教学办得活、充实、新颖，这很值得我们学习。为加快我校高分子材料与工程实验教学的改革步伐，必须遵循理论与实践相结合、整体优化、培养能力为主的原则，改革实验教学体系、实验教学内容和方法、教学考核评价体系、实验教学管理和教学条件等。

1.改变实验教学体系。（1）建立独立于理论教学的实验教学体系。传统的实验教学只是理论教学的辅助手段，缺少独立的教学体系。这种体制在注重创新的时代具有很大弱势。在此体制下，高校实验室的作用受到严重制约，实验设备陈旧，师资队伍不齐、实验教学质量低下，也就谈不上创新能力的培养。另外，因原来实验室从属于教研室或系，所以实验教学的内容常从属于某一门课程；各门课程按自身需要开设实验，忽视了相关课程间的联系；且相近课程的实验内容有重复，造成仪器重复购置、利用率低、资金耗费较大等弊病。针对这种状况，为适应创新教育的要求，实验教学必须形成自己的教学体系，要打破课程间的界限，建立相互渗透的实验教学课程新体系。实验课要独立设课，有自己的教学大纲、教材，改变传统实验课单一对应理论课的做法。只有这样，才能使专业实验教学既注重纵向知识体系的系统性，又注重横向知识的相互渗透；使专业实验教学最大限度地挖掘学生的知识潜能，有利于学生创造性思维和创新能力的培养。（2）建立系统化、科学化和规范化的开放式的实验教学体系。在实验教学中，应以学生自主学习为中心，充分挖掘实验室潜力，向学生全面开放实验室，包括仪器、时间概念上的开放及实验课程、项目、研究课题的开放，“放”要以新颖有趣、科技含量高的实验项目，富有挑战性又具有实际应用的课题和先进的仪器激励和吸引学生积极参与。学生可视自己情况到实验室预约登记，安排时间进行实验，给学生提供一个充分自由学习、实验的空间和轻松的环境，激励学生的创造性和创新思维，培养学生的独立工作、实验能力。

2.改革实验教学内容。传统实验教学开设的理论验证性实验居多，常为机械、灌注式教学，这种教学方法很难达到培养学生综合解决问题的能力、开发学生智力和培养实验研究技能的目的，也体现不了学生在实验教学中的主体地位。因此，建立知识和能力并重的实验教学体系很有必要。要将培养学生科学实验的基本素质、独立思维、独立操作和综合运用知识的能力作为实验教学的目标，按照实验教学和培养创新能力的要求，优化课程体系及知识结构、更新教学内容、减少验证性实验内容，增加设计、综合、创造性实验内容等，构建以培养学生实践和创新能力为主的新型实验教学体系。我校从课程体系、教学内容、手段、方法着手改革，已初步尝试将部分课程取消、合并，调整了部分科目的实验内容。另外，我校增加了部分专业课综合实验，多途径提高学生的实践和创新能力。如由实验教师出一些实验题目，要求学生自己（或小组）去查找有关资料、选择仪器，对实验结果和问题尽可能自己分析或开讨论会解决，以促使学生自觉学习，增强他们的合作和独创意识。

3.完善实验教学质量考核评价体系。包括对教师和对学生的考核。在对学生的考核中，采取教考分离、抽测制度等，建立重心向创新能力倾斜，并利于全面素质提高的评价体系。要以提高学生的能力为观察视野，以学生主体和谐发展为目的，改变单纯以分数为评价标准的状况。对实验课程的成绩评定方法也需要进行修改，禁止只凭出席情况或实验报告确定成绩的做法。将学生平时的学习研究成果计入课程总成绩，科学性与公正性相结合、稳定性与灵活性相结合。建立并不断完善教学质量评价体系是提高实验教学质量的保证，更能促进学生深入、灵活地学习，促进学生自主、积极地学习，更有利于学生学习能力、创新能力的培养。

4.改革实验教学方法与手段。要采用灵活多样的实验教学方式。在实验教学中必须承认和强调学生在教学活动中的主体地位，重视教会学生善于学习、独立获取知识的能力。要废除注入式教学方法，切实调动学生的积极性。实验讲课中，教师只需扼要提示操作的关键和注意事项，让学生自己实践，为其留下思考的余地。要加强学生的实验主体意识，要创造条件激发学生的求知欲，开发创造性思维。随着新技术和工艺的不断涌现，教学仪器的更新周期也将缩短，陈旧的实验手段、落后的设备、呆板的实验方法与当今信息时代极不协调。学生对先进的仪器和相关领域较前沿的实验手段有浓厚的兴趣，而现代化设备都是多学科领域高技术成果的综合体，操作这些设备，除了专业知识，还需要一定的英语水平、计算机知识等，这会增加学生的危机感和紧迫感，激发他们的学习热情和积极性，并自觉学习各方面知识，提高综合素质。因此，为适应不断提高的教学要求，必须加大对实验室建设的投入，应该将现代化的仪器设备用于实验教学。

5.优化实验技术队伍建设与管理保障机制。实验技术队伍建设是保证顺利完成各项实验教学和科研任务的基础，如何发挥这支队伍的作用，还需要加强对这支队伍进行统一的管理。在管理中，必须坚持“统一培训、统一调配、统一考核”的管理模式，提高实验技术人员的整体素质，更好地为教学、科研及学生服务。实验指导教师的素质直接影响实验教学质量，为适应教学需要，我院对实验室人员进行统筹规划，力争实现理论和实践教学并重，还设立了实验教学改革实验室开放基金和实验室自制仪器等项目，以支持专业教师和实验技术人员从事教学和科研，鼓励并资助教师对一些设备进行开发利用，充分调动了实验室工作人员使用大型仪器和参与科研的积极性，既提高设备的利用率，又发挥了实验室工作人员的主观能动性。另外，为实现专业实验室的可持续发展，我校着力加强实验教学队伍建设，制定了人员培训计划及具体措施，积极支持实验室人员参加各种专业知识和大型仪器的培训，以改善其知识结构、提高人员素质和水平，逐步形成一支热爱实验教学教育理念、科研能力强、经验丰富、技术熟悉、勇于创新的实验教学队伍。

高分子材料与工程专业实验教学应立足现代教育技术平台，在教学体系、内容、考核制度和管理保障体系等方面进行改革。应始终以培养高素质的人才为宗旨，树立以生为本的思想，以培养人的创造能力为核心；尊重和焕发学生在教学过程中的主体意识和主动精神，建立以学生为中心的教学模式，给学生更多的参与机会；把教学过程作为加强多种素质训练的过程，全面提高学生分析和解决问题的能力、创造能力等，使学生在活动中增强能力并形成良好的心理品质。只要我们扎实进行改革，随着实验教学作用的充分发挥，素质教育的实施会卓有成效，就有望培养具有创新能力的高素质人才。

参考文献：

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[3]顾景梅，邹玉红，马小隆，等.改进实验教学，发挥实验室在培养高素质人才中的作用[J].实验室科学，2009，（2）：35-37.

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1生物医用复合材料组分材料的选择要求

生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钴基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。

植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。此外，生物材料要有良好的成型、加工性能，不因成型加工困难而使其应用受到限制。

2生物医用复合材料的研究现状与应用

2.1陶瓷基生物医用复合材料

陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷基体，通过不同方式引入颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料而获得的一类复合材料。目前生物陶瓷基复合材料虽没有多少品种达到临床应用阶段，但它已成为生物陶瓷研究中最为活跃的领域，其研究主要集中于生物材料的活性和骨结合性能研究以及材料增强研究等。

Al2O3、ZrO3等生物惰性材料自70年代初就开始了临床应用研究，但它与生物硬组织的结合为一种机械的锁合。以高强度氧化物陶瓷为基材，掺入少量生物活性材料，可使材料在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基础上赋予其一定的生物活性和骨结合能力。将具有不同膨胀系数的生物玻璃用高温熔烧或等离子喷涂的方法，在致密Al2O3陶瓷髋关节植入物表面进行涂层，试样经高温处理，大量的Al2O3进入玻璃层中，有效地增强了生物玻璃与Al2O3陶瓷的界面结合，复合材料在缓冲溶液中反应数十分钟即可有羟基磷灰石的形成［2］。为满足外科手术对生物学性能和力学性能的要求，人们又开始了生物活性陶瓷以及生物活性陶瓷与生物玻璃的复合研究，以使材料在气孔率、比表面积、生物活性和机械强度等方面的综合性能得以改善。近年来，对羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)复合材料的研究也日益增多［3，4］。30%HA与70%TCP在1150℃烧结，其平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷，研究发现HA-TCP致密复合材料的断裂主要为穿晶断裂，其沿晶断裂的程度也大于纯单相陶瓷材料。HA-TCP多孔复合材料植入动物体内，其性能起初类似于β-TCP，而后具有HA的特性，通过调整HA与TCP的比例，达到满足不同临床需求的目的。45SF1/4玻璃粉末与HA制备而成的复合材料，植入兔骨中8周后取出，骨质与复合材料之间的剪切破坏强度达27MPa，比纯HA陶瓷有明显的提高。

生物医用陶瓷材料由于其结构本身的特点，其力学可靠性(尤其在湿生理环境中)较差，生物陶瓷的活性研究及其与骨组织的结合性能研究，并未能解决材料固有的脆性特征。因此生物陶瓷的增强研究成为另一个研究重点，其增强方式主要有颗粒增强、晶须或纤维增强以及相变增韧和层状复合增强等［3，5～7］。当HA粉末中添加10%～50%的ZrO2粉末时，材料经1350～1400℃热压烧结，其强度和韧性随烧结温度的提高而增加，添加50%TZ-2Y的复合材料，抗折强度达400MPa、断裂韧性为2.8～3.0MPam1/2。ZrO2增韧β-TCP复合材料，其弯曲强度和断裂韧性也随ZrO2含量的增加而得到增强。纳米SiC增强HA复合材料比纯HA陶瓷的抗弯强度提高1.6倍、断裂韧性提高2倍、抗压强度提高1.4倍，与生物硬组织的性能相当。晶须和纤维为陶瓷基复合材料的一种有效增韧补强材料，目前用于补强医用复合材料的主要有：SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2、HA纤维或晶须以及C纤维等，SiC晶须增强生物活性玻璃陶瓷材料，复合材料的抗弯强度可达460MPa、断裂韧性达4.3MPam1/2，其韦布尔系数高达24.7，成为可靠性最高的生物陶瓷基复合材料。磷酸钙系生物陶瓷晶须或纤维同其它增强材料相比，不仅不影响材料的增强效果，而且由于其具有良好的生物相容性，与基体材料组分相同或相近，不会影响到生物材料的性能。HA晶须增韧HA复合材料的增韧补强效果同复合材料的气孔率有关，当复合材料相对密度达92%～95%时复合材料的断裂韧性可提高40%。

2.2高分子基生物医用复合材料

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关键词：教学―科研一体化；实践能力；创新精神

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）15-0008-02

一、引言

高校本科实验教学是巩固理论知识、培养创新意识和高素质工程技术人员的重要环节，然而传统实验项目多以基础教学为主，即使是和专业知识最为紧密相关的专业综合实验等实践内容也仅涉及到基础的实验操作、简单合成方法和成形工艺实验，学生完全不能触及本专业发展的各个领域，更无法拓展对本专业深层次、系统地了解。实验教学缺乏引导性，无法激发学生自主探索和创新意识。为了改变实验教学现状，各个高校开展了对实验室教学模式的改革和探索，并取得了一定的成效[1-4]。

本校高分子材料与工程专业经过几十年地发展，已形成了相对稳定的科研团队，如生物医用高分子材料、光电高分子材料、3D打印材料、凝胶高分子材料等，引领着本专业的不同发展领域。如何在公共实验室资源有限的条件下，按照学校发展和人才培养的总体需求，将科研项目和科研室纳入本科实验教学环节中，建立教学―科研一体化的综合实验室教学管理体系，以科研带动教学，使大学生都能涉及本专业发展的各个领域，了解本专业最新发展动态，从而激发潜能和创新精神的培养，是解决实验教学最积极有效的途径。

二、存在的问题分析

1.教学内容设置缺乏引导性、自主性和创新性。由于实验室建设的滞后性，高校本科教学中设置的实验多以基础性和验证性为主。传统实验项目的设置总是选取固定的几个实践操作项目让学生进行实际操作，实验内容局限且简单[5-7]。传统实验教学内容缺乏引导性、自主性和创新性的培养，因此将本专业各科研实验室研究项目纳入到本科实验教学，是目前迫在眉睫的事情。

2.实验室设置缺乏系统规划。由于缺乏统一规划，目前大部分高校的公共实验室和专业教师的科研室相对分散，科研室相对独立，大部分本科生很少接触到教师的科研项目和科研实验室，无法触及专业精密仪器和设备及专业发展的前沿领域。将科研实验室纳入到本科教学中，依据科研项目设计综合性、设计性、探索性等可行的教学实验项目，提高科研实验室专业精密仪器和设备利用率，提高学生对本专业研究领域的认识，从而引导学生的创新意识。因此，系统规划基础教学实验室和科研室的布局，起到了优势互补和综合利用的最佳效果[8]。

3.实验教学缺乏有效的管理和考查机制。目前，实验实践教学以学分制作为对学生的考查机制，学生按照规定时间参加安排的实验教学环节，并完成实验指定的内容即可获得学分。实验教师往往在实验前安排好所有的实验细节，学生被动的按要求做完实验，既没有对实验内容做相关了解，也没有进行前期的查阅资料等准备工作，更无法谈及探索和创新精神。无需思考和挑战的实验考查机制无法达到自主性和创新性的培养。

三、解决措施

1.建立教学―科研一体化的综合实验室。本着以科研带动教学、教学和科研相互促进的理念，并结合本专业的研究领域采用统筹的思想规划教学和科研实验室的安排，形成教学和科研室的有利结合。学校正在筹划整体搬迁事宜，新的实验大楼已准备就绪，借搬迁的好时机系统筹建和规划的教学―科研一体化的综合实验室如图1所示。公共实验室和科研室设置在同一区域，既方便教师科研实验时高效利用公共实验室资源，又利于学生对专业研究领域的认识和了解，也解决了科研室科研项目转化为实验教学项目提供的容纳空间。

2.建立教学―科研一体化实践项目计划。科研项目纳入本科实践环节，应制订完善的科研教学实践项目计划：（1）对科研项目纳入教学环节的实践教学内容要进行科学的论证和认定，重点考察实验目的的明确性、实验装备的利用性、实验效果的显著性、能力培养的递进性和激发创新意识的能动性，尤其要考察是否代表本领域最精简、核心和是否具有完整系统性的引导项目。（2）科研教学实践项目申请，鼓励专业教师及其研究生对研究领域的科研项目进行提炼，制订适合本科教学的实验项目，对实验目的、方案、可行性和创新性等进行充分论证，由院学术委员会审核通过后进行实施。（3）根据科研项目的变化积极更新实验项目。国家级、省级等纵向和校企联合的横向科研项目代表当前该学科发展的最新方向和社会的最新需求，应根据在研的科研项目及时更新科研教学实验项目。

3.完善实验室实践教学监督、管理和考核评价体系。一方面，对纳入到教学实践中的高校科研室进行考核和绩效评估，促进实验室管理体制及运行机制改革；另一方面，强化对学生能力的培养，必须整改对学生实验环节的考查机制。完善教学―科研综合实验室实践教学监督、管理和考核评价体系，应从以下三方面入手。（1）实验室实践教学监督、管理和考核体系的设计。①学校应建立合理、高效的激励机制，鼓励科研实力强的专业教师将科研项目成果浓缩为实验项目，应用于本科教学；②教务管理人员制订教学监督、管理措施，切实落实科研项目在实验教学中的实施和运行；③制订出合理的考核体系和奖励措施，实施平时常规检查与年终考核相结合的绩效评估机制。（2）科研教师的考核与绩效评估。①为了激励科研教师向本科教学的倾斜力度，把实验室建设与教师的科研方向结合起来，与实验室绩效评估结果结合起来，绩效高的研究室加大投入力度；②为了鼓励专业教师科研成果为本科实践教学服务，学校除了在工作量上考虑专业教师本科实践教学方面付出的诙外，把此项工作作为职称评审的重要方面。（3）学生实验环节的考查机制。科研实验项目对学生的综合素质要求较高，需制订合理的考查机制才能够充分调动学生的积极性。学生实验环节的考查包括前期准备、实验进展和实验完成情况三个部分。前期准备方面的考核包括对实验目的的认知、实验方案设计、实验准备等；实验进展情况方面的考核包括分析问题和解决问题的能力；实验完成方面的考查包括对实验结果的分析和处理、实验报告的撰写等。分别从实验前期准备报告、实验进展报告、实验结果报告和实验室制定的成绩考核办法四个方面进行成绩考核。

四、结语

高校科研项目和科研实验室纳入本科实践教学环节，在提升大学生实践创新能力素质培养的同时，也给实验室科学规划和实验室教学管理带来了新的问题。专业教师、教务管理人员和实验管理部门必须对教学―科研一体化综合实验室教学管理体系进行积极探索，充分整合教学、科研资源，加强科研成果向日常教学的渗透，实现实践教学质量的提高。

参考文献：

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[5]武晓峰，高晓杰.高校实验室建设发展报告[M].北京：清华大学出版社，2014.

[6]何晋渐，徐静波.高校实验室资源共享机制的探索与研究[J].实验室科学，2010，13（6）：132-135.

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摘要:

以超临界乙醇为反应溶剂，对废旧轮胎的胎侧胶进行脱硫再生实验研究。考察反应温度、压力和时间对脱硫效果的影响，对脱硫后凝胶的物理性能和溶胶的化学结构进行表征分析，并讨论添加脱硫剂对脱硫胎侧胶的影响。研究发现，超临界乙醇中不同种类橡胶脱硫难易程度不同，脱硫后溶胶高分子平均相对分子质量高，主链结构完整，凝胶产物的玻璃化转变温度升高。分析表明，影响主链断裂的主要因素是反应温度，超临界乙醇脱硫过程中添加脱硫剂可以进一步促进交联键的断裂。

关键词:

超临界乙醇;废旧轮胎橡胶;脱硫再生;脱硫剂

随着汽车工业的发展，废旧轮胎的产生量逐年增加，已被世界公认为严重破坏生态环境的“黑色污染”。硫化后的轮胎橡胶高分子链段由线型结构变成三维立体交联网状结构，轮胎从而具有了优异的物理和力学性能。然而，硫化之后的橡胶在使用性能得到提升的同时，其回收处理的难度也随之加大。由于硫化后的橡胶在溶剂中只能溶胀，不能溶解，加热不能熔化，一般方法难以回收处理。而废旧轮胎回收处理不当，会带来巨大的环境污染和资源浪费。因此，有效地循环利用废旧轮胎橡胶对于建设节约型和环境友好型社会具有重要意义。废旧轮胎通常的处理方法包括焚烧法、制取胶粉和脱硫再生。焚烧废旧轮胎在获得热能的同时，会排放大量的二氧化碳气体，形成温室效应。虽然制取胶粉过程相对更为环保，但因胶粉的再硫化性能差，所以应用范围有限。而经过脱硫再生处理的废旧轮胎橡胶，其产品应用范围更广，附加值更高，是一种较为经济有效的再利用途径。废旧橡胶脱硫常见方法包括物理法［1］、化学法［2］和生物法［3］。其中化学脱硫法研究最为广泛，是较为成熟的脱硫方法。传统的化学脱硫法如油法、水油法都有工业化应用，低压及常压脱硫法正在推广，而力化学法脱硫也逐渐成为近年来研究的热点［4～6］。利用超临界流体和脱硫剂共同作用对废旧轮胎橡胶进行脱硫，是橡胶再生的一种新工艺。在前期的工作中，本团队使用超临界二氧化碳辅以脱硫剂已经成功脱硫胎面胶［7］，脱硫后溶胶平均相对分子质量达20000以上，凝胶交联密度最多下降75%。但是上述的这些脱硫方法大都需要大量的有机溶剂和脱硫助剂，这些物品的生产和使用过程都有一定的致毒性，危害人体健康，并会对环境造成污染。此外，超临界二氧化碳中脱硫，未反应的脱硫剂残留在橡胶内部，会导致再硫化橡胶性能的下降［8］。因此，避免在超临界流体脱硫轮胎橡胶过程中使用脱硫剂及各种脱硫助剂，无论是对于提高再生胶性能，还是降低脱硫过程对人员及环境的危害，都具有十分重要的意义。超临界乙醇具有良好的溶解性和扩散性［9］，在化学反应中既可作为溶剂，又可作为反应物参与反应，且低毒，常温下容易与反应物分离，是一种理想的脱硫反应溶剂。利用超临界乙醇处理高分子化合物已得到了广泛研究，如利用超临界乙醇降解PET［10］和聚碳酸酯［11］，采用超临界乙醇选择性地断开交联PE的交联键［12］和分解轮胎橡胶可以得到可萃取的小分子物质［13］等。Kershaw［13］利用超临界乙醇裂解轮胎橡胶制取小分子油状产物，然而产率较低，裂解后的橡胶仍保持大分子结构，而大分子结构的橡胶正是脱硫所希望得到的产物。因此，超临界乙醇用于废旧轮胎橡胶的脱硫再生，将是一种安全、可靠的脱硫反应溶剂。本文利用超临界乙醇对废旧轮胎的胎侧胶进行脱硫实验研究，考察在不同的工艺参数条件下废旧轮胎橡胶的脱硫效果，分析轮胎橡胶脱硫前后物理性能和化学结构的改变情况，研究额外添加脱硫剂对超临界乙醇中脱硫胎侧胶的影响。

1实验部分

1．1实验材料实验用橡胶:废旧邓禄普轿车轮胎胎侧胶，轮胎型号为215/60R1695H;无水乙醇:分析纯，北京化工试剂厂;脱硫剂(选用二苯基二硫醚，简称DD):分析纯，上海安耐吉化学;丙酮和氯仿:分析纯，北京化工试剂厂，用于萃取;甲苯:分析纯，北京化工试剂厂，用于平衡溶胀测试。

1．2实验方法

1．2．1胎侧胶脱硫实验的前处理:将胎侧胶置于丙酮-氯仿混合液中(V(丙酮)∶V(氯仿)=3∶7)，用索氏萃取器萃取12h(萃取温度80℃)，除去胎侧胶中残余的硫化助剂和填充油。萃取后的胎侧胶置于真空干燥箱中干燥至恒量(干燥温度50℃)，然后将胎侧胶切割成若干橡胶块(20mm×5mm×5mm)作为后续脱硫实验用的橡胶试块。

1．2．2脱硫试验:脱硫反应装置示意如Fig.1所示。高压反应釜(型号:GSH2型，威海行雨化工试验器械有限公司制造)的容积为100mL，工作温度300℃，工作压力20MPa。实验中将胎侧胶置于反应釜中部的不锈钢网上，乙醇置于反应釜底部。反应釜密封后用压缩机输入氮气，充满后排出，此过程重复5次，以除去反应釜中的空气。之后，用电加热炉将反应釜加热至预设反应温度，此温度下对应的釜内饱和压力即为预设反应压力。当反应温度和压力达到预设值后开始计时，反应完成后将反应釜从炉内取出冷却至室温，然后打开反应釜取出脱硫后的橡胶试块。

1．2．3胎侧胶脱硫实验的后处理:脱硫后的橡胶试块真空干燥至恒量。如果脱硫过程中使用了脱硫剂，将干燥后的橡胶用丙酮萃取2d，丙酮与橡胶的质量比为m(丙酮)∶m(橡胶)=20∶1，每天更换新的丙酮溶液，然后再干燥至恒量。萃取的目的是除去橡胶试块中未反应的脱硫剂。然后将橡胶试块用氯仿萃取3d，氯仿与橡胶的质量比为m(氯仿)∶m(橡胶)=50∶1，每天均更换新的氯仿溶液。最后，将溶于氯仿的橡胶(以下称为“溶胶”)和不溶于氯仿的橡胶(以下称为“凝胶”)分别干燥至恒量。溶胶量(W)由式(1)计算:W=m1m2×w(1)式中:m1———溶胶质量，g;m2———胎侧胶质量，g;w———橡胶成分的质量分数。

1．3测试与表征

1．3．1傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR):设备型号为EQUINOX55(德国Bruker)，波数为400～4000cm－1。

1．3．2凝胶渗透色谱分析(GPC):设备型号为TDA302(美国Viscotek)，四氢呋喃(THF)作为流动相。

1．3．3差示扫描量热分析(DSC):设备型号为DSCQ2000(美国TA)，升降温速率10℃/min。

1．3．4热重/微商热重分析(TG/DTG):设备型号为SETSYS16/18(法国SETARAM)，升温速率10℃/min。

1．4胎侧胶成分分析

轮胎常用的橡胶成分为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶。在前期的实验中发现，丁基橡胶在轮胎内侧表面层，与轮胎中其余种类橡胶相比，胎侧胶中丁基橡胶含量少。由于丁基橡胶容易脱硫软化甚至分解，实验中将丁基橡胶层切除。Fig.2(a)为胎侧胶的热重分析曲线，由图可知轮胎中橡胶成分的热失重温度段在300～500℃之间。根据TG曲线中的失重比可知，橡胶成分约占胎侧胶总质量的60%。DTG曲线中377℃附近的峰对应的是天然橡胶的失重，455℃附近的峰对应的是丁苯橡胶或顺丁橡胶的失重。Fig.2(b)为胎侧胶的DSC曲线。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶的玻璃化转变温度分别约为－73℃，－57℃和－105℃。DSC曲线中在－68℃和－101℃处的玻璃化转变说明胎侧胶的成分以天然橡胶和顺丁然橡胶为主。本文脱硫的胎侧胶中橡胶分含量约占总量的60%，其成分为天然橡胶和顺丁橡胶。

2结果与讨论

2．1工艺参数条件对脱硫效果的影响

对废旧轮胎的胎侧胶在超临界乙醇中进行脱硫实验研究，每次实验取胎侧胶4g，单个工艺参数变化时，其余工艺参数分别固定为反应温度255℃，压力8MPa，时间1h。反应温度对脱硫溶胶量和凝胶交联密度的影响见Fig.3。从图中可以看出，溶胶量随着反应温度的升高而增大。当反应温度低于240℃时，溶胶量低于15%;反应温度高于240℃后，溶胶的产生速率明显加快，270℃时达到56%，之后继续提高反应温度溶胶量基本保持不变。在乙醇的临界温度前后溶胶的产生速率显著变化表明，超临界态乙醇可以促进硫化胶交联结构的分解，产生更多的溶胶。溶胶的相对分子质量随反应温度的升高逐渐减小(Tab.1)，平均相对分子质量分布逐渐增大，可见更高的反应温度不仅使交联键断裂，同时部分高分子主链也发生了断裂。反应压力对脱硫溶胶量和凝胶交联密度的影响见Fig.4。从图中可以看出，随着反应压力的增大，溶胶量先减小后增大。当反应压力为3MPa时，溶胶量达到39%，但此时脱硫后凝胶的交联密度反而比原胎侧胶高(Fig.4)。分析其中原因:由于胎侧胶中含有顺丁橡胶，顺丁橡胶中的丁二烯不饱和结构在高温下会转化为交联结构［14］。溶胶平均相对分子质量随反应压力的变化如Tab.2所示。当反应压力为3MPa时，平均相对分子质量最低，这是由于临界压力以下乙醇渗透能力有限，脱硫反应从橡胶试块表面向内部逐层进行，外层橡胶降解形成溶胶，而内层橡胶交联密度反而增大。反应压力超过6.38MPa后，乙醇进入超临界态，溶胶量开始显著增加，这进一步说明溶胶量的增大是在超临界乙醇的作用下产生的。由于超临界乙醇良好的渗透性，脱硫反应在橡胶试块表面和内部同时进行，脱硫后凝胶的交联密度比原胎侧胶低。反应时间对脱硫溶胶量和凝胶交联密度的影响见Fig.5。从图中可以看出，随着反应时间的延长，溶胶量逐渐增大。反应时间0.5h时，溶胶量为26%;反应时间延长到1h，溶胶量达37%。反应时间1h之内，溶胶量和反应时间几乎呈线性关系，之后继续延长反应时间溶胶量变化不大。溶胶平均相对分子质量随反应时间延长而逐渐减小(Tab.3)，说明反应时间越长主链断裂越多。因此，在实际生产中取较短的反应时间反而可以兼顾脱硫产物的产量和质量。从Fig．3和Fig．5可以看出，在本文的实验条件下，反应温度对溶胶量的影响最大，反应时间的影响最小。如果以溶胶量作为判断脱硫效果的指标，提高反应温度最有效，而延长反应时间并不能使溶胶量显著增加。根据Horiks方程［15］可以分析脱硫过程中交联网络断裂方式，结果如Fig.6所示。图中虚线表示脱硫过程中溶胶全部是由主链断裂形成，实线表示溶胶全部由交联键断裂形成。在不同的反应压力和时间下，分析结果都位于虚线以上，表明溶胶的产生主要源于高分子主链的断裂。而当反应温度为210℃时，分析结果位于实线和虚线之间，说明溶胶的形成是由主链和交联键的断裂共同决定。当反应温度为270℃时，溶胶量是由主链断裂起主导作用。因此，脱硫过程中反应温度决定了交联网络的断裂方式，随着反应温度升高，主链断裂逐渐占据主导，更容易形成溶胶［16］。

2．2脱硫前橡胶和脱硫后凝胶的性能分析

2．2．1脱硫后凝胶的热失重分析:原胎侧胶和脱硫后凝胶的热失重分析如Fig.7所示。从图中可以看出，反应温度255℃和270℃脱硫后凝胶的热失重曲线和原胎侧胶相比，主要失重段均在300～500℃，表明脱硫后凝胶具有和原胎侧胶相同的热稳定性。随着反应温度的升高，溶胶量增加，凝胶中的橡胶分减少，300～500℃的热失重量也逐渐减少。脱硫后凝胶的热失重段稍向高温偏移，说明相对胎侧胶，凝胶橡胶分中天然橡胶的比重下降，顺丁橡胶的比重上升［17］。DTG分析表明377℃和455℃的峰面积比逐渐减少，同样说明凝胶的橡胶分中天然橡胶的比重下降［18］。可见在超临界乙醇中，天然橡胶比顺丁橡胶更容易脱硫。

2．2．2脱硫后凝胶的DSC分析:不同反应温度下凝胶组分的玻璃化转变温度(Tg)如Fig.8所示。和原胎侧胶相比，脱硫后的凝胶在－65℃处(天然橡胶)的玻璃化转变消失，说明天然橡胶实现完全脱硫，此时凝胶中的橡胶分是顺丁橡胶。对于脱硫后凝胶，随着交联密度降低，高分子链段的束缚减小，凝胶的玻璃化转变温度理应降低，而实验中凝胶的玻璃化转变温度反而升高。分析其中原因:顺丁橡胶丁二烯形成的交联结构在受热之后会形成环状硫结构附在主链上［19］，使主链移动性降低，导致反应后凝胶的玻璃化转变温度大幅上升。

2．3脱硫前后溶胶的化学结构分析

脱硫前橡胶和不同温度下脱硫产物溶胶的FT-IR分析如Fig.9所示。835cm－1(顺式双取代碳-碳双键上C－H键面外变形振动)，890cm－1(3，4-聚异戊二烯的亚乙烯基的C－H面外变形振动)和1372cm－1(甲基的对称变形振动)处是天然橡胶的特征峰［20］，3种样品中这些特征峰的强度基本相同，说明真空热解和脱硫产生的溶胶中都含有天然橡胶，且在超临界乙醇中脱硫后天然橡胶的双键结构保持完整。699cm－1和970cm－1(反式双取代碳-碳双键上C－H键面外变形振动)处是顺丁橡胶的特征峰［20］，说明真空热解和脱硫产生的溶胶中都含有顺丁橡胶。1305cm－1(碳-碳单键上C－H键的弯曲振动)处峰形在脱硫后发生变化，说明胎侧胶在超临界乙醇中脱硫破坏了橡胶高分子主链中的碳-碳单键。

2．4脱硫剂对脱硫的影响

在反应体系中添加不同质量比(m(脱硫剂)/m(胎侧胶))的二苯基二硫醚作为脱硫剂，不同温度下进行脱硫反应。实验的反应压力为8MPa，时间为1h，胎侧胶质量为4g。Fig．10为不同反应温度下脱硫剂添加量对溶胶量的影响。从图中可以看出，反应温度为255℃时，随着脱硫剂的质量分数由0%增大到20%，溶胶量由38%增加到55%，表明反应体系中添加脱硫剂可以显著增加溶胶量。当反应温度为270℃时，在反应体系中添加不同质量比的脱硫剂后，溶胶量变化不明显，添加二苯基二硫醚对脱硫效果的影响有限。反应温度和脱硫剂添加量是影响脱硫效果的2个重要因素，随着反应温度升高，脱硫剂添加量对溶胶产量的影响降低。脱硫前橡胶和不同脱硫剂添加量下脱硫产物溶胶的FT-IR分析如Fig.11所示。随着脱硫剂的添加，B和C中699cm－1和970cm－1处顺丁橡胶的特征峰增强，添加脱硫剂后更多的顺丁橡胶发生脱硫。835cm－1，890cm－1和1372cm－1处天然橡胶的特征基团结构保持完整，表明脱硫剂的添加没有破坏天然橡胶高分子结构的完整性。570cm－1处的弱峰是硫-硫单键的特征峰［21］，添加脱硫剂反应后变弱，峰形发生变化，说明脱硫剂使交联键的结构发生了变化，反应体系中添加脱硫剂可以促进交联键的断裂。添加脱硫剂的脱硫反应的过程如Fig.12所示。由红外分析可知，添加脱硫剂后溶胶的交联结构发生了变化，这表明脱硫剂与交联键反应，断开交联网络。而橡胶脱硫过程中，伴随着交联键的断裂，通常部分主链也会断开。

3结论

(1)超临界乙醇可以有效地脱硫胎侧胶，脱硫后溶胶高分子结构完整，凝胶玻璃化转变温度大幅上升。超临界乙醇中脱硫胎侧胶时，天然橡胶比顺丁橡胶更容易脱硫，天然橡胶可以完全脱硫;添加脱硫剂可以进一步促进交联键的断裂，实现顺丁橡胶的完全脱硫。

(2)对脱硫反应影响最显著的因素是反应温度，调节反应温度可以控制交联网络的断裂方式。脱硫过程中随着反应温度升高，主链断裂逐渐占据主导。

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