高分子材料与工程研究方向范文
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导语：如何才能写好一篇高分子材料与工程研究方向，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。
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0139-02
一、前言
交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法，其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点，主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年，我国城市化水平将超过50%，城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通，必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术，而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性，高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步，具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料，尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。
另外，随着轨道交通的发展，尤其是铁路的提速，噪音污染对于人类的威胁也越来越大，甚至危及生命，因此，控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众多的阻尼防噪材料中，其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题，同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点：（1）利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分，将机械能或声能部分转变为热能逸散掉，通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动，从而减小车内噪声。（2）利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键，氢键在振动下会不断断裂和形成新键，最终将机械能转化为热能而耗散。（3）将不同的阻尼材料交替层状排列，利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域，通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国，开设具有交通特色的高分子材料专业，培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。
二、高分子专业特色
作为以交通为特色的一所大学，专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中，就明显地突出了交通的特色，确立了学校的发展目标，将其定为“以交通为特色，轨道为核心”发展理念，而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标，包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色，包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养，以轨道交通为靶向，为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台，尤其是硕士学位硕士点，目前，该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑；其次，按照学校的发展定位凝练学科特色，突出交通，以教授为学科带头人，形成专业团队，在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面：（1）根据聚合物的流变学原理，利用共混的手段，将两种或多种聚合物进行共混改性，以改善单一高分子材料性能，获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度，以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。（2）利用接枝共聚的化学方法，将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上，使聚合物能形成多个侧链或者交联，获得新型功能通材料；同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠，实现阻尼增强的效果。（3）运用复合的方式，选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物，通过与一些补强材料或添加第二相粒子，以形成各类具有高性能的复合材料，同时达到应用的需要。（4）利用有机硅独特的结构，其兼备了无机材料与有机材料的性能，即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，制备硅氧键（-Si-O-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽，而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。
三、高分子专业培养模式
1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天，材料已成为三大支柱产业（材料、能源、信息）之一，材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支，它在实际生活中得到广泛的应用。另外，高分子材料易于改性，赋予新功能性，这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学，培养具有一定的实际操作能力，能以理论指导实践、应用于实践，服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学，高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求，专业培养模式应该是“强化基础，注重交通，突出创新”。
2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现，是形成人才知识结构和提高能力的主要来源，是提高人才培养素质的核心，也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标，合理地设置课程，才能高效地促进专业发展，在此，我们按照三个模块来进行选择和设置课程，基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程，选择“十二五”规划或获奖教材，系统传授基础理论课程，在大一和大二上完成基础理论课程，为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导；专业基础模块体现高分子专业特色设置课程，选择丰富经验的教师授课，尤其具有专业特长高级职称教师，在高分子专业上传授高分子专业基础课；专业方向模块突出交通特色，发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队，团队的导师必须具有行业经历，尤其在专业方向上进行过专业生产实践，承担过或正在承担企业项目，在校内进行专业方向模块训练，这样可以做到形式不单一，课程内容不重复。在丰富教学内容的同时，又加强了师资队伍的建设。
3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点，重视工程实践，该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的，运用科学分析方法探索其内在的作用机理，采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系，并在理论指导下，将科学研究应用于生产实践，使理论体系进一步得以检验并逐步完善，实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点，我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学，尤其是交通特色的高分子材料实践教学，培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。
高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础，相互衔接，在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学，鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动，注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设，形成良性互动，学生在生产实习中得到锻炼，企业在学生的生产实践中发现人才，能为企业使用，学校提高了声誉，企业也大大地降低了生产成本，两个实践模式的有效结合，提高了学生的动手能力，加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外，我们还探索了一条校企合作培养的模式，在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段，将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师，在企业中完成毕设，打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。
四、结语
高分子材料应用非常广泛，从国家发展规划就不难发现，在“十三五”规划中，新材料就已经成为重大科技项目之一，为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破，就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展，对于材料的要求就越来越高，特别是高分子材料和复合材料，因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才，因此，改革高分子材料与工程专业的教育教学，使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础，注重交通，突出创新”的培养模式，以适合当代轨道交通发展的需要。
参考文献
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关键词： 高分子材料与工程专业 有机化学 教学现状 教学改革
有机化学是化学学科中的一个十分重要的组成部分，它的主要研究对象是有机分子，从有机物结构入手，研究有机化合物的化学性质，在分子水平上探知未知世界的基础学科。在我校，有机化学是面向化工学院、药学院二年级，以及海洋学院一年级学生开设的专业基础课程，是“大类培养”的主干课程。通过有机化学课程的学习，可使化学类学生掌握有机化学领域的基本理论、基本知识和实验操作技能，把握有机化学发展领域的新概念、新动向和新技术，同时为后续专业课的学习打下坚实的基础。
1.教学现状
在工科院校，有机化学的教学课时“缩水”，如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课，但是其课时数被压缩到64个学时，教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课，是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础，学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程，难度大，任务重。
另外，由于江苏省高考制度，较大部分的学生高中阶段选修的“物生”，进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱，一个教学班级里，学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学，对于选“物生”的学生来说，没有化学基础，一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时，多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够，不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性，更是对有机化学失去兴趣。
再者，有机化学课程自身的特点，由于有机物数量多，结构多变，机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩，教师为了教授完大纲的教学内容，不得不采取“满堂灌”教学方法，使得学生缺乏主动获得知识的能力，被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束，发现学生知识掌握不好，除了少部分拔尖的学生，大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解，学到的有机知识很少。
2.教学改革
结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业特点，对教学内容进行优化、取舍；改进教学手段，选聘高年级本科生、研究生做助理班主任，让他们参与本科生教学，形成多元化的本科生教学队伍；改革考核方式，实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式，教考分离。
（1）改革教学内容
有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科，不同于其他几门基础化学课，有机化学基本不涉及计算，不涉及公式，说的是图片的拼接，化学键的断裂与重组，以构建新的有机分子。那么，在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题，如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题，就能依据高分子材料与工程专业的培养方案，深入分析研究教学大纲和教学目标，对教学内容进行取舍。
在改革教学内容时，还要考虑以下两个方面问题：一是研读多种版本的教材，最新版本的中、英文有机化学教材和专著等，从不同研读、分析深度的教材方面，准确把握“基础有机化学”教学重点、难点，结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿，发展动态，结合传统的知识，推陈出新，把最新的知识信息教授于学生，引导学生了解最新的前沿，激发他们的兴趣，使之感觉到目前所学知识的有用性。
（2）改革教学手段
我校近年实施了一项“班主任助理”制度，选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理，取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学，形成多层次、多元化的本科生教学队伍。
高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课，经历过有机化学的学习和考核，有自己的学习方法和技巧；他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习，对哪些知识对专业课学习重要有切身体会；他们与低年级学生同属于一个年龄阶段，有更多的共同话题，沟通交流更容易，帮助学生及早发现自己的优缺点，扬长避短。
高分子材料与工程研究方向的研究生，通常具有扎实的专业基础知识，已经接触了专业的前沿研究方向，可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目，这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足，增强本科生对基础知识学习的热情，使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。
（3）改革考核方式
良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情，提高他们学习的积极性。目前，我院不同专业实行统一考试，如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷，流水阅卷、统一登分，做到公正、准确。但是，这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同，使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响，结果是为了考试而学习，不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。
为了提高学生的整体素质和学习积极性，我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目，结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识，哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时，建立针对性的有机化学试题库，使学生接触更多不同的题型，拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库，有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等，统一从试题库里抽调，实现教考分离。
3.结语
为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量，我们要结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业的专业特点，从学生的实际出发，认真分析总结，精选教学内容，创新教学手段，改革考核方式，不断激发学生的学习兴趣，以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。
参考文献：
[1]黄杰，周冕，李又兵，王选伦.高分子材料与工程专业《有机化学》教学改革探索与实践.广州化工，2014（42）：186-187.
[2]陶传洲，刘玮炜，曹志凌，史大华，王建，程青芳.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革.中国科教创新导刊，2010（34）：78.
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【关键词】应用型人才培养模式；建筑高分子材料；教学改革
Teaching Reform of Polymer Materials for Building Course Based on the Applicable Talents Cultavating
WAHG Li-yan GAI Guang-qing ZHAO Li
（Jilin Jianzhu University， Changchun Jilin， 130118）
【Abstract】Teaching reform methods of polymer materials for building course based on the applicable talents cultavating mode were proposed. In addition， the concrete implementation processes of four education reform methods were elaborated in detail by combining with the teaching instances. Finally， teaching reform effects of polymer materials for building course were summarized.
【Key words】Applicable talents cultavating mode； Polymer materials for building； Education reform
随着高等教育的普及，各高校急剧扩招，尤其对于普通高校，学生入学成绩很低，在高中就没有养成好的学习习惯，升入大学后对学习更是松懈怠慢。学生自觉学习、自我管理的能力较差，学习兴致不高，考试突击学习现象十分严重，学习无用论在学生脑子里根深蒂固，导致理论基础不扎实。另外，对于实验、实习等实践教学环节，学生缺乏足够的重视，多数流于形式。因此，多数学生既没有扎实的理论基础，又缺乏较好的实践技能，势必导致就业难的社会问题。近年来，针对高等教育人才培养中存在的问题，我们提出了构建应用型人才培养模式，使我们的毕业生适应社会发展需要。应用型人才培养模式下的理论课程教学改革尤为重要，本文以《建筑高分子材料》课程为例，阐述课程教学改革方法。
1 建筑高分子材料课程简介
建筑高分子材料是指以有机高分子材料及其复合材料为原料生产加工的新型建筑材料。塑料管材管件、塑料门窗、建筑涂料、建筑防水及密封材料、建筑胶黏剂、建筑模板、泡沫塑料保温材料等建筑高分子材料在建筑领域广泛应用，极大的推动了建筑业的革新和发展。随着中国城市建设和建筑业的迅猛发展，各类新型建筑材料不断涌现，建筑高分子材料已成为国民经济的支柱产业。通过对建筑高分子材料课程的学习，学生把自己所学的高分子材料的相关知识和建筑工程结合起来， 充分认识到了高分子材料在建筑领域的应用价值，将理论和生产实际紧密结合起来，更加突出了吉林建筑大学高分子材料专业的一大特色， 拓宽了毕业生的就业和创业机会。建筑高分子材料课程是一门实用性很强的专业任选课。本人在教学过程中不断探索新的教学方法，尽量避免枯燥的灌输式教学，采取灵活多样的教学方法，多样的考核方式，充分地调动了学生的学习积极性。下面是本人结合教学经验提出的本课程的教学改革方法。
2 建筑高分子材料课程教学改革方法
2.1 教师课前准备工作
教师开课前做好调研工作，查阅资料、深入市场、深入企业，掌握当前建筑高分子材料的发展现状和研究方向。要想讲好一门课程，必须提前做好准备工作。第一，查阅相关领域的期刊资料，关注相关网站，了解该领域的研究现状。在开课前我查阅了与该课程有关的大量资料，在建筑塑料部分的讲授中，相对应的期刊有《塑料工业》、《国外塑料》、《化学建材》等；在建筑涂料部分的讲授时，经常参考的期刊有《涂料工业》。第二，深入市场、走向企业。上学期，我走访了几家建筑材料的企业，进行了参观学习，感觉收获很大。深入市场、走进企业可以将理论知识和生产实际紧密结合起来，了解该领域的发展现状和趋势。当你带着实践经验走向课堂组织教学，那将给同学带来很多新鲜的气息，无疑会增加学生的学习兴趣，真正了解到学有所用。这是当前大学生最为关注的问题，尤其那些主张学习无用论的学生将受益匪浅。
2.2 理论教学联系实际
教师要时刻记住将理论教学与实际生产联系起来、与实践教学联系起来。教师不仅要经常深入企业， 还要鼓励学生到企业参观实习，向工人学习生产经验，从而增加对所学理论的深入理解。课堂上，我经常鼓励学生并将学生介绍到企业参观学习，了解理论知识在生产实际中的应用。同学积极响应，受到了较好的效果。另外，我们还经常将理论教学与实践教学联系起来。在讲授建筑涂料部分内容时，由于我们材料专业实验室完全具备涂料的实验条件，我们鼓励学生自己设计关于内墙和外墙涂料的开放性实验，最后，在教师指导下，完成涂料的制备及性能检测，实践教学与理论教学相互促进，学生受益匪浅。
2.3 培养学生自觉学习能力
目前普通高校大学生缺乏自主学习能力，主动学习强调学生应成为学习的主体，要促进学生积极参与到学习的过程之中，要通过阅读、写作、演讲、讨论与辩论、实验与研究、社会实践等多种形式学习。在本课程的教学中，我要求学生每学习一章，至少要查阅一份资料，并鼓励其进行科学研究和实验，撰写论文，以此作为一项重要的考核标准。而且在课堂上会给同学提供讲解自己所查资料的机会，与大家一起分享和探讨知识。这样，学生课后能够积极查阅资料，课堂上也能积极思考，部分学生能够积极投入开放性实验中去，主动到实验室做实验，真正成为学习的主体。
2.4 注重平时成绩考核
以往的考核方式以期末考试为主，大约占80-90%。这种考核方式存在很大弊端，对于很多课程，学生平时不学习，进行考前突击学习，应付过关，考完则不久就会全盘忘掉。所以，考核方式应该使学生注重平时的学习过程，而不是最后的成绩。利用一学期能学到的知识要远远多于期末的突击学习。在本课程教学中，采用多样的考核方式，第一是出勤，占5% ，比例较小；第二是课堂讨论，给学生提前布置任务，学生通过学习课本、查阅大量资料，准备课堂讨论内容，此项占35%左右；第三是市场和企业调查，要求学生结合理论知识，到相应的企业参观实习，了解相关建筑材料产品的生产过程，利用课堂向同学们讲述，此项占30%左右；第四才是理论知识的测验，占30%。
3 结论
通过建筑高分子材料课程教学改革，学生学习兴趣显著提高，能够自觉主动学习，不仅向课本向老师学习，还能积极主动查阅大量资料，到企业实习，能够做到将理论与生产联系起来，与实践教学结合起来。课堂上积极参与讨论，勇于阐述自己的观点。但在（下转第31页）（上接第8页）实施过程中也有很多困难，如在进行市场调查过程中，部分学生不敢走向社会。教学改革是一个长期的过程，作为教师，需要不断思考、探索新的教学方法以适应应用型人才培养的需要。
【参考文献】
[1]王嘉毅，詹妮特・弗悌娜.美国高等学校提高本科教学质量的七条对策[J].高等教育研究，2007，28（3）：100-105.
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【关键词】高分子材料 阻燃技术 无机阻燃剂 卤系阻燃剂
1 高分子材料的阻燃机理
高分子材料的阻燃机理是破坏原有高分子成分，形成新的保护膜或隔离层，达到抑制分子燃烧的效果。一般阻燃性质从两个原理中进行分析，分别为隔氧及温度，隔氧采用凝聚相阻燃机理，高分子阻燃材料在燃烧过程中，形成阻燃细微分子，中断该链式反应。链式反应中断后，分子热分解的温度较高，所以燃烧后期会形成水蒸气，阻燃材料高分子中含有大量的氢氧元素，与空气接触后，便会形成水雾覆盖在材料表层。其次便是能隔断与空气的接触，形成的水雾除了降低表层温度外，还能堵塞阻燃材料的气孔，形成密闭环境，隔断与空气的接触。凝聚相在作用机理中有4种阻燃模式，阻燃材料在燃烧过程中，会产生惰性气体，延缓阻燃材料的燃烧；燃烧期间会产生多碳气孔，使其阻燃材料难以燃烧；反应过程中会吸收大量的热量，降低反应温度；其次无机比热容较大的分子，在燃烧过程中，通过分子之间的氧化还原反应，使分子发生质变，促使反应中断停止。该两种反应在作用机理中大致相同，但在反应中作用的机理很多，所以在划分高分子阻燃体系结构上仍十分复杂。
2 高分子材料阻燃剂的类别
2.1 无机阻燃剂
无机阻燃剂作用机理便是通过无机化合物的热分解，产生保护膜或水蒸气，隔断与空气接触及降低燃烧温度。无机阻燃剂在燃烧过程中会产生结晶水，温度升高后，吸收周围热量，降低其燃烧温度，阻断其物质的燃烧；另一种便是通过阻燃剂燃烧形成保护膜，例如：Al（OH）3燃烧过程中，产生致密的氧化层薄膜，隔断物质与空气的接触面积。无机阻燃剂化学性质稳定，不会产生较为污染有害气体，一般常用作防火无机阻燃剂。
2.2 卤系阻燃剂
在元素周期表中，卤系元素包括：氟、氯、溴、碘，该元素形成的化合物具有高效的阻燃效果。化合物中含有氟利昂，该化合物易散发，破坏臭氧层。在该物质中分别添加氯元素及氟元素，然后对标准沸点进行比对。其中添加氯元素标准沸点升高，化合物中含有3个氯分子时，标准沸点为61.2℃；其中添加氟元素标准沸点降低，化合物中含有3个氟分子时，标准沸点为-128℃，具体数据量如表1所示。含氯化合物阻燃剂具有良好的阻燃性，化学性质稳定，能与多种高分子化合物相融，不影响化学反应。溴元素阻燃化合物包括：十溴联苯醚、四溴苯酚、六溴环十二烷等，化学稳定性位于氯和碘元素之间，具有良好的阻燃性。卤系元素虽然具有良好的阻燃性，一般阻燃剂内都添加少量的卤系元素，保证达到阻燃效果。
表1 氟、氯化合物标准沸点比对表
2.3 磷系阻燃剂
磷系阻燃剂包括：红磷、白磷、磷酸氢二铵以及亚磷酸酯等化合物，磷系化合物在燃烧过程中会形成性碳膜，该膜除了降低温度外，还能起到隔断空气的作用，达到理想的阻燃效果。其次红磷与白磷的混合，也能起到良好的阻燃性。红磷在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，并产生大量白烟；白磷燃烧性质与红磷相似，最终产物都是五氧化二磷，两种磷在制备次磷酸阻燃剂中，能够提升与液体水的混合比例。次磷酸（H3PO2），分子量60，与强氧化剂反应时，产生磷酸氢及氢气等，不会产生助燃气体成分。针对磷系阻燃剂的配比关系，其中次磷酸中磷含量占有比例在35%，亚磷酸中磷含量占有比例在27%，保证磷系元素达到理想的阻燃效果。
3 高分子材料阻燃技术的发展
3.1 纳米技术
随着科学技术的不断发展，纳米技术也逐步应用于高分子材料阻燃技术中，日本曾研发出纳米硅酸盐黏土纳米材料，这种材料具有优异的阻燃特性。纳米材料在燃烧过程中，产生抑制剂，改变燃烧物质的内部结构，使其发生质变。研制出的纳米硅酸盐黏土分子直径在0.4-0.5nm，产生的凝聚产物能够封闭其气孔，隔断与空气的接触面积。其次在热释放速率上也具有延缓效应，保证有效时间内散发的热值最小。
3.2 接枝和交联改性技术
接枝和交联改性技术利用的是光敏技术与化学接枝，将多种无机化合物交织在一起，使其形成共聚化合物。共聚化合物在燃烧过程中会产生无机绝缘层，吸收易燃物质内的高分子，减少助燃物质内的有效成分。其次该技术也可用于减少燃烧物质后的产物，提高其阻燃性，最终达到理想状态。
3.3 膨胀技术
膨胀技术般采用发泡剂作为阻燃物质，发泡剂具有三个优点，包括：无排烟量、无毒气、无滴落。原有技术在做阻燃处理工艺中，产生大量的有毒气体，例如四溴苯酚在阻燃处理工艺中，产生大量的有毒气体，不但会污染环境，而且还对人体健康造成伤害。无滴落主要体现在该阻燃剂不会产生腐蚀性液体，导致局部腐蚀。
4结语
通过对高分子材料阻燃技术的应用分析，使得笔者对此该技术有了更为深刻的认知。这种技术不但能够对物质燃烧起到阻燃特性，而且也不会污染环境。
参考文献：
[1]王建祺.无卤阻燃聚合物基础与应用[M].北京：科学出版社，2005，34（17）：33-34.
[2]张军.聚合物燃烧与阻燃技术[M].北京：化工工业出版社，2008，38（24）：58-59.
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关键词： 高分子化学 教学改革 教学创新
高分子化学是高分子专业理工科学生的必修课，也是高分子科学及材料科学的理论基础，在高等学校化学相关专业占有较大比重，与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并列成为第五大化学。因此，如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生，并能够指导实践应用，已成为众多教学工作者的共同目标。作为一名高分子化学的教师，笔者在讲授高分子化学课程中，对课堂教学方式与方法，多媒体教学手段，实验教学，以及与生产生活的结合等方面进行了探讨和思考。
1.教学与科研讲解相结合
高分子化学是一门年轻的学科，发展历史较短，许多理论尚不成熟。随着时代的不断进步，新的聚合方法和新的合成技术不断涌现，对传统的高分子化学概念提出了挑战，同时也导致高分子化学教材的更新不能与科技同步。因此，在教学中，教师可以及时在传统教材内容的基础上补充近年发展的关于高分子化学的前沿科学技术和研究方法，结合国内外科研的最新研究成果和动向进行介绍与讲解，使教学内容始终跟上时代的步伐，开阔学生的视野，激发他们对高分子化学课程学习的热情。教师还可以推荐一些期刊、数据库和书籍，引导学生根据自己的兴趣自主学习，扩大学生的知识面，积极探索高分子化学的新领域。此外，在课堂上，对本专业老师的研究项目及最新研究成果进行介绍，如在配位聚合的讲解中，笔者就结合自己的研究方向，讲解通过开环易位聚合及非环二烯烃易位聚合方法合成不同拓扑结构的可降解聚合物用于纳米材料和生物医药。同学们对高分子化学的某些知识有了更深的了解，从而调动了学习和科研的积极性、主动性[1]。
2.多媒体和板书授课相结合
高分子化学中聚合反应机理与动力学理论比较抽象，难以理解[2]。多媒体教学作为一种当前基本普及的教学手段，可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果，将高分子化学中微观反应历程形象逼真地显示在屏幕上，大大增加单位时间内学生掌握知识的数量。此外，对于工科院校高分子材料专业的学生，毕业以后多数去工业研究部门或工厂工作，除了要掌握理论知识外，还要将理论与实际相结合。因此，在高分子化学的讲授中应加入一些聚合物生产工艺部分的内容，对于这些内容的讲解，都涉及生产流程，应用Flash作出动态的流程图，帮助学生了解实际的生产过程，为以后的工作打下基础。然而，先进的教学手段不等于能达到良好的教学效果，关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合，从而实现它应有的价值。讲授中发现，有很多需要理论推导的公式，例如自由基聚合中关于聚合动力学公式的推导，通过多媒体与板书相结合进行讲解，学生能够更容易理解和掌握。首先利用板书对相关公式进行详细推导，一步一步地传授给学生，然后与多媒体结合讲解，并进行归纳和总结，这样可以将结果表示得更清晰明确，更有助于加深学生对公式的记忆。
3.探究式与启发式教学相结合
高等教育的任务不仅是传授知识，而且要教给学生学习知识的方法，让学生积极思考，充分发挥想象，勇于探索和创新，培养自学能力。教学是教师和学生的双边共同活动，在教学时，教师应经常向学生阐明“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”的道理，引导学生自由发表观点，从而拓宽学生思路，变被动学习为主动学习，培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。在课堂上，教师采用讲授、提问、练习、讨论相结合的互动式教学启发学生，学生积极参与。这样不仅活跃了课堂气氛，而且学生感到上课很轻松，渐渐对该课程感兴趣，从而促进对知识的理解和探索。如教师可以在课堂上就某一主题或知识点专门进行讨论，大家畅所欲言、各抒己见，培养发散思维能力。此外，还可以让学生走上讲台，参与到教学工作中。例如在讲到连锁聚合反应时，科研将学生分成小组，各自选择一种聚合反应，学生通过查阅文献，制作多媒体在课堂进行讲解，其他同学向其小组成员提问。通过文献调研、讲解、回答问题，锻炼学生学习的主观能动性与综合能力，对学生基本的科研能力进行培养，老师也能从学生图文并茂、生动形象地演讲中获得很多新的知识[3]。
4.理论知识与实验教学相结合
化学是一门以实验为基础的科学，在化学教学中，实验占有十分重要的地位。高分子化学实验是高分子化学理论教学课程的重要组成部分，也是工科学生理论联系实际的纽带。实验教学不仅能使学生更好地理解课程中的理论知识，而且对提高学生学习本课程的积极性，培养学生的思维能力，操作能力，观察和解决实际问题的能力也有着极其重要的作用。高分子化学重点讲述聚合反应的机理和实施方法，其实验结果往往得到的是一些聚合物产品。我们可以选择一些和学生平时生活、学习关系紧密的实验内容来做。比如，以前我们开设了“聚甲基丙烯酸甲酯的制备”实验，目的是让学生了解和掌握自由基聚合反应的原理及反应条件对产物性能的影响，在实验中发现，学生的积极性并不高。学生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么东西。为此，我们将这个实验换成“聚乙醇缩甲醛的制备”这个实验，同学们的兴趣一下子提高了许多。因为他们了解到这就是平时用的胶水，在实验过程中尤其积极认真。很多同学还带着空瓶子，做完实验将自己制得的样品带回去。这虽然是一个实验的调整和改变，但是通过这些，不仅使学生进一步学习和掌握了高分子化学的相关理论知识和高分子化学实验的基本操作，提高了学生做实验的积极性和主动性，而且使学生深刻认识到了高分子化学是一个和人们的日常生产生活息息相关的学科，激发了他们对该专业的热爱[4]。
5.高分子化学与社会生活相结合
以塑料、橡胶、纤维、涂料等为代表的高分子材料与人类社会的生产实践密切相关，且已经深入到日常生活的各个方面。然而，目前许多高校在讲授时，对基础理论方面的介绍非常系统、深入，但在高分子的应用和日常生活的联系方面相对弱一些。因此，教师在进行理论教学的同时，应结合高分子的特点，注重积极联系实际的生活和应用，在传授学生理论知识的同时，还要培养其对身边各种聚合物的认知能力。例如，在第一次上课时，可以介绍身边的高分子材料，看到保鲜膜就知道是聚乙烯，看到一次性饭盒知道是发泡聚苯乙烯，看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等，掌握一些基本的生活技能。此外，有些高分子材料还能很好地引出课程内容。比如女生都非常熟悉的尼龙袜就是缩聚反应的典型代表――尼龙。此外，还可以提示学生在买鞋的时候，如果售货员告诉是聚氨酯材料的，你就可以知道并不是天然的“皮”，而是人工通过缩聚反应合成的高分子材料。在教学过程中，还应当密切结合社会热点与时事。如当前我们国家面临大量废弃塑料难以降解造成严重的白色污染问题、2010年上海市静安区“11.15”重大火灾等，培养学生社会的责任心、思考能力和研究能力[5]。
教学方法的改革是高校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的过程，需要对教学过程中的各个环节认真研究，层层贯彻。随着教学改革的不断深入，我们将继续探索，总结经验教训，为培养优秀的应用型创新人才作出不懈努力。
参考文献：
[1]于淑娟.高分子化学教学改革的实践与探索[J].广西师范学院学报（自然科学版），2009，26（3）：123-125.
[2]潘祖仁.高分子化学（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3]张镭.高分子化学教学的改革与探索[J].高分子材料科学与工程，2002，18（3）：202-203.
篇6
【关键词】新材料；市场前景
一、电子光电材料
信息领域的发展使人们需要处理的不仅是数据、文字、声音和图像，而是活动图像和高清晰的图像。在海量数据信息存储中，信息的存入和取出速率要求越来越高，半导体内存储器的数据存取时间从微秒降到纳秒级，而外部存储器的数据存取时间从毫秒级降到微秒级，要求存储介质的记录和擦除的时间响应要快。存储过程的物质变化主要依靠原子、离子和分子的自旋变迁、电子跃迁、光子感应，以及原子、离子和分子在它们最邻近位置的移动，要求在新存储材料研究上有新的突破。21世纪是“太元时代”，即电信时代，通信产业将从电子邮件、因特网等计算机通讯手段向智能通信网络发展，新的网络核心――光子、光网络的传播因子将直接是波长而不是分组，载有信息的光子直接进入网络。目前，集成电路技术可以把整个计算机系统架构在硅晶片上，经过光纤放大器（EDFA）和波分复用（WDM）等现代光纤通信技术，可以将整个计算机系统架构在石英光纤上，而主要原料则是砂子。微电子是技术导向性产业，通过缩小器件的特征尺寸，提高芯片的集成度、增加硅片面积来提高集成电路的性能和性价比。在微电子技术的发展过程中，材料科学技术起到决定性和作用，因为集成电路是制造在各相关体或薄膜材料上的，制造过程中也会涉及系列的材料问题。微电子技术将进入亚0.1um时代，在这样的器件尺度下，技术和物理的限制将会出现，对材料科学技术的发展提出了新要求。集成电路材料分为功能性材料、结构材料、工艺材料和辅助材料，还可能引入新的材料。显示技术从阴级射线管开始，已经发展到了可便携式和大屏幕的显示技术，航天技术的发展要求显示材料能克服策略加速的震动能力，并适应不同的温差和湿差等。目前显示技术主要有两种：发光显示与不发光显示。发光显示屏都涂有发光涂料，不发光的材料主要是液晶。低维结构材料指除三维体材料外的二维、一维和零维材料。一维量子材料指载流子仅在一个方向可以自由运动，而另两个方向则受约束。零维量子材料指载流子在三个方向受约束。集成电路芯片功能的实现要依靠引出信号，即依靠封装材料组成器件，封装是集成电路支撑、保护的必要条件，是其功能实现的组成部分，能够实现电源供给、信号互联、机械支撑、散热和环境保护功能。微电子封装涉及了除芯片外的所有半导体元器件领域。
二、生物医学材料
用生物材料制成人工器官取代受损器官是当前医学发展的趋势，过去的材料是人工合成材料，可能造成一系列的副作用，如生物不相容性和血不相容性，同时还会带来异体界面发生的炎性反应、位移和破裂，器官移植供体不足和排异药物的副作用也没有彻底解决。利用新生物医学材料可在体外用聚合物构建一个支架体内，使活细胞与支架进行结合，构成具有生物活性的人体组织器官。这些生物功能材料可以是永久性的，也可以是生物降解的，可以是天然合成材料也可以是杂化材料，但结合材料对细胞的反应情况，使其能实现活细胞在体内或体外相容。生物医学材料不是被“惰性”植入体，而是要引导细胞、组织及器官的修复和再生功能，主要的发展目标是：新型可降解材料；利用物理、化学和生物方法来改选原有材料。另一个与生物医学材料相关的是材料仿生的研究，包括模仿天然生物材料结构特征的结构仿生和模仿生物体中形成材料的过程仿生。目前，细胞工程、基因工程和微生物学向材料科学的渗透，使生物科学原理在材料科学领域得到了广泛应用。
三、复合材料与高分子材料
若想实现一种材料满足各种高水平的综合指标，从单一材料出发是非常困难的，复合材料是将金属、无机非金属、高分子材料组合起来的一种多相材料，其设计自由度很大，可以在组成成分选择、占比来满足设计要求，即复合材料效应。目前，复合材料与金属材料、高分子材料和无机非金属材料并列为四大材料。如在新能源方面，碳纤维和玻璃纤维已经应用于风力发电机的叶片、太阳能电池的轻质高强度支架、核电和潮汐发电的离心机转子等。复合材料使用寿命长也可以节约资源，如高强纤维增强混凝土可以扼制开裂，从而防止钢筋生锈；同时在设计高性能碳纤维或芳酰胺纤维增强聚合物代替钢筋克服了原来存在的问题。在基础建设的修复中，复合材料好是最经济的方法。特殊功能的高分子材料的质量取决于材料的选择和成型技术，高分子材料成型加工是一门交叉科学，主要研究材料特性，确定最佳的加工条件，制造最佳性能的产品。目前的主要研究方向是：研究在加工工程中材料结构的演变，通过反应性加工实现预期的材料结构，与辐照、力化学、电磁振荡等物理技术结合确定最佳加工方法等。合成纤维已经占居了纤维的主要市场，目前研究的方向是：开展高性能纤维和功能纤维，如PBO纤维、分离功能纤维、有机光导纤维等的研制。
四、其它新材料
电池将在解决经济增长、能源和环境难题中直到重要的作用，而材料是电流的基础。燃料电池和各种高能电池将在人类社会发展中起到重要的作用。目前发展方向是小型电池、长寿命电池和燃料电池，通过电池材料可以提高电池性能。薄膜是一种用途很广的材料，主要用于维护材料或零部件的结构完整性，如耐磨损、耐腐蚀性和耐高温性等，通常被称为是防护膜。另一个薄膜则要求应用其电、磁、声、光等功能，通常被称为是功能膜。生物材料上使用的薄膜通常被称为是生物医学膜，还有装饰膜和包装膜等。薄膜技术的发展主要包括薄膜材料开发、薄膜沉积工艺、薄膜材料结构与性能研究、薄膜应用技术等。薄膜技术发展的主要特点是：器件的微型化使薄膜的尺度不断减少。宏观状态的物质有三维空间，当物质在某个方向的度量尺寸是微观尺度，而其宏观而其它方向是宏观尺寸时，则会呈现二维性，其性能也会发生重大变化，这涉及物理和材料两个学科领域，可见，一维材料膜和二维材料膜构成了低维材料家族。功能陶瓷包括铁电、压电、介电、热释电、半导、导电、超导和磁性等功能各异的陶瓷材料，是电子信息、集成电路、移动通讯、计算机、自动控制、精密仪器、航空航天、汽车和能源等高技术领域的重要基础材料。信息功能陶瓷是新型无机非金属材料，用于表面组装技术，压电驱动器、超声马达，复相与复相功能陶瓷，软化学与功能陶瓷薄膜，半导体陶瓷与传感器，电子封装陶瓷基片等领域。水泥材料主要研究水泥熟料矿物的结构与特征，水泥生产过程的技术进步、水泥的水化与硬化、水泥硬化体的与工程性质等，水泥浆与集料的界面结构和混凝土的耐久性，以及低钙复合水泥的技术开发路线等。
参考文献：
[1]Fine,M,E.(1990) The First Thirty Years in Tech. The Farly Years: a History of the Technological Institute at North Weatern University form 1939 to 1969(privately published by North Weatern University) P.121.
[2]国外优秀科技著作出版基金专项基金.走进材料科学[M].科学出版社,2001.
[3]潘金生,仝建民,田民波.材料科学基础[M].清华大学出版社,2001.
篇7
【关键词】材料分析方法与测试技术 高分子专业 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）11-0252-01
一、前言
随着现代科学技术的发展与进步，《材料分析方法与测试技术》课程于二十世纪末出现在材料类专业高等教育中，并逐步发展成为一门专业主干课程。传统的教学理念、教学内容与方法等均受到一定的冲击，为得到更好的教学效果，需要进行有效的改革。我们在课程教学过程中，主要采用了四种手段进行辅助教学改革，即多媒体教学、演示教学、实训教学和开放式实验教学，通过以上改革取得了较好的教学效果。
二、《材料分析方法与测试技术》课程内容与特点
本课程是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一门课程，主要是利用仪器对物质进行定性定量分析。本课程所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。每一种分析方法均具有各异的原理，所测量的物理量也不同，故仪器操作过程及应用范围大相径庭。本课程主要包括电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、热分析法以及其他仪器分析法[1-5]，如图1所示。
本课程具有以下四大特点：
1.知识覆盖面广，学科交叉性强
材料分析方法与测试技术是由密切联系的许多分支学科组成的一个有机整体，涉及了近代物理学、计算机技术、光电子技术以及当今一些科学发现等内容，因此本课程具有知识多、技术密集性和学科交叉性等突出特点。
2.理论性强
课程涉及了众多分析方法与分析技术，包含了各学科的理论知识，故需要较高的理论基础。同时，各种分析仪器的原理均不相同，每种方法应用的范围也各有差异，所以课程学习理论性较强。
3.实训性高，即实操要求高
近年来，众多高校配置了一些较为先进的现代分析设备，这些仪器均需要对使用者进行充分系统的培训，这就要求学生在理论基础达标后，对仪器进行实际操作，并能灵活应用于自身的专业实验中。
4.某些章节过于抽象
由于某些大型精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，无法对学生开展现场教学或开放实验。同时仪器不能随意搬动和拆开，所以讲到仪器组成结构及工作原理时只能纸上谈兵，学生对这部分内容则只能通过图片与自身理解，故极为抽象。
三、《材料分析方法与测试技术》课程教学现状与问题
20世纪四十年代末，物理学革命使分析化学的方法明显增多，而仪器分析则逐步发展成为独立的一门学科，20世纪末，材料分析方法与测试技术基于分析化学、仪器分析的基础发展而来。由于学科与多学科交叉，与现今科学联系紧密，故更新极为迅速。课程教学中问题重重，主要体现以下三点[6]：
1．教学文件的完善教材更新缓慢，且针对性差
2．课程本身缺乏体系
3．课程缺乏实践教学，均以表面介绍为主
四、《材料分析方法与测试技术》课程教学改革方法与效果
1．多媒体教学
多媒体教学是20世纪80年代开始出现的一种现代化教学手段。本课程自行制作并收集了大量的仪器分析图片、Flash等，使分析原理、操作流程等较为枯燥的问题变得充满趣味性，增加了学生学习的主观能动性。
2．与专业实验、综合实训、专业实训课程建立有机结合
《材料分析方法与测试技术》使学生掌握了更多的分析检测方法与手段，提供了广泛的思维方式，为学生综合实训、专业实训、毕业论文等提供了必要的知识基础。传统的专业实验、综合实训、专业实训均以常规测试方法为基础，而经过本课程教学后，为学生提供了更多的方法与手段。
为保证课程的教学与实训有效的结合，课程教学分为两大部分：常规教学与开放实验。均提供一部分时间作为仪器介绍，包括仪器操作，仪器分析实例讲解，仪器在专业应用发展概述等。同时，提供仪器开放时间，使有兴趣的学生能够进一步熟悉仪器。经过各课程间有机结合，起到了较好的改革效果，主要体现在：
（1）提高了学生的动手能力。学生对专业分析测试技术有了较为全面的掌握，并能够实际操作使用仪器。
（2）提高了学生发现问题解决问题的能力。作为工科院校，培养工程类人才是我们的首要目标，通过本课程的教学，学生能够机敏的发现专业生产实践问题并利用所学知识解决问题。
3．演示教学
本课程配置了实验时间10-12小时。在常规课程讲授后，在专业实验室内对学生进行现场演示教学，这样可有效地提高教学质量并降低学生的学习难度。
4．开放实验
开放实验是由学生为主，教师为辅。从提出方案、设计路线、具体实验操作等均由学生完成，通过开放实验能够进一步提高高分子材料专业学生的高分子材料理论知识和工程能力，提高学生的团队意识和动手分析能力，培养学生科研创新精神。其中在开放实验中，学生经常性利用现代分析仪器进行分析测试，这就要求学生必须具有较高的理论基础与仪器操作水平。同时这又在一定程度上有效地增进了本门课程的教学水平。
参考文献：
[1]潘志娟. 纤维材料近代测试技术[M]. 中国纺织出版社，2005.
[2]方惠群. 仪器分析[M]. 科学出版社，2002.
[3]李青山，杨秀英，陈明彪. 高分子材料鉴别技术[M]. 化学工业出版社，2012.
[4]曾幸荣. 高分子近代测试分析技术[M]. 华南理工大学出版社，2007.
[5]王晓春，张希艳. 材料现代分析与测试技术[M]. 国防工业出版社，2010.
[6]赵永福，罗杨合，张志. 专业化特色《仪器分析》课程教学改革探索与实践[J]. 广东化工，2012，39（6）： 242-244.
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2016年硕士研究生统一入学考试初试分数现已公布，现公布我院2016年硕士研究生招生调剂政策，欢迎广大考生调剂到我院就读。
目前材料学院各专业接收调剂，欢迎符合国家复试要求的考生调剂到我校攻读硕士研究生。专业包括：
(1)材料科学与工程(080500)：研究方向包括：复合功能与智能纤维材料;高性能聚合物及其纤维;纳米纤维材料科学与工程;生物基及环境友好高分子材料;纺织材料循环再利用技术。
(2)化学工程与技术(081700)：研究方向包括：反应工程;传递工程;精细化学品合成与应用;绿色纺织品助剂与功能精细化学品;现代仪器分析。
(3)纺织化学与染整工程(082103)：研究方向包括：生态纺织品检测与评价;新型纺织化学品研发与应用;功能纺织品研发与评价;清洁染整加工新技术。
纺织化学与染整工程学科是北京市重点建设学科，拥有中国合格评定国家认可委员会(CNAS)授权资质的“服装安全研究检测中心”、“服装材料研发与评价北京市重点实验室”、教育部“中小学学生装(校服)研究中心”和“服装材料与工程北京市实验教学示范中心”，建设了高水平的以现代分析测试技术为核心的服装材料研究与检测中心和以现代加工技术为核心的数码印花工作室，拥有一系列具有国际先进水平的分析测试仪器和染整加工处理设备，价值超过2千万元，为高水平的科研与教学提供了良好的条件保障。有硕士生导师13人，其中教授5人，副教授8人，博士生导师1人，具有博士学位9人。
联系人：张老师
电话：18614071602
QQ：472142635
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Embracing with three elements which are sense, response and feedback, smart textiles is a development trend of textile and apparel industry and research goals for military of many countries as well. This paper analysed the technology status quo and characteristics of several typical kinds of smart textiles, and discussed their application potential on military equipments.
1概述
智能材料是模仿生命系统、具有感知和驱动双重功能、对使用环境敏感且能对环境变化做出响应的材料，其显著特点是将高技术的传感器和执行元件与传统材料结合在一起，赋予材料以新的性能，使无生命的材料具有越来越多生物所特有的属性。感知、反馈、响应是其三大要素。智能纺织品是其中的一个重要分支，同时具有感知、反馈、响应的特性以及纺织品柔软可穿用的特点。
能够感知外界环境变化、并根据外界环境变化判断作出应对措施、然后进行相应的结构或性能调整来适应外界环境的智能纺织品，一直以来都是各国军方梦寐以求的。例如，能够随着环境颜色变化而调整自身颜色的“变色龙”迷彩纺织品，能够自动调节温度来适应环境温度变化的纺织品，能够远程探测士兵生理参数、受伤部位及程度并进行调节和治疗的电子信息纺织品，能够在可见光波段实现隐身的高级智慧型功能纺织品等等，无一不是各国军方追求的 目标。
根据目前已有的报道和研究，典型的智能纺织品主要有以下几大类：电子信息智能纺织品、变色纺织品、相变材料和智能调温纺织品、形状记忆高分子及纺织品、基于水凝胶的智能纺织品和基于人工周期性结构的隐身纺织材料。本文结合这几类智能纺织品的特点以及军用纺织品的应用要求等，就其研发现状及其在军用装备方面的应用进行了 探讨。
2典型的智能纺织品及其在军用装备上的应用
2.1电子信息智能纺织品
微电子信息技术和纺织技术的完美结合，造就了电子信息智能纺织品。严格说来，该类纺织品表现为通过多种信息处理系统实现对多种信息的探测或处理，只是多个分系统的组合；是多功能的集合，还停留在功能材料的智慧水平，属于消极智能纺织品。比如可穿戴的计算机、用以检测人体生理指标的LifeShirt、用以探测弹伤位置的SmartShirt等。目前已商业化的部分电子信息智能服装如表 1 所示。
微电子元件和纺织品的结合有 3 种技术水平：（1）模块化技术：将电子元件作为纺织品的附件，电子元件和纺织品的功能各自独立，比如Philips Levi’s的ICD款式的夹克；（2）嵌入式技术：电子元件被接合到纺织品的某一部分织物中，比如附加在织物上通过导电纱线连接的电路板，基于织物的柔性传感器、整合电路等；（3）基于纤维的技术：部分或所有必须的电子元件及传感器直接由纤维和织物构成。
无论何种技术水平，电子信息智能纺织品的关键技术在于电子元件的微小型化及柔性化。其中，电子元件的微小型化属于电子技术范畴，而柔性化则大多需要通过纺织技术来达到。目前文献中报道研究的柔性化电子器件主要有织物传感器、织物电极、可传输信号的导电纤维或纱线、织物线路板、柔性显示器等，如图 1 所示。以上各种织物传感器类产品都是通过将导电物质涂敷于织物上或将导线织入织物等方式赋予织物导电性能来实现的。因此，研发并掌握具有传输信号功能的导电纤维和织物的关键技术是电子元件柔性化的根本。
目前已商业化的这些电子信息智能纺织品给了各界极大的鼓舞和信心，但它们还存在一些亟待解决的问题，如能源供应、柔性集成电路、电子部件的耐水洗和耐汗渍等性能以及各接口的稳定性问题等。
美军和我国军方都已展开了对该类纺织品的研发及应用，主要集中在电子元器件的微小型化和柔性化，基本处于模块化和嵌入式水平阶段。可以预见，未来战场上，单兵只需穿着一件信息化作战服装，就可以通过服装上内置的各种传感器来感知战场和人体的各种状态变化，探测枪伤的位置并给药，通过内置的柔性键盘和开关来处理获得的信息，并通过无线信息传输技术将这些信息传送给指挥部门或邻近的战友，从而接受指挥部门的命令或战友的信息。
2.2变色纺织品
变色材料是指其颜色随着外界环境变化而发生改变的物质。材料变色的基本原理是基于当相应的外界条件发生变化时，材料对可见光的吸收光谱发生变化。变色材料实质是变色染料或颜料，通过将具有变色功能的单体与其他单体共聚或作为侧基引入获得。根据发生响应的外界条件，变色材料可分为光致、热致、电致、压敏和湿敏变色材料，表 2给出了其中 4 类材料的特点。
一般通过 3 种途径可以获得变色纤维：（1）在溶液纺丝过程中加入变色染料和防止染料转移的试剂，如日本松田色素化学工业公司生产的变色纤维；（2）将变色染料制成色母粒，通过熔融纺丝制成变色纤维，如日本帝人和可乐丽公司制成的皮芯结构的变色纤维；（3）在纤维表面进行涂层或聚合。其中第 3 种方法还可以直接应用于纱线或纺织品。具有实用价值的变色纺织品必须具有以下特点：（1）必须能够发生可逆的变色；（2）变色响应速度快，一般为毫秒至秒级；（3）颜色稳定；（4）颜色的重现性、耐疲劳和反复变色性好。
研发用于军用装备的变色纺织品必须选择合适类型的变色染料并通过适当的途径应用到纺织品上。虽然光致和热致变色染料得到了更多的研究和关注，但由于光强和温度属于自然条件，对其敏感的变色染料难以人为主动控制，因此只有通过电场变化控制的变色染料才可以做到人为控制变色，即到任何环境都可以人为调控纺织品的颜色。通过研制变色纤维的方式获得的纺织品具有较好的水洗性和摩擦牢度。该技术可用于军用变色迷彩的研发。
2.3相变材料和智能控温纺织品
根据温度的不同，物质的相态可以发生转变，即发生固－液、固－气、气－液的相转变，在相转变过程中，物质从环境吸收热量或向环境中释放热量。相变材料就是能够随环境温度变化而发生相转变的物质。作为适于工业化应用的相变材料必须具有相变温度合适、储热能力强、相变过程中体积变化小、可逆性好、过冷程度低、导热快、价格低等特点。
目前得到广泛研究的几类相变材料的性能特点如表 3所示。
为解决相变材料在纺织品中的有效含量比较有限、可智能控温时间较短的问题，可采用微胶囊、中空纤维、原位复合等技术途径，将数量较多的相变材料有效包容于纤维或纱线之中。同时，选用或专门研发热焓大的相变材料，使单位质量的相变材料发生相变时产生较多的能量，则有可能使相变材料成为具有实用价值的智能控温纺织品。
由于相变材料只在温度发生变化时才释放或吸收热量，因此相变材料适于用于环境温度变化比较频繁的场合，比如驻守于极冷地区、需要往返于室外和室内条件下的战士或司炉员。要达到较好的衣内恒温效果，服装体系必须具有较好的密闭性以保证衣内的微气候。
2.4形状记忆高分子材料及纺织品
形状记忆高分子材料是指具有某一原始形状的制品，经过形变并固定后，在特定的外界条件下能自动回复到初始形状的一类材料，主要为热敏形状记忆高分子材料，即受外界温度刺激后其形状和性能能够做出预定反应。该类高分子为两相结构，由记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地固定和软化的可逆相组成。
常见的几种形状记忆高分子材料为交联聚乙烯、聚降冰片烯、聚乙烯 聚己内酰胺的接枝共聚物、形状记忆聚氨酯（SMPU）等，其中SMPU由于具有 －30 ～ 70 ℃可调的形变回复温度、加工容易、形变量可达 400%、耐候性和重复形变效果佳等特点，得到了广泛的研究和应用开发。如通过SMPU膜获得的智能防水透湿、药物缓释和保温织物，可随温度变化膜的孔隙变大使透气率透湿量增加；通过SMPU乳液对棉麻织物进行抗皱免烫保形整理；通过SMPU模具制得的便携式餐具等，在到达形变温度以上时，可以回复到初始状态。
以上列举的几种SMPU材料在军用装备上均有很大的应用前景，比如通过SMPU可以制作可改变形状的生活便携用具，使其体积较小便于携带，而在使用时，只要给以一定的形变回复温度，就可使生活用具恢复原来形状。但是应用形状记忆高分子或纺织材料时必须选择合适的形变回复温度和形变回复次数，再根据这个要求设计两相结构的比例。
2.5基于水凝胶的智能纺织品
水凝胶是高分子链之间以化学键或物理作用力形式形成的交联结构溶胀体，是由水和高分子网络所组成的复合体系，是一种智能材料。水凝胶的一个重要特性是在一定的环境刺激条件下会发生体积相变，即当外界环境连续变化时，凝胶体积产生连续变化。根据响应的刺激信号不同，智能水凝胶可分为pH响应型、温敏型、光敏型、电场响应型、磁场响应型等。高分子水凝胶的合成以丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物、丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物为主。
将水凝胶采用涂层、接枝共聚、纺丝等方法制成智能凝胶纤维或织物，可用于智能调温、抗浸、防渗透纺织品等。根据军用装备使用的环境条件，选择水凝胶对环境变化的响应时间、响应速率、响应体积变化率是研发相关军用纺织品的技术关键。
2.6基于人工周期性结构的隐身纺织材料
严格意义上来说，隐身材料属于超材料的范畴，是一种人工结构材料，但由于其具有极其特殊的结构和超性能，在本文中也简单加以阐述。
电磁波入射到物体上后，当不能被反射、或被完全吸收、或电磁波改变方向从该物体的边缘传播过去而不透过该物体时，该物体对于侦视手段具有隐身功能。通过以下途径可实现隐身：（1）吸收电磁波或降低对电磁波的反射率，如各类吸波材料；（2）改变电磁波在介质中的传播方向，使得电磁波绕过该介质继续向前传播，即该介质对于电磁波而言是透明和不存在的，如左手材料或负折射率材料、光子晶体等。
其中，第 2 种途径主要通过在材料上刻蚀周期性结构而获得负的磁导率和负的介电常数来实现。早在1968年，俄国物理学家Veselago就对电磁波在介电常数ε和磁导率μ同为负数的介质中的传播特点作过纯理论研究，但是直到1999年，D.R.Smith和伦敦大学帝国理工学院的Pendry利用周期性排列的金属条和开口金属谐振环才制备了在微波 9.3 GHz波段同时具有负的介电常数和负的磁导率的介质，在该波段，微波可以绕过该介质向前传播，实现隐身。
虽然负折射率在概念上还存在争议，但事实已经表明，人工结构材料如光子晶体可以用来控制光的传播，且可以通过人工控制周期性结构尺寸以控制不同波段的光的传播。今后的研究方向是进一步减小结构尺寸、获得较为宽泛的可见光频段、可控制可见光传播方向、具有负折射率的光子晶体。
纺织纤维本身具有微米级的直径，如果在较小尺度上刻蚀周期性结构，以获得具有负折射率效果的纺织纤维，将是一件激动人心的事情，可以实现真正意义上的隐身。当士兵穿上这种纤维制作的服装时，可实现隐身。
3结论
总而言之，智能纺织品由于具有一般功能材料和高性能材料难以企及的智慧水平，即根据环境变化作为反馈并改变自己的行为，将是未来纺织行业的研发重点。相变材料、变色材料、电子纺织品、形状记忆纺织品和基于水凝胶的智能纺织品目前已得到了极为广泛的研究和关注，基本理论清晰，面对工业化应用的相关产品、需要解决的关键技术也比较清楚，这些为其在军用装备上的开发应用奠定了基础。具体如相变控温服装、变色迷彩、信息化作战服装、形状记忆生活用具和智能防渗透或抗浸服等，实现这些功能只需假以时日，同时努力提高实现的效能并解决附生的其它问题。而超材料 ―― 人工结构隐身材料已经实现了微波段特定频率的隐身，尚处于实验室起步阶段，但为实现真正意义上的光学隐身技术指明了前进的方向。目前这些技术虽然还远未达到实际应用技术水平，但一旦实现，必将彻底改变未来的战争模式，值得跟进和开展相关探索性的基础理论和技术研究。
参考文献
[1] 师昌绪. 材料大辞典[M]. 北京：化学工业出版社，1994：1161.
[2] Tao X M. Smart Fibers，Fabrics and Clothing[M]. England：Woodhead Pub Ltd，2001.
[3] 顾振亚，陈莉. 智能纺织品的设计与应用[M]. 北京：化学工业出版社，2006.
篇10
1．1混凝土施工技术
在当今建筑工程中，经常被采用的是混凝土施工。这就导致出现一个问题，如果一旦混凝土在施工过程中出现质量问题的话，必然会导致整体的工程建筑施工出现质量的下滑和偏差，极易出现所谓的“豆腐渣工程”。在日常报纸、杂志上，我们不难看到诸多相关的报道。所以，我们已经认清混凝土施工技术在土建工程施工中的重要作用。所以经过不算的总结，现在已经总结出一套完整的建筑施工技术链条。在准备期间，我们一般事先准备诸多材料。包括浇筑设备、混凝土运输工具等等。此外，还要采取合理、科学的施工工艺加以保证。
1．2钢筋工程技术
如今，我们在报纸上经常能看到安全事故的报道。这说明，我们现阶段的建筑安全理念以及措施还不够完善。合理。而导致这个问题发生的最为基本的原因，则是由于钢筋工程技术还有待于完善和提高。钢筋焊接质量的不过关，或者达不到相关的质量要求。这就要求我们必须采取行之有效的工作流程，合理安全的工作理念，以及要树立认真负责的建筑态度。最为主要的则是要不断地加强和提高钢筋工程技术，才能有效地保证事故的减少。
1．3防水工程施工技术
前面说到经常见诸报端的安全事故，不仅仅都是由于钢筋工程技术的不足引起的，这只是我国在土木建筑领域不足的一个方面。相当多的是由于防水工程施工技术不足引起的。我们知道，在土木建设工程当中，为了防止漏水等质量问题，一般都会进行专门的防水工程施工作。但是还是由于技术不过关，以及在质量、监督方面出现的诸多漏洞，才直接导致问题的发生。由此，我们才痛定思痛，在防水工程施工的过程中，不断的积累和总结经验。采用新型的防水材料和科学的防水工程流程，从此行之有效的避免漏水等问题的发生。
2施工技术的改进
2．1新型高分子材料
正是由于在当今建筑过程中问题的不断频发，我们才必须要对建筑技术进行革命性的创新。不断加强自身的建筑质量、提高建筑的坚固性以及耐久性。这是面对现实，所作出的必然性选择，以便加强建筑质量。土建工程是与诸多领域都有联系的。这就为我们技术的提高提供了良好的技术储备和可能。正是因为如此，新型高分子材料因为自身的特性。从而能够显著的提高其建筑的承载力。所以也被越来越多的建筑行业所认可，也逐渐在建筑工程中被越来越多的使用。不仅如此，其新型高分子材料能够更好地阻隔地下水。也能有效地保护地基的安全，进而更好限度的保护建筑的安全，以及提高建筑的年限。
2．2高性能混凝土技术
混凝土作为建筑行业使用材料的元老，已经在建筑领域中大量使用。但是随着技术的不断提高，产生了高性能混凝土。高性能混凝土技术更大程度上提高了混凝土的特性，也提高了建筑的坚固性和耐久性。不仅如此，高性能混凝土技术也能行之有效的抗震性能。从而能够最大限度的保护建筑，并且能够延长建筑的自身使用年限。目前为止，高性能混凝土技术已经被大量运用到建筑行业的方方面面，得到非常广泛的运用。
2．3土工复合物
为了更好地保护建筑，在不断提高建筑质量的同时，也提升了建筑的保护措施。由此衍生出了土工复合物。而土工复合物最大的作用就是建筑，其自身特性能够进一步提高建筑的强度。不仅如此，土工复合物会明显改善建筑自身的排水性以及承压力。就是因为这个特性，土工复合物已经被广泛运用到建筑的各个领域。
2．4抗震技术的提高
我国是一个地震频发的国家，对此我国在房屋抗震级数的设定上也有具体的表述。相对于地处在地震带上，诸如四川等地，和身处平原的房屋抗震级数是不尽相同的。即使如此，我们对于防御地震的技术也在不断的总结和提高。可以说，土木建筑技术的一个主要研究方向就是抗震技术。如果土木建设是处于地震带上的时候，在抗震结构设计上一定会采用复杂的抗震结构设计。到目前为止，我们已经积累了相当丰富的抗震技术经验，这相当大程度的为我们抗震技术的提高提供了可能。
3结语
