合成高分子材料的特点范文

导语：如何才能写好一篇合成高分子材料的特点，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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高分子的概念

首先，什么是高分子？从化学角度来定义，高分子是由分子量很大的长链分子所组成，而每个分子链都是由共价键联合的成百上千的一种或多种小分子构造而成。我们日常所接触到的大分子、聚合物以及高聚物都可以称为高分子。高分子通常有如下两个特点：1.高分子的分子量很高，其相对分子量为1万～100万，很高的分子量也赋予了高分子材料很高的机械强度，从而决定了它们具有很好的实际应用价值。2.高分子的结构千变万化，一般材料的性能是由材料的结构所决定的，我们可以根据实际需求，通过结构设计等方法制出不同性能的高分子材料。

高分子材料发展历史

高分子一词的产生不足一百年，最早于1922年由著名德国化学家赫尔曼·施陶丁格提出，但其应用却已有几千年的历史。从人类最开始利用蚕丝、棉、毛等织成织物，到后来用木材、棉、麻等造纸，人类在利用这些天然高分子作为生活资料和生产资料中不断进步。到了19世纪30年代，天然高分子衍生物即改性或半合成天然高分子材料被使用，其中典型代表就是硫化橡胶和硝化纤维素的使用。1907年出现合成高分子——酚醛树脂，标志合成高分子时代的到来，从此，合成高分子材料逐渐在诸多领域大放异彩。如今，高分子材料已经成为社会进步中不可或缺的基石，在日常生活、国防工业、科技发展等各个领域占有举重轻重的地位。

高分子材料分类

如上所述，高分子按来源可以分为天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大类。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的天然物质，如植物中的淀粉、纤维素、棉、麻等以及动物中的蛋白质、糖类、毛发等等。天然高分子可通过化学改性成天然高分子衍生物，从而改变其加工性能和使用性能，例如硫化橡胶、硝酸纤维素等。合成高分子是指自然界中不存在，通过化学方法合成的高分子，如我们常见的聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙等等。与天然高分子材料相比，合成高分子材料通常具有较好的力学性能、低密度、耐腐蚀性、耐磨性等一系列优异的性能。

此外，高分子材料根据其应用功能又可以分为通用高分子材料及功能高分子材料。

通用高分子材料是指能够通过大规模工业化生产，并普遍应用于建筑、农业、交通运输、电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料，如塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等。通用高分子材料给人类生活带来了极大的改变。以使用最多的塑料、橡胶和纤维为例，塑料的使用已经渗透到我们生活的方方面面，从日常食品、化妆品、药瓶等包装，到建材管道、电子器件、家居装修及日常用品，再到汽车、火车装饰甚至航天设施。橡胶主要是用来制作轮胎，除此之外，由橡胶作为原材料制作的密封制品（密封条、橡胶圈等）、胶管、传动带及安全制品等在汽車、航空航天及国防装置中都发挥着极其重要的作用。合成纤维的出现首先解决了天然纤维种植的制约，随后随着技术的进步，从我们常穿的的确良（涤纶）、尼龙（锦纶）等，到消防员所穿的聚酰亚胺防火服，以及防弹衣中的碳纤维都属于合成纤维。合成纤维性能优异，能够满足不同领域需求的纤维得到广泛应用。

功能高分子材料一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料。其突出特点在于其特殊的光、电、磁、催化等性能，具体如光敏高分子材料、导电高分子材料、铁磁性高分子材料以及生物高分子材料。因其功能的独特性，功能高分子材料在诸多领域得到广泛应用，并具有巨大的发展潜力。如光导高分子材料用于静电复印、喷墨打印等领域，极大地提高了办公效率；导电功能高分子材料用于电池、电路、精密仪器等，大大提高了传导效率；高分子分离膜在水污染处理、物质分离等环境领域的应用，降低了生产处理成本，利于环境保护；最后还有与生命息息相关的生物医用功能高分子材料，在人工器官、外科修复以及药物及药物释放等方面，获得越来越多的关注。

高分子材料的未来发展

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关键词：高分子材料  可降解  生物

        我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解机理

        生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

        生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。

        2、生物可降解高分子材料的类型

        按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

        2.1微生物生产型

        通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。

   2.4掺合型

        在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的开发

        3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

        传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

        3.1.2化学合成法

        模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

        3.1.3微生物发酵法

        许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

   

;     3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

        3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

        酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的应用

        目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献：

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关键词：高分子材料,；材料成型； 控制技术

中图分类号： TB324文献标识码：A 文章编号：

前言

随着现代社会科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技术得到了飞速的发展，在现代化的工业建设中起着越来越重要的作用。下面通过简要叙述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型过程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技术。

1.高分子材料成型的基本原理及问题

通常，在传统的高分子工业生产中,高分子材料的制备和加工成型是两个截然不同的工艺过程。制备过程主要是化学过程：单体、催化剂及其他助剂通过反应堆或其他合成反应器生成聚合物。聚合反应往往需要几小时甚至数十小时, 部分聚合反应还需要在高温、高压或真空等条件下进行。聚合反应结束后再分离、提纯、脱挥和造粒等后处理工序。制备过程流程长、能耗高、环境污染严重,增加了制造成本。合成的聚合物再通过加工成型,得到制品。一般采用挤塑、注塑、吹塑或压延等成型工艺,设备投资大。此外,加工过程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反应加工是将高分子材料的合成和加工成型融为一体,赋予传统的加工设备(如螺杆挤出机等)以合成反应器的功能。单体、催化剂及其他助剂或需要进行化学改性的聚合物由挤出机的加料口加入,在挤出机中进行化学反应形成聚合物或经化学改性的新型聚合物。同时,通过在挤出机头安装适当的口模,直接得到相应的制品。反应加工具有应周期短(只需几分到十几分钟)、生产连续、无需进行复杂的分离提纯和溶剂回收等后处理过程、节约能源和资源、环境污染小等诸多优点。

高分子材料的性能不仅依赖于大分子的化学和链结构,而且在很大程度上依赖于材料的形态。聚合物形态主要包括结晶、取向等, 多相聚合物还包括相形态( 如球、片、棒、纤维及共连续相等) 。聚合物制品形态主要是在加工过程中复杂的温度场与外力场作用下原位形成的。

高分子反应加工分为两个部分：反应挤出和反应注射成型。目前国内外研究与开发的热点集中在反应挤出领域。高分子材料的反应挤出通常包括两个方面：一是将反应单体、对话及核反应助剂直接引入螺杆挤出机,在连续挤出的过程中发生聚合反应,生成聚合物；二是将一种或数种聚合物引入螺杆挤出机, 并在挤出机的适当部位加入反应单体、催化剂或反应助剂, 在连续挤出的过程中,使单体发生均聚或与聚合物共聚,或使聚合物间发生偶联、接枝、酯交换等反应, 对聚合物进行化学改性或形成新的聚合物。反应加工过程中涉及的化学反应有自由基引发聚合、负( 或正) 离子引发聚合、缩聚、加聚等多种反应类型, 与传统反应需数小时或十几小时相比,其反应时间往往只有几分钟或几十分钟。

高分子材料的合成和制备一般是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作截然不同。由于反应加工过程中发生的化学反应(聚合)多为放热反应,传统聚合过程是利用溶剂和缓慢反应解决传热与传质问题的,而在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内将达到 400-800℃,若不将反应过程中产生的热及时的脱除,物料将发生降解和炭化。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而聚合反应加工中是需要快速将聚合生成的热量通过设备移去,因此,必须从化学工程和工程热物理学两个方面开展相应的基础研究。

高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而高分子材料的形态结构则与加工工艺有着密切的关系。

流变学是研究物体流动和变形的科学,高分子材料流变学是其成型加工成制备的理论基础。伴随化学反应的高分子材料的流变性质则有其自身的规律和特点。因此, 研究反应加工过程中的化学流变学问题将为反应加工过程的正常进行和反应产物加工成制品提供重要的理论基础。

2高分子材料成型过程中的控制

一般说来，在六七十年代主要重视的是单一聚合物在通常加工过程中的形态；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形态形成规律以及单一聚合物在特殊加工条件下形态成为主要研究对象；九十 年代以来,主要从控制聚合物形态规律出发, 研究新型聚合物、新型加工过程中聚合物形态形成、发展及调控, 通过新型形态及特殊形态的形成,获得性能独特的单一或多相高分分子材料。

我国是自 20 世纪 80 年代以来,对聚合物及其共混物在加工中形态发展和控制给予了高度重视。方向上大体是与国际同步的。近年来,我们国家主要研究内容涉及高分子材料加工过程中形态控制的科学问题,包括高分子在复杂温度、外力等各种外场作用下聚合物形态结构演化、形成规律以及在温度、压力等各种极端状态下高分子聚集态结构的特点。在已取得的理论成果知道下,开发了多种新型高分子材料,有的产生了良好经济效益。多数聚合物多相体系不相溶,给共混物加工中形态控制和稳定带来困难。通常是加入第三组分改善体系的相容性。聚合物加工中制品处于非等温场中,制品温度对其形态及性能有很大影响。但在通常聚合物加工中制品温度控制非常盲目,原因是很难知道不同制品位置温度随时间的变化关系。关键是要弄清楚聚合物及其共混物在非等温场作用下制品温度随时间变化关系。研究微纤对基体聚合物结晶形态、结构的影响,发现不仅拉伸流动行式成核和纤维成核,而且发现纤维在拉伸流动场作用下辅助成核。将导电离子组装到微纤中, 使微纤在体系中形成导电三维网络结构,从而显著降低体系的导电逾渗值和独特的 PTC(电阻正温度效应)和 NTC(电阻负温度效应)效应。

高分子材料的形态与物理力学性能之间有密不可分的关系,这是高分子材料研究中的一个永恒课题。与其他材料相比, 高分子材料的形态表现出特有的复杂性：高分子链有复杂的拓扑结构、共聚构型和刚柔性,可以通过现有的合成方法进行分子设计和结构调整；高分子长链结构使得其熔体有粘弹性；高分子的驰豫时间很宽,并在很小的应变作用下出现强烈的非线。

3高分子材料的发展趋势

高分子材料的高性能化：现有的高分子材料虽已有很高的强度和韧性,某些品种甚至超过钢铁,但从理论上推算,还有很大的潜力。另外,为了各方面的应用, 进一步提高耐高温、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料发展的重要方向。改善加工成形工艺、共混、复合等方法, 是提高性能的主要途径。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。这种特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基团或分子结构或两者共同作用的结果。这类高分子材料又称为功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蚀材料、高分子分离膜、高分子催化剂等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料发展最快的一个方向。各种医用高分子就属于这一范畴。有人认为,除人脑仅 1.5kg 重的大脑外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基础,细胞、蛋白质、胰岛素等也均属于高分子。生物化于是成为高分子科学的一个最主要发展方向。如合成或模拟天然高分子,使之具有类似的生物活性,代替天然的组织或器官。

结束语

综上所述，在科技日益进步的今天，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技术与装备的道路，把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

参考文献：

[1] 高分子材料的发展方向.国家自然科学基金委员会.高分子材料科学.科学出版社，1994.

[2] 史玉升,李远才,杨劲松.高分子材料成型工艺[M].化学工业出版社，2006.

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一、 微胶囊壁材的分类

壁材是构成囊的外壳。不同的壁材在一定程度上决定着产品的物化性质。目前可作为微胶囊壁材材料的物质主要有3类：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些无机材料也可作为微胶囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微胶囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白质类、蜡与脂类物质等。

天然高分子材料无毒或毒性很小、不需大量的有机溶剂、对环境危害小、粘度大、易成膜，但机械强度差，

2．半合成高分子材料

用作微胶囊壳材料的半合成高分子材料主要是纤维素衍生物。如甲基纤维素、乙基纤维素等，另外还有双硬脂酸甘油酯、羟基硬脂醇等油类。

半合成高分子材料的特点是毒性较小、粘度大、成盐后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不适合高温处理，需在使用时临时配制。

3．全合成高分子材料

常用于微胶囊囊壳材料的全合成高分子材料可分为生物降解和不可生物降解2类，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特点是成膜性好、化学稳定性好、机械强度大、储存运输方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有机溶剂、成本高，对环境危害大，因此要选择无毒或低毒、对原药溶解性较好的溶剂。

4．无机材料

目前大部分微胶囊用无机材料包覆的不多，但从生物降解和环境保护方面考虑，用无机材料对活性组分进行包覆有很大的发展前景，如碳酸钙或磷酸盐等。

二、 微胶囊制备方法分类

微胶囊化的基本步骤：

1） 芯材为分散相，壁材在分散相或连续相中；

2） 通过乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在连续相中；

3） 通过某一种方法将壁材聚集、沉渍或包覆在已分散的芯材周围；

4） 合成的膜壳是不稳定的部分，需利用化学和物理方法进行处理，以期达到一定的机械强度。

微胶囊的制备可归纳为物理化学法、物理机械法和化学法。

1．物理化学法

在液相中进行，囊芯物与囊材在一定条件下形成新相出来，故又称相分离方法。它的步骤大体可分为囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉积和囊材的固化四个步骤。相分离方法又分为单凝聚法、油相分离法、改变温度法、液中干燥法、复相乳液法。

2．物理机械法

本法是将固态或液态药物在气相中进行微胶囊化，需要一定的设备条件。物理机械法又分为喷雾干燥法、喷雾凝结法、空气悬浮法、多孔分离法。

3．化学法

化学法是利用在溶液中单体或高分子通过聚合反应或缩合反应，产生囊膜制成微囊的方法。特点是不加絮凝剂，常先制成W/O型乳浊液，再利用化学反应交联固化。化学法又分界面聚合法、原位聚合法、辐射交联法。

三、 微胶囊在化妆品中的应用

微胶囊化可将固体、液体甚至气体包覆在一个微小胶囊中，采用此技术可保持产品性能稳定，解决传统工艺的不足。另外它对保护生物活性分子和组织的活性也有较大促进作用。很多化妆品中已经采用了微胶囊技术，将微胶囊应用于化妆品中，其优越性主要表现如下：

1．保护芯材，有效防止外界环境因素对芯材的破坏等不良影响。pH值、氧气、湿度、热、光和其他物质等，提高其稳定性。有些物料容易挥发和氧化，如胡萝卜素，接触空气中的氧气会被氧化，采用复凝聚法制备胡萝卜素微囊，研究表明胡萝卜素原料于光照条件下半衰期为6.9天，而胡萝卜素微囊在相同条件下半衰期为24.8天，胡萝卜素微囊为原料的3.6倍，将胡萝卜素制成微囊可增加化妆品的稳定性。再如维生素C，性质极不稳定，分子中含有连烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的结构，具有很强的还原性及内酯环的结构易水解。一方面与空气接触自动氧化生成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸水解生成2，3－二酮C古罗糖酸，并可进一步氧化生成苏阿塘酸和草酸，从而失去治疗作用。另一方面维生素C的水溶液不稳定。pH过高或过低都能使内酪环水解，并可进一步发生脱羧反应而生成糠醛。后者受空气影响经氧化和紧合而呈黄色。空气、光、热和重金属都可以加速本反应的发生。通过将其制成维生素C微囊达到解决其不稳定的问题，同时达到控制维生素C的释放，维持稳定它的浓度，用于化妆品中可减少涂抹次数，降低化妆品不良反应的目的。

2．隔离不相容组分。微胶囊化成分可与其它组分相隔离。当原料中由几种容易相互起作用的成分组成时，把其中某种成分微囊化后使其互相隔离，阻止成分之间发生化学反应，提高各自的稳定性，延长保质期。在配制染发化妆品时，利用微胶囊这一特性，可将染发剂与氧化剂两者之一微胶囊化，即可得到使用方便的一剂染发化妆品。再如化妆品中经常用到的凝露，晶莹剔透的外观，内通常加有彩色微囊，包裹着油类，既达到了产品美观的视觉感受，又满足了滋润皮肤的效果。

3．控制释放，有效地控制芯材的释放，使芯材效能得到最大限度的发挥。该微胶囊壁相当于一个半透膜，在一定条件下可允许芯材物质透过，以延长芯材物质的作用时间。如化妆品中具有清凉爽肤作用的薄荷醇。由于它几乎不溶于水，扩散力强、易挥发而不持久、暴露在空气中易升华的特点，给生产贮运带来诸多不便，货架期短。利用微胶囊技术可以提高它的贮藏稳定性、降低挥发性，从而延长货架期，实现添加产品的控制释。再如以聚乳酸为囊材制备的茶多酚缓释微囊，粒径多在100～200um，最大包封率为49％，该微囊具有缓释和保护茶多酚的双重作用。用于化妆品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和气味，掩盖芯材的异味。亚麻油由于具有不雅味道难用于好的化妆品，做成微囊后用于化妆品不仅无味，不易被氧化，而且具有很好的护肤功效。再如特有色泽和气味的中草药液微胶囊化后，配置到化妆品中，可以制得无色无味的优质化妆品。

5.改变芯材的物理和化学性质。将有利于液体或半固体的流质体转化为自由流动的固体粉末，有利于物料的使用、运输、保存，并可简化工艺，防止或延缓了产品劣变的发生。

6.需要改变物质功能的化合物。将疏水性物质通过表面处理，使其具有相反的性质。如神经酰胺微胶囊化后就可以直接加入水剂产品。

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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.

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问：高分子材料与工程专业的研究对象是什么？

答：高分子材料与工程是一门将理科、工科相结合的专业。高分子材料，又可以称作石油化学工业。在发达国家，石油化学工业里60%～70%的产值是由高分子来体现的。高分子专业涉及合成与加工两个方面，到了硕士阶段分设理科的“高分子化学与物理”和工科的“高分子材料”两个专业。

问：本科核心课程有哪些？高分子材料与工程专业的学生需要具备什么特质？

答：有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料、功能高分子导论。其中的高分子化学、高分子物理和高分子材料都有相对应的实验课。

我认为一个专业需要各种各样的人，高分子也是一样。不能说哪类学生特别适合学这个专业，我倒觉得更应该是学生在选择高分子后，能够主动去适应这个体系，发挥自身的特点，不断深入，持之以恒，这样才能够学好。

小编插话：如果能够不断深入学习，持之以恒，说不定就会像美剧《生活大爆炸》中的谢耳朵、霍华德他们一样，成为厉害的物理学家或化学家！在学习的路上，就算脚踩荆棘也要大步前行，来看看都会遇到怎样的困难吧。

问：在高分子材料与工程专业的学习过程中，有可能遇到的困难是什么？

答：困难主要在于从经典化学到高分子化学的改变。高分子是混合物，所以高分子化学的化学式，结构不明确。在经典化学中，化合物有明确的分子式，但到了高分子化学，很多时候我们只能说大概是这样，不够明确，这会令学生困惑。

等到学习高分子物理，困惑就更多。因为学科体系尚未完全建立，很多东西只是在一定条件下的研究过程中，觉得应该是那么回事，至今没有定论。这种现象，对学生甚至老师来说，都是困惑的。

此外，高分子是大分子混合物，每一个聚合物的分子量有几万、几十万，甚至上百万，分子量庞大，且混在一起，此时就需要统计理论来总结规律。高分子物理里有大量统计理论，而统计理论对一般人来讲，很难理解。

问：大家是否有对高分子材料与工程专业的理解误区？

答：很多人认为高分子材料是不环保的，特别是所谓的“白色污染”，这样的说法并不科学。高分子材料从制造、使用、处置和无害化处理的多环节的综合评价结果来看，是对环境污染最小和能量消耗最少的材料。国内之所以出现“白色污染”，是因为人们没有养成良好的环境保护理念和垃圾分类处置的习惯。学习和掌握了高分子的相关知识，不仅可以成为你事业的方向，还可以使自己的生活过得更加健康和环保。

问：高分子材料与工程专业的毕业生，主要是面向哪些行业就业？

答：各行各业都可以。我们系大多数学生读研究生、出国，真正本科一毕业就去工作的好像很少，硕士毕业很容易找工作。

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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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高分子的特点是个头大，每个分子由几万、几十万个原子组成，分子量可达几千、几万甚至几百万。而一般的低分子化合物，如水、盐、酒精等，分子量却不过几十、几百。怪不得人们称高分子化合物是微观世界的“巨人”呢！

相比于低分子，高分子的结构要复杂得多。它们由许许多多结构相同的所谓“单体”构成。这些“单体”手拉手地连接在一起，形成一条蜷曲的长链，有的长链之间连着短链，有的还有支链。

总之，这些分子“巨人”体态苗条，彼此纠缠在一起，吸引力大，不易分开，即使加热也不会一下子变成液体，所以具有较好的弹性、塑性和强度。

但是，化学家们还不满足，他们甚至干涉高分子的“内政”：或改变链的结构形式，或在链上加几个特殊的“基团”，结果新的高分子就具备了耐高温、抗低温、耐腐蚀、抗氧化以及电、磁、光、生理、催化等一系列特殊的新功能。

现在，这类特种高分子已被应用到国民经济的各个领域，在各项尖端技术中扮演着重要角色。

人造卫星围绕地球飞行时，面对太阳的一面温度很高，背向太阳的一面温度很低，怎样才能保证不因温度过高或过低而影响卫星内部仪器的工作呢？科学家们想到了一个好办法，即依靠一种特种高分子来帮忙，用它做成“温控涂料”涂在卫星表面。

当卫星面向太阳时，高分子涂料可以助其散发热量，背对太阳时还能起到绝热保温作用，这样就能保证卫星仪器的正常工作，使其源源不断地为人们收集和提供情报。

此外，导弹、飞船重返大气层时也碰到了难题：当飞行速度高达音速的20倍时，空气的剧烈摩擦可使导弹、飞船表面的温度升高到5000℃以上。要知道普通钢温度达1000多度就会熔化成液体，合金钢最多只能耐2000℃的温度，用什么材料来做它们的保护层和隔热罩呢？

科学家们找到了一种高分子烧蚀材料，将它涂在导弹、飞船的表面，当它燃烧汽化成小分子时会带走大量的热，尽管外面烈火熊熊，里面却安然无恙，这就起到了保护层和隔热罩的作用。

电子工业已经进入了黄金时代，几乎没有一样现代科学和工业技术少得了它。

但是，当我们津津乐道电子工业的赫赫战果时，却不能忘掉高分子在此领域立下的汗马功劳。

作为绝缘材料，高分子的独到之处是具有良好的高频和超高频绝缘性能，陶瓷、云母之类都远远赶不上它。现代电子技术中的遥控、遥测、雷达、卫星通讯等都要用到频率极高的微波，所以也就少不了优质的高频、超高频绝缘材料。可以说，没有高分子材料就没有现代电子技术的发展。

如今，现代电子技术正朝小型化、集成化的方向发展。最早的真空管电子计算机全部电路有30吨重，现在可以集中在一个长宽各为4毫米的硅片上！

怎样才能使一块小小的硅片容纳那么多的电子元件呢？办法之一是请高分子材料——聚酰亚胺来帮忙。在聚酰亚胺薄膜上先蒸一层含有少量铟的硅，再蒸一层含有少量锑的硅，这样就可以在一块小片里做出几百个晶体管。把这些带有晶体管的聚酰亚胺重叠起来，中间用薄膜绝缘，就可以在一个火柴盒大小的体积里容纳下10万个晶体管。

有了极微小的晶体管，还需要有极精细的电路。制作精细电路也得依靠一种特种高分子，它的名字叫作“光敏抗蚀剂”或者“光刻胶”。这种高分子材料跟相机底片一样能感光，在光的照射下，会发生化学变化。

利用这个原理，我们就可以在1毫米长的光敏抗蚀剂上刻出1000个条纹。数以百计的电路就是这样制作出来的。

多功能的高分子材料还是医生的助手、患者的朋友。

人们常常把心脏比作泵，它为全身的血液循环提供动力。泵上有阀门，瓣膜就是心脏的阀门，如果心脏瓣膜出了毛病，就像泵的阀门打不开或者漏了气一样，马上会出现心悸、气促等症状，严重时甚至致人丧命。

能不能用人造的瓣膜把病变的瓣膜换下来？要做到这一点可不容易，且不说手术和制作技术上有多大困难，光是制作瓣膜的材料就很不好找：不能有毒，不能产生凝血现象，不能同血液发生化学反应，还必须具有很强的抗疲劳能力。一个人的心脏每分钟要跳动七八十次，10年要跳动4亿次左右，这就要求制作瓣膜的材料必须具有很好的曲挠强度，才能经得起血液的亿万次冲击。

只有某些特种高分子材料才能满足这些要求，我国已经用它们制成了人工心脏瓣膜，给心脏瓣膜病患者带来了福音。

瓣膜只是心脏的一个零件，现在用特种高分子来制造完整心脏也已初步研制成功。国外有一头植入人工心脏的小牛，已经安全地存活了半年多。不久前，中国一头植入人工心脏的羊也在存活了61天后与公众见面。相信用不了多久，高分子制造的人工心脏就会在许多医院里使用。

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一、功能高分子材料的介绍以及其研究现状

1.功能高分子材料的简介

功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子。

2.功能高分子材料的研究现状

在原来高分子材料的基础上，可将功能高分子材料分为两类：一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料；另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料，可制成各种透镜、棱镜、塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维、感光树脂、光固化涂料及黏合剂等。这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。在光的作用下，实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材料

2.1.2生物医用高分子材料

生物医用高分子材料需要满足的基本条件：除具有医疗功能外，还要强调安全性，即要对人体健康无害。不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能；具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的、复杂的形态。

2.1.3电功能高分子材料

导电高分子材料通常是指一类具有导电功能、电导率在10-6S/cm以上的聚合物材料。这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜，以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态（10-9到105S/cm）的范围里变化。按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型（或本征型）导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性树脂是一种三维网络结构的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶。高吸水性树脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量数百倍至上千倍的水，自身含有强亲水性基团同时具有一定交联度。，此外，高吸水性树脂的保水性能极好，即使受压也不会渗水，而且具有吸收氨等臭气的功能。高吸水性树脂在石油、化工、轻工、建筑等部门被用作堵水剂、脱水剂、增粘剂、密封材料等；在农业上可以做土壤改良剂、保水剂、植物无土栽培材料、种子覆盖材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性树脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋垫、一次性尿布等。

2.2.2形状记忆功能高分子材料

形状记忆功能高分子材料自19世纪80年现热致形状记忆高分子材料，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支——形状记忆功能高分子材料。形状记忆功能材料的特点是形状记忆性，它是一种能循环多次的可逆变化。即具有特定形状的聚合物受到外力作用，发生变形并被保持下来；一旦给予适当的条件（力、热、光、电、磁），就会恢复到原始状态。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有无毒、可生物降解及良好的生物相容性等优点，所以其应用领域非常广，市场潜力非常大。高分子的降解主要是各种生物酶的水解，其中聚乳酸类高分子是已开发应用于生命科学新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包装、餐饮业、农业、医药领域的应用外，在一次性日用品、渔网具、尿布、卫生巾、化妆品、手套、鞋套、头套、桌布、园艺等多方面都存在着潜在的市场，有很好的发展前景。

二、新型高分子材料的应用

现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料，但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料不仅可以用于结构材料，也可以用于功能材料。

这些新型的高分子材料在人类的社会生活、医药卫生、工业生产和尖端技术等方方面面都有广泛的应用。在生物的医用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料；在工业污水的处理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；开发的苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂及聚酰亚胺等热固性树脂复合材料，这些材料比模量和比强度比金属还高，是国防、尖端技术等方面不可缺少的材料；同样，在药物的传递系统中应用新型的高分子材料，在包转材料中的应用，在药剂学中应用等等。

三、开发新型高分子材料的重要意义

从上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代，世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究，从90代开始，科学家们就将注意力转到了高智能的高分子材料的开发上。新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上，以提高产品的性能，减少环境的污染，节约资源。目前而言，合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷，以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。在开发新聚合方法方面，着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的丁业化。同时，也更加重视在降低和防止高分子材料生产和使用过程中造成的环境污染。新型高分子材料的开发，不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求，更重要的是能够促进能源与资源的节约，减少环境的污染，提高生产的能力，体现现代科技的高速发展。加快高分子材料回收、再生技术的开发和推广应用，大力开展有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。

四、结束语

材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，是一个国家工业发展的重要基础和标志。我国国民经济和高技术已进入高速发展时期，需要日益增多的高性能、廉价的高分子材料，环境保护则要求发展环境协调、高效益的高分子材料制备和改性新技术，实施高分子材料绿色工程。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展，技术的进步，越来越能影响人类的生活，工业的进步。

参考文献

[1]严瑞芳.高分子形状记忆材料.材料科学技术百科全书[M].北京：中国大百科全书出版社，2008：382～383.

[2]陈莉主编.智能高分子材料[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]何天白，胡汉杰主编，功能高分子与新技术，北京：化学工业出版社，2009.

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关键字：高分子导论 独立学院 教学

自1920年德国科学家H.Staudinger提出大分子概念以来，高分子科学迅猛发展，现已发展成为一门独立的学科，它是塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料生产的理论基础，在国民经济建设与科学技术发展中占有重要的地位。高分子科学既是一门基础学科，又是一门应用学科，其内容包括高分子物理、高分子化学、高分子加工和高分子材料；课程知识点多，概念多，理论性强，比较抽象，学习难度较大。在独立学院应用化学专业开设高分子导论课程有很重要的意义，但是教学学时数较少（本校为34学时），而且在大学期间只有这一门高分子相关课程。所以如何用较少的时间，引导学生掌握基本的专业知识，为其今后工作或继续深造打下基础，是每个教师都应该思考的问题。

1、独立学院的学生培养目标及特点

独立学院是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家机构以外的社会组织或者个人合作，利用非国家财政性经费具备的实施本科学历教育的高等学校[1]，在我国的高等教育中起着越来越重要的作用。独立学院也称三本院校，既不同于普通高等教育、又不同于高等职业教育，招生录取线主要介于二者之间。

1.1 培养目标

独立学院的学生属于本科层次，通过大学期间的学习应该成长为既有一定理论基础，又具备较强实践能力的高素质应用型人才，与一本、二本院校培养的研究型人才有着明显区别。

1.2 学生特点

独立学院作为普通高等教育的重要组成部分，学生既有一般大学生的通性，也有自身比较突出的特点[2]。分析我校应用化学专业学生情况，发现存在以下几个特点：

a.入学时对专业知识掌握较少，甚至有部分江苏考生在高中阶段都没有选修化学；

b.对本专业缺乏归属感，很多学生是调剂生，部分学生认为所学知识用处不大；

c.自控能力不强，无故旷课、不交作业、考试突击等现象较多；

d.学习动力不足，积极性不高，课程知识掌握较差，甚至有同学出现挂科现象；

e.动手能力较强，对社会实践的要求比较强烈。

2、教学建议

根据本校应用化学专业开设高分子导论课程几年的情况，结合同行经验[3-4]、自身教学体会和学生意见，对独立学院高分子导论课程的教学提出以下几点建议：

2.1 教师观念转变

由于独立学院的办学及专业建设年限较短，目前师资力量主要依附母体院校。一部分教师是从母体院校外聘的兼职教师，教学经验丰富，但是自身在母体院校已承担较重的教学或科研任务，精力有限，而且多年来形成了一本、二本的教学定势，惯于按照研究型大学或教学科研并重型高校的培养目标进行教学，往往会把内容讲的过深，理论性太强，常常使学生感到学习困难，甚至发出“想把我们培养成科学家”的感慨。另一部分教师是学校自有年轻教师，他们教学经验不足，容易受到自己学习体会或老教师教学经验的影响，短时间内难以很好的根据独立学院“三本”的生源特点进行教学。教师应该明确独立学院培养应用型人才的目标，并且贯彻在整个教学过程中。

2.2 合理选择教材

独立学院的学生学习主动性不够，课后主动复习和预习的情况很少，寻找相关书本文献学习的更少，所得知识大都依赖于课本和课堂，所以参考教材的选用很重要。

高分子导论教材版本较多，主要章节包括概论、链式聚合反应、逐步聚合反应、聚合物的化学反应、聚合物的结构、聚合物的性质、高分子材料、聚合物的成型加工等。这些教材主要是面对普通高等教育，整体内容理论性较强，对学生的学习基础及学习能力有一定的要求。鉴于目前还没有一本专门适用于独立学院的教材，本校目前选用董炎明编著的《高分子科学简明教程》（科学出版社），该教材内容通俗易懂，而且书中有很多小故事，可以提高学生的学习兴趣。教师要随时关注教材信息，寻找更为适合的教材。

2.3 明确教学内容侧重点

应用化学专业开设高分子导论课程的目的，是为了引导学生进入高分子的世界，理解和掌握高分子科学的基本框架、概念和原理，为以后进一步学习或从事相关行业工作提供知识储备，所以在教学的深度上要求相对偏低，但是作为仅有的一门高分子课程，课程内容要有代表性。

高分子科学四个知识板块中，高分子化学和高分子物理是讲解重点，安排28学时左右，而高分子材料和高分子加工则重在与实践结合，以讲座或参观的形式学习。

在高分子化学的学习中，紧紧围绕“如何合成聚合物”这条主线，重点介绍自由基聚合和逐步聚合，离子聚合和聚合物的化学反应作为次重点，而配位聚合则可以安排学生自学。其中涉及到很多公式，比如自由基聚合反应动力学部分，有引发速率方程、链增长速率方程、稳态假设下的自由基浓度方式、聚合总速率方程等[5]，弱化公式的推导，而将关注度放在公式的理解应用上。

高分子物理则围绕着“聚合物结构和性能关系”这条主线，重在二者的对应关系。此部分涉及到较多的曲线，比如线性非晶态聚合物的形变-温度曲线，聚合物的应力-应变曲线，重点介绍曲线各段所代表的意义、对应的结构要求、相互的异同之点，而对精确的曲线函数推导完全忽略，所涉及到的比较前沿的结构模型也适当弱化。

2.4 充分调动学生的积极性

独立学院的学生学习主动性不够，而且在遇到困难时容易产生自卑、畏缩心理，所以要充分利用各种资源，将多媒体教学和板书教学相结合，将理论讲解和实物、模型演示相结合，将课本知识和实际应用相结合，通过多种授课方式，调动学生的学习积极性，提高教学效果。

2.4.1 培养良好的学习习惯

独立学院的学生中课前不预习、上课不听讲或旷课、课后不复习、作业抄袭、考试突击等的现象比较多，反映出学生的学习态度、学习习惯方面存在一定的缺陷，这些都严重影响了教学效果的实现。

针对这些现象，可以采取以下这些引导性的措施：

a.课前布置预习题，并在上课时提问，培养学生的预习习惯；

b.讲课之前列出本堂课主要要解决的问题或知识点，在下课之前以课堂作业的形式解答上交，让学生带着问题学习，提高课堂听讲的效率；

c.课后习题不单要对课堂内容进行检查，还要包括部分拓展性内容，引导学生查阅相关书籍、文献或是网络资源，培养独立学习的习惯；

d.将学生分成若干个小组，选取某种实用的高分子材料，课后查阅相关知识，相互讨论，并选取代表以讲课的形式在课堂上进行十分钟左右的成果展示，培养学生协作精神，锻炼学生的演讲能力。

2.4.2 充分利用多媒体教学

现今多媒体技术非常发达，对其有效利用可以大大提高教学的效果，这方面已经有很多教师进行了探索[6-7]。多媒体教学的重要部分是多媒体课件，课件并不是教材的简单重复，而要突出教学重点和难点，图文并茂、形象生动。充分利用多媒体资源的同时，也不能完全摒弃板书教学，比如对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，学生难以在较短的时间内完全理解，这时就应该采用传统的板书教学方式。

多媒体教学中可以利用各种化学软件实现分子结构的模拟、构型的转变等，直观形象，对高分子的链结构、构型转变等抽象知识点的学习很有帮助，还可以将简单高分子实验制作成视频，比如学生在学习自由基聚合中的自动加速效应时，由于没有感官印象而难以掌握，可以通过视频将这一过程直观的展示出来，让学生通过观察去分析理解。

2.4.3 紧密联系生活

教学内容与生产生活紧密联系，能很大程度提高学生学习的积极性。高分子科学支撑着庞大的高分子工业，与生活联系密切，在教学中要将理论与实际结合，提高学生的兴趣。生活中到处都是高分子制品，在讲述高聚物名称和结构时，展示此种聚合物的制品，引导学生通过制品的特点来推断聚合物的特点，加深印象，还可以简单介绍行业内代表性的生产及加工单位。独立学院多有产学研共建平台、学生实训基地，在条件允许的情况下，组织学生参观高分子生产加工基地，了解比较成熟的高分子合成工艺，高分子材料的加工成型过程等。

2.5 改革考核体系

考核是教学成果的主要检测手段之一，传统的考核方式是一张试卷定生死，存在诸多弊端，建议将课程考核方式分为两部分，一部分是平时的课堂表现，包括出勤率、作业完成情况等，这部分的比例可以适当提高，从而使学生更加注重课堂的互动环节；另一部分是期中和期末理论考试，采取开卷与闭卷相结合的形式。

高分子导论的主要理论考核内容是高分子化学和高分子物理，这是两个虽有联系但相互独立的方向，可以分别考试，同比重计入总分。考试可以采取开卷闭卷相结合的方式，高分子化学中反应动力学部分有很多的公式，学生记忆上存在困难，可以适当采取开卷或半开卷的形式，而高分子物理中多是对规律的解释和应用，采取闭卷的形式。

3、结语

高分子导论作为一门知识点多、理论性强、学习难度大的课程，在独立学院学生基础薄弱、课时数少的情况下进行教学，目前尚在探索阶段，还存在不少问题。教师需要不断的改进教学方法，培养学生良好的学习习惯，充分调动学生的学习积极性，这样才能取得令人满意的教学效果。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部令，第26号：独立学院设置与管理办法，2008年2月22日

[2] 于丽波，本三院校学生特点分析，科技信息，2011，8：69

[3] 方征平 郭正虹，在独立学院开展高分子物理教学的几点思考，高分子通报，2009，8：74-78

[4] 徐晓冬，非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会，高分子通报，2010，5：74-78

[5] 董炎明 张海良，高分子科学简明教程，科学出版社，2008

[6] 李丽，多媒体在高分子教学中的应用，高分子通报，2006，2：64-69