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[論文關鍵詞]高分子材料　專業英語　教學方法

[論文摘要]高分子材料專業英語中專業詞匯較多、專業知識較強、中西文化差異大。本文在分析了科技英語特點的基礎上，詳細討論了高分子材料專業英語的教學方法，提出了從擴大學生詞匯量、分析句式結構、提高閱讀理解和寫作能力以及運用多種教學方法和手段等方面來提高學生高分子材料專業英語水平，使高分子材料專業大學生盡快適應社會需求。

高分子材料專業英語是一門以英語為工具的高分子材料專業課程，教學內容以高分子材料工程專業知識為主，以學術英語為輔，目的在于幫助高分子材料專業學生使用英語，直接學習和接觸國外相關專業信息。這不僅要求順利閱讀、聽懂英語，同時還要求以英語為工具獲取專業信息。本文結合教學實踐簡述了科技英語的特點，以求在專業英語學習過程中準確理解原文，能夠用目的語忠實而通順地再現原文內容。

一、高分子材料專業英語特點

高分子材料專業英語的文體與修辭手段與文藝小說、新聞報道等迥然不同，具有以下特點：嚴謹周密，概念準確，邏輯性強，行文簡練，重點突出，句式嚴整，少有變化。在閱讀或翻譯時要注意其行文特點和寫作規律，以便更好理解高分子材料專業英語文章。其特點突出表現在以下幾個方面：

（一）廣泛使用被動語態

專業英語文章側重敘事推理，強調客觀準確。第一、二人稱使用過多，會造成主觀噫斷的印象。因此盡量使用第三人稱敘述，采用被動語態，例如：When a low-molar-mass by-product is formed， the adjective ‘condensative’ is recommended to give the term condensative chain polymerization[1]。（建議推薦，縮合連鎖聚合）

（二）重要信息前置

專業英語表達方式往往和中文句式顛倒，常用前置性陳述，即在句中將主要信息盡量前置，通過主語傳遞主要信息。例如“……are charged into a 500 ml reaction kettle equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser”（向帶有機械攪拌器和回流冷凝器的500 ml 反應釜內加入……）。

（三）動詞的名詞化

大量使用名詞化結構(Nominalization)是專業英語的特點之一。因為專業英語文體要求行文簡潔、表達客觀、內容確切、信息量大、強調存在的事實，而非某一行為。專業英語中名詞化句子可作主語、賓語、介詞賓語、表語、賓語補足語、定語、同位語和狀語等，換言之，除了不能擔任謂語外，可以用作句子其它一切成分。例如：Such solutions can often be concentrated by freeze drying. This is done by bringing the surface of the solution in close contact with a cold condenser and applying high vacuum to the entire apparatus so that…… (冷凍干燥)[2]。

二、高分子材料專業英語教學實踐

高分子材料專業英語課程為大學第三或第四學年課程，學生已經學習了大學英語課程和高分子物理、高分子化學和高分子材料工程等專業基礎課程，筆者重點關注了以下幾方面教學實踐活動：

（一）擴大詞匯量

英語單詞的數量雖然龐大，但構成單詞的元素———詞根、前綴、后綴的數量卻是有限的[3]。這就要求在英語單詞的學習中，通過掌握詞根、前綴與后綴來學習新的詞匯。在高分子材料專業英語中，常見的詞根主要包括各種元素等，如hydro (氫)， chlor (氯)，amino (氨基)，carbo (碳)，oxy(氧)，fibro (纖維)，kineto (運動)。常見的前綴主要包括各種基團、基團的數目、地位等的表示，如poly-(聚，多)，deca-(十或癸)，non (a)-(九或壬)，mono-(單、一)，macro-(大的、宏觀)，micro- (微的，小的)，per-(高，過，全)，ethyl-(乙基)，phenyl-(苯基)，benzyl-(芐基)，aryl-(芳基)，alkyl-(烷基)，metyoxy-(甲氧基)，iso-(異，等，同)，ert-(叔)，ortho-(鄰，正，原)，ultra-(超、極端)，super-(過度、過多)，co-(共同)，ant (i)-(反，抗)。常見的后綴主要包括各類聚合物的表示等，如-ene(烯烴的后綴)，-ylene(亞基)，-ide(化合物的后綴)，-ate(鹽或酯基的后綴)，-ester(酯)，-ether(醚)，-form(仿)，-glycol(二醇)，-one(酮)，-nitrile(腈)，-sulfone(砜)，-wise(方式)。

polytetrafluorethylene(聚四氟乙烯)可以拆分成poly(聚) 、tetra(四)、fluor(o)(氟)、ethyl(乙基)和ene(烯)幾部分，分開理解則容易記憶。hydrogen peroxide(過氧化氫)中hydrogen表示“氫”元素，per表示“過、高”，oxide表示“氧化物”。

（二）分析句式結構

對于課文，應突出重點，講究長句的翻譯技巧[4]。系統地闡述和分析翻譯的基本知識、理論和技巧，使學生中掌握翻譯的技巧，有利于學生翻譯水平的提高。當學生碰到具體的問題時，就能夠從語法現象、專業內容、修辭等方面靈活處理。如看到一個長句，先不要急于逐字逐句去看這個句子，先找出這個句子的主干，即主語、謂語（或系動詞）、賓語（或表語），然后再看其余的修飾成分（也許是幾個修飾詞，也可能是一個完整的句子），分析它們與中心詞之間的關系，然后根據中文表達習慣在主干中加入這些修飾成分。這樣的翻譯技巧和步驟適合任何的長句翻譯。

（三）補充學習方法與技巧，引導學生進行歸納總結

高分子材料專業英語教材的課文專業詞匯量大，復雜句子多，如果死記硬背，學生會感到吃力也會沒有興趣繼續學習。因此，在教學的過程中要補充學習專業英語的方法。對于高分子材料詞匯規律性而言，如詞頭poly-是多和聚的意思；詞尾-ane 是指烷烴，-ene一般是指烯烴，-one 酮等；一些基團如methyl(甲基)，ethyl（乙基），propyl（丙基）都是以-yl 結尾。那么在遇到生詞polypropylene(聚丙烯)時，學生就可通過掌握的規律輕松記住單詞，做到舉一反三，達到事半功倍的效果。

（四）組織課堂討論，注重給學生提供鍛煉的機會

在教學實踐中，為了給學生鍛煉的機會，教師要善于“讓位”，把講臺讓給學生。例如，在學期的開始就將學生進行合理的分組，以每個小組為單位，提前布置課堂總體學習內容，讓大家課下做一定準備，上課時臨時抽查小組中的成員走上講臺給其他學生講解指定段落，在學生講解的過程中，教師也是聽眾；講解完畢后，小組中的其他成員和其他小組的學生均可補充；教師做總結，對遺漏、錯誤的地方進行補充。一個學期結束，盡量使每位學生都至少有一次上臺講的機會。這樣，一方面可以調動學生發現和解決問題的積極性， 減輕學生對教師的依賴，更重要的一個方面，給學生一個在公眾場合表達自己的鍛煉機會。采取這樣的方式后，學生普遍反應良好，特別是對于不敢在公眾場合說話的同學，認為經過這樣的參與，自己不僅學到了知識，而且也鍛煉了人際交往能力，為以后的應聘求職奠定了良好的基礎。

三、總結

總之，在高分子材料專業英語的教學中，應充分發揮學生的積極主動性，盡可能地多引導學生做規律性的總結，熟悉句法技巧，并在考核方式上有所側重，這樣才有可能使專業英語的教學更加有吸引力，取得良好的教學效果。

[參考文獻]

[1]揣成智.高分子材料工程專業英語[M].北京:中國輕工業出版社，1999 :18.

[2]曹同玉，馮連芳.高分子材料工程專業英語[M].北京:化學工業出版社，1999: 203.

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關鍵詞：功能高分子材料；教學探討；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化學、高分子材料、復合材料和應用化學專業的主干綜合性課程，同時是一門以高分子化學和物理為基礎，與生物學、物理學和醫學等學科都有交叉的交叉學科。隨著科技迅速發展，當前社會領域內對功能高分子的應用更為普遍，因其種類多、內容豐富成為新技術革命中不可或缺的關鍵材料并充斥在人類生活中，這使得《功能高分子材料》課程的教學顯得尤為重要。高分子材料的功能化主要體現在對其組成及結構上的設計，而《功能高分子材料》的教學目的就是讓學生在掌握關于功能高分子材料基本知識的基礎上，可以制備和設計功能高分子材料。因此，提高對《功能高分子材料》課程教學方法的重視，打破傳統的教學方式，對于培養出運用功能高分子材料的高素質優秀人才尤為重要。

二、教學內容和課程特點

《功能高分子材料》是一門專業選修課，同時是一門重要的核心主干課程，不僅要求學生了解并掌握高分子材料的基礎知識，更要求學生具備動手設計和制備有關的功能高分子材料的能力。而這也就要求在功能高分子材料的教學過程中，始終貫穿高分子材料的分子“設計―結構―性能”之間的關系，這往往需要學生運用和掌握大量的高分子化學與高分子物理的基礎知識。

三、目前《功能高分子材料》課程教學現狀與存在的部分問題

首先，功能高分子是一門結構復雜、跨學科性強的專業學科。因此，該門課程在教學內容的選擇上不能拘泥于在傳統模式中選取某一本教材內容進行教授，而是應需要進一步的去完善和提煉綜合各版本的優勢內容，再進行教學內容的選取；其次，晦澀難懂的教學重點是要求學生理解高分子材料是怎樣從組成、結構上進行設計而使材料功能化的，但理論知識往往比較刻板生硬，使得學生學習興趣低下。那么，如何提高學生學習積極性是教學關鍵。傳統的“填鴨式”教學并不適用于這門課程，因為在缺乏以學生興趣作為保障的前提下，我們很難將內容多、更新快、知識點晦澀、難點較多的功能高分子材料這門學科講清楚。因此，教師應充分考慮更新教學手段、教學方法以及考核方式，提高自身專業素養并調動學生積極性來克服這一困境。

四、《功能高分子材料》課程教學改革方法與實踐

1.教材的選定和內容的精講。目前多數學校對于這門課程安排的課時、學時較短，主要集中于學生找工作和考研的大四階段。那么，這就有賴于授課教授前期對課程教學內容的精心設計，更要求教師掌握當代先進的高分子材料的前沿知識和發展進程，不斷更新自我的知識結構，對課程內容進行系統的分析和歸納，突出課程重點，授課時選擇精練重點，深入淺出進行授課，從而解決教學內容多與學時少之間的矛盾。其次，功能高分子是一門相對新興的前沿學科，因此選擇其內容要跟隨時代的發展，不可將陳舊的知識拿來反復陳述，而是要跟上科學步伐不斷更新、充實和完善授課內容，教師應多方面的關注功能高分子材料領域的前沿動態，不斷積累并更新自己的知識量，將先進的學術成果及時應用到平時的教學過程中，使得學生對高分子材料充滿好奇，從而提高學生學習功能高分子的積極性，進而牢固掌握高分子材料的基礎知識。

2.多媒體教學與傳統教學方式相結合。多媒體教學越來越廣泛的應用于現代教學中，相比傳統的板書口述的傳輸途徑，多媒體具有生動形象的圖片和模型、涵蓋的信息更廣、交互性更強的特點，更容易令學生理解和接受教學過程中復雜的知識難點。近些年，越來越多的課程都已經實行多媒體教學，由于功能高分子材料這門課程的新概念多并且涉獵領域廣，引入多媒體輔助教育將更有利于學生直觀感受有關功能高分子設計的實例，尤其是教師可利用各種軟件、網絡資源和視頻，生動地展示各種原理模型，把抽象枯燥的功能高分子材料課程變得更加具象、具體，以此調動學生的各種感官、啟發學生思考，從而激發學生參與到功能高分子學習中來的興趣，加強學生對高分子材料中的教學難點的理解和掌握。然而任何事物都是具有兩面性的，不能過分依賴多媒體教學，在教學過程中，對于某些特別重要的理論公式的學習和推導，通過多媒體教學難以使學生在較短的時間內完全理解，這時教師就應該采用傳統的板書教學方式，通過板書并逐漸講解過程使得學生能夠慢慢理解，加強學生的記憶。總之，多種教學方法有機的結合才能達到完美的理想效果。

3.強化理論與實踐緊密結合，培養創新性思維。教師在傳授功能高分子材料的理論知識的同時應開設與此課程相關的開放實踐課程，如開放性的設計實驗。在教師指導下，學生自己動手設計、操作并最終提交實驗結果，在整個實驗操作中不僅需要現實性的應用學到的理論知識，還可以鍛煉學生的自主創新能力。這種自己動手操作設計實驗的方式不僅培養了學生的動手能力，更加深了學生對所學知識的理解；還可以帶學生去功能高分子材料的工廠參觀，切身感受理論結合實際的生產過程，開闊學生的視野，教學實踐相結合使得教學成果更為顯著。

4.從生活實際出發，激發學生學習動力。教師在教學活動中介紹功能高分子材料的時候，可以以生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進展為例子，讓學生認識到功能高分子材料的重要性，同時讓學生對最新的研究成果有所了解，從而提高學生們對科學研究的興趣。例如，教師可以以環保問題為切入點，介紹對于廢水、廢氣處理方面的功能高分子材料；在講解導電高分子材料時，可以用“諾貝爾化學獎科學貢獻―導電聚乙炔發現”的案例切入；在講電致發光功能高分子材料時，可以先從熟悉的智能計算機談起，慢慢講解其屏幕發光機理和應用機制；講解吸波材料時，教師則可以從各國隱身戰斗機的發展入手，從材料的特殊功能入手，再慢慢引出高分子材料的不足之處，從而引導學生主動思考、發掘原因，引導學生獲取解決問題的方法，感受到成功的樂趣增進自信，提高學習功能高分子的學習動機。總之，要讓學生在學習中建立起功能高分子材料與現實生活的緊密聯系，感受到功能高分子學習在未來職業和社會生活中的作用。

5.教學手段多樣化，增強教與學的互動性。采取多種教學手段并用，增強互動性教學在功能高分子材料這門學科中是非常重要的，尤其是教與學的互動性，在一定程度上可以促進學生的學習興趣，在互動中得到對知識的理解和掌握。在互動性教學中，教師可以提出一些問題并適當的給學生安排一些課下查閱資料的任務，鍛煉學生的文獻檢索能力，并能在文獻中了解和掌握更為前沿的學科知識；更可以放手安排讓學生在講臺上講授，這樣不僅可以促進學生對知識的掌握，還可以鍛煉學生的膽量和演講能力。此外，還可以鼓勵學生撰寫一些功能高分子材料相關的綜述性論文，在培養學生論文寫作能力的同時也對功能高分子材料領域有一個廣博的認知。總的來說，互動模式可以督促學生主動對知識進行獲取，增強學習的效果。

6.科研與教學相融合，以科研促進教學。在功能高分子材料教學過程中，應將教學和科研有機的結合起來。科研教學一體化不但能夠提高教師水平，把握前沿的功能高分子材料的知識，更能豐富關于功能高分子材料的教學內容，為學生營造濃郁的學術氛圍，提高學生的科研素養和創新能力，進而全面提高關于功能高分子材料的教學質量。

7.改革考核方式，端正學習態度。學生的考核情況是反應教學效果的標準，教師應該隨時注意自己的教學效果，隨時做好查漏補缺的工作，并積極調整教學方式以達到預期的教學效果。傳統的考核方式主要是通過考試成績來評價這門課的教學效果，而在這種情況下，學生往往是陣前磨槍，突擊復習，這種瞬時記憶導致學生知識點很快被忘卻。因此，改革考核方式變得尤為重要。首先，重視課堂表現力和出勤率，培養學生上課的紀律性和交流思考能力，該方面要占總成績的30%；其次，要注重課堂報告和文獻檢索能力，從而鍛煉學生檢索資料、撰寫報告以及演講能力，并占總成績的20%；再次，為了培養學生理論聯系實踐的創新性思維能力，那么設計性試驗和課后作業要占總成績的20%；最后就是考查學生對概念、原理、性能以及實驗設計方案的掌握，占總成績的30%。這種全新的考核方式能夠有效促進學生素質的提高，使得分數不再是衡量學生的標準，對功能高分子材料課程教學效果的提升起到了重要的作用。

五、結語

在隨著科技的發展，功能高分子材料科學也在飛速發展，這就要求高分子專業的人才的素質也要與時俱進。因此，在功能高分子材料的課程教學過程中，教師要不斷提升自身素質，并及時掌握高分子材料研究的前沿內容，系統歸納課程內容，改變教學觀念運用多重教學手段，采用理論與實踐結合的教學思路，培養學生獨立思考、解決問題的能力，調動學生自主性和積極性，為該科研領域不斷輸送優秀人才。

參考文獻：

[1]齊民華.功能高分子材料課程教學改革的思考[J].廣東化工，2011，（05）.

[2]周立，孫榮欣.《功能高分子材料》課程教學改革的探索[J].科技信息，2010，（21）.

[3]吐爾遜?阿不都熱依木，如仙古麗?加馬力.關于《功能高分子材料與化學》課程教學的幾點思考[J].廣東化工，2011，（11）.

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【關鍵詞】高分子材料與工程專業；現狀；發展前景

一、簡析高分子材料與工程專業及其發展現狀

（一）高分子材料與工程專業的演變過程

高分子材料又稱為聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年，我國就設置了高分子類專業，很多高校陸續設置了高分子類專業，比如：化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展，為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件，為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才，教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”，這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展，期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識，力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展，推動我國新領域的開發、研究，增強國力，在世界經濟中站穩腳跟。

（二）高分子材料與工程專業的發展現狀

材料是人們賴以生存的物質基礎，高分子材料與我們的生活息息相關，小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆，大到汽車輪胎、防彈衣，玻璃鋼等等，都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段，高分子材料的生產量無法滿足市場的需求，高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平，資源的浪費和低利用率，以及對環境的污染等等都亟待解決。同時，高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好，截止到2012年，全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所，其中教育部直屬院校18所，國防科學技術工業委員會院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市，招生人數也在逐年增加，但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配，很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時，我們需要重新審視，如何保證培訓質量和就業問題，培養怎樣的高級工程技術人才，才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時，我們還需要從環境、能源方面去考慮，節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品，保護環境，減少資源的浪費。

二、高分子材料與工程專業的發展前景

高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工，這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能，從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的，小到穿衣吃飯、電腦手機，大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示，高分子材料與工程專業的就業率還是很高的，達到了92%以上。21世紀以來，中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就，實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業，合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長，從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看，也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足，但是它的發展前景還是很好的，市場的需求量也很大（包括橡膠、塑料制品、復合材料等等）。在當今的新形勢下，我們面臨的是挑戰，同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距，需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用，教育部門應當規范化辦學，適當的控制招生規模，提高教學質量，調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系，模擬創業訓練，培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才，以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示，72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展，他們在畢業以后能很快找到工作，既可以從事高分子材料的研究，也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等，其薪資也屬于中等水平。

總結：

高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展，我國人民的可支配收入逐漸增加，城市化的進程不斷加快中，人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大，綠色環保成為未來發展的需求，因此，社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多，而且涉及范圍很廣，高分子材料與工程專業的就業前景廣闊，影響著我們的日常生活（包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域），并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足，需要我們與時俱進，在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新，運用新材料、新技術，適應社會經濟的發展，不斷改革和創新，從而帶動我國經濟的飛速發展，提高我國的生產力和科技水平。

參考文獻： 

[1]趙長生. 高分子材料與工程專業發展與教育現狀[A]. 中國化學會高分子學科委員會.2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C].中國化學會高分子學科委員會：中國化學會，2011：1. 

[2]趙長生，顧宜.高分子材料與工程專業發展與現狀[J].塑料工業，2008（01）：70-71. 

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關鍵詞：高分子材料改性;教學改革;實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）41-0094-02

一、緒論

“高分子材料改性”是高等工科學校高分子材料與工程專業一門重要的專業課程。高分子改性的方法多種多樣，各種不同門類的改性方法之間相互關聯、相互依托，這不僅體現在理論范疇，而且體現在應用領域。通過本門課程學習，使學生掌握高分子材料改性的基本概念，改性原理、增強理論和技術，共混工藝以及聚合物改性的最新研究進展;了解常用的改性設備;培養學生運用所學的有關基礎理論、基本知識去分析與解決實際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點以及過去幾年的教學實踐，目前“高分子材料改性”課程教學中還存在以下3個主要問題：

1.授課計劃和授課內容安排不合理。“高分子材料改性”課程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混過程與調控、共混物的形態、共混體系相容熱力學、共混物性能的預測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領域中的應用、共混方法在短纖維填充體系及納米復合物材料中的應用、聚合物共混工藝與設備等。對于強調實際應用的高分子材料與工程專業的本科學時來說，該課程顯得尤其重要[2]。根據授課計劃安排，該課程開設32學時，存在著內容多、課時少、授課內容需要進一步提煉等問題，難以在規定學時內有效、連貫的開展教學活動。

2.缺乏實踐環節。目前，“高分子材料改性”課程主要以講授為主，缺乏實踐環節，學生主動參與較少，導致學生感性認識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設備時，學生們難以區分同向雙螺桿擠出機和異向雙螺桿擠出機的物料輸送方向，通過靜態的二維或三維圖片進行講解時，其表現力度有限，無法有效地使學生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機的工作原理和區別。

3.教材更新與完善。目前，江蘇科技大學“高分子材料改性”課程選用的教材是2006年王國全老師編寫的《聚合物共混改性原理與應用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、“十一五”國家重點圖書。教材在廣泛總結國內外高分子共混理論與應用成果的基礎上，融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領域的教學與科研實踐經驗編著而成[1]。目前，高分子共混改性等相關方法在高分子加工領域中的應用不斷擴展和壯大，但是該教材自2007年第一次出版后沒有進行過更新和修訂，部分內容與當前發展現狀不符，例如教材第七章介紹五大通用塑料產量時，依據2006年的統計數據，聚氯乙烯的產量僅次于聚乙烯居于第二位，而隨著聚氯乙烯應用領域的進一步擴展，目前聚氯乙烯的產量已經超過聚乙烯位居第一位，因此，目前的教材并不完全適應于當前高分子材料與工程專業“高分子材料改性”課程的教學。

4.考核方式不全面。目前，“高分子材料改性”課程考核方式為平時成績占30%，期末成績占70%。平時成績占比較低，期末成績占比較高，出現部分學生平時不重視課后作業，期末考試時突擊復習通過考試的現象。這樣的考核方式無法反映出學生的真實水平和實際能力，也很難讓學生的實際應用能力得以實質性提高。

二、教學改革方法與手段

針對高分子材料與工程專業“高分子材料改性”的特點和目前存在的問題，結合江蘇科技大學的實際情況，要求學生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎上，培養學生分析和解決實際問題的能力，作者結合該課程的特點以及過去幾年的教學實踐，總結了幾點教學改革方法。

（一）結合課程特點，調整授課計劃和內容

針對授課內容多、學時少的問題，有必要對課程進行提煉整理，刪除部分與聚合物共混改性無關的內容。例如教材第五章中相分離行為與均相結構穩定性的內容對于物理化學專業十分重要，但是對高分子材料與工程專業學生來說，只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業的教學要求。同時，對于后續的Flory-Huggins模型和狀態方程理論部分為高分子物理講授內容，也可以進行適當刪減和提煉。另外，共混物的相界面學習對于分析多相共混體系的微觀結構和性能至關重要，現有的授課計劃中相關內容過于簡單，無法滿足高分子材料與工程專業學生的培養要求，因此有必要增加相關的授課內容。

（二）增加實踐環節，提高學生的感性認識，培養學生解決實際問題能力

“高分子材料改性”是一門理論與實踐并重的課程，部分授課內容較為抽象，學生只有通過親自實踐，才能對課堂學習的相關知識進行充分的理解和消化吸收。同時，實踐環節的引入，學生們可以在實踐過程中提高感性認識，培養學生的動手能力以及發現問題、查閱文獻、相互合作去分析解決問題的能力，這對于學生將來的學習和工作都具有重要意義。另外，實踐環節具有一定的趣味性，可以有效調動學生的學習積極性[3]。

（三）優化教學方法，發揮學生主動性

在以往的教學過程中發現，課堂上學生的參與程度少，課后缺乏主動復習，導致整體的教學效果不好。教學方法的改革應倡導以學生為主，激發學生自身作為學習主體的意識，使知識的學習從傳統的灌輸式教育方式向主動吸收式的方向轉變，可以有效提高教學效果。例如可以將每堂課開始前的復習時間由以往的老師講改為學生講，上課前給學生5分鐘時間簡要總結上次課學習的主要知識點。這樣做一方面可以有效幫助學生提高上課時的注意力，另一方面可以督促學生課后及時復習課堂知識，更加牢固的掌握知識，做到融會貫通。同時該方法的推廣，還可以鍛煉學生的幻燈片制作水平并給每一位學生提供一個展現自己的機會，增加學生的主體意識[4]。

（四）優化考核方法，引導學生全面發展

課程考核是檢驗教師教學效果和學生學習效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張試卷來檢查學生的學習情況，而學生往往可以通過突擊性的復習取得較高的分數，這樣的考核方式既不能準確反映老師的教學效果，亦不能充分反映學生對知識的掌握程度[5]。根據高分子材料改性課程的特點，筆者在實際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時成績所占比重，將平時成績所占的比重從30%提高至40%，使學生認識到平時學習的重要性;二是進一步增加隨堂提問，提高學生上課時的注意力，減少課外作業在平時成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘，讓學生利用幻燈片總結復習上節課學習的內容，督促學生養成課后復習的良好習慣。

三、教學改革效果

“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業2009級開設，目前已經開設7屆。近三屆學生的成績分析表明，該課程平均優良率為92%。通過本課程的學習，使學生利用共混改性相關的基本知識去分析與解決實際問題的能力得到明顯提高，很多同學參與了本科生的創新計劃大賽，做了很多有意思的實驗性課題，部分同學取得了較好的成績。

四、結論

“高分子材料改性課程”教學改革是一項系統工程，筆者以培養學生有效利用共混改性相關的基本知識去解決實際應用問題為出發點，通過調整授課計劃、增加實踐環節、優化教學方法和考核方法，去引導學生樹立良好的學習習慣，充分掌握高分子共混改性的相關知識點。實踐證明，對“高分子材料改性課程”課程進行教學改革能夠有效地激發學生的學習積極性和主動性，充分發揮學生自身潛力，為學生將來的學習與工作奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]王國全.聚合物共混改性原理與應用[M].北京：中國輕工業出版社，2006.

[2]楊菁菁，周健，周仕龍，楊潤苗.“高分子材料改性綜合實驗”課程教學的改革與實踐[J].江蘇理工學院學報，2015，（6）.

[3]于淑娟.《聚合物合成工藝學》課程教學與改革[J].廣西師范學院學報：自然科學版，2012，（2）.

[4]趙德仁，張慰盛.高聚物合成工藝學[M].北京：化學工業出版社，2006.

[5]李馨.考試改革對提高大學生綜合素質的探討[J].農業教育研究，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）

篇5

關鍵詞：功能高分子設計；雙語教學；探究式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0210-02

“十二五”規劃指出，目前我國新材料產業正處于強勁發展階段，新材料產業約占國內生產總值的15%，預計年增長速度保持在20%以上。而其中的高分子材料由于獨特的結構和易改性、易加工的特點，使其擁有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能，從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，并已成為現代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。而其中功能高分子材料興起于上個世紀60年代，是高分子材料滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料，指在其原有優異力學性能基礎上，還具備化學反應活性、導電性、光敏性、生物相容性、選擇分離性、仿生性、磁性等特定功能的高分子及其復合材料，近年來在高分子材料領域占主導地位。

而功能高分子設計課程就是面向功能高分子材料方向本科學生的概論性課程，是一門研究與功能高分子相關的分子設計與合成方法的學科，主要包括各種特殊的功能單體的設計與合成、各種活性聚合方法及當前高分子設計相關范疇的最新研究成果和方向。目的是使學生在已有的有機合成和高分子化學課程的基礎上，進一步掌握功能高分子的單體設計與合成、活性聚合方法等理念與技能，培養學生初步具有設計功能單體和選擇聚合方法的能力，并了解本學科方向前沿新動向，為今后學生在功能高分子材料領域就業或繼續深造打下基礎。如何讓功能高分子設計課程的教學更適應時代的要求，滿足和諧社會創新人才培養的需求，是我們必須研究和探索的問題。

如今，國內高校的功能高分子設計課程教學所存在的問題主要表現為兩方面：（1）以漢語教學為主。功能高分子設計課程中，一部分重要內容為講述先進功能高分子材料，需要緊跟該領域前沿性發展情況，而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現在國際刊物、國際會議資料以及互聯網上，查閱英文文獻是獲取這些最新信息的主要途徑，并且國外已有許多原版教材可直接作為圖書資料使用[1，2]，導致學生僅被動依靠教師翻譯講述，無法自主獲取該領域最新的研究成果，致使學生對學科發展前沿了解不足，固步自封，也不利于提高學生的專業英語水平。（2）以“注入式”教學方法為主[3，4]。通常由教師在講臺上講授分析原理、目的、內容及測試實例，不利于激發學生興趣，導致學生主觀能動性發揮不夠，不利于培養學生的綜合能力和創新思維。綜上所述，傳統的漢語主講，注入式教學為主的功能高分子設計課程教學無法保證高質量的教學效果和質量，不利于培養既具有扎實專業理論功底，又具有良好外語水平的創新型復合人才，所以，筆者在32課時的課堂實踐基礎上提出了采用雙語教學和探究式教學相結合的方法，主要包括以下四階段的探索。

一、專業英語的有效學習

功能高分子類專業課的雙語教學旨在促使學生獲取專業知識的同時提高英文運用能力。其中的教學核心是培養學生運用英文思考、求知、交流專業知識的能力，為學生今后在專業領域運用英文進行交流以及科學研究打下基礎，不可舍本逐末過多地注重英文語法與詞匯的講解，所以稱之為英語的“有效學習”。

選取化學工業出版社的《高分子材料專業英語》，進行常用高分子單體、有機試劑及實驗器具單詞的教學，從共有詞頭和詞根出發，比如聚合“poly-”和烴“-ene”等，目的使學生在4個課時內可以做到看懂常用單詞，但并不盲目追求拼寫與語法。

二、團隊合作的開放討論

在完成初期的英語學習后，將學生分為6～8人小組，給出8～10個專題講座方向，讓學生進行小組內部討論，找出本小組最感興趣的方向，隨后委派代表在課堂陳述，最終制定6個專題。目的是教授學生感興趣的專題，而不是照本宣科地講述功能高分子領域的“老三篇”。比如學生提出專題為“導電高分子材料在電子類產品上的應用”，既與傳統專題“導電功能材料”相關，又與當今信息時代的大環境切合，可以有效提高學生的主觀能動性，使學生思維碰撞，激發學生興趣，促進創造思維的發展。

在此過程中，讓學生充分表現、合作與競爭，使教師指導和學生自主探究相結合，傳授知識和解決問題相結合，單一性思考和求異性思維相結合。要密切關注討論的進程和存在的問題，及時進行調整和引導；充分調動學生討論的積極性，及時發現優點，特別是善于捕捉后進生的“閃光點”，及時給予鼓勵。

三、英文文獻的小組pk

在確定專題以后，采取“2-1-1”的4課時講座模式，即教師進行2課時的專題講座，學生進行1課時的文獻閱讀與表述，最后進行1課時的課堂大討論，要求小組學生分工將文獻進行總結梳理，得出自己的結論和解釋。不同的學生或者團隊可以就同一問題提出不同的解釋或看法。他們要能夠將自己的結論清楚地表達出來，大家共同探討，使大家思維相互碰撞，努力撞擊出創造思維的火花。

以“感光功能高分子材料”為例，教師主要講述感光類高分子材料的光作用機理、感光基團、常見感光高分子材料，并通過英文前沿文獻的講述讓學生了解感光高分子材料的應用，隨后布置小組分工英文文獻閱讀，在下次課堂上讓各個小組代表進行文獻講述。文獻講述不需要全篇翻譯，注重理解該感光材料的合成方法和過程，以及其制備的目的和意義，并能通過小組討論與自主思考去試圖提出該文獻的創新點及不足之處，做到不迷信文獻。講述完成以后，教師帶領所有小組對各小組的表現對進行點評與提問，模擬答辯模式，很好地鍛煉學生的口頭表述能力和心理素質。最后進行小組相互評分，評出感光功能高分子材料專題文獻講述的第一名，充分提升同學們的競爭意識，引爆課堂氣氛。

四、功能設計的綜合應用

最后4課時為考核課時，考核目的為讓學生具備可以初步具備設計特定功能高分子材料的能力，比如選取“我身邊的綜合功能高分子材料設備”，讓每小組選取生活中常用的物件，指出其所含有的兩種或多種功能高分子材料，并通過小組討論、課程復習及資料查閱指出如何設計新型的功能高分子材料來取代傳統材料。例如，有小組圍繞“手機”進行協作，指出手機的表觀柔感涂層為感光功能高分子材料，具有快速、綠色、高效的特點，可采取無機填料與高分子復合的方法進行性能改進；而手機的內層電路板為導電高分子材料，可通過先進的印刷電子的方法快速制備一體化電路，降低制作成本。由此，讓學生從更深層面上理解功能高分子材料擁有廣泛應用性的特點，消除了學生“學而無以致用”的疑慮，顯著提高了學生的主觀能動性，有效培養了學生的綜合能力和創新思維。

總之，在功能高分子設計課程中，開展雙語教學與探究式教學相結合的方法對于人才培養是一項非常有意義的工程，在教學實施過程中，因材施教、循序漸進，從教學的準備、策略、方法和細節等各環節精心設計及有效實施，并不斷探索與改進。培養出既具有深厚的專業知識基礎，又具有良好專業外語的運用能力，同時洞悉學科前沿的創新性復合人才。

參考文獻：

[1]徐丹，黎盛，李代明.包裝材料學課程雙語教學實踐與探索[J].中國輕工教育，2012，（6），72-74.

[2]張暉，張積家.雙語水平和雙語經驗隊大學生創造力態度的影響[J].現代教育論壇，2011，（4），26-30.

[3]呂明生，王淑軍.食品分析課程教學實踐與實踐[J].科教文匯，2008，（1），44-47.

篇6

尊敬的貴公司領導：

您好!

衷心的感謝您在百忙之中翻閱我的這份自薦書，誠待您的指導。

我叫xx，是20XX屆天津渤海職業技術學院高分子材料與工程專業的畢業生。我所學的專業叫高分子材料工程，隸屬于化工系，不但學習了化工方面，如無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、化工原理、化工設備等學科的一系列知識,還進一步深造學習了高分子材料及其聚合方法、設備等所關聯的包括聚合物共混改性化學纖、高分子物理、高分子化學、高分子合成工藝學、成型工藝學、化工cad、高分子材料成型工藝設計、高分子材料加工原理等學科的一系列知識。除了專業知識的積累，還重新塑造了自己包括待人處事、注重團隊精神等優秀思想，而且經常鍛煉身體，為成為一名德智體全面發展的新時代人才而努力。

此外，我熱愛貴單位所從事的事業，殷切地期望能夠在您的領導下，為這一光榮的事業添磚加瓦;并且在實踐中不斷學習、進步。

收筆之際，鄭重地提一個小小的要求：

無論您是否選擇我，尊敬的領導，希望您能夠接受我誠懇的謝意!

祝愿貴單位事業蒸蒸日上!

此致

篇7

關鍵詞：高分子塑料；成型工藝；分析探討；未來發展

中圖分類號：TB32 文獻標識碼：A

一、高分子塑料的概述

1高分子塑料定義

高分子塑料是指以高分子化合物為主要成分的所有材料。從物理概念來說，高分子化合物的分子量應該在1000以上。目前我們所使用的塑料，它就是一種合成的高分子化合物，一般把它稱之為高分子或者巨分子，它是利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的，并由合成樹脂及填料、穩定劑、色料等添加劑組合而成的。而根據它的特點來說，它可以自由改變形體樣式。

2高分子塑料的特性

單就高分子塑料的特性來說，除了它可以自由改變形體樣式以外，它還具有一定的粘彈性，它在外力作用下會發生高彈性變形和粘性流動，其變形與時間有關。還具體低強度和高比強度。一般地高分子塑料強度很低，但是由于它的密度很低，所以比強度較高。

除此之外，還有一定的高耐磨性、高絕緣性、膨脹性、高化學穩定性、導熱性低、熱穩定性差等諸多特點。

3高分子塑料的分類

分析了高分子塑料定義、特性外，我們再來看它的分類。目前在我國現階段我們把它分為七大類。具體如下：高分子膠粘劑、橡膠、塑料、高分子涂料、纖維、功能高分子材料和高分子基復合材料。下面筆者根據工作經驗和體會分別對這七大類做一詳細的說明介紹，僅供參考。

第一類是高分子膠粘劑。它是以合成天然高分子化合物為根本的一種膠粘材料。而在實際應用中我們又把它分為天然和合成膠粘劑，不完全統計應用較多的是合成膠粘劑。

第二類是橡膠。從物理概念來說，它的分子鏈間次價力小，分子鏈柔性好，一般地在外力作用下可產生較大的形變，不穩定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢復原狀。

第三類是塑料。塑料在我們的生活生產中聽到的比較多。一般來講它是以合成樹脂或化學改性的天然高分子為主要的成分，加入填料、增塑劑和其他添加劑組合而成。我們通常按合成樹脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料。

第四類是高分子涂料。這個類型的主要是以聚合物為主，在生產中再添加溶劑和各種添加劑制得。一般把它分為油脂涂料、天然樹脂涂料和合成樹脂涂料三中，在日常生活中很常見。

第五類是纖維。這個也是在平時聽到最多的一種塑料，一般分為天然纖維和化學纖維兩種。物理學分析我們得出纖維具有次價力大、形變能力小、模量高等特點，一般為結晶聚合物。

第六類是功能高分子材料。現在我們已經采用的是高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料等待。它具有物質、能量和信息的轉換、磁性、傳遞和儲存等特殊功能。

最后一種是高分子基復合材料。這種材料綜合了原有材料的性能特點，在實際使用中我們根據需要進行材料的任意設計。

4高分子塑料的應用

如果說塑料的應用，我們大家都不陌生，在生活生產中都常見，而提到高分子塑料的應用，大部分人都比較陌生，而實際上，我們在生活中或多或少都聽到見到過，只是加以高分子就難以理解了。經過多年的工作體會和實際工作操作，現筆者就高分子塑料的應用做一闡述。具體如下。

從軍事尖端大方面來說，高分子塑料的應用已經涉及到軍事及尖端技術上，無形中它促使了高分子合成和加工技術的發展，據不完全統計它已經成為一種獨立的專門工程技術。

從高分子材料科學研究上來看，它是年輕而新興的學科。我們的科學家主要集中于結構和組成與材料的性質、探索加工工藝，對各種環境因素對材料性能的影響，其主要目的是為了進一步開發新材料、新工藝等。目前，從一些材料上看高分子材料已經和金屬材料等并駕齊驅，在國際上我們把它列為一級學科，這是很高的級別。

二、高分子塑料加工工藝

上文我們分析了高分子塑料的定義，特性，分類及應用，從大的方面我們有了一個感官的認識和了解，下面筆者再結合實際談談它的加工工藝。以便在實際中進一步總結應用。首先我們先來了解高分子塑料在加熱中出現的物理和化學變化。先來看物理變化。

1高分子塑料的物理變化。一般地，高分子塑料在等溫條件下會結晶，我們把它稱為靜態結晶。但實際在加工過程中，它大多數情況下結晶都不是等溫的，筆者認為這些因素都會影響結晶過程。實踐中我們得出，熔化溫度與在該溫度的停留時間會影響聚合物中可能殘存的微小有序區域或晶核的數量。

另外，高分子塑料如果在紡絲、薄膜拉伸、擠出等成型加工過程中會受到高應力作用，這個時候它就會有加速結晶作用的傾向；如果在剪切或拉伸應力作用下，熔體中會生成長串的纖維狀晶體，隨應力或應變速率增大，它的晶體中伸直鏈含量增多，晶體熔點升高。

經過多年的實踐，筆者得出這樣一個結論：就是說高分子塑料的分子鏈結構與結晶過程有很大的關系。具體來說，如果分子量愈高，大分子及鏈段結晶的重排運動愈困難，高分子的結晶能力一般隨分子量的增大而降低，這是成反比的，需要我們加以注意。

2高分子塑料的化學變化是指高分子塑料在高溫和應力作用下，受到熱和應力的作用它的大分子結構發生的一系列變化。這個變化中會發生輕微的降解物質，這個物質釋放出來后會產生大量的有害物質。所以，我們在實際加工的過程中，要嚴格控制原材料指標，并使用合格的原材料，在配方中我們還要考慮使用抗氧劑、穩定劑等輔材料來增強高分子對降解的抵抗能力，確保生產安全。

3高分子塑料成型加工工藝

在明確了高分子塑料的物理和化學變化后，下面我們進一步闡述它的成型加工工藝。具體如下：

現階段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和準備、成型及制品后加工等諸多過程。從它的加工工藝定義出發，一般地是通過溫度的作用，讓高分子塑料受熱熔化，經過高分子塑料成型設備加工成具有一定結構形狀的產品過程。筆者統計，現階段有擠出成型工藝、擠出注射技術、壓延成型、氣體輔助注射技術等。

3.1擠出成型工藝。這個工藝原理采用的是利用螺桿旋轉加壓，將塑料生產物料用擠出機擠入機頭，形成具備口模形態的型坯，完成冷卻定型，塑化等基本工藝流程。這個技術對成型工藝發展的研究具有重要的現實意義。但需要加以注意的是，在實際的加工過程中，我們為了確保工藝流程質量，在生產物料制備、模具設計方面我們的工作人員應當嚴格監督控制，確保質量有所提升。

3.2擠出注射工藝。擠出注射工藝它的突出優點是可以更加靈活地調節復合物的配方，省去了造粒、包裝等工序，可以降低設備費用和減少了生產時間。

3.3吹塑成型工藝。在這個工藝中，筆者僅僅拿出其中一個工藝來討論——多層吹塑成型工藝。這個工藝可以用于要求反滲透性能良好的制備品加工中。在生產中它能夠實現原料的不斷更換。對于那些大型燃油箱容器的生產時的冷卻工藝處理來說，這個時候就急需要減少模腔內壓力。我們可以采取將熔料儲存在擠出螺桿前端的熔槽中，在高速下擠出型坯，以最大限度減少型坯壁厚的變化，確保消除垂縮和擠出膨脹現象。

3.4注射成型工藝。筆者認為，該工藝是塑料加工生產中最為實用且最為普遍的一種工藝。在生產中可以配合設備自動化控制系統的運用情況下，實現高分子塑料生產工藝的價值。經過筆者的實踐分析來看，這種工藝具有應用范疇廣、生產效率較高以及工藝操作簡單等很多的特性。在目前的生產中應用比較廣泛，生產效率也很高。

三、高分子塑料成型加工工藝未來發展

隨著目前科技的日益發展和實際的需求情況來看，高分子塑料成型加工工藝已取得了一定的成果。這主要體現在向高性能化方向發展。比如說用化學或物理的方法來控制發光倍率的發泡制品，具有分離機能和透析機能的離子膜。

再有就是向精密化發展。比如說，我們使用的超微指令的激光唱盤、計算機光盤等。最后是向優質化發展。我們可以采用與其他成型加工技術組合的加工方法，比如擠出壓縮法等。還有就是以磁帶為代表的記憶制品，像錄像帶，以及高絕緣等。

結語

本文對高分子塑料材料的定義、特性、分類及加工工藝，未來發展分別做了闡述，這讓我們不難看出，高分子塑料材料在實際應用中不但取得了一定的成績，而且還向高度集成化、精度控制自動化等特性方面快步發展。換句話說，高分子塑料材料是通過制造成各種制品來實現其使用價值的，我們從應用角度來講，以對高分子材料賦予形狀為主要目的成型加工技術有著重要的意義。

參考文獻

[1]《高分子材料學與工程》征稿簡則[J].高分子材料科學與工程，2010（04）.

[2]胡杰，袁新華，曹順生.《高分子材料成型加工》課程教學中的幾點思考[J].科技創新導報，2010（04）.

[3]陳捷.炸藥、高分子材料及部件貯存性能與老化機理研究進展[A].中國工程物理研究院科技年報，2010.

篇8

[關鍵詞]分形　自相似　分維　高分子

分形理論與耗散結構理論、混沌理論被認為是70年代科學上的三大發現。1967年曼德布羅特(b.b.mandelbort)在美國權威的《科學》雜志上發表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的，也就是局部形態和整體形態的相似。實際上，具有自相似性的形態廣泛存在于自然界及社會生活中，曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎上，形成了研究分形性質及其應用的科學，也就是現在的分形理論(fractaltheory)，自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。

由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規則圖形的強有力工具。自分形理論發展以來，國內外對分形理論在各方面的應用進行了大量的理論和實踐，材料學中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學的各個領域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學中的應用做一淺議。

一、分形維數的測定方法

根據研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數；根據觀測度關系求維數；根據相關函數求維數；根據分布函數求維數；根據頻譜求維數，分形在材料科學中應用時，一般應用的測定分維方法是：盒維數法、碼尺法和小島法。

二、分形理論在高分子結構中的研究

(一)高分子鏈結構中的分形

由于高分子尺寸隨鏈結構象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統計數學中的“無規飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分數維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構象[4]。

(二)高分子溶液中的分形

由于高分子溶液中的大分子鏈使得其和普通液體在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應力傳輸等。在實際研究中。分形結構主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應中，高分子溶液的凝膠化反應主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現象，是介于晶態與非晶態之間的一種半凝聚態，這個過程中高分子鏈之間會形成的網絡結構，該結構是一類形狀無規、無序且不規整的錯綜復雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應。

(三)固體高分子中的分形

對于高分子材料，當固體高分子材料斷裂時，不同力學性質的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規則形態，是一種近似的或統計意義的分形結構，可用分形理論進行分析表征，從而根據斷面的形狀定量評價材料的力學性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規則的微觀結構，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現出較復雜的形態，無法用傳統的幾何學理論進行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態的復雜程度作量化的表征[5]。

(四)結晶高聚物中的分形

篇9

關鍵詞：形狀記憶高分子； 記憶機理； 材料特性； 醫療；紡織

文章編號：1005－6629(2009)02－0053－04中圖分類號：O63 文獻標識碼：E

材料、能源、信息分別是現代文明的三大支柱，而材料是人類社會文明發展歷史上里程碑式的階段性標志。所謂的形狀記憶材料聽上去似乎有點玄乎，給人一種具有生物智能特性的錯覺。那么，它究竟是不是真的如此神奇呢？它的神奇之處在哪？

自1981年，有人發現高分子材料聚乙烯具有獨特形狀記憶功能，至1984年，形狀記憶高分子材料(Shape memory polymers，簡稱SMP)的概念在日本提出。可以說，SMP是當代材料化學發展的產物。時至今日，其功能已經得到了人們的廣泛關注。

1形狀記憶高分子的“記憶”機理

形狀記憶是指具有初始形狀的制品，經形變固定之后，通過加熱等外部條件刺激手段的處理，又可使其恢復初始形狀的現象。研究最早也最為廣泛的是熱致形狀記憶高分子(簡稱TSMP)。以此為例來闡述。

1.1 橡膠彈性理論對SMP形狀記憶特性的解釋[1]

圖1 線形高分子材料的溫度與形變的關系圖

如圖，Tg為玻璃化溫度(材料達到玻璃態與橡膠態時的臨界溫度)，Tt是粘流溫度。橡膠在室溫下處于高彈態，而塑料是玻璃態。這是由兩者分子結構和相對分子質量等因素的不同造成的。如果材料的玻璃化溫度高于室溫，則材料在室溫下處于玻璃態。如果材料的玻璃化溫度低于室溫，在室溫下它就處于高彈態。

橡膠在室溫下就處于高彈態，一根橡膠管在適當的外力作用下可伸長數倍而當外力解除之后便可回復到原長。但是，如果把一個橡膠管放在液氮里，它便會失去彈性，拿出來以后進行敲打，它也會像玻璃一樣極易被打碎。把它放到室溫下，使其溫度慢慢升到室溫，它仍會恢復為具有彈性的橡膠管。這便是所發現的橡膠的形狀記憶功能：橡膠的交聯網絡起到記憶其原來形狀的作用，而其玻璃態具有固定其形變的作用。

一般塑料的加工要先升溫到粘流態，吹塑后冷卻為一定形狀的制品，也是一樣的道理。

1.2 SMP的形狀記憶機理

從分子結構及其相互作用的機理方面加以解釋，形狀記憶高分子可看作是兩相結構, 即由記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆的固化和軟化的可逆相組成。

固定相的作用在于成形制品原始形狀的記憶與回復, 而可逆相的作用則是形變的發生與固定。固定相可為聚合物的交聯結構、部分結晶結構、超高分子鏈的纏繞等結構。可逆相可以是產生結晶與結晶熔融可逆變化的部分結晶相,或發生玻璃態與橡膠態可逆轉變的相結構。在高分子形狀記憶材料中,由于聚合物分子鏈間的交聯作用,即材料中固定相的作用束縛了大分子的運動,表現出材料形狀記憶的特性。并且,由于可逆相在轉變溫度Tg會發生軟化-硬化可逆變化,材料才可能在Tg以上變為軟化狀態, 當施加外力時分子鏈段取向改變, 使材料變形。當材料被冷卻至Tg以下,材料硬化、分子鏈段的微布朗運動被凍結、改變取向的分子鏈段被固定,使得材料定型。當成形的材料再次被加熱時,可逆相結晶熔融,材料發生軟化,分子鏈段取向逐漸消除,材料又恢復到了原始形狀。

圖2 圖為形狀記憶高分子在60℃下, 45秒內回復原狀[2]

由高分子材料形狀記憶原理可知，可逆相對形變特性影響較大，而固定相對于其形狀恢復特性影響較大。從這個理論出發,就可以解釋為什么凡是既具有固定相又具有可逆相結構的聚合高分子材料, 都可顯示出一定的形狀記憶特性。

2形狀記憶高分子的“記憶”分類

形狀記憶材料除了形狀記憶高分子之外，還包括形狀記憶合金(SMA)和形狀記憶陶瓷(SMC)。相比較而言，前兩者的應用更為廣泛。

表1熱致形狀記憶高分子的類型

而與SMA相比，形狀記憶高分子不僅形變量大、賦形容易、形狀響應溫度便于調整，而且具有保溫、絕緣性能好、不銹蝕、易著色、可印刷、質輕價廉等特點。以前的研究著重于對熱致形狀記憶高分子的研究，筆者按具體的組成物質將其分類，見表1。

隨著研究發展的深入，除了熱致形狀記憶高分子，人們還發現了其他類型的形狀記憶高分子。根據回復機理來定義的形狀記憶高分子材料類型。具體見表2。

表2 形狀記憶高分子的分類[4]

3 形狀記憶高分子的具體應用解析

盡管只有短短27年的發展史，SMP的應用已涉及社會的很多領域。

3.1SMP在醫療裝備中的應用[5]

首先，可以利用形狀記憶聚合物的記憶特性，制作外科醫療器械或介入診療(介入診斷及治療)器材。比如, 美國利弗莫爾國家實驗室將聚合物聚氨酯、聚降冰片烯或聚異戊二烯等注射成為螺旋形,加熱后拉直再冷卻定型,即制得血栓治療儀中的關鍵部件――微驅動器。裝配到治療系統上后，利用光電控制系統加熱，使其恢復到螺旋形可拉出血栓。這種方法快捷、徹底，沒有毒副作用，是治療血栓的有效途徑之一。

其次,利用低溫形狀記憶特性的聚合物聚氨酯、聚異戊二烯、聚降冰片烯等可以制備用作矯形外科器械或用作創傷部位的固定材料，比如代替傳統的石膏繃帶。利用聚氨酯塑料的生物降解性能，通過內窺鏡可將由形狀記憶聚合物制成的器件, 如斷骨的外套管、血管的內擴管、血液的過濾網等精確地定位植入人體。此類材料在體溫的作用下能回復形狀,達到治療目的。這種治療方法, 不僅可以減小放置器件時所需的外切口, 而且由于器件本身在人體中可以逐步地通過降解而消失,不需要為取出器件而進行第二次手術，大大降低了危險性。

美國麻省理工學院報道了用形狀記憶材料來固定骨折部位的方法。將二次成型后的聚乳酸制件放入帶有裂紋的骨髓腔內。利用消毒后的鹽水對其進行加熱，使骨髓腔內的形狀記憶材料恢復到最初的形狀，變得較厚，從而和骨髓腔的內表面緊密接觸而不會滑移，固定作用良好。

另外，形狀記憶高分子材料還在手術縫合，止血、藥物釋放體系、人工組織及器官以及抗原響應等許多新興的高技術領域得到應用。

3.2SMP在紡織工業中的應用

形狀記憶聚氨酯在紡織品中的應用形式既可以進行紡絲以賦予紗線記憶功能，也可以作為織物涂層劑，或作為整理劑對織物進行功能性整理。利用它的透氣性可受溫度控制的特性，在室溫下就可以改善織物的穿著舒適度。具有良好的防水透氣、抗褶皺、耐磨性能。

3.2.1在防水透氣織物中的應用[2]

形狀記憶聚氨酯的透氣性可受溫度控制，在響應溫度范圍附近其透氣性有明顯的改變：將響應溫度設定在室溫,則涂層織物能在低溫(低于響應溫度) 時因低透氣性起到保暖作用;在高溫(高于響應溫度) 時, 因高透氣性起到散熱作用。聚氨酯的分子間隔隨體溫的升高或降低而擴張或收縮,正如人體皮膚根據體溫張開或閉合毛孔一樣,起到調溫保暖的作用。薄膜的孔徑遠遠小于水滴平均直徑,因此還可起到防水效果,使織物在各種溫度條件下都能保持良好的穿著舒適性。日本三菱重工公司已有相關聚氨酯涂層織物“Azekura”的報道。

3.2.2在防皺整理中的應用[6]

利用聚合物的形狀記憶恢復功能,以此類織物紗線或經形狀記憶整理的織物制成的服裝,具有不同于傳統意義上的防皺功能。當此類服裝具有足夠強的形狀記憶功能時,服裝在常溫下形成的折皺可以通過升溫來消除折痕,回復至原來的形狀。我們甚至可以設計高分子并將響應溫度調在室溫或人體溫度范圍內,從而可即刻消除形成的折皺。

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3.3在數碼通訊產品中的應用

圖3 概念手機

如圖，這款手機的材料是具有形狀記憶功能的聚乳酸復合物（PLA）。聚乳酸(PLA)可稱為是一種生物塑料，無毒、無刺激，具有良好的生物相容性，可生物分解吸收，強度高，不污染環境，可塑性好，易于加工成型。應用聚乳酸材料制成的手機等設備不怕摔、擠、壓，但是畢竟屬于塑料制品，抗腐蝕性會受到一定局限，進一步研究后有待推出市場。

3.4 其他應用

3.4.1 “光驅動分子閥”

作為光能轉變為力能的轉換器，光致感應形狀記憶高分子凝膠不能產生很大的感應力。但是如果在多孔質的聚乙烯醇薄膜上接枝光致變色分子的凝膠，經此處理過的聚乙烯醇薄膜固定后，根據水的透過速度測定光照效果后我們可以發現：光照前，由于凝膠的小孔堵塞，水的透過速度很小；光照時，由于凝膠膨脹，水的透過速度增大6O倍；光照停止后，水的透過速度又減小。這就表明利用SMP材料的光照效應可制造可控啟閉閥。

3.4.2 “光緩釋劑”

高分子凝膠放入含有藥物的水溶液內，藥物則浸入凝膠中，然后取出凝膠。依據藥物從凝膠向水溶液的釋放速度受光照的影響情況來研究光照效果。結果表明，光的存在與否對藥物的釋放有顯著的影響。利用此效應，藥物以合適的速率和劑量放到人體病灶位置，可達到更好的醫療效果。

4應用展望

隨著SMP技術的愈加成熟，人們開始研制通過加溫處理使汽車外殼、機殼和建筑物某些部件自動除去凹痕的制品；同時還萌生了用形狀記憶聚合物制造機器人四肢的想法, 設想用跳躍來代替機器人現在那種步履蹣跚的行走方式。環保方面,將熱致感應形狀記憶高分子材料應用于環保,利用其形狀記憶特性回收電子產品的新思路也很有意義。設計用SMP材料替代電子產品的緊固件如螺釘、螺紋套管、夾子回收時通過加熱的方法自行脫落。解決電子廢棄物因體積較小、構造復雜而產生的處理困難的問題，同時實現回收利用, 節約成本, 減少電子廢棄物的環境污染。

參考文獻:

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[3]朱光明.形狀記憶聚合物及其在生物醫學工程中的應用[J].生物醫學工程學雜志，2005，22(5):1082-1084.

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[6]韓永良等.熱致感應型形狀記憶高分子材料與纖維[J].合成纖維工業，2005，28.(1).

篇10

對傳統的透射電鏡實驗教學大綱進行了修訂，基本摒棄了電子衍射和高分辨分析的內容。

1)實驗目的。掌握透射電鏡的基本結構和原理;學習透射電鏡觀察形貌的基本操作;學習冷凍超薄切片技術;學習應用質厚襯度原理分析高分子材料圖片中襯度的形成;掌握高分子材料多晶衍射環的標定方法;掌握應用透射電鏡觀察共混、共聚、填充等高分子多相體系中各相結構及其分布的方法。

2)實驗內容及學時分配。實驗共4個學時，在時間安排上以典型高分子材料的形貌觀察為主要環節。

2觀察分析高分子材料典型樣品

實際操作和樣品演示相互結合，是實驗教學中最重要的環節，占據過半的實驗課時。對于不同學科，需要調整透射電鏡操作技術的側重點，并演示相應學科的典型樣品。這一點在以往的實驗教學中并不能實現。

1)最典型的樣品是超薄切片樣品，以硫化順丁橡膠樣品為例，觀察目的是30份N330在硫化順丁橡膠中的分布規律、粒徑、聚集態。首先，應在LowMag模式下仔細尋找大而薄的切片，越“透明”說明越薄，切片盡量連續。如果沒有合適的切片，后續的觀察意義不大。這一環節耗時長，很關鍵。其次，把選擇的切片進行放大，圖中小的分散顆粒是炭黑，背后灰白連續的區域是橡膠背底。背底越白，說明切片越薄。拍照時，注意選擇切片薄而均勻的區域，也就是背底盡量“白”而灰度均勻。

2)很多高分子樣品需要在較低放大倍數(如幾千倍)下觀察，例如，NBR/PLA共混材料，觀察分散相在基體相中的分布。這時，需要先調整電鏡束斑尺寸，在合適電子束強度下進行觀察并拍照。此外，觀察兩相共混結構時，有時需要染色處理，提高兩相襯度對比。

3)高分子材料樣品的透射電鏡圖片襯度較弱，例如，高分子乳液中的顆粒、高分子材料纖維，顆粒或線的輪廓不清晰，圖片整體襯度不強，這時，需要適當加大欠焦量，以圖片清晰而不出現明顯白邊為標準。

4)高分子結晶材料的多晶衍射環比較微弱，在觀察和拍照時需要增強束斑強度并采用擋針。

3與掃描電鏡結合，綜合分析材料的微觀組織

掃描電鏡與透射電鏡同屬于電子顯微學的范疇，都是用來觀察材料顯微組織與結構的重要工具。掃描電鏡圖片就如同對物體照相的照片，得到的是表面的立體三維圖像，只能看到表面，不能看見內部。而透射電鏡圖片是二維的圖像，沒有立體感，看到表面的同時也能看到內部，就像底片一樣。對于高分子學科，透射電鏡觀察形貌存在諸多不足，主要原因有如下三方面:

(1)圖片的襯度比較弱;

(2)超薄切片的成功率較低，限制了透射電鏡的觀察;

(3)切片的厚薄會直接影響樣品的分析結果，產生虛假信息。例如，對于橡膠切片，切片的厚薄將直接影響圖片中炭黑顆粒的多少與團聚程度，并不能完全真實、直觀地反映橡膠切片中炭黑顆粒的團聚度與分布。因此，建議與掃描電鏡結合，以全面反映樣品的微觀組織。應用掃描電鏡和透射電鏡都能觀察橡膠材料中炭黑顆粒的分布規律和聚集態。掃描電鏡觀察橡膠冷凍淬斷的斷面，制樣簡單。能反映樣品斷面上炭黑顆粒的分散，直觀清楚、立體感強。透射電鏡觀察橡膠的冷凍超薄切片，樣品制備較難，且受切片成功率與厚薄的限制。反映橡膠內部炭黑顆粒的分散，優點是顆粒邊界清晰，更容易觀察分布與團聚，計算顆粒尺寸更精確，直徑為20～50nm。兩者結合，能全面直觀地反映橡膠內炭黑分散情況和團聚程度，并準確計算粒徑。

4結束語