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關(guān)鍵詞:高分子阻尼材料;減振降噪;環(huán)保
一、高分子阻尼材料的工作機(jī)理
高分子阻尼材料的工作機(jī)理是在交變應(yīng)力等作用到聚合物時(shí),由于因鏈狀大分子必須花費(fèi)一定時(shí)間去克服鏈段間的內(nèi)摩擦阻力才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng),在應(yīng)力變化過程中,變形往往會(huì)更為緩慢,特別是在某種頻率或溫度下這種滯后表現(xiàn)的更為明顯。這種變形滯后必須消耗更多的能量所以減小了振動(dòng)體動(dòng)能,最終實(shí)現(xiàn)減震的效果。
現(xiàn)如今,阻尼材料已經(jīng)有了更多的發(fā)展,新型阻尼材料的出現(xiàn)讓高分子阻尼材料的工作機(jī)理變得更為復(fù)雜,因此用傳統(tǒng)的方式來解釋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)代的學(xué)者為了更好的解釋高分子阻尼材料的工作機(jī)理,試圖從粘彈性性能和微觀分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系來進(jìn)行剖析。學(xué)者Fradlin是最早定義阻尼性能和分子結(jié)構(gòu)關(guān)系的,他認(rèn)為互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物具有協(xié)同效應(yīng),它可以使兩聚合物之間相互交聯(lián)而限制相區(qū),促使分子水平混合,從而具有寬廣的阻尼峰。Thomas指出,聚合物中各個(gè)分子基團(tuán)對(duì)阻尼的貢獻(xiàn)不僅與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān),而且還與在聚合物分子中所處的位置有關(guān),進(jìn)而定量地提出了基團(tuán)貢獻(xiàn)分子理論。相關(guān)學(xué)者的分析,加深了對(duì)高分子阻尼材料的研究,讓新型高分子阻尼材料能夠應(yīng)用的更為廣泛,也擴(kuò)寬了高分子阻尼材料的研發(fā)領(lǐng)域和設(shè)計(jì)水平。
二、高分子阻尼材料的結(jié)構(gòu)性能
傳統(tǒng)的高分子阻尼材料具有一定局限性,結(jié)構(gòu)上呆板和單一的特性約束了使用者的使用需求,其主要包括離散型、約束型和自由型阻尼結(jié)構(gòu)。最近這些年以來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,高分子阻尼材料已經(jīng)取得了更多的研究進(jìn)展,在設(shè)計(jì)上取得了矚目的成就,其中最值得關(guān)注的便是復(fù)合型高分子阻尼材料。它主要是通過簡(jiǎn)單物理組合來實(shí)現(xiàn)各種單一阻尼材料的混合,并轉(zhuǎn)換其中的性能和結(jié)構(gòu)從而衍生出具有更多性能的高分子阻尼材料。
(一)具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)在阻尼層和基本彈性層之間添加了一層隔離層,這是它和自由阻尼結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別點(diǎn)。隔離層的主要材質(zhì)是鋁蜂窩、紙蜂窩、硬質(zhì)泡沫塑料等,具有高剛度、輕質(zhì)的性能特點(diǎn)。在彎曲振動(dòng)力作用于基本彈性層時(shí),這個(gè)隔離層將拉壓變形的力度增大,從而阻尼層材料的能效隨之增加,類似于杠桿放大的作用,所以也叫擴(kuò)變層。具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
(二)吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)和具有隔離層的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在一定相似之處,但是中間的聚氨酯泡沫不具備高剛度的物理特性,它呈現(xiàn)出的是柔軟的特性。因此,吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)往往在低頻震動(dòng)上具有更好的效果,如圖2所示。
圖2 吸收低頻振動(dòng)的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
為適應(yīng)低頻振動(dòng),增加了泡沫層,該泡沫層就相當(dāng)于一根很軟的彈簧,而普通阻尼層就相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量塊,故其本身就構(gòu)成質(zhì)量彈簧減振系統(tǒng),根據(jù)隔振理論,其有效隔振頻率k的范圍為k≥ 2 P,式中P為質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率,可由下式求出:
式中m為上層普通阻尼材料的質(zhì)量,k為泡沫層的剛度,只要泡沫層很軟,就意味著P很小,有效隔振頻率就更低。適當(dāng)選擇質(zhì)量及彈簧,便可控制有效隔振頻率范圍。
(三)消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的組成材料是對(duì)聲音具有特定作用的,纖維型或是泡沫型阻尼材料內(nèi)部有著空洞結(jié)構(gòu),在聲波進(jìn)入到這些空隙中時(shí),孔壁和空氣之間具備摩擦力,伴隨空氣間的粘性力,材料細(xì)纖維和空氣產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)能隨之降低,因此消聲復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)的消聲效果較為明顯。
(四)用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)
用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu),顧名思義是運(yùn)用到地震災(zāi)害中去的阻尼材料。把建筑物同地震運(yùn)動(dòng)相隔離的主要條件,一是支承座既能確保建筑物和其地基在水平方向上柔性連接,又能在垂直方向上提供足夠的支承剛度,二是支承座具有吸收振動(dòng)能量的能力,圖6即為其原理圖。
圖5 用于隔離地震的復(fù)合阻尼結(jié)構(gòu)原理圖
三、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,高分子阻尼材料也得以展開深入研究,并應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域中去?,F(xiàn)如今的高分子阻尼材料主要呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢(shì)。
一是高分子阻尼材料的寬溫域和高性能。高性能阻尼材料的要求主要為材料在寬溫域內(nèi)應(yīng)具備高損耗因子(tanδ)?;ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)(IPN)由于網(wǎng)絡(luò)間的相互貫穿、強(qiáng)迫互容、協(xié)同效應(yīng)及特殊的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)、雙相連續(xù)等形態(tài)特征,可有效拓寬高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),這已成為目前制備此類材料頗具前景的方法。
二是高分子阻尼材料需要對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響小。由于當(dāng)前社會(huì)環(huán)境壓力不斷增大,因此對(duì)于任何新型材料都要求具備較好的環(huán)保性能,因此高分子阻尼材料也朝著無溶劑型材料、高固體分、水性材料方向發(fā)展,從而具備環(huán)境友好性。
三是高分子阻尼材料的精細(xì)化和智能化。隨著科技的發(fā)展,高分子阻尼材料已經(jīng)朝著智能方向不斷發(fā)展,也表現(xiàn)出更多的應(yīng)用前景。在未來的研究工作中,改進(jìn)智能材料成為了重中之重,只有這樣才能符合科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要。
四、結(jié)語
現(xiàn)如今,高分子阻尼材料已經(jīng)在全世界各地廣泛應(yīng)用開來,也形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,德國(guó)漢高便是行業(yè)里的重要代表。在未來的發(fā)展過程中,高分子阻尼材料已經(jīng)朝著寬溫域、高性能、環(huán)境友好型、精細(xì)化和智能化的方向不斷發(fā)展,也成為了各個(gè)生產(chǎn)S家研發(fā)的重要考慮因素,特別是在開發(fā)環(huán)保型材料,水性材料和無溶劑材料方面成為了該領(lǐng)域研究中的重中之重。相信只要加快材料的綠色化進(jìn)程,高分子阻尼材料將會(huì)表現(xiàn)出更為重要的應(yīng)用作用,逐步縮小我國(guó)同國(guó)外材料發(fā)展的距離。
參考文獻(xiàn)
[1]符剛. 高分子阻尼材料制備及約束阻尼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[D].浙江大學(xué),2008.
[2]王奇觀,錢鑫,王曉敏,郭浩,白阿敏,程曉雅,王恒朝,閆蔣磊,陰晨亮. 共價(jià)聯(lián)結(jié)石墨烯/導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展[J]. 合成材料老化與應(yīng)用,2015,02:99-104.
[3]張乾,梁森,梁天錫. 嵌入式共固化耐高溫阻尼復(fù)合材料制備及老化前后力學(xué)性能[J]. 航空學(xué)報(bào),2015,07:2468-2474.
[4]李華. 高分子阻尼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 河北輕化工學(xué)院學(xué)報(bào),1990,01:80-86.
關(guān)鍵詞: 民族院校 《高分子材料進(jìn)展》 教學(xué)方法
《高分子材料進(jìn)展》課程是高分子材料專業(yè)的一門知識(shí)全面且內(nèi)容豐富的專業(yè)限選課程。該課程以高分子物理、有機(jī)化學(xué)、聚合物材料研究方法、高分子化學(xué)、聚合物合成工藝等課程為基礎(chǔ),涉及面極為廣泛[1]。課程總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí),參考教材為化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子材料進(jìn)展》,為研究生規(guī)劃教材,全書共分為5章,分別簡(jiǎn)要地介紹高分子材料合成反應(yīng)、高分子合成反應(yīng)實(shí)施技術(shù)、多組分高分子材料、液晶高分子材料及功能高分子材料方面的研究進(jìn)展。[2]考慮到《高分子材料進(jìn)展》課程是高分子專業(yè)在大三的上學(xué)期開設(shè),而且民族院校學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,課程學(xué)時(shí)短的特點(diǎn),因此重點(diǎn)講解高分子材料領(lǐng)域中的發(fā)展重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本課程的教學(xué)目的是幫助學(xué)生對(duì)異彩紛呈的高分子材料發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域有一個(gè)相對(duì)完整的了解,達(dá)到開闊視野的目的。針對(duì)《高分子材料進(jìn)展》課程涉及知識(shí)面廣、學(xué)生基礎(chǔ)差及對(duì)考查課不重視的特點(diǎn),有必要在教學(xué)過程中不斷改進(jìn)教學(xué)方法和考試模式,以期獲得較好的教學(xué)效果。[3]
一、本民族院?!陡叻肿硬牧线M(jìn)展》課程的基本情況
針對(duì)我校民族學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱,而《高分子材料進(jìn)展》課程“內(nèi)容多、范圍廣、課時(shí)少”的特點(diǎn),我們重點(diǎn)介紹高分子材料中發(fā)展迅速、發(fā)展前景廣闊的功能高分子材料,推薦的教材有《高分子材料進(jìn)展》和《功能高分子材料》[4]等。該課程總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí),學(xué)分為2學(xué)分,課程類型為專業(yè)限選課,課程以高分子材料的合成方法進(jìn)展、吸附分離功能高分子材料、高分子分離膜與膜分離技術(shù)、導(dǎo)電高分子、感光性高分子和醫(yī)用高分子材料等功能高分子材料的進(jìn)展為重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時(shí)穿插一些國(guó)內(nèi)外近幾年新發(fā)表的文獻(xiàn)和專利,以及國(guó)內(nèi)相關(guān)會(huì)議等。本教學(xué)采用多媒體教學(xué)方式,采用課堂提問和討論等多種形式進(jìn)行學(xué)習(xí),期末通過考查的方式考核學(xué)生,采用寫論文與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方法,平時(shí)成績(jī)包括上課出勤和課堂討論情況,論文成績(jī)與平時(shí)成績(jī)各占70%和30%。表1為《高分子材料進(jìn)展》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置及學(xué)時(shí)分配情況。
表1 《高分子材料進(jìn)展》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置及學(xué)時(shí)分配
二、強(qiáng)化基礎(chǔ),突出重點(diǎn)
首先,《高分子材料進(jìn)展》授課內(nèi)容看似豐富多彩,千變?nèi)f化,但是萬變不離其宗,歸根到底都是由高分子專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)衍生出來的,比如《高分子物理》、《高分子化學(xué)》中的經(jīng)典理論和概念等。從另一個(gè)角度看這些材料的出現(xiàn)印證了基礎(chǔ)知識(shí)的重要性,它們的誕生是經(jīng)得起檢驗(yàn)的理論和概念的應(yīng)用和發(fā)展的。因此通過介紹高分子材料的前沿進(jìn)展,既使學(xué)生對(duì)異彩紛呈的高分子材料世界有一定寬度的了解,又從深度上加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握,使學(xué)生知道這些材料是如何得到的,自己又能通過什么途徑得到想要的材料。
其次,因?yàn)椤陡叻肿硬牧线M(jìn)展》這門課的每一章都是高分子材料領(lǐng)域中發(fā)展迅速、成果頗豐的較大分支,獨(dú)立出來都能獨(dú)立設(shè)課,而在本課程中必須在幾個(gè)課時(shí)內(nèi)講完,所以在授課過程中,什么該講,什么略過,講的這些內(nèi)容是否能激發(fā)學(xué)生的興趣,是該課程的一個(gè)教學(xué)難點(diǎn),要求教師對(duì)這些前沿分支有全面而深入的理解,對(duì)它們所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握,這對(duì)教師的專業(yè)知識(shí)和教學(xué)方法提出了更高要求。
三、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)式教學(xué)
《高分子材料進(jìn)展》是學(xué)生在已經(jīng)掌握高分子化學(xué)、高分子物理基礎(chǔ)知識(shí)的前提下進(jìn)行的學(xué)習(xí)。內(nèi)容除了基本概念之外,有很多設(shè)計(jì)路線、研究方法,可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考。比如第3章吸附分離高分子材料和第4章高分子分離膜及膜分離技術(shù)中涉及自由體積和滲透壓的概念,這些都是《高分子物理》中學(xué)過的內(nèi)容,通過回憶這些知識(shí),使學(xué)生加深對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的理解,并對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用有一定的了解。其次,要注意生活中的實(shí)際例子或新聞報(bào)道中的最新科技進(jìn)展中與所講述內(nèi)容相關(guān)的部分,通過聯(lián)系生活實(shí)際,引出將要介紹的高分子材料。這樣既能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這類高分子材料的重要性,提高學(xué)習(xí)的積極性,又能讓學(xué)生了解到這類材料的最新的研究成果,提高對(duì)科學(xué)研究的興趣。如從全球都非常關(guān)注的環(huán)保問題出發(fā),引出廢水和廢氣處理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料,介紹這些高分子材料的設(shè)計(jì)路線和原理,讓學(xué)生從理論和實(shí)際相結(jié)合的角度深入理解所學(xué)的功能高分子知識(shí)。同時(shí)可以提出一些生活中材料的不足,讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性,提出解決這些材料不足之處的方法或設(shè)計(jì)新的功能高分子材料的想法。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會(huì)大大提高,教學(xué)效果也會(huì)得到顯著增強(qiáng)。
另外,還要有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,緊跟最新研究進(jìn)展,適當(dāng)補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容。高分子材料進(jìn)展課程是綜述高分子材料領(lǐng)域發(fā)展熱點(diǎn)的一門課程,所介紹的內(nèi)容每隔一段時(shí)間可能都有新的研究成果誕生,我們應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)補(bǔ)充那些熱門和重要的研究成果到教學(xué)內(nèi)容中。比如該課的學(xué)時(shí)少,可以在課程快結(jié)束的幾周時(shí)間重點(diǎn)介紹一些最新的前沿進(jìn)展和相關(guān)會(huì)議,讓學(xué)生了解到高分子材料的發(fā)展趨勢(shì),提高學(xué)生對(duì)高分子材料的興趣?;ヂ?lián)網(wǎng)資源豐富,內(nèi)容更新快,是老師補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容的最佳途徑。目前,利用網(wǎng)絡(luò)資源作為課堂教學(xué)的輔助手段,是學(xué)生喜聞樂見的形式。老師可以提供一些高分子專業(yè)的權(quán)威網(wǎng)頁,方便學(xué)生瀏覽查閱。同時(shí),可以鼓勵(lì)學(xué)生在網(wǎng)上搜索最新的研究成果,再在課堂上以口頭報(bào)告的形式傳達(dá)給學(xué)生。這樣,既能讓學(xué)生對(duì)高分子材料進(jìn)行全面的了解,又能讓學(xué)生主動(dòng)地參與教學(xué),達(dá)到較好的教學(xué)效果。
四、科研與教學(xué)相結(jié)合,以科研促進(jìn)教學(xué)
把科研引入本科教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要措施,也是高等教育的顯著特點(diǎn)。在《高分子材料進(jìn)展》課程本科教學(xué)過程中,正確有效地將教學(xué)與科研相結(jié)合,有利于提高教學(xué)效率,豐富教學(xué)內(nèi)容,營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍并提高創(chuàng)新能力,全面提高教學(xué)質(zhì)量。教師在課堂教學(xué)中可以介紹自己的科研成果,介紹本專業(yè)課題組正在研究探索的科研項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室和課題組,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到教師的科研中。例如,作者介紹自己碩士和博士期間所從事的科學(xué)研究,以及科研小組的一些趣聞趣事,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。
總之,在高分子材料進(jìn)展課程的教學(xué)過程中,教師首先應(yīng)進(jìn)行教材分析和學(xué)情分析,再采用比較適合的教學(xué)方法,在知識(shí)和技能的傳授中針對(duì)民族學(xué)生基礎(chǔ)差的弱點(diǎn),采取強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)的教學(xué)方式,了解學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀,做到教學(xué)方法靈活多樣,教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新,這樣才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。教師還應(yīng)繼續(xù)努力提高業(yè)務(wù)能力,理論聯(lián)系實(shí)際,使學(xué)生在這門課程的學(xué)習(xí)中得到切實(shí)的收獲。
參考文獻(xiàn):
[1]周立,孫榮欣.科技信息.2010,21,151.
[2]張留成,閆衛(wèi)東,王家喜.高分子材料進(jìn)展[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
關(guān)鍵詞: 高分子材料 加工助劑 多媒體 案例教學(xué)
高分子材料在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)、人民生活、醫(yī)療衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,是現(xiàn)代社會(huì)中衣、食、住、行、用各個(gè)方面不可缺少的材料[1]。高分子材料的成型加工是高分子專業(yè)研究的重要主題,相應(yīng)助劑對(duì)提高高分子材料的合成效率、加工性能、使用性能有著至關(guān)重要的作用,隨著助劑行業(yè)的發(fā)展,助劑品種日益繁多[2]?!陡叻肿硬牧霞庸ぶ鷦肪褪敲嫦蚋呗殹⒏呓虒W(xué)生開設(shè)的一門高分子專業(yè)課程,通過多年本門課教學(xué),筆者總結(jié)出以下教學(xué)方法。
1.講明本課程在高分子專業(yè)知識(shí)構(gòu)成中的作用
合成與加工成型是高分子材料專業(yè)研究的兩大主題,其中加工成型離不開高分子加工助劑相關(guān)專業(yè)知識(shí),因?yàn)閷?duì)助劑的品種和性能不了解,成型加工的工藝設(shè)計(jì)與控制難以進(jìn)行[3]。助劑在配合塑煉和基本成型過程中起這樣的作用:加工過程中改善聚合物的工藝性能,影響加工條件,提高加工效率;改進(jìn)制品性能,提高它們的使用價(jià)值和壽命。概括起來說,助劑和聚合物是相互依存的關(guān)系。聚合物的研究和生產(chǎn)先于助劑,但只有在具備適當(dāng)助劑和加工技術(shù)的條件下,它們才有廣泛的用途。
因此,高分子材料加工助劑是高分子專業(yè)知識(shí)構(gòu)成中重要組成部分,本專業(yè)學(xué)生應(yīng)形成這樣的概念:從事高分子材料加工成型過程的工藝設(shè)計(jì)和控制工作離不開高分子材料加工助劑的相關(guān)知識(shí)。
2.本課程教材的選擇
目前,市面上有不同教材可供教學(xué)選擇,針對(duì)不同教學(xué)對(duì)象和教學(xué)大綱的具體要求,老師應(yīng)相應(yīng)選擇教材。筆者選用方海林主編的《高分子材料加工助劑》,該教材面向本科生教學(xué),通過教材學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)高分子材料加工中常用助劑的概況、作用機(jī)理、品種合成、性質(zhì)及其應(yīng)用等有全面深入的理解;通過具體工藝及配方學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)它們對(duì)材料的工藝和性能的影響,具有一定解決實(shí)際問題的能力。當(dāng)然,由于教學(xué)過程中課程設(shè)定為32學(xué)時(shí),老師可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣適當(dāng)取舍,如第九章劑、發(fā)泡劑、著色劑、發(fā)泡劑的講解可以適當(dāng)縮減一些,而第二章增塑劑內(nèi)容可以適當(dāng)補(bǔ)充一些書本以外的知識(shí)。
3.本課程的教學(xué)方法
3.1多媒體結(jié)合板書
信息拓展展示以多媒體為主,重點(diǎn)問題講解以板書為主[4]。對(duì)于《高分子材料加工助劑》課程教學(xué),多媒體課件重點(diǎn)在以下三個(gè)方面突出應(yīng)用:(1)當(dāng)涉及大量信息拓展或者多種形式的直觀展示時(shí),以多媒體為主,如各種助劑的外觀圖片、合成助劑的工藝流程圖、同一類助劑各種典型的化學(xué)結(jié)構(gòu)式展示等。(2)對(duì)于大量公式推導(dǎo)、文字描述可以通過多媒體方式進(jìn)行,這樣可以比較準(zhǔn)確完整地反映同時(shí)節(jié)省大量授課時(shí)間。板書的引導(dǎo)會(huì)帶動(dòng)學(xué)生的思維層層深入,更容易將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講透。如講熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理時(shí),通過板書講解與分析,可以引導(dǎo)學(xué)生思考,更容易將難點(diǎn)講透。
3.2案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要教師精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,巧妙設(shè)置探究問題,引導(dǎo)學(xué)生在分析案例中研究問題,從而形成認(rèn)識(shí)、發(fā)展能力、升華情感,并借助情境與問題實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[5]。對(duì)于《高分子材料加工助劑》課程教學(xué),工廠已經(jīng)采用的一些助劑配方設(shè)計(jì)實(shí)例都是鮮活的案例,教師可以在課堂上大量引入配方實(shí)例,通過對(duì)配方實(shí)例的分析,告訴學(xué)生各種助劑在配方中起什么作用,在配方設(shè)計(jì)時(shí)遵循什么樣的設(shè)計(jì)規(guī)律,為學(xué)生將來從事配方設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
3.3課后在線答疑
現(xiàn)在學(xué)生幾乎達(dá)到人手一臺(tái)電腦,學(xué)生對(duì)電腦的常用操作基本熟練,特別是一些交流工具,如電子郵件、QQ在線聊天甚至視頻對(duì)話等,筆者認(rèn)為借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)生課后答疑是一種教學(xué)輔助方法。學(xué)生在課后學(xué)習(xí),如在做課后作業(yè)時(shí)遇到問題,借助電子郵件向老師提問,可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然,這種答疑方法有待進(jìn)一步探索,如果老師每天進(jìn)行大量郵件答疑會(huì)增加教學(xué)負(fù)擔(dān),這時(shí)可以采取更靈活的方法如建立QQ群,在指定時(shí)間內(nèi)在線群聊進(jìn)行答疑等。
4.成績(jī)考核與評(píng)價(jià)
《高分子材料加工助劑》考核可以選用考試、小論文、大作業(yè)等方式進(jìn)行,由于這是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,學(xué)生將來運(yùn)用相關(guān)知識(shí)時(shí)需要很強(qiáng)的主觀能動(dòng)性。筆者經(jīng)過多年實(shí)踐認(rèn)為用小論文考核更符合這門課的學(xué)習(xí)規(guī)律,因?yàn)閷懶≌撐谋旧砭褪菍W(xué)生一個(gè)再次學(xué)習(xí)的過程,這個(gè)過程需要查閱比較多的資料,將內(nèi)容很好地組織,還要形成自己的認(rèn)識(shí)及評(píng)價(jià)。布置完小論文題目后,一般會(huì)提出以下寫作要求:寫作緊扣論文題目、不出現(xiàn)偏題、有學(xué)術(shù)性;寫作條理清晰,內(nèi)容安排有序;寫作重點(diǎn)突出;寫作參考資料充分、全面;寫作中能提出自己的觀點(diǎn)、對(duì)現(xiàn)代企業(yè)管理的認(rèn)識(shí);寫作字跡清晰、工整,表達(dá)流暢,字?jǐn)?shù)3000左右。批改小論文的時(shí)候按學(xué)生對(duì)以上寫作要求的執(zhí)行情況進(jìn)行評(píng)分。學(xué)生最終成績(jī)按學(xué)校、系部要求進(jìn)行,結(jié)合平時(shí)考核和期末考試成績(jī)綜合評(píng)分。
5.教學(xué)效果與評(píng)價(jià)
通過本課程學(xué)習(xí),需要實(shí)施培養(yǎng)專業(yè)面寬、知識(shí)面廣和工程能力強(qiáng)的應(yīng)用型本科人才這一課程教學(xué)目標(biāo),絕大部分學(xué)生應(yīng)掌握常用高分子材料加工助劑的作用機(jī)理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能、用量,并具有初步設(shè)計(jì)聚合物材料配方的能力。從已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生反饋看,學(xué)習(xí)這門課為從事相關(guān)工作打下很好的基礎(chǔ),學(xué)生進(jìn)入工廠后將在比較短的時(shí)間內(nèi)滿足崗位要求,從事聚合物配方設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)、控制等工作。
目前,新的高分子材料加工助劑不斷被研發(fā)出來,知識(shí)更新非常快,而學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)興趣也有時(shí)代特征,如何上好《高分子材料加工助劑》這門課需要不斷探索、持續(xù)研究。
參考文獻(xiàn):
[1]周鵬.高分子材料的發(fā)展及應(yīng)用.科技創(chuàng)新,2015(11):69.
[2]馮嘉春,鄭德,陳鳴才.我國(guó)高分子助劑研發(fā)現(xiàn)狀及思考.透視,2007(2):33-36.
[3]向明.高分子助劑在聚合物成型加工中的應(yīng)用研究.年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì),2007:799.
一、高分子材料與工程
高分子材料與工程專業(yè)培養(yǎng)具備高分子材料與工程等方面的知識(shí),能在高分子材料的合成、改性、分析測(cè)試和加工成型等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)高聚物化學(xué)與物理的基本理論和高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能知識(shí)及高分子成型加工技術(shù)知識(shí)。
學(xué)習(xí)課程
聚合物加工原理、聚合物成型工藝、聚合物流變學(xué)、高分子物理、高分子化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)
畢業(yè)生具備的專業(yè)知識(shí)與能力
掌握高分子材料的合成、改性的方法;
掌握高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系;
掌握聚合物加工流變學(xué)、成型加工工藝和成型模具設(shè)計(jì)的基本理論和基本技能;
具有對(duì)高分子材料進(jìn)行改性及加工工藝研究、設(shè)計(jì)和分析測(cè)試,并開發(fā)新型高分子材料及產(chǎn)品的初步能力;
具有應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力;
具有對(duì)高分子材料改性及加工過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理的初步能力。
就業(yè)方向
該專業(yè)畢業(yè)生可到石油化工、電子電器、建材、汽車、包裝、航空航天、軍工、輕紡及醫(yī)藥等系統(tǒng)的科研(設(shè)計(jì))院所、企業(yè)從事塑料、橡膠、化纖、涂料、粘合劑、復(fù)合材料的合成、加工、應(yīng)用、生產(chǎn)技術(shù)管理和市場(chǎng)開發(fā)等工作,以及為高新技術(shù)領(lǐng)域研究開發(fā)高性能材料、功能材料、生物醫(yī)用材料、光電材料、精細(xì)高分子材料和其它特種高分子材料,也可到高等院校從事教學(xué)、科研工作。
高分子材料與工程專業(yè)的20所大學(xué)
二、復(fù)合材料與工程專業(yè)
復(fù)合材料與工程專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質(zhì),強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,健康的體魄和健全的心理素質(zhì)、德、智、體全面發(fā)展,掌握新型復(fù)合材料生產(chǎn)原理和生產(chǎn)工藝、能勝任無機(jī)材料、高分子材料、新型復(fù)合材料等生產(chǎn)企業(yè)基層管理工作和實(shí)際崗位操作,具有較高綜合素質(zhì),“用得上、留得住”的應(yīng)用型人才。
專業(yè)特色
該專業(yè)既重視學(xué)生數(shù)學(xué)、力學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論培養(yǎng),又重視學(xué)生的工程能力訓(xùn)練,并對(duì)有關(guān)專業(yè)課實(shí)行教學(xué)內(nèi)容的國(guó)際接軌。課程設(shè)置注重基礎(chǔ)理論與工程的結(jié)合、自然科學(xué)知識(shí)教育與文化素質(zhì)教育結(jié)合,理論與實(shí)踐相結(jié)合。學(xué)校會(huì)設(shè)有工程設(shè)計(jì)制圖課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、下廠實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文等實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)有高分子物理實(shí)驗(yàn)、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)、復(fù)合材料制備與加工實(shí)驗(yàn)、材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)等 。
就業(yè)方向
本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可畢業(yè)生可以就業(yè)于與復(fù)合材料相關(guān)的汽車、建筑、電機(jī)、電子、航空航天、國(guó)防軍工、信息通訊、輕工、化工等有關(guān)企業(yè)和公司,擔(dān)任工程研究 人員、工程師和營(yíng)銷管理人員,從事設(shè)計(jì)、研發(fā)、分析、生產(chǎn)、測(cè)試、評(píng)價(jià)、營(yíng)銷、管理等工作;也可以在高等院校、研究設(shè)計(jì)院所從事科研教學(xué)工作。
開設(shè)院校
哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、青島大學(xué)、青島科技大學(xué)、長(zhǎng)江大學(xué)、中北大學(xué)、河北工程大學(xué)等
關(guān)鍵詞:聚合物成型工藝學(xué);高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備;成型加工;教學(xué)改革
高分子材料作為最重要的材料品種之一,在人們的生活和生產(chǎn)中具有不可替代的作用[1-2]。高分子材料優(yōu)異性能的體現(xiàn)在于選用合適的材料并選用適當(dāng)?shù)某尚图庸し椒ê驮O(shè)備?!毒酆衔锍尚凸に噷W(xué)》和《高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備》是高分子材料相關(guān)專業(yè)的兩門專業(yè)課,是高分子科學(xué)領(lǐng)域的研究和工程技術(shù)人員必備的技術(shù)知識(shí)[3-4]。在課程講授過程中發(fā)現(xiàn),《聚合物成型工藝學(xué)》和《高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備》這兩門課程聯(lián)系緊密,既相互區(qū)別,又相互補(bǔ)充。因?yàn)樵O(shè)備決定工藝,不同的設(shè)備,有不同的工藝,只有根據(jù)設(shè)備的情況,制定符合實(shí)際的工藝,才能發(fā)揮設(shè)備的最大功能,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。反過來,在講授設(shè)備的時(shí)候,也需要講授工藝,工藝?yán)斫饬?,能夠更好的促進(jìn)對(duì)設(shè)備的理解。高分子材料生產(chǎn)設(shè)備很多,有些內(nèi)容也很抽象,用工藝把一些特定的設(shè)備聯(lián)系起來,就容易理解多了,因此,這兩門課是相互促進(jìn),相互發(fā)展的關(guān)系,但是在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)一些缺陷,比如:《聚合物成型工藝學(xué)》和《高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備》的有些內(nèi)容發(fā)生重疊,分別講授這兩門課時(shí),有些內(nèi)容向?qū)W生重復(fù)講授[5,6];另外,這兩門課程具有內(nèi)容分散、抽象、半理論半經(jīng)驗(yàn)化等特點(diǎn)[3],要提高教學(xué)效果,需要進(jìn)行教學(xué)改革。
1明確這兩門課教學(xué)主線
聚合物成型加工工藝及設(shè)備這兩門課程既與高分子化學(xué)和高分子物理緊密相連,同時(shí)又是高分子專業(yè)理論研究與實(shí)際生產(chǎn)相互聯(lián)系的紐帶[7]。在教學(xué)過程要緊扣高分子物理和高分子化學(xué)中的知識(shí),因?yàn)楦叻肿硬牧霞庸さ脑S多問題往往可以歸結(jié)到高分子材料特殊的鏈結(jié)構(gòu)。同時(shí)使學(xué)生能夠明白材料制品的性能既與材料本身的性能有關(guān),同時(shí)在很大程度上受到成型加工方法、工藝條件和加工設(shè)備的影響。同樣的材料通過不同的加工方法、加工工藝或加工設(shè)備,所得制品的性能就不同。在講課的過程中要讓學(xué)生理解高分子材料如何通過成型加工得到具有一定使用性能的制品;材料的成型加工設(shè)備與成型加工工藝有何關(guān)系;制品性能與材料本身的性能以及成型加工設(shè)備和成型加工工藝又有什么關(guān)系;同樣的材料通過不同的加工工藝或加工設(shè)備,所得制品的性能為什么不同等等[8]。因此,教學(xué)內(nèi)容的講授緊緊圍繞“高分子材料———成型加工設(shè)備和工藝———影響制品性能的因素”這條高分子材料成型加工設(shè)備和工藝的主線來展開,重點(diǎn)使學(xué)生了解和掌握制品性能與高分子材料、成型加工工藝和成型加工設(shè)備之間的關(guān)系。
2教學(xué)內(nèi)容的改革即教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定,以及某些知識(shí)點(diǎn)的合并和教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充、跟進(jìn)和更新
有了教學(xué)主線之后,教學(xué)內(nèi)容的就很好安排了,對(duì)某些重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行合并,對(duì)相關(guān)的本學(xué)科的最新發(fā)展要跟進(jìn),并充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中去,對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行更新,使《聚合物成型工藝學(xué)》和《高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備》授課重點(diǎn)突出,內(nèi)容精煉,知識(shí)體系完整。對(duì)前沿領(lǐng)域的跟進(jìn)與補(bǔ)充,可以引導(dǎo)學(xué)生開闊思路,激發(fā)學(xué)生興趣,激發(fā)他們對(duì)自己專業(yè)的熱愛。教學(xué)內(nèi)容既詳細(xì)地講授基礎(chǔ)知識(shí),包括詳細(xì)地講授材料的鏈結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系,同時(shí)又要系統(tǒng)地講授當(dāng)前主流的高分子材料成型加工技術(shù)、設(shè)備和工藝。從高分子材料的加工原理出發(fā),對(duì)成型加工設(shè)備和工藝進(jìn)行詳細(xì)地探討,既講授各種高分子材料成型加工的共性,又分別介紹塑料、橡膠等不同高分子材料的成型加工特點(diǎn)和區(qū)別。
3教學(xué)模式的改革與實(shí)踐
考慮到這兩門本課程信息量大、內(nèi)容多、涉及到的領(lǐng)域?qū)?,其課堂教學(xué)主要采用多媒體輔助教學(xué),使課程內(nèi)容形象直觀準(zhǔn)確呈現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生更容易的接收和理解。但是對(duì)于不同的課程內(nèi)容可以采取靈活的教學(xué)模式,對(duì)于部分章節(jié),聯(lián)系本人在工廠工作的經(jīng)歷,采用案例式教學(xué)。例如在在講述配方設(shè)計(jì)時(shí)就可以采用案例式教學(xué)。圖1給出了在實(shí)際工廠的一般生產(chǎn)過程。圖1專用料加工廠一般生產(chǎn)過程流程圖Fig.1Theflowofmanufactureprocessforspecialmaterialprocessingplant首先市場(chǎng)部拿到一個(gè)訂單之后,技術(shù)部根據(jù)客戶的要求,選者生產(chǎn)配方,然后生產(chǎn)樣品,待過對(duì)方確認(rèn)之后開始批量生產(chǎn),最后是檢驗(yàn)、包括、入庫(kù)、發(fā)貨。由于不同的客戶對(duì)產(chǎn)品性能的要求不同,不可能拿到十分準(zhǔn)確的配方,一般是根據(jù)工廠技術(shù)部門現(xiàn)有的技術(shù)資料以及以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),首先制定一個(gè)初步的配方,然后經(jīng)過客戶試料之后,根據(jù)客戶的意見,再進(jìn)行改進(jìn)。講述這部分內(nèi)容時(shí)主要講授這個(gè)配方當(dāng)中哪些組分對(duì)產(chǎn)品性能起到?jīng)Q定性的影響,基于什么樣的考慮提出這樣的配方,并指出在生產(chǎn)過程應(yīng)當(dāng)注意什么問題。然后再把改進(jìn)過程進(jìn)行詳細(xì)地講授。例如在設(shè)計(jì)生產(chǎn)塑料椅子專用料項(xiàng)目中,應(yīng)重點(diǎn)考察其阻燃性能、加工性能和增韌體系以及阻燃劑與基體的相容性,才能得到高強(qiáng)度、高韌性以及阻燃環(huán)保的高分子復(fù)合材料。而針對(duì)不同的配方,在其性能滿足客戶要求的基礎(chǔ)上,對(duì)其阻燃劑與基體的相容性進(jìn)行深入分析。這樣既增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,又豐富了教學(xué)內(nèi)容,從而提高了教學(xué)效果和教學(xué)水平。
4結(jié)語
《聚合物成型工藝學(xué)》和《高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備》具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用性,要明確高分子材料的工程特性,使學(xué)生從整體上把握和理解材料制品性能與材料本身的性能、成型加工方法、加工工藝和加工設(shè)備的關(guān)系。在教學(xué)過程中,既要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,又要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。近幾年,通過對(duì)聚合物成型工藝和設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革,在授課過程中,既注重強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,又不忽視基礎(chǔ)理論知識(shí),強(qiáng)化學(xué)生的綜合素質(zhì),取得了良好的效果。
作者:陳國(guó)昌 葉明富 單位:安徽工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]馬巫明,東為富,啟繪宇,等.《聚合物成型加工》課內(nèi)課外協(xié)同教學(xué)新模式的改革與探索[J].教育教學(xué)論壇,2016(3):268-269.
[2]張世杰,黃軍左.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革[J].河南化工,2014,31(12):58-59.
[3]陳國(guó)昌,葉明富.聚合物成型工藝學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2013,30(3):119-121.
[4]王琛.高分子材料加工工藝學(xué)精品課程建設(shè)初探[J].紡織科技進(jìn)展,2014(5):88-90.
[5]周達(dá)飛,唐頌超.高分子材料成型加工[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000:100-102.
[6]徐德增.高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2009:111-113.