時間：2023-09-15 17:30:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高分子材料發展趨勢，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：功能高分子材料；研究現狀；發展前景
一、功能高分子材料的概念及開發意義
功能高分子材料，是指具有一定傳遞或存儲物質、信息及能量作用的高分子和高分子復合材料。這使得功能高分子材料不僅具有原來的力學性能，同時還兼具如光敏性、導電性、化學反應活性、生物相容性、選擇分離性、能量轉換性等一系列其他特定性能。按照其功能劃分，功能高分子材料主要可分為4類：①物理功能：具體包括超導、導電、磁化等功能；②化學功能：具體包括光的聚合、降解、分解等；③生物功能：具體來說包括生理組織及血液的適應性等；④介于化學、物理之間的功能：主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具備特殊的功能，受到了各個領域的廣泛重視，特別是其不可替代的諸多特性都為很多領域的技術進步提供了基礎和前提，甚至已經因此而誕生出了一批先進的、符合社會發展潮流的新產品。因此，當前各國都加大了對功能高分子材料的人力物力財力投入，面對時間各國的競爭，我國也需要盡快加大對功能高分子材料的研發力度，從而擺脫我國國防、電子、醫藥和其他尖端領域嚴重依賴國外功能高分子材料市場的困境。
二、功能高分子材料的研究現狀分析
目前針對功能高分子材料的研究和應用現狀，主要集中于功能高分子材料的光功能、電功能、生物功能以及反應型功能應用這幾個方面：
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和應用主要體現在光固化材料、光合作用材料、光顯示用材料以及太陽能光板這幾個方面，這些具體的應用能通過對光的吸收、儲存、傳輸、以及轉換功能，實現對光能的有效利用。例如，目前已經能夠通過光功能高分子材料的運用實現光傳導來幫助植物的光合作用。此外，運用光功能高分子材料實現手機的太陽能充電也已經成為現實。
2.電功能高分子材料
電功能高分子材料，除了具備良好的導電性能外，其電導率還能根據應用狀況的不同，在半導體、金屬態和絕緣體的范圍進行變化。此外，由于電功能高分子材料一般密度較小、易于加工，同時具備良好的耐腐蝕性，在當前的工業領域中也被廣泛的應用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物領域被廣泛的應用。如常見的有，由生物功能高分子材料所制成的人體植入物（視網膜植入物、腦積水引流裝置等）以及人體義肢等。
4.反應型功能高分子材料
這種高分子材料是一種具備很強化學活性的高分子材料，能夠有效的促進化學反應。它是通過對構建高分子骨架，并將小分子反應活性物質通過離子鍵、共價鍵、配位鍵或物理吸附作用進行骨架填充，以實現高分子功能才能的強化化學合成與化學反應的效果。
三、功能高分子材料的發展前景及趨勢分析
功能高分子材料具備很多優勢特征，這些都使得其更加符合經濟發展和社會發展的需求，這也使得功能高分子材料的研究工作在各國的競爭中日益白熱化。而去隨著投入的不斷深化，和技術的不斷完善。新型功能高分子材料必然在我們的尖端科學及日常生產生活中扮演越來越重要的角色。功能高分子材料的幾種發展趨勢。
1.復合高分子材料
目前，功能高分子材料正逐步由均質材料向著復合高分子材料的方向發展，同時其材料的功能也向著多功能材料的方面發展。復合高分子材料往往是在一種基體材料（如金屬、陶瓷、樹脂等）上，加入增強或增韌作用的高聚物，再通過將多相物復合成一體，就形成了新的復合高分子材料，這種高分子材料能夠充分發揮各相的性能優勢，因此具有廣泛的發展應用前景。在今后的發展中，航天科技、醫療衛生、生活家居、甚至汽車制造等領域，都需要各種高性能的復合高分子材料。
2.環境友好型高分子材料
經濟的粗放發展，給整個地球h境都帶來了深重的災難，而隨著人們對環保問題的日益重視，各國對各種材料的生態可降解性要求也日益突出。因此，環境友好型高分子材料的開發和深入研究工作，也引起了各國的重視。當前，生物降解技術和環境友好型高分子材料技術大多掌握在發到國家，我國目前還處于追趕階段。隨著世貿組織對環保觀念的更加重視，環境友好型高分子材料在產品中的應用優勢也將日益顯著，為了把握這一趨勢，我國要積極開發研究出有自主知識產權的生物降解技術和環境友好高分子材料。
環境友好型高分子材料，通過易水解的高分子的作用在各種生物酶的作用下，能夠加速材料的水解反應，幫助材料進行生物降解。這種高分子材料目前研究的重點方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及緩釋性等方向。
3.隱身性能高分子材料
隱身性能高分子材料的研究應用主要在軍事領域，其也是當前各國的尖端軍事技術的研究方向之一。以往的隱身材料多采用超微粒子和細微粉，實踐證實，通過吸收衰減層、激發變換層以及反射層等多層材料的微波吸收，能夠取得一定的吸波效果，達到隱身的目的。但是，由于材料制備復雜，且雷達技術的日益發展，給隱身技術提出了更高的挑戰。此后，隱身性能高分子材料必然是向著厚度更小、質量更輕、功能更多以及頻帶更寬的方向發展。
關鍵詞 本科教育 課程改革 實驗能力 創新意識
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
高分子材料以其質輕、耐蝕、易加工等性能，正處于迅速發展時期，隨著新技術、新工藝、新設備不斷涌現，越來越多的企業迫切需要大量創新能力強、綜合素質高的高分子材料專業人才。建立面向市場和企業，適應現代高分子材料發展要求，培養具有創新精神和競爭能力強的復合型專業人才，已成為現有高校高分子材料與工程專業所面臨的重要問題。①②③④本文結合我校高分子材料與工程近年來的教學實踐，提出構建新的實驗實踐教學體系，實驗教學分層次、按模塊進行，加強了實驗教學的基礎性、系統性、綜合性和創新性，增加實踐教學比重，改變實踐教學模式，加強學科平臺建設，強化對學生創新性實驗能力的培養。
1 創新性實驗教學改革的必要性
實驗和實踐教學不同于理論教學，在很長時間里，實驗和實踐教學得不到應有的重視，實驗和實踐教學附屬于理論教學，在實際教學過程中多是驗證性和認知性實驗，啟發式、設計性以及綜合性實驗偏少，不利于學生創新能力和工程化能力的培養。高分子材料與工程專業是一門應用性較強的專業，以塑料、橡膠、膠黏劑、纖維、涂料為代表的高分子材料已在國民經濟建設中發揮越來越重要的作用，因此培養更多創新能力的從事高分子材料的合成、改性、共混復合、加工成型等方面的高素質人才是社會發展的必然要求。
以高分子材料與工程專業實驗課程建設為核心，深化實驗教學改革，通過按模塊教學，強化學生實驗技能，增加以新產品設計開發為導向的創新性實驗，兼顧趣味性和挑戰性，通過老師的引導，在實驗過程中培養學生如何分析問題和解決問題，提高學生工程創新能力。我校高分子材料與工程專業成立于1994年，2005年被批準為湖北省立項建設本科品牌專業，并于2010年通過合格驗收，同年被批準為國家特色專業建設點，2012年被批準為湖北省普通高等學校戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃項目，是我校首批在一本進行招生的專業。高分子材料與工程專業是與湖北省國民經濟和社會發展聯系緊密的應用型本科專業，在湖北省內乃至中南地區具有較大影響，為地方經濟建設培養了大批高層次應用人才，并提供了大量實用型科技成果。
2 創新性實驗教學的具體措施
2.1 構建創新性人才實驗培養方案，改革實驗課程體系
制定創新性人才實驗培養方案。高分子材料與工程專業是培養高分子材料及相關學科的基礎理論知識，通過理論學習及實驗、實踐教學訓練，掌握材料的制備、加工、分析測試等基本方法，能從事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成與相關產品的生產設計、研究、開發和技術管理等工作的創新型高級工程技術人才。⑤堅持“夯實理論基礎、拓寬專業口徑、增強工程和創新能力、提高科學素質”的人才培養思路。⑥注重理論和實踐相統一，重視工程創新能力的培養，加強對新材料相關產業和領域發展趨勢和人才需求研究，吸納相關產業、行業和用人部門共同研究課程計劃，制定與生產實踐、社會發展需要相結合的培養方案。
改革實驗課程體系。結合現代高分子材料發展狀況，及時完善高分子材料與工程專業實驗課程內容，補充高分子材料新技術、新工藝，參考國外知名大學的具體措施，我們在實驗課程體系與教學內容等方面進行全面的改革，建立有利于學生實驗創新能力培養的教學體系。根據學生認知能力的不同階段和理論課程進度計劃，按模塊化設計優化實驗教學內容。形成了由“化學基礎實驗”、“高分子化學與物理基礎實驗”、 “高分子工程實驗” 和“高分子綜合設計實驗” 四個實驗模塊組成的高分子材料與工程專業實驗教學新體系。其中化學基礎實驗模塊不僅包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學四大基礎化學實驗，而且還涵蓋儀器分析和化工原理實驗，在編制新的實驗課程體系時，結合高分子材料與工程專業的特點，對傳統實驗進行有目的的篩選、分類、整合和更新，突出學生基本技能的培養和訓練。高分子化學與物理基礎實驗包含高分子物理和高分子化學實驗內容，不僅鞏固學生所學的高分子科學實驗的基本理論，而且培養學生制備高分子材料、測試材料物理性能及高分子的結構表征和測試等技能。高分子工程實驗模塊包括橡膠、塑料、膠粘劑、涂料四大實驗，從材料加工、成型、性能測試以及應用，獨立設計實驗內容，旨在培養學生的實際操作能力，分析和解決實際問題的能力。高分子綜合設計實驗模塊是教學的最高層次，結合學生實際情況，有針對性選取實驗內容，應體現實驗的知識性、綜合性和創新性。
2.2 加強實踐教學建設與改革，強化學生實踐創新能力
近50年來，高分子合成工業取得了很大的進展。例如，造粒用擠出機的結構有了很大的改進，產量有了極大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒，產量約為3t／h；70年代至80年代中期，采用連續混煉機+單螺桿擠出機造粒，產量約為10t／h；80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒，產量可以達到40-45t／h，今后的發展方向是產量可高達60t／h。在l950年，全世界塑料的年產量為200萬t。20世紀90年代。塑料產量的年均增長率為5．8％，2000年增加至1．8億t至2010年，全世界塑料產量將達3億t，此外。合成工業的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結構，加速采用大規模進行低成本的生產。隨著汽車工業的發展，節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車越來越重要．汽車規模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關材料工業的發展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷，提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關鍵。
據悉，目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統汽車材料（如鋼鐵等）。因此，汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外，汽車中約90％的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具，在美國、日本等汽車制造業發達的國家，模具產業超過50％的產品是汽車用模具。目前，高分子材料加工的主要目標是高生產率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質方向發展；成型加工方面，從大規模向較短研發周期的多品種轉變，并向低能耗、全回收、零排放等方向發展。
二、現今高分子材料成型加工技術的創新研究
（一）聚合物動態反應加工技術及設備
聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外的Berstart公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機，可以解決其它擠出機（包括雙螺桿和四螺桿擠出機）作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段，但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯（PC）連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備，我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。關鍵技術也是反應擠出技術及設備。
目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品，都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題．另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程，達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點，這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術使我國聚合物反應加工技術直接切人世界技術前沿，并在該領域處于技術領先地位。
（二）以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術
1.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。此技術克服傳統方式的中間環節多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復雜等問題，將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體，結合動態連續反應成型技術，研究酯交換連續化生產技術，研制開發精密光盤注射成型裝備，達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。
2.聚合物／無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計（粒子設計），在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下，利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實現連續化制備聚合物／無機物復合材料。
3.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現混煉過程中橡膠相動態全硫化．解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備，提高我國TPV技術水平。
三、高分子材料成型加工技術的發展趨勢
近年來，各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃（攻關）等項目同時，非常注重科技成果轉化與產業化，完成產業化工程配套項目20多項，創辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司，使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列，近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺（套）。銷售額超過1．5億元，還有部分新設備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家．產生了良好的經濟效益和社會效益。例如PE電磁動態發泡片材生產線2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬美元，每條生產線一年可為制品廠節約21萬k的電費。塑料電磁動態注塑機已開發完善5個規格系列，投入批量生產并推向市場；塑料電磁動態混煉擠出機的中試及產業化工作已完成，目前開發完善的4個規格正在生產試用。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術與資本結合，引入新的管理、市場等機制，爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。我國已加入WTO，各個行業都將面臨嚴峻挑戰。
綜上所述，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技技術與裝備的道路，打破國外的技術封鎖，實現由跟蹤向跨越的轉變；把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。
參考文獻：
[1]ChrisRauwendaal，PolymerExtrusion，CarlHanserVerlag，Munich／FkG，l999.
[2]瞿金平，聚合物動態塑化成型加工理論與技術[M]．北京：科學出版社，2005427435．
[3]瞿金平，聚合物電磁動態塑化擠出方法及設備[J]．中國專利9O101034．
0，I990；美國專利5217302，1993.
關鍵詞：生態化工；環境友好；高分子材料；化工產業布局
中圖分類號：F061.3 X3 文獻標識碼：A文章編號：1673-0992（2011）04-0018-01
近年來隨著我國改革開放的不斷深入，國內市場的國際化發展進程加快，化學工業繁榮與環境污染的矛盾日趨突出，環境保護問題給我省化工行業的發展帶來嚴峻的挑戰。保護與改善人類賴以生存的環境是世界各國共同的課題。實現可持續發展，是當今世界發展的主流。所謂“可持續發展”，是指經濟發展既能滿足當代人們的需要，又不危及后代的需要，即“經濟發展必須與環境保護相協調”。 可持續的發展是科學發展觀的基本內容，其內涵概括為“堅持以人為本，樹立全面、協調、可持續的發展觀，促進經濟社會和人的全面發展。可持續發展，就是促進人與自然的和諧，實現經濟發展和人口、資源、環境相協調，堅持走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，保證一代接一代地永續發展。全面落實科學發展觀，實現可持續發展是擺在廣大化工建設者面前的重要任務。
一、我省化工行業發展及環保工作現狀
化學工業與國民經濟各領域及人民生活密切相關，是國民經濟的基礎產業之一。我省化學工業經過多年的發展，已經形成了門類齊全、品種配套、基本可滿足國內需要的化學工業體系。大型煤制甲醇及醋酸、節能型尿素、聯堿、高壓法三聚氰胺、尼龍化工等產品技術水平國內領先。河南煤化、中平能化、洛陽石化等大型企業集團具有相當產業規模，心連心化肥、安棚堿礦、昊華宇航等行業骨干企業規模和競爭力明顯提高，為我省化工產業進一步發展奠定了良好基礎。
我省在為國民經濟發展做出了重要貢獻的同時，化學工業的各項污染也名列前茅，環境影響嚴重，節能減排壓力加大。河南化工行業的平均能耗較高，為減少對環境的污染，化工行業做了大量的工作，取得了明顯成效。尤其是在國家治理污染、限制污染排放量、達標排放的活動中，我省在集中力量治污方面取得了很大成績。但限于歷史原因和現有經濟條件，化工企業的污染現狀仍然相當嚴重，治理污染的任務仍然十分繁重。深入研究開發新型環境友好高分子材料，進一步加強化工環保工作對建設生態河南有著重要的作用和影響。化工行業治理“三廢”污染，實現省政府提出的“生態省建設”目標，建立我省化學工業以低消耗、無污染或少污染、高產出、循環型為特征的生態工業，具有重要意義。
二、 全面建設“生態化工”的對策和措施
2012年我省的化工環保目標是，化學工業單位工業增加值能耗下降15%，廢水、二氧化硫、粉塵等污染物排放降低8%。主要產品綜合能耗進一步降低，合成氨綜合能耗小于1.6噸標煤/噸氨，甲醇綜合能耗低于1.8噸標煤/噸甲醇，燒堿綜合能耗低于500公斤標煤/噸燒堿(以30%計)。為實現上述目標，建設生態化工應采取如下措施：
（一 ）調整全省化工生產布局
建設生態化工是我省化學工業實施可持續發展戰略的根本要求，是實現化工和社會、資源、環境協調發展，主動適應全球經濟社會發展趨勢和提高綜合競爭力的需要。生態化工是按生態經濟原理和知識經濟規律組織起來的基于生態系統承載能力、具有高效的經濟過程及和諧的生態功能的網絡型進化型化學工業，它通過兩個或兩個以上的生產體系或環節之間的系統耦合使物質和能量多級利用、高效產出或持續利用。發展生態工業是化學工業走向新型工業化的必由之路。
以往，河南省化工企業布局分散，導致投入產出比小、環境壓力大。而集中起來，就能形成關聯和互補，解決傳統工業的弊端，實現發展方式的轉變。《河南省化工產業調整振興規劃》中指出要依托大型企業和重點產業集聚區，大力推進與國內外大型企業的戰略合作，加快重大基地建設;形成骨干企業為主體、產業基地為支撐、資源優勢得到充分發揮的產業格局，進一步增強化工產業在全省經濟發展中的支撐地位。堅持產業鏈式發展，提高可持續發展能力。按照上下游銜接關系，完善優化產業鏈條，提升產業競爭力和抗風險能力。大力發展循環經濟，強力推進節能減排，加強資源合理循環和梯級使用，切實提高資源利用效率。
（二）推行清潔生產工藝
清潔生產是指采用先進的工藝技術與設備、不斷采取改進設計、改善管理、綜合利用清潔的能源和原料等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。化工清潔生產涉及兩個全過程控制：生產全過程和產品使用全過程，即利用無廢生產技術，實現生產零排放或減少排放；在產品使用過程中，也不對環境造成破壞。
（三）重視源治理是實現與環境協調發展的主渠道
重視源治理是實現與環境協調發展的主渠道，目前高分子材料的開發應沿著：a、減量化-減少材料的用量；b、資源化-可回收利用；c、無害化-可環境消納；d、清潔化-可進行清潔生產；e、節能化-降低成型能耗等五個方面努力，為了達到上述目的，我們必須大力研究和利用相關行業的納米技術、原位復合技術、反應型擠出技術、動態硫化技術、超臨界回收技術、輻射技術、降解技術、礦物深加工技術等。由此可見，高分子材料的研究開發、產業化應圍繞著開發特種功能的高分子材料，目的在于使材料環境友好，減緩對地環生物圈的不利影響。
三、環境友好型高分子材料開發是建設“生態化工”的重要課題
傳統的材料研究、開發與生產往往過多的追求良好的使用性能，而對材料的生產、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源，并造成嚴重的環境污染，危害人類生存的嚴峻事實重視不夠。 環境友好型高分子材料是在人類認識到生態環境保護的重要戰略意義和世界各國紛紛走可持續發展道路的背景下提出來的，是國內外材料科學與工程研究發展的必然趨勢。
隨著高分子材料的快速發展及其應用領域的不斷擴展，高分子材料已成為社會發展和人類生活不可缺少的組成部分，為國民經濟的發展起到重要的作用。然而，它同時通過生產和使用的每一個步驟（如加工、使用、回收和遺棄等）對環境產生各種各樣的壓力和負擔。因此，近年來越來越重視發展環境友好的高分子材料。廣義上講，具有耐用、好的價格性能比、易于清潔生產、可回收利用、可環境消納等性能的高分子材料，都應屬于環境友好材料研究開發和推廣的范疇。環境友好型高分子材料是指在生產、使用、廢棄過程中均不會對環境造成不可逆轉的損害的材料，即具有高性價比、易于回收利用、采用節能環保方式生產、廢棄后在環境中完全降解，對自然環境、人類、生物圈無害或相對危害較小的材料，均稱為環境友好型材料。
[關鍵詞]高分子化學實驗；科研項目；人才培養
隨著高分子科學的發展，高分子材料已滲透到日常生活和工業的各個部門，新的高分子聚合反應、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學是一門以實驗為基礎的學科，是學生深入理解高分子化學理論課程和進行高分子化學材料研究的必備課程，對加強學生的實踐動手能力與創新能力培養等方面有著重要的作用[1-3]。傳統的高分子化學實驗教學模式基本是教師講解、學生操作、學生提交實驗報告、教師評分等。這種教學模式下，學生對實驗課程缺乏足夠的重視，往往只是按部就班地操作完，最后實驗報告能夠拿到合格的成績就足夠了，在實驗過程中缺乏對過程和細節的深入思考，因此不利于學生綜合素質的培養和創新能力的提升[4-6]。高分子化學是一門與時俱進的課程，高分子化學實驗應該進一步體現這種發展趨勢。因此，為了提高學生對高分子化學實驗課程的熱情與積極性，采用科研項目與高分子化學實驗課程相結合的教學模式，不僅能夠豐富實驗教學內容，提高學生的實驗技能和科研能力，也為培養出具有創新意識和創新思維的創新人才添磚加瓦。
1傳統高分子化學實驗教學中的問題
傳統的高分子化學實驗教學模式一般是固定的，即教師講解理論知識與實驗操作示范、學生根據教材的實驗目的和老師的要求進行程序化操作、學生課后撰寫實驗報告并交給老師、教師根據實驗結果的優劣進行實驗報告評分等。學生在這種教學模式下很少會對實驗設計、實驗過程和細節等進行思考與討論。對大部分學生來說，只要最后的實驗考核是合格的就足夠了，因此學生們往往是抱著完成任務的態度做實驗。這種實驗教學模式雖然實現了對學生動手能力的鍛煉，但是難以督促學生學以致用，導致理論課和實驗課是完全分離開來的，難以結合在一起。另外，這種固定模式和程序化的實驗課程，難以鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養出具有創新意識和創新能力的人才。高分子化學的發展與變化日新月異，高分子化學實驗也應該進一步體現這種變化趨勢，從而使得學生們更加深入地理解高分子化學的與時俱進。然而，由于實驗室資源與資金的缺乏，傳統的高分子化學實驗課程內容經常是幾年都固定不變的，對學科的新發展、新知識、新變化沒有吸收與提升。這種內容固定、操作按部就班的實驗課程很難調動學生的積極主動性，更難以引起學生對高分子化學的熱愛與興趣。
2科研項目與高分子化學實驗相結合
高校教師一般會以自己的研究領域為基礎，進行相關科研項目的申報。這些科研項目相對于高分子化學實驗來說，都是一些具有前瞻性和創新性的研究。因此，將高校教師的科研項目融入高分子化學實驗教學，對高分子化學實驗傳統教學模式進行改革，具有重要的意義。
2.1科研項目融入高分子化學實驗課堂的意義
高分子化學是一門與時俱進的課程。傳統的高分子化學主要以傳統高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主，相應的高分子化學實驗也是以合成或改性傳統高分子材料為主。隨著高分子科學的發展，高分子化學領域的新材料層出不窮，這不僅體現在生活、軍事、工業等領域的新型功能材料。在科研項目中，高分子化學材料的應用也得到了廣泛的關注與認可，高分子化學領域的科研項目在化學領域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項目中，涉及到的高分子化學材料通常具有較好的新穎性。因此，將科研項目的內容融入高分子化學實驗課堂，不僅能夠豐富高分子化學實驗的教學內容，提高學生對實驗的興趣和積極主動性，而且能夠培養學生的科研能力和科研思維。同時，教師也可能從學生們的思考與討論中，獲得新的想法。
2.2科研項目融入高分子化學實驗課堂的方法
高分子化學實驗的時間一般比較長。在等待的過程中，學生基本是在聊天，有的學生甚至在打游戲，很少有同學利用這個時間對實驗進行思考或者討論。這不僅浪費了寶貴的學習時間，而且不利于實驗的開展。即使后面實驗出現了問題，學生也不會花費過多的時間去尋找原因。因此，老師可以利用學生在等待實驗的過程中，將科研項目中較為簡單且與實驗有聯系的部分拿出來與學生討論。首先，將教師科研項目中與實驗相關的內容拿給學生分組討論，通過與自己的實驗比較分析，并結合理論課程和實驗課程知識，讓學生提出問題。進一步，根據提出的問題，讓學生先自己進行分析，得出結論后與老師進行討論。然后，老師根據學生的討論情況，引導學生提出解決問題的方法。最后，根據以上討論的內容，鼓勵學生進行進一步的創新，并鼓勵感興趣的學生利用課后時間進入教師所在實驗室進行深入的探索與研究。例如，傳統高分子化學實驗中，有一部分實驗內容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”，如果老師的科研項目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內容，就可以拿出來與學生進行討論，引導學生進行實驗課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創新實踐”這一過程，鍛煉學生的創新思維和科研意識，為將來進入實驗室進行畢業論文課題研究或科研項目研究打下良好的基礎。
2.3將科研項目內容融入高分子化學實驗教學中
高分子化學實驗教學，一般會有多個老師負責。每位老師都有自己的研究領域或專技特長。高分子學科之所以發展如此迅速，其中很重要的一個原因是其具有比較強的應用性。因此，根據帶教老師的研究領域，可以對現有的一些高分子實驗進行改進。例如，在“雙酚A環氧樹脂的制備”實驗中，主要內容是環氧樹脂的制備和環氧值的測定，而沒有涉及到環氧樹脂的應用。如果帶教老師的研究領域和科研項目與環氧樹脂相關，可以根據自己的科研項目內容，在與其他帶教老師及實驗中心討論后，適當增加實驗內容及應用。例如，可以增加不同制備時間下環氧樹脂的制備實驗，研究不同反應時間對環氧值的影響。同時，將具有不同環氧值的環氧樹脂進行粘結實驗，研究反應時間對環氧樹脂粘結性能的影響。這種將科研項目內容與高分子實驗課程相結合的方式，不僅保留了經典高分子化學實驗的內容，同時豐富了實驗課程的內容和方式，改變了傳統高分子化學實驗內容一層不變的局面。此外，這種目的導向性的高分子化學實驗內容，容易引起學生的思考與興趣，對于培養學生的科研思維和創新意識具有重要意義。
2.4將科研項目的資源與高分子化學實驗共享
由于資金或平臺的限制，大學生的高分子化學實驗課程往往只進行最基礎的研究，學生缺少進一步深入探索的機會與平臺。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺，因此，可以利用高校教師的實驗室資源和平臺，為那些對課程實驗內容感興趣的學生提供進一步研究的機會。例如，在“線性酚醛樹脂的制備”實驗中，主要內容是線性酚醛樹脂的制備和固化，沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學性能。眾所周知，酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應用。盡管這些性質屬于高分子物理領域范疇，但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內容。因此，該實驗課程結束后，可以帶領對酚醛樹脂感興趣的同學，進入研究酚醛樹脂教師的實驗室。將學生實驗得到的產品進行進一步的分析與研究，并要求學生提交相關的實驗報告和心得體會。通過這種方式，不僅能夠豐富實驗教學內容、增強學生對實驗的理解與認識、激發學生對實驗的興趣，還能夠幫助對科研感興趣的同學提前了解和掌握一些實驗內容與技術，為將來進入實驗室開展科研項目工作打下基礎。
2.5鼓勵學生將高分子化學實驗內容拓展為大學生創新研究項目
目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學生創新研究項目，例如大學生開放性實驗、“互聯網+”項目、創新創業項目、創新計劃等。這些項目的開展，離不開教師科研項目與平臺的支持。在高分子化學實驗課堂上，教師通過將科研項目與高分子化學實驗相結合，鼓勵學生對自己的實驗進行思考與創新，提出自己的想法與觀點。由于大學生專業知識和專業技能尚有不足，他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創新實踐”模式，與學生進行深入討論，直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學生創新項目，一般要求學生具有一定的實驗基礎和創新能力，且申請的項目要有一定的新穎性，這就要求在培養學生的實驗技能和創新思維方面下功夫。將大學教師的科研項目與高分子化學實驗結合起來，可以更好地培養學生的科研素養與科研思維，有助于學生將實驗內容拓展為創新研究項目。
關鍵詞：高分子阻尼材料；減振降噪；環保
一、高分子阻尼材料的工作機理
高分子阻尼材料的工作機理是在交變應力等作用到聚合物時，由于因鏈狀大分子必須花費一定時間去克服鏈段間的內摩擦阻力才能繼續運動，在應力變化過程中，變形往往會更為緩慢，特別是在某種頻率或溫度下這種滯后表現的更為明顯。這種變形滯后必須消耗更多的能量所以減小了振動體動能，最終實現減震的效果。
現如今，阻尼材料已經有了更多的發展，新型阻尼材料的出現讓高分子阻尼材料的工作機理變得更為復雜，因此用傳統的方式來解釋是遠遠不夠的。當代的學者為了更好的解釋高分子阻尼材料的工作機理，試圖從粘彈性性能和微觀分子結構的關系來進行剖析。學者Fradlin是最早定義阻尼性能和分子結構關系的，他認為互穿網絡聚合物具有協同效應，它可以使兩聚合物之間相互交聯而限制相區，促使分子水平混合，從而具有寬廣的阻尼峰。Thomas指出，聚合物中各個分子基團對阻尼的貢獻不僅與其分子結構有關，而且還與在聚合物分子中所處的位置有關，進而定量地提出了基團貢獻分子理論。相關學者的分析，加深了對高分子阻尼材料的研究，讓新型高分子阻尼材料能夠應用的更為廣泛，也擴寬了高分子阻尼材料的研發領域和設計水平。
二、高分子阻尼材料的結構性能
傳統的高分子阻尼材料具有一定局限性，結構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構。最近這些年以來，隨著科學技術的不斷發展，高分子阻尼材料已經取得了更多的研究進展，在設計上取得了矚目的成就，其中最值得關注的便是復合型高分子阻尼材料。它主要是通過簡單物理組合來實現各種單一阻尼材料的混合，并轉換其中的性能和結構從而衍生出具有更多性能的高分子阻尼材料。
（一）具有隔離層的復合阻尼結構
具有隔離層的復合阻尼結構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構最大的區別點。隔離層的主要材質是鋁蜂窩、紙蜂窩、硬質泡沫塑料等，具有高剛度、輕質的性能特點。在彎曲振動力作用于基本彈性層時，這個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，所以也叫擴變層。具有隔離層的復合阻尼結構如圖1所示。
圖1 具有隔離層的復合阻尼結構
（二）吸收低頻振動的復合阻尼結構
吸收低頻振動的復合阻尼結構和具有隔離層的復合阻尼結構結構存在一定相似之處，但是中間的聚氨酯泡沫不具備高剛度的物理特性，它呈現出的是柔軟的特性。因此，吸收低頻振動的復合阻尼結構往往在低頻震動上具有更好的效果，如圖2所示。
圖2 吸收低頻振動的復合阻尼結構
為適應低頻振動，增加了泡沫層，該泡沫層就相當于一根很軟的彈簧，而普通阻尼層就相當于一個質量塊，故其本身就構成質量彈簧減振系統，根據隔振理論，其有效隔振頻率k的范圍為k≥ 2 P，式中P為質量彈簧系統的固有頻率，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。適當選擇質量及彈簧，便可控制有效隔振頻率范圍。
（三）消聲復合阻尼結構
消聲復合阻尼結構的組成材料是對聲音具有特定作用的，纖維型或是泡沫型阻尼材料內部有著空洞結構，在聲波進入到這些空隙中時，孔壁和空氣之間具備摩擦力，伴隨空氣間的粘性力，材料細纖維和空氣產生振動，振動能隨之降低，因此消聲復合阻尼結構的消聲效果較為明顯。
（四）用于隔離地震的復合阻尼結構
用于隔離地震的復合阻尼結構，顧名思義是運用到地震災害中去的阻尼材料。把建筑物同地震運動相隔離的主要條件，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能量的能力，圖6即為其原理圖。
圖5 用于隔離地震的復合阻尼結構原理圖
三、應用及發展趨勢
隨著社會的不斷發展，高分子阻尼材料也得以展開深入研究，并應用到越來越多的領域中去。現如今的高分子阻尼材料主要呈現如下發展趨勢。
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應具備高損耗因子（tanδ）。互穿聚合物網絡（IPN）由于網絡間的相互貫穿、強迫互容、協同效應及特殊的細胞狀結構、雙相連續等形態特征，可有效拓寬高聚物的玻璃化轉變溫度（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環境的負面影響小。由于當前社會環境壓力不斷增大，因此對于任何新型材料都要求具備較好的環保性能，因此高分子阻尼材料也朝著無溶劑型材料、高固體分、水性材料方向發展，從而具備環境友好性。
三是高分子阻尼材料的精細化和智能化。隨著科技的發展，高分子阻尼材料已經朝著智能方向不斷發展，也表現出更多的應用前景。在未來的研究工作中，改進智能材料成為了重中之重，只有這樣才能符合科學技術不斷發展的需要。
四、結語
現如今，高分子阻尼材料已經在全世界各地廣泛應用開來，也形成了一定的產業規模，德國漢高便是行業里的重要代表。在未來的發展過程中，高分子阻尼材料已經朝著寬溫域、高性能、環境友好型、精細化和智能化的方向不斷發展，也成為了各個生產S家研發的重要考慮因素，特別是在開發環保型材料，水性材料和無溶劑材料方面成為了該領域研究中的重中之重。相信只要加快材料的綠色化進程，高分子阻尼材料將會表現出更為重要的應用作用，逐步縮小我國同國外材料發展的距離。
參考文獻
[1]符剛. 高分子阻尼材料制備及約束阻尼結構的設計[D].浙江大學，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. 共價聯結石墨烯/導電高分子復合材料的制備及性能研究進展[J]. 合成材料老化與應用，2015，02：99-104.
[3]張乾，梁森，梁天錫. 嵌入式共固化耐高溫阻尼復合材料制備及老化前后力學性能[J]. 航空學報，2015，07：2468-2474.
[4]李華. 高分子阻尼材料的結構設計[J]. 河北輕化工學院學報，1990，01：80-86.
1納米復合材料理論概述
1.1雙體復合材料雙體復合材料可以通過工業處理將納米粒子均勻的分散到二維薄膜材料中，粒子在彌散過程中會產生均勻或不均勻兩種分布狀態，這兩種分布狀態的復合結構都具有一定的穩定性。均勻和非均勻彌散狀態的薄膜基體表現出的層狀結構具有明顯的差異性，納米粒子分散混亂的材料的構成層級種類很多，分散有序、均勻的材料層級種類較少。1.2 多體復合材料多體復合材料可以通過工業處理將納米粒子均勻的分散到三維固體中，納米粒子會通過外力作用，深入固體組織結構，改變其分子集團的分布情況，進而影響三維固體的物理性能和化學性能。多體復合材料的應用前景非常好，是當今納米材料科研工作者研究的重點問題。
2納米復合材料發展趨勢分析
2.1納米復合涂層材料納米復合涂層材料的化學性質穩定，并且柔韌性好、硬度高、耐腐蝕性強，在工程材料表面涂抹這種防護材料不僅可以防止工程材料的破損，還能增加工程材料的防護功能。隨著現代工業技術的發展，復合涂層材料得到了顯著發展，單一納米結構逐漸轉變為多層納米結構。美國著名納米工程材料研究專家普修斯于2012年成功研制出了復合涂層納米材料，這類納米材料的抗氧化性能非常好，可以在高溫條件下保持不褪色、不熱化。對其材料進行強度檢測可發現，該材料的涂層硬度高達20.SGpa，是碳鋼強度的35倍。具體工藝流程如下：首先，用激光蒸發法去除鋼表面的納米結構，將金剛石納米粒子涂抹在鋼表面；之后，重復上述工藝步驟，在鋼表面上涂抹兩層金剛石納米粒子；最后，在高溫條件下對鋼表面材料進行擠壓復合。經過多次擠壓，納米復合涂層材料就此形成，經過加工，鋼材料的硬度提高了23.4倍。2.2 高力學性能材料高力學性能是突出材料的強度、硬度等物理性能，工程材料經過力學改性之后，其物理性質會發生翻天覆地的變化。對原始材料進行改性實驗雖然在一定程度可以提高材料的某些力學性能，但這種性能的提升具有很強的局限性，并不能真實的體現出材料的力學極限。經過納米復合材料改性，高力學性能材料得到了非常顯著的研究成果。高力學性能材料發展趨勢，主要表現在以下幾個方面：（1）高強度合金。采用晶化法可以大大提升納米復合合金材料的力學性能，對金屬進行納米復合實驗，可以將材料轉變成復合型納米金屬，如將鋁進行納米復合實驗，鋁會轉化為過度族金屬，這種金屬結構的延展性和強度非常高。（2）陶瓷增韌。納米粒徑很小，所以納米粒子很容易就可滲透到細小分子結構中，粘合關聯性并不緊密的各分子基團。在陶瓷增韌領域納米復合材料起到了很好的促進作用，在碳化硅粉末中加入粒徑為10μm的碳化硅粗粉，在高溫高壓條件下進行合成，合成之后碳化硅的物理性質會發生很大的改變，煅燒后的陶瓷材料的柔韌性明顯增強了，斷裂韌性提高了34.23%。2.3 高分子基納米復合材料高分子材料近幾年在我國工業領域應用十分廣泛，高分子材料的物理性能穩定且可塑性好，所以在裝飾行業中的發展前景非常廣闊。采用納米復合方式結合高分子基是我國納米工程材料正在研究探討的重要課題，目前我國科研專家已初步完成了部分高分子基納米復合材料的研制工作。具體表現在：將鐵和銅粉末按照4:5的比例進行研磨，研磨均勻后用高粒子顯微儀器提取鐵銅合金粉體，通過顯微鏡觀察可知這種粉體的晶體結構穩定，晶粒間的距離很短。這種粉體和環氧樹脂基團進行復合實驗可以研制出高強度的金剛石材料，并且其材料還具有很強的靜電屏蔽性能。2.4 磁性材料磁性材料是我國工業材料中研究難度最大的課題之一，因為磁性材料的電磁環境不好判斷，所以在應用時經常會遇到復合材料因磁性過大導致使用。隨著納米復合材料的研發和投入使用，磁性材料將進入全新的發展階段。人們在顆粒膜中發現了巨磁阻效應，納米粒子在空間流動會被周圍磁場帶入順磁基體當中，空間中的銅、鐵、鎳等磁性粒子都會附著在納米粒子上。經過金屬粒子和納米粒子的復合，顆粒膜材料不僅會擁有強大的電磁感應，還會具有較高的耐熱性能。2.5光學材料傳統光學材料的綜合應用能力很差，其材料的物理性能大多只能滿足導電性和導熱性，其硬度和穩定性都很差。納米復合材料誕生之后，人們逐漸找到了納米粒子的發光原理。不發光的工程材料當減小到納米粒子大小時，其粒子周圍會因光色折射產生一定的光。在可見光范圍內這些粒子會不斷產生新的光，雖然這些材料的納米粒子發出的光并不明顯，且穩定度也很差，但是科研專家可以從這方面入手，研究納米復合材料的發光性能。將具有代表性的工程材料作為可發光體，并對其分子結構轉化為納米粒子大小的發光體系，探討如何提高其發光強度、完善其結構發光性能。由此可見，納米復合很可能為開拓新型發光材料提供了一個途徑。納米材料的光吸收和微波吸收的特性也是未來光吸收材料和微波吸收材料設計的一個重要依據。
3結語
通過上文論述可知，利用納米粒子超強的附著能力，可以將納米工藝和傳統材料有機的結合在一起，這種復合型納米材料具有重要發展意義。當今社會納米復合材料的研究價值最高，其不僅在材料研究領域占有重要地位，在企業的發展中也是不可或缺的重要組成。
作者：段家寶 李新明 李常勝 單位：大連理工大學
1．1數據來源
以中國知網(CNKI)的《中國科技成果數據庫》為數據源，采用“名稱+關鍵詞+成果簡介”的組合檢索策略，以“生物*醫用*金屬”、“生物*醫用*高分子”、“生物*陶瓷”、“生物*復合材料”、“生物*醫學*衍生物”為檢索詞，對2000－2010年間我國科技成果產出進行檢索與數據清洗，得到1772條題錄。
1．2方法
使用TDA、Excel2010和Origin等統計與繪圖軟件為分析工具，從科技成果計量分析的角度，對相關科技成果數量進行數值模擬與計算，研究我國尤其是中國科學院系統生物醫學材料科技成果的年度分布、科技成果產出機構分布等，并進行對比分析、描述和數據挖掘等深入研究。
2結果
2．1科技成果產出數量趨勢
我國生物醫學材料科技成果數量的縱向變化規律，反映了生物醫學材料的受關注程度和發展速度。2006－2009年是生物醫學材料科技成果的高峰時期，與我國的生物醫學材料技術研發投入主要分布在近5年即“十一五”相吻合。中國科學院系統在該領域的發展趨勢與全國基本一致。圖1我國生物醫學材料技術成果產出年度分布
2．2我國科技成果產出內容分析
統計結果表明，生物復合材料在近年發展最為迅猛，從2006年開始取得跨越式發展，至2010年累計取得411項成果;而醫用金屬(188項)、醫用高分子(177項)、生物陶瓷(189項)、生物醫學衍生物等材料(209項)的發展速度低于生物復合材料，比較平穩。統計結果顯示，從2000－2010年，中國科學院系統生物醫學材料科技成果也主要集中在生物復合材料方面，共計62項;其他4種生物醫學材料科技成果產出相對較少，分別為生物醫學衍生物37項，陶瓷材料31項，醫藥高分子32項，醫用金屬材料35項。
2．3科技成果產出地區分布
分析我國主要省市在生物醫學工程領域的科技成果產出，有助于挖掘不同地區間研發力量的差異，合理配置資源，進行深入研發。重點對我國北京市、上海市、江蘇省等7個省市進行了技術領域構成計量分析，結果發現各主要省市生物復合材料研發成果仍然占據主體，生物醫用金屬材料科技成果的產出以北京市、天津市與江蘇省較多，生物陶瓷技成果的產出以上江蘇省與湖北省較多，詳見圖2。表明這些省市在生物醫學工程某些關鍵材料的研究方面已占據先機。
2．4科技成果產出機構分析
2．4．1生物醫用金屬材料科技成果產出機構分析
醫用金屬材料是一類生物醫用的金屬和合金，是臨床應用最廣泛的植入材料，主要用于骨和牙等硬組織的修復和替換，心血管和軟組織的修復以及人工器官制造中的結構元件［5］。檢索結果顯示，2000－2010年間共有醫用金屬材料相關的科技成果278項，大部分科研機構只有零星的成果產出，只有少數機構多年來保持著可觀的科技成果產出。科技成果數量排名前3位的機構有中國科學院、南開大學、四川大學，分別完成科研成果36，12，6項;其他科研單位如浙江大學、上海交通大學、清華大學等成果數量達到5項;其他均少于5項。在中國科學院系統，山西煤炭化學研究所(5項)、金屬研究所(4項)在醫用金屬材料上也取得較多科技成果。表明我國各主要機構的生物醫用金屬材料技術科技成果數量不均衡。
2．4．2生物醫用高分子科技成果產出機構分析
醫用高分子材料是指在生理環境中使用的高分子材料［6－7］。2000－2010年間共檢索出醫用高分子材料相關的科技成果263件，科技成果數量排名前5位的是中國科學院、浙江大學、武漢大學、清華大學、江南大學，分別獲得科研成果32，8，5，5，5項，其成果數量占相關成果總數的21%;其他單位的成果數量均在5項以下。在中國科學院系統，醫用高分子材料科技成果數量排名前3位的是微生物研究所、上海藥物研究所、上海有機化學研究所，所獲成果數量分別是4，3，3項，這10項科技成果占中國科學院總產出量的31%。
2．4．3生物陶瓷科技成果產出機構分析
生物陶瓷包括精細陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和單晶［8］。2000－2010年間共檢索到生物陶瓷相關的科技成果323項，多個科研機構在生物陶瓷研究中取得了較好的研究成果，科技成果在5項以上的機構有10個，其中中國科學院、武漢理工大學、清華大學、四川大學、上海交通大學分別完成科研成果33，18，13，11，10項，前5名機構成果數占總成果數的26%。在中國科學院院系統，生物陶瓷科技成果數量最多的有上海硅酸鹽研究所、過程工程研究所貢獻了20項科技成果，占中國科學院總產出量的65%。
2．4．4生物復合材料科技成果產出機構分析
生物復合材料是由兩種或兩種以上不同生物相容性優良的材料復合而成的生物醫學材料，可以最大限度地模仿人體組織與器官的功能，進而實現組織的修復與再生，是最有發展潛力和應用前景的組織與器官替代和修復材料［9］。2000－2010年間共檢索到生物復合材料相關的科技成果582項，可謂成果豐碩。多個科研機構取得了眾多成果，成果數量在10項以上的機構有9個，其中中國科學院、清華大學、四川大學、上海交通大學、暨南大學分別獲得63，24，18，17，13項，上述前5名機構的成果數占總成果數的23%。在中國科學院系統，生物復合材料科技成果數量排名前5位的是上海硅酸鹽研究所(12項)、長春應用化學研究所(8項)、生態環境研究中心(5項)、金屬研究所(5項)、蘭州化學物理研究所(4項)，總共貢獻了20項科技成果，占中國科學院總產出量的55%。
2．4．5生物醫學衍生物科技成果產出機構分析
生物衍生材料是經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫學材料。由于它具有類似天然組織的構型和功能，在人體組織的修復和替換中具有重要作用，主要用作皮膚掩膜、血液透析膜、人工心臟瓣膜等［10］。2000－2010年間共檢索到相關科技成果326項，獲得5項以上科技成果的機構10余個。其中排名前5名的是中國科學院、南開大學、中國海洋大學、武漢大學、中國藥科大學，分別獲得科研成果36，13，9，8，6項，累計成果數占總成果數的23%。中國科學院系統中，成果數量排名前5的是上海有機化學研究所(4項)、長春應用化學研究所(4項)、上海應用物理研究所(4項)、生物物理研究所(3項)、上海原子核研究所(2項)，總共貢獻了17項科技成果，占中國科學院總產出的46%。
關鍵詞：抗氧劑；結構；性能；關系；發展趨勢
1 前言
聚乙烯的分子結構線性，經EPS電子加速器輻照后，線性分子間發生交聯形成網狀結構。這種具有網狀結構的輻射交聯聚乙烯材料具有“記憶效應”，將其加熱擴張、冷卻、定型，制成的各種熱縮制品。施工時，熱收縮制品經加收縮而緊緊地包覆在被包物體上， 被廣泛應用在石油、化工、天然氣、通信電纜、動力電纜、家用電器、市政工程領域供水及其它管道接頭焊口和彎頭密封與防腐等隨著塑料高速加工設備的不斷改進與提升，越來越多的企業希望采用高速高溫工藝來提高生產效率、降低成本和提高市場競爭能力，因而對改性聚乙烯的性能要求和質量穩定要求日益提高。
由于改性聚乙烯中的LLDPE（線型低密度聚乙烯）在高溫和高剪切作用下容易產生交聯，一旦形成凝膠就會出現白點等質量缺陷。因此。如何保證改性聚乙烯在生產及其后續加工過程中的穩定是品質控制的一個關鍵因素，抗氧劑的選擇和用量顯得非常重要。
按技術要求，熱收縮制品在惡劣環境下的壽命至少達到50年，對耐老化性能提出了苛刻要求。近些年，人們通過對抗氧劑的研究與改進，開發出許多適用于特殊用途的抗氧劑。其中，抗氧劑的分子結構與抗氧性能的關系是問題的關鍵。
2 抗氧劑的選取應注意的幾點
結構決定性質，不同結構氧化劑的電子云排布直接影響氧化劑氧化性質強弱，然而這也從側面幫助我們在氧化劑從氧化劑選取中應注意的問題，聚乙烯的氧化機理可得出以下結論， 作為氧化劑具有以下性質更適合工業生產。
（1）性質活躍的氫原子， 相對條件下再其具有較高分子鏈的氫原子更易被還原。
（2）自由基應具有較強穩定。
（3）本身性質難以被氧化。
聚乙烯加工環境為高溫，所以，作為聚乙烯的抗氧劑熱穩定性和沸點應該足夠高， 如果在加工過程中分子分離或揮發則在大多情況下會影響其性質， 并會產生一系列環境問題，空氣污染或治理都會影響工業生產進度且影響經濟增長，作為聚乙烯的氧化性也應具有較好相容性， 相互之間不反應易于分散這樣才能保證在工業生產中抗氧化劑的分散均勻，在材料的抗氧化方面起到較好作用。
2.1 胺類物質及受阻胺類衍生物
胺類抗氧劑具有較好的抗氧作用，對光、熱也有較好的防護作用，因此受到更加廣泛的認可。因現在社會對空氣污染指數和室內外生活環境要求不斷提高，因此胺類氧化劑性質更加符合大多數人們的要求，通過資料翻閱及顯示應用的一些實踐筆者總結出幾種增強胺類抗氧劑抗氧化性能較好的方法：氧化偶合以及與硫代氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸鋅、非活性鉬酸酯、非活性硼酸酯和堿金屬鹽添加劑協同.受阻胺類抗氧劑研究倍受關注，原因是受阻胺類化合物抗氧劑的光、熱穩定性能優良，除作為抗氧劑外還可作為光穩定劑，且對環境損害較小與色才變化均小。所以在較穩定的胺類氧化劑或者兼容性較好氧化劑中加入一些性質良好官能團，給抗氧劑增添許多優良性能，這是受阻胺類抗氧劑的發展趨向，胺類的衍生物也是具有發展前景的一類物質。
2.2 結構、數量酚類影響其性質
分子結構直接決定酚類氧化劑的功效，受阻酚類的抗氧劑活性依賴于取代基的數量和種類。作為胺類物質的前瞻物質其受阻酚及其衍生物更受歡迎。
2.2.1 對位取代物-R3類結構對氧化劑的影響
對位取代基團有兩種功能，一取代基的供電性增加酚類羥基上氧原子的電子云密度， 二通過對位取代基的誘導效應來定位對位的自由電子。對位取代基的這些功能加速了羥基上氫原子和氧原子的分離， 進而提高了與自由基反應的速率常數k。一些供電子基團例如甲基、叔丁基和甲氧基在酚的2，4，6位置發生取代，增加了抗氧活性，。而吸電子基團例如鹵素，硝基或羥基則降低了酚的抗氧活性。而對于引入對位的苯環推電子基團對于大幅提高分子前線軌道能級，改變前線軌道電子云分布，明顯增強可見光范圍內的吸收強度。
2.2.2 氧化劑鄰位基團-R1， -R2對其性質影響
鄰位基團主要起空間影響。如果-R1， -R2體積較大， 則由于分子的配制使苯環與羥基不易處于同一平面上， 妨礙氧原子的P軌道上的電子與苯環上的電子共軛， 使取代酚分子喪失因共振作用產生的穩定， 結果是使-OH 上的H 容易脫離。當-R1， -R2體積過大時也會因為空間障礙使得自由基不易與-OH 接近， 從而不易起捕捉自由基的作用，。以上兩點是矛盾的。一方面叔丁基的空間位阻足以對酚羥基提供保護， 另一方面鄰位上甲基基團的抗氧反應速率更快，因此增加了抗氧活性。而且在耐NOx 著色與硫酯類輔助抗氧劑協同穩定化方面更具優勢。
2.2.3 間位取代基-R4的影響
研究表明，僅具有間位取代基的酚類，其抗氧性質幾乎無法體現。然而鄰位取代基的酚類卻性質良好， 如鄰甲氧基酚如果肚子作為氧化劑無法凸顯其氧化性能， 然而參加了間位取代反應的產物如烷氧基或氨基， 這些酚類物質氧化功效較為理想。結構含有鄰位甲氧基的酚類物質作用下， 烷氧基獲得對位取代基類似作用， 我們把這種獲得的功效間位取代基的“第二類取代基效應”。
2.3 分子量對抗氧性能的影響
大多數高分子材料需在高溫條件下空氣中加熱至220 ～350℃ 才具有較好的流動性，才能成型為可用的部件，如何確保高分子材料在加熱過程不氧化，不使各項性能下降，抗氧劑對于熱量高低的耐抗性也至關重要。分子量的提高可以在一定程度上提高其對熱量的耐抗性，然而分子量的提高也伴隨著結構變化直接影響分子的性質，高具有分子的抗氧劑不僅能聚合、共聚和大分子相互作用而獲得。然而對異氰酸的研究發現通過其酯化反應也可獲得理想的高分子氧化劑， 且其對溫度耐抗性強分子結構穩定。
3 結束語
抗氧劑經歷了幾十年的篩選比對，特別是化工業發展飛快的近十年，科研工作者不僅掌握了本來具有物質的性質，然而分子革命的成果與運用也在了解和運用中指導著氧化劑、還原劑及其搭配材料的一系列變革，不斷關注氧化劑的飛速發展，懸系不同國家氧化劑為我所用并開拓創新，增加我國核心競爭力，把“中國制造”變為“中國創造”提高我國熱收縮產品性能。加強對抗氧化機理的研究，可快速提升我國熱收縮材料的市場競爭力。
參考文獻
[1]李新芳，王學業，劉萬強，等.計算機與應用化學[J].2005，22（4）：287～290.
關鍵詞：碳酸鈣；表面改性；活性碳酸鈣
前言
碳酸鈣是一種白色粉末，無味無臭的化合物，它有很多俗稱，像灰石、石灰石、大理石等等。碳酸鈣不溶于水，但是卻溶于像鹽酸等這樣的酸，溶解在酸中會放出大量的氣體。碳酸鈣在地球上很常見，不僅存在動物的骨骼或者外殼中，也存在于方解石、大理石等巖石中。碳酸鈣有無定型和結晶型兩種形態，碳酸鈣是一種無機化合物，也是一種粉末產品。碳酸鈣憑借著價格低廉、無毒無味、白度高、硬度好等特點在橡膠和塑料生產過程中廣泛用作填料碳[1]。據統計，在塑料制品制造過程中無機填料大部分是碳酸鈣，約占填料用量的70%。碳酸鈣分為天然礦石粉碎而得的重質碳酸鈣（GCC）和經過化學過程生產的沉淀碳酸鈣（PCC）[2]。因PCC的生產工藝復雜且昂貴，同時會帶來環境污染，今后的發展趨勢是更多的使用GCC代替PCC[3]。
通常未經過改性的GCC具有親水性表面，然而其與極性有機聚合物的親和性較差，在基料中易造成分散的不均勻或積聚現象，從而導致填料與聚合物之間產生相異界面，這種缺陷容易產生應力集中現象，以致填充復合材料機械力學性能下降，發生斷裂現象[4]。
1 碳酸鈣改性方法及特點
1.1 粒徑細化
使GCC粉末粒度微細化或超微細化，以提高填充劑在制品中的分布均勻。主要對傳統的碳酸鈣生產工藝的碳化、粉化及脫水干燥等技術進行升級改造，使其生產工藝變的復雜了，條件也變得難以實現，同時產品成本提高很多。納米活性鈣加入到高分子體系中，因為其顆粒屬于納米級，對體系的流變特性可以產生一定的影響，因此人們對在高分子體系中加入納米活性鈣所產生的流變性能影響的研究也越來越重視，所以對其的發展也越來越深入了，未來的情景很美好，很值得開拓它。
1.2 表面改性
使用改性活化劑對碳酸鈣進行表面改性。表面改性是指用物理、化學、機械和其它方法對粉體材料表面進行改性處理，根據應用的要求，有目的性地改變粉體材料表面的物化性質[5]。主要是采用兩性結構的物質（分子的一部分能與無機表面結合，一部分可以有機物分子發生反應）對GCC進行表面改性，工藝設備較為簡單和便宜，是目前碳酸鈣改性的主要發展方向。表面改性的方法很多，像局部反應改性、表面包覆改性、高能表面改性及機械化學改性。
GCC的表面活化改性方法根據生產工藝不同分為：干法改性和濕法改性兩大類。干法改性因為操作方便，改性的量大而廣，所以相對濕法更廣泛的應用于工業生產，但是其改性的效果與機械設備有很大的關系，如果改性的方法不當，將會大大影響其改性的效果，所以選擇合適的設備進行改性和適當的方法很有必要。干法改性大多屬于物理的改性方法，在高速混合機中先加入碳酸鈣，達到一定的溫度，然后加入改性劑，從而使得改性劑粘附在碳酸鈣粉體表面，形成一層改性劑的包覆層，從而碳酸鈣得到改性。這種方法步驟簡單，易于大批量操作，所以可以較為普遍的應用于造紙、橡膠、塑料等行業之中；濕法改性是在碳酸鈣中加入一定的溶劑，然后在分次加入改性劑，使其形成飽和溶液，然后可以通過超聲震蕩或是機械攪拌，通過時間、溫度、改性劑用量，從而得到改性最佳的條件，制備出高活性的碳酸鈣。干法工藝簡單但完全依靠混合機進行很難均勻包覆，更適用于一些對成本要求高，對表面改性均一性要求不高的產品，一般可以取得較理想的結果；然而濕法改性在液相中進行，經過一系列的操作可以比較均勻的改性且產品性能均一，是目前產品常用的表面改性方法[6]。對于超細GCC的改性，提高表面改性效果、降低改性成本是目前的發展必然趨勢。提高表面改性效果可以通過改善表面改性方法、改性設備和改性劑配方著手；降低改性成本可以通過減少表面改性劑用量和降低改性過程的能量消耗考慮。
2 常用的表面改性劑
目前可對碳酸鈣表面改性的改性劑根據其結構與特性可以分為表面活性劑、偶聯劑、聚合物等。
2.1 表面活性劑
表面活性劑主要有陰、陽離子、非離子和高分子表面活性劑。通過大量實驗，如王昌建等研究了不同表面活性劑對碳酸鈣的改性效果，結果表明陰離子型表面活性劑效果最佳，形成合適的復配物的其改性效果更佳。由于性價比較好，硬脂酸和硬脂酸鹽作為常見的改性劑。世界上首次研究碳酸鈣改性實驗，并且獲得成功的是白艷華系列，通過在碳酸鈣表面包裹硬脂酸作為改性劑的制備方法，常見包裹脂肪酸為羥基、巰基的脂肪族、氨基、芳香族酸或是鹽。碳酸鈣表面性質為親水性，而摻雜在高分子當中都是親油性的，兩者的分散性很差，所以通過脂肪酸中的RCOO-與碳酸鈣當中的Ca2+或是CaHCO3+組分產生脂肪酸鈣沉淀物，達到碳酸鈣表面親油性的效果[7]。
2.2 偶聯劑
偶聯劑可將高分子基體和粉體（無機礦物）在性質方面差別懸殊的材料經過界面層穩固的結合在一起，是由于分子中一部分非極性基團可與有機高分子產生化學反應或纏繞；分子中另一部分極性基團會形成強有力的化學鍵合，這是由于極性基團可與粉體表面的各種官能團發生反應，可以看出偶聯劑是一種兩性的物質結構[8]。常見的偶聯劑有以下幾種。鈦酸酯偶聯劑：鈦酸酯偶聯劑改性碳酸鈣的過程為鈦酸酯偶聯劑的水解烷基與碳酸鈣表面的自由基形成化學鍵，使碳酸鈣表面有一層碳酸脂單分子膜，鈦酸脂的另一端與高分子化合物作用形成穩定的化學鍵。用鈦酸脂偶聯劑改性的碳酸鈣填充的高分子聚合物有明顯的加工性能和物理機能；硅烷偶聯劑：硅烷偶聯劑是開發最早，應用最多的一種偶聯劑，他的作用是使碳酸鈣粉末表面硅烷化；鋁酸酯偶聯劑：鋁酸酯偶聯劑常溫下是固體、有色、無毒，鋁酸酯偶聯劑能夠與碳酸鈣形成不可逆的化學鍵。
2.3 聚合物
聚合物可在碳酸鈣的表面定向吸附，被聚合物吸附后的碳酸鈣具有電荷特性，其表面也形成了物理和化學吸附層，從而阻止了碳酸鈣粒子團聚結塊，即改善了碳酸鈣粒子的分散性。通常，聚合物改性碳酸鈣有以下幾種方法：碳酸鈣表面被聚合物單體吸附、聚合，從而在碳酸鈣表面形成一薄層；使高聚物溶解在溶劑中然后再吸附在碳酸鈣表面[2]。通過用MAH進行改性得到的碳酸鈣作為填料，從而制成PP基復合材料，研究結果表明，加入了MAH等改性劑的碳酸鈣有了更好的性能，相比如未改性的碳酸鈣加入作為填料，力學性能均有大大的改善，主要原因是改性之后其粉體的表面能大大的降低，分散性也大大提高。
3 結束語
當前在塑料、橡膠等現代高聚物材料、高分子復合材料、功能性材料以及印刷、涂料等工業領域中，碳酸鈣填料占有極其重要的地位。不僅可降低高聚物基復合材料或高分子材料的成本，而且還可以提高材料的硬度、剛性、尺寸穩定性，并賦予這些材料一些特殊的物理化學性能，比如阻燃性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性以及環境可消納性等[5]。所以，只有通過合理的改性方法和改性劑的優化選擇才可以更好的得到廣泛應用。
參考文獻
[1]吳香發.超細重鈣的表面改性及在PVC制品中的應用研究[D].安徽理工大學，2006.
[2]郭靜，徐德增，陳延明，等.高分子材料改性[M].北京：化學工業出版社，2009：158-159.
[3]錢海燕，葉旭初，張少明.重質碳酸鈣表面改性研究[J].非金屬礦，2001，24（7）：37.
[4]彭樸.采油用表面活性劑[M].北京：化學工業出版社，2003
[5]張桂蘭，陳晨曦.非金屬礦粉的表面改性研究及應用[J].化學建材，2006，22（5）：14-19.
[6]關爽，王子枕，等.功能性納米碳酸鈣的制備及性質研究[D].吉林大學，2011：9-16.
[7]潘鶴林.碳酸鈣粉末表面處理研究[J].化工進展，1996（2）.
[8]湯志松，劉潤靜，郭奮，等.偶聯劑在納米CaCO3表面改性中的作用[J].北京化工大學學報，2004，31（4）：1-4.
關鍵詞：高分子化學與物理;教學改革;科學研究;創新能力培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0083-02
一、《高分子化學與物理》課程特點
經過高分子科學與技術的快速發展，高分子的理論發展與應用已經滲透到物理學、化學、材料學、生物學等各個學科與領域，具有鮮明的學科交叉特色。高分子化學與物理的研究成果已經進入了我們日常生活的每個方面[1-6]。作為一門多學科交叉、實用性很強的學科，高分子對各個工業部門和科技領域的滲透作用已成為不爭的事實，所以在現行中國高等教育的本科專業中，如化學、應用化學、材料化學、材料物理、復合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環境工程等許多非高分子專業都將高分子相關知識作為必修課和選修課。
非本專業《高分子化學與物理》教學的側重點在于闡述現代高分子科學已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，對涉及高分子科學研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產品介紹等內容點到為止，該課程的學習為輕化工程專業學生開啟了一扇通往高分子科學的窗戶，引導學生了解高分子化學在高分子學科中的地位，通曉課程的主要研究對象和研究內容，為后續專業基礎課的學習和高分子在染整中的應用奠定基礎[1，2]。通過多年的教學實踐證實，對于輕化工程專業（染整方向）的本科生來說，《高分子化學與物理》課程教學呈現以下幾方面的特點。
（一）基礎課程，銜接不夠
對于輕化工程專業（染整方向）的本科生，高分子的學習顯得尤為重要，一方面后續課程（如《纖維化學與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學》等）的學習必須以高分子為學科背景，另一方面大學生的生產實習、創新學分實驗、創新訓練計劃和本科畢業論文等實踐性環節的開展也必須要有高分子基礎，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應用，開設了《高分子化學與物理》學科平臺課程。該課程的學習必須以《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》的課程學習為基礎，但江南大學輕化工程專業將《高分子化學與物理》課程設置在大二下學期，《物理化學》等課程也在此學期開設，因此課程開設時間過早，缺乏基礎課程的知識，建議在大三上學期開設，以期獲得較好的教學效果。
（二）內容多、學時少，課時緊張
《高分子化學與物理》課程主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分包括高分子科學的發展歷史、發展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側重于高分子的結構（如鏈結構、聚集態結構等）、分子運動、力學狀態與轉變，物理性能等。對于高分子專業的本科階段，通常會開設《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學時不等;而對于輕化工程專業，只開設了《高分子化學與物理》一門課程，48學時，相對來說內容多、課時少。在這樣的情況下，教學活動的有效開展、課程體系的完善、講授內容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對任課老師是一種不小的挑戰。
（三）注重理論，缺乏實踐
《高分子化學與物理》是一門以實驗為基礎的自然科學，但輕化工程專業只開設理論學習課程，沒有相關實驗課程。為了使學生能夠更好地掌握課程學習內容，同時培養學生的動手能力和分析、解決問題能力，提高學生的實驗技能，相應的實驗課程的開設顯得非常迫切，能夠讓所學知識與理論在實驗中得到驗證，注重理論與實踐的結合，讓學生從最初的原料出發，選擇合適的聚合方法與聚合反應，得到在實際生活中真正用得上的高分子產品。
二、教學改革舉措
針對輕化工程專業《高分子化學與物理》的課程特點，結合本校的實際情況，要求學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠了解高分子的應用，重點培養他們的實踐與創新能力，作者經過幾年的教學實踐和摸索，總結了幾點教學改革舉措。
（一）規劃本科培養方案，合理調整課程設置
目前我校輕化工程專業的課程設置還存在一定的問題，建議對本科培養方案進行修改，在《高分子化學與物理》授課前完成《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》等基礎課程的學習，這樣才能提高學生的學習效率，增強他們的學習興趣，便于更好地掌握相關理論與知識。
（二）多媒體資源課件與傳統板書有效結合
多媒體課件具有豐富表現力、良好交互性和極大共享性等特點，它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化，能夠充分調動和發揮學生學習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學的同時也出現了諸如教師幾乎不寫板書，學生不記筆記等問題，嚴重影響了教與學的質量。建議對任課教師的教學大綱、考核方式、教學難點與重點等相關教學文件進行監督，要求授課過程中課件放映與傳統板書相結合，將學生上課情況、學生主動參與積極性、平時作業等與學生的最終成績掛鉤，進行綜合評定。
（三）增設實驗課程，提高學生實踐能力
《高分子化學與物理》是一門理論與實踐相結合的課程，實驗課是對理論課學習的有效補充，通過直觀的現象和結果驗證理論學習的真實性，幫助學生理解所學理論知識，因此實驗課的教學顯得尤為重要，建議在輕化工程專業開設實驗課程，但涉及的實驗眾多，要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復性和可行性等方面，認真編寫實驗講義。此外，學校和學院應重視實驗室配套設施建設，突破實驗教學完全依附于理論課程教學的傳統框架，增加啟發式實驗和創新性實驗所占比例額，注重驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有效結合，開動學生的思維，發揮學生的潛質，提高學生的創新意識。
（四）理論聯系實際，注重啟發式教學
《高分子化學與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應用性很強的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面，因而在課程講授時注重理論聯系實際，將抽象的概論、理論與實際應用有機結合，將對課堂教學效果起到重要的促進作用。
三、創新能力的培養
（一）培養方案中開設新生研討課和專業導論課
為了提高學生對專業的認同感以及學生的學習興趣和熱情，可以嘗試在本科培養方案中針對大學新生開設新生研討課和專業導論課，以趣味講座和座談的方式進行專業介紹，了解專業背景，告知學生輕化工程這個專業是以化學與高分子為學科背景的，加強學科平臺課程的學習至關重要。
（二）實施學生雙導師制
全面推進學生雙導師制是確保創新型人才培養的重要手段，企業導師和校內導師組成課程小組，共同確定課程教學大綱、教學內容、教材及承擔教學任務，使專業理論課程與行業實際需求緊密結合。
（三）強化實驗課程學習和創新能力培養
實驗課程采用自主設計實驗，在實驗大綱的規范下完成實驗要求，將驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有機結合。在國家大學生創新創業計劃項目、江蘇省大學生創新創業計劃項目和江南大學大學生創新訓練計劃項目等資助下，實現學生創新訓練的全參與和全覆蓋，指導教師從選題開始就應該注重基礎理論知識在創新實驗中的應用，達到學以致用的目標。
（四）強化學生的畢業論文（設計）指導
畢業論文（設計）是學生畢業離校前最后一個實踐性環節，也是所學基礎理論知識得到充分應用的關鍵環節，因此可以從課題的選擇、采取的技術路線、擬采用的研究方法和達到的預期目標等方面進行合理規劃與設計，充分發揮學生所學知識與理論的應用，提升學生運用知識的綜合能力，強化學生的專業基礎。同時，輕化工程專業的畢業生中從事與高分子相關行業的人數眾多，學科交叉特色鮮明，為學生的出國深造、攻讀研究生和就業奠定堅實的高分子基礎。
四、結語
根據國內外行業需求和自身特色，通過教學改革與實踐，圍繞復合型、創新型染整專業技術人才的培養目標，通過理論與實踐相結合、教學和科研相結合、校內與校外相結合、科學素養與人文情懷相結合的人才培養模式，注重理論知識的傳授與學生創新能力的培養相結合，全面提高和調動學生的學習積極性和學習興趣，為學生的學習與工作奠定堅實的基礎。
參考文獻：
[1]徐曉冬.非高分子專業《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報，2010，（5）：74-78.
[2]劉兆麗，曹亞峰，譚鳳芝，李沅.非高分子專業高分子化學與物理教學的幾點探索[J].科教導刊，2013，（1）：82-83.
[3]喻湘華，鄢國平，李亮，吳江渝，郭慶中，曾小平.高分子化學與高分子物理課程教學改革與探索[J].化工時刊，2011，25（3）：68-70.
[4]胡建設，周愛娟，王宏光.高分子化學與物理實驗教學探索與實踐[J].高分子通報，2010，（5）：70-73.
關鍵詞：防水設計；防水材料；細部構造
Abstract: building leakage (especially roof) is a common building quality "disease", one of the law at present, there is no cure. Through to the waterproof material selection, waterproof design, waterproof construction management and use of the maintenance briefly, in order to achieve leakage phenomenon of building the change.
Keywords: waterproof design; Waterproof materials; Detail structure
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
1.引言
據資料統計，我國城市建筑的滲漏率平均高達70％，新建房屋兩年內出現滲漏的比例平均為57％，而世界先進國家的滲漏率只有5％，法國的滲漏率只有千分之幾，由此看來，我國的防滲漏技術與世界先進水平相比還存在很大的差距。我國每年用于維修的費用達幾十億，房屋滲漏已成為建筑工程的通病，嚴重影響到人們的正常生產和生活。屋面防水是屬于一個系統工程，涉及到材料選擇、體系構造設計、施工工藝措施、保護管理等方面的密切配合，材料是基礎，設計是前提，施工是關鍵，管理是保證。其質量直接關系到房屋的使用功能，生活質量和人居環境，如何制定有效的防水措施，徹底治理滲漏，保證房屋建筑的使用功能，已成為建筑業刻不容緩的大事。本文主要從防水等級，防水材料，節點設計三方面來闡述屋面防水問題。
2.選擇合理的防水等級及屋面防水材料
根據國家規范要求，屋面防水等級分為四級，使用年限和設防要求分別為：一級25年，三道或三道以上防水設防，二級15年，二道防水設防，三級10年，一道防水設防，四級5年，一道防水設防。根據建筑物類別選擇好等級是很必要的。
屋面工程所采用的防水材料應有材料質量證明文件，并經指定質量檢測部門認證，確保其質量符合《屋面工程技術規范》(GB50207--94)或國家有關標準的要求。材料進入施工現場后，施工單位應按規定取樣復檢，經復檢合格，提出復檢試驗報告方可在防水工程中應用，嚴禁在工程中使用不合格的防水材料．
防水材料選擇應滿足主要物理性能指標的要求，考慮施工的環境條件和工藝的可操作性、相容性，廢棄后可以回收再用的高性能、多功能復合防水材料，它可以分為剛性和柔性兩種防水材料。
2.1柔性防水材料
柔性防水材料有一定的延伸性和適應變形能力，如高聚物改性瀝青防水卷材、合成高分子防水卷材、合成高分子防水涂料等。
2.1.1改性瀝青防水卷材
改性瀝青防水卷材是在原有的瀝青卷材的基礎上加以技術處理，以形成經濟、實用的新型防水材料。主要有SBS彈性體改性瀝青和APP改性瀝青防水材料兩種。SBS彈性體改性瀝青防水材料是以聚脂纖維等為胎體，以SBS橡膠改性瀝青為面層，兩面覆以隔離材料或表面粘連塑料薄膜而制成的建筑防水材料(簡稱SBS卷材)，具有防水性能好，延伸率高、耐低溫、使用壽命長、施工方便等特點。APP的構造及使用性能與SBS卷材基本相同，只是以無規聚丙烯（APP）等為瀝青的改性材料形成的，也是目前使用較多的防水卷材之一。
2.1.2高分子卷材
高分子卷材以橡膠和樹脂為主體制成，具有彈性好、使用壽命長、易施工、質量輕、污染性低等優點。近些年來建筑上常用的防水材料有三元乙丙橡膠卷材、聚氯乙烯(PVC)防水卷材防水卷材等系列產品。它們原則上都是塑料或橡膠經過改性，或兩者復合以及多種材料復合，得到滿足防水的制品。目前，科技含量較高的超高分子聚氯乙烯(uHMwPvc)改性氯化聚乙烯(C P E)防水卷材已經問世。其強度、耐老化、耐高低溫等綜合性指標均超過高分子材料。高分子或超高分子卷材防水主要取決于卷材和粘結劑質量和相應的施工工藝，且價格較貴，給推廣帶來一定的難度。
2.1.3合成高分子防水涂料
防水涂料具有對形狀復雜、變截面以及設施較多的屋面，容易施工并能形成連續、彈性、無縫、整體防水層的特點。
2.2剛性防水材料
剛性防水材料有細石防水混凝土、金屬板、各種瓦材等抗拉強度低等材料。其中以細石防水混凝土為主要剛性防水材料。
細石混凝圭雖具有憎水性和密實性。但不足以防水。由于水中多余水的蒸發形成了許多空隙和毛細管網造成滲漏，細石混凝士只有通過增加防水劑、采用微膨脹和嚴格控制水灰比、加強振搗以提高密實性才能作為屋面的剛性防水層。為適應剮性防水層變形，需要配制鋼筋網片。剛性防水層的主要優點是施工方便、節約材料、造價經濟和維修方便。但由于混凝土溫度收縮裂縫，以及較多的節點，這些都構成了滲漏的隱患。
3.屋面防水設計及細部構造
屋面防水工程設計的關鍵之一是節點密封構造處理，據統計，節點細部滲漏占屋面防水層滲漏總數的70％，節點細部是屋面結構變形、溫差變形、干縮變形的薄弱環節，且節點部位表面復雜，工作環境差，易變形破壞，造成節點細部施工難度大。而女兒墻、穿屋面管道和水落口的節點防水是屋面防水工程設計重中之重。
3．1女兒墻
女兒墻的防水施工要做好下部的附加層，鋪貼立墻卷材要滿貼，涂刮要均勻，壓實應一致，將下面的空氣全部排走。水泥砂漿，塊體材料或細石砼保護層與女兒墻之間應予留寬度為30mm的縫隙，并用密封材料嵌填嚴實。另外找 坡層的排氣設計對屋面的防水起著非常重要的作用，現在國內的找坡層設計上較多采用水泥珍珠巖材料，由于整個防水工程一般施工較長，施工期間難免遭遇下雨，而珍珠巖一旦遇水就會粘合成塊產生較多的孔隙，這些孔隙會將水分藏匿其中，施工后遇熱將導致水汽膨脹，使整個覆蓋層上拱開裂，甚至可達4cm的上拱高度，這種
上拱作用不僅導致找平層開裂，也連帶破壞了防水系統的完整性。所以在找坡層設的分格縫可兼作排氣道，排氣道宜縱橫設置間距為6m，犀面面積每36m宜設一個排氣孔。排氣孔的設置避免因水汽造成的收縮、溫度變化等原因形成裂縫而引起滲漏。
3．2穿屋面管道節點防水
穿屋面管道防水也是防水的重點，凡管道穿屋面時，在澆屋面板混凝土時必須先予埋鋼套管，套管上焊上止水環，在立管上再套上一截套管做滴水線同時把卷材或鍍鋅鐵皮收頭于套管內。設計時須在管道四周與混凝土間留有凹槽，一般20 X20(mm)，填嵌密封材料，并將管根部墊高，做成1／10排水坡，以利排水，然后做防水層，伸出屋面防水層管道還要求防水層與管道弊扎牢固，再以密封膏密封，地下室、蓄水池和衛生間采用套管防水處理，即澆灌混凝土時先預埋套管，并焊有幾道止水片，當管道通過套管后，兩端用密封材料填嵌。
3.3水落口節點防水
水落口是屋面排水的總出口，若處理不規范極易造成堵塞而溢水或沿水落口漏水。其設計要選擇與防水材料相適應的水落口配件及水落口管徑，在水落口與基層交接處留有凹槽，密封材料嵌固，對水落口的標高與坡度要合理確定，一般水落口四周500ram范圍內排水坡度不小于5％，防水材料選用涂料宜做成無接縫的整體涂膜，并鋪設附加層和防水層。
4.屋面防水施工要求
4.1對屋面施工前的技術準備
屋面工程施工前，施工單位應組織技術管理人員會審屋面工程圖紙，掌握施工圖中的細部構造及有關技術要求并根據工程的實際情況編制屋面工程的施工方案或技術措施。
4.2適應新型防水施工技術發展
防水施工工藝的發展是現代新型建筑防水技術發展的重要標志之⋯。各種新型防水材料如改性瀝青、熱溶油氈、玻纖胎和化纖胎油氈、高分子材料等的出現，需要有與之相配套的施工方法。與防水卷材相對應的施工方法的研究與發展迅速得到各國重視。如防水卷材施工工藝由傳統的熱粘貼發展到冷粘貼、熱溶粘貼、熱風焊接、自粘法、壓埋法和機械固定法；粘貼方法除滿貼外，出現了空鋪、占粘、條粘等方法。防水涂料施工出現了冷刷涂、噴涂等工藝。這些施工方法經不斷完善而形成―套完整的施工技術體系，大大提高了建筑物的防水性能和防水層的耐久年限。
4.3加強建筑防水施工管理
另外，加強施工期問的質量監督和做好完工后的定期維護，也是避免建筑物滲漏的關鍵所在。如是否按設計、規范要求施工，卷材接縫是否合格等，要由建設單位管住管好。諸如構造節點的處理，要精心細致。保證不留隱患。工程完工交付使用后，應定期進行維護保養。對屋面排水溝要經常疏通，以免堵塞產生積虎，導致局部節點滲漏。
4.4防水層施工質量的控制
(1)防水層施工前，必須將基層上的塵土、砂粒、碎石，雜物、油污及砂漿疙瘩清除干凈，在施工過程中還應隨時清掃。
(2)防水層施工順序：當有高低跨時，應按。先高后低”的原則，在同一跨中應按“先遠后近”的原則，從最低標高處開始。
(3)防水卷材鋪貼方向要按坡度大小確定。上下層及相鄰兩幅卷材搭接應錯開；卷材搭接方法，寬度應符合規程規定，鋪貼卷材時，不得污染檐口的外側和墻面。
(4)各種卷材和不同工藝的卷材搭接寬度不應小于規范值。
5結語
綜上所述，高質量的屋面防水，應設計出切實可行的防水工程方案，施工中嚴格執行屋面防水規范要求，認真處理細部構造，采用相應的屋面裂縫控制措施，才能徹底解決屋面滲漏問題，形成有效的防水體系。
6.參考文獻
【1】沈眷林．國內外建筑防水材料現狀和我國發展規劃建i5qJl．新型建筑材料,2003(4)．
【2】葉林標．我國建筑防水工程技術觀狀與發展趨勢m．建筑技術，1998(4)．
【3】葉琳昌，等．重慶世界貿易中心5層地下室防水設計與施工fj】．建筑技術，1998(4)．
