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1.何為高分子化學(xué)
顧名思義,高分子就是相對分子質(zhì)量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質(zhì)量化合物。高分子的相對分子質(zhì)量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué),但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬甚至上百萬質(zhì)量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。
2.高相對分子質(zhì)量與高強度
相對分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的,是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個重要因素。只有相對分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機械力學(xué)性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。
3.高分子科學(xué)的主要內(nèi)容
既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué),對大分子的反應(yīng)和方法的研究,顯然是高分子化學(xué)最基本的研究內(nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問題,也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有:如何將低分子化合物連
接成高分子化合物,即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子,其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子,就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。
二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用
材料是人類社會文明發(fā)展階段的標志,是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工,具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能,并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,把人類由工業(yè)社會推向信息和知識經(jīng)濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應(yīng)用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產(chǎn)出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制,于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品,如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。
三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合
當(dāng)今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展,出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。
隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時,能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。
第一,力學(xué)功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結(jié)晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。
第二,化學(xué)功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等;反應(yīng)功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應(yīng)器等。
第三,生物化學(xué)功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以預(yù)計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。
四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展
研究高分子合成材料的環(huán)境同化,增加循環(huán)使用和再生使用,減少對環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染,也是21世紀中高分子材料能否得到長足發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成,在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進行化學(xué)合成,探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子來處理污水和毒物,研究合成高分子與生態(tài)的相互作用,達到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應(yīng)當(dāng)開展的綠色化學(xué)過程和材料的研究范疇。
參考文獻:
[1]馮新德.展望21世紀的高分子化學(xué)與工業(yè)[J].科學(xué)中國人,1997,(11)
[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應(yīng)用進展[J].濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版,2002,(01).
一、高分子化學(xué)的內(nèi)涵
1.何為高分子化學(xué)
顧名思義,高分子就是相對分子質(zhì)量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質(zhì)量化合物。高分子的相對分子質(zhì)量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué),但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬甚至上百萬質(zhì)量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。
2.高相對分子質(zhì)量與高強度
相對分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的,是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個重要因素。只有相對分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機械力學(xué)性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。
3.高分子科學(xué)的主要內(nèi)容
既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué),對大分子的反應(yīng)和方法的研究,顯然是高分子化學(xué)最基本的研究內(nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問題,也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有:如何將低分子化合物連接成高分子化合物,即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子,其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子,就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。
二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用
材料是人類社會文明發(fā)展階段的標志,是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工,具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能,并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,把人類由工業(yè)社會推向信息和知識社會。可以說某一種新材料的問世及其應(yīng)用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產(chǎn)出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);高分子;設(shè)計實驗
高分子化學(xué)是一門實用性和實驗性都很強的學(xué)科,是化學(xué)、化工、材料等專業(yè)必須修讀的基礎(chǔ)課程,與原有的四大化學(xué)并列,成為第五大化學(xué)。高分子材料已深入到人類生活和生產(chǎn)的每個角落。
高分子化學(xué)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),在實驗內(nèi)容等方面存在一定的局限性和不足之處,其完善需要經(jīng)歷一個不斷實踐和更新論證的過程。將高分子實驗課中聚合物的分子設(shè)計、合成、加工和測試等實驗內(nèi)容有機結(jié)合,組成一門高分子科學(xué)實驗課程,是高分子教學(xué)改革的必然趨勢。
一、高分子設(shè)計實驗課開設(shè)的必要性
廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的高分子化學(xué)實驗于2008年開設(shè)以來,由本專業(yè)教師在部分科研成果及其他院校高分子化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)資料和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對設(shè)計實驗的內(nèi)容進行了設(shè)定。高分子設(shè)計實驗的開設(shè),為學(xué)生專業(yè)實驗技能的培訓(xùn)、動手能力的培養(yǎng)以及思維創(chuàng)造力的提高等方面起到了積極的促進作用。
設(shè)計性實驗是指給定實驗?zāi)康摹⒁蠛蛯嶒灄l件,由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,并加以實現(xiàn)的實驗。設(shè)計性實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,提高學(xué)生探索新問題的興趣、研究問題的綜合能力。開設(shè)設(shè)計性實驗時,要注意緊緊圍繞學(xué)生的綜合能力、初步設(shè)計能力及創(chuàng)新意識培養(yǎng)這一目標,注意與課程設(shè)計、課外科技活動、集中的綜合訓(xùn)練相結(jié)合。
傳統(tǒng)實驗在與理論教學(xué)的配合上,是教師根據(jù)教學(xué)的一般規(guī)律或?qū)嶒瀮?nèi)容安排的,而不是學(xué)生根據(jù)各自學(xué)習(xí)中的需要或進一步探索的興趣所確定的,無法體現(xiàn)個性的發(fā)展。驗證性實驗一般是前人做過的,經(jīng)過精簡提煉,專門為教學(xué)而設(shè)計的實驗,實驗沒有次要的實驗現(xiàn)象的干擾,這對學(xué)生今后從事科學(xué)研究和對新事物的探索非常不利。在高校中開設(shè)設(shè)計性實驗,營造培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的環(huán)境是非常必要的,有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
二、注意培養(yǎng)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識
1.綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)或環(huán)境友好化學(xué),是指設(shè)計和生產(chǎn)中,使用沒有或者盡可能小的產(chǎn)生環(huán)境副作用的化學(xué)品。綠色化學(xué)的核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在:第一是減量,即減少三廢排放;第二是重復(fù)使用,如催化劑、載體等;第三是回收,可以有效地實現(xiàn)省資源、少污染、減成本的要求;第四是再生,是節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染嚴重的原料,這是杜絕污染的最根本方法。
開發(fā)新型的、可生物降解的高分子材料,解決“白色污染”問題;以及充分應(yīng)用可再生資源,即:采用可再生資源做化學(xué)化工原料,是綠色化學(xué)的重要任務(wù)和方向。眾所周知,“白色污染”是當(dāng)今社會的一大公害,塑料作為合成高分子材料,具有性能多樣、用途廣泛和價格優(yōu)廉的優(yōu)點,已成為人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的一種材料。然而,廢棄塑料造成很大的環(huán)境污染。在實驗教學(xué)中,應(yīng)注重強調(diào)高分子材料的環(huán)境同化,高分子材料的循環(huán)和再生技術(shù),探索高分子材料與生態(tài)環(huán)境的相互影響,實現(xiàn)高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等內(nèi)容。
2.綠色化學(xué)的重要指標
綠色化學(xué)的一個重要指標是原子利用率,其定義為:期望產(chǎn)品的摩爾質(zhì)量占化學(xué)方程式中按計量所得物質(zhì)的摩爾質(zhì)量的比值。高分子材料的制備包括單體的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前兩步都有一個原子利用率的問題。要實現(xiàn)綠色化,只有在合成中提高原子利用率,才會真正減少廢物的生成。
綠色化學(xué)的理想是指:不使用有毒有害的物質(zhì),不產(chǎn)生有毒有害的廢棄物,不使用對環(huán)境有害的落后化學(xué)工藝。其目的是把現(xiàn)有的化學(xué)和化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染,后治理”改為“從源頭上根除污染”。
3.開設(shè)小量、半微量實驗
有關(guān)綠色化學(xué)的教育才剛剛起步,國內(nèi)大多數(shù)學(xué)校尚未涉足。現(xiàn)有的化學(xué)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容難以體現(xiàn)綠色化學(xué)思想,不少實驗仍大量使用有毒有害藥品,產(chǎn)生大量的“三廢”,對微型化學(xué)實驗研究推廣不夠。
傳統(tǒng)的常量實驗藥品用量大,導(dǎo)致教學(xué)經(jīng)費投入大、資源利用率低、環(huán)境污染嚴重等。可以在某些實驗開設(shè)小量、半微量實驗。這些小量、半微量實驗對學(xué)生實驗技能、實驗的準確性和精密度等都提出了更高的要求。
綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展已成為企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展必須考慮的因素。在設(shè)計專業(yè)實驗時,盡可能地采用專業(yè)、簡單高效的實驗路線,教師在講授時將其他生產(chǎn)過程和工藝進行對比,強調(diào)整個實驗過程的經(jīng)濟性和環(huán)保效益,讓學(xué)生充分體會到增強環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展對社會經(jīng)濟發(fā)展的重要性。通過給學(xué)生灌輸環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念,為學(xué)生今后生產(chǎn)設(shè)計和研究開發(fā)等工作提供一個基本的思想準則。
三、將科研與實驗教學(xué)結(jié)合起來,開發(fā)應(yīng)用型實驗
1.將廢舊高分子的綜合利用作為設(shè)計實驗內(nèi)容
高分子化學(xué)是一門應(yīng)用性很強的化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科,是材料化學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,對于材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,學(xué)習(xí)高分子化學(xué)不僅要全面掌握高分子化學(xué)的理論知識,更重要的是要學(xué)會高分子的實驗方法以及在實際中的應(yīng)用。我們從廢舊高分子的綜合利用出發(fā),探討科研成果轉(zhuǎn)化為高分子設(shè)計實驗的研究與實踐。
廢舊高分子材料的綜合利用是綠色化學(xué)的重要組成部分,它將對減少環(huán)境污染具有重要的實際意義,同時又能獲得有價值的工業(yè)原料,對能源的再利用具有一定的意義。在我們的教學(xué)實踐中,在已經(jīng)具備的課題組成員大量前期科研成果基礎(chǔ)上,對廢舊聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、廢舊聚氨酯和聚酯進行再利用研究。設(shè)計實驗的內(nèi)容包括對控制反應(yīng)的幾個因素:升溫速度、溫度、催化劑種類與用量、反應(yīng)時間等進行優(yōu)選。這類設(shè)計實驗的開設(shè)使學(xué)生對綠色化學(xué)的概念有一個深入理解,使學(xué)生增強環(huán)保意識、掌握廢舊高分子材料的綜合利用方法,對從實際出發(fā)鍛煉自身科研能力有重要意義。
在高分子實驗教學(xué)中,適時引入“降解”這一高分子學(xué)科中的重要概念,并適當(dāng)介紹高分子降解中的一些問題,如生物、光、輻射、熱、機械及化學(xué)等因素引起的降解規(guī)律,并介紹相關(guān)高分子的設(shè)計方法。也就是讓學(xué)生正面理解“聚合”的同時,也從反面理解了“降解與解聚”,這樣就形成了一個完整的教學(xué)體系。
2.將天然可降解高分子作為設(shè)計實驗內(nèi)容
目前對付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚燒為主,還有再生利用。再生利用的費用較高,難以推廣,最好的方法是開發(fā)能夠降解的環(huán)境友好材料。這種材料能夠在環(huán)境條件下分解成能納入自然生態(tài)循環(huán)的小分子物質(zhì)。現(xiàn)在一般以淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖等天然多糖為原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),這類制品可以生物降解,最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,納入生態(tài)良性循環(huán)。
高分子設(shè)計實驗中可以開發(fā)一些能聯(lián)系實際生活的應(yīng)用型實驗,將教師的科研工作與實驗教學(xué)緊密聯(lián)系起來,體現(xiàn)出高分子科學(xué)實驗的實用價值,能強烈地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。
基于此,在高分子設(shè)計實驗中我們增加了“從蝦殼蟹殼制備甲殼素和殼聚糖并用于工業(yè)廢水的凈化”,本設(shè)計實驗是從綠色高分子角度出發(fā),將回收的蝦殼蟹殼經(jīng)水洗、稀酸浸泡、稀堿浸泡等方法先制備甲殼素,然后用堿煮的方法將制得的甲殼素進行脫乙酰化,制備出殼聚糖初產(chǎn)品,再用沉淀法進行純化得殼聚糖純品。將殼聚糖純品分別進行脫乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的測定。將得到的甲殼素和殼聚糖用于工業(yè)廢水中重金屬離子和有機酸的吸附分離。
四、培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)思想和對高分子實驗的興趣
興趣是學(xué)習(xí)的最大動力,學(xué)生只有具有了學(xué)習(xí)興趣,才會主動花時間和精力鉆研所學(xué)的內(nèi)容。目前,實驗課幾乎全部是程式化過程,教師總是先講解實驗原理、操作步驟、注意事項等,學(xué)生被動地聽,不去思考,機械地完成每一步操作,為實驗而實驗。實驗帶給學(xué)生的不是學(xué)習(xí)的興趣,更不用說培養(yǎng)思考能力和興趣了。因此,在課程實驗教學(xué)階段,通過質(zhì)疑引思、舉例與聯(lián)想、歸納總結(jié)、啟發(fā)式教學(xué)等方法來實現(xiàn)開拓創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞:高分子化學(xué)實驗;改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0024-02
高分子化學(xué)是嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的核心基礎(chǔ)課程,它是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。通過實驗課的教學(xué),不僅能加深學(xué)生對理論知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生熟練的實驗操作,還可通過安裝實驗裝置、觀察和記錄實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生動手能力,進而分析現(xiàn)象、解決問題,最終提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。由于本專業(yè)設(shè)立僅有5年時間,高分子化學(xué)專業(yè)課程的開設(shè)也只有短短的3個學(xué)年,由于教學(xué)經(jīng)驗有限及實驗室建設(shè)的延遲,所開設(shè)的實驗一般都是一些典型的驗證性實驗(如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),學(xué)生往往不用動腦思考,只要按照標準步驟動手完成實驗即可。基礎(chǔ)性的實驗可以培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作,但是,往往難以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的提高。等到學(xué)生到大四做畢業(yè)論文時,問題也暴露出來:缺乏思考問題、解決問題的能力,實驗意識沒體現(xiàn)出來。經(jīng)初步調(diào)研論證,結(jié)合本校實際情況,我們確定選擇即將開展高分子化學(xué)實驗課程的高材09、10級學(xué)生作為這次實踐教學(xué)改革的試點,有計劃、有步驟地進行高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式的改革探索與實踐。
一、讓學(xué)生參與實驗前的準備工作,珍惜實驗教學(xué),提高學(xué)生動手能力
實驗前期準備工作是實驗順利進行的保證。尤其是高分子化學(xué)實驗,在實驗前有大量實驗準備工作,包括實驗室儀器設(shè)備調(diào)試、檢修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化學(xué)試劑的配制,如單體、引發(fā)劑的精制,溶液的配制等。這些工作都由實驗老師來承擔(dān),學(xué)生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動,所以,往往不珍惜實驗過程。在已開展高分子化學(xué)實驗的09級同學(xué)中,我們讓學(xué)生適當(dāng)參與實驗的準備工作,如玻璃儀器的清洗,做過高分子化學(xué)實驗的人都知道,殘留高分子物質(zhì)的玻璃儀器難以清洗,同學(xué)在清洗玻璃儀器的過程中,既珍惜實驗過程,又能初步了解高分子的性質(zhì);甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑,以避免溶液在儲存、運輸?shù)倪^程中發(fā)生聚合,所以為了縮短實驗時間,提高反應(yīng)效率,實驗前學(xué)生在實驗老師的指導(dǎo)下采用蒸餾的方式對單體進行提純,加深理論課程中關(guān)于阻聚劑的理解。通過參與實驗前的準備工作,同學(xué)們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程,與實驗前的準備工作也密不可分,從而更加珍惜實驗教學(xué)過程,珍惜自己的實驗成果。更重要的是,實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解。
二、結(jié)合嘉興學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)特點及實際情況,改革優(yōu)化實驗項目,著重培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力及團隊精神
高分子化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。傳統(tǒng)的實驗課程內(nèi)容主要是驗證性實驗。通過無機及分析化學(xué)、有機化學(xué)及物理化學(xué)的基礎(chǔ)實驗,已使學(xué)生掌握了基本儀器設(shè)備的使用和相關(guān)實驗操作。因此,在專業(yè)高分子化學(xué)實驗中,過多地開設(shè)驗證性實驗,不利于學(xué)生思考問題和解決問題能力的培養(yǎng),不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,必須對高分子化學(xué)實驗項目進行改革,主要包括:①基礎(chǔ)實驗項目的改進,鞏固及培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論與操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制備,學(xué)生可根據(jù)興趣選擇懸浮聚合或本體聚合,確定實驗所需儀器設(shè)備及藥品。在實驗過程中,不同聚合方法有不同的實驗步驟及注意事項。如,本體聚合分為三階段進行,不同階段溫度不同,關(guān)鍵在于第一階段轉(zhuǎn)化率的控制,避免出現(xiàn)爆聚,反應(yīng)時間相對較長,最終的實驗產(chǎn)品為板材;而懸浮聚合實質(zhì)也是本體聚合,但由于分散介質(zhì)的加入可以很好地進行傳質(zhì)和傳熱,避免爆聚現(xiàn)象的發(fā)生,攪拌速度是控制實驗成敗的關(guān)鍵,聚合時間相對較短,最終的實驗產(chǎn)品為球狀小珠。同學(xué)之間對各自的實驗現(xiàn)象、產(chǎn)品外觀、產(chǎn)品性狀等進行熱烈討論,從而加深對于聚合方法的理解。②強化設(shè)計性、綜合性實驗,培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力。開設(shè)具有工程特色的綜合性實驗項目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合實驗,擴展為一組設(shè)計性、綜合性實驗:從單體精制、引發(fā)劑精制、乳化劑的選擇與用量、到動態(tài)光散射法測定乳膠粒尺寸、穩(wěn)定性的測定,最后在將其配制成乳膠漆,測定涂層性能與乳膠粒尺寸之間的關(guān)系。學(xué)生通過對整個材料制備及使用過程的全程跟蹤,掌握結(jié)構(gòu)、性能與合成之間密切聯(lián)系,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性,提高學(xué)生的工程能力,有利于引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新性實驗的科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。③適當(dāng)增加科研性實驗項目,培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神,增強對本專業(yè)的了解與熱愛。為進一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力及參與科研的積極性,浙江省設(shè)立了大學(xué)生科技創(chuàng)新項目,嘉興學(xué)院每年也設(shè)立大學(xué)生研究訓(xùn)練(SRT)計劃,本專業(yè)大部分09級的學(xué)生都參與到科研性實驗項目研究中。學(xué)生們呈現(xiàn)出前所未有的申報熱情,他們自愿組成實驗小組、每組成員3~5人,分工明確,團結(jié)合作。如作者本人就指導(dǎo)了一項浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項目的研究,團隊負責(zé)人由08級同學(xué)擔(dān)任,主要成員為09級同學(xué)。項目開展之初,主要由08級同學(xué)設(shè)計并實驗,09級同學(xué)從旁學(xué)習(xí)并輔助完成實驗,項目進行中期,09級同學(xué)已掌握實驗方法與手段,具備獨立完成實驗?zāi)芰Γ?8級同學(xué)的主要精力可放在考研復(fù)習(xí)上面,順利完成新老接替的工作,培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神。同時,學(xué)生更多地接觸到高新技術(shù)和應(yīng)用技術(shù),開闊思路與視野,增強他們對于本專業(yè)的了解與熱愛。
④增加經(jīng)典驗證性實驗的趣味性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。很多同學(xué)剛上大學(xué)的時候,嚴重缺乏對高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)的了解,因此對于學(xué)習(xí)沒有興趣,甚至有些學(xué)生想要轉(zhuǎn)專業(yè)。為了培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,我們將一些經(jīng)典的驗證性實驗與我們?nèi)粘I蠲芮新?lián)系起來,增加實驗的趣味性和實用性。如,制備有機玻璃板前,讓學(xué)生們準備一些干花、干樹葉或大頭貼,在注模過程中放入其中,等產(chǎn)品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,學(xué)生們非常有成就感,同時提高了對于高分子化學(xué)實驗的興趣。
三、完善實驗考核制度,全面反映學(xué)生實驗各環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)
我們進一步細化與完善了實驗的考核方式,使學(xué)生在實驗各環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)均得到不同程度的體現(xiàn)。以往我們只根據(jù)學(xué)生的實驗報告來評定學(xué)生的實驗成績,學(xué)生在整個實驗過程中的預(yù)習(xí)、實驗裝置的安裝、實驗設(shè)備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現(xiàn),缺乏客觀、公正、全面的實驗考核機制。因此,我們借鑒比較傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗的考核機制,將實驗成績的評定細化:預(yù)習(xí)報告20分,實驗著裝10分,實驗裝置20分,操作規(guī)范20分,實驗結(jié)果20分,衛(wèi)生情況10分。將實驗成績的評定標準公布給學(xué)生,加強學(xué)生的實驗規(guī)范觀念,從實驗預(yù)習(xí)開始直到實驗結(jié)束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成,從而改善學(xué)生不注重實驗教學(xué)過程的現(xiàn)象,增加了學(xué)生的主觀能動性。
四、建設(shè)實驗課程網(wǎng)站,有助于學(xué)生的課前預(yù)習(xí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性
在以往的實驗教學(xué)前,教師要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理及實驗注意事項等,甚至要把實驗從頭到尾演示一遍,讓學(xué)生看得清清楚楚,學(xué)生完全不用預(yù)習(xí)實驗,也不用思考問題,這樣就造成了學(xué)生對于實驗教學(xué)的忽視。在理論教學(xué)中,多采用先進的多媒體教學(xué)手段,但在嘉興學(xué)院大部分實驗教學(xué)中,還沒有利用多媒體的教學(xué)模式。而多媒體的生動性、可重復(fù)性可以讓學(xué)生直觀感受實驗操作,可以很好地進行實驗的預(yù)習(xí)。因此,我們正逐步建設(shè)高分子化學(xué)實驗課程網(wǎng)站,初步將實驗課的教學(xué)大綱、講義等內(nèi)容放到網(wǎng)站上。編制實驗教學(xué)課件,如實驗過程所涉及的基本儀器、基本操作、基本裝置、注意事項等。實驗課程網(wǎng)站的建成,方便學(xué)生的課前預(yù)習(xí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。為了進一步完善課程網(wǎng)站的建設(shè),我們還擬采用Flash演示等手段,幫助學(xué)生掌握實驗步驟,了解注意事項。目前,實驗課程網(wǎng)絡(luò)的正在逐步建設(shè)與完善中。
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傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗為一些經(jīng)典的驗證性實驗,教學(xué)內(nèi)容步驟標準化、模式化,學(xué)生只能被動的接收,按方抓藥,無須動腦思考、分析。這種教學(xué)方式的優(yōu)點是保證了實驗教學(xué)的順利進行,培養(yǎng)了學(xué)生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作,但對于學(xué)生動手能力、思考能力、團隊協(xié)作能力、研究能力的培養(yǎng)效果甚微。這種實驗教學(xué)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、分析解決問題的能力和創(chuàng)新能力,且造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降,使得實驗課程“弱化”,而把大部分的時間放在了幫助學(xué)生獲取知識和記憶知識上,忽略了實驗課程在整個大學(xué)教育過程中的重要性和必要性。導(dǎo)致學(xué)生到大四畢業(yè)論文環(huán)節(jié),則充分暴露了學(xué)生實驗操作不規(guī)范、實驗技能較差、實驗意識薄弱、科學(xué)研究精神欠缺等缺點。很多教師已經(jīng)認識到了傳統(tǒng)實驗課程的缺點和局限性,也提出了很多的教學(xué)改革方法,其中包括了研究性高分子化學(xué)實驗課程。研究性高分子化學(xué)實驗課程讓學(xué)生參與了實驗配方設(shè)計、實驗的實施,實驗結(jié)果的分析討論,突出了學(xué)生作為課堂主體,教師輔助學(xué)生完成實驗課程,提高課堂上教師與學(xué)生的互動,活躍了課堂氣氛,激發(fā)了學(xué)生的興趣,有利于學(xué)生深化理論知識的理解,充分鍛煉動手能力、綜合分析能力、科學(xué)研究能力,為學(xué)生的綜合全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。現(xiàn)有文獻雖然充分論述了研究性實驗的優(yōu)點和作用,但尚沒有文獻從備課到實施、總結(jié)、詳細論述研究性實驗的實驗方案和實施方法。張玉琦等提出了在實驗課程中增設(shè)研究性實驗,并結(jié)合聚合物微球乳液實驗項目提出了新的實驗內(nèi)容,但沒有詳細地敘述如何設(shè)計并實施該實驗。張曉云提出了將研究性實驗替代基礎(chǔ)驗證性實驗,并簡單的介紹了《丙烯酰胺的水溶液聚合》實驗的做法,也沒有詳細深入的分析、研究和介紹各環(huán)節(jié)的實施方法與注意事項。胡先海等詳細介紹了在高分子化學(xué)實驗教學(xué)中采用研究性學(xué)習(xí)需要采用的幾種研究方式,并詳細解讀了各種研究方式的優(yōu)點。但這些研究方式可能無法在一個實驗中全部應(yīng)用。不同的實驗采用的研究方法也不同。但文獻未結(jié)合某個實驗詳細介紹研究性實驗設(shè)計及實施方案。本文根據(jù)作者理念和文獻報道的關(guān)于研究性實驗的理論,結(jié)合具體的高分子化學(xué)實驗《有機玻璃的制備》,詳細論述了該高分子化學(xué)實驗如何設(shè)計成研究性實驗,介紹各環(huán)節(jié)需要做的工作及其作用。
2研究性實驗設(shè)計和實施
2.1實驗準備
根據(jù)對研究性實驗的理念和理解,從充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生參與每一個教學(xué)環(huán)節(jié),體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體的目標出發(fā),教師從軟件和硬件上準備實驗。對于《有機玻璃制備》實驗,教師需要根據(jù)四大聚合方法之一的本體聚合理論知識,分析該實驗方案中各實驗參數(shù)是否可變?可變范圍為多少?變化后對實驗過程其他參數(shù)、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果是否有影響。各實驗參數(shù)之間具有一定的關(guān)聯(lián)性,例如其它條件一致,反應(yīng)溫度降低,反應(yīng)時間則會延長,或引發(fā)劑用量越低,反應(yīng)時間越長。在設(shè)計實驗時,需要注意到各參數(shù)之間的相互關(guān)聯(lián)性。根據(jù)實驗參數(shù)是否可變,修改指導(dǎo)書內(nèi)容,將可變的實驗參數(shù)空白。在上課之前,要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)的理論知識,并查找相關(guān)文獻資料,初步確定自己的實驗參數(shù)。在動手做實驗之間,教師和學(xué)生討論相關(guān)參數(shù)的可行性,學(xué)生需說明采用這個數(shù)據(jù)的理由和依據(jù)。通過上述準備工作,教師能夠更好地指導(dǎo)學(xué)生實驗參數(shù)的制定,對于學(xué)生定的不合理實驗參數(shù)具有一定的預(yù)測。有利于在課程中,順利完成實驗參數(shù)的探討和設(shè)計環(huán)節(jié)。學(xué)生通過參與上述實驗參數(shù)的設(shè)計,對該實驗的理論知識進一步進行了復(fù)習(xí),對實驗原理把握更加準確,充分理解各原料作用和各實驗參數(shù)內(nèi)在含義。同時,有利于促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主思考、獨立研究能力和查閱文獻等科學(xué)研究基礎(chǔ)功底,為后續(xù)該實驗的順利開展、大四本科畢業(yè)環(huán)節(jié)的順利進行,以及今后工作打下良好的基礎(chǔ)。
2.2實驗預(yù)演
為了使教師對不同參數(shù)下的實驗進程和實驗現(xiàn)象有一個整體的把握,教師需要對不同參數(shù)下的實驗進行預(yù)演,把握各參數(shù)之間的關(guān)系,更好的指導(dǎo)學(xué)生實驗參數(shù)的設(shè)定,并進行理論指導(dǎo)。但是,由于高分子化學(xué)的特殊性,實驗條件存在一定的變化范圍,加上可變的實驗參數(shù)較多,因此,可設(shè)計出的配方數(shù)較多。在預(yù)演環(huán)節(jié),教師不可能對所有參數(shù)的實驗進行預(yù)演,為了對實驗進行具有一個清晰、整體的把握,對預(yù)期的上下限參數(shù)實驗進行預(yù)演,并根據(jù)實驗?zāi)芊襁M行、實驗現(xiàn)象是否明顯、實驗所需時間是否在課時內(nèi),實驗是否存在一定的危險性等,調(diào)整各參數(shù)的上下限范圍,防止實驗的不可進行和危險性實驗的發(fā)生。在《有機玻璃制備》實驗中,從理論分析來說,反應(yīng)溫度越低,引發(fā)劑用量越低,聚合反應(yīng)速率越慢,當(dāng)?shù)椭烈欢ǔ潭葧r,反應(yīng)有可能無法進行,因此需要對低溫、低引發(fā)劑條件下的實驗進行預(yù)演,掌握該條件下,各步反應(yīng)所需的時間和實驗現(xiàn)象。相反,當(dāng)反應(yīng)溫度較高,引發(fā)劑用量較多時,反應(yīng)速率越快。由于該實驗為放熱反應(yīng),反應(yīng)速率過快,會導(dǎo)致爆聚現(xiàn)象的發(fā)生,因此需要對高溫、高引發(fā)劑含量的實驗條件進行預(yù)演。為了對不同條件下的實驗進程和實驗參數(shù)有良好的把握,需要對中等條件的實驗進行預(yù)演,比較低溫、低引發(fā)劑,高溫、高引發(fā)劑和中溫、中等含量引發(fā)劑的實驗進程和實驗現(xiàn)象有何不同。根據(jù)實驗預(yù)演結(jié)果、實驗課時的安排、硬件條件等客觀因素,修改實驗參數(shù)范圍,以便于更好的指導(dǎo)學(xué)生實驗參數(shù)的設(shè)定。經(jīng)過實驗預(yù)演步驟,教師對各實驗參數(shù)下的實驗進程和實驗步驟做到了心中有數(shù),對整個實驗進行能夠起到良好的指導(dǎo)作用。
2.3學(xué)生預(yù)習(xí)
作為學(xué)習(xí)的主體,需要對整個實驗內(nèi)容進行預(yù)習(xí),聯(lián)系理論知識,對整個實驗的操作過程和基礎(chǔ)理論知識有一個基礎(chǔ)的了解。并羅列操作和理論問題,方便在課堂上解決,加深對知識的理解和掌握。在提高動手能力的同時,實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。教師的一切努力,只為學(xué)生能夠掌握知識,提高動手能力,鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際,提高解決問題的科研能力。教師在力所能及的范圍內(nèi),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,但如果學(xué)生不配合,教師努力的效果就會大打折扣。因此,學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容是非常重要的,為后續(xù)實驗課程的開展奠定基礎(chǔ)。對于《有機玻璃制備》實驗,學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中,需要做好以下幾方面的內(nèi)容:
(1)該實驗的基本原理;
(2)實驗的操作過程;
(3)操作和理論上存在的問題;
(4)根據(jù)理論知識和查閱文獻,初步確定本組實驗參數(shù)。這一步需要小組學(xué)生團結(jié)協(xié)作,共同確定。經(jīng)過預(yù)習(xí),學(xué)生復(fù)習(xí)了理論知識,初步掌握了實驗的操作。并通過團隊合作,提高了學(xué)生的協(xié)作精神,小組互通有無,共同提高。
2.4實驗實施
實驗的實施是整個實驗課程的中心環(huán)節(jié)。優(yōu)秀的實驗方案設(shè)計,需要良好的實驗實施才能實現(xiàn)最終的目的。因此,教師需要根據(jù)課時對每個環(huán)節(jié)進行細致的安排,確保實驗的順利進行以及學(xué)生對知識的掌握。根據(jù)前期的實驗設(shè)計、準備、預(yù)演,實驗的實施可按照以下步驟開展:
(1)教師介紹本次實驗的內(nèi)容,以及該實驗設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識;
(2)從基礎(chǔ)理論知識引出實驗參數(shù)的設(shè)定,小組匯報本組實驗參數(shù)及其設(shè)定理由,由同學(xué)討論是否合適,教師引導(dǎo),并最終確定參數(shù);
(3)教師根據(jù)各組參數(shù)設(shè)定情況,有目的的引導(dǎo)各組學(xué)生參數(shù)的分布。盡量使各組實驗參數(shù)具有一定的差異性,并具有不同的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果;
(4)教師演示實驗操作。對于特別需要注意的環(huán)節(jié),則著重說明;
(5)學(xué)生操作實驗;
(6)在實驗實施過程中,由學(xué)生或教師提出問題,學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,通過理論與實際的結(jié)合,教師與學(xué)生互動探討問題。對于《有機玻璃制備》實驗過程中,可能出現(xiàn)的問題如下:
(1)在預(yù)聚過程中,錐形瓶為什么需要晃動?晃動頻率不同,對結(jié)果是否有差異?措施:可以讓一組學(xué)生嘗試不晃動錐形瓶,觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象:出現(xiàn)爆聚。學(xué)生觀察有機玻璃制備過程中的爆聚現(xiàn)象。解釋:甲基丙烯酸甲酯聚合是一個放熱反應(yīng),晃動錐形瓶主要是為了將反應(yīng)熱釋放,并讓單體流動,各處單體均勻聚合。晃動頻率不同,主要影響散熱及不同位置單體聚合程度的差異。晃動過慢也會出現(xiàn)爆聚。
(2)達到預(yù)聚的時間存在差異的原因是什么?解釋:主要取決于引發(fā)劑的用量及預(yù)聚合溫度。引發(fā)劑用量較多、聚合溫度越高,完成預(yù)聚時間就越短。反之,時間越長。
(3)在灌模時,產(chǎn)生氣泡的原因是什么?如何防止氣泡產(chǎn)生?解釋:由于模具三面封閉,一端開口,里面存有空氣。如果豎直模具直接倒入液體,液體充滿開口端,里面的空氣無法排出,則容易產(chǎn)生氣泡。措施:將模具傾斜,從模具的較低處緩慢注入,將模具里的空氣從無液體的開口處緩慢趕出,液體充滿模具,則無氣泡。
(4)灌模后,為什么還是需要低溫聚合后,再高溫聚合?措施:將一組樣品直接置于高溫下聚合過夜,觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象:模具中的預(yù)聚體也會出現(xiàn)爆聚的現(xiàn)象,出現(xiàn)大量的氣泡,并溢出模具。解釋:預(yù)聚后體系中聚合物分子量較小,如果直接高溫聚合,仍會產(chǎn)生爆聚。通過實驗課程的實施,學(xué)生能夠系統(tǒng)的掌握整個實驗的操作及其注意事項,對不同參數(shù)帶來的影響也有了感觀的認識,加深了對理論知識的理解,提高了動手能力,并養(yǎng)成了研究比較的良好科研精神,為后續(xù)的本科畢業(yè)論文提前做好訓(xùn)練。
2.5總結(jié)報告
總結(jié)報告是實驗課程的成果總結(jié),反應(yīng)了學(xué)生對實驗操作和理論知識的掌握,是教師考察課堂教學(xué)效果的重要手段。對于研究性實驗,其報告需要充分體現(xiàn)研究性。實驗的總結(jié)報告需要包含以下幾方面的內(nèi)容:
(1)全班實驗參數(shù)和實驗數(shù)據(jù)匯總;
(2)根據(jù)各小組實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果差異,教師引導(dǎo)學(xué)生討論,探討差異存在的原因;
(3)以小論文的形式提交實驗總結(jié)報告。鍛煉學(xué)生科研寫作能力,為后續(xù)的本科畢業(yè)論文和工作奠定基礎(chǔ)。對于《有機玻璃制備》實驗,可能出現(xiàn)的問題如下:
(1)預(yù)聚程度的控制。溫度越低,引發(fā)劑越少,預(yù)聚合的時間越長;
(2)預(yù)聚程度的把握。預(yù)聚程度對后續(xù)的操作和實驗具有一定的影響,預(yù)聚程度過低,倒進模具時容易漏液,預(yù)聚程度過高,太粘稠,不易倒入模具,且容易爆聚;
(3)產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡。產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡的原因可能有:a.倒入模具時未趕出氣泡;b.預(yù)聚程度過低,小分子單體殘留過多,小分子揮發(fā)導(dǎo)致氣泡;
(4)產(chǎn)品透明度。氣泡、表面光潔度對有機玻璃的透明性具有較大的影響。通過上述總結(jié),學(xué)生學(xué)會了有機玻璃的制備,并掌握了其中的基礎(chǔ)理論知識。并深刻理解如何控制有機玻璃產(chǎn)品質(zhì)量,學(xué)到了理論課堂上學(xué)不到的知識,深化了理論知識,鍛煉了科學(xué)研究能力。
3小結(jié)