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合成高分子材料的特點范文第1篇

較詳細地評述了高分子材料的研究方向和應用發展方向.

關鍵詞：高分子材料 應用 現狀 發展

高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物為基礎的材料。高分子材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料，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。

高分子材料按來源分為天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和進化的基礎。人類社會一開始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產資料，并掌握了其加工技術。如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。19世紀30年代末期，進入天然高分子化學改性階段，出現半合成高分子材料。1907年出現合成高分子酚醛樹脂，標志著人類應用合成高分子材料的開始。現代，高分子材料已與金屬材料、無機非金屬材料相同，成為科學技術、經濟建設中的重要材料。

高分子材料的結構決定其性能，對結構的控制和改性，可獲得不同特性的高分子材料。高分子材料獨特的結構和易改性、易加工特點，使其具有其他材料不可比擬、不可取代的優異性能，從而廣泛用于科學技術、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。很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等

目前，高分子材料的應用現狀主要有以下幾個方面：

1.傳統產品

如纖維、橡膠、塑料等等

2.高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。采用這樣的半透性薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，使氣體混合物、液體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比，具有省能、高效和潔凈等特點，因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。

3.高分子磁性材料

高分子磁性材料，是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物(合成樹脂、橡膠)的新應用領域的同時，而賦予磁與高分子的傳統應用以新的涵義和內容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石，以后才利用磁鐵礦(鐵氧體)燒結或鑄造成磁性體，現在工業常用的磁性材料有三種，即鐵氧體磁鐵、稀土類磁鐵和鋁鎳鈷合金磁鐵等。它們的缺點是既硬且脆，加工性差。為了克服這些缺陷，將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料便應運而生了。這樣制成的復合型高分子磁性材料，因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等特點，而越來越受到人們的關高分子材料。

4.光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料，是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，主要包括光導材料、光記錄材料、光加工材料、光學用塑料(如塑料透鏡、接觸眼鏡等)、光轉換系統材料、光顯示用材料、光導電用材料、光合作用材料等。光功能高分子材料在整個社會材料對光的透射，可以制成品種繁多的線性光學材料，像普通的安全玻璃、各種透鏡、棱鏡等;利用高分子材料曲線傳播特性，又可以開發出非線性光學元件，此外，利用高分子材料的光化學反應，可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性，可制成光導電材料和光致變色材料;利用某些高分子材料的折光率隨機械應力而變化的特性，可開發出光彈材料，用于研究力結構材料內部的應力分布等。

5.高分子復合材料

高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點是博各種材料之長，如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質高分子結構復合材料包括兩個組分：增強劑。為具有高強度、高模量、耐溫的纖維及織物，如玻璃纖維、氮化硅晶須、硼纖維及以上纖維的織物;基體材料。主要是起粘合作用的膠粘劑，如不飽合聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂，這種復合材料的比強度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術方面不可缺少的材料。

目前，我國高分子材料應在進一步開發通用高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以滿足市場需要的基礎上，重點發展以下方向：

1.工程塑料

全世界通用熱塑性樹脂約占97%，工程塑料的生產規模遠不如通用塑料，但因市場的需求,近年來其發展的速度則遠遠高于通用塑料,年均增長率達7%~8%。近年來工程塑料的發展方向是研究開發工程塑料高分子合金、發展超韌尼龍、超韌聚甲醛、耐應力開裂聚碳、聚苯醚和聚礬等高性能合金研究開發特種工程塑料,如聚酞亞胺。

2.復合材料

復合材料合成一種新材料使之滿足各種高要求的綜合指標。復合材料的發展可以分為4個方面。一是以玻璃纖維增強為手段,對大品種塑料進行改性研究開發新的復合工藝；二是采用高性能增強劑如碳纖維等來增強耐高溫等高性能樹脂；三是開發新型熱塑性樹脂基體如熱塑性聚酞亞胺；四是研究開發功能復合材料,如壓電材料等。

3. 液晶高分子材料

液晶聚合物是介于固體結晶和液體之間的中間狀態的聚合物 ,其分子排列的有序性雖不如固體晶體那樣有序,但也不是液體那樣的無序 ,而是具有一定的 一維或二維 有序性 ,當加工此種聚合物 ,如紡絲或注射成型時,其分子發生取向 這種分子取向一旦冷卻即被固定下來,從而具有不尋常的物理和機械性能。

合成高分子材料的特點范文第2篇

關鍵詞：高分子材料；化工材料；發展現狀

我國自上世紀80年代以來，開始致力于高分子化工材料的研發，并且將高分子化工材料用于多種領域，滿足了節能減排、高性能高科技等現代社會發展的要求。除了本文主要介紹三種材料以外，我國在烯類單體聚合、a―烯烴的聚合、乙烯基單體的光聚合與光刻膠等方面也取得很大的研究成果，隨著現代科技的發展以及社會發展的進一步需求，高分子化工材料將得到進一步的開發研究，并廣泛的應用于農業、工業、醫學、生物、能源等領域。高分子智能材料已經成為材料科學發展的一個重要研究領域，全世界各個國家科學家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發展來看，任何一種重要材料的發明和利用，都能夠把人類改造自然，創造社會的能力提高到一個新的高度，并給社會生產力和人類生產生活帶來巨大的影響，使人類的物質文明建設和精神文明建設共同向前推進一大步。所以可以肯定的說，未來將會有更多更好更實用的智能材料出現在我們的面前。

一、高分子材料概念描述

所謂高分子材料是指由許多重復單元共價連接而成的，分子量很大的一類分子所組成的相關聚合物，并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發展：高功能化，高性能化，復合化，精細化和智能化。鑒于此，我國的高分子材料在進一步開發通用的基礎上，應該重點發展高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以進一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能，較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。

二、高分子材料的應用分析

（一）聚烯烴材料

聚烯烴是高分子化工材料中用量最大的，也是應用范圍最廣的一種，主要在汽車、建筑、家電等領域得到廣泛的應用。聚烯烴是烯烴的聚合物，是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱，主要通過高壓聚合或者低壓聚合如溶液法、漿液法等方法生產合成，主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富，價格低廉等優點。目前，各研究機構正在研究使用過渡金屬做催化劑，進行各類烯烴的聚合。近年來，隨著節能減排、低碳經濟以及可持續發展思想的深入，聚烯烴的合金化、高性能化和多樣化成為研究的方向和重點。

（二）高分子智能材料

高分子智能材料是通過有機和合成的方法，使無生命的有機材料變得具有生物功能的一種材料。其功能可隨外界條件的變化而有意識地調節、修飾和修復。形狀記憶高分子材料是指在一定條件下賦予高分子材料的起始裝態，當外部條件發生改變時，它可以改變成相應地形狀，并能固定其形態。當外部條件再次發生改變時，智能高分子材料以特定的規律和方式再一次發生變化并恢復至起始態。從而完成從起始記憶態到固定變形態再到恢復起始態的循環過程。自行調溫調光的新型建筑材料，成分是由水和聚合物構成的。在低溫時聚合物是成串排列的，為透明狀，能夠透過90%的光線。加熱時，這種聚合物就以纖維的形式聚合在一起，成乳白色，能夠阻擋90%的光線。并且這種可逆過程是在兩三度溫差范圍內完成的。具有傳感功能的高分子材料，這種與傳感器結合起來的高分子材料，已成為智能材料的一個新特點。例如，裝有壓電陶瓷傳感器的機器人，可以靈敏地感覺到軸承脫離時摩擦力突然變化的情況，并迅速作出握緊反應。

（三）稀土催化材料

稀土元素具有獨特的化學性能和物理組成，以稀土元素為基礎的稀土功能材料在信息、生物、新技術、新能源以及環境保護等現代科學技術和現代工業發展中起著十分重要的作用，稀土催化材料比傳統的貴金屬催化材料相比，具有資源豐度高、成本低、生產工藝水平高以及性能優越等方面的優勢。稀土催化材料不僅能夠提高生產效率，最重要的是能夠節約資源和能源，進而減少環境污染。上世紀60年代，中科院長春應用化學研究所運用稀土化合物組成新型催化劑用于二烯烴的聚合以及橡膠的制備，打破了傳統的Z-N催化劑，取得重大研究進展。目前稀土催化材料大量運用在能源環境領域中，如汽車尾氣凈化、工業廢氣以及人居環境凈化等方面。

（四）生物醫用材料

生物醫學材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患，而對人體組織不會產生不良影響的材料。高分子合成的生物醫用材料通過分子設計和聚合，能夠獲得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料，其中高分子軟材料常用做為人體軟組織如血管、食道和指關節等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等；液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。

三、結束語

新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響，本文從幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義，發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用，人類已經進入了高分子時代。

參考文獻：

合成高分子材料的特點范文第3篇

關鍵詞：高中化學教材；前沿科技；合成有機高分子化合物；六國比較

文章編號：1008-0546（2015）07-0057-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.020

21世紀，科學技術已廣泛融入到現代生活各個方面。高中化學教材中前沿科技知識的滲透和編入不僅能體現課程綜合化與融合性的要求，更能使學生深入認識本學科甚至是交叉學科領先的科學技術[1]，讓學生意識到化學學習的意義和價值，認識到利用化學知識解決生活中問題的重要性，感受化學科學的實用性和創造性。世界各國高中化學教材均將科技前沿知識滲透到教學內容中作為在教材內容創新的重要方面，在保證內容選擇的基礎性與時代性的和諧統一方面各有特色。合成有機高分子材料是現代科技硬件的重要載體，被廣泛應用于醫藥衛生、現代工農業生產以及國防科技、航空航天、信息通訊和生物工程等各個領域，是化學前沿科技最具代表性成果之一，也是學生認識化學科技在社會生活中應用最好的學習資源。本文以合成有機高分子材料為切入點，通過研究世界發達國家高中化學教材在內容選擇、編排與呈現方面滲透前沿科技成果的理念與做法，以期為我國高中化學教材內容創新提供啟示。

一、研究對象

研究選取了中國、日本、澳大利亞、新加坡、美國、英國六國的主流高中化學教材作為研究對象，其名稱、出版社、出版信息見表1。

二、內容選取

要認識合成有機高分子材料，“合成有機高分子化合物”是其重要的基礎。我們從“合成有機高分子化合物”內容入手研究。

1. 選取比例

“合成有機高分子化合物”包含“合成有機高分子化合物基礎”（以下簡稱“合成基礎”，主要包含單體、聚合反應、高分子化合物的結構與合成高分子化合物的合成技術等內容）、“合成高分子材料”（主要包含各類合成高分子材料的性質、結構、合成、用途、分類及處理等內容）、“功能高分子材料”和“復合材料”四部分內容。用該四部分內容的知識點數目除以“合成有機高分子化合物”總知識點數目，所得百分比來表示各部分內容選取的比例。六國高中化學教材中四部分內容占“合成有機高分子化合物”的比例見圖1（左側餅形圖）。

由圖1可以看出，“合成高分子材料”在六國教材中均為最主要的內容（比例均在60%以上）；其次是“合成基礎”（比例平均在20%～30%）；“功能高分子材料”各國差異較大：比例最大（11%）為中國教材，其次是日本教材（8%）、新加坡教材（5%），其他國家沒有該部分內容；“復合材料”只有中國和澳大利亞教材涉及，比例均為2%。

“合成高分子材料”包含“塑料”“化學纖維”和“合成橡膠”三部分內容。用同樣的方法求得圖1右側餅形圖的數據，可以看出，“塑料”在六國教材中所占比例均為最大（比例均在45%以上），其次分別為“化學纖維”和“合成橡膠”（美國和英國教材除外）。

2. 內容深度

從學習認知水平角度分析，發現，日本教材在“合成高分子材料”、“合成基礎”部分內容最深，難度最大。

日本教材在“塑料”部分介紹的塑料種類最多，包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尿素樹脂、酚醛樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚醋酸乙烯酯、密胺樹脂和離子交換樹脂共10種；澳大利亞教材提到9種，新加坡教材5種，中國和英國教材僅為3種，美國教材最少，為2種。日本教材不僅包含的塑料種類最多，而且都深入詳細地介紹了每一種聚合物的性質或結構以及聚合反應方程式和用途。澳大利亞教材雖然給出的塑料種類多，但是除了詳細介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物，其他都是簡單介紹其性質和用途。中國教材包含的塑料種類雖少，但對聚乙烯和酚醛樹脂兩種聚合物的介紹最為詳細。

在“化學纖維”部分，日本教材編入的化學纖維種類最多，包括合成纖維中的6-6尼龍、芳綸纖維、6-尼龍、滌綸、聚丙烯腈纖維、維綸，和人造纖維中的粘膠纖維、銅氨人造絲、醋酸鹽纖維共9種，并且從性質、聚合反應方程式、用途這幾個方面詳細地一一介紹。中國教材僅簡單提及“六大綸”。新加坡教材給出2種，澳大利亞和美國教材僅給出1種。

在“合成橡膠”部分，日本教材提到的合成橡膠種類最多，包含丁苯橡膠、腈基丁二烯橡膠、聚氯丁二烯共3種，并詳細介紹其性質或符號以及聚合反應方程式或用途。中國教材僅講到順丁橡膠一種，但從特點、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細地進行了介紹。美國教材僅提到丁苯橡膠的符號。

在“合成基礎”部分，日本教材提到的聚合反應方式最多，包含加聚、縮聚、開環聚合、共聚合4種，中、澳、新、美、英五國教材僅呈現了加聚、縮聚2種。

3. 課程功能實現

從教材中“合成有機高分子化合物”內容的課程功能實現角度分析，我們發現六國教材中澳、新、美、英教材更加注重對科學方法的教育：

（1）實施技術方法教育。澳大利亞教材把“合成有機高分子化合物”作為技術教育的重要內容，占用一節的篇幅詳細介紹了7種修飾多功能高分子聚合物的手段和3種高分子材料成型技術，以及各種手段和技術的應用[2]。澳大利亞教材中該部分內容將高分子合成的基礎原理和化工生產結合起來，是合成理論過渡到實踐的橋梁，實現了合成技術的“工藝化”，是培養學生技術素養的有效內容。

（2）滲透環保教育。新加坡和英國教材除了介紹塑料的廣泛應用之外還選取較大量的內容來講述其危害性，澳大利亞和美國教材詳細介紹了“分類回收法”的廢舊塑料處理方法，澳大利亞和中國教材提到了可降解高分子材料的研發，這將有利于學生了解材料的使用與環保的關系。

（3）提升實踐能力。澳大利亞和美國教材詳細列出了塑料制品的回收標識、代表的類型名稱及性質、應用。回收標識也是健康證，學生可以在生活中根據編號來判斷塑料的種類和質量，從而有利于幫助學生學會鑒別化學信息的真偽和品質，養成獨立思考及反思的能力，培養學生的批判性思維，同時啟發學生學會利用分類的方法解決生活中的化學問題，引導學生將化學知識應用到實踐中去，提升學生的實踐能力。

三、組織編排分析

表2列出了各國教材中涉及“合成有機高分子化合物”內容的章節編排情況。

依據教材中章節的設置，我們發現其組織編排方式有2種類型：（1）獨立成章。中國和日本教材分設兩章介紹有機高分子化合物，澳大利亞和新加坡教材設置一章。日本教材按合成有機高分子化合物的分類設章，而中國教材是按學習難度于必修2和選修5分設兩章，采用螺旋式的組織編排方式。（2）獨立成節。美國和英國教材如此。

依據教材編寫所體現的課程觀分類，其組織編排方式有2種類型：（1）學科中心設計取向。中、美、新教材以有組織的學科知識作為教材設計的基點，按照學科結構為中心來組織學習內容[3]；（2）社會生活問題中心設計取向。日、澳、英教材以生活、社會問題作為教材編寫設計的基點，巧妙地將合成有機高分子化合物與生活實際聯系起來，使學生在潛移默化中學會利用所學知識原理更科學、深入地認識、利用生活中的有機高分子材料，更大限度地實現其教學價值。

另外，各國教材組織編排各具特色：（1）日本和澳大利亞教材設置了章的上級標題――“研究領域”，使知識體系更加系統、清晰；（2）澳大利亞和新加坡教材的節標題設置詳細、具體，核心概念界定清晰。中國教材章下的節標題少，每個節標題包含內容范圍過大，且節標題下的小標題很少，導致框架不清晰，文字閱讀量大，不利于學生進行信息提取，加之該部分知識內容多，分類復雜，這無形之中加大了學生學習難度。

四、結論與啟示

通過對六國教材“合成有機高分子化合物”內容分析和組織編排的比較，我們可以獲得如下結論：

“合成有機高分子材料”均已成為高中化學教材中合成有機高分子化合物的核心內容。教材中增加合成高分子材料種類與反應類型，可為學生廣泛認識生活中的高分子材料奠定堅實的理論基礎，使學生深入理解有機化學基礎，拓展有機合成的創新性思維，以化學學科思維更科學深入地認識身邊的高分子材料制品；同時，高分子材料制備技術方法的介紹對于提升即將面臨職業定向的高中生的應用創造能力和技術素養有著重要作用；再有基于合成有機高分子化合物的介紹，滲透環保意識，有利于使教材向多維化和融合性發展。

我國高中化學教材在核心內容的選取上同各國一致，并采取由淺入深螺旋式的組織編排方式，這些是值得肯定的，但合成高分子化合物類型單一，缺乏與生活相聯系和對科學方法的滲透這些問題值得我們深思。由此我們提出如下建議：在內容選取方面，應適當豐富合成高分子化合物的種類；充分發揮前沿科技類內容所特有的教育功能，注重對技術方法、環保意識、實踐能力和批判性思維的教育，全面提升學生的應用和創新能力。在組織編排上，前沿科技類內容更適合采取社會生活問題中心設計編排，注重化學與社會生活實際的緊密聯系；對于內容繁雜的部分建議采用細致詳細的標題設置，同時可選擇性增設“研究領域”等標題。

參考文獻

[1] 王瑞政，周青，闕麗麗. 化學前沿學科知識在美國化學教材中的體現[J]. 化學教學，2009，01：58-61

合成高分子材料的特點范文第4篇

關鍵詞：機械工程材料 高分子材料 教學改革

Reform and practice on teaching of polymer materials in mechanical engineering materials course

Dong Xufeng， Qi Min， Wang Weiqiang

Dalian university of technology， Dalian， 116024， China

Abstract： In most universities， metal material is the route of mechanical engineering materials course. Polymer materials have been a new type of engineering materials in the recent 50 years. Therefore， it is necessary to increase the proportion of polymer materials and make corresponding reform in the teaching of mechanical engineering materials. In this paper， the reform and practice experience on mechanical engineering materials in Dalian university of technology is introduced. Reforms were made in content， aim， process， method and reference books. The practice results indicated good teaching effect was obtained.

Key words： mechanical engineering materials； polymer materials； teaching reform

機械工程材料課程是面向非材料專業學生開設的介紹材料科學與工程基礎內容的課程，涉及專業包括機械、化工、船舶、汽車、航空航天等。目前大多數機械工程材料課程的講授以金屬材料為主線，內容涵蓋金屬材料的化學成分、組織結構、加工工藝與性能之間的關系等[1，2]。教學目的是讓非材料專業學生了解常用金屬材料的性能、應用范圍和加工工藝，初步掌握金屬材料的選用原則與方法，同時能夠對實際工程中與材料相關的基本問題進行正確分析和處理。

1 高分子材料教學改革原則

20世紀中期以來，大批新型高分子材料的合成拓展了人類使用材料的范圍。與金屬材料相比，高分子材料具有密度小、比強度高、原料豐富、成型簡單、成本低、耐腐蝕等優點。近年來一些性能優異的高分子材料在諸多領域呈現取代傳統鋼、鐵等金屬材料的趨勢，成為機械工程材料中不可忽視的一部分[3]。因此，在機械工程材料課程的教學過程中，須摒棄完全以金屬材料為主體的授課方法，適當增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此，我校在2013年對機械工程材料32學時課程的教學計劃進行了調整，將高分子材料部分由之前的2學時增加到4學時，并確定了以下改革原則：

1.1 授課內容強調基礎性

高分子材料與機械類學生通常接觸到的金屬材料在結構、性能、制備工藝等方面有很大的區別。向機械類學生講授高分子材料，主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學時內，不可能也沒必要將高分子材料相關的全部內容壓縮講授。這就決定了機械工程材料課程中高分子材料部分必須側重于基礎性知識，對于理論性、專業性太強的知識點必須舍棄。基礎性內容應當包括高分子材料的基本概念、分類、結構特點及常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡膠及工程纖維）的基本力學性能[4-6]。

1.2 授課目標偏向工程性

高分子材料不僅可作為結構材料使用，也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業的學生，特別是機械類專業的學生，更關心材料的力學性能和應用范圍。因此，在課程內容的安排上，應以與機械工程有關的機械性能為主，給出常用工程高分子材料的基本力學性能指標及適用領域。

1.3 授課過程重視學生的先修知識

大多數高校的機械工程材料課程以金屬材料為主線，在學習高分子材料之前，學生對金屬材料已經有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異，例如：高分子材料的聚集態結構以非晶結構為主，而金屬材料則以晶體結構為主；許多高分子材料，特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優良彈性等。學生先修知識的習慣思維在他們學習高分子材料時可能會引起沖突，因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學習高分子材料，有利于幫助學生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知識。

1.4 教學方式應具有高效性

高分子材料課程涉及的概念繁多，容易混淆，對于機械類學生而言比較抽象，難以理解。在短短的4學時內，要想讓學生盡可能多的掌握高分子材料的相關基本概念，必須摒棄照本宣科或一味講授的教學方式。通過高效的教學方式，充分調動學生的積極性、主動性，引導學生思考，方能達到理想的教學效果。

1.5 提供擴展知識的參考書

由于高分子材料的性能、結構、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在機械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾，在章節后面列出了比較系統的高分子材料性能、內容、結構、制備工藝以及表征方面的書籍，以供學生參考[7，8]。

2 高分子材料教學改革

根據以上原則，我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進行了調整，具體如下：

（1）授課內容及學時安排：高分子材料的基本概念（高分子、單體、鏈節，0.5學時），高分子材料的分類方法（按用途分類，按熱行為分類，按反應類型分類，按主鏈結構分類，0.5學時），高分子材料基本結構（簡單介紹近程結構、遠程結構、聚集態結構的概念，0.5學時）及物理狀態（玻璃態、高彈態和粘流態，0.5學時），典型工程塑料的力學性能和應用（1學時），典型合成橡膠的力學性能和應用（1學時）。

（2）重點講授常用工程高分子材料（工程塑料、工程橡膠及工程纖維）的基本力學性能及典型工程高分子材料的適用領域。

（3）授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關內容與金屬材料進行對比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。

（4）采用啟發式教學模式，通過設問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導學生思考；在多媒體課件中，采用豐富的圖片、動畫激發學生學習的積極性和主動性。

3 結束語

通過機械工程材料課程中高分子材料的教學方案改革，學生對這種新型工程材料有了基本且更為全面的了解，他們深刻認識到，高分子材料是機械工程材料領域中不可忽視的分支。

參考文獻

[1] 文九巴.機械工程材料[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2] 于永泗，齊民.機械工程材料[M].大連：大連理工大學出版社，2012.

[3] 張留成.高分子材料基礎[M].北京：化學工業出版社，2011.

[4] 高建綱，宋慶平，丁玉潔，吳之傳.工科非本專業《高分子化學》課程的教學探討[J].高分子通報，2009（5）：63-66.

[5] 韓順玉，柳海蘭.非高分子專業《高分子化學》課程教學實踐與探討[J].中國科教創新導刊，2010（35）：93.

[6] 詹茂盛，何利軍.“高分子材料課程信息化師生互動教學方法”研究與實踐[J].化工高等教育，2004（3）：69-71.

合成高分子材料的特點范文第5篇

【關鍵詞】功能材料；高分子；現狀；發展

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，是人類文明的重要里程碑，如今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。進入本世紀80年代以來，一場與之相適應的“新材料革命”蓬勃興起。功能材料是新材料發展的方向，而功能高分子材料占有舉足輕重的地位，由于其原料豐富、種類繁多，發展十分迅速，已成為新技術革命必不可少的關鍵材料[1]。

1.功能高分子材料

功能高分子材料在其原有性能的基礎上，賦予其某種特定功能。諸如：化學性、導電性、光敏性、催化性，對特定金屬離子的選擇螯合性，以及生物活性等特殊功能，這些都與在高分子主鏈和側鏈上帶有特殊結構的反應基團密切相關。

2.功能高分子材料的研究現狀

在原來高分子材料的基礎上，可將功能高分子材料分為兩類：一類是以改進其性能為目的的高功能高分子材料；另一類是為賦予其某種新功能的新型功能高分子材料[2]。

2.1高功能高分子材料

2.1.1化學功能高分子材料

化學功能高分子材料通常具有某種化學反應功能，它將具有化學活性的基團連接到以原有主鏈鏈為骨架的高分子上。離子交換樹脂是一種帶有可交換離子的活性基團、具有三維網狀結構、不溶的交聯聚合物，在水中具有足夠大的凝膠孔或大孔結構，由于它具有高效快速分析和分離功能，目前已廣泛用于硬水軟化、廢水凈化、高純水制備、海水淡化、溶液濃縮和凈化、海水提鈾，特別是在食品工業、制藥行業、治理污染和催化劑中應用的更為廣泛。

2.1.2光功能高分子材料

在光的作用下，實現對光的傳輸、吸收、貯存、轉換的高分子材料即為光功能高分子材料。近年來，在數據傳輸、能量轉換和降低電阻率等方面的應用增長迅速。感光性樹脂由感光基團或光敏劑吸收光的能量后，迅速改變分子內或分子間的化學結構，引起物理和化學變化。光致變色高分子具有光色基團，不同波長的光對其照射時會呈現不同的顏色，而當其受到特定波長照射后又會恢復為原來的顏色。利用這種可逆反應可以實現信息的存儲、信號的顯示和材料的隱蔽，應用前景十分誘人。

2.1.3電功能高分子材料

依據材料的結構和組成，可將導電高分子分為兩大類：一類是依靠高分子結構本身所能提供的載流子導電的結構型導電高分子，在電致顯色、微波吸收抗靜電、等領域顯示出廣闊的應用前景。另一類是高分子材料本身不具有導電性能，依靠添加在其中的炭黑或金屬粉導電的復合型導電高分子，具有制備方便，實用性強的特點，在許多領域發揮著重要的作用，常用作導電橡膠電磁波屏蔽材料和抗靜電材料。

2.1.4生物醫用高分子材料

生物醫用高分子包括醫用高分子和藥用高分子兩大類。

醫用高分子材料材料科學應用于生物醫療的交叉學科，將加工后的無生命的材料用來取代或恢復某些組織器官的功能。醫用高分子材料作用于人體必須具備生物相容性、化學穩定性、耐腐蝕老化、易于加工等優點，主要用于人工器官、治療疾患、診斷檢查等醫療領域中。目前，醫用功能高分子材料在心血管的植入、局部整形和眼睛系統的矯正等方面獲得了較大成果。

新型高分子藥物，具有緩釋、長效、低毒的特點，分為兩類：一類藥物即為高分子本身，可以直接用作藥物，也可以通過合成獲得某些療效。另一類高分子藥物高分子本身沒有藥用價值，而是作為藥物的載體，以離子鍵或共價鍵的形式連接具有藥理活性的低分子化合物，制成高分子藥物控制釋放制劑。一方面達到將最小的劑量在作用于特定部位產生治效的目的；另一方面使藥物的釋放速率可控，在提高療效的同時降低了毒副作用[3]。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

近年來開發的高吸水性樹脂是一種新型功能高分子材料，它可吸收自身重量數百倍至上千倍的水，自身含有強親水性基團同時具有一定交聯度。此外，高吸水性樹脂的保水性能極好，即使受壓也不會滲水，而且具有吸收氨等臭氣的功能。高吸水性樹脂在石油、化工、輕工、建筑等部門被用作堵水劑、脫水劑、增粘劑、密封材料等；在農業上可以做土壤改良劑、保水劑、植物無土栽培材料、種子覆蓋材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性樹脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋墊、一次性尿布等。

2.2.2 CO2功能高分子材料

在不同催化劑作用下，以CO2為基本原料與其他化合物縮聚成多種共聚物。其中研究較多、已取得實質性進展、并具有應用價值和開發前景的共聚物是由CO2與環氧化合物通過開鍵、開環、縮聚制得的CO2共聚物脂肪族碳酸酯。把長期以來因石化能源燃燒和代謝而排放的污染環境、產生溫室效應的CO2視為一種新的資源。利用它與其他化合物共聚，合成新型CO2共聚物材料，對解決當今世界日趨嚴重的CO2含量增高等問題有重要的現實意義。

2.2.3形狀記憶功能高分子材料

形狀記憶功能材料的特點是形狀記憶性，它是一種能循環多次的可逆變化。即具有特定形狀的聚合物受到外力作用，發生變形并被保持下來；一旦給予適當的條件（力、熱、光、電、磁），就會恢復到原始狀態。根據不同的觸發材料記憶功能的條件，可將其分為電致型、光致型、熱致型和酸堿感應型。形狀記憶高分子材料是高分子功能材料研究新分支，在電子、印刷、紡織、包裝和汽車工業中具有良好的發展前景。

2.2.4生態可降解高分子材料

隨著人類對環境的重視，材料的可降解性成為新的性能指標，因此生態可降解高分子材料受到廣泛重視。目前我國生態可降解性高分子材料的發展還處于復制和仿制國外產品的初級階段，國外產品占據主要市場。高分子的降解主要是各種生物酶的水解，其中聚乳酸類高分子是已開發應用于生命科學新型生物可降解材料，盡管已形成了多個品種，但目前應用的生物可降解材料在生物相容性、理化性能、控制其降解速率和緩釋性等方面仍存在較多問題，有待進一步研究[4]。

3.開發功能高分子材料的重要意義

功能高分子材料其獨特的功能和不可替代的特性已帶來各個領域技術進步，甚至質的飛躍，且在各行業已產生相當高的經濟和社會效益，并導致許多新產品的出現。隨著人們對有機高分子材料研究的逐步深入和加強，功能高分子材料的方向包括兩方面：一方面，改進通用有機高分子材料，在不斷提高它們的使用性能的同時，擴大其應用范圍。另一方面，與人類自身密切相關、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強。因此，功能高分子材料是未來材料科學與工程技術領域的重要發展方向，必將影響人類的生產和生活產[5]。

【參考文獻】

［1］張恒翔，蔡建，邱莎莎.功能高分子材料在軍用包裝中的應用[J].包裝工程，2011，（23）：60～62.

［2］楊曉紅，王海英.新型有機高分子材料發展[J].科技資訊，2009，（4）：7.

［3］楊北平，陳利強，朱明霞.功能高分子材料發展現狀及展望[J].廣州化工，2011，（6）：17～18.