高分子材料與工程現狀精選(九篇)
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第1篇：高分子材料與工程現狀范文
一、生物醫用高分子材料的特點
生物醫用高分子材料是一種聚合物材料，主要用于制造人體內臟、體外器官、藥物劑型及醫療器械。按照來源的不同，生物醫用高分子材料可以分為天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2種。前者是自然界形成的高分子材料，如纖維素、甲殼素、透明質酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；后者主要通過化學合成的方法加以制備，常見的有合聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性質，生物醫用高分子材料可以分為非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，芳香聚酯、聚硅氧烷等；后者包括聚乙烯亞胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亞胺—聚乙二醇—聚（β-胺酯）共聚物、聚乙烯亞胺—聚碳酸酯共聚物等。
生物醫用高分子材料作為植入人體內的材料，必須滿足人體內復雜的環境，因此對材料的性能有著嚴格的要求。首先，材料不能有毒性，不能造成畸形；其次，生物相容性比較好，不能與人體產生排異反應；第三，化學穩定性強，不容易分解；第四，具備一定的物理機械性能；第五，比較容易加工；最后，性價比適宜。其中最關鍵的性能是生物相容性。
根據國際標準化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）的解釋，生物相容性是指非活性材料進入后，生命體組織對其產生反應的情況。當生物材料被植入人體后，生物材料和特定的生物組織環境相互產生影響和作用，這種作用會一直持續，直到達到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括組織相容性、細胞相容性和血液相容性。
二、生物醫用高分子材料的發展歷史
人類對生物醫用高分子材料的應用經過了漫長的階段。根據記載，公元前3500年，古埃及人就用棉花纖維和馬鬃縫合傷口，此后到19世紀中期，人類還主要停留在使用天然高分子材料的階段；隨后到20世紀20年代，人類開始學會對天然高分子材料進行改性，使之符合生物醫學的要求；再后來人類開始嘗試人工合成高分子材料；20世紀60年代以來，生物醫用高分子材料得到了飛速發展和廣泛的普及。1949年，美國就率先發表了研究論文，在文中第1次闡述了將有機玻璃作為人的頭蓋骨、關節和股骨，將聚酰胺纖維作為手術縫合線的臨床應用情況，對醫用高分子的應用前景進行了展望。這被認為是生物醫用高分子材料的開端。
在20世紀50年代，人類發現有機硅聚合物功能多樣，具有良好的生物相容性（無致敏性和無刺激性），之后有機硅聚合物被大量用于器官替代和整容領域。隨著科技的發展，20世紀60年代，美國杜邦公司生產出了熱塑性聚氨酯，這種材料的耐屈撓疲勞性優于硅橡膠，因此在植入生物體的醫用裝置及人工器官中得到了廣泛應用。隨后人工尿道、人工食道、人工心臟瓣膜、人工心肺等器官先后問世。生物醫用高分子材料也從此走上快速發展的道路。
三、生物醫用高分子材料的發展現狀、前景和趨勢
據相關研究調查顯示，我國生物醫用高分子材料研制和生產發展迅速。隨著我國開始慢慢進入老齡化社會和經濟發展水平的逐步提高，植入性醫療器械的需求日益增長，對生物醫用高分子材料的需求也將日益旺盛。2015年1月28日，中國醫藥物資協會的《2014中國單體藥店發展狀況藍皮書》顯示，2014全年全國醫療器械銷售規模約2556億元，比2013年度的2120億元增長了436億元，增長率為20.06%。但是相比于醫藥市場總規模（預計為13326億元）來說，醫藥和醫療消費比為1∶0.19還略低，因此業內普遍認為，醫療器械仍然還有較廣闊的成長空間，生物醫用高分子材料也將迎來良好的發展前景。
根據evaluateMedTech公司基于全球300家頂尖醫療器械生產商的公開數據而得出的報告《2015-2020全球醫療器械市場》預測，2020年全球醫療器械市場將達到4775億美元，2016-2020年間的復合年均增長率為4.1%。世界醫療器械格局的前6大領域包括：診斷、心血管、影像大型設備、骨科、眼科、內窺鏡，其中生物醫用高分子材料在其中都得到了廣泛的應用。
以往的醫學研究對組織和器官的修復，更多是選擇一種替代品，實現原有組織和器官的部分功能。隨著再生醫學和干細胞技術的迅速發展，利用生物技術再生和重建器官、個性化治療和精準醫學已經成為趨勢。因此傳統的生物醫藥高分子材料已經不能滿足現有的需求，需要模擬生物的結構，恢復和改進生物體組織與器官的功能，最終實現器官和組織的再生，這也是生物醫用高分子材料未來的發展方向。
生物醫用高分子材料在醫療器械領域中得到了非常廣泛的應用，主要體現在人工器官、醫用塑料和醫用高分子材料3個領域。
1.人工器官
人工器官指的是能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料；或者說是具有天然器官組織或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工腎、人工關節、人工骨、人工肌腱等，通常被認為是植入性醫療器械。人工器官主要分為機械性人工器官、半機械性半生物性人工器官、生物性人工器官3種。第1種是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2種是指將電子技術和生物技術結合；第3種是指用干細胞等純生物的方法，人為“制造”出器官。目前生物醫用高分子材料主要應用在第1種人工器官中。
目前，植入性醫療器械中骨科占據約為38%的市場份額；隨后是心血管領域的36%；傷口護理和整形外科分別為8%左右。人工重建骨骼在骨科產品市場中占據了超過31%的市場份額，主要產品是人工膝蓋，人工髖關節以及骨骼生物活性材料等，主要應用的生物醫用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增強聚乳酸、自增強聚乙醇酸等。心血管產品市場中支架占據了一半以上的市場份額，此外還有周邊血管導管移植、血管通路裝置和心跳節律器等。
目前各國都認識到了人工器官的重要價值，加大了研發力度，取得了一些進展。2015年，美國康奈爾大學的研究人員開發出了一種輕量級的柔性材料，并準備將其用于創建一個人工心臟。在我國，3D打印人工髖關節產品獲得國家食品藥品監督管理總局（CFDA）注冊批準，這也是我國首個3D打印人體植入物。
人工器官未來發展趨勢是誘導被損壞的組織或器官再生的材料和植入器械。人工骨制備的發展趨勢是將生物活性物質和基質物質組合到一起，促進生物活性物質的黏附、增殖和分化。血管生物支架的發展趨勢是聚合物共混技術，如海藻酸鈉/殼聚糖、膠原/殼聚糖、膠原/瓊脂糖、殼聚糖/明膠、殼聚糖/聚己內酯、聚乳酸/聚乙二醇等體系。
2.醫用塑料
醫用塑料，主要用于輸血輸液用器具、注射器、心導管、中心靜脈插管、腹膜透析管、膀胱造瘺管、醫用粘合劑以及各種醫用導管、醫用膜、創傷包扎材料和各種手術、護理用品等。注塑產品是醫用塑料制品當中產量最大的品種。與普通塑料相比，醫用塑料要求比較高，嚴格限制了單體、低聚物、金屬離子的殘留，對于原材料的純度要求很高，對加工設備的要求也非常嚴格，在加工和改性過程中避免使用有毒助劑，通常具有表面親水、抗凝血等特殊功能。常用醫用塑料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、熱塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等。
目前醫用塑料市場約占全球醫療器械市場的10%，并保持著每年7%～12%的年均增長率。統計數據顯示，美國每人每年在醫用塑料領域消費額為300美元，而我國只有30元，由此可見醫用塑料在我國的發展潛力非常大。
我國醫用塑料制品產業經過多年的發展，取得了長足的進步。中國醫藥保健品進出口商會統計數據顯示，2015年上半年，紗布、繃帶、醫用導管、藥棉、化纖制一次性或醫用無紡布物服裝、注射器等一次性耗材和中低端診斷治療器械等成為我國醫療器械的出口大戶。但是也必須清醒地認識到，我國的醫用塑料發展水平還比較落后。醫用塑料的原料門類不全、生產質量標準不規范、新技術和新產品的創新能力薄弱，導致一些高端原料導致國內所需的高端產品原料還主要靠進口。
目前各國都認識到了醫用塑料的重要價值，加大了研發力度，取得了一些進展。2015年，英國倫敦克萊蒙特診所率先開展了塑膠晶狀體移植手術，不僅可以治療遠視眼或近視眼，還可以恢復患有白內障和散光者的視力；住友德馬格公司推出一種聚甲醛（POM）齒輪微注塑設備，在新型白內障手術器械中具有重要作用；美國美利肯公司開發了一項技術，可使非處方藥和保健品塑料瓶的抗濕性和抗氧化性提高30%；MHT模具與熱流道技術公司開發出了PET血液試管，質量不足4g，優于玻璃試管；Rollprint公司與TOPAS先進高分子材料公司合作，采用環烯烴共聚物作為聚丙烯腈樹脂的替代品，以滿足苛刻的醫療標準；美國化合物生產商特諾爾愛佩斯推出了一款硬質PVC，以取代透明醫療零部件中用到的PC材料，如連接器、止回閥、Y接頭、套管、魯爾接口配件、過濾器、滴注器和蓋子，以及樣本容器。
未來醫用塑料的發展趨勢是開發可耐多種消毒方式的醫用塑料，改善現有醫用塑料的血液相容性和組織相容性，開發新型的治療、診斷、預防、保健用塑料制品等。
3.藥用高分子材料，
藥用高分子材料在現代藥物制劑研發及生產中扮演了重要的角色，在改善藥品質量和研發新型藥物傳輸系統中發揮了重要作用。藥用高分子材料的應用主要包括2個方面：用于藥品劑型的改善以及緩釋和靶向作用，此外還可以合成新的藥物。
藥物緩釋技術是指將衣物表面包裹一層醫用高分子材料，使得藥物進入人體后短時間內不會被吸收，而是在流動到治療區域后再溶解到血液中，這時藥物就可以最大限度的發揮作用。藥物緩釋技術主要有貯庫型（膜控制型）、骨架型（基質型）、新型緩控釋制劑（口服滲透泵控釋系統、脈沖釋放型釋藥系統、pH敏感型定位釋藥系統、結腸定位給藥系統等）。
貯庫型制劑是指在藥物外包裹一層高分子膜，分為微孔膜控釋系統、致密膜控釋系統、腸溶性膜控釋系統等，常用的高分子材料有丙烯酸樹脂、聚乙二醇、羥丙基纖維素、聚維酮、醋酸纖維素等。骨架型制劑是指向藥物分散到高分子材料形成的骨架中，分為不溶性骨架緩控釋系統、親水凝膠骨架緩控釋系統、溶蝕性骨架緩控釋系統，常用的高分子材料有無毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纖維素、羥丙甲纖維素、海藻酸鈉、甲殼素、蜂蠟、硬脂酸丁酯等。
我國的高分子基礎研究處于世界一流，但是藥用高分子的應用發展相對滯后，品種不夠多、規格不完整、質量不穩定，導致制劑研發能力與國際產生差距。國內市場規模前10大種類分別為明膠膠囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、PVP、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、微晶纖維素、HPC、乳糖。高端藥用高分子材料幾乎全部依賴進口。專業藥用高分子企業則存在規模小、品種少、技術水平低、研發投入少的問題。
目前，藥物劑型逐步走向定時、定位、定量的精準給藥系統，考慮到醫用高分子材料所具備的優異性能，將會在這一發展過程中發揮關鍵性的作用。未來發展趨勢是開發生物活性物質（疫苗、蛋白、基因等）靶向控釋載體。
四、結語
雖然生物醫用高分子材料的應用已經取得了一些進展，但是，隨著臨床應用的不斷推廣，也暴露出不少問題，主要表現出功能有局限、免疫性不好、有效時間不長等問題。如植入血管支架后，血管易出現再度狹窄的情況；人工關節有效期相對較短，之所以出現這些問題，主要原因是人體與生俱來的排異性。
生物醫用高分子材料隸屬于醫療器械產業，其發展備受政策支持。國務院于2015年5月印發的《中國制造2025》明確指出，大力發展生物醫藥及高性能醫療器械，重點發展全降解血管支架等高值醫用耗材，以及可穿戴、遠程診療等移動醫療產品。可以預見，在未來20～30年，生物醫用高分子材料就會迎來新一輪的快速發展。
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第2篇：高分子材料與工程現狀范文
關鍵詞：應用型本科 高分子課程 考核方法
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0197-01
應用型本科教育的培養目標定位于技術工程師，既要具有較強的專業基礎理論知識，又能夠解決生產實際中的具體技術問題。而在培養過程中，專業基礎課和專業課起到了從書本的理論到實際應用的過渡。因此，應用型本科院校在這類課程的設置上減少了理論課的課時，增加實驗和實踐課的課時[1-4]。而在教學過程中，我們發現學生往往不能將理論與實踐相結合，對于理論的掌握也往往通過死記硬背的方式，對于實驗和實踐中出現的問題也不太會分析解決。究其原因，目前評價學生學習的好壞主要是通過考試成績來判定，而考核形式單一，筆試為主，這就使得學生的學習也常常以成績為導向，以考試為目標，考試之外的東西他們很少去關心思考。因此，在應用型本科人才的培養過程中，對于專業課和專業基礎課的考核方法、考核體系的改革勢在必行。該文以筆者在實際教學工作中在高分子系列課程上的一些教學思考提出了一些改革措施。
1 構建包括基本理論、基本知識在內的基礎理論考核系統
高分子是材料科學與工程專業知識體系構建的一個重要方向，主要由高分子化學、高分子物理、高分子材料檢測、聚合物成型加工、高分子材料等構成了這個專業方向的主要的專業課與專業基礎課。這些課程講述的內容實現了從小分子變成實際使用的高分子材料的過程，如圖1所示。其中高分子化學是講述從單體變為高聚物的聚合過程，而高分子物理是講述高聚物的結構與性能，聚合物成型加工是講述從聚合物變為材料的成型加工過程，高分子材料是講述高分子制品的應用，高分子材料檢測是講述高分子材料的性能檢測。
對高分子化學、高分子物理、高分子材料、高分子材料檢測、聚合物成型加工等系列課程中的基本理論、基礎知識內容，在原有閉卷考核方式的基礎上，建立涵蓋系列課程知識的試題庫，題型包含：基本概念的名詞解釋和填空、基本理論的比較和是非判斷、基于基本知識的簡答和計算。相關課程的老師根據自己課程的需要，選擇考核試題，注重考查學生對高分子知識體系關聯性的理解。
2 構建以實際工程問題的理論分析為主的基礎理論應用考核系統
在教學過程中注重教學內容的變革，積極推行案例教學、專題性教學、研究性學習，積極開展觀摩教學與評教活動，并構建以實際工程問題的理論分析為主的基礎理論應用考核系統，建立案例分析試題庫，讓學生用已有的基本理論和基本知識來分析實際案例。例如，如何制備既具有彈性，又具有一定強度的尼龍纖維？首先涉及的知識是聚合物成型加工中的尼龍纖維的制備方法，尼龍纖維可以通過濕法紡絲來實現，這樣學生可以加深對濕法紡絲的過程的了解；其次如何實現材料的高強度，這就可以從高分子物理里面的聚合物的聚集態分析，具有結晶、取向等狀態的高聚物的力學強度較好，因此要想纖維具有高強度就必須通過一定的方式使其結晶或取向，而結晶和取向兩者之間又是相互影響的，取向會促進結晶，因此在成型加工過程中需要通過一定的方式使其取向，這又回到成型加工的過程中，通過定向拉伸的方法使其取向；最后要使纖維具有一定的彈性，這就需要使纖維能在一定程度解取向，恢復高分子的彈性，而解取向的方法可以利用熱處理來實現，這就要求增加材料制備的后處理過程。總之，通過這樣以實際工程問題的理論分析為主的考題，使學生建立基本理論和實際應用的聯系，深入理解相關課程理論知識間的關聯。
3 建立實際問題解決能力考核系統
建立以能力培養為目標的考核體系，改單一的試卷考核方式為大作業、小論文、課題答辯等多種考核方式，改一次性課程終結考核為過程監測考核、理論和實踐動手綜合考核。通過目前科學和工程上存在的問題，考核學生解決實際問題的能力，并將相關的問題貫穿相關的專業基礎課、專業課和實踐課程的教學與考核中。例如，實際高分子材料制備中的問題可以在高分子物理中作為案例分析題；經過分析后的問題又可以在聚合物加工工藝中做為一個大作業，讓學生自己提出解決方案，并給出評分；然后在實踐課上讓學生完成此方案，并在實現的過程中學會利用已有的知識對方案做出優化和調整，給出實踐課的評分；最后通過高分子材料檢測課程分析材料的結構與性能。
4 結語
考核方法是課程建設的重要組成部分，是評價學生學習以及能力的最直接的方法，也是對教學效果最直接的評價方法。因此在課程改革過程中，考核方式的改革成為推動課程建設，實現應用型本科院校的培養目標必不可缺少的環節，在應用型本科院校工程類專業上有著很好的推廣價值。
參考文獻
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第3篇：高分子材料與工程現狀范文
關鍵詞：高分子材料；可降解；生物
中圖分類號：tq464 文獻標識碼:a
我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列，每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解，以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式： 生物的細胞增長使物質發生機械性破壞； 微生物對聚合物作用產生新的物質；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理，現將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。
1生物可降解高分子材料概念及降解機理
生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。
生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質發生機械性破壞；微生物對聚合物作用產生新的物質；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內，經過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量，最終都轉化為水和二氧化碳。
因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用，相互促進的物理化學過程。到目前為止，有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環境有關。
2生物可降解高分子材料的類型
按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產型
通過微生物合成的高分子物質。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產的“biopol”產品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結構的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質制得的脫乙酰基多糖等共混制得。
2.4摻合型
在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產品具有相當程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。
3生物可降解高分子材料的開發
3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法
傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通過化學修飾和共混等方法，對自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產量小，限制了它們的應用。
3.1.2化學合成法
模擬天然高分子的化學結構，從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學合成法反應條件苛刻，副產品多，工藝復雜，成本較高。
3.1.3微生物發酵法
許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難，且仍有一些副產品。
3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學的發展，酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質，并擁有了催化一些特殊反應的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。
3.3酶促合成法與化學合成法結合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料。
4生物可降解高分子材料的應用
目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環境污染問題，以保證人類生存環境的可持續發展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫用材料。目前，我國一年約生產3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片，而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。
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第4篇：高分子材料與工程現狀范文
高分子材料在市場的廣泛應用促使生產加工設備和工藝水平不斷提升，近年來，多個新型成型裝備得以研制成功，并逐一投入市場。所謂高分子材料生產加工設備自然是提升高分子材料生產質量和性能的關鍵所在，但是結合工藝要求，其結構設計的優良化和組裝的合理性才是保證這一結果的中心。
1 高分子材料生產加工設備的設計和制造
高分子材料生產加工設備中主要構成部件有：聚合反應器、紡前設備、熔融紡絲設備和長絲后加工設備。本文主要以聚合反應器、紡前設備和熔融紡絲設備為例，探討高分子材料生產加工設備的設計和制造中應當注意的要點
（1）聚合反應器的設計和制造
聚合反應器主要是由筒身、頂蓋、底蓋、夾套、蛇行管、攪拌器、傳動裝置、動密封、靜密封等部分結構組成。每一部分都有其作用和功用，如：夾套和蛇形管的主要功用便是當原料進入蛇形管和夾套之中，對其進行加熱或冷卻，保證其達到加工標準。
根據當前我國市場現狀，聚合反應器的設計和制造主要依循的標準包含以下方面：①結構強度值和剛度值較高；②設計使用材料不可與生產物質發生化學反應；③密封性好；④產量和長徑比都應當符合市場需求；⑤設計和制造成本不宜過高；⑥結構應當簡單，便于生產操作和后期維修。
目前，制造聚合反應器選用較多的不銹鋼材一般為1Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Nil2M02Ti不銹鋼、iCrl2M02Ti不銹鋼等。但鑒于其成本費用過高，使用范圍較小。至于復合鋼板、普通低碳鋼、低合金鋼等材料則使用較多，這些材料成本低廉，但是也有其缺陷，如復合鋼板焊接加工程序較為復雜。故而，在使用過程中應當注意規避其缺點，發揚其優勢。
（2）紡前設備的設計和制造
紡前設備主要包含原液混合設備（原液脫單設備、原液脫泡設備）、切片干燥設備（切片干燥機、回轉+充填式干燥機、充填式干燥機、KF干燥機、BM干燥機、吉瑪干燥機）和熔體勻濾設備（熔體靜態混合器、熔體過濾器）。其中，應當注意在原液脫單設備的設計和制造中，脫單體設備的結構應當盡量符合標準設計：①塔體直徑一般為1.8米，高度在7米左右；②塔外應當安置蒸汽管予以保溫處理；③脫單體塔內部傘面五個圓錐角應當呈120°，最上面的一層傘面應當作穩固處理，避免單體脫除；④選用材質應當保證其硬度和剛度，可選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼。至于切片干燥設備的設計和制造，應當注意以下要點：①根據生產的高分子材料性質選擇是否應當安裝攪拌裝置②安裝攪拌裝置則需要安裝爐柵等傳動裝置。且為了防止生產過程中切片粘連，應當在筒體上安置立式攪拌器，在筒體中部安裝爐柵攪拌器。熔體勻濾設備的設計和制造應當堅持以化熔體溫度和勻化添加劑為設計原則和標準。本處以靜態混合器為例，靜態混合器的設計中首要考慮的便是螺旋片式元件的料流分割層數，其計算方式如下：S=2n。其中，s代指料流分割層數，n指代螺旋片元件數。再次，將螺旋片的兩端分別向不同的方向進行扭轉，以180。為準。將左旋和右旋的元件行交替排列對接。最后，組裝完畢之后，應當予以固定。
（3）熔融紡絲設備的設計和制造
結合化纖及工業纖維熔紡設備中紡絲箱體、計量泵和紡絲組件的結構原理進行熔融紡絲設備的設計和制造。
熔融紡絲設備的主要構件包含螺桿擠出機、紡絲箱體、計量泵、冷卻吹風裝置、卷繞成型裝置以及紡絲組件。其中，紡絲箱體的設計要求為：①耐熱性好；②密封性佳；③原材料在本組件設備中滯留時間盡量縮短；④結構組裝簡單；⑤機體材料耐腐性較好。紡絲箱體多采用厚度為8至10毫米的鍋爐鋼板焊接而成，這種鋼板其抗腐蝕性較好，且成本低廉，目前應用較多。
2.高分子材料生產加工設備的使用和維護
高分子材料生產加工設備的使用和維護過程中，筆者認為應當注意以下要點：第一，對于功能不同的機械設備的靈活運用。如：聚合物或無機物復合材料物理場強化制備機械一一十螺桿擠出機。這種設備的使用就應當注意反應器的使用和操作，如果生產材料質量出現問題，就應當首先考慮到是否由原材料在機體內部連續反應不足或混煉完成度低所導致，因而，此時應當首要檢查反應器。第二，高分子材料生產加工設備的密封性能應當列入日常維護范疇。由于高分子材料的生產是一個內部反應過程，因而其密封性是保證生產材料材質和性能的主要因素。生產加工設備中密封組件較多，如聚合反應器，以至于其組件中使用到密封裝置。第三，生產加工設備制作材料的維護，為了防止制作高分子的原材料和機壁接觸后發生化學反應，一般是使用鋼材和化合性材料，且在材料外壁上涂裝涂料以防腐蝕。儀器設備生產加工時間過久，其防護層難免會脫落，加之生產過程中的摩擦和撞擊，也都會走造成機體內壁受損。因而，在生產加工設備使用一段時間之后，都應當拆卸機體，檢查內壁是否受損。第四，傳熱裝置的維護。一般情形下，使用過程中若出現成品材料出現被污染的情形，推測其原因可能是反應器傳熱裝置出現故障。具體而言，可能由反應器密封性被破壞所致，也有可能緣于由機體內部粘附物。因而，在使用過程中，應當嚴格控制聚合的溫度，且在后期維修過程中，定期拆卸清洗。
結束語
隨著我國市場經濟的持續發展，科學技術水平的不斷提升，工業生產領域也得到了長遠的進步和發展。由此，只有做好新材料生產加工設備的設計、制造、使用和維護工作，方可有效促進高分子材料研究的發展和進步。
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第5篇：高分子材料與工程現狀范文
目前高分子材料專業英語的教材有不少，覆蓋了高分子化學、高分子物理和高分子材料加工等課程內容。但這些內容大多摘選自國外早期的原版專業書籍，不少內容陳舊，體裁單一，一方面不能反映高分子材料專業發展現狀，同時讓學生感到應用性不強，缺乏學習興趣。針對以上教材內容的缺陷，筆者在有選擇的講述教材內容的同時，精心選擇一些著名國際高分子專業期刊，如《Macromlecules》、《Polymer》、《MacromolecularRapidCommunications》等期刊的部分相關內容作為教材的補充，同時鼓勵學生上網搜索一些相關資料，如美國化學會下的Chemical&EngineeringNews下有關高分子材料方面的報道，這些內容反映當今高分子材料發展的前沿，拓寬了學生的知識面。同時考慮到學生畢業之后在工作中或進一步深造中會接觸到專利、說明書、技術標準、市場報告等多種體裁的專業文獻，在課堂教學中適當增加這部分實用性的內容，起到學以致用的效果。
二、課堂理論教學方法的革新
專業英語教學內容一般為專業知識的論述，具有很強的邏輯性和學術性。為提高學生的專業英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力，筆者采取的方法如下。
1.師生互動是專業英語教學的重要手段
傳統專業英語的教學模式是先講解詞匯，再閱讀和翻譯課文，這樣的課堂單調且冗長，學生學習興趣不高。考慮到語言教學的特殊性，為達到好的教學效果，需要學生在課堂中的積極參與，嘗試改變以往教師講學生聽的簡單教學模式，采用多種形式與學生互動交流。通過提前布置作業，學生做好預習工作，每次帶著問題上課，在課堂上再隨機指定學生朗讀并講解翻譯，其他同學進行補充或修正，最后教師結合專業內容進行點評，并講解相關的重要知識點和專業詞匯。這樣，充分調動每個學生的學習積極性，使之從被動學習變成主動學習，加深了學生對教學內容的理解和認識。
2.適當進行多媒體教學,豐富課堂教學內容
現在多媒體及網絡等教學手段已廣泛引入到課堂教學中，這些教學手段使課堂教學更加直觀生動，增大了課堂的信息量，提高課堂效率，激發了學習興趣。為此，在每次課文內容講解結束后，筆者播放一些相關內容的科普性英文短片，比如介紹高分子材料合成、成型、應用等方面。由于剛學完相關內容，所以學生表現出濃厚的興趣，通過看、聽、講述，留下了直觀的知識，同時也鍛煉了學生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術標準等專業資料制作成多媒體課件進行課堂講解，在有限的課堂時間內給學生傳遞了較多的信息內容，提高了課堂效率。
3.教學效果的檢驗
考核方式是教學中的重要環節，是檢驗教學效果和鞏固學生所需知識的重要手段。考核主要涉及兩個層次，平時考核與期末考試。平時主要考核學生以英語為工具進行專業信息交流的能力，期末考試則通過試卷形式檢驗學生對專業詞匯的掌握情況，以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學環節后，教師要不斷總結，了解學生對所授知識的掌握程度，確定考核指標，根據考核結果來修正下一階段的目標，設計下一階段的教學內容。平時的階段性考核可以有多種方式，如根據教學內容，學生抽簽選擇一個題目用英語講述，考察聽說能力。或針對知識點，把常見的錯誤總結出來，引導學生糾錯，考察語法知識的掌握情況。在課堂教學將結束的時候，我們對學生進行分組合作完成一次科研課題的匯報，學生自行分工，查找資料、設計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中，學生不但提高了自己的專業英語水平，還培養了團隊合作的能力。
三、結束語
第6篇：高分子材料與工程現狀范文
關鍵詞:高分子材料;高分子化學;實驗教學
高分子化學實驗是高分子化學課程教學的一種最有效的實踐教學形式,它可以幫助和促進學生課堂理論知識的學習與消化,建立和鞏固高分子化學基本概念和理論,獲取高分子化學知識,培養科學素質和操作技能。我國著名化學家戴安邦指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教育要求既傳授化學知識和技巧,又訓練科學方法與思維,還培養科學精神和品德,學生在化學實驗中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練用實驗解決化學問題,使各項智力皆得到發展”。這番話指出了開設化學實驗課的深刻內涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》在評估指標的二級指標“實踐教學”中,從“實踐教學內容與體系,綜合性、設計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學改革和發展的方向。近幾年高校的化學類實驗教學改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學與工程專業是很多高校在近年來新開設的專業,在實驗教學與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學實驗教學采用陳舊的教學內容和教學方法依然居多。通過調研發現,目前國內高校高分子材料科學與工程專業的高分子化學實驗教學依然不同程度地存在一些問題。
一、高分子化學實驗教學現狀剖析
1.實驗教學體系和內容欠爭理
多數的實驗教學附屬于理論教學,沒有單獨設課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學實驗已經獨立設課,但僅作為考查課。實驗教學內容中傳統的、陳舊的實驗較多,而體現現代科學技術發展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養學生創新能力的綜合性、設計性、應用性和創新性的實驗偏少,而且實驗環節偏重于理論,突出高分子材料應用性特點的實驗太少,不利于培養學生的工程觀念。
2.實驗教學方法單一
學生按照實驗講義預習,然后進實驗室。實驗前教師把實驗目的、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數據記錄表格及數據處理方法等進行詳細的集中講解。學生只需按教師指導的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現象和結果沒有給他們留下太深的印象,對學生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創新意識的培養都很不夠。這種統一模式、統一要求、齊步走的教學方法,一方面造成了學生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學生個性思維的發展和創新能力的培養。
3.實驗嫩學手段落后
在現代信息技術迅速發展的今天,雖然網絡技術、多媒體技術等現代教學技術在理論教學中得到了普遍應用,但虛擬、仿真等實驗技術手段未能在實驗教學中推廣應用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設,且開設過程中費用大和危險性高,導致學生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。
二、新教學模塊的實踐性探索與成效
針對目前國內高校高分子材料科學與工程專業高分子化學實驗教學中存在的一些問題,借鑒其他化學實驗教學改革的優秀成果,提出了基礎技能實驗、綜合設計實驗、研究創新型實驗的三個高分子化學實驗教學模塊體系,并在每個模塊中結合常熟理工學院教師的科研成果引入_些新的實驗教學內容,采用開放式實驗教學方法。通過實驗教學實踐發現新的體系和教學方法在培養學生的創新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。
1.基礎技能實驗教學模塊
基礎技能實驗模塊構建的目的著重建立高分子化學實驗與相關基礎理論知識之間的有機聯系。培養學生的實驗安全意識、清潔衛生習慣和嚴謹的實驗態度。訓練學生掌握熟練規范的實驗操作技能和技巧,為后續的實驗教學模塊的實施打下良好的基礎。
基礎技能實驗模塊的教學內容設計在課時總量的40%～50%為宜,課時數約30學時,開設8～10個實驗。教學內容設計涉及到高分子化學反應機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應機理,縮聚、基團轉移聚合等逐步反應機理,開環聚合反應機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設計膨脹計發測定苯乙烯本體聚合動力學實驗,讓學生直觀感受到了誘導期概念、聚合過程體積減小的現象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學理論知識。設計過硫酸鉀引發甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應機理的實驗,使學生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發劑的活性、安全使用和貯存事項。
2.綜合設計實驗教學模塊
綜合設計實驗教學模塊旨在培養學生較強的實際動手能力,自主設計和分析解決問題的能力。本實驗模塊是實驗教學的較高層次,注重學生實驗的自主設計性和綜合性。
教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本教學模塊的特點之一是實驗內容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設計性,側重培養學生的自主實驗和學習的意識和良好習慣。例如關于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學生在所給的框架內進行自行設計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質量的0.2%～1.0%、反應溫度設定在75℃～85℃范圍等。學生通過自行設計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結果,通過對不同組之間實驗結果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發了學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
3.研究創新實驗教學模塊
設置研究創新實驗教學模塊培養學生的科研和創新意識、提高學生的綜合素質和應用開發能力,為實現培養高質量的應用型人才的教育目標提供重要的教學內容實體支撐。 本實驗模塊是實驗教學的最高層次,注重學生實驗的獨立自主陛、綜合性、應用性和創新性,教學內容設計在課時總量的20%～25%為宜,課時數約15學時,開設2～3個實驗。本實驗教學模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學生在實驗教師指導下獨立自主地進行實驗項目方案的調研、設計、實施和結果分析。本實驗教學模塊的特點之二是實驗項目的應用性和創新性,所擬定實驗項目必須關聯生產實踐中的聚合物產品,充分體現實驗項目的應用性。實驗項目設計主要針對這些高分子產品生產實踐中存在的共性問題和關鍵問題的解決來進行設計。通過研究創新實驗的實施,發現學生學習積極性很高,樂此不疲,為培養學生創新意識和展示高分子化學實驗的應用性特征提供了最佳學習平臺,尤其是開發一些聯系生活實際的應用型實驗,可使學生親身感受到高分子化學實驗的實用價值,能強烈激發學生的創造動機。此外,研究創新實驗往往需要多名學生共同完成,有利于培養學生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學生做一個實驗配方,每5名學生一組,5名學生的實驗結果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關系曲線。在實驗過程中,5名學生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結果要呈規律性變化。如果有一名學生操作有誤,這個實驗點就會落在規律性以外,影響其他學生對實驗現象的觀察。因此,實施研究創新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導學生擬定方案,并對可能出現的實驗現象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現象出現,這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現象的原因,幫助學生透過現象深刻理解事物的本質。這樣做需要教師有相當的知識儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現了教學相長的教育理念。
第7篇：高分子材料與工程現狀范文
[關鍵詞]應用型 地方性 高分子材料與工程 專業認證
[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）06-0129-03
在教育部與財政部頒布的《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中，把“專業結構調整與專業認證”擺在了六項建設內容之首，專業認證已被提到我國高教建設事業的議事日程。當前，在我國整個高教評估體系中，專業認證仍是一個相當薄弱的環節，雖有起步，但仍處于初級探索和借鑒經驗的階段。因此，高校提高教育質量，保證專業教育的高水準，接受來自社會、政府、學生家長和企業的質量監督，已經成為必然趨勢，專業認證的促進功能日漸凸顯。
一、地方應用型本科院校的專業認證是內涵發展的需要
近年來，地方應用型本科院校開始關注和研究應用型人才的培養，嘗試借鑒國內外應用型大學的成功培養模式，但總體感覺無論是在理論認識上還是在實踐教學方面都比較模糊。21世紀以來，全國有相當數量的由專科升格到本科的普通高校先后組建，且多數分布在省會以外的城市和地區，以省級政府管理為主的高校（如安徽省在二本和三本院校中，有超過一半的學校都是新建本科，且發展模式多為應用型），這些新建高校就具有明顯的地方性，其辦學的主要使命就是為地方和行業發展服務。然而，受長期專科教育延續下來的人才教育觀等影響，其辦學層次雖上了一個新臺階，但在人才培養定位上，如何根據自身實際情況做好科學定位，培養符合經濟社會發展需要的人才，實現辦學質量快速發展，就成為地方應用型本科院校必須研究探索的新課題和我國現階段應用型高等教育需要研究的方向。在現階段，把好高等學校專業教育的質量關已成為社會、教育行政部門和各高等學校共同關注的焦點。由于專業認證能夠把準高等教育發展的脈搏，保證專業教育的質量，進而促進整體教育水平的提高，因此，搞好專業認證工作對于高校專業建設和高校整體辦學水平的提高有著十分重大的意義。高等教育專業認證是高校專業教育的質量保障。
作為地方應用型本科院校，在其高分子材料與工程專業的認證標準制訂上，主要是從學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面摸清和總結高分子材料與工程專業的具體實際和自身特色，并制訂認證標準。
二、認證體系的構建
（一）學生與培養目標
在認證體系中的學生方面，分為吸引優秀生源措施和學校對吸引優秀生源的支持兩方面，學生指導依據學生綜合素質指導和專業教育指導兩個層次，學生與培養目標評價從學習表現評估、考試成績與畢業要求的一致性、學生達到培養目標要求的評價方式三個方面著手。在該專業認證標準中培養目標認證內涵上，確定專業社會需求與學科支撐從專業社會需求狀況和專業學科支撐兩方面進行認證，專業性質與所在學校辦學定位的關系需先著力于學校辦學定位，然后分析專業與學校辦學定位關系。專業培養目標描述從培養目標與要求總體描述、主要就業領域與競爭優勢、畢業生事業發展預期三個方面進行分析認證。培養目標衡量與評估從培養目標實現的衡量與培養目標實現的評估兩個角度來分析認證。保證學生的專業理論與專業（應用）技能的實際水平達到培養目標的要求，并具備從事本專業相關工作的較強能力。
（二）畢業要求與持續改進
該專業畢業生要求和認證標準覆蓋關系依托課程體系的設置來進行分析認證。
誠然，教學制度主要考量教學管理中的培養計劃制訂方式，過程控制與反饋機制從教學過程質量控制、培養目標實現評估機制，畢業生出口評估機制，課程目標達成狀況評價機制，學生對課程和學習狀況的反饋四個方面分析認證，根據反饋來實現持續改進，不斷完善的目的。
（三）課程體系與師資隊伍
落實高分子材料與工程專業的專業培養目標，主要是通過課程設置與結構合理的師資來實現。具體將學分定義、學分的獲得、學分分布融入課程設置，通過課程設置學分比例與該專業人才培養方案的對比來進行分析認證，培養計劃主要考量培養計劃修改規范過程、必修課程的先修關系、本專業分學期培養計劃、課程計劃與畢業要求對應關系幾個方面的情況，實踐環節側重于實驗課程、現場實習、課程設計，畢業設計（論文）從畢業設計（論文）工作流程、畢業設計（論文）具體任務與時間節點、畢業設計（論文）分類和評分標準、每類設計的數量和比例、分段成績比例、畢業設計（論文）清單、結合工程實際情況的畢業設計（論文）、在企業完成的畢業設計（論文）等方面進行分析統計。目前，該專業建設有《高分子材料與工程專業質量標準》，能夠正確反映培養目標定位和本科專業教學工作規律;廣大教師按既定標準自覺規范教學工作行為，效果較好。當然，這個執行過程中是離不開教師的，因此就會有工作量等產生，教師工作量計算需要對教師工作量和教學鼓勵兩個方面協同性進行統計與分析，教師教學質量評價方法需要涵蓋高分子材料與工程專業的教學質量評價體系。
（四）支持條件
教學設施需要從學校現有工科專業的基礎教學實驗中心（室）、工程訓練中心、專業實驗室、教室、教學設施的信息化等方面進行統計分析，圖書資源狀況考量高分子材料與工程專業的專業圖書館網絡資源利用情況以及網絡資源和課程教學，教師發展主要從教師隊伍發展規劃、學校對該專業引進優秀教師的支持措施、新進教師培訓與考察過程三個方面來分析，既需要學校大環境的依托，同時也要適應該專業發展的特點，尤其對于地方應用型本科院校的高分子材料與工程專業而言，雙師型師資隊伍建設更為重要。
三、認證標準的實踐
（一）學生與培養目標
池州學院高分子材料與工程專業2011年招收112人，2012年招生107人，2013年招生113人，三年來報到率均在90%以上，結合池州學院所在的區位以及人才培養面向，高分子材料與工程確立了專業素質、道德修養、專業能力的培養目標，要求該專業畢業生具備在高分子材料合成、改性和加工成型等領域從事技術研發、工藝設計、設備選型、生產經營的能力或繼續深造的潛力，學生對專業的認同度比例較高，同時，培養目標吻合綜合素質與專業教育兩個方面。
（二）從業實踐與課程體系設置
2014屆畢業生就業率為99%，走訪部分畢業生用人單位，反映良好，2014屆畢業生共有30多人考取了南京大學、合肥工業大學等學校的化學或材料類的研究生，考研錄取率23.66%。學生的創新精神與實踐能力強，已立項8個國家級大學生科學創新項目，發表省級及以上論文2篇。其成果的取得，得益于《高分子材料與工程專業質量標準》的制訂和按照標準來搭建課程體系。課程體系設置主要有：（1）課程建設標準與理念定位正確，課程設置著力于厚基礎理論，重實際應用，博前沿知識，著重突出專業實踐類課程和工程實踐類課程;（2）建設模塊化課程群，進一步優化課程設置，完善“公共基礎課程、專業基礎課程、專業課程、專長課程、文化素質課程、集中實踐教育課程”六大模塊構成的課程體系。進一步加強實踐教學，重視實踐教學模塊，構建企業課程。在改革探索的基礎上，已編寫特色教材1部，建設1門省級精品課程，1門校級精品課程。（3）更新教學觀念，實踐教學方式立體化，更新教學觀念，改進教學方式，發揮學生學習積極性，通過建設開放實驗室，建立指導教師負責制的小組合作式的專業實驗與設計教學體系，在培養學生實踐能力的同時，提高學生團隊意識與合作精神。
（三）師資隊伍與支撐條件
1.建設結構合理的師資隊伍
該專業現有的教師中具有高級職稱的比例達到30%，碩、博士學位比例達到100%;專業帶頭人由高級職稱教師擔任，主講教師均符合崗位資格，教授、副教授每年均為本科生授課，專業主干課程基本上由副教授（含）以上職稱的教師擔任主講教師，教師隊伍的整體素質基本滿足專業人才培養需要，同時，要求教師取得專業職業資格和接受任職經歷培養。
主講教師的主講課程與科研方向穩定，目前，承擔在研的有4個省部級、國家級項目以及2個省級教研項目發表。
2.實驗室與實踐教學基地
高分子材料與工程專業擁有9個基礎實驗室，擁有價值250多萬元的中大型儀器設備，完全滿足了基礎實驗的教學;5個專業實驗室保證了學生的專業實驗教學;8個開放實驗室保證了學生科技創新工作的順利進行，豐富了學生的課外的科技活動，提高了學生的科技興趣。擁有10家校外實踐教學基地，能滿足該專業學生的實踐教學要求。
盡管國際高等教育質量認證是以機構評估為主，但是機構認證只有輔之以專業質量認證，才能夠全面確保高等學校的質量改善。一些工程教育認證標準在一些綜合實力雄厚的高校，其可行性和適用性強，有較強的學科優勢支撐，得以較好地執行，如要在地方性和應用型上有所創新和體現，地方應用型本科院校的工科專業就需要有可靠的教學質量，就應有較強的、合理的、全面的教育教學質量保障體系，因此其開展工科專業的質量認證是勢在必行。目前，從高分子材料與工程專業的認證實踐來看，專業認證對地方應用型本科院校保證專業質量提升效果較為明顯。
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[收稿時間]2014-12-11
第8篇：高分子材料與工程現狀范文
論文關鍵詞：專題性教學實驗模式高分子專業實驗能力
論文摘要：專題性教學是一種全新的寓實驗教學于科學研究之中的實驗課程教學模式。它從生產實踐選擇研究專題，并建立專題實驗課組，改革實驗教學方法和考核手段，將多門專業課的實驗有機地結合統一。實踐證明．專題性教學應用于高分子材料專業實驗課中是可行的，它改變了陳舊的實驗教學模式，對于推動高等教育向產、學、研方向發展具有良好的效果。
1引言
實驗教學作為高校培養人才的重要環節，對提高學生的創新能力和實踐能力以及人格品質的培養具有理論教學不可替代的重要作用。實驗教學的主要任務是：①增加學生的感性認識，有利于學生接受和理解所學知識；②理論聯系實際，通過實驗鞏固和加深所學知識；③培養學生的實驗技能和觀察、分析、判斷及處理問題的綜合能力。我國高校一直以上述目的為任務進行實驗教學活動，但是在實行過程中向前兩項傾斜，從而導致大學畢業生普遍缺乏創造性思維、工作適應期較長，難以滿足新時期應用型、創新型人才培養的要求。為改變上述狀況，使大學生在有限的大學學習期間獲得較強的觀察問題、分析問題，以及運用所學知識處理和解決問題的能力，我院高分子材料系經過多年的專業教學實踐，結合專業培養目標及校外專業實習基地(企業)急需解決的生產技術問題，探索出一種全新的寓實驗教學與科學研究之中的實驗課程教學模式——專題性教學模式。該教學模式有效地實現了專業實驗教學目標，收到了良好的實踐效果。
2專題性教學的內涵及應用
2．1專題性教學的內涵
專題性教學是指教師從專業培養目標著眼，結合教學實驗現狀，精選實驗教學專題，學生在教師的指導下完成實驗學習任務的教學形式。其主要內容就是以專業體系理論為基礎，結合實驗、實訓內容及企業生產需求提出研究專題，創設一種類似科學研究的情境，指導學生圍繞擬定專題，查閱書籍及文獻資料，擬定實驗方案，進行實驗，完成專題研究。專題性教學的目的是要改變學生的學習方式，強調一種主動研究式的實驗學習過程，培養學生的創新精神和實踐能力，從而使學生在研究過程中主動地獲取知識，提高技能，并應用知識來解決實際問題。
2．2專題性教學在專業實驗課中的應用
實驗教學的改革不是簡單的教學方法上的改變，而是整個實驗教學體系的改革。根據“高分子材料與工程專業”實驗課程教學的培養目標，精選實驗課題，以所選專題作為主線和載體，貫穿于“高分子材料與工程專業”實驗課程中，以保證教學體系的完整。
(1)精選實驗課專題。經過專業教師到我系校外實習基地及相關高分子材料企業進行調研，近幾年來先后選擇了如下專題性實驗專題：①木粉填充聚丙烯的研究；②無鹵阻燃塑料的研究；③納米金剛石添加在塑料中的應用。教師精選好實驗課題后，于專業課開設前的上一學期下達給學生，并結合學生的實際為學生開設“文獻檢索”選修課。學生根據自己所選課題，利用業余時間查閱資料，撰寫實驗課題綜述，并于專業課開設學期初提交給教師。
(2)統一規，建立專題實驗課組。根據高分子材料與工程專業實驗課整體改革方案，整合多門專業課“高分子材料與助劑”、“塑料配方設計”、“塑料成型設備”、“塑料成型工藝”、“高分子性能測試”的實驗教學內容，建立3個專題實驗課組。合理安排實驗時問，由各實驗課負責人集體討論核定每門實驗課在該專題中應當承擔的教學內容，在此基礎上各實驗課負責人再分別就各自承擔的內容進行實驗規劃，做到每一個專題實驗都要有明確、合理、全面的設計思想。各實驗課負責人根據各自所承擔的教學內容構建專題實驗課組。
“高分子材料與助劑”、“塑料配方設計”實驗課為一實驗課組，主要根據材料的結構及性能的關系、材料的選用和塑料配方設計的基本原則，對專題材料進行選料及各種配方設計，制定出多套實驗配方方案。如2004級“高分子材料與工程”專業的學生選擇木粉填充聚丙烯課題組，其設計的幾個配方中，充分考慮木粉與聚丙烯的極性差異大、相容性差等問題，配方中填加各種份額的接枝材料、相容劑，考慮易于成型加工、增強等方面的問題，配方中填加不同份額的增強劑、內外劑等。尤其在木粉的添加量、粒徑方面作了研究。在無鹵阻燃材料的研制配方中，選用氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷等無鹵阻燃劑及具有阻燃性能的添加劑對低密度聚乙烯(LDPE)進行阻燃性能的研究，以及對樹脂的力學能和加工性能影響的研究。
“塑料成型設備”、“塑料成型工藝”2門實驗課為同一實驗課組，主要研究同一配方下，選用不同的成型加工設備以及不同的加工工藝條件對材料性能產生的影響，制出標準樣件。在實驗過程中，隨時都有不可遇見的問題出現。每當出現問題時，引導學生找出問題、分析原因、通過進一步查閱資料、提出解決問題的辦法、修改工藝參數，而后再進行實驗，反復數次，最后加工出較為理想的材料，以便對材料進行性能測試。
“高分子性能測試”課為另一課組，綜合分析檢測各實驗課組的各種材料樣件的有關性能。綜合評價各種配方、各種工藝條件下制備的材料是否符合社會生產需求。這樣以精選的研究專題為載體，把相關的實驗知識、實驗技術和實驗方法有機地串連起來，使學生較早體驗參加科研和創新活動的樂趣。
(3)改革教學方法和考核手段。在專題性專業實驗中，擺在學生面前的是一些有待解決的實際問題，學生沒有現成的書本照辦，學生主動參與的意識較強，但也顯得不知所措。教師要加強引導，使學生去掉急于求成的心理，認識到專題性專業實驗課題并非1節課、1本書、1門專業課和1種學習方式就能完成的，要注意把長期學習的各門課程知識形成體系。注意對所學知識綜合運用的訓練，引導學生分析有待解決的問題，根據專業基礎理論，查閱有關文獻資料，進行整理，提出解決問題的方案，這種寓實驗教學于科學研究之中的專題性實驗課教學模式，完全改變了以往專業實驗教學主要以訓練基本技能為主，實驗課的內容比較孤立、陳舊，也改變了以往按課程進行各自的專業實驗，其內容不可避免地會相互重復，導致有限的實驗經費不能最大限度地發揮作用的弊端。對專題性實驗教學的部分內容，我們采用開放式管理模式，學生在一定的時間范圍內根據實驗內容、自己的學習計劃和實驗室開放的時間自由選擇做實驗的時間。
專題性專業實驗課的考核內容主要包括：課題資料的查找、課題綜述的撰寫、開題報告的撰寫、實驗的準備、實驗的設計、技能的基本操作、實驗結果、實驗報告、以及畢業論文等諸方面。考核的視角不僅注重結果，而更重視過程。在成績評定上實行“兩緊”，①開題報告的答辯從緊，要求學生對查閱資料進行綜述，講清實驗配方及選用工藝條件的依據；②實驗所用大型設備的使用技能要求從緊，嚴格規范按照操作程序操縱大型設備。
3應用于專業實驗課教學的意義
2004級學生就將專題型教學應用于專業實驗課教學，實踐證明：專題性教學由于內容新、措施完善、體系設計科學合理，從而取得了較大的成功。受到了學生的廣泛歡迎。
(1)實驗課體系科學合理。專題性教學模式將多門專業實驗課，統一規劃整合，并有機地結合統一，使學生將各門專業課程知識融會貫通，自成體系。更全面而系統地掌握本專業的知識和實驗技能，良好地訓練學生綜合運用所學知識的能力。也符合人們認識問題內在的規律性、系統性和完整性。并有效地避免了各學科實驗的重復和浪費，使有限的教學實驗經費最大限度地發揮作用。
(2)培養學生綜合能力。在專題性教學中，每一個專題都從查閱相關資料開始，基本按照科研流程進行；而選題又多來自企業生產的需求，其內容新，科學體系合理，完成這樣的專題，既訓練學生的認知能力也提高了學生的實驗技術技能，培養了學生分析、解決問題的能力。也易于激發和調動學生的學習興趣、積極性和創新意識。
(3)注重實驗全過程。由于每一專題是貫穿于學生在學校一年半的專業課實驗教學中，學生集實驗知識、實驗技術和實驗方法的訓練為一體，不單重視結果，更注重過程。以滲透式的方式培養學生的科學素質，這些素質包括敢于懷疑、敢于創新和不追求功利的精神，實事求是的科學態度和規范嚴謹的科學方法。
(4)與生產實際相結合。專題性教學不是單純的為教而教，它是在引導學生進行科學實驗的同時，幫助企業解決生產中的實際問題，直接為社會生產服務，體現了它的服務性。
(5)提前進入畢業設計。將專題性教學實驗課題與學生“畢業論文”課題嫁接，較早地引導學生撰寫課題綜述、開題報告，創造條件使學生參加科研活動，將畢業論文(設計)工作前移與專業課實驗融合貫通這對于解決困饒學生撰寫“畢業論文”(畢業設計)無從下手等問題也開辟了一條有效的途徑。
因此，專題性教學在夯實學生理論基礎、增加學生實踐經驗、培養學生科研能力和解決實際問題的能力推動高等教育向產、學、研方向發展，以及理論結合實際等方面都有著十分重要的意義。
第9篇：高分子材料與工程現狀范文
高分子材料與工程專業課程設計局限于繪制模具圖，已不適應企業人才需求。課程設計改革在內容上增加了材料改性及工藝探索的題目，并通過兩次試點，在人員、進度安排及突況等方面進行了探索。結果表明課程設計選題應因人定題，與學生就業意愿相結合，在進度安排方面應制定應急預案，預留機動時間。相關改革成果為2015級本科生培養方案中增設“專業綜合實驗”環節提供了實踐依據。
關鍵詞:
高分子材料與工程專業;課程設計;改革成果
課程設計環節作為高分子材料與工程專業實踐教學的重要環節，所占學時僅次于畢業設計環節，歷年來均以繪制塑料模具圖為課程設計內容。但從學生就業情況來看，從事高分子材料產品生產管理、原材料改性、成型工藝制定等工作的學生已占2/3，而從事高分子材料成型模具設計的學生僅總人數1/3左右。顯然，課程設計的教學內容已無法適應企業的人才需求。課程設計環節迫切需要補充材料改性以及工藝制定等內容，以便在有限的實踐教學學時以及有限的設備條件下讓更多學生獲得材料改性及工藝制定方面的訓練［1］。從2012年起，筆者承擔了高分子材料與工程專業課程設計改革的相關教研課題，在課程設計指導工作中增加了材料改性及工藝探索的題目，由學生獨立完成。通過兩屆學生試點，證實了學生在4周內完成材料改性及工藝探索相關內容的可行性，也在課程設計題目選取、人員進度安排及突況處理等方面積累了經驗。相關改革成果為2015級新生培養方案中增設“專業綜合實驗”環節提供了重要的實踐依據。
1課程設計改革內容簡介
2012年秋季學期，筆者承擔了課程設計改革相關教研項目。按照進度安排，第一次試點放在2013秋季學期，從筆者指導的5名2010級學生中抽選了2名學生完成材料改性相關課題，主要是驗證學生在4周內完成材料改性課題的可行性;2014年秋季學期進行了第二次試點，從筆者指導的11名2011級學生中指定4名學生完成配方探索及工藝制定相關內容，這一階段主要是在課題選取、實驗進度安排及突況處理方面進一步積累經驗。
2改革試點成果介紹
2.1課程設計題目選取與人員安排
選擇難度適中的設計題目是保證學生如期完成課程設計的前提［2］。因材施教、因人定題，最大限度的激發學生的主動性，才能確保課程設計順利進行。往屆高分子專業的學生只會在畢業設計階段涉及到材料改性及工藝制定的內容。畢業設計階段時間非常充裕(12周)，足以讓學生熟悉相關設備的操作以及應對實驗失敗等突況。而課程設計環節僅有4周的時間，因此課程設計選題應“小而精”，難度應明顯低于畢業設計題目。基于以上原因，筆者在第一階段試點時選取了有一定研究基礎的課題，在材料制備工藝方面無需進行探索，減少了學生“走彎路、耗時間”的可能。將往屆畢業設計題目“硅橡膠阻燃材料性能研究”分化為兩個課程設計題目，分別由兩個學生完成“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”以及“結構控制劑種類及用量對硅橡膠力學性能的影響”。從第一階段試點結果看，學生借助已有的工藝參數，在第一周的實驗中就順利制備出了硅橡膠材料的空白試樣，完成后續實驗內容的時間也較充裕［3］。因人定題有利于最大限度的激發學生的主動性和創造性。在第二階段試點時，筆者在題目選取方面做了新的嘗試。在這一階段試點的學生中，有3名學生的題目仍然衍生于往屆的畢業設計題目。而有1名學生曾擔任過兩年的科研助手，具有較強的動手能力和獨立思考能力。針對這名學生的特點，筆者讓其獨立制備一種天然有機填料/淀粉膠復合材料，實驗原料及實驗方案等自己通過查閱資料確定，筆者僅在實驗遇到困難時參與討論并提出建議。最終，該名學生通過6輪實驗探索制備出了符合要求的材料樣品。試點結果證明，對于主觀能動性較強的學生而言，即使只有4周時間，也能在沒有研究基礎的情況下完成課題內容，但實驗工作強度偏大。課程設計題目與學生就業意愿相結合，也有利于激發學生的主觀能動性。對于在大四秋季學期工作單位已提前落實為材料改性或工藝制定崗位的學生，可以優先安排其在課程設計階段進入相關實訓。本次課程設計改革中，參與第一階段試點的一名學生在課程設計開始前就確定了工作單位(主要生產硅橡膠產品)。由于課程設計題目與就業單位需求密切相關，這名學生在課程設計過程中非常積極主動，最終很好的完成了課程設計內容［3］。
2.2實驗進度安排及突況處理
課程設計時間有限，如果安排材料改性及工藝制定內容，則在短短4周時間內需要學生完成資料搜集、方案擬定、方案實施、論文撰寫等內容，因此需要指導教師合理安排實驗進度。此外，由于實驗設備故障、實驗失敗等突發因素會嚴重影響實驗進度，如何制定出行之有效的應急方案是確保課程設計順利完成的又一關鍵。課程設計初步的進度安排是［4－5］:第一周完成資料搜集、方案制定以及原料采購;第二周、第三周進行實驗;第四周完成課程設計論文撰寫。在兩次課程設計改革試點中，均出現了一些突況，導致實驗進度安排臨時調整。在第一次試點時，由于實驗關鍵設備平板硫化機的溫控器失靈而維修了幾天，耽誤了實驗進度。針對這一突況，指導教師及時調整進度，讓學生在設備維修期間完成前期實驗數據整理及課程論文框架構建等工作，從而大大縮短了后期課程論文撰寫的時間，確保了課程設計如期完成。第二次試點時，由于其中一個選題沒有研究基礎，學生在實驗過程中花了兩周多的時間嘗試了多種原料配比，才最終敲定實驗方案。所幸學生自身積極性很高，時間安排也比較緊湊，白天進行探索實驗，晚上查閱資料調整實驗方案，最終按期完成了課程設計論文。由此可見，科學合理的實驗進度安排不能僅僅依靠指導教師“紙上談兵”，還應該結合學生的自身能力以及參與實驗的積極性進行設定。對于能力強、積極性高的學生可以適當提高要求，增加實驗內容，緊湊安排實驗，以便學生得到更多的能力鍛煉。對于專業基礎較弱、動手能力相對較差的學生，可以預留出合理的機動時間，以便學生能從容完成實驗內容。
3改革成果推廣及應用
目前，本次課程設計改革成果已經進入應用階段，在本校高分子材料與工程專業本科生人才培養方案中已經增設了4周的“專業綜合實驗”環節，并從2015級學生開始實施。這一環節將專門用于學生進行材料制備及工藝探索等綜合實訓內容。筆者認為本次課程設計改革已經達到預期目標:(1)改變了課程設計實踐環節內容單一的現狀;(2)證實了4周內完成材料配方探索及工藝制定等內容的可行性;(3)進一步鍛煉了學生的動手能力和獨立思考問題的能力;(4)為人才培養方案的調整提供了實踐依據。
4結語
課程設計改革能夠使學生的動手能力得到進一步鍛煉，從而使其成長為復合應用型人才。課程設計內容多元化，可以讓學生所學知識更貼近企業需求，有利于擴大學生就業面，從而實現學校、企業“雙贏”合作。相信本次課程設計改革取得的成果在將來的實踐中會得到進一步完善充實。
作者：盛旭敏 單位：重慶理工大學材料科學與工程學院
參考文獻
［1］盛旭敏．淺談高分子材料與工程專業課程設計改革［J］．廣州化工，2014，42(7):182－183．
［2］范雪兵．“機械設計課程設計”多理念融合教學改革實踐探討［J］．中國電力教育，2012，(26):69－70．
［3］盛旭敏．高分子材料與工程專業課程設計改革初探［J］．廣州化工，2015，43(2):155－156．
