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專家論壇、論著、短篇論著、研究進展、實驗研究(基礎研究)、臨床研究、藥理與毒理、生物醫藥、藥品鑒定、藥物與臨床、新藥評價、麻醉與鎮痛、醫學檢驗、病理分析、影像與介入、中醫中藥、護理研究、醫藥教育、健康教育、個案報道、誤診誤治、社區醫療、鄉村衛生、不良反應監測、藥物經濟學、制劑與技術、制藥裝備、營養與保健、疾病防控、醫療器材、政策研究、法規與標準、產業研究、市場透視、衛生管理、醫療保障、藥品監管、醫院管理、企業管理、營銷與服務、人力資源、財務管理、科研管理、藥事管理、設備管理、醫藥文化、醫風醫德、醫藥信息化、調查研究、工作探討、醫護論壇、封面報道、醫藥資訊、業界關注等。 在該刊可用于職稱晉級、繼續教育、畢業論文、科研課題報告等,根據全國繼續醫學教育委員會的《繼續醫學教育學分授予與管理辦法》學分授予標準,可獲得國家級繼續教育ii類學分6-4學分。
辦刊宗旨
以“推廣醫藥研究成果、交流醫藥臨床經驗、報道醫藥發展動態、促進醫藥衛生發展”為宗旨。
市場定位
為全國醫療機構、藥品與醫療器械企業、科研機構、大中專院校、政府醫藥管理部門及相關單位的管理、經營、科研、教學、醫護、藥事、采購、監管等人員開闊視野、了解市場、交流經驗、探討問題提供陣地。
關鍵詞:獨立學院;生物技術;課程體系
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150
現代生物技術的蓬勃發展從1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森發現DNA雙螺旋結構開始,分子生物學、細胞生物學技經過60年的發展把整個生物學帶入了嶄新的應用領域。生物技術的最大特點是涉及的技術種類多樣且復雜,是一門跨領域特性極強的綜合性學科,可廣泛應用于醫學、農業、軍事、工業、環境、能源等領域,其研究的深度和廣度可以小至分子、細胞乃至納米層次,也可大到組織、個體、群落甚至整個生態系統。如果沒有生物技術的一個公認的定義,就很難區分什么不是生物技術,生物技術學科相對獨立的學術體系,相對完整的理論框架將非常難于設置,人才培養課程體系的確立也無據可依。我國自1997年高校批準設立生物技術專業至今,普遍采用以基因工程、細胞工程、蛋白質與酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術對生物技術定義進行界定,在人才培養上主要以理為主,以工為輔。生物技術的定義決定了生物技術專業教學的課程體系,課程體系依賴生物技術定義,并隨著定義的發展而調整。
1關于生物技術人才培養目標的確立
新的工程技術的出現,經常是在學科的邊緣或交叉點上。由于一個專業要求多種學科的綜合,而一個學科是在不同領域的應用[1],在我國高校現行體制中,生物技術專業往往被等同于一個二級學科,以學科的定義成為高校教學、科研的功能單位,對教師教學、科研及為社會服務進行了界定。在這種模式下,生物技術面對大量的學科交叉應用,在教學上卻固步自封,本科專業方向設置狹隘,閉門造車,教育教學和產業應用脫節嚴重,在醫學、農業、軍事、工業、環境、能源等領域甘當配角,失去了生物技術專業在學科交叉領域的大好發展機遇。生物技術專業課程體系中的專業方向課程體現的應該是專業在多種學科的綜合后在某個領域的應用,是具體的人才培養應用方向。在生物技術強國美國[2],斯坦福大學的生物學專業包括生物物理、海洋生物、分子與細胞生物學、神經生物學、生態與進化生物學方向;哈佛大學直接將生命科學劃成了生物學和生物化學兩個專業,生物學從遺傳學和分子生物學跨越到生態學和古生物學,而生物化學專業則主要關注的是分子和細胞的結構和功能;加利福尼亞大學伯克利分校含有綜合生物學與分子和細胞生物學兩個專業,后者包括生物化學和分子生物學方向、細胞和發育生物學方向、遺傳學和發育方向、免疫學方向以及神經生物學方向。美國一流高校在生物技術人才培養上的顯著特點是:將生物學的二級學科作為本科人才培養的方向(又稱為課程方案)。在我國只有“985”,“211”大學才具備將生命科學的專業分支建設為生物技術的專業培養方向的能力,其原因主要是生物技術為實驗性科學、需要大量的高端生物技術相關設備以及相應的研究型學者師資。國內獨立學院受師資、設備和資金的局限性,2013年辦學較好的前十個獨立院校中只有華中科技大學武昌分校、燕山大學里仁學院、北京師范大學珠海分校舉辦生物類專業,而且在傳統意義上,獨立學院生物技術學科布局非常不完善,不可能看齊國內外一流大學,將生物學的二級學科建設為多個人才專業方向。因此,將生物技術人才培養與產業應用相結合,跨學科建設專業方向,延展學科資源共享效益,建立特色課程體系并付諸實踐是獨立學院舉辦特色生物技術相關專業的關鍵步驟。珠海市食品、醫藥和醫療機械制造產業發達,社會對跨學科的生物技術專業體現出的能力要求表現為食品安全領域的生物技術應用需求、制藥領域的生物技術應用需求以及醫療器械領域對生物技術的應用需求。北京師范大學珠海分校在學科布局上對生物技術在專業方向設置上提供了很好的跨專業資源共享平臺。我們結合泛珠三角經濟發展需求、依據自身實際條件首先確立如下專業培養目標:培養擁有扎實的現代生物技術基礎理論,系統掌握生物技術的應用實踐技能,富有利用生物技術研發生物制品的科學思維與實踐能力,可從事生物制造與生物制品安全以及食品檢驗檢疫等領域中生物技術應用的相關研發與管理工作的高素質專門化應用型人才。同時,在未來5-10年內逐步規劃制藥領域、醫療器械領域的應用型人才培養方向,服務珠海市生物技術跨學科應用型人才需求。
2關于課程模塊的優化實踐
生物技術課程模塊式優化有利于適用于社會對人才培養的需求,也有利于課程設置的穩定性,容易總結經驗提高教學質量。經過7年的改革實踐,我校生物技術課程模塊優化主要分為三個部分:一是精準勾勒專業知識模塊。模塊優化主要使學生清楚哪些是生物技術專業的核心課程,哪些是自己必須了解的生物基礎知識。生物技術專業課程體系包括微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、工業微生物學育種學、基因工程、細胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術、發酵工程設備、酶工程等專業內容。受限于160學分的總限制,生物技術專業不可能將所有的內容都開設成單獨的課程,而且各類課程中重復性內容較多,不利于學生綜合掌握專業基礎知識,因此在專業課程內容設置上,必須做到“有基礎,有專業”。有基礎,用12個學分構建生物技術的專業基礎知識結構,共5門理論課程,知識點覆蓋微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、微生物學、人體結構與生理等上游生物技術基礎知識;有專業,用20個學分構建五個核心專業課程,含基因工程與分子生物學,細胞工程,發酵工程,蛋白質工程原理及應用,酶學原理與酶工程。二是構筑適應社會需求的專業應用模塊。專業方向課程的設置要具備一定的靈活性,以應用性、實用性為準則,必修和選修互補,模塊上除設置食品安全檢驗檢疫生物技術必修模塊外,充分考慮學生就業、升學、留學需求,盡可能提供適應學生需求的選修課程模塊,滿足個性發展需求。專業方向必修模塊包括:現代儀器分析、HACCP原理與應用、分子生物學檢測技術、食品安全控制技術、食品衛生毒理學、現代食品分析技術。專業方向選修模塊包括:生物化學和分子生物學、細胞和發育生物學、遺傳學、發育生物學、免疫學、神經生物學、藥物設計與藥物研究、生物物理學、生物儀器分析、工程制圖、電工電子學等。總之,專業方向課程模塊優化的方向是甩開傳統學科分類包袱,以實際應用為導向,以現實資源為依托,開展交叉學科人才培養適應社會需求。三是夯實提高學生實踐能力的實踐模塊。人才培養要做到實效性,必須用實驗課程來培養學生。我們逐步取消了一課一實驗配套的辦法,將所有實驗課整合成獨立規劃的實踐課程,綜合后分為4個階段:第一階段主要在各專業實驗課里完成,實行課堂化管理(分為四個技能訓練課程,每周4-6學時),最后考察評價,夯實基本生物技術實驗能力;第二階段在專題研究課程內完成,教師單獨輔導,以開題報告,研究報告作為評價標準,獲得相應學分;第三階段主要在國內外實踐基地統一組織、自由安排時間進行專業技能培訓,以大量的實踐、見習、參觀為主要手段,融入部分畢業實習內容,獨立撰寫實習報告;第四階段主要在校內外實驗室完成,根據畢業論文具體要求,在相應實驗結果前提下,獨立撰寫畢業論文,并參加答辯。
3關于保障生物技術課程體系實施的實驗條件
生物技術在學科劃分上理工不分,即可以發理學學位,也可以發工學學位,實驗科學的特性決定了生物技術人才培養的高成本,高投入。獨立學院自籌經費的特點決定了學校在舉辦生物類專業上與公辦高校在人才、資金投入上相去甚遠的現狀。我校作為高等教育改革試驗區,舉辦生物技術專業同樣面臨資金、人才匱乏局面。只有通過社會資源的整合,協同創新辦學體制才能解決生物技術專業對高端設備的需求,同時實踐基地的建設要從人才培養的角度出發,設備應符合現代生物技術人才培養以及特色專業培養目標的需求。經過文獻搜索和對珠海300家企業的調研發現:與用人單位共同培養食品安全領域的生物技術應用人才符合國家和珠海地區發展的需要。2007年我校與國家進出口檢驗檢疫局珠海局正式簽署協議協同培養生物技術專業人才。通過辦學模式的創新,“平等自愿、產權不變、協同建設、資源共享”的方針使得雙方能夠大膽持續投入,共建共享實驗室,至今我校已經建立了分子生物學、衛生檢驗檢疫兩個國家級實驗室,部分生物實驗室達到生物安全二級水平,實驗條件滿足生物技術課程體系的教學實踐要求。另外,在實踐課程經費投入方面,生均實驗材料費為750元/人,學院預算儀器購置費為2857元/生,年度生均實踐環節總投入為3607元/生,將教育部2004年2號文件“學費20%直接用于教學”的規定不打折扣落到實處。
4生物技術課程體系改革實踐效果
學生服務社會的能力是課程體系改革成功與否的試金石。首先,實驗條件是實現生物技術專業課程體系規劃的重要保障,“檢學”協同創建高水平的、可持續發展的專業實驗室體系為執行生物技術課程體系,進行人才培養、創造了先進的實驗室基礎,學生實驗訓練得到有力的保障;其次,通過實驗室共建、資源共享,協同管理,把直接為企業提供食品安全檢測的國家級區域性中心實驗室對學生開放,作為學生通過高層次技術服務學習的平臺,對學生具有深遠的“學有所用”的意義,學生能夠用自己的專業知識直接服務于社會,并作為切身利益方對課程體系設置的反饋能夠直接基于社會的實際需求,這優于任何第三方去評價課程體系改革效果;最后,摸索出了適應特殊機制大學應用型生物技術人才培養課程體系,取得了明顯效果,學生升學率達20%,就業率高于地區平均水平,學生得到了實實在在的收獲。
參考文獻:
[1]劉春惠.論“學科”與“專業”的關系[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2006,(2):66-71.
關鍵詞:誠信缺失 大學生 誠信教育 主題教育活動
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2013)12-0134-01
誠信是一個道德范疇,是公民的第二個“身份證”,是人們日常行為的誠實和正式交流的信用的合稱。誠信自古以來就是中華民族的傳統美德,也是我國社會傳統倫理道德的主要內容,是道德規范的基本要求。孔子曾:“人而無信,不知其可。”認為人若不講信用,在社會上就無立足之地,什么事情也做不成。誠信是社會的靈魂,是個人修身立命之本。
一、大學生誠信問題
現代社會隨著市場經濟的快速發展,人們生活水平大大提高,差距也日益增加,許多人追求享受,道德價值觀念開始失落,甚至崇尚金錢、權力,以此作為衡量個人成功與否的標準。在這樣負面的社會大環境影響下,大學生誠信缺失的現象越來越突出,可以說失信現象伴隨著學生的整個大學生生活,無處不在。
大一開學初就出現拖欠學費,假貧困生現象。大二在校期間,無視校紀校規,上課代簽到、編理由請假、逃課、考試作弊、寢室違章用電等現場屢見不鮮。到了畢業季,大學生的誠信缺失現象更為嚴重,影響更加惡劣。在完成畢業論文的過程中,抄襲成風,弄虛作假,利用網絡照搬別人的文章蒙混過關,侵犯他人著作權。面臨著就業壓,為了謀求一職,出現簡歷造假,偽造考試證書,編造社會實踐經歷的現象。
二、高校誠信教育中存在問題分析
大學生誠信缺失現象日趨嚴重,中央和各地省市都十分重視誠信教育,下達了指示精神,各地院校也積極開展推進各類誠信教育,都取得了一定的效果,但總體來看還存在著不少問題。
1.偏重課堂教學,價值觀德育教育不夠
雖然各個大學已經開設了思想政治教育的必修課,但是大多都是課堂中的理論教學,偏重于從內在道德層面的教育,忽略了從外在行為表現、行為規范的角度進行誠信教育。同時高校的不斷擴招,一個教室往往要容納2-3個班級,面對百來個學生,作為任課老師也只能花大量的精力在理論教學上,對于那些在課堂上缺乏誠信行為的學生也只能分身乏術。各高校也有輔導員為提供大學生思想政治教育,但很大一部分是等到學生出現誠信道德問題之后才展開。
2.誠信教育活動形式化,缺乏吸引力
許多高校對校園文化活動的思想教育價值認識不足,缺乏專業導師指導。而且各個高校的校園活動都存在的缺乏指導性、主題性、參與性的現象。各類高校每學期都會開展各類活動,項目繁多,但又缺乏有利指導,往往使活動留于形式上的新鮮熱鬧,忽略了活動的目的和意義。
3.高校內部缺乏合力,誠信管理機制不完善
高校作為誠信教育的主體,學生思想教育的工作不僅僅是思政老師和輔導員的責任。但在各大高校內部存在著各部分互相推諉的現象,學生一旦出現失信行為,就會問責輔導員沒有做好教育管理工作。另一方面學校雖然有學生手冊等相關校紀校規,但對于大學生誠信問題沒有科學的標準去評價,對合理有效的獎懲措施,使大學生在思想上不重視,行為上缺乏約束。
三、開展誠信藥德主題教育活動的意義
誠信藥德主題教育活動旨于提升學生的職業道德和社會公德意識,提升教職員工師德師風建設水平,提升校園文化建設水平,形成全校師生普遍認同、共同遵循和具體可行的道德規范和行為準則,引導廣大師生將其內化為自覺追求、外化為實際行動。
1.積極開展價值觀大討論,深化誠信意識
誠信藥德主題活動中組織開展的“我們的價值觀”大討論,深入推進社會主義核心價值體系大眾化,加強對大學生的世界觀、人生觀、價值觀的教育,通過價值觀大討論使全體師生明確社會主義核心價值觀的基本內容與立足自身實際的特殊要求,進一步領悟師德規范和藥德內涵,為更好地引領廣大師生的行為實踐提供認知基礎。加強思政理論課程改革建設,開展針對性指導,在教學過程中結合實踐教育,并依托德育實踐基地積極開展主題實踐活動。
2.凝煉校園特色文化、提升文化育人效果
繼續加強以專業、職業、就業為導向的“遠之職場訓練營”的各個項目建設,結合學生關心的熱點問題,聘請專業老師指導,積極開展形式多樣并結合誠信藥德和醫藥價值觀教育的文化活動,提高同學們責任意識、誠信意識,積極組織開展主題鮮明的誠信教育和實踐相關活動,引導學生增強道德意識、提高從業素養。
3.匯集全體力量,完善誠信管理制度
誠信藥德主題活動從學校管理、教師形象上做起,強調教職工要通過言傳身教的方式來培養學生,并動員全體職工開展育人工作,做好三全育人工作,調動德育各方面力量。盡快制訂完善誠信管理條例、誠信獎懲條例、誠信檔案制度等,使高校的誠信教育真正做到有章可循,使高校的誠信教育更加具體有效。
開展誠信教育是提高大學生綜合素質的重要環節,培養大學生的道德感、責任心,讓他們在日常工作學習生活中言行一致、誠實守信,只有樹立先做人、后做事的理念,才會承擔起建設社會主義事業的責任,做好祖國未來的建設者和接班人。
參考文獻
[1]張寧,楊玉梅.高校大學生誠信教育的問題與對策分析[J].新西部,2011,(06):117-118.
[2]鄒明洪.論我國學校的誠信教育[J].湖南師范大學教育科學學報,2005,(03):78-80.
關鍵詞:高等職業教育;就業導向;產學研結合
產學研結合是高等職業教育培養人才的重要途徑。本文從就業導向出發,以深圳職業技術學院的經驗為例,總結和研究高職院校產學研結合的途徑、方法。
一、成立專業管理委員會,實施全面的產學研結合,使專業設置與市場需求相協調,培養目標與用人標準相協調
(一)內涵與職能
專業管理委員會是高職院校專業建設中實現產學研結合的一種組織形式,是學校專業建設的決策咨詢機構,一般由7至13名本專業領域的專業人員或管理人員組成,設主任委員1名,由相關的行業協會會長或該行業的權威專家擔任,學校該專業的專業主任擔任副主任,并指派一名專業教師任秘書。它承擔著對全部教育教學活動進行指導的職責,主要包括:
根據地方經濟和社會發展需求以及行業要求,確定本專業的人才培養目標;根據崗位要求,確定人才培養規格和人才的知識、能力、素質結構標準;根據專業教學基本要求和專業特點,審定專業教學計劃,審定專業各主干課程教學大綱和實踐教學課程大綱;根據專業人才規格,審定專業知識和技能考核的標準及方法;研究專業教學過程中出現的重大問題,并給予及時指導,提出解決辦法;協調管理專業的校內教學和校外實習、實訓工作,引導校企共建實踐教學基地;協調、支持或參與專業的科研活動,為專業科技開發活動提供幫助;指導本專業學生的畢業設計,參與畢業論文答辯工作和畢業資格審查,保證人才培養質量,指導、推薦畢業生就業;及時收集、匯總來自生產第一線的最新信息,并在教學計劃中加以體現,使專業建設緊貼市場需求。
(二)作用
1.需求有數
專業管理委員會的委員都是來自該行業內的專家、實業家和高層管理者,他們對本行業的結構、規模和生產、服務的技術水平,從業人員的業務素質,社會對該行業的市場需求,該行業對人才的需求等情況十分清楚,這有助于學校有效地調節學生規模,避免出現“產品積壓”或“生產過剩”等現象。
2.輻射宜傳
專業管理委員會的委員能以社會專家、名人的身份,將學校各專業的信息、影響輻射到社會各行業,為學校在社會上建立良好的聲譽奠定了基礎。
3.實習基地
通過專業管理委員會委員的中介作用,可為學生提供廣闊的校外實習基地。
4.就業保障
學校與各委員單位保持密切聯系,學生通過實習與各委員單位密切接觸,為就業尋得了一個基本的保障。
(三)做法
深圳職業技術學院在教學工作指導方針中,明確提出“辦學方式要突出社會性,貫徹產教結合原則,與市級企業建立實習、科研協作關系,做到教學計劃要與企業共同商定;技能考核要與企業結合公開進行……建立廣泛的產教聯合辦學體制,行業或企業要參加相關專業辦學的管理”。為體現這一要求,學院從1995年起,就分期分批成立了專業管理委員會。早期是先設立專業,后成立專業管理委員會,近幾年則是在專業設置籌備階段便成立專業管理委員會。另外,學院為了規范專業管理委員會的組織形式,充分發揮其職能,于1995年10月制定了《深圳高等職業技術學院專業管理委員會章程》,2004年6月又進行了修訂,以深職院[2004]115號文件形式。文件規定了組織的性質、構成、任務、成員任職條件、權利和義務等。學院要求所有專業都成立專業管理委員會,實施全面的產學研合作教育,促進高職教育的深入和持續發展。截至2004年6月,學院78個專業分別成立了專業管理委員會,與深圳市760家企事業單位建立了密切聯系,共有796名行業、企業專家參加了各個專業管理委員會,累計有4000多名畢業生通過委員的介紹或推薦找到就業機會。
二、探索校內實踐教學基地教學、科研、生產和培訓”四位一體”的產學研結合人才培養模式,使技能訓練與崗位要求相協調
(一)內涵、構成和特點
教學、科研、生產和培訓(簡稱產學研培)“四位一體”的實踐教學基地是在傳統的實驗室、實習工廠的基礎上,擴充或建立的具有現代化水平的融實驗、實訓、實習、技能鑒定與培訓、科技開發和生產為一體的多功能校內實踐教學基地。它由實訓中心、企業(可以是校辦的,也可以是社會的)、研究所和職業技能鑒定所、培訓中心4個要素(部門)組成,統一于學校的實踐教學基地之中,由學校主管教學、科研的副校長統一領導。實踐教學基地以產學研結合人才培養為中心,承擔職業技能訓練和職業素質訓導兩大任務,學生在教學、生產和科研3個育人環境中學習、工作和參加科研活動。
(二)性質與作用
產學研培“四位一體”的人才培養模式,是借鑒新加坡“教學工廠”的辦學理念,將現代工廠的經營、管理理念引入學校,將現代工廠的生產、經營環境濃縮并模擬到學校的教學過程之中,甚至將現代企業的某一個生產、經營環節引入學校,使學校教學與企業經營有機地結合在一起,使學生在一個近似于真實的環境中學習必需的知識和技能。
(三)做法
學院訓練中心園區(簡稱工業中心)是全國高職高專院校第一所融實踐教學與職業素質訓導、職業技能訓練與鑒定考核、職教師資培訓及研發、生產和新技術應用推廣等多功能于一體的校內實踐教學基地。園區始建于1995年6月,位于東、西校區,由第一、二、三、四、五工業中心組成,建筑面積6萬平方米,目前下設28個具有相當規模的、按技術應用群分類的實訓室,內含104個分室,各種現代化教學儀器設備26819萬臺(套)。工業中心擔負以下重要職能:
實踐教學與職業素質訓導。工業中心承擔全院 1.6萬多名學生實踐教學和職業素質訓導任務。
職業技能訓練與鑒定考核。工業中心下設深圳市第七職業技能鑒定所,可承擔42個工種的鑒定任務,其中16個是市勞動行政部門核準的工種鑒定點,8個是中心獨家開發、承辦的技能考試點,并可進行51種職業資格證書的鑒定、考核工作。
職業資格認證與職教師資培訓。工業中心是學院的職業資格認證中心和教育部高職、中職師資培訓基地,可承擔25個認證項目,并承擔了貴州、甘肅、新疆等地的師資培訓和深圳市中職師資培訓任務。轉貼于
科技開發、生產和新技術推廣。工業中心作為學院普泰科技公司的生產事業部“現代制造技術中心”,利用制造業的高新技術,從事產品開發、快速原型、快速模具及小批量生產,進行工裝夾具制造,已為NEC、格力電器、中興通信、安科醫療器械、威昂電器、TCL電腦等大型企業及眾多中小企業提供多種形式的設計與加工服務,產生了一定的經濟效益。它還是科技部CAD技術應用示范單位、深圳市惟一的 CAD(機械)技術咨詢服務中心和美國EDS公司華南地區培訓中心,已舉辦了9期UG培訓班。2002年9月,深圳市在學院工業中心掛牌成立“深圳市中小企業支援中心”,為深圳市中小企業提供技術支持、產品檢測、設計鑒定、管理咨詢、培訓及認證服務。工業中心還與深圳市家具行業協會組建了“深圳市家具研究開發院”。中心建立了以中國家具網為主體的電子信息化服務平臺。目前,由深圳市家具行業協會出資 3000萬元,在學院建造了一座高水準的家具研究開發院大樓,除設有研究開發機構外,還將建設檢測中心、涂飾車間、木工車間(新型木工機械)、金屬家具車間等多項研發、推廣和培訓設施。
最近的畢業生追蹤調查顯示,有超過96%的單位對于學院畢業生在“思想政治、團隊精神、敬業精神”方面給予高度評價;在“業務水平、實踐能力、獨立工作能力”方面,有90%以上的用人單位認為“強或較強”。畢業生本人則表示,大學期間嚴格的職業技能訓練和職業素質訓導對自己產生了深刻影響。
三、全面實施“雙證書”教育,通過職業技能鑒定和技能培訓,搭建校企連接的橋梁
(一)意義
實施“雙證書”培養制度,把職業資格證書作為檢驗教學效果、評估學生掌握職業技能的重要手段,不僅可以拓寬產學研結合的渠道,也為提高畢業生就業率提供了重要保障。
(二)性質
結合地方經濟發展需要,創建開放性職業技能鑒定所和培訓中心。一方面,可在人才培養方案中設置一定學時的職業技能課程,使學生在學校期間通過培訓獲得職業資格證書;另一方面,可為行業、企業培訓技術、管理人員和技術工人。
(三)做法
學院一直堅持“雙證書”制度,規定所有學生都必須參加專業教學計劃指定的職業資格證書考試,取得相應證書才能畢業。各專業都選擇了本行業權威的職業資格證書,使專業的實踐教學內容、訓練條件盡量與相關職業資格證書考評內容對接。截至 2004年6月,學院有57個專業、93個方向,建立了職業技能(工種)鑒定點42個,引進國內外權威職業資格證書認證103個。學院工業中心下設技能考核管理辦公室、職業資格認證中心、深圳市第7技能鑒定所、深圳職業培訓中心等機構。在組織形式上確保工業中心全權履行技能培訓、技能鑒定、職業資格認證的職能。據不完全統計,近3年來,工業中心共承擔電工、銑工、數控機床操作、UG軟件、首飾制作、汽車維修、家電維修等近百個項目的培訓工作,舉辦各類培訓數百期,完成培訓教學學時2萬多小時,培訓人數超過1萬人,完成技能考核鑒定近1萬人次。2003年,培訓中心與深圳市經貿局合作,通過政府扶持、企業資助、個人分擔的方式,啟動深圳市1000名高級工培訓項目;同年,培訓中心還與深圳市寶安區政府合作,參與寶安區造就百萬人才工程。
四、建立學生校外實習基地,密切與用人單位的聯系
(一)功能
校外實習基地可在以下方面為產學研合作教育服務:為學生提供一個不同于校園環境的實踐教學場地或環境;提供專業技能訓練所需的現場設備、師資或其他條件;為學生提供就業前企業實際工作的全方位的預演。
(二)性質
學校與辦學相關的企業建立合作關系,簽訂合作協議,建立校外實習實訓基地。
(三)做法
學院要求每個專業至少掛牌建立3個以上的校外實踐教學基地,成為該專業學生固定的校外實習、實訓場所。在基地建設過程中,堅持互動互利、產學雙贏的原則,確保校外實踐教學基地健康、規范地發展。一方面,選擇那些規模較大、技術先進、管理優秀、效益良好、熱心教育事業的企業作為合作伙伴,以確保學生校外實習、實訓的質量;另一方面,與企業簽訂長期的合作協議,明確雙方的權利和義務,以保證校外實踐教學基地的正常運行。按照這一原則,截至2004年,學院57個專業均建立了校外實踐教學基地,總數達309家,遍布深圳市的各行各業。專業管理委員會制度和校外實踐教學基地的建立,將行業、企業融入學校人才培養的整個過程。此外,學校與部分企業合作,如與思科網絡公司建立深職院思科網絡學院,與深圳渣打銀行、現代計算機有限公司等多家企業開展“訂單式培養”,為他們量身打造人才。許多校外實踐教學基地直接錄用學院畢業生。
[參考文獻]
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(School of Biological and Chemical Engineering Zhejiang University of Science and Technology)
Abstract: With the in-depth development of high-performance concrete superplasticizer become essential components to improve the performance of concrete. Superplasticizer refers to the chemical additive which can enhance the slump highly and maintain it for a long time while it can significantly reduce water consumption of mixing additives. Polyacrylic acid superplasticizer have such advantages as high strength, heat resistance, durability, antiweather ability, and other excellent performance. Because of these good characteristics of polyacrylic acid superplasticizer it becomes a global hotspot of superplasticizer field. Based on polycarboxylate type superplasticizer preparation and test of the product properties, this paper focused mainly on studying the effects of the macromonomer synthesis, superplasticizers synthesis method, MPEG origin, the MPEG molecular weight and molecular weight distribution and other factors on the product performances. By comparing the test results, the performances of polycarboxylic plasticizers and Naphthalene plasticizing agent are discussed. Summary of new superplasticizers with higher performances in the future research, and the direction to the development of them were proposed.
Keywords: polycarboxylic superplasticizer;fluidity;MPEG mechanism; molecular structure design.
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目 錄 III
1. 緒論 1
1.1 課題研究內容及意義 1
1.2 文獻綜述 2
1.2.1 塑化劑的發展概況 2
1.2.2聚羧酸系超塑化劑的作用機理 4
1.2.3 國內外聚羧酸系超塑化劑的研究進展 5
1 聚羧酸系超塑化劑的研究概況 5
2 聚羧酸系超塑化劑的分子結構設計 6
3 聚羧酸系超塑化劑合成方法 7
4 聚羧酸系超塑化劑研究中的幾個問題 8
2. 實驗部分 11
2.1 試驗材料 11
2.1.1 合成塑化劑原料和試劑: 11
2.1.2 水泥凈漿試驗材料: 11
2.2 實驗設備 11
2.3 合成工藝流程 12
2.4 實驗方法 12
2.4.1 第一步 大單體的合成 12
2.4.2 第二步 塑化劑的合成 12
2.4.3 塑化劑含固量的測定 13
2.4.4 水泥凈漿流動度的測試 13
3. 結果與討論 14
3.1不同分子量的MPEG對產物分散性能的影響 14
3.2不同產地的MPEG對產物分散性能的影響 14
3.3 不同的聚醚混合對產物分散性能的影響 15
3.4 引發劑對產物分散性能的影響 16
3.5 PPG對產物分散性能的影響 17
3.6聚羧酸系超塑化劑與萘系塑化劑性能比較 18
4.總結與展望 19
4.1 總結 19
4.2 展望 19
致 謝 20
參考文獻: 21
1. 緒 論
1.1 課題研究內容及意義
隨著混凝土技術的進步,不斷向著高工作性、高強、高耐久或特種性能的方向發展,混凝土外加劑已成為混凝土中必不可少的組份之一。
塑化劑是指能增加水泥漿流動性而不顯著影響含氣量的材料。它是在水灰比保持不變的情況下,能提高和易性;或是同樣的和易性,可使混凝土用水量降低,提高混凝土強度的外加劑[1]。2O世紀30年代到60年代,普通塑化劑的應用和發展速度較快,主要為松香酸鈉、木質素磺酸鈉、硬脂酸鹽等有機物;從60年代到80年代初發展為超塑化劑,代表產品為萘磺酸甲醛縮合物(NSF)和三聚氰胺磺酸甲醛縮合物(MSF);從90年代起,聚羧酸系超塑化劑,具有單環芳烴型結構特征的被稱為氨基磺酸系的超塑化劑得到迅速的發展。
塑化劑在大幅度降低拌合用水量的同時賦予混凝土高流動性,這樣既利于施工,又可最大限度地減少水泥石中的毛細管孔隙和混凝土骨料與水泥石之間的界面縫隙,提高混凝土的強度和耐久性。并且摻用外加劑后,每立方米混凝土中大約可以節省水泥15%-20%,還能輔助粉煤灰、礦粉等膠結料的充分利用。
超塑化劑是高流動性、高強混凝土中一種不可缺少的組分,隨著高分子合成化學和高分子設計理論不斷取得新的進展,研究者對聚羧酸系超塑化劑進行了大量的研究。聚羧酸系超塑化劑是一種分子結構為含羧基接枝共聚物的表面活性劑,其主要特點為:減水率高,有早強作用,流動性能保持好,分子結構自由度大、外加劑合成技術上可控制的參數多、可通過分子設計和聚合工藝改變生產多種不同性能的聚合物、適合不同的具體應用條件,環境不造成污染。
目前單環芳烴型超塑化劑的穩定性不佳,容易泌水,在減水作用充分發揮前成型的試塊,混凝土內部容易形成泌水通道而產生初始結構缺陷,硬化混凝土力學性能及耐久性均會受到影響,因此該塑化劑不適合直接用于現場攪拌混凝土,而適合預拌混凝土;而聚羧酸系超塑化劑與不同種類的水泥有相對更好的相容性,即使在低摻量時,也能使混凝土具有高流動性,并且在低水灰比時具有低粘度和良好的保塌性能。
因此使用聚羧酸系超塑化劑,可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥,從而降低成本等。聚羧酸系超塑化劑對于大體積混凝土工程、大跨度海上工程等具有十分重大的意義。
1.2 文獻綜述
1.2.1 塑化劑的發展概況
混凝土外加劑(以塑化劑為主體的復合外加劑)為混凝土中必不可少的一種有用組分,在混凝土生產技術中逐步起到核心作用,發揮了巨大的功效,摻用外加劑后,每立方米混凝土中大約可以節省水泥15%-20%,還能輔助粉煤灰、礦粉等膠結料的充分利用。目前外加劑品種很多,并已形成系列產品供使用。其中最常用最重要的混凝土外加劑即為塑化劑[2]。
塑化劑又稱為分散劑或減水劑,在大幅度降低拌合用水量的同時賦予混凝土高流動性,這樣既利于施工,又可最大限度地減少水泥石中的毛細管孔隙和混凝土骨料與水泥石之間的界面縫隙,提高混凝土的強度和耐久性。其種類很多,國內外將其分為標準型、引氣型、緩凝型、早強型等。應用于建筑施工方面的減水劑大致有四大類:(1)萘系——萘磺酸鹽甲醛縮合物;(2)三聚氰胺系——三聚氰胺磺酸鹽縮合物;(3)氨基磺酸系——芳香族氨基磺酸聚合物;(4)多羧酸系&m dash;—烯烴馬來酸酐共聚物(結構式見下)。
前三種主要通過磺化縮合,將來強極性磺酸基官能團的單體縮聚而得到的產物。有的在合成過程中使用了甲醛,施工后游離甲醛不斷揮發,污染生活空間,嚴重影響了消費者的身心健康,有的產品因減水率不高,混凝土塌落度損失過快難以滿足實際工程的施工要求,制約了其發展從某種意義上說,目前各國在混凝土技術上的差距最重要的特征就是外加劑尤其是超塑化劑的發展水平。因此,新型超塑化劑的開發仍是目前國內外研究的熱點。
塑化劑用于混凝土拌合物中,主要起三個作用:
(1)為提高混凝土的澆注性能,在不改變混凝土組分的條件下,改善混凝土工作性;
(2)在給定的工作條件下,減少拌合水和混凝土的水灰比,提高混凝土的強度和耐久性;
(3)在保證混凝土澆注性能和強度的條件下,減少水和水泥的用量,減少徐變、干縮、水泥水化熱等引起的混凝土初始缺陷的因素[3]。
目前,使塑化劑高性能化主要有三個途徑:①通過復合手段,添加其它助劑克服高效塑化劑自身的缺點,復合多功能外加劑性能得不到根本性的改變,但在各國現在仍然是很實用的途徑;②通過改變塑化劑分子的某些參數優化NSF、MSF,如分子量、分子分布、磺化程度等,或將其它系列塑化劑部分替代PNS、PMS,而獲得性能與摻量之間更加線性化的效果,更好地保持混凝土的坍落度,但還存在一些小的缺點,如在引氣、緩凝、水等方面不易控制;③探索完全不同與NSF、MSF的“理想”聚合物。根據已有的外加劑知識,從聚合物分子設計的角度優化設計高性能塑化劑,使其具有很高的減水率和長時間保持混凝土坍落度的性能,可以達到一定的引氣量,在相當寬的范圍內可以自由設定使用量。聚羧酸系塑化劑是完全不同與NSF、MSF的“理想”塑化劑,它與不同水泥有相對更好的相容性,尤其是高強高流動性混凝土所不可缺少的材料。目前,世界許多國家都在致力于研究開發聚羧酸系超塑化劑。
1.2.2聚羧酸系超塑化劑的作用機理
超塑化劑應用中存在的突出問題就是坍落度損失問題,尤其對于坍落度較大的泵送混凝土或流態混凝土。坍落度損失的原因,有人認為是伴隨水泥水化反應而產生的化學凝聚及水泥粒子之間的沖突而形成的物理凝聚形成了三維網狀結構,阻礙了水泥粒子的分散穩定性,導致混凝土的流動性在短時間內迅速下降;此外其損失也與水泥與超塑化劑相容性不好有緊密的聯系,水泥中的硫酸鹽形態和含量是影響相容性的主要因素。
聚羧酸系超塑化劑是新型超塑化劑,由于其特有的分子結構,具有許多優良的性能,能有效的解決坍落度損失的問題,但其作用機理目前尚未完全清楚。目前,不少文獻中認為混凝土的塑化效果取決于超塑化劑對水泥粒子的分散性和分散穩定性,其原理基本立足于靜電斥力和位阻斥力;以下是其中一些觀點:
(1)羧基(-COOH)、羥基(-OH)、胺基(-NH2)、聚氧烷基(-O-R)等與水親和力強的極性基團主要通過吸附、分散、潤濕、等表面活性作用,對水泥顆粒提供分散和流動性能,并通過減少水泥顆粒問摩擦阻力,降低水泥顆粒與水界面的自由能來增加新拌混凝土的和易性。聚羧酸系超塑化劑對水泥粒子產生齒形吸附,其支鏈上引入的多個聚氧烷基烯類基團[-(CH2CH2O)m-R],其醚鍵的氧與水分子形成強力的氫鍵,并形成親水性立體保護膜,該保護膜既具有分散性,又具有分散保持性。引入一定量的羥基(-OH)起到浸透潤濕作用,也提高了分散效果。同時聚羧酸系超塑化劑吸附在水泥顆粒表面,羧基(-COOH),磺酸基(-SO3H)使水泥顆粒帶上負電荷,從而使水泥顆粒之間產生靜電排斥作用并使水泥顆粒分散,導致抑制水泥漿體凝聚的傾向,增大了水泥顆粒與水的接觸面積,使水泥充分水化。在擴散水泥顆粒的過程中,放出凝聚體所包圍的游離水,改善了和易性,減少了拌水量。
(2)聚羧酸系超塑化劑對水泥有較為顯著的緩凝作用,減少混凝土的坍落度損失。這主要由于聚羧酸系超塑化劑中羧基充當了緩凝成分,R-COO-與Ca2+離子作用形成絡合物,降低溶液中的Ca2+離子濃度,延緩Ca(OH)2形成結晶,減少C-H-S凝膠的形成,對水泥的初期水化產生抑制作用,延緩了水泥水化,但隨著水化的不斷進行,絡合物自行分解,因而不影響水泥的繼續水化。
(3)聚羧酸系超塑化劑分子鏈的空間位阻效應。聚羧酸系超塑化劑分子在水泥顆粒表面呈齒形吸附結構,在膠凝材料的表面形成吸附層,聚合物分子吸附層相互接近交叉時,聚合物分子鏈之間產生物理的空間阻礙作用,防止水泥顆粒的凝聚,這是羧酸系超塑化劑具有比其它體系更強的分散能力的一個重要原因。
(4)混凝土流動性、坍落度的保持,這與超塑化劑吸附狀態關系非常緊密,聚羧酸系超塑化劑對水泥的吸附為齒形吸附,整個高分子有許多側鏈基團,形成立體狀吸附,其吸附能力遠大于萘系超塑化劑的柔性鏈橫臥吸附,即使水泥粒子表面很快形成水化產物層也無法將這些側鏈、支鏈全部覆蓋,水泥粒子也就難以再次凝聚,這是聚羧酸系超塑化劑分散能力遠大于萘系超塑化劑的原因。加之聚羧酸系超塑化劑分子結構中存在的聚醚基團,能與水形成氫鍵,形成了較厚的親水性立體保護膜,提供了水泥粒子的分散穩定性,有利于混凝土流動性、坍落度的保持。
1.2.3 國內外聚羧酸系超塑化劑的研究進展
1 聚羧酸系超塑化劑的研究概況
在我國,工程上使用最多的是萘系超塑化劑,其它種類產品應用程度相對較少,目前,出于環保、經濟以及工程的需要,混凝土外加劑向著高性能、多功能化、綠色化、國際標準化的方向發展,研究開發、推廣使用性能更優的聚羧酸系超塑化劑成為一個熱點。近年來,國內不少研究者通過分子設計途徑不斷探索聚羧酸系超塑化劑的合成方法,但由于成本和技術性問題,從超塑化劑原材料選擇到生產工藝、降低成本、提高性能等許多方面,還存在很多不足[4] 。據報道,國產的聚羧酸系超塑化劑已在上海磁懸浮列車軌道梁、上海東海大橋、杭州灣跨海大橋、蘇(蘇州)通(南通)大橋等重點工程得到成功運用,但是從全國范圍來看,使用聚羧酸系超塑化劑配制的混凝土還是少之甚少,我們所在的重慶地區50多家攪拌站無一使用聚羧酸系超塑化劑進行商品混凝土生產。可見,國內研制的聚羧酸系超塑化劑離大面積的應用階段還有一段距離[5]。
日本是研究和應用聚羧酸系超塑化劑最多和最成功 的國家,超塑化劑的研究已從萘系基本上轉向了聚羧酸系超塑化劑,1998年日本聚羧酸系產品已占所有高性能超塑化劑產品總數的60%以上,到2001年為止,聚羧酸系超塑化劑用量在超塑化劑中已超過了80%。在日本,聚羧酸系超塑化劑的生產已經形成了一定的規模,大量應用于高層建筑。
美國超塑化劑的發展相比日本晚一些,目前美國正從萘系、蜜氨系塑化劑向聚羧酸系超塑化劑發展。近年來,在北美和歐洲的一些研究者的論文中,也有許多關于研究開發具有優越性能的聚羧酸系超塑化劑的報道,研究中心內容逐漸從磺酸系超塑化劑的改性向聚羧酸系超塑化劑過渡[6]。
2 聚羧酸系超塑化劑的分子結構設計
聚羧酸系超塑化劑的分子結構設計是在分子主鏈或側鏈上引入強極性基團羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基以及分子體積較大的苯環、萘環等,使分子具有梳形結構。通常可用圖1來表示聚羧酸系超塑化劑的化學結構,而實際代表物的化學式只是其中某些部分的組合,其中R代表氫原子或甲基,M1代表堿金屬離子,M2分別代表堿金屬離子、銨離子、有機胺等,n1、n2 、n3、n4、n5、n6代表聚合度[7]。
圖1 聚羧酸系超塑化劑的分子結構式
聚羧酸系超塑化劑作為一種表面活性劑在水中是否容易溶解,即它的親水性大小,取決于組成它的親水基和疏水基官能團的相對強度,即H_L_B值(親水親油平衡值)的大小;此外,吸附狀態對流動性的保持、坍落度的控制的影響是最重要的,因而需要根據超塑化劑在不同的使用場合設計出不同分子結構模型以滿足不同的應用要求。根據國內外文獻的報道,一般認為聚羧酸系超塑化劑分子結構設計通常需要考慮如下幾個重要方面:
(1)共聚反應中強離子型、弱離子型及非離子型單體三者之間的比例。合適的比例下,得到的聚羧酸大分子序列結構適宜,分子內電荷的分布既保證水泥粒子之間有強烈的靜電斥力使粒子分散,同時減弱鏈內基團之間的相互作用力,促使超塑化劑能更牢固的吸附于水泥粒子表面,從而延緩了水泥粒子的二次凝聚。
(2)相對分子質量。相對分子質量太大,由于絮凝作用使得混凝土流動性變差;相對分子質量太小,分散效果差,控制混凝土坍落度損失的能力不高,適當分子量的超塑化劑可以在水泥顆粒之間形成橋,從而使得混凝土拌合物具有良好的粘聚性。
(3)主鏈長度。超塑化劑的主鏈越長,單位鏈長所帶的活性基團越多,混凝土的分散性與分散穩定性越好;混凝土分散效果相同時,主鏈長度減小,混凝土的流動性提高,凝結時間延長,此時,主鏈的長短對混凝土坍落度的損失影響不大。
(4)支鏈長度與接枝密度[8]。主鏈分子量相同時,適當增長側鏈,超塑化劑的分散性提高,穩定性也更好,但是側鏈長度太長,單體間聚合時空間位阻增加將會導致主鏈分子量下降,此時超塑化劑的引氣作用增加,使超塑化劑的使用受到限制;主鏈分子量相同,接枝鏈長度一定時,適當調整接枝鏈的密度使空間位阻效應增加,有利于提高分散性和分散穩定性[9]。
3 聚羧酸系超塑化劑合成方法
總體上可將聚羧酸系塑化劑分為兩大類,一類是以馬來酸酐為主鏈接枝不同的聚氧乙烯基(EO)或聚氧丙烯基(PO)支鏈;另一類以甲基丙烯酸為主鏈接枝EO或PO支鏈。此外,也有烯丙醇類為主鏈接枝EO或PO支鏈。由于技術保密的原因,這種具有聚合活性的大單體的合成很少有文獻報道過。從目前所收集的資料來看,聚羧酸系超塑化劑合成方法大體上有以下幾種[10] :
(1)可聚合單體直接共聚
這種合成方法一般是先制備具有聚合活性的大單體(通常為甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸醋),然后將一定配比的單體混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。這種合成工藝看起來很簡單,但前提是要合成大單體,中間分離純化過程比較繁瑣,成本較高。
(2)聚合后功能化法
該方法主要是利用現有的聚合物進行改性,一般是采用已知分子量的聚羧酸,在催化劑的作用下與聚醚在較高溫度下通過醋化反應進行接枝。但這種方法也存在很大的問題:現成的聚羧酸產品種類和規格有限,調整其組成和分子量比較困難;聚羧酸和聚醚的相容性不好,醋化實際操作困難;另外,隨著醋化的不斷進行,水分不斷逸出,會出現相分離。當然,如果能選擇一種與聚羧酸相容性好的聚醚,則相分離的問題完全可以解決。
(3)原位聚合與接枝
該方法主要是為了克服聚合后功能化法的缺點而開發的,以聚醚作為羧酸類不飽和單體的反應介質。該反應集聚合與醋化于一體,當然避免了聚羧酸與聚醚相容性不好的問題。
從文獻來看,目前合成聚羧酸系塑化劑劑所選的單體主要有四種:
1.不飽和酸—— 馬來酸酐、馬來酸和丙烯酸、甲基丙烯酸;
2.聚鏈烯基物質—— 聚鏈烯基烴及其含不同官能團的衍生物;
3.聚苯乙烯磺酸鹽或醋;
4.(甲基)丙烯酸鹽、醋或酰胺等。
4 聚羧酸系超塑化劑研究中的幾個問題
目前在我國聚羧酸系超塑化劑的研究只是處在實驗室合成階段,要系統的研究這種新型的超塑化劑仍然存在著很多的困難,對它的合成、作用機理和應用等方面的研究都存在一些尚待進一步深入的問題:
第一:由于塑化劑大多數在水體系中合成,難以了解不同單體間復雜的相互作用;
第二:表征對塑化劑分子的方法存在局限性,尚不能清楚解釋塑化劑化學結構與性能的關系.缺乏從微結構方面的研究;
第三:雖然聚羧酸系超塑化劑與水泥的相容性比其它種類塑化劑更好,但在混凝土流動性方面。當水泥和外加劑共同使用時,往往發生混凝土塌落度損失太快及快硬等現象,仍存在水泥和化學外加劑相容性問題;
第四:在使用高性能塑化劑的混凝土中,當單位水量減少,塌落度增大時,常常發生塑化劑用量過大、混凝土粘性太大、出現離析泌水現象、泵送困難等問題。縱觀國內外聚羧酸系超塑化劑的發展,國外(尤其是日本)已形成了相當規模的技術與產品市場。而且在其強大的技術力量支持下,正以較高的速度發展壯大,很多產品已進入中國市場。為了縮小與國外的差距。必須吸取國外先進技術經驗,同時加強聚羧酸系塑化劑的基礎研究。從目前的情況來看,應該從以下幾個方面進行研究:
(1)對大減水、高保坍、低緩凝、低引氣的聚合物如何進行分子設計;
(2)具有聚合活性的聚乙烯(或丙烯)類大單體的合成研究;
(3)聚合工藝的優化(生產成本、環保兩方面);
(4)梳形聚合物的支鏈鏈長(EO或PO鏈節數)和支鏈上的封端基 團對減水、引氣、緩凝的影響;
(5)梳形聚合物的主鏈鏈長和官能團對減水、引氣、緩凝的影響;
(6)聚羧酸類超塑化劑與傳統塑化劑的協同效應研究,從而也可進一步降低成本[11]。
2. 實驗部分
2.1 試驗材料
2.1.1 合成塑化劑原料和試劑:
甲氧基聚乙二醇(MPEG),工業品,上海天助化工廠/南京威爾化工廠/進口;
(甲基)丙烯酸(MAA或AA),工業品,上海化學試劑采購供應五聯化工廠;
過硫酸銨(APS),分析純,天津市博迪化工有限公司;
阻聚劑:氫醌,吩噻嗪,分析純,江蘇安利化工有限公司;
催化劑:濃硫酸,分析純,宜興市展望化工試劑廠;
鏈轉移劑:甲基丙烯磺酸鈉(SMAS),分析純,宜興市展望化工試劑廠;
中和劑:氫氧化鈉溶液,濃度30%,自制
馬來酸酐,又名順丁烯二酸酐 分子式 C4H2O3,分析純AR 上海凌峰化學試劑有限公司
聚丙二醇(PPG),化學醇,南京威爾化工廠。
2.1.2 水泥凈漿試驗材料:
水泥:錢潮水泥,425號;基準水泥,425號;
水:自來水;去離子水;
減水劑:試驗合成的聚羧酸類物質;
2.2 實驗設備
電子天平(梅特勒-托利多常州稱重設備系統有限公司),TC—15套式恒溫器(海寧市新華醫療器械廠),S—212恒速攪拌器(上海申勝技術有限公司),SHZ-D(Ⅱ)循環水式真空泵(鞏義市英峪予華儀器廠),秒表(上海秒表廠),NJ-160A 水泥凈漿攪拌機(無錫建化儀器機械有限公司)
2.3 合成工藝流程
水打底分別緩慢滴加大單體和APS引發劑(3:1)
2.4 實驗方法
2.4.1 第一步 大單體的合成
稱取一定量的甲氧基聚乙二醇于大燒杯中,放置電熱套上加熱熔解,注意攪拌均勻,不可加熱過久,否則高溫會使甲氧基聚乙二醇發生分解變質,即顏色變成深黃色且變渾濁。將甲氧基聚乙二醇加入到裝有機械攪拌漿、水銀溫度計、冷凝管的四口燒瓶中(要求以上儀器干燥,確保無水),然后接入循環水式真空泵,攪拌、加熱到120oC,真空恒溫脫水一小時。再通入氮氣,按比例依次加入阻聚劑、甲基丙烯酸、濃硫酸,恒溫120-125oC 反應5小時,冷卻至50oC,加30%NaOH溶液,調pH值至7.0。攪勻冷卻,即制得大單體液。
2.4.2 第二步 塑化劑的合成
在裝有機械攪拌漿、水銀溫度計、冷凝管的四口燒瓶中,加入一定量去離子水打底,加熱到90oC后,用恒流泵分別將過硫酸銨(APS)和去離子水的混合溶液以及大單體液滴加到四口燒瓶中,恒溫90oC反應滴加4小時,然后再用恒流泵將過硫酸銨(APS)和去離子水的混合溶液滴加到四口燒瓶中,恒溫90oC反應滴加0.5小時,冷卻至50oC,加30%NaOH溶液調PH至7.0。攪勻冷卻,稱重記錄。
2.4.3 塑化劑含固量的測定
使用干燥恒重的表面皿,在分析天平上準確稱空重后,再稱取5克左右凈重的塑化劑,送入恒溫干燥箱中,在120oC下恒溫3小時至恒重,冷卻后稱固體重量,并計算出相應的固含量。本次試驗所得樣品大致為紅棕色液體,略稠,測得固含量約為18.04%。
2.4.4 水泥凈漿流動度的測試
稱取300克水泥,倒入濕布擦過的不銹鋼杯內,加入87克水和2.4克塑化劑(W/C=0.29,塑化劑摻量為水泥重量的0.8%),放到水泥凈漿攪拌器,先慢速攪拌二分鐘,停止幾秒再快速攪拌二分鐘。將用濕布擦過的錐截體(上口徑36mm,下口徑60mm,高度60mm,內壁光滑的金屬制品)水平放置在用濕布擦過的玻璃板上,將拌好的漿體迅速注入錐截體,刮平。將錐截體在垂直方向上迅速提起,30s后,量取垂直和水平方向上的直徑(mm),所得數據即為水泥靜漿的流動度,流動度損失試驗則從開始至120分鐘的時間范圍內,每1小時進行一次。
3. 結果與討論
3.1不同分子量的MPEG對產物分散性能的影響
此次實驗合成超塑化劑的原料為甲基丙烯酸(MAA)和甲氧基聚乙二醇(MPEG),但MPEG的分子量不同。MPEG的分子量分別為1000,1300,2000。在相同條件下,合成所得超塑化劑測得的水泥凈漿流動度結果可見表1。
表1 不同分子量的MPEG對產物分散性能的影響
MPEG分子量 流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
MPEG1000 167×170 135×135 121×118
MPEG1300 186×182 142×142 119×119
MPEG2000 135×135 100×100 85×85
注:水 87g;超塑化劑 2.7g;錢潮水泥
由上表可見,以分子量1000的MPEG為原料的超塑化劑的分散性能要比分子量1300的MPEG為原料的超塑化劑差。由此可知以分子量小的MPEG為原料的超塑化劑的分散性能差,但保持性好。聚羧酸鹽超塑化劑的分子量是影響其分散效果的重要因素。分子量過小,塑化劑引氣量增大,混凝土塌落度損失極快;分子量過大,則容易成為絮凝劑,混凝土流不動。
3.2不同產地的MPEG對產物分散性能的影響
此次實驗合成超塑化劑的原料為甲基丙烯酸(MAA)和甲氧基聚乙二醇(MPEG),但MPEG的產地不同。分別為南京MPEG1000,天助MPEG1000,臺界MPEG1000,皇馬MPEG1000,在相同條件下,合成所得超塑化劑測得的水泥凈漿流動度結果可見表2。
表2 不同產地的MPEG對產物分散性能的影響
不同產地的MPEG 流動度(mm)
初始 1小時以后
南京MPEG1000 170×174 141×141
天助MPEG1000 168×169 132×134
臺界MPEG1000 164×*160 129×131
皇馬MPEG1000 167×171 134×136
韓國MPEG1000 154×160 120×125
克萊恩MPEG1000 194×190 160×155
注:水 87g;超塑化劑2.7g;錢潮水泥
由表2可見,在分子量都為1000的MPEG,以克萊恩生產的MPEG為原料的超塑化劑的分散性能最好;分子量相同的MPEG為原料的超塑化劑的保持性都差不多。
產生的原因:雖然同樣都是MPEG1000,其平均分子量均為1000,但是其分子量分布卻是大不相同,這個是造成各減水劑性能差異的最主要的原因。
3.3 不同的聚醚混合對產物分散性能的影響
不同種類MPEG分別與南京MPEG1000按相同比例混合。在相同條件下,合成所得超塑化劑。把這些超塑化劑和全部是南京MPEG1000為原料合成的超塑化劑進行對比。測得的水泥凈漿流動度結果可見表3,表4。
表3 不同的聚醚混合對產物分散性能的影響
編號 南京MPEG 流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
1 MPEG1000 187×187 163×155 138×139
2 MPEG1000:MPEG2000(4:1) 181×180 142×144 133×128
注 :水 87g;超塑化劑 2.4g;錢潮水泥
表4 不同的聚醚混合對產物分散性能的影響
編號 南京MPEG 流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
1 MPEG1000 200×202 145×142 134×135
2 MPEG1000:MPEG750(4:1) 204×205 150×145 129×128
3 MPEG1000:MPEG400(4:1) 170×175 135×134 115×116
注:水 87g;超塑化劑 2.4g;錢潮水泥
幾種混合聚醚為原料制備的塑化劑性能除以(MPEG1000:MPEG750=4:1)為原料的性能較MPEG1000為原料的流動性能有所提高,其他的均為達到預期目的。
3.4 引發劑對產物分散性能的影響
本次實驗在合成超塑化劑的時候分別添加不同比例的引發劑和相同量的SMAS。在相同的條件下,合成所得超塑化劑測得的水泥凈漿流動度結果可見表5。
表5 引發劑對產物分散性能的影響
引發劑用量 塑化劑溶液的粘度 流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
0.6% 8 沒有流動性 沒有流動性 沒有流動性
1.2% 14 沒有流動性 沒有流動性 沒有流動性
1.8% 33.5 沒有流動性 沒有流動性 沒有流動性
2.4% 35 沒有流動性 沒有流動性 沒有流動性
3.0% 22 215×218 205×206 205×210
11.8% 12 235×235 235×235 225×230
注:水 87g;超塑化劑2.7g;錢潮水泥
由上表可見引發劑用量的增加可增大水泥顆粒的分散性。但由于引發劑用量增大到一定程度時,水泥凈漿的流動性反而有所降低。所以在3.0%到11.8%之間可能有一個最大值。還需進一步做實驗來驗證。
根據以上假設設置一組實驗來驗證假設是否正確。實驗結果見表6。
表6 引發劑對產物分散性能的影響
引發劑用量 水泥凈漿流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
3% 248×245 207×208 187×189
6% 255×253 250×246 239×232
9% 250×250 223×230 206×212
12% 222×230 209×215 194×200
注:水 87g;超塑化劑2.7g;錢潮水泥
從上表可見在3%到12%之間有一個最大值,說明以上的假設是正確的。
3.5 PPG對產物分散性能的影響
在二步法合成聚羧酸鹽超塑化劑中,往往會出現塑化劑引氣量過高的問題。引氣量可以增加流動性,氣泡在水泥顆粒之間起到作用,使其保持性增加,但它也會導致混凝土及其水泥漿強度下降,這樣將危機建筑施工的安全。所以為控制塑化劑中的含氣量,在原料MPEG中加入具有消泡功能的PPG,期望達到能減低塑化劑中的含氣量的目的。實驗結果見表7。
表7 PPG對產物分散性能的影響
原料 水泥凈漿流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
不含PPG 265×270 265×265 265×270
含5%PPG 270×275 260×260 270×265
注:水87g,減水劑2.4g,基準水泥
由上面的數據我們可以得出的結論是,本次實驗完全沒有達到預期的目標,即本次實驗是失敗的,因為含氣量并沒有減少,且流動性方面兩者也差不多,因此我們可以斷定,加入PPG后,塑化劑性能并沒有本質改變。分析實驗失敗的原因,可能是實驗過程中,加入PPG的方式不對,使得PPG并未起到消泡的功能。
3.6聚羧酸系超塑化劑與萘系塑化劑性能比較
聚羧酸系超塑化劑以南京MPEG1000做實驗原料;萘系塑化劑則用萘系塑化劑(FDN)和少量的十二烷基磺酸鈉(K12)混合做實驗原料。實驗結果見表8。
表8 聚羧酸系超塑化劑與萘系塑化劑性能的比較
減水劑 摻量 水泥凈漿流動度(mm)
減水劑 水 初始 1小時以后
聚羧酸系超塑化劑 2.4g(22.5%) 87g 205×205 90×90
萘系塑化劑 1.5g(FDN)+0.02gK12 87g 210×215 150×155
注:錢潮水泥
由表8的數據可知,聚羧酸系超塑化劑不僅在初始流動度方面超過了萘系塑化劑,在保持性方面,則更加超過了萘系塑化劑;而且在摻量方面,如折算成固體摻量,萘系為1.5g,聚羧酸系為2.4×22.5%=0.54g,從數據上可以看出,聚羧酸系固摻量要比萘系小的多。
表9 聚羧酸系超塑化劑與萘系塑化劑混凝土對比實驗
使用不同減水劑混凝土 摻量(占總重的百分比 混凝土流動度(mm)
初始 1小時以后 2小時以后
聚羧酸系 1.1%(22.5%) 210×210 210×210 205×205
萘系 1.0%(干粉) 210×210 140×140 80×80
注:錢潮水泥
凝土配合比:水泥:3.024kg;干沙子:5.84kg;石子:9.54kg;水:1.28kg;實驗結果顯示: 兩種不同的塑化劑作為外加劑的混凝土在初始流動度方面是差不多的,但是在保持性方面,無論是1小時還是2小時之內的流動性萘系的都不如烯丙基的;再從摻量方面看,烯丙基固含量為1.1%×22.5%=0.2475%,而萘系固含量為1%,相差4倍多,烯丙基塑化劑的摻量遠小于萘系塑化劑的使用量。 綜合烯丙基和萘系塑化劑的水泥凈漿和混凝土實驗數據,烯丙基塑化劑的水泥凈漿流動度比萘系要大,保持性好,混凝土流動度也比萘系塑化劑好,同樣保持性也要比萘系的好;還有在塑化劑的使用摻量方面,比萘系塑化劑的使用摻量要小的多,可以得出結論,烯丙基系塑化劑的性能整體上已經超越了萘系塑化劑。
4.總結與展望
4.1 總結
1.不同廠家生產的和不同分子量的MPEG對超塑化劑的流動性有影響。MPEG分子量越小初始流動性越好,但保持性差。
2.聚羧酸系超塑化劑的分子量及分子量分布也是影響其分散效果的重要因素。分子量過小,塑化劑引氣量增大,混凝土塌落度損失極快;分子量過大,則容易成為絮凝劑,混凝土流不動。
3.引發劑用量的增加可增大水泥顆粒的分散性,但當引發劑用量增大到一定程度時,水泥凈漿的流動性反而有所降低。這是因為引發劑用量較少時,所合成的分子量相對較大,引發劑用量較大時,所合成的超塑化劑分子量相對較小,而分子量過小,不利于聚羧酸系超塑化劑空間位阻效應的發揮,分子量過大,不但易產生絮凝現象,導致水泥凈漿粘性變大,還會“屏蔽”主鏈上發揮減水作用的功能基團如羧基、磺酸基,從而引起水泥凈漿分散性的降低。
4.烯丙基塑化劑的水泥凈漿流動度比萘系要大,保持性好,混凝土流動度也比萘系塑化劑好,同樣保持性也要比萘系的好;還有在塑化劑的使用摻量方面,比萘系塑化劑的使用摻量要小的多,可以得出結論,烯丙基系塑化劑的性能整體上已經超越了萘系塑化劑。
5.在原料MPEG中加入具有消泡功能的PPG,合成超塑化劑并未達到預期 的消泡功能。
4.2 展望
超塑化劑的研究已成為混凝土材料科學中的一個重要分支,并推動著整個混凝土材料從低技術向高技術發展。展望未來,每一項混凝土技術的提高都需要開發最優的外加劑。隨著合成與表征聚合物減水劑及其化學結構與性能關系的研究不斷深入。隨著對高性能減水劑的合成、作用機理、結構與性能等方面進行系統的理論研究,聚羧酸系超塑化劑將會普遍的應用在重要工程中,并進一步朝著多功能化、生態化、國際標準化的方向發展[12]。
致 謝
此次畢業論文設計可以順利完成,首先我要感謝趙軍子老師的指導和幫助,趙老師知識淵博,在梳形混凝土超塑化劑領域具備扎實的理論基礎、豐富的實際工作經驗和研究經驗。在他的耐心指導下,不僅幫助我解決了試驗和論文過程中的各種問題,同時他嚴謹的治學態度也給我留下了深刻的印象,使我終身受益。最后,還要感謝我的同組實驗者樓航斌同學在實驗過程中對我的全力配合和幫助。
在此,衷心感謝趙老師這三個多月來對我的幫助和指導,謝謝!
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