時間：2023-01-11 22:28:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇高分子通報(bào)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】高分子化學(xué)；雙語教學(xué)；教學(xué)改革；科研導(dǎo)向
隨著人類文明的進(jìn)步與社會經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展，能源危機(jī)、人類重大疾病相關(guān)問題、環(huán)境問題等一系列對全球造成影響的科學(xué)技術(shù)問題的出現(xiàn)使得化學(xué)學(xué)科、特別是高分子學(xué)科成為所有學(xué)科的中心學(xué)科。例如，基于共軛聚合物半導(dǎo)體材料的有機(jī)發(fā)光二極管、場效應(yīng)晶體管和聚合物太陽電池等最新的科研成果將成為未來社會生活中主要的半導(dǎo)體元器件；高分子藥物的出現(xiàn)將能夠很大程度上對藥物釋放、藥物靶向性等方面進(jìn)行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗(yàn)；生物醫(yī)用高分子在改善人類生活質(zhì)量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關(guān)系到人們衣、食、住、行的方方面面。可以說，現(xiàn)代人的生活已經(jīng)離不開高分子化學(xué)和高分子材料。因此，對高分子科學(xué)的研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。高分子科學(xué)的誕生源于高分子合成化學(xué)，其基本概念源自于有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等化學(xué)、材料學(xué)科，這種情況導(dǎo)致我國現(xiàn)有的高分子科學(xué)領(lǐng)域從業(yè)人員來源多樣。其中，從本科階段即接受高分子化學(xué)教育的比例依然很低，很多從事高分子材料、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程等領(lǐng)域研究的人員本科主修為無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)。一定程度上，這些研究人員存在對高分子化學(xué)體系缺乏系統(tǒng)認(rèn)知的可能。在我國高等學(xué)校進(jìn)行高分子化學(xué)教學(xué)教育活動，是提高我國現(xiàn)有的高分子科學(xué)領(lǐng)域的從業(yè)人員基本素養(yǎng)與技能、促進(jìn)我國高分子科學(xué)發(fā)展、壯大的重要途徑。近年來，高等學(xué)校為主導(dǎo)的國家級或省級“協(xié)同創(chuàng)新中心”的設(shè)置，使我國高等學(xué)校進(jìn)入新一輪的由教學(xué)型（教學(xué)科研型）大學(xué)向科研型大學(xué)轉(zhuǎn)變的歷程中。為快速實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)高層次、研究型的高分子科學(xué)領(lǐng)域人才愈發(fā)顯得必要和重要。目前，主要的國際學(xué)術(shù)會議、頂級國際學(xué)術(shù)期刊均以英語為主。
通過學(xué)術(shù)會議、、論文檢索等在這些國際知名的學(xué)術(shù)舞臺上進(jìn)行高分子方面學(xué)術(shù)活動與信息交流，觀察國際高分子學(xué)科的發(fā)展動向，無疑是我國高分子學(xué)科跟進(jìn)國際學(xué)術(shù)發(fā)展步伐和超越世界學(xué)術(shù)水平的基本條件。為此，我們必須建立培養(yǎng)能夠熟練使用英語進(jìn)行高分子化學(xué)相關(guān)學(xué)科聽、說、讀、寫應(yīng)用的國際性專業(yè)人才的教育體制和培養(yǎng)機(jī)制，強(qiáng)化我國高分子方面的科技隊(duì)伍建設(shè)。換言之，在本科階段開展高分子化學(xué)雙語教學(xué)，為培養(yǎng)具有國際化交流能力的研究生和高層次高分子科學(xué)從業(yè)者，對我國高分子學(xué)科的發(fā)展具有非常重要的意義。在高等學(xué)校開展高分子化學(xué)雙語教學(xué)存在諸多問題亟待解決。現(xiàn)有的雙語教學(xué)限于學(xué)生專業(yè)英語基礎(chǔ)薄弱、高分子化學(xué)本身內(nèi)容龐雜、學(xué)生在以往幾乎沒有任何高分子化學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)歷和基礎(chǔ)等多方面、多層次原因?qū)е赂叻肿踊瘜W(xué)雙語教學(xué)過程中面臨如下問題：1）學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，授課對象中有部分學(xué)生在高中階段甚至從未學(xué)過化學(xué)；2）課程的知識體系中涉及較多的有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)理論；3）我們選用的教材是理工兼用、教材全面但缺乏系統(tǒng)和針對性，而英文教材價格昂貴、內(nèi)容更是紛繁復(fù)雜；4）高分子化學(xué)雙語課程的目標(biāo)除了教給學(xué)生基本的高分子合成化學(xué)的基本原理和方法外，還需要使學(xué)生建立起英文思維的習(xí)慣和基礎(chǔ)概念，如何實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，也是需要我們進(jìn)行探索和研究的；5）高分子化學(xué)這門課程相關(guān)無論中英文教材均在理論綜合性，如何將這些貌似無用的枯燥理論加以應(yīng)用，同時，在教學(xué)中從工程的角度予以描述，以彰顯其重要實(shí)用性作用，需要我們加以思考；6）某些高校尚不具備同時兼顧專業(yè)知識和相應(yīng)英語水平的教師，學(xué)生極少有機(jī)會接觸國際交流的學(xué)術(shù)活動，缺乏感性認(rèn)識，無法調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。更多情況則是雙語教學(xué)流于形式，課上、課下全漢語，單純的授課課件是英語；或者脫離了知識傳遞的根本目標(biāo)，語言障礙導(dǎo)致學(xué)生不能有效的掌握高分子化學(xué)的知識。這樣，雙語教學(xué)的“形”與“體”脫節(jié)，成為“兩張皮”。無論哪種情況的出現(xiàn)，對高分子化學(xué)雙語教學(xué)都會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另外，高分子化學(xué)雙語教學(xué)的執(zhí)行情況的另一重要考量指標(biāo)是教學(xué)質(zhì)量。特別是以科學(xué)研究和國際交流為導(dǎo)向時，考察雙語教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的指標(biāo)也需慎重考慮，并加以確認(rèn)。在教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)完善教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式與手段，通過激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)興趣，能克服其對雙語教學(xué)中英文的畏懼和排斥都有益處；制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實(shí)施，安排學(xué)習(xí)英文講座視頻等都有利于雙語課程的講授。
1）高分子化學(xué)雙語教學(xué)的核心是知識而非形式。對于知識性的內(nèi)容編排，我們的做法是做了三份相互關(guān)聯(lián)的輔助教材：a）專業(yè)術(shù)語的定義和解釋，并針對性的配插圖，方便學(xué)生理解和記憶；b）對于課程內(nèi)容去蕪存菁，制作一份大約5萬字的全英文簡明讀本，內(nèi)容從高分子化學(xué)歷史、命名法、聚合方法、原理、典型計(jì)算、逐步聚合和鏈?zhǔn)骄酆稀⒕巯N、活性聚合等內(nèi)容進(jìn)行覆蓋，完善高分子化學(xué)知識體系，使學(xué)生從整體上把握教材的主線，掌握高分子化學(xué)概念、分子量概念、各種聚合方法、聚合反應(yīng)原理、高分子材料分類與理化特性等；c）收集經(jīng)典英文文獻(xiàn)14篇。此外，對于上述內(nèi)容另配置各一份講義，輔助閱讀。這樣做的目的包括：簡明讀本覆蓋了經(jīng)典教材核心內(nèi)容并包含教材內(nèi)容總體的80%，重復(fù)利用教學(xué)和課余時間，讓全部學(xué)生盡可能的掌握這部分分內(nèi)容而不是試圖讓學(xué)生學(xué)100%的內(nèi)容，但只是掌握更低比例———當(dāng)然，對于學(xué)有余力的同學(xué)，鼓勵其在教師輔助下，完成全部教學(xué)內(nèi)容的掌握。
2）在教學(xué)方法上做出努力，采用高分子理論框架、線索教學(xué)法；講薄到講厚教學(xué)法；關(guān)鍵詞教學(xué)法；避免按章節(jié)步步為營的方法等。例如，理論框架、線索教學(xué)法的執(zhí)行發(fā)方法是，每次課都用5分鐘左右，把課程內(nèi)容以簡短的內(nèi)容說明，并指出其與其他章節(jié)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性，讓學(xué)生能更好的把握課程脈絡(luò)。“講薄到講厚”是指，每學(xué)期開學(xué)以兩次課分別用中文和英文分別解釋全部簡明教程相關(guān)講義，讓學(xué)生一開始就熟悉全部內(nèi)容的關(guān)鍵處，這樣，其閱讀輔助材料和課堂學(xué)習(xí)思路更明確清晰，真正能明白課程“精要80%”的含義。“關(guān)鍵詞教學(xué)法”是指在厘清脈絡(luò)框架的基礎(chǔ)上，對輔助教材中文獻(xiàn)部分涉及的理論相關(guān)關(guān)鍵詞，集中突破，讓學(xué)生能理論和實(shí)踐兩方面都獲得提高。
3）利用視頻和錄像內(nèi)容輔助教學(xué)。制作教學(xué)錄音和錄像，給學(xué)生共享，讓學(xué)生課下可以繼續(xù)觀摩課堂內(nèi)容，培養(yǎng)其聽和說的能力。不斷構(gòu)建新的新的本科雙語教育模式，使本科生能從雙語教學(xué)過程中分享課程教育國際化的機(jī)會，從中受益，并獲得在其他場所不能獲得的實(shí)踐和能力鍛煉，從而提高整體素質(zhì)、創(chuàng)新意識及綜合能力。安排學(xué)生參加國際學(xué)術(shù)會議，到場聽取英語母語國家的專家匯報(bào)，同時錄制會議報(bào)告錄像和錄音。
4）組織學(xué)生檢索高分子化學(xué)基礎(chǔ)理論相關(guān)英文文獻(xiàn)、制作課件，并互相評閱，提升學(xué)生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學(xué)生體會雙語教學(xué)“重點(diǎn)在讀懂、其次在會寫，然后是能聽懂和能說”的含義。
5）對于課堂教學(xué)效果的考察采用按照學(xué)習(xí)內(nèi)容分段考核，并以英文形式呈現(xiàn)。例如，逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核；自由基聚合物及其原理和實(shí)施方法一起考核；工程塑料、天然產(chǎn)物、環(huán)境污染和降解與穩(wěn)定化放在一起考核等。這樣的做法，讓授課內(nèi)容的排列更加緊湊，也讓學(xué)生更好的把握知識點(diǎn)的相關(guān)性。
6）強(qiáng)調(diào)背景預(yù)備知識積累，強(qiáng)化雙語教學(xué)對其他相關(guān)化學(xué)課程的關(guān)聯(lián)性，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)英語綜合素養(yǎng)，以期對學(xué)生閱讀英文文獻(xiàn)、其他相關(guān)英文課程教科書有所裨益。上述的教學(xué)思想和教學(xué)新方法的采用雖然在一定程度上大幅度增加了教師備課、授課工作量，但是從全局的角度看，能通過高分子化學(xué)單獨(dú)一門功課的教授，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)英語的掌握，甚至到一定時間，可以接受全英文教學(xué)。在實(shí)施兩年后，我們大體有以下一些感受。1）教與學(xué)雙方的主動性都被調(diào)動起來，讓教學(xué)過程變得更豐富；教師自編教學(xué)講義，必然會更加熟悉，更加明白其意義，在講授過程中，看到自己的成果被學(xué)生接受，會更加有熱情。2）國際會議現(xiàn)場交流，前言文獻(xiàn)和研究內(nèi)容引入課堂等顯著增加了學(xué)生對英文感性認(rèn)識，增加其學(xué)習(xí)熱情，更有利于雙語教學(xué)的實(shí)施。3）全局教學(xué)、富有線索和邏輯的分段教學(xué)、合理的考核內(nèi)容安排讓學(xué)生能更好的認(rèn)識到自己學(xué)習(xí)的不足，避免學(xué)生到了期末才開始突擊學(xué)習(xí)的壓力和無奈，把問題發(fā)現(xiàn)在平時。通過階段考核，讓教師能合理的調(diào)節(jié)講授的節(jié)奏。4）課外文獻(xiàn)調(diào)研和互評報(bào)告能提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的靈活空間，讓學(xué)生能主動的進(jìn)行自我培養(yǎng)，有利于獨(dú)立學(xué)習(xí)能力的提高。總之,在過去幾年的高分子化學(xué)雙語教學(xué)中，我們通過合理的教學(xué)改革措施的使用，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，為將來這些接受良好英語授課培養(yǎng)的學(xué)生進(jìn)入科研崗位，從事研究生學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，這些方法也有繼續(xù)改進(jìn)的空間，我們也將繼續(xù)進(jìn)行深入研究與探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的高分子科學(xué)人才的新思路和新方法。
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[摘要]高分子化學(xué)課程是高分子材料與化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，涵蓋內(nèi)容多，需要合理安排教學(xué)，運(yùn)用其他課程知識，用學(xué)生容易接受的實(shí)例解釋理論問題，能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，達(dá)到較好的講授效果。
[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)；教學(xué)；實(shí)例
高分子化學(xué)課程是高分子材料與化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究高分子化合物的合成原理和化學(xué)反應(yīng)的科學(xué)。學(xué)生應(yīng)具備一定的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識才能學(xué)好該課程。國內(nèi)高校多采用潘祖仁先生主編的國家級優(yōu)秀教材高分子化學(xué)[1-2]，對這門課的掌握程度，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此學(xué)生一般比較重視[3]。但對于初學(xué)者來說，認(rèn)為該課程的內(nèi)容較多，比較分散，系統(tǒng)性不強(qiáng)，有些知識點(diǎn)理解不透。
1高分子化學(xué)的課程特點(diǎn)
高分子化學(xué)主要介紹高分子的合成原理及高分子的化學(xué)反應(yīng)，合成原理以聚合反應(yīng)動力學(xué)為主線，衍生到聚合速率和分子量，而這二個指標(biāo)正是工業(yè)生產(chǎn)控制的主要工藝參數(shù)，再通過聚合理論方程，討論溫度、介質(zhì)、單體、引發(fā)劑等對聚合的影響。對于連鎖聚合，每一種聚合機(jī)理都有特殊的引發(fā)體系，因此引發(fā)劑或引發(fā)體系也是高分子化學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。最后一章，聚合物的化學(xué)反應(yīng)，主要介紹聚合物化學(xué)反應(yīng)特征、聚合物的基團(tuán)反應(yīng)及接枝、擴(kuò)鏈、交聯(lián)、降解和老化，提出促使降解或防止老化的途徑。有學(xué)者總結(jié)高分子化學(xué)課程有“五多”的特點(diǎn)，即內(nèi)容多、概念多、頭緒多、關(guān)系多和數(shù)學(xué)推導(dǎo)多[4]。該課程專業(yè)理論性強(qiáng)，概念復(fù)雜，抽象難懂，一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5]。
2課程知識點(diǎn)淺析
該課程序論中，除了介紹高分子化合物的基本概念、命名、發(fā)展歷程及結(jié)構(gòu)方面的基本知識外，重點(diǎn)介紹分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特點(diǎn)，其作為材料的力學(xué)性能主要由分子量及其分布決定。該部分內(nèi)容介紹，需使學(xué)生明白高分子的分子量與小分子的相對分子質(zhì)量的區(qū)別。縮合和逐步聚合反應(yīng)中，首先通過二種雙官能團(tuán)單體參與的線形縮聚過程示例，第一步反應(yīng)，得到二聚體，第二步反應(yīng)可以得到三聚體、四聚體，此時體系中含有一、二、三、四聚體的分子，第三步聚合，體系中可能含有八、七、六、五、四等聚體，假若反應(yīng)就此終結(jié)，體系中產(chǎn)物的聚合度不同，由此使同學(xué)們很容易理解聚合反應(yīng)得到的產(chǎn)物即聚合物，分子量存在一定的分布。同時自然引入官能團(tuán)等活性概念，才能從紛亂的聚合反應(yīng)中抽取出本質(zhì)特征，用一個速率常數(shù)描述同種官能團(tuán)的反應(yīng)特征。在課程體系中，活性中心等活性概念是高分子化學(xué)的基本思想，因此要借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行例證，分子碰撞理論進(jìn)行闡釋。還需要明晰N0和N的含義。有二個相同的羥基，肯定體系中存在另一個分子含有二個羧基，因此平均每個分子鏈含有一種基團(tuán)；對于均縮聚，更是如此。這點(diǎn)一定讓同學(xué)理解，因?yàn)楹竺娴睦碚摲匠掏茖?dǎo)要不斷用到。另外，反應(yīng)程度p是一個非常重要的概念和度量，定義為參與反應(yīng)的基團(tuán)數(shù)(N0－N)占起始基團(tuán)數(shù)N0的分?jǐn)?shù)[2]，代表某種基團(tuán)的轉(zhuǎn)化率，反映了聚合反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程。縮聚反應(yīng)中產(chǎn)物分子量分布，F(xiàn)lory利用統(tǒng)計(jì)法，根據(jù)等活性概念假設(shè)，以雙官能團(tuán)單體均縮聚為例，形成x-聚體每個鍵的成鍵幾率為p，分子末端一個不成鍵幾率為(1-p)，推導(dǎo)了線形縮聚的分子量分布關(guān)系[2]。實(shí)質(zhì)上，每一個鍵的成鍵幾率不同，按照反應(yīng)程度概念，應(yīng)該是隨著聚合度增大，p增大，為了處理簡便，等同化，根據(jù)乘法原理，即得x-聚體的數(shù)量分布函數(shù)。后面自由基聚合、共聚合、離子聚合和配位聚合，都屬于連鎖或鏈?zhǔn)骄酆蠙C(jī)理，聚合一般都包含鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移幾個基元反應(yīng)。首先，要有活性中心的形成，進(jìn)行鏈引發(fā)反應(yīng)；正是根據(jù)其活性中心的不同，將其分為以上自由基聚合、離子聚合等。
有關(guān)其機(jī)理及分子結(jié)構(gòu)的形成，與有機(jī)化學(xué)中的空間位阻效應(yīng)、共軛效應(yīng)有關(guān)。聚合動力學(xué)與物理化學(xué)知識有關(guān)，需要同學(xué)學(xué)前不妨復(fù)習(xí)下以前學(xué)過的有關(guān)內(nèi)容。對于自由基聚合，介紹其英文詞匯為Radical，含有“激進(jìn)、活潑”之意，故可以作為活性中心，故教材中一般用R•表示，黑點(diǎn)代表單電子。聚合物中單元結(jié)構(gòu)主要在鏈增長階段完成，故鏈增長過程直接影響聚合物分子結(jié)構(gòu)。①鍵接結(jié)構(gòu)。增長過程中，結(jié)構(gòu)單元間的連接存在“頭—尾”、“頭—頭”(或“尾—尾”)兩種可能形式，一般以頭－尾結(jié)構(gòu)為主。原因是以尾－尾連接，活化能大。列舉生活中的實(shí)例，如小轎車、“和諧號”動車車頭，都采用流線型，頭部體積較小，阻力較小。微觀上的化學(xué)反應(yīng)也遵循同樣道理。②立體構(gòu)型。自由基上C為SP2雜化，與單體作用時既可從上方也可從下方進(jìn)行作用，自由基聚合物分子鏈上取代基在空間的排布是無規(guī)的，但從空間位阻考慮，無規(guī)結(jié)構(gòu)中，間同結(jié)構(gòu)略占優(yōu)勢。③幾何構(gòu)型。雙烯類單體，還存在幾何異構(gòu)，傾向于形成反式結(jié)構(gòu)，都可以根據(jù)空間位阻進(jìn)行解釋。這樣同學(xué)就容易理解高分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的特性。另外自由基聚合的引發(fā)效率，主要是①誘導(dǎo)分解。誘導(dǎo)分解實(shí)際上是自由基向引發(fā)劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，也就是說，自由基誘使引發(fā)劑分解，消耗掉引發(fā)劑，作無用功，故使引發(fā)效率降低。②籠蔽效應(yīng)，主要指溶液聚合中，引發(fā)劑分子處于溶劑的包圍中而不能發(fā)揮作用，可以想象，引發(fā)劑分子周圍存在一層層的溶劑分子和單體分子相隔的球形包圍圈(好像籠子一樣)，初級自由基遇到單體，直接作用，形成單體自由基，若遇到溶劑分子，不能作用，被彈回，有可能與下一個初級自由基結(jié)合，甚至與溶劑分子結(jié)合，使引發(fā)劑分子白白消耗，引發(fā)效率降低，稱為籠蔽效應(yīng)。由此派生出單體的活性與濃度、體系粘度和引發(fā)劑濃度，都影響引發(fā)效率，使同學(xué)將知識學(xué)通、學(xué)活。自由基共聚合中，關(guān)于鏈自由基的活性，一般認(rèn)為帶有共軛取代基的鏈自由基穩(wěn)定，同學(xué)不易理解，以射擊為例，若自由基上存在共軛基團(tuán)，單電子不再歸屬于某個原子，離域程度大，行蹤不定，這樣用槍瞄準(zhǔn)難度增加。單體相當(dāng)于槍，就不易和它反應(yīng)，故該類自由基活性差。
若鏈自由基帶有非共軛取代基，其單電子位置固定，活動空間小，容易瞄準(zhǔn)擊中，即容易和單體發(fā)生反應(yīng)，該類自由基活性高。烯類單體的離子聚合中，單體適宜于進(jìn)行陽離子聚合還是陰離子聚合，主要取決于單體的結(jié)構(gòu)，考慮取代基的誘導(dǎo)效應(yīng)和工軛效應(yīng)。帶有π-π共軛體系的單體都能進(jìn)行陰離子聚合。如果取代基具有吸電子性質(zhì)，更易進(jìn)行陰離子聚合。因?yàn)槲娮踊档碗p鍵上電子云密度，有利于陰離子進(jìn)攻，并使形成的碳陰離子的電子云密度分散而穩(wěn)定。而具有推電子取代基的烯類單體可進(jìn)行陽離子聚合，因?yàn)橥齐娮尤〈龃罅穗p鍵上電子云密度，有利于陽離子進(jìn)攻，并使形成的碳陽離子的正電性降低而穩(wěn)定。苯乙烯，丁二烯等含有共軛體系的單體，由于其π電子云的流動性強(qiáng)，易誘導(dǎo)極化，能進(jìn)行陽離子、陰離子或自由基聚合。陰離子的活性聚合在理論上和實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義，要讓學(xué)生明白活性聚合的原因、應(yīng)用價值。配位聚合，要重新復(fù)習(xí)下無機(jī)化學(xué)中的配合物知識，其引發(fā)體系中，過渡金屬為中心原子，它提供空軌道，烯類單體作為配體在空軌道上活化、按照一定的方向或方式進(jìn)行配位、插入到增長鏈中，因此所得產(chǎn)物立構(gòu)規(guī)整度一般較高。聚合物的化學(xué)反應(yīng)，是聚合物改性、擴(kuò)大聚合物品種的手段之一。接枝、交聯(lián)等使聚合物分子量增大，降解、老化使聚合物分子量降低。用鮮活的實(shí)例向同學(xué)介紹，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)時不覺得生硬，便于接受。
3結(jié)語
作為一名高校教師，能夠?qū)?fù)雜的原理講解得淺顯易懂，抽象的理論能夠結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活具體化、簡單化，語言生動，課堂氣氛活躍，學(xué)生對所講內(nèi)容有強(qiáng)烈的興趣，這門課程的授課質(zhì)量才有保證。
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關(guān)鍵詞：功能高分子材料；雙語教學(xué)；英語能力
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0113-02
功能高分子是除了其力學(xué)性能外，還具有物質(zhì)分離，光、電、磁、能量儲存和轉(zhuǎn)化，生物醫(yī)用等特殊性能的材料，在航空航天、生物醫(yī)藥、新能源等高新科技領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。《功能高分子材料》是我校高分子材料專業(yè)的一門專業(yè)選修課，主要任務(wù)是使學(xué)生掌握功能高分子的基礎(chǔ)知識、設(shè)計(jì)方法、制備策略和應(yīng)用，通過分類介紹這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展，讓學(xué)生對功能高分子材料有一個比較全面的認(rèn)識。為了響應(yīng)國家教育部在雙語教學(xué)上的戰(zhàn)略部署，適應(yīng)國際經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程，各個高校的高分子材料專業(yè)紛紛進(jìn)行了雙語教學(xué)探索，其中開展較多的是《高分子化學(xué)》、《高分子物理》等專業(yè)主干課程，通過這些課程的雙語教學(xué)可以培養(yǎng)高分子材料方面的國際化專業(yè)人才，對我國高分子學(xué)科的發(fā)展、高分子材料工業(yè)的進(jìn)步均具有非常重要的意義[1]。但是，我校屬于地方性新建本科院校，高分子材料專業(yè)全面開展雙語教學(xué)較為困難，特別是一些專業(yè)基礎(chǔ)課開展雙語教學(xué)并不合適，因此，將《功能高分子材料》作為試點(diǎn)，逐步推進(jìn)雙語教學(xué)[2]。
一、開展《功能高分子材料》雙語教學(xué)的目的
通過選用優(yōu)秀的外文原版教材、參考資料，配合雙語教學(xué)過程，可以讓本校高分子材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)到國外優(yōu)秀的“原汁原味”知識，接受不同教學(xué)觀念的熏陶和融合[3]。在完成專業(yè)知識學(xué)習(xí)、提高英語應(yīng)用能力的同時，領(lǐng)略國外教學(xué)提出、分析和解決問題的方式，提高專業(yè)思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化合理[4]。《功能高分子材料》雙語教學(xué)一般安排在高分子材料專業(yè)的大三第二學(xué)期開展，對于這一階段的學(xué)生，本專業(yè)有較大比例的學(xué)生開始準(zhǔn)備考研，選擇進(jìn)一步深造。為了以后我們培養(yǎng)的畢業(yè)生能很好地開展科學(xué)研究，查閱英文學(xué)術(shù)期刊、數(shù)據(jù)庫，在國際學(xué)術(shù)會議上與本領(lǐng)域的知名專家、教授進(jìn)行學(xué)術(shù)交流等，積極開展《功能高分子材料》的雙語教學(xué)無疑是重要的環(huán)節(jié)。另外，高分子材料相關(guān)工業(yè)在長三角地區(qū)發(fā)展迅速，外資企業(yè)云集，學(xué)生通過《功能高分子材料》雙語課程，接觸和掌握了相關(guān)專業(yè)術(shù)語，就能在就業(yè)過程中體現(xiàn)優(yōu)勢，爭取機(jī)會。
二、雙語教學(xué)與專業(yè)英語教學(xué)的關(guān)系
近年來，高校相繼開設(shè)了雙語課程，所以專業(yè)英語是否取消成為了焦點(diǎn)。我校高分子材料專業(yè)尚未以雙語教學(xué)取代專業(yè)英語。我們在制定培養(yǎng)計(jì)劃及專業(yè)課的教學(xué)大綱時，統(tǒng)籌考慮英語應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不只局限于專業(yè)英語和一兩門雙語課教學(xué)，而應(yīng)將專業(yè)英語和專業(yè)課的雙語教學(xué)結(jié)合起來，系統(tǒng)考慮專業(yè)知識教學(xué)任務(wù)和雙語專業(yè)課的教學(xué)任務(wù)，合理分配相關(guān)知識點(diǎn)。專業(yè)英語學(xué)習(xí)內(nèi)容主要涉及的是專業(yè)基礎(chǔ)知識的部分內(nèi)容，如高分子化學(xué)中的合成方法、高分子物理中的性能測試等，不涉及《功能高分子材料》的相關(guān)內(nèi)容，而且上課主要以翻譯為主。不過我們認(rèn)為以雙語教學(xué)代替專業(yè)英語是必然的趨勢[5]。
三、英文能力對功能高分子材料雙語教學(xué)的影響
雙語教學(xué)的效果受到英語能力、專業(yè)知識、教學(xué)方式三個關(guān)鍵因素的影響，其中英語能力是基礎(chǔ)因素。近年來，地方性新建本科院校的學(xué)生英語四、六級通過率也很高，但專業(yè)英語詞匯積累量缺失，所以在雙語課程學(xué)習(xí)的初期，往往覺得非常困難，甚至產(chǎn)生抵觸情緒。因此，雙語教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)循序漸進(jìn)，隨著課程的進(jìn)行逐步加大英語比例，使學(xué)生逐漸適應(yīng)雙語環(huán)境，消除排斥心理。另外，教師的英語水平也是雙語教學(xué)的關(guān)鍵因素。擔(dān)任雙語教學(xué)的教師一般都具有扎實(shí)的專業(yè)知識，英語基礎(chǔ)較好，但普遍存在英語口語水平不高的問題，這給雙語教學(xué)的開展帶來一定的障礙。因此，要求授課教師認(rèn)真對待每一節(jié)課，在教學(xué)實(shí)踐中使自己的口語得以提高，同時建議教材、板書采用全英文，但講解以中文為主，否則極易將專業(yè)課上成外語課，影響學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握。
四、《功能高分子材料》雙語教學(xué)實(shí)踐
1.教材與參考資料。雙語教學(xué)必須選擇合適的教材，目前國內(nèi)《功能高分子材料》沒有統(tǒng)一的雙語教材，各個高校都是針對自己的專業(yè)特色選擇相應(yīng)的教材或者自編教材。由于原版英文教材在結(jié)構(gòu)體系和側(cè)重點(diǎn)等方面與我校高分子材料專業(yè)存在差異，我們在進(jìn)行《功能高分子材料》雙語教學(xué)過程中，對原版教材進(jìn)行了適當(dāng)?shù)娜∩幔幹屏伺c原版教材配套的英文參考書，并且每年對教材更新一次，及時反映學(xué)科的前沿信息。另外，由于學(xué)生對專業(yè)詞匯比較陌生，為了讓學(xué)生可以更好地預(yù)習(xí)，編制了相應(yīng)的專業(yè)詞匯表。所采用的英文原版教材課后無練習(xí)，因此也編制相應(yīng)的英文課后練習(xí)。在編制過程中，考慮學(xué)生的實(shí)際情況，降低了習(xí)題難度，讓學(xué)生能獨(dú)立完成，增強(qiáng)對英文作業(yè)的興趣和信心。
2.教學(xué)過程與考核。我們從專業(yè)詞匯、英文文獻(xiàn)、專題講解、綜合設(shè)計(jì)四個方面逐步開展《功能高分子材料》雙語教學(xué)。采用多媒體課件進(jìn)行授課，全英文電子課件不僅可以將文字直觀地展示給學(xué)生，便于學(xué)生理解，在一定程度上彌補(bǔ)學(xué)生英語聽力的不足，而且可以營造一種英語氛圍，促使學(xué)生把專業(yè)知識和英語進(jìn)行融合。而且每次上課把下節(jié)課的PPT發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生預(yù)習(xí)新出現(xiàn)的專業(yè)詞匯，掃清聽課過程中所遇到的詞匯障礙，可大大提高課堂效率。授課時，根據(jù)本專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況，初期我們采用中文講授，中后期逐漸過渡到英文講授。不一味地追求英語在課堂討論、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)的覆蓋率，不能為了實(shí)施雙語教學(xué)而犧牲專業(yè)課的教學(xué)效果。原版英文教材采用演繹的方法安排教學(xué)內(nèi)容，打破了條條框框的限制。提出問題，激發(fā)讀者思考，再加以總結(jié)，從問題中得出相應(yīng)的概念或原理。功能高分子材料涉及多門學(xué)科，內(nèi)容廣泛，雙語教學(xué)難度大，只有發(fā)揮學(xué)生的主體意識，充分調(diào)動其積極性，互動起來，讓學(xué)生主動參與教學(xué)過程，才能取得很好的教學(xué)效果。因此，我們引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維模式，既強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，又突出以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，主動理解和掌握知識。在教學(xué)中，促使師生相互作用，讓教學(xué)過程成為雙方主動介入的過程。例如，我們組織學(xué)生以小組形式參與討論一類功能高分子材料的研究進(jìn)展，鼓勵學(xué)生用英文制作PPT和專題發(fā)言。對于期末考試，目前我們采用英文出題，中文回答，但鼓勵英文答題并進(jìn)行加分。
3.文獻(xiàn)檢索、計(jì)算機(jī)軟件和學(xué)術(shù)講座的輔助作用。了解先進(jìn)功能高分子材料，需緊跟本領(lǐng)域前沿發(fā)展情況，而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現(xiàn)在國際刊物、會議以及互聯(lián)網(wǎng)上，查閱相關(guān)英文資料是獲取這些最新信息的主要途徑。因此，在不同的授課階段，循序漸進(jìn)布置一些與專業(yè)內(nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)檢索，通過這些途徑逐步培養(yǎng)學(xué)生的英文文獻(xiàn)閱讀能力，積累專業(yè)詞匯。高分子材料專業(yè)經(jīng)常使用專業(yè)軟件進(jìn)行繪制物質(zhì)結(jié)構(gòu)、書寫化學(xué)反應(yīng)方程、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析測試圖譜等工作。這些軟件以英文版居多，涉及較多的專業(yè)詞匯，讓學(xué)生經(jīng)常使用這些軟件，可以無形中掌握大量專業(yè)詞匯。另外，在課程中，我們邀請專業(yè)外教為學(xué)生進(jìn)行高質(zhì)量的英文學(xué)術(shù)講座，使學(xué)生就學(xué)習(xí)到的知識與這些外教進(jìn)行交流溝通，增強(qiáng)他們使用英語的信心。并可使部分本科生就自己出國留學(xué)的一些問題有所了解，消除他們在此方面的茫然，進(jìn)而更大程度地提高學(xué)習(xí)專業(yè)英語的興趣。
4.存在的問題。學(xué)生選修雙語課程的積極性是開展雙語教學(xué)的前提。目前，本校學(xué)生大范圍地接受雙語教學(xué)并不現(xiàn)實(shí)，這使得雙語教學(xué)的推廣非常被動。如何全面調(diào)動學(xué)生參與雙語學(xué)習(xí)，是推動雙語教學(xué)在本專業(yè)順利開展急需解決的問題。
我們對每屆學(xué)生做了調(diào)查問卷，根據(jù)結(jié)果我們不斷完善《功能高分子材料》雙語教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。學(xué)校也加大了對雙語教學(xué)的支持力度，從多方面給予教師扶持，定期組織交流與研討，并增加了針對性的進(jìn)修機(jī)會。通過近幾年的《功能高分子材料》雙語教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在地方性新建本科院校開展像《功能高分子材料》這樣的專業(yè)選修課的雙語教學(xué)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措，對學(xué)生考研和就業(yè)都將產(chǎn)生積極影響。希望通過我們的努力，力爭培養(yǎng)出具有一定專業(yè)英文能力的創(chuàng)新應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和國家的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：合成類高分子材料 生物可降解 藥物載體 生物醫(yī)學(xué)
Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.066
【中圖分類號】R-0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1671-8801（2013）08-0070-02
生物可降解高分子材料在主鏈上一般含有可以水解的基團(tuán)，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯鍵等，在活體環(huán)境中，這些基團(tuán)可以通過簡單的化學(xué)反應(yīng)或者酶催化作用而降解[1]，降解產(chǎn)物為水、二氧化碳等小分子，從而能夠被生物體代謝、吸收或排除，對人體無毒無害，而且這類材料具有良好的生物相容性和親和性，物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，可用于受損生物體組織和器官的修復(fù)、重建以及藥物載體材料。
1 生物可降解高分子材料的分類
生物可降解高分子材料按其來源可以分為天然的和合成的兩大類。天然的可降解高分子如殼聚糖、明膠、纖維素、淀粉等，因具有良好的生物相容性和可降解特性而被廣泛用作藥物載體材料[2]。Hejazi等[3]用化學(xué)交聯(lián)的方法制備的四環(huán)素-殼聚糖微球，研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)PH改變微球中谷氨酰胺帶電性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向釋放。淀粉微球在鼻癌治療中的應(yīng)用也越來越引起關(guān)注[4]。明膠是動脈栓塞療法治療腫瘤的常用天然基質(zhì)材料。近年來研制的抗腫瘤明膠微球如甲氨蝶呤明膠微球、羥基喜樹堿明膠微球等，研究證明其治療效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)給藥方法，且理化性質(zhì)穩(wěn)定。然而，天然高分子大多具有熱塑性差、成型加工困難、耐水性差，單獨(dú)使用時性能差等缺點(diǎn)，應(yīng)用中受到很多限制。
2 合成類高分子材料的分類
2.1 生物合成類高分子材料。合成類高分子材料可分為生物合成和化學(xué)合成降解高分子。生物合成可降解高分子主要是由微生物或酶合成，如聚羥基烷酸酯（PHAs），其具有良好的生物相容性，已被應(yīng)用于藥物載體、手術(shù)縫合線、植入材料、骨夾等生物醫(yī)學(xué)裝置。但是PHAs力學(xué)強(qiáng)度差、降解過慢，適合長期植入材料，為了滿足實(shí)際要求，往往將不同種類的PHAs按一定比例共混，調(diào)節(jié)材料的強(qiáng)度和降解速度。Hu等[5]制備了PHAs類聚酯的三元共聚物，研究發(fā)現(xiàn)其具有較粗糙的表面，親水性優(yōu)于PLA等，材料表面的骨髓基質(zhì)細(xì)胞生長量和成骨性都優(yōu)于其它PHAs類聚酯。然而這種材料價格較為昂貴，限制了它的臨床推廣。
2.2 化學(xué)合成類高分子材料。
2.2.1 脂肪族聚酯類。化學(xué)合成的可降解高分子材料主要有聚酯類、聚碳酸酯、聚氨酯類和聚酸酐類等。脂肪族聚酯類是目前研究最多、應(yīng)用最廣的生物可降解合成高分子，常見的有聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）及其共聚物，它們具有良好的生物相容性、成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、降解產(chǎn)物無毒無害、降解速度和物理化學(xué)性能可以通過調(diào)節(jié)聚合物組分、組成比例和分子量來實(shí)現(xiàn)，其單體大部分來源于植物、石油、天然氣等再生資源，因此成為目前應(yīng)用最廣泛的合成類生物降解高分子材料[6]。聚乳酸（PLA）材料韌性差且降解慢，而PGA力學(xué)強(qiáng)度大，加工成型難度大，降解速度快，所以兩者共聚可以取長補(bǔ)短，通過調(diào)節(jié)兩組分比例和分子量改變共聚物的特性來滿足實(shí)際應(yīng)用要求。有時也會加入其它的聚合物來改善共聚物的性能，如把親水性的聚乙二醇（PEG）（B段）插入到PLGA、PCL、LA或GA（A段）的鏈段中，形成溫度敏感型嵌段共聚物ABA或BAB類型，用于調(diào)節(jié)共聚物的親水性和降解速度。Ruan等[7]合成了PLA-PEG-PLA嵌段共聚物，并作為水溶性抗癌藥物紫杉醇的藥物載體，研究表明PEG的加入提高了聚合物的親水性和釋藥速率。
2.2.2 聚磷酸酯類。聚磷酸酯類最近幾年報(bào)道較多，在生物醫(yī)學(xué)、塑料工業(yè)、飼料行業(yè)等都有應(yīng)用，但在藥物控釋領(lǐng)域研究尤為突出。主要原因有三[8]，其一，聚磷酸酯中的五價磷原子結(jié)構(gòu)使其更容易被修飾和功能化，可直接接枝藥物分子或活性分子；其二，磷酸酯類大量存在于人體內(nèi)，而且是細(xì)胞膜的主要組成之一，因此聚磷酸酯類在生物體內(nèi)具有很好的細(xì)胞親和性和細(xì)胞膜通透能力，而且易被水解和被酶分解；其三，腫瘤細(xì)胞內(nèi)磷酸酯酶和磷酰胺酶等的含量和活性都高于正常細(xì)胞，聚磷酸酯載藥微粒易被分解而釋放藥物，達(dá)到靶向釋放的目的。因此，聚磷酸酯作為抗腫瘤藥物的載體越來越受到重視。具有提高人體白細(xì)胞作用的茜草雙酯和磷酰二氯縮聚反應(yīng)合成的聚磷酸酯，可以作為抗腫瘤藥物5-Fu的載體，降解釋放的茜草雙酯和5-Fu可達(dá)到治療癌癥放化療引起的白細(xì)胞減少癥和抗癌的雙重功效[9]。Wang等人[10]用含陽離子的聚磷酸酯與其他聚合物合成三嵌段共聚物納米膠束，作為帶負(fù)電的小干擾RNA的基因載體，可較好的沉默細(xì)胞異性蛋白的表達(dá)。聚磷酸酯在組織工程領(lǐng)域也引起越來越多的關(guān)注。聚磷酸酯與對苯二甲酸乙酯的共聚物，可作為神經(jīng)導(dǎo)管材料，生物相容性好，有利于神經(jīng)再生長[11]。
2.2.3 聚氨基酸類。聚氨基酸具有很好的生物相容性和可降解特性，無毒無害，已廣泛應(yīng)用于藥物載體、組織工程材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但因其降解性能難控，實(shí)際應(yīng)用中常通過與其他化合物共聚，改變各組分比例、分子量等手段得到具有新特征的材料，如聚賴氨酸-聚乙二醇共聚物、聚天冬氨酸-聚乙烯醇共聚物、聚谷氨酸-氧化硅接枝共聚物、聚氨基酸-聚乳酸共聚物等。目前，研究最熱的是聚氨基酸-聚乳酸共聚物。聚乳酸具有親水性差、細(xì)胞親和性不理想、結(jié)晶度高、降解慢的缺點(diǎn)，對聚乳酸的改性成為研究的重點(diǎn)。聚氨基酸含有羥基、氨基、羧基等多個活性官能團(tuán)，可以固定蛋白質(zhì)、多肽等生物活性因子，將聚氨基酸與聚乳酸共聚，不僅可以改善聚乳酸的親水性、細(xì)胞親和性和降解速度，還可以引入活性基團(tuán)。葉瑞榮[12]等人用直接熔融法合成聚（乳酸-甘氨酸）和聚（乳酸-天冬氨酸），研究發(fā)現(xiàn)，改性后的聚乳酸為無定型態(tài)，結(jié)晶度降低，親水性和降解速度均提高，可作為藥物緩釋材料。嚴(yán)瓊姣等人[13]用3S-[4-（芐氧羰基氨基）丁基]-嗎啉-2，5-二酮和丙交酯共聚，制備了RGD多肽接枝聚（乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸）共聚物，RGD修飾后的共聚物具有很好的神經(jīng)細(xì)胞親和性和親水性，可作為神經(jīng)修復(fù)支架材料。
2.2.4 聚碳酸酯。聚碳酸酯是一類環(huán)境友好型和生物相容性較好的高分子材料，因主鏈和側(cè)基的不同而種類繁多，可通過引入功能化側(cè)基（如羧基、羥基、氨基、雙鍵等）和化學(xué)設(shè)計(jì)分子主鏈等方式，改變其親水性、降解速度和熱力學(xué)性能，同時還可以接入多肽、抗體等活性基團(tuán)。近年來在藥物控釋系統(tǒng)、手術(shù)縫合線、骨固定材料等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。聚碳酸酯根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可分為脂肪族聚碳酸酯和含芳香族主鏈的聚碳酸酯。聚碳酸三亞甲基酯（PTMC）是最常見、研究最多的線型脂肪族聚碳酸酯，在體內(nèi)生物酶的作用下可加速其降解[14]。聚碳酸酯可通過引入功能化側(cè)基、物理共混和化學(xué)共聚的方法進(jìn)行改性。Zhuo等[15]以甘油為起始原料合成了主鏈含有羥基的聚碳酸酯，研究證明該聚合物具有較好的生物相容性，羥基的引入改善了聚合物的親水性和降解特性。Albert-stson等[16]制備了以PTMC為載體的阿米替林釋藥模，但是藥物釋放速度很慢，通過PTMC與一定量的聚酸酐共混，可明顯提高阿米替林的釋放速度。商品名為Maxon的生物可吸收手術(shù)縫合線就是由32.5%（摩爾比）的TMC與GA共聚得到的Poly（GA-co-TMC），該聚合物具有很好的彈性，彌補(bǔ)了PTMC降解速度慢的缺點(diǎn)[17]。
2.2.5 聚酸酐類。聚酸酐類最早由Bucher和Slade在1909年合成。直到八十年代，人們發(fā)現(xiàn)它的易水解特性才將其應(yīng)用到藥物緩釋體系中。聚酸酐具有以下特點(diǎn)：①表面溶蝕的降解特性。其在人體內(nèi)的藥物釋放接近零級釋放，且無藥物暴釋現(xiàn)象。②降解速度可調(diào)節(jié)。可以通過調(diào)節(jié)共聚物的組成、組分比例和分子量等調(diào)節(jié)降解速度和藥物釋放速度。③具有良好的生物相容性，對人體無毒害作用。④在藥物釋放領(lǐng)域具有良好的藥物穩(wěn)定作用。目前，用聚酸酐局部控制給藥體系治療實(shí)體瘤癌癥已引起高度重視，成為研究的熱點(diǎn)。美國FDA已批準(zhǔn)其用于復(fù)發(fā)惡性腦瘤的輔助化療。
3 應(yīng)用和發(fā)展趨勢
目前，合成類生物可降解高分子材料在藥物控釋體系、組織工程、手術(shù)縫合線、超聲造影等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。在藥物控釋領(lǐng)域，根據(jù)作用部位不同，可加工成微球、纖維、片劑、膜、棒、納米乳和亞納米乳等。為了提高藥物的靶向性，納米顆粒和磁性納米顆粒成為研究的熱點(diǎn)。單個的聚合物材料因自身缺點(diǎn)往往不能滿足生物醫(yī)學(xué)的要求，常與其他高分子共聚、共混或引入活性官能團(tuán)，通過改變各組分配比、分子量、制備方法和條件等因素，或?qū)?cè)基進(jìn)行功能化修飾，制備出符合現(xiàn)實(shí)要求的、兼顧各自優(yōu)點(diǎn)的新型高分子材料。當(dāng)然，新型材料制備的經(jīng)濟(jì)成本和工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等問題也應(yīng)引起重視。未來，合成類生物可降解高分子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣闊。
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關(guān)鍵詞：教學(xué)；有機(jī)化學(xué)；高分子教學(xué)
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）34-001-01
高分子化學(xué)即研討聚合反應(yīng)原理以及聚合方式的學(xué)科體系，是有關(guān)高分子材料的專業(yè)性課程，其與有機(jī)化學(xué)緊密聯(lián)系，形成統(tǒng)一的高分子教學(xué)課程，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極探討，增強(qiáng)其學(xué)科原理的討論，在有效完善授課質(zhì)量的同時，促進(jìn)我國化學(xué)教學(xué)更好的發(fā)展前景。本文將就有機(jī)化學(xué)在高分子化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，進(jìn)行深入分析，實(shí)現(xiàn)我國科學(xué)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新發(fā)展。
一、自由基組合方式
在高分子化學(xué)課程中有提到關(guān)于自由基聚合的鏈接成長反應(yīng)堆的內(nèi)容，其自由基分子結(jié)構(gòu)組合中會存在著兩種情況，即頭-尾相接和頭-頭相接，但其主要是以頭-尾相接為主。教學(xué)中采用電子效應(yīng)或者是位阻效應(yīng)對此類組合進(jìn)行解析其是不太容易被人接受的。雖然通過長期的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本全面了解了詳盡的有機(jī)化學(xué)知識，但就實(shí)踐教學(xué)情況分析而言，經(jīng)過一段時間的停滯學(xué)習(xí)，學(xué)生會對之前所接受的知識感覺困惑、迷糊，甚至有可能完全忘記之前所涉及到的化學(xué)內(nèi)容，所以定期帶領(lǐng)學(xué)生回顧理論知識的學(xué)習(xí)是很有必要的。對于這種教學(xué)方法其實(shí)質(zhì)就是喚醒學(xué)生過往的學(xué)科知識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將其從自己所了解的、熟悉的知識體系中過渡到新知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)中來，使新舊知識體系更好的聯(lián)系起來，在學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)師生的互動交流，幫助學(xué)生加深學(xué)科記憶，從而更好的實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果。
立體效應(yīng)即位阻效應(yīng)，是單體中的雙鍵兩個端點(diǎn)中的一個連接兩個相同類型的氫原子，對于另外一個端點(diǎn)則應(yīng)有效連接一個氫原子和一個取代基，這樣可以明顯看出由兩個氫原子構(gòu)造而成的那一端口位阻較小，所以自由基會優(yōu)先選擇侵入這一端口，幫助其建立頭-尾相連的自由基形式。同時對于電子效應(yīng)而言，在有機(jī)化學(xué)課程匯總中所涉及的關(guān)于自由基穩(wěn)定性的探討順序具體是叔碳自由基較仲碳自由基穩(wěn)定性較強(qiáng)，而仲碳自由基較伯碳自由基穩(wěn)定性較強(qiáng)。這一系列穩(wěn)定性反應(yīng)都是受超共軛效應(yīng)所控制的。在特殊情況下，教學(xué)人員會發(fā)現(xiàn)當(dāng)自由基上的有苯基上有π鍵的取代基時，會在一定程度上發(fā)生p-π共軛效應(yīng)，幫助自由基實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的穩(wěn)定性能。只有有效的加強(qiáng)自由基的穩(wěn)定性，才能更好的促成自由基的形成，實(shí)現(xiàn)其從頭到尾的連接方式。通過此類易于讓學(xué)生接受的方式教學(xué)，可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提高其科研質(zhì)量。
二、縮聚的副反應(yīng)
在化學(xué)教程中有關(guān)于縮聚和逐步聚合中有提到關(guān)于縮聚的副反應(yīng)，其副反應(yīng)的作用大體上涵蓋了消除、環(huán)化、鏈交換反應(yīng)以及化學(xué)降解等。詳細(xì)論述可以得出：第一，消除反應(yīng)。在消除反應(yīng)試驗(yàn)中，聚合反應(yīng)的有效開展是受官能團(tuán)化學(xué)作用影響的，其分解頭里作用能在一定程度上阻礙聚合效應(yīng)，在這之間最具代表性的要屬脫羧反應(yīng)了。針對于這一部分化學(xué)知識的講解可以采用開放式提問法進(jìn)行課堂教學(xué)，幫助學(xué)生回憶有關(guān)有機(jī)羧酸脫羧的課程，運(yùn)用靈活的提問方式，如何種情況，何種結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生自由基脫羧效應(yīng)。第二，環(huán)化反應(yīng)。環(huán)化反應(yīng)阻礙聚合反應(yīng)的產(chǎn)生，環(huán)化與開環(huán)是兩個不同層面的逆反應(yīng)，相對而言，五、六元環(huán)化合物質(zhì)是比較而言是相對穩(wěn)定的，容易形成自由基。化學(xué)教學(xué)中成環(huán)原因是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)內(nèi)容，是高分子化學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)把握的。第三，鏈交換反應(yīng)。在縮聚反應(yīng)副反應(yīng)中，鏈交換反應(yīng)的發(fā)生會在一定程度上縮小聚合物質(zhì)的分散程度，其一般作用與兩個大體分子鏈間的副反應(yīng)。比如PET和尼龍共同加熱，可以幫助其實(shí)現(xiàn)鏈的交換過程，從而形成了銜接式的聚酯一聚酰胺物質(zhì)。第四，化學(xué)降解。在高分子鏈接中，其化學(xué)降解效應(yīng)可以降低聚合物質(zhì)聚合程度。比如，在PET和尼龍化化合反應(yīng)過程中，其具體化合物質(zhì)成分中的PET即酯基或者是尼龍成分即酰胺基相對而言容易與水、羧酸等化合物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)性的理解即在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中所遇到的羧酸類進(jìn)行化合反應(yīng)后所產(chǎn)生的衍生物質(zhì)，具體而言即水的分解反應(yīng)、醇的分解反應(yīng)、酸的分解反應(yīng)以及胺的分解反應(yīng)等。
在有機(jī)化學(xué)根本性理論知識體系中，其相關(guān)化學(xué)知識內(nèi)容有效的反映在高分子化學(xué)體制中的各個方面。如果能在高分子化學(xué)日常教學(xué)過程中，循序善誘，幫助學(xué)生更好的回顧有機(jī)化學(xué)知識要點(diǎn)，通過就的所學(xué)知識體系的牢固掌握將其運(yùn)用到新的化學(xué)知識的學(xué)習(xí)中，實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的開拓與創(chuàng)新，從而指導(dǎo)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)科學(xué)知識。
參考文獻(xiàn)：
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高分子材料在市場的廣泛應(yīng)用促使生產(chǎn)加工設(shè)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(chǎn)加工設(shè)備自然是提升高分子材料生產(chǎn)質(zhì)量和性能的關(guān)鍵所在，但是結(jié)合工藝要求，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)良化和組裝的合理性才是保證這一結(jié)果的中心。
1 高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造
高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備中主要構(gòu)成部件有：聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備、熔融紡絲設(shè)備和長絲后加工設(shè)備。本文主要以聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備和熔融紡絲設(shè)備為例，探討高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)當(dāng)注意的要點(diǎn)
（1）聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造
聚合反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dāng)原料進(jìn)入蛇形管和夾套之中，對其進(jìn)行加熱或冷卻，保證其達(dá)到加工標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)當(dāng)前我國市場現(xiàn)狀，聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造主要依循的標(biāo)準(zhǔn)包含以下方面：①結(jié)構(gòu)強(qiáng)度值和剛度值較高；②設(shè)計(jì)使用材料不可與生產(chǎn)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③密封性好；④產(chǎn)量和長徑比都應(yīng)當(dāng)符合市場需求；⑤設(shè)計(jì)和制造成本不宜過高；⑥結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡單，便于生產(chǎn)操作和后期維修。
目前，制造聚合反應(yīng)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(fèi)用過高，使用范圍較小。至于復(fù)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(fù)合鋼板焊接加工程序較為復(fù)雜。故而，在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意規(guī)避其缺點(diǎn)，發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢。
（2）紡前設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造
紡前設(shè)備主要包含原液混合設(shè)備（原液脫單設(shè)備、原液脫泡設(shè)備）、切片干燥設(shè)備（切片干燥機(jī)、回轉(zhuǎn)+充填式干燥機(jī)、充填式干燥機(jī)、KF干燥機(jī)、BM干燥機(jī)、吉瑪干燥機(jī)）和熔體勻?yàn)V設(shè)備（熔體靜態(tài)混合器、熔體過濾器）。其中，應(yīng)當(dāng)注意在原液脫單設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中，脫單體設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：①塔體直徑一般為1.8米，高度在7米左右；②塔外應(yīng)當(dāng)安置蒸汽管予以保溫處理；③脫單體塔內(nèi)部傘面五個圓錐角應(yīng)當(dāng)呈120°，最上面的一層傘面應(yīng)當(dāng)作穩(wěn)固處理，避免單體脫除；④選用材質(zhì)應(yīng)當(dāng)保證其硬度和剛度，可選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼。至于切片干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造，應(yīng)當(dāng)注意以下要點(diǎn)：①根據(jù)生產(chǎn)的高分子材料性質(zhì)選擇是否應(yīng)當(dāng)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(chǎn)過程中切片粘連，應(yīng)當(dāng)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?yàn)V設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以化熔體溫度和勻化添加劑為設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)。本處以靜態(tài)混合器為例，靜態(tài)混合器的設(shè)計(jì)中首要考慮的便是螺旋片式元件的料流分割層數(shù)，其計(jì)算方式如下：S=2n。其中，s代指料流分割層數(shù)，n指代螺旋片元件數(shù)。再次，將螺旋片的兩端分別向不同的方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，以180。為準(zhǔn)。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(yīng)當(dāng)予以固定。
（3）熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造
結(jié)合化纖及工業(yè)纖維熔紡設(shè)備中紡絲箱體、計(jì)量泵和紡絲組件的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造。
熔融紡絲設(shè)備的主要構(gòu)件包含螺桿擠出機(jī)、紡絲箱體、計(jì)量泵、冷卻吹風(fēng)裝置、卷繞成型裝置以及紡絲組件。其中，紡絲箱體的設(shè)計(jì)要求為：①耐熱性好；②密封性佳；③原材料在本組件設(shè)備中滯留時間盡量縮短；④結(jié)構(gòu)組裝簡單；⑤機(jī)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(yīng)用較多。
2.高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護(hù)
高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護(hù)過程中，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)注意以下要點(diǎn)：第一，對于功能不同的機(jī)械設(shè)備的靈活運(yùn)用。如：聚合物或無機(jī)物復(fù)合材料物理場強(qiáng)化制備機(jī)械一一十螺桿擠出機(jī)。這種設(shè)備的使用就應(yīng)當(dāng)注意反應(yīng)器的使用和操作，如果生產(chǎn)材料質(zhì)量出現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)首先考慮到是否由原材料在機(jī)體內(nèi)部連續(xù)反應(yīng)不足或混煉完成度低所導(dǎo)致，因而，此時應(yīng)當(dāng)首要檢查反應(yīng)器。第二，高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的密封性能應(yīng)當(dāng)列入日常維護(hù)范疇。由于高分子材料的生產(chǎn)是一個內(nèi)部反應(yīng)過程，因而其密封性是保證生產(chǎn)材料材質(zhì)和性能的主要因素。生產(chǎn)加工設(shè)備中密封組件較多，如聚合反應(yīng)器，以至于其組件中使用到密封裝置。第三，生產(chǎn)加工設(shè)備制作材料的維護(hù)，為了防止制作高分子的原材料和機(jī)壁接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(shè)備生產(chǎn)加工時間過久，其防護(hù)層難免會脫落，加之生產(chǎn)過程中的摩擦和撞擊，也都會走造成機(jī)體內(nèi)壁受損。因而，在生產(chǎn)加工設(shè)備使用一段時間之后，都應(yīng)當(dāng)拆卸機(jī)體，檢查內(nèi)壁是否受損。第四，傳熱裝置的維護(hù)。一般情形下，使用過程中若出現(xiàn)成品材料出現(xiàn)被污染的情形，推測其原因可能是反應(yīng)器傳熱裝置出現(xiàn)故障。具體而言，可能由反應(yīng)器密封性被破壞所致，也有可能緣于由機(jī)體內(nèi)部粘附物。因而，在使用過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制聚合的溫度，且在后期維修過程中，定期拆卸清洗。
結(jié)束語
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了長遠(yuǎn)的進(jìn)步和發(fā)展。由此，只有做好新材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)工作，方可有效促進(jìn)高分子材料研究的發(fā)展和進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；高分子材料與工程；培養(yǎng)方案；改革
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0043-03
教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020）》而實(shí)施的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國向工程教育強(qiáng)國的重大舉措[1]。湖北工業(yè)大學(xué)已獲批教育部卓越工程師教育培養(yǎng)的資格，為地方輸送了大量的工程技術(shù)人才，為地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展發(fā)揮了重要作用。本校高分子材料與工程專業(yè)是湖北省品牌專業(yè)，且已經(jīng)獲批“湖北省戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”，“卓越計(jì)劃”已經(jīng)申報(bào)待批。為保證以上本科質(zhì)量工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，結(jié)合本專業(yè)高分子材料加工的鮮明特色，本專業(yè)對培養(yǎng)方案進(jìn)行了大幅度的革新，旨在進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化學(xué)生在高分子材料成型加工方面的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力，并引入環(huán)境友好材料和環(huán)保生產(chǎn)的理念，培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的以環(huán)境友好高分子材料成型加工為特色的高級工程應(yīng)用型人才。具體將從培養(yǎng)目標(biāo)的準(zhǔn)確定位、課程體系改革、校企聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制的創(chuàng)建、教師隊(duì)伍水平的提升、質(zhì)量培養(yǎng)監(jiān)控體系的建立等幾方面進(jìn)行落實(shí)。
一、科學(xué)論證，準(zhǔn)確定位人才培養(yǎng)目標(biāo)
人才培養(yǎng)目標(biāo)定位是保證人才培養(yǎng)規(guī)格和人才培養(yǎng)質(zhì)量的前提。本校高分子材料與工程專業(yè)創(chuàng)建于1978年，有30多年的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，其高分子材料加工的鮮明特色得到省內(nèi)外同行的認(rèn)可，高分子材料成型加工是湖北省第一批重點(diǎn)學(xué)科，該專業(yè)也是湖北省第一批品牌專業(yè)，現(xiàn)有教師中近一半從事高分子材料加工方面的教學(xué)和科研工作，因此在師資、教學(xué)條件及產(chǎn)學(xué)研合作等方面均具有良好的基礎(chǔ)。同時省內(nèi)有著如顧地科技、武漢金牛、武漢華麗環(huán)保、武漢三力塑膠、湖北三環(huán)汽車工程塑料、武漢天誠型材、宜昌長欣塑業(yè)、湖北洋田塑料制品等一大批高分子材料加工企業(yè)，多年來本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率一直穩(wěn)居98%以上。因此，本專業(yè)提出“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)旨在強(qiáng)化學(xué)生在高分子材料成型加工方面的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力，并依托綠色輕工材料湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，引入環(huán)境友好材料和環(huán)保生產(chǎn)的理念，以培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的以環(huán)境友好高分子材料成型加工為特色的高級工程應(yīng)用型人才。
二、課程體系改革
1.理論課程體系改革。本專業(yè)圍繞著高分子材料加工特色，將主干課程分為高分子材料基礎(chǔ)理論、高分子材料成型加工、塑料模具及設(shè)計(jì)、高分子材料檢測與分析四個課程群：①高分子材料基礎(chǔ)理論課程群：高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料學(xué)；②高分子材料成型加工課程群：聚合物成型工藝學(xué)、聚合物流變學(xué)、聚合物共混改性、塑料機(jī)械等；③塑料模具及設(shè)計(jì)課程群：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（含課程設(shè)計(jì)）、工程圖學(xué)、塑料模具，模具CAD/CAM（含模具課程設(shè)計(jì)）等；④高分子材料檢測與分析課程群：高分子材料研究方法、儀器分析、塑料材料檢測與標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，將目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分解和細(xì)化為知識能力大綱，然后督促教師對現(xiàn)有的課程教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，具體對大綱中各知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化，明確各門課程及各知識點(diǎn)在學(xué)生知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)過程的角色和作用；這樣就從原來相對單一的專業(yè)課程逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ虒I(yè)課程、工程實(shí)踐課程為主體、自然科學(xué)課程為基礎(chǔ)、人文社科課程為補(bǔ)充的課程體系，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與課程體系的一體化設(shè)計(jì)。同時在教學(xué)方法上要適應(yīng)課程模塊化的要求，教師不僅加強(qiáng)知識儲備，還要改變以往主要依賴課堂教學(xué)“滿堂灌”的教學(xué)方式，著力開展基于項(xiàng)目的教學(xué)、問題教學(xué)、案例教學(xué)、研究型教學(xué)和探究式教學(xué)。
2.實(shí)踐教學(xué)體系改革。專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)構(gòu)建了本專業(yè)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系，也是培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的主要環(huán)節(jié)。但目前專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在著一些問題：首先，在專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)方面，以往各門實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都有各自獨(dú)立的教學(xué)大綱，相互之間沒有交叉、銜接，且出現(xiàn)重復(fù)教學(xué)現(xiàn)象，沒能形成一個有機(jī)的整體，體現(xiàn)不出作為專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)性；而且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例仍較大，設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)所占比例少。其次，在三大實(shí)習(xí)方面，由于學(xué)校實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)有限，且實(shí)習(xí)企業(yè)集成化、自動化、連續(xù)化程度較高，實(shí)習(xí)過程中學(xué)生大多只能被動地看和聽，學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性難以調(diào)動，實(shí)習(xí)效果得不到保證。為了改變傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)脫節(jié)的缺陷，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練，本專業(yè)設(shè)計(jì)了基本技能層、綜合應(yīng)用能力與初步設(shè)計(jì)能力層、工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層這個“三層次”，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。其中基本技能層主要依托高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物成型工藝學(xué)、高分子研究方法、塑料檢測與標(biāo)準(zhǔn)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要幫助學(xué)生建立和鞏固高分子科學(xué)的基本理論，鍛煉學(xué)生關(guān)于高分子合成、加工、檢測等方面的基本操作能力；同時設(shè)計(jì)系統(tǒng)化主題以貫穿整個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，使之形成有機(jī)整體，如圍繞苯乙烯開設(shè)苯乙烯的乳液聚合、苯乙烯的成型加工、紅外光譜法鑒定聚苯乙烯聚合物、聚苯乙烯分子量測定（粘度法）、聚苯乙烯的分子量及分子量分布測定（凝膠滲透色譜法）、聚苯乙烯熔融指數(shù)的測定、聚苯乙烯力學(xué)性能分析、聚苯乙烯熱性能分析等實(shí)驗(yàn)。在綜合應(yīng)用能力與初步設(shè)計(jì)能力層中，除依托機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)等科目的課程設(shè)計(jì)外，主要是通過綜合實(shí)驗(yàn)全面檢驗(yàn)學(xué)生從高分子合成、加工到檢測各方面的能力。工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層主要依托認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等三大實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。其中三大實(shí)習(xí)是工科學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的紐帶，是學(xué)生從學(xué)校走向社會的橋梁[2]。本專業(yè)三大實(shí)習(xí)主要依托顧地科技、武漢金牛、武漢三力塑膠、武漢天誠型材、宜昌長欣塑業(yè)等高分子加工企業(yè)完成，通過實(shí)習(xí)要求學(xué)生對聚合物擠出、注射、吹塑等加工工藝及設(shè)備、常見塑料管型材配方設(shè)計(jì)、廢料回收再利用等有一個全面的掌握；另外在生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)通常根據(jù)學(xué)生興趣會分流部分學(xué)生到岳陽石化橡膠合成事業(yè)部進(jìn)行高分子合成方面的實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)采取分散實(shí)習(xí)方式，實(shí)行雙導(dǎo)師共同指導(dǎo)，改變原來集體實(shí)習(xí)走馬觀花的弊端，更好地培養(yǎng)其創(chuàng)造能力和綜合能力。
三、校企聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制的落實(shí)
高校和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制的內(nèi)涵是共同制定培養(yǎng)目標(biāo)、共同建設(shè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容、共同實(shí)施培養(yǎng)過程、共同評價培養(yǎng)質(zhì)量[3]。但是目前各高校的校企聯(lián)合培養(yǎng)人才過程流于形式的居多。其原因主要是校企雙方還沒有做到資源互補(bǔ)、利益共享，企業(yè)參與合作教育的積極性不高。在校企聯(lián)合人才培養(yǎng)過程中，學(xué)校期望通過校企聯(lián)合人才培養(yǎng)模式的實(shí)施，充分利用企業(yè)的資源和優(yōu)勢，給學(xué)生提供校外實(shí)習(xí)及就業(yè)機(jī)會以提高辦學(xué)效益和教育質(zhì)量，培養(yǎng)高技術(shù)人才；而企業(yè)則期望通過校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的機(jī)制宣傳企業(yè)的形象，并依靠高校的人才、技術(shù)優(yōu)勢，提升企業(yè)的市場競爭力。高校沒有品牌與優(yōu)勢，企業(yè)就得不到高效的人力和技術(shù)上的支持，也就會失去接受高校實(shí)習(xí)的積極性。所以校企聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制的正常運(yùn)行關(guān)鍵是我們的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)能確實(shí)幫企業(yè)解決一些問題。如果能做到這一點(diǎn)，所有問題就會迎刃而解。事實(shí)上在本專業(yè)以前的實(shí)習(xí)實(shí)踐中，也有老師帶領(lǐng)學(xué)生科研小組赴企業(yè)幫企業(yè)解決技術(shù)難題的成功經(jīng)驗(yàn)。對于今后的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，我們將要求教師事先與實(shí)習(xí)企業(yè)充分溝通，由企業(yè)根據(jù)自己的需求定出幾個技術(shù)課題，學(xué)生在教師指導(dǎo)下有針對性地成立幾個攻關(guān)小組，讓學(xué)生帶著問題、有目的地進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)。這樣不僅能更好地鍛煉自己，還可以為企業(yè)做出貢獻(xiàn)。只要這些工作得到企業(yè)的認(rèn)可，雙方溝通交流起來就容易得多，也才可能使建立的校企聯(lián)合培養(yǎng)人才機(jī)制得到真正的落實(shí)，實(shí)現(xiàn)校企雙贏。
四、教師隊(duì)伍水平的提升
師資隊(duì)伍建設(shè)是高校人才培養(yǎng)的重要條件和保障，實(shí)施“卓越計(jì)劃”的高校要建設(shè)一支具有一定工程經(jīng)歷的高水平專、兼職教師隊(duì)伍。教師隊(duì)伍水平的提升主要是要強(qiáng)化教師實(shí)踐背景，構(gòu)建一支既具備堅(jiān)實(shí)的專業(yè)理論知識，又具備較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的“雙結(jié)構(gòu)型”教師隊(duì)伍。因此，在“卓越計(jì)劃”實(shí)施過程中要有準(zhǔn)備、有計(jì)劃地選送年輕教師進(jìn)企業(yè)，進(jìn)車間，鍛煉至少半年時間，與企業(yè)深入接觸，了解本專業(yè)目前最新的生產(chǎn)工藝及設(shè)備現(xiàn)狀；并依托現(xiàn)有的橡塑成型加工湖北省工程研究中心開展橫向課題研究，提高教師的技術(shù)開發(fā)能力。另一方面，從企業(yè)聘請具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)負(fù)責(zé)人擔(dān)任本專業(yè)兼職教師，承擔(dān)學(xué)生實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的指導(dǎo)任務(wù)，并計(jì)劃把一些有實(shí)踐技能特長，又有一定理論水平的企業(yè)兼職教師引進(jìn)課堂。在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，實(shí)施“雙導(dǎo)師制”，采取校內(nèi)與企業(yè)雙導(dǎo)師培養(yǎng)，學(xué)生可以從不同的教師身上博采眾長。
五、質(zhì)量培養(yǎng)監(jiān)控體系的建立
建立校內(nèi)質(zhì)量監(jiān)控、聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)質(zhì)量監(jiān)控、社會評價等三個層次、一體化的人才培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控體系。（1）加強(qiáng)教學(xué)過程監(jiān)控，進(jìn)一步完善校內(nèi)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。首先組織教師對本科培養(yǎng)計(jì)劃制定的原則進(jìn)行學(xué)習(xí)，對本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行解讀，對課程模塊設(shè)置、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)的比重、課程考評方式等進(jìn)行討論，完善本專業(yè)培養(yǎng)方案；同時組織教師開展經(jīng)常性的研討，對教案、課件、教學(xué)方法等進(jìn)行交流和講評，相互學(xué)習(xí)，相互促進(jìn)，相互提高。其次，組織教師對學(xué)校制定的理論課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量評價指標(biāo)體系及其內(nèi)涵進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，讓教師在教學(xué)中有目的地去改進(jìn)。其三，針對指標(biāo)體系，狠抓落實(shí)，實(shí)施全面的考核與評價，如加強(qiáng)教師和學(xué)生督導(dǎo)組的工作，不僅要對教師的課堂教學(xué)進(jìn)行評價，對教師的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)也要進(jìn)行檢查和評價，同時將教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果作為職稱評審的重要指標(biāo)。（2）建立健全校企聯(lián)合培養(yǎng)質(zhì)量監(jiān)控體系。每年根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)情況更新實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)大綱，并實(shí)行“雙導(dǎo)師制”，學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐是在校內(nèi)外導(dǎo)師的共同指導(dǎo)下完成。在實(shí)習(xí)過程中，導(dǎo)師的任務(wù)不僅僅是指導(dǎo)學(xué)生，更要多與學(xué)生交流，多提問。實(shí)習(xí)實(shí)踐的成績包括了回答問題、實(shí)習(xí)態(tài)度、答辯以及實(shí)習(xí)報(bào)告等部分。（3）建立社會評價監(jiān)控體系。首先要關(guān)心學(xué)生就業(yè)情況和就業(yè)質(zhì)量，并建立本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)信息庫；其次與畢業(yè)生保持常態(tài)聯(lián)系，通過他們了解本專業(yè)就業(yè)形勢的變化、專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的變化，并建立用人單位對本專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查評價和反饋體系，據(jù)反饋信息調(diào)整和優(yōu)化培養(yǎng)方案，使本專業(yè)能培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的畢業(yè)生。
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關(guān)鍵詞：減水劑；流動性；正交實(shí)驗(yàn)；機(jī)理
1 引言
陶瓷減水劑是陶瓷添加劑的一種，又稱解膠劑、稀釋劑或解凝劑，是目前應(yīng)用非常廣泛的一類陶瓷添加劑。陶瓷減水劑的作用是通過系統(tǒng)的電動電位，改善泥漿的流動性，使其在水分含量減少的情況下，粘度適當(dāng)、流動性好[1]。目前，陶瓷工業(yè)中一般使用噴霧干燥的方法制造粉料，用這種方法制備出來的粉料具有良好的流動性，適合流水線生產(chǎn)要求，且可壓出高強(qiáng)度的坯體。但是噴霧干燥工藝耗能很大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，入塔泥漿平均含水率約33～38%，粉料產(chǎn)品離塔平均含水率約7%，約28%的水分被蒸發(fā)，其所需的能耗約占生產(chǎn)總能耗的1/3左右[1～3]。要想使進(jìn)入噴霧干燥塔的泥漿含水率盡可能低且泥漿的流動性好，需要減水劑來發(fā)揮作用。因此，使用優(yōu)良的減水劑，能促進(jìn)陶瓷生產(chǎn)向高效益、高質(zhì)量、低能耗的方向發(fā)展。
在礦物和顆粒組成一定的情況下，選擇合適的添加劑是改善泥漿性能最經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前，陶瓷行業(yè)中常用的減水劑可分為3類：無機(jī)減水劑、有機(jī)減水劑和高分子減水劑[4-6]。其中無機(jī)減水劑有水玻璃、碳酸鈉、三聚磷酸鈉等，它們的作用機(jī)理是增加系統(tǒng)Zeta電位，粒子間的排斥力增大，使得泥漿粘度降低，流動性增加；有機(jī)減水劑主要是指低分子有機(jī)電解質(zhì)類分散劑和表面活性劑，如腐殖酸鈉、檸檬酸鈉等，它們的作用機(jī)理包括潤濕、空間位阻和離子絡(luò)合[3]；高分子減水劑一般是指有機(jī)聚電解介質(zhì)和超分散劑，如聚丙烯酸鈉、醇類聚合物等，它們的作用機(jī)理主要是靜電斥力和空間位阻效應(yīng)[4]。
本實(shí)驗(yàn)的目的是比較常規(guī)減水劑和新型減水劑對拋光渣泥漿解膠的作用效果，以及找到合適的減水劑配比。
2 實(shí)驗(yàn)部分
為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)相近，又避免原料配比過于復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)配方在大生產(chǎn)配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的修改。將折合干重30%的粘土和70%的拋光渣混合，加入一定量的水至泥漿含水率35%，在快速磨中球磨10 min后過60目篩得到泥漿，用流速杯測定100 mL泥漿的流出時間，并找出流出時間與各因素之間的對應(yīng)關(guān)系。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 常規(guī)減水劑對泥漿流動性的影響
本實(shí)驗(yàn)選用的常規(guī)減水劑為大生產(chǎn)所用的減水劑，也是目前陶瓷廠使用最多的減水劑，包括無機(jī)減水劑和低分子的有機(jī)減水劑，如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、偏硅酸鈉和腐殖酸鈉等。首先，為了找到合適的減水劑配比和各減水劑的影響，選用六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、腐殖酸鈉和偏硅酸鈉進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。表1為實(shí)驗(yàn)因素水平表。與純理論研究不同的是，生產(chǎn)中需要考慮成本和實(shí)際生產(chǎn)問題。如，六偏磷酸鈉的價格最高，因此其加入量不能太多；腐殖酸鈉雖然價格便宜，但加入量過多時會導(dǎo)致坯體黑心，因此其加入量應(yīng)控制在1%以下。表2列出了正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，考察的指標(biāo)為拋光渣泥漿的流動性（以流出時間表示）。
為了便于極差分析，分析各因素的影響趨勢，將完全不流出泥漿2#和8#的流出時間假設(shè)為150 s，58.22s 后不流動的4#泥漿的流出時間為100 s，72.63 s后不流動的5#泥漿流出時間為120 s。通過極差分析可知，各因素對泥漿流動性的影響大小為：三聚磷酸鈉>偏硅酸鈉>腐殖酸鈉>六偏磷酸鈉。需要注意的是，該結(jié)果并不意味著六偏磷酸鈉對拋光渣泥漿的解膠作用效果最小，而是由于三個水平之間的幅度變化太小，含量在水平1到水平3之間波動時對泥漿的流動性影響最小。各因素水平對泥漿流動性的影響見圖1，三聚磷酸鈉對泥漿的流動性影響最大。當(dāng)不加入三聚磷酸鈉時，泥漿的流動性很差，都不能完全流出流速杯；當(dāng)加入0.2%的三聚磷酸鈉時，泥漿流動性增強(qiáng)，只需39.78 s即可完全流出。
通過正交實(shí)驗(yàn)得出的理論最佳組合為A1B3C2D3，即0%六偏磷酸鈉，0.2%三聚磷酸鈉，0.4%腐殖酸鈉，0.3%偏硅酸鈉。該配方由于三聚磷酸鈉加入量較多，成本比較高。考慮到正交實(shí)驗(yàn)中1#配方解膠性能較好，故在1#配方的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，使得在降低成本的同時性能保持良好的解膠性能，結(jié)果見表3。
通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)果：
（1） 比較1#～4#發(fā)現(xiàn)，用腐殖酸鈉取代0.05%的三聚磷酸鈉能夠得到流動性良好的泥漿，但當(dāng)腐殖酸鈉的加入量太多時（0.8%），會對泥漿的解膠產(chǎn)生不利的影響。3#的性能最佳，成本由1#的16.3元/噸干料降低到13.5元/噸干料。
（2） 比較3#和5#發(fā)現(xiàn)，完全不加三聚磷酸鈉雖然成本會大幅降低，但是泥漿的流動性變差，因此三聚磷酸鈉不能完全被取代。
（3） 比較1#和6#發(fā)現(xiàn)，用0.1%的硅酸鈉取代0.05%的三聚磷酸鈉在降低成本的同時也能得到流動性良好的泥漿，但6#的成本比3#成本高出約1.5元/噸干料。綜合考慮，選擇3#為最終減水劑組合。
3.2 高分子減水劑對泥漿流動性的影響
常規(guī)減水劑因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量的影響，其解膠作用十分有限，且使用量大。高分子陶瓷減水劑，也稱為新型陶瓷減水劑，由于親水基、疏水基位置可調(diào)，分子結(jié)構(gòu)可成線型、梳型，因而對分散微粒表面覆蓋及包封效果要比前者強(qiáng)得多，且其分散體系更易趨于穩(wěn)定、流動[6，7]。近幾十年來，高性能混凝土發(fā)展迅速，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。高性能混凝土的出現(xiàn)主要?dú)w功于混凝土高效減水劑的發(fā)明。高效減水劑作為一種新型的外加劑，應(yīng)用于混凝土系統(tǒng)的研究已頗有進(jìn)展，而在粘土中的應(yīng)用還有待研究。倘若其在粘土-水系統(tǒng)的適應(yīng)性好，則無疑對推動陶瓷工業(yè)發(fā)展、獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益有著巨大的促進(jìn)作用[2]。
本次實(shí)驗(yàn)選用的高分子減水劑包括進(jìn)口某公司的PC-67，佛山某公司的PC-66，和廣州某水泥減水劑生產(chǎn)商提供的聚羧酸類高效減水劑。高分子減水劑的加入方式有兩種：球磨前加入和泥漿中滴加。
表4為球磨前加入減水劑對料漿的流動性，從表中看出，PC-67、PC-66和聚羧酸類高分子液態(tài)減水劑在球磨時加入對泥漿的解膠沒有任何作用。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，液態(tài)減水劑在球磨好的泥漿中外加具有較好的效果。于是選用含水率為33%，流速為120.66 s的泥漿，加入不同量的液態(tài)減水劑，并測流速。為了使外加的添加劑與泥漿混合均勻，采用手動攪拌1 min和快速磨球磨3 min兩種混合方式，結(jié)果分別見表5和表6。
從表5可知，采用手動攪拌時PC-66的加入量對泥漿的流速幾乎沒有影響。對比表5和表6可知，使用球磨混料要比手動混料對解膠有利，但效果都不理想。結(jié)合表4、表5和表6的數(shù)據(jù)看高分子減水劑對拋光渣泥漿的解膠幾乎無作用。
3.3 結(jié)果討論
比較常規(guī)減水劑和高分子減水劑的效果發(fā)現(xiàn)，常規(guī)減水劑對拋光渣泥漿的解膠效果比高分子減水劑要好的多，這主要是因?yàn)樗麄兊淖饔脵C(jī)理不同。
拋光渣泥漿因?yàn)檎惩痢⑿跄齽┑纫敫邇r陽離子Ca2+、Mg2+、Al3+等，這些陽離子的存在一方面由于自身的水化作用在表面形成水化膜，減少了泥漿中自由水的含量。其中，水化膜的分子數(shù)與離子的化合價和半徑有關(guān)：離子化合價越高對水分子的吸引力越大，水化膜分子數(shù)越多；離子電價相同時，半徑越小水化膜越厚[8]（如表7所示）；另一方面水化陽離子會進(jìn)入膠團(tuán)的吸附層，使雙電層厚度減小，顆粒間的斥力減小，從而容易形成絮凝。常規(guī)減水劑加入泥漿后，減水劑中的Na+與泥漿中的高價陽離子發(fā)生置換，使水化層分子數(shù)多的陽離子等釋放出吸附水，增加泥漿中自由水的含量，達(dá)到減水的效果，作用效果如下所示。
Ca-粘土+Na2SiO3Na-粘土+CaSiO3
同時，根據(jù)公式（1）[9]可知膠體的雙電層厚度與電解質(zhì)中陽離子的化合價成反比，這就意味著減水劑的Na+置換泥漿中的二價、三價離子后會增加粘土膠體系統(tǒng)中雙電層的厚度，顆粒間的排斥力增大，也有利于泥漿的解膠[9]。但需要注意的是加入的減水劑不能過量，否則Na+達(dá)到一定濃度會使雙電層壓縮，ζ電位呈下降，顆粒間斥力減小，泥漿粘度增大。
式中1/K為雙電層厚度，εo是真空介電常數(shù)，εr分散介質(zhì)的介電常數(shù)，R是氣體常數(shù)，T是絕對溫度，F(xiàn)是法拉利常數(shù)，Ci和Zi分別是分散介質(zhì)中反離子（帶電荷與膠體顆粒表面相反的離子）的濃度和電價。
高分子減水劑的作用機(jī)理與常規(guī)減水劑不同：一是靜電斥力效應(yīng)，該機(jī)理與常規(guī)減水劑相似，通過增加顆粒間的靜電斥力來提高泥漿的穩(wěn)定性，降低粘度；二是空間位阻效應(yīng)，這也是高分子減水劑的主要作用效果，當(dāng)兩個帶有聚合物吸附層的粒子相互靠攏到吸附層相互接觸后，會產(chǎn)生一種新的斥力位能―空間斥力位能，伸向溶劑的高分子鏈，使固體顆粒彼此之間相互排斥，降低粘度，提高流動性[11]。圖2為兩個表面吸附有高分子聚合物顆粒互相接觸時的空間位阻示意圖。
本實(shí)驗(yàn)中高分子減水劑對拋光渣泥漿幾乎無作用，這可能與粘土對減水劑的吸附和拋光渣表面已經(jīng)吸附大量的絮凝劑有關(guān)。以聚羧酸高效減水劑為例進(jìn)行解釋。聚羧酸高效減水劑是近年來發(fā)展起來的新型減水劑，用于水泥混凝土中可以在較低用水量的情況下實(shí)現(xiàn)高流態(tài)，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，但研究表明當(dāng)混凝土中含泥量較高時聚羧酸減水劑表現(xiàn)出減水率不足、坍落度損失大等現(xiàn)象[12-15]。文獻(xiàn)資料表明主要原因是粘土礦物吸附聚羧酸減水劑，使有效作用的減水劑減少，影響砂漿的流動性[16]。聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)和在水溶液中的構(gòu)象分別見圖3和4所示，是帶有側(cè)鏈的梳狀結(jié)構(gòu)。王林[17]對聚羧酸減水劑與粘土礦物的相互作用進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在范德華力和靜電力的共同作用下，聚羧酸減水劑的側(cè)鏈進(jìn)入粘土礦物的層間（見圖5），粘土礦物的晶格越不完整，層間距越大，對聚羧酸的吸附量也越大。拋光渣泥漿的配比為30 wt%粘土和70 wt%拋光渣，高含量的粘土?xí)罅课骄埕人釡p水劑，使有效作用的減水劑大大減少（在混凝土中泥料含量大于3 wt%時對聚羧酸減水劑就有明顯的不利影響[17]），幾乎不能發(fā)揮減水作用。此外，在前期廢水處理時，拋光渣的表面已經(jīng)吸附了大量的絮凝劑，特別是聚丙烯酰胺，因此后面聚羧酸減水劑不能重新吸附到拋光渣的表面，導(dǎo)致無論是球磨時加入還是在磨好的泥漿中滴加都不能發(fā)揮作用。還有一個可能就是拋光渣顆粒在絮凝劑的作用下團(tuán)聚成大的顆粒，吸附在高分子減水劑上也很難保持穩(wěn)定[18]。綜合上述原因，高分子減水劑不適用于拋光渣泥漿的解膠。
4 結(jié)論
比較了常規(guī)減水劑和新型高分子減水劑對拋光渣泥漿的解膠效果，結(jié)果表明，常規(guī)減水劑比高分子減水劑作用效果要好得多，后者幾乎對拋光渣泥漿無解膠效果。其原因是：（1）由于粘土礦物對高分子減水劑的吸附大大減少了有效作用的減水劑的量；（2）在前期廢水處理時拋光渣的表面已經(jīng)吸附了大量的絮凝劑，因此后面聚羧酸減水劑不能重新吸附到拋光渣的表面，導(dǎo)致無論是球磨時加入還是在磨好的泥漿中滴加都不能發(fā)揮作用。
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【關(guān)鍵詞】注塑磁體；增塑劑；分散性
前言
釹鐵硼注塑粘結(jié)磁體是由多種樹脂與磁性粉末組成的共混物，可以通過高分子材料通用的注塑成型進(jìn)行復(fù)雜外形產(chǎn)品的加工。產(chǎn)品的物理和磁學(xué)性能取決于原材料的選用。目前已廣泛地用于汽車、電子、航空、機(jī)械等多種工業(yè)領(lǐng)域中，具有巨大的應(yīng)用前景和市場空間，而關(guān)于注塑磁體的材料和工藝的改良研究，也是近來磁性材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
在注塑NdFeB粘結(jié)磁體中，尼龍粘接劑基體和磁粉的相容性和分散度，直接決定了磁體的工藝質(zhì)量、機(jī)械性能、磁性能等重要指標(biāo)，如果相容性不好，磁粉與尼龍分散度不高，磁粉自身就會團(tuán)聚結(jié)塊，不能被粘結(jié)劑有效共混粘結(jié)。因此，在注塑磁體成型工藝中，添加適量的分散劑、偶聯(lián)劑和增塑劑等組分對材料進(jìn)行改性，已成為常規(guī)生產(chǎn)工藝的一部分。
一、實(shí)驗(yàn)
1.1 原料及預(yù)處理
PEG12000分別于80℃和30℃烘箱中進(jìn)行12h烘干處理，尼龍6，6選用杜邦公司Zytel 101L牌號標(biāo)準(zhǔn)品，釹鐵硼磁粉采購于江門市宇宏科技有限公司，牌號 YMM-A（13-15），密度7.6（g/cm3），顆粒分布40-360目，由高溫退磁爐處理，確保消磁。
1.2 樣品制備
按照PEG：尼龍：釹鐵硼磁粉質(zhì)量比=1：19：80；2：18：80；3：17：80配比進(jìn)行充分混料。加入適量分散劑和偶聯(lián)劑，注塑溫度設(shè)定為：280℃，采用常規(guī)注塑工藝。注塑壓力140Bar（巴），終產(chǎn)品成型為磁性能測試的圓柱形試樣，尺寸為直徑2.5cm×高度5cm。
1.3 表征
采用Nova NanoSEM 450電子顯微鏡（SEM）觀察（樣品測試前必須再次經(jīng)過退磁儀處理，以免損傷SEM儀器）。采用中國計(jì)量科學(xué)研究院的永磁磁性測試設(shè)備NIM-2000HF的國標(biāo)GB/T3217-1992磁性能檢測采用TA Instruments公司的Q2000差式掃描量熱儀（DSC）分析。由于PEG的相變溫度較低，因此DSC采用了一次升溫表征，沒有進(jìn)行循環(huán)升降溫或消除熱歷史。
二、結(jié)果與討論
2.1 電子顯微鏡觀測
圖1（如圖所示）的添加1%聚乙二醇的樣品中，可以觀測到明顯的磁粉團(tuán)聚和結(jié)塊，但是尼龍本身的均勻性并未顯著受到PEG的影響。再者是添加2%聚乙二醇的樣品中，10μm尺度上的磁粉團(tuán)聚已經(jīng)明顯減少。但是同時，材料表面可以見到清晰地凹陷和孔洞，這是由于加工過程中PEG成分與尼龍相分離后，由于自身的低熔點(diǎn)和低閃點(diǎn)，在高溫下溶解降解，從而在材料表面上形成缺陷。再添加3%聚乙二醇的樣品中，這種相分離造成的表面缺陷更加明顯和密集。密布的孔洞說明相分離的程度更加嚴(yán)重，同時，磁粉團(tuán)聚也比較少，僅能在部分區(qū)域觀測到白色團(tuán)聚形態(tài)，說明高組分PEG可以有效地分散釹鐵硼磁粉。
2.2 DSC熱分析表征
在高分子共混體系中，共混物的分散均勻性與其熱力學(xué)性能直接相關(guān)，均勻性越好，材料的熱力學(xué)行為越單一。為檢驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)所得材料的分散均勻性，我們采用了DSC表征以觀測其熱力學(xué)行為。注意，在本實(shí)驗(yàn)中由于樣品中磁粉含量占80%，因?yàn)镈SC表征所得熱流值應(yīng)手動扣除釹鐵硼磁粉的熱流值。
1）可在40～-50℃的范圍內(nèi)見到清晰的尼龍的玻璃化轉(zhuǎn)變，而PEG組分沒有明顯的熱效應(yīng)，說明PEG有效、充分地分散到了尼龍基體中，而在充分均勻的高分子混合物中，某單一組分是不會出現(xiàn)獨(dú)立的熱力學(xué)相變的。2）再者是，40～50℃的范圍內(nèi)出現(xiàn)了一個較明顯的熔融峰，這是由于PEG組分含量過高，部分PEG團(tuán)聚并達(dá)到熔點(diǎn)，進(jìn)而熔融導(dǎo)致的放熱。這一熔融峰即說明了PEG與尼龍組分的相分離，同時，由于PEG熔融峰的存在，也使得在同一溫度范圍內(nèi)，尼龍的玻璃化轉(zhuǎn)變難以觀測到。3）熔融峰變得更加明顯，說明有更多的PEG產(chǎn)生了相分離，這明顯與PEG摻入含量的增加呈有關(guān)。
另外，在170℃左右的高溫區(qū)域，出現(xiàn)較為復(fù)雜的熱力學(xué)行為，這是由于PEG的閃點(diǎn)在170℃左右，此溫度下部分PEG有可能燃燒，進(jìn)而引燃還沒有到達(dá)熔點(diǎn)的尼龍，以及尼龍?jiān)诠不煳飾l件下，自身的熔點(diǎn)（210℃左右）也有所降低，因此在170～190℃間出現(xiàn)的多峰復(fù)雜行為，是由于PEG閃點(diǎn)、尼龍引燃、尼龍熔融等多因素綜合而成。這類行為雖然難以定量分析，但也可以定性證明PEG與尼龍相分離的存在。
2.3 磁性能測試
表1是不添加PEG和添加不同組分PEG的試樣的磁性能測試結(jié)果。結(jié)果顯示，PEG組分的添加在改善工藝性、力學(xué)性能的同時，不對材料的磁性能有負(fù)面作用。但是除了磁感應(yīng)強(qiáng)度B（T）有一定程度的改善之外，PEG組分對其他磁性能沒有顯著效果，測試結(jié)果的差別也在正常的波動范圍內(nèi)，另外，PEG組分的含量對磁性能的影響，也沒有顯著的差異。
表1 添加不同組分PEG試樣的GB/T3217-1992磁性能測試結(jié)果
測量參數(shù) 原始試樣 PEG 1% PEG 2% PEG 3%
B（T） 0.567 0.612 0.654 0.658
HcB（kA/m） 296 293 291 302
HcJ（kA/m） 441 461 449 454
（BH）m（kJ/m3） 44.0 47.0 47.0 44.0
三、結(jié)束語
高分子量聚乙二醇的加入可顯著改善注塑磁體中釹鐵硼磁粉的分散性，磁粉的微觀團(tuán)聚和結(jié)塊明顯減少，相應(yīng)地材料磁性能的均勻性也會得到改善，同時對材料的磁性能沒有較大影響。但是另一方面，過高含量的聚乙二醇（3%）本身與尼龍有一定程度的相分離問題，SEM表征和DSC熱分析結(jié)果都證實(shí)了這一點(diǎn)，相分離將影響到材料本身的機(jī)械性能和均勻性，因此根據(jù)本研究的結(jié)果，高分子量PEG改性尼龍質(zhì)量比應(yīng)該在2%到3%之間。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:PHA PHB
隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步,世界各國對環(huán)境保護(hù)日益重視,處理廢棄塑料垃圾這一課題已得到廣泛關(guān)注。“白色垃圾”已成為棘手問題。可降解塑料成為了人類生產(chǎn)生活的需求。
目前研究和開發(fā)的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物雙降解塑料。“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在細(xì)菌、霉菌、藻類等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根據(jù)制造方法的不同,生物降解塑料可分為“微生物合成系”,“化學(xué)合成系”和“利用天然高分子系”。化學(xué)合成系是用化學(xué)方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己內(nèi)酯和聚乙烯醇等。利用天然高分子系主要是利用淀粉和纖維素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中許多微生物在生長受限制的情況下,在體內(nèi)積聚的作為能源和碳源物質(zhì)的一類熱塑性聚酯,聚羥基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,簡稱PHA）。
PHA可被多種微生物完全降解為CO2和H2O,是理想的生物降解材料。其性能與聚丙烯類似,能拉絲、壓膜、注塑等。除可被生物降解外,還具有生物相容性,光學(xué)活性,壓電性,抗潮性,低透氣性等其他性能,可廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PHA至少有125種不同的單體結(jié)構(gòu),并且還在不斷地發(fā)掘出新的單體;大多數(shù)微生物產(chǎn)生的PHA中的R為甲基即聚β-羥基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,簡稱PHB)。PHB是發(fā)現(xiàn)最早,分布最廣,研究最多的一種PHA。目前已經(jīng)初步進(jìn)入商品化生產(chǎn)階段。
1、PHB的研究狀況
由于PHB具有人類需要的多種優(yōu)良特性,因此PHB的應(yīng)用和價值也越來越大,其遠(yuǎn)景已得到國際社會的廣泛認(rèn)可,成為國際開發(fā)熱點(diǎn)。1925年,法國人Lemoigne首次從巨大芽抱桿菌(Baeillusme qatherium)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)PHB。并于1927年將它首次從細(xì)胞中分離提取出來,標(biāo)志著關(guān)于PHB研究的開始。50年代早期對其溶解性及分子量進(jìn)行了研究,60年代報(bào)道了X-射線結(jié)晶圖像。1962年,W.R.Grace&Co.提出了生產(chǎn)、提純PHB的第一份專利。1982年英國帝國化學(xué)公司(簡稱ICI,現(xiàn)名Zeneca Bioproducts Business)以葡萄糖為原料,應(yīng)用真氧產(chǎn)堿桿菌(Alealigenes eutrophus)生產(chǎn)pHB,將其商業(yè)化,命名為Bi op ol,細(xì)胞內(nèi)PHB的含量為40%～80%,優(yōu)惠價格為16$/kg,年產(chǎn)數(shù)千噸。國際上除ICI外,美國、德國、韓國、奧地利等國都在廣泛開展這類研究。主要集中于形成規(guī)模化生產(chǎn)和降低成本及二次開發(fā)應(yīng)用研究。
近些年來與PHB合成有關(guān)的微生物、生物化學(xué)、分子生物學(xué)以及PHB的物理化學(xué)性質(zhì)的研究急劇增加,為其開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。英國,韓國,日本處于領(lǐng)先地位。
2、PHB的生產(chǎn)菌株
微生物發(fā)酵生產(chǎn)是獲得PHB的主要途徑。聚β-羥基丁酸酯的生產(chǎn)工藝分發(fā)酵和后處理（提純）兩部分。PHB發(fā)酵流程:菌種搖瓶培養(yǎng)種子罐主罐。發(fā)酵在技術(shù)上又分兩步進(jìn)行,第一階段主要生產(chǎn)菌體;第二階段主要積累PHB。PHB后處理流程為:
發(fā)酵液預(yù)處理固液分離細(xì)胞PHB提取PHB純化PHB
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)生PHB的原核微生物包括光能和化能自養(yǎng)及異養(yǎng)型,有60個屬以上。如:養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌、肥大產(chǎn)堿桿菌、固氮菌屬、巨大芽孢桿菌、極端嗜鹽菌、球形紅桿菌以及紅色紅球菌等等,其中真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌是研究最多的PHB生產(chǎn)菌種。隨著基因工程技術(shù)在PHB研發(fā)中的應(yīng)用,轉(zhuǎn)基因大腸桿菌目前也成為PHB生產(chǎn)的重要工程菌種。
3、PHB的檢測提純方法
PHB的檢測方法主要有染色法、氣相色譜檢測法、分光光度法、重量測定法和1H-NMR檢測法。其中最常用的是染色法、分光光度檢測法和氣相色譜檢測法。
染色法分為蘇丹黑染色法和尼羅紅染色法兩種。其中蘇丹黑染色法使用較多。尼羅紅染色對PHB專一性較強(qiáng),可使PHB與其他非PHB脂類化合物區(qū)分開。
重量分析法最早是由M.lemofgne創(chuàng)立的。他將細(xì)胞干燥后,用氯仿抽提,通過重量改變來測定PHB。此法誤差較大,后來又將此法加以改進(jìn),先將細(xì)胞冷凍真空干燥或用丙酮充分洗滌,再用氯仿或二氯甲烷抽提PHB,再加入己烷或乙醚使聚合物沉淀,分離后干燥稱重測定PHB含量。
氣相色譜法是一種較新、較準(zhǔn)確的PHB測定方法。該法的最大優(yōu)點(diǎn)在于不需要將細(xì)胞內(nèi)PHB高度純化即可檢測其PHB含量。這對于研究及生產(chǎn)都十分重要。但氣相色譜法需要高純度的PHB標(biāo)準(zhǔn)樣品,還需要有價格昂貴的氣相色譜儀。
分光光度法是利用次氯酸鹽將細(xì)胞消化后,通過分光光度法測定PHB所造成的濁度來測定PHB含量,也可以利用熱濃硫酸將細(xì)胞中PHB轉(zhuǎn)化為丁烯酸,通過波長235nm處的光吸收來檢測PHB的含量。
目前文獻(xiàn)報(bào)道的從微生物細(xì)胞中分離提取PHB的方法包括有機(jī)溶劑萃取法、化學(xué)試劑法、機(jī)械破碎法和酶法。許旭萍等對球衣菌進(jìn)行6種破壁方法進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)采用NaClO或SDS-NaClO混合處理提取PHB,都能夠得到較高的提取率,但氣相色譜分析結(jié)果顯示后者提取獲得的PHB純度較高。而采用超聲波處理、凍融法、氨法或表面活性劑法等破壁提取PHB,都難以得到較高的提取率。
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【關(guān)鍵詞】： 重組人血白蛋白 表達(dá)系統(tǒng) 進(jìn)展
【分類號】：R943
【正文快照】：
人血白蛋白(HSA)是最早誕生并進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的血液制品,在人血漿中含量最高,每100ml血漿含3500~5500mg,約占血漿總蛋白的60%,其分子量為66.5k Da,是由585個氨基酸組成的包含3個功能區(qū)和9個亞功能區(qū)的非糖基化單條肽鏈盤曲而成的球狀分子,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,等電點(diǎn)為4.7-4.8,
【共引文獻(xiàn)】
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摘要：本文對理工科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了思考，提出了增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互動性，提高學(xué)生獲取專業(yè)知識的興趣和能力的方法：從“化”
>> 師范院校數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)思考 淺談理工科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)范化建設(shè) 淺談理工科院校中文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的優(yōu)化 師范院校工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探討 關(guān)于理工科院校翻譯選修教學(xué)的思考 微課在師范院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用淺談 理工科高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中人文素質(zhì)培養(yǎng)的研究 理工科大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革初探 師范院校日語教學(xué)的思考 工科院校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立 師范院校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的生態(tài)倫理問題探討 高等師范院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀于改革策略 高等師范院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與改革策略 對理工科院校《大學(xué)語文》課程教學(xué)探索的思考 提高理工科院校數(shù)學(xué)公共課教學(xué)輔導(dǎo)質(zhì)量的思考 理工科院校開設(shè)家居裝飾設(shè)計(jì)藝術(shù)通修課的教學(xué)實(shí)踐思考 加強(qiáng)理工科院校實(shí)踐教學(xué)的探討研究 理工科院校法學(xué)教學(xué)的問題與對策 理工科院校陶藝教學(xué)的探索與實(shí)踐 理工科院校美育教學(xué)探索 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l.
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