高分子材料的力學性能精選(九篇)

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第1篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞：導熱填料；熱導率；絕緣高分子材料；應用

填充型導熱絕緣高分子材料通常就是在普通的絕緣高分子材料當中加入適量的導熱填料，借助導熱填料之間相互的作用在體系當中會形成與網(wǎng)狀或者是鏈狀導熱網(wǎng)對其導熱的性能進行有效的改進和完善，這種材料在材料合成和加工的過程中會改變分子和鏈節(jié)結構，從而獲得導熱分子結構，當前，國外的高導熱絕緣高分子下料主要是填充型的材料，能夠有效的提高絕緣系統(tǒng)自身的導熱性能。

1 氮化物填料極其應用分析

氮化物填料中主要由氮化鋁、氮化硼和氮化硅等物質，這種物質自身具有非常高的導熱率，同時，其還具備非常強的點絕緣性能，和耐高溫的特性，所以這種材料也得到了十分廣泛的應用。氮化鋁通常是以四面體為單位結構所構成的共價鍵化合物，其自身具備六方晶體，此外在導熱系數(shù)方面也相對較高，是一種白色或者是灰白色的晶體，這種材料本身具有非常好的力學性能，介電性能下降也不是非常的明顯，此外氮化鋁在吸潮之后會和水發(fā)生分解反應，水解所產生的氫氧化鋁會使得導熱通路出現(xiàn)中斷的問題，這樣也就對聲子的傳遞構成了一定不利的影響，所以產品自身的導熱率比較低。如果只是采用氮化鋁完成填充過程，就能夠體現(xiàn)出非常高的導熱率，但是體系粘度會呈顯著的上升的趨勢，這樣一來也對其推廣和應用產生了較為不利的影響。

氮化硼在結構上是一種六方晶系的層狀結構，其在結構上和石墨有著非常強的相似度，熱膨脹系數(shù)也不是很高，熱穩(wěn)定性很好，但是其在價格上也相對比較高，雖然熱導率比較高，填充之后粘度會在短時間之內上升，這樣也對材料的應用構成了一定不利的影響。

氮化硅通常就是采用人工合成的方式將硅和氮元素組合到一起的新型材料，這種材料主要有α和β兩種類型的晶體，都是六方晶體的形式，因為α-Si3N4的晶體顆粒當中含有晶格應力，自由能比β相更高，因此在穩(wěn)定性上并不是很好，β-Si3N4結構當中不蹲在晶格應力，所以用這種物質當作填充材料能夠形成顆粒網(wǎng)絡，這樣也就使得熱導率有了十分顯著的提升，在這樣的情況下，其也具備非常好的力學性能，在生產的過程中βSi3N4應用更為廣泛。研究人員將納米氮化硅為熱導材料來制作充硅橡膠。制成的橡膠具有非常好的熱導性能、物理性能和加工的性能。

2 氧化物填料應用分析

氧化物填料比較常見的有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅等物質。在實際的應用中，其具有非常好的導熱能力，電熱絕緣的性能也得到了非常顯著的改善，氧化物填料主要是采用與氮化物填料相結合的方式來完成絕緣高分子材料的填充處理，這樣就可以十分有效的提升材料自身的導熱效率，確保電性能具有非常強的穩(wěn)定性，從而是的生產的成本降到最低的水平。

針狀的氧化鋁在價格上存在著非常大的優(yōu)勢，但是其填充量不不是很大，在液體硅膠當中，普通的針狀氧化鋁最大的填充量是300份，所以產品的導熱效率會受到一定的限制，球形的氧化鋁填充量非常大沒在液體硅膠當中，其填充量能夠達到600-800份，同時其所得到的產品價格要比其他的方式更高。在研究中發(fā)現(xiàn)，采用氧化鋁當作導熱填充料對環(huán)氧樹脂進行填充，其填充量達到9成的時候，其所制得的多層線路印制板熱導率非常高。

氧化鎂的價格低，在空氣中易吸潮，增粘性較強，不能大量填充，且耐酸性差，很容易被酸腐蝕，限制了其在酸性環(huán)境中的應用。研究人員以MgO（40-325目）為導熱填料共混填充聚苯硫醚（PPS），發(fā)現(xiàn)MgO填充量為80%時，PPS復合材料的熱導率達到3.4W/（m?K），并保持較好的力學性能和電絕緣性能。

氧化鋅的粒徑及均勻性很好，適合生產導熱硅脂，但其熱導率偏低，不適合生產高導熱產品；質輕，增粘性較強，也不適合灌封。

3 碳化物填料及其應用

碳化物填料主要是碳化硅和碳化硼填料。碳化硅（SiC）是一種共價鍵很強的化合物，常見的有六方晶系的α-SiC和立方晶系的β-SiC，類似金剛石結構。碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性，同時具有熱導率高、抗氧化、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在微電子工業(yè)中常用于封裝材料中。但是碳化硅在合成過程中產生的碳和石墨難以去除，導致產品純度較低，電導率高，限制了其在絕緣性能要求高的材料中的應用；而且其密度大，在有機硅類膠中易沉淀分層。

研究人員以SiC為導熱填料來填充環(huán)氧，發(fā)現(xiàn)納米SiC能夠促進環(huán)氧樹脂的固化，SiC粒子更易在樹脂體系內部形成導熱通路或者導熱網(wǎng)鏈，減少環(huán)氧樹脂內部空隙率，提高了材料的力學及導熱性能。碳化硼（B4C）是一種耐火材料和超硬材料，熱導率很高，但價格昂貴，在絕緣高分子材料中應用不是很廣泛。還有一些研究人員以碳化硼為導熱填料來填充天然橡膠材料，發(fā)現(xiàn)碳化硼的加入可以提高天然橡膠的熱擴散系數(shù)，且天然橡膠的熱擴散系數(shù)經(jīng)過老化后也有所提高。

4 混雜填料的應用

將不同種類的填料按一定比例配合使用，可以充分發(fā)揮單一填料的特點，由于混雜效應，不但可以提高熱導率，還可降低成本。研究人員將BN、AlN、MgO按照3∶2∶5的比例混合，再與聚醚酮、聚酰亞胺的二甲基甲酰胺溶液共混，結果發(fā)現(xiàn)模塑物具有較高的導熱性能。還有研究人員用不飽和聚酯、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合加工制備成滿足電器.外殼使用要求的導熱高分子材料，其熱導率可提高到1.13W/（mK），且其力學性能也較好。研究人員將不飽和聚醋、固化劑、玻璃纖維、A1N粉末、MgO，CaCO3、硅烷偶聯(lián)劑等混合，制得材料的熱導率為1.13W/（mK），可用于電器設備和儀器外殼。

在導熱絕緣高分子材料的成型過程中，溫度、壓力、時間等因素會影響體系的綜合性能，因此需選擇合適的工藝方法，使導熱絕緣高分子材料的綜合性能最優(yōu)化。

結束語

當前我國的機械、電子和電氣等領域都得到了高度的發(fā)展，這樣一來也就給導熱絕緣高分子材料提出了更為嚴格的要求，熱導率高同時在綜合性能上也有著上佳表現(xiàn)的導熱絕緣高分子材料是未來發(fā)展的一個重要的趨勢，這類材料的應用會使得我國的很多領域有更好的發(fā)展前景。

參考文獻

第2篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞：聚苯胺 復合材料 合成方法

The Synthesis Of Polyaniline Composite Materials

LiushengCaoming

(College of Chemical Engineering and Energy; Zhengzhou University，Zhengzhou Henan China 450001)

Abstract:In recent years,polyaniline has attracted much attention because of its excellent properties. The study on its synthesis and doped mechanism is always one of the major research contents of polyanline.In this paper, the synthesis methods of polyanline composite materials are reviewed

Keywords:polyanlineComposite materialsSynthesis methods

一、引言

半導體金屬氧化物傳感器是目前主要的商業(yè)化的氣體傳感器，但在應用中存在選擇性差、操作溫度高、穩(wěn)定性也不令人滿意等問題。而以聚苯胺（PANI）為代表的導電高分子氣敏材料由于價廉易得、合成和制膜工藝簡單且可在常溫下工作等優(yōu)點，已成為研究的熱點。但是純的聚苯胺氣敏材料存在選擇性性差、靈敏度低以及穩(wěn)定性欠佳等缺點，并且聚苯胺為共軛的剛性鏈結構，在有機溶劑中溶解度低、成膜性能差，不易加工成型從而阻礙了它作為氣敏材料在實際中的應用。所以，為了克服純聚苯胺的缺點，通過選擇合適的通用高分子材料與聚苯胺復合，提高其靈敏度和選擇性；改善材料的加工成膜性能；同時使之具有很好的穩(wěn)定性，從而能夠更廣泛地應用于氣體傳感器中。

二、聚苯胺復合材料的合成

復合材料的合成方法大致可分為：共聚法、共混法、“現(xiàn)場”吸附聚合法以及電化學合成法四種。

1.共聚法

該法是合成包含導電共軛鏈段的接枝或嵌段共聚物，也是獲得可溶性導電高分子的一種方法。這種共聚物在溶液中因界面活性能夠形成膠束，導電鏈段（硬段）處于核心，其含量多少決定共聚物在溶液中的凝聚性。用共聚改性的方法雖然可以在一定程度上改善聚苯胺的力學性能和加工性能，但同時使聚合物的導電性能下降，改善的效果并不明顯，報道的研究成果也較少。

2.共混法

共混法又可以溶液共混法、機械共混法和乳液共混法三種。

2.1溶液共混法

溶液共混法有兩種實施方法：（1）通過選用恰當?shù)墓δ苜|子酸，使摻雜PANI與聚合物共溶于特定的有機溶劑中，通過溶液共混方法制備聚苯胺導電材料，其關鍵是摻雜劑和溶劑的選擇。（2）將本征態(tài)聚苯胺和聚合物分別溶于有機溶劑中，按一定比例混合澆鑄，得到本征態(tài)聚苯胺/聚合物薄膜，再將此薄膜浸于酸溶液中摻雜，從而得到導電復合膜。

在第一種方案中導電性能的摻雜劑功能質子酸中的功能基團、基體聚合物、溶劑、加工方法和所得共混材料的相結構的影響。第二種實施方法在酸溶液摻雜過程中，摻雜介質對摻雜效率有明顯的影響。

溶液共混法分散均勻、使用方便、能夠制得電導率較透明材料。但是導電聚苯胺在常用有機溶劑中溶解度小，需要耗費大量有機溶劑，容易造成環(huán)境污染。

2.2機械熔融共混法

機械共混法是制備聚合物共混材料的常用方法。將導電聚苯胺與基體聚合物同時放入混煉設備中，在熔融溫度下進行混煉，即可得到聚苯胺/聚合物導電共混材料。

機械熔融加工法既可以把導電聚合物粒子分散于熱塑性材料中，充分利用熱塑性聚合物的加工特性，也可以用涂覆有導電聚合物的熱塑性材料顆粒熱壓加工。基體聚合物、摻雜劑、溫度和加工方法的選擇，都會影響所得導電材料的性能。

2.3乳液共混法

乳液共混法有兩種實施方法：一種是原位乳液聚合法，即用溶劑將聚合物樹脂溶解后，加入表面活性劑制成乳液，再進行苯胺的聚合;另一種是兩步法，即先制備PANI膠乳，再與基體聚合物的溶液或乳液共混。

兩步法中，PANI膠乳的穩(wěn)定是技術的關鍵，只有在穩(wěn)定的膠乳體系中，才可以獲得性能均一的共混材料。目前多是采用PANI-DBSA膠乳體系，膠乳中PANI粒徑是納米級的，在適當?shù)腄BSA存在下，膠乳體系是穩(wěn)定的，其分散程度和穩(wěn)定程度，隨DBSA含量的增加而增加。其中一些DBSA是摻雜劑，過量的DBSA則充當表面活性劑。來保持體系穩(wěn)定。甚至當PANI乳液與聚合物的溶液或乳液混合后，無須添加任何添加劑，所得分散體系也是穩(wěn)定的。

乳液聚合對聚苯胺溶解性的改善得益于聚合過程中使用的乳化劑，乳化劑往往是大分子功能質子酸，不僅具有乳化作用，而且對生成的聚苯胺分子能進行有效的摻雜，起到模板或立體穩(wěn)定劑的作用。

3.“現(xiàn)場”吸附聚合法

該方法是將苯胺單體吸附在非導電聚合物基材上，通過引發(fā)聚合苯胺單體在基材表面形成導電薄膜，從而獲得功能性聚苯胺復合材料。例如，將纖維、紡織品、塑料等基材浸在新配制的過硫酸銨與苯胺的酸性水溶液混合物中，使苯胺在基材的表面發(fā)生氧化聚合反應，聚苯胺可均勻地“沉積”在基材表面，形成良好的致密膜，以制成導電材料。

復合材料的力學性能以及熱力學性能主要由基材性能決定，這就為根據(jù)實際需要合成出具有不同熱、力學性能的聚苯胺復合材料提供了可能。

4.電化學合成法

電化學方法通常用來制備膜制品。其方式有兩種：一種是二段法，即在電解質溶液中，在預先覆有絕緣高分子膜的電極上電解聚苯胺單體。第二種是一段法，即將聚苯胺單體、支撐高分子一起溶于電解液中，一次電解得到所需復合膜。用電化學制備復合膜，不僅可以避免使用強烈的氧化劑和有害的摻雜劑，而且可以控制其膜結構。

三、結束語

近年來隨著氣體傳感器的廣泛應用和氣敏元件性能的需求，聚苯胺已成為一種新興的導電高分子材料而受到廣大科研工作者的青睞。雖然聚苯胺的基礎研究和摻雜機理的研究已經(jīng)取得一定的成果，但是仍有很多問題亟待解決：聚苯胺的復合機制、導電機制以及進一步提高聚苯胺的性能。所以對聚苯胺這個新興的導電高分子材料，仍需科研工作者投入大量精力去研究！

參考文獻:

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第3篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞：高分子材料；加工；形態(tài)控制

一、引言

高分子材料的性能與大分子的化學與鏈結構有著密切的關聯(lián)，且材料形態(tài)也是重要影響因素之一。聚合物氛圍結晶、取向等幾種形態(tài)，多相聚合物擇優(yōu)擴相形態(tài)。聚合物制品形態(tài)的形成源自于加工中復雜的溫度場與外力場作用。由此可見，關于加工過程中高分子材料形態(tài)控制具有重要的研究意義。

二、我國高分子材料加工中形態(tài)控制研究現(xiàn)狀

高分子材料形態(tài)與物理力學性能之間的關聯(lián)十分緊密，這也是高分子材料的重點研究課題。相較于其他材料，高分子材料具有非常復雜的形態(tài)，具體表現(xiàn)為高分子鏈的拓撲結構、共聚構型以及剛柔性非常復雜，在分子設計與結構調整中，可以對一些合成方法加以運用；其次，在高分子長鏈結構的影響下，其熔體的粘彈性非常突出；此外，高分子具有非常寬的弛豫時間，就是受到很小的應變作用，其產生的非線也會非常強烈。

對于聚合物的成型過程而言，在非等溫場、不同強度的剪切與拉伸場的影響之下，就分子尺度而言，其大分子鏈會發(fā)生一系列化學反應；就納米與亞微米尺度而言，大分子會有結晶與取向現(xiàn)象發(fā)生，如此一來就會有超分子結構的形成；而根據(jù)亞微米與微米尺度，多相聚合物會有不同相形態(tài)的形成，甚至會出現(xiàn)一些缺陷。而這些形態(tài)的影響因素非常廣泛，例如加工中的外場強弱、作用頻率、作用方式以及時間等。然而，現(xiàn)階段關于這些問題的研究雖然有所深入，但相應的理論體系尚未成熟。此外，隨著新聚合物的開發(fā)不斷深入，在高分子材料加工中涌現(xiàn)出越來越多的成型加工方法，顯然這使聚合物加工中的形態(tài)控制成為了一個長期的研究課題，對于高分子物理領域的發(fā)展無疑有著重要的影響。

在我國，關于新材料的研究起步以跟蹤模仿為主，在知識產權與創(chuàng)新理論方面有所欠缺，并且基礎研究與技術推廣的通暢性也有待提升。其次，相關人員并不重視傳統(tǒng)材料的升級與優(yōu)化，很多高性能材料品種對進口的依賴性依然較強。再者，材料成型與加工設備也沒有得到應有的關注，與一些發(fā)達國家相比，我國材料研究與整體發(fā)展依然存在諸多不足，顯然這與國民經(jīng)濟與設備的發(fā)展需求不相適應。

聚合物的性能取決于形態(tài)，因此，在高分子材料領域中，聚合物形態(tài)與性能關系的研究一直以來都受到高度重視，然而在實踐中，我們在二者之間的結合方面的研究上依然有所欠缺，具體可以從以下幾個方面得到體現(xiàn)：

第一，在剪切速率與剪切應力非常低的情況下，聚合物共混物相形態(tài)的演化研究不斷深入，然而在實踐中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范圍內，顯而易見，相關研究成果對實際生產的指導作用依然有所欠缺。

第二，基于不同條件的不同特性聚合物，其共混物形態(tài)發(fā)展與演化研究依然是主要研究內容，而形態(tài)與性能關系的研究依然有所欠缺。

第三，在加工過程中，受到部分特殊外場的作用，聚合物凝聚態(tài)結構與相形態(tài)結構的研究有待深入。

截至今日，在聚合物及其復合物的成型加工中，就算成型設備與工藝條件屬于常規(guī)，在外場作用下，人們依然沒有徹底了解結構形態(tài)受到的影響，僅僅對一些粗略的定性關系有所認識，甚至有的推斷還是錯誤的。以雙螺桿擠出過程為例，人們僅對不同螺桿原件組合下外力場作用的不同會改變溫度場，進而對產品產量、外觀與內在性能產生影響這一規(guī)律有所了解。然而這一影響的具體方式卻沒有清楚的認識，業(yè)界研究人員也無法制定出定量的指導方案。在管材生產中，不管是落錘沖擊不達標，還是縱向收縮產生波動，都沒有搞清楚原因，也無法拿出改進方案，大部分情況下都是憑借經(jīng)驗進行處理。因此，現(xiàn)階段很多成型設備與工藝控制的效果是否取得理想效果，我們依然難以準確判定。

一直以來，關于生產實踐中的問題研究一直沒有得到基礎工作研究人員的關注。在成型設備與工藝技術的研究與開發(fā)中，相關規(guī)劃也缺乏系統(tǒng)性。現(xiàn)階段，我國塑料制品年產量超過了2200萬噸，塑料機械工業(yè)取得了迅猛發(fā)展。然而在很多企業(yè)生產實踐中，整個效率與質量依然有待提升，產生的能耗也沒有得到有效控制。鑒于此，高分子材料成型加工將會成為未來高分子材料領域的研究重點，必須將側重點放在高分子材料制品的研究上來，而不是過分的關注材料這一因素，只有如此，才能夠提高高分子材料志制品質量。

三、高分子材料加工中形態(tài)控制的研究趨勢

第一，基于常規(guī)的成型設備條件，聚合物及其復合物典型制品成型或型材生產在成型加工時，在設備與工藝條件改變的情況下，其形成的外場會有所差異，進而發(fā)生相應變化，例如塑化、結晶、賦型以及流動等，這些變化會改變制品形態(tài)、結構以及性能。

第二，極端的加工條件極端會改變聚合物及其復合物的形態(tài)結構變化規(guī)律，例如結晶結構、晶體大小等，在這類條件下，還需要盡可能對大尺寸高分子晶體的制備進行探究。

第三，在對新外場條件的分析、推斷以及設定之下，通過對聚合物及其復合物結構形態(tài)與性能受到的影響研究，才能夠圍繞新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制備進行探索，進而實現(xiàn)高分子材料性能的改善，并將節(jié)能性、經(jīng)濟性等方面的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

四、結束語

總而言之，在未來工業(yè)領域的發(fā)展中，高分子材料的應用具有重要意義，而高分子材料加工中的形態(tài)控制則成為發(fā)展高分子技術的關鍵。作為相關研究人員，必須結合高分子材料加工中的形態(tài)控制研究與實踐中存在的問題，采取相應的改進與優(yōu)化對策，提高高分子加工整體水平，如此才能夠從真正意義上推動我國高分子材料加工領域的進步。

參考文獻：

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第4篇：高分子材料的力學性能范文

【關鍵詞】高分子材料；廢舊塑料；建筑材料；回收應用

以塑料、纖維、橡膠為主體的高分子材料在我們的生活當中隨處可見，高分子材料與我們的生活息息相關，我們的生活與高分子聯(lián)系也越來越緊密。隨著社會和科學技術的飛速發(fā)展及人們消費習慣的改變，人們使用的高分子材料數(shù)量也迅速增加，由于通常高分子材料的使用壽命比較短，所以廢舊高分子材料的數(shù)量也大量增加。由于大量的廢舊高分子材料不能在大自然中自然降解，已經(jīng)成為環(huán)境污染的一個重要來源。

日常生活中用量最大的熱塑性高聚物聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等樹脂制品的消費量達1135萬t/年。據(jù)調查，每年產生廢棄物數(shù)量巨大，美國1800萬t，日本488萬t，西歐1140萬t，我國也有90萬t。

目前，廢舊高分子材料的處理方式主要是焚燒、填埋以及回收再利用?；厥昭h(huán)利用高分子材料主要有兩種，一是物理循環(huán)技術，物理回收循環(huán)利用技術主要是指簡單再生利用和復合再生利用，回收廢舊塑料制品經(jīng)過分類、清洗、破碎、造粒進行成型加工。這類再生利用的工藝路線比較簡單，生產量巨大，但再生制品的性能欠佳，一般制作檔次較低的塑料制品。二是化學循環(huán)利用，通過對回收的高分子廢舊材料的化學改性，生產達到同類或異類使用要求的產品?；瘜W循環(huán)再生材料生產工藝復雜，投資高，產品改性徹底，但產量低，對回收高分子材料要求也高。

我國處理廢棄的高分子材料的技術還是比較落后，大部分只是較簡單地單純再生及復合再生。大批量的廢棄高分子材料都變成為垃圾，大量的廢舊高分子材料已經(jīng)嚴重影響了我們的日常生活如：分散在土壤中塑料地膜，易使土質板結，影響農作物對氧、空氣、水分、光的吸收；地面上飛散的薄膜碎片易引起火災、污染環(huán)境；部分廢舊高分子材料在降解中釋放對人體有害的氣體及毒素。如何處理這些廢舊的塑料、纖維、橡膠等已經(jīng)成為一個日益迫切的環(huán)境和經(jīng)濟問題。

在我國，高分子材料使用量大，生產量也大，當然廢舊高分子材料數(shù)量也巨大。建筑材料在我國的使用量巨大，如果這方面技術開發(fā)與應用得當，那么將是改善我國在高分子材料處理問題上的一條重要途徑。

據(jù)統(tǒng)計，美國在20世紀末廢舊塑料回收率達35%以上，廢舊塑料品種的比例約為：包裝制品占50%，建筑材料占18%，消費品占11%，汽車配件占5%，電子電氣制品占3%。我國廢舊塑料的回收率在20%左右，建筑材料占的比例更小。我國廢舊塑料在建筑材料中的開發(fā)利用技術水平還比較低，還有廣闊前景。

隨著國家有關禁止使用粘土磚禁令的公布，開發(fā)使用新型墻體材料已經(jīng)成為一種必然趨勢，同時回收利用廢舊高分子材料技術的發(fā)展，為廢舊高分子材料復合成新型墻體材料提供了強有力的支持。目前已有許多這類技術發(fā)展相當成熟，并用于實際的生產當中。

英國威爾士Affresol公司開發(fā)出一種建造低碳住房（如下圖）工藝，采用包裝物廢棄料和加工廢料等再生廢舊塑料及礦產品作為原材料，而且價格合理。每一座房屋約消耗18噸本應進行填埋的材料。

第一座這樣的積木式房屋已被英國一家室內供暖和熱水系統(tǒng)生產商伍斯特博世公司訂購，房屋座落于英國伍斯特郡Warndon的工廠內。伍斯特博世公司向Affresol公司提供利用再生加熱器回收的廢舊塑料，將保證伍斯特博世公司實現(xiàn)零廢料排放的計劃。

（1）玻璃與塑料復合而成的樣品磚

由塑料，玻璃復合而成的樣品磚已經(jīng)研制出來，在國外已經(jīng)得到了較廣泛的應用。其中塑料組分包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯以及ABS，相同的粒徑形態(tài)，較窄的尺寸范圍和尺寸分布與近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料復合材料，其中玻璃的質量百分比根據(jù)不同的性能要求可為15%、，30%、45%。這種材料能在235℃模壓成標準的粘土磚形狀。當溫度在20～50℃范圍變化時，經(jīng)過抗壓實驗，發(fā)現(xiàn)其斷裂應力是普通粘土磚的兩倍多。制備這種試樣時所要求的塑料不需要區(qū)分熱塑性和熱固性，因此它的原料來源相當廣泛。

（2）廢舊塑料PVC做建筑線槽

在建筑施工中常使用玻璃條、有機玻璃條、橡膠、塑料條作為房屋施工用的分割線條和避水線條。這些材料的共同缺點是價格高，合肥華風改性塑料公司，使用塑料改性新配方，新技術開發(fā)出一系列用于建筑建材行業(yè)的改性廢塑PVC線槽。不僅質量好，工人使用方便，產品有不同規(guī)格型號，更重要的是這種材料價格大幅度下降。

其工藝流程：

（3）利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦

哈爾濱工業(yè)大學的張志梅等研究了利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦的工藝方法和條件，用廢舊塑料粉煤灰制成的建筑用瓦在性能上，完全可以滿足普通建筑的要求。這種建筑用瓦的研制成功，不僅可以降低成本，還是消除“白色污染”的一種積極方法。

其工藝流程：

（4）利用廢泡沫生產新型保溫磚

青島裕泰化工科技有限公司利用廢泡沫具有優(yōu)良的保溫性能的特點，廢物利用，再采用價格低來源廣的化工原料，將廢泡沫二次成形，研究成功了造價低廉、防火性好、保溫性能優(yōu)良的新型保溫磚。

經(jīng)測試，這種新型保溫磚導熱系數(shù)小于0.06W/m.K，優(yōu)于0.09W/m.K的國家標準，含水率小于8%，密度小于225kg/m3，抗壓強度大于0.21MPa，且耐候性強，適合國內不同氣候的各地區(qū)使用，取代傳統(tǒng)珍珠巖或煤渣等保溫材料。

（5）廢棄聚酯做改性水泥砂漿

聚合物改性水泥砂漿（以下簡稱PMC）在耐腐蝕性能、固化時間及某些力學性能方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)硅酸鹽水泥砂漿。在許多情況下，聚合物的獨特性質使其在混凝土結構修補與保護中起到傳統(tǒng)材料無法替代的作用，既可節(jié)省大量建筑物修補資金，又加快了施工速度。但是PMC的價格昂貴，尚未被廣泛使用。

同濟大學程為莊等用廢棄的聚酯飲料瓶為原料，通過醇解、縮聚來獲得再生型不飽和聚酯，繼而開發(fā)出一種低成本、新型的“綠色”合物改性水泥砂漿，其價格適中，性能優(yōu)良，既達到環(huán)境保護的目的，又可為擴大PMC的應用范圍開辟新路。

【參考文獻】

第5篇：高分子材料的力學性能范文

1.1雙體復合材料雙體復合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到二維薄膜材料中，粒子在彌散過程中會產生均勻或不均勻兩種分布狀態(tài)，這兩種分布狀態(tài)的復合結構都具有一定的穩(wěn)定性。均勻和非均勻彌散狀態(tài)的薄膜基體表現(xiàn)出的層狀結構具有明顯的差異性，納米粒子分散混亂的材料的構成層級種類很多，分散有序、均勻的材料層級種類較少。1.2　多體復合材料多體復合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到三維固體中，納米粒子會通過外力作用，深入固體組織結構，改變其分子集團的分布情況，進而影響三維固體的物理性能和化學性能。多體復合材料的應用前景非常好，是當今納米材料科研工作者研究的重點問題。

2納米復合材料發(fā)展趨勢分析

2.1納米復合涂層材料納米復合涂層材料的化學性質穩(wěn)定，并且柔韌性好、硬度高、耐腐蝕性強，在工程材料表面涂抹這種防護材料不僅可以防止工程材料的破損，還能增加工程材料的防護功能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，復合涂層材料得到了顯著發(fā)展，單一納米結構逐漸轉變?yōu)槎鄬蛹{米結構。美國著名納米工程材料研究專家普修斯于2012年成功研制出了復合涂層納米材料，這類納米材料的抗氧化性能非常好，可以在高溫條件下保持不褪色、不熱化。對其材料進行強度檢測可發(fā)現(xiàn)，該材料的涂層硬度高達20.SGpa，是碳鋼強度的35倍。具體工藝流程如下：首先，用激光蒸發(fā)法去除鋼表面的納米結構，將金剛石納米粒子涂抹在鋼表面；之后，重復上述工藝步驟，在鋼表面上涂抹兩層金剛石納米粒子；最后，在高溫條件下對鋼表面材料進行擠壓復合。經(jīng)過多次擠壓，納米復合涂層材料就此形成，經(jīng)過加工，鋼材料的硬度提高了23.4倍。2.2　高力學性能材料高力學性能是突出材料的強度、硬度等物理性能，工程材料經(jīng)過力學改性之后，其物理性質會發(fā)生翻天覆地的變化。對原始材料進行改性實驗雖然在一定程度可以提高材料的某些力學性能，但這種性能的提升具有很強的局限性，并不能真實的體現(xiàn)出材料的力學極限。經(jīng)過納米復合材料改性，高力學性能材料得到了非常顯著的研究成果。高力學性能材料發(fā)展趨勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）高強度合金。采用晶化法可以大大提升納米復合合金材料的力學性能，對金屬進行納米復合實驗，可以將材料轉變成復合型納米金屬，如將鋁進行納米復合實驗，鋁會轉化為過度族金屬，這種金屬結構的延展性和強度非常高。（2）陶瓷增韌。納米粒徑很小，所以納米粒子很容易就可滲透到細小分子結構中，粘合關聯(lián)性并不緊密的各分子基團。在陶瓷增韌領域納米復合材料起到了很好的促進作用，在碳化硅粉末中加入粒徑為10μm的碳化硅粗粉，在高溫高壓條件下進行合成，合成之后碳化硅的物理性質會發(fā)生很大的改變，煅燒后的陶瓷材料的柔韌性明顯增強了，斷裂韌性提高了34.23%。2.3　高分子基納米復合材料高分子材料近幾年在我國工業(yè)領域應用十分廣泛，高分子材料的物理性能穩(wěn)定且可塑性好，所以在裝飾行業(yè)中的發(fā)展前景非常廣闊。采用納米復合方式結合高分子基是我國納米工程材料正在研究探討的重要課題，目前我國科研專家已初步完成了部分高分子基納米復合材料的研制工作。具體表現(xiàn)在：將鐵和銅粉末按照4:5的比例進行研磨，研磨均勻后用高粒子顯微儀器提取鐵銅合金粉體，通過顯微鏡觀察可知這種粉體的晶體結構穩(wěn)定，晶粒間的距離很短。這種粉體和環(huán)氧樹脂基團進行復合實驗可以研制出高強度的金剛石材料，并且其材料還具有很強的靜電屏蔽性能。2.4　磁性材料磁性材料是我國工業(yè)材料中研究難度最大的課題之一，因為磁性材料的電磁環(huán)境不好判斷，所以在應用時經(jīng)常會遇到復合材料因磁性過大導致使用。隨著納米復合材料的研發(fā)和投入使用，磁性材料將進入全新的發(fā)展階段。人們在顆粒膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁阻效應，納米粒子在空間流動會被周圍磁場帶入順磁基體當中，空間中的銅、鐵、鎳等磁性粒子都會附著在納米粒子上。經(jīng)過金屬粒子和納米粒子的復合，顆粒膜材料不僅會擁有強大的電磁感應，還會具有較高的耐熱性能。2.5光學材料傳統(tǒng)光學材料的綜合應用能力很差，其材料的物理性能大多只能滿足導電性和導熱性，其硬度和穩(wěn)定性都很差。納米復合材料誕生之后，人們逐漸找到了納米粒子的發(fā)光原理。不發(fā)光的工程材料當減小到納米粒子大小時，其粒子周圍會因光色折射產生一定的光。在可見光范圍內這些粒子會不斷產生新的光，雖然這些材料的納米粒子發(fā)出的光并不明顯，且穩(wěn)定度也很差，但是科研專家可以從這方面入手，研究納米復合材料的發(fā)光性能。將具有代表性的工程材料作為可發(fā)光體，并對其分子結構轉化為納米粒子大小的發(fā)光體系，探討如何提高其發(fā)光強度、完善其結構發(fā)光性能。由此可見，納米復合很可能為開拓新型發(fā)光材料提供了一個途徑。納米材料的光吸收和微波吸收的特性也是未來光吸收材料和微波吸收材料設計的一個重要依據(jù)。

3結語

第6篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞： 聚合物材料 成型加工 教學改革 課程建設

聚合物的成型加工是獲取高分子材料制品、體現(xiàn)材料特性和開發(fā)新材料、新產品的重要手段，是高分子學科的重要組成部分，已形成獨特的理論體系和技術方法[1]。因此，聚合物成型加工課程與高分子化學和高分子物理課程一起，成為高分子材料專業(yè)學生最重要的專業(yè)基礎課程。為使學生以大工程的整體觀來了解和掌握聚合物的成型加工，這門課程將涉及諸多內容，包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑的分類和作用、配方設計方法、聚合物流變學、成型加工設備、成型工藝條件及控制等。如何使學生通過本課程的學習，具備高分子材料科學的專業(yè)知識和專業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學生解決實際問題和創(chuàng)新科研的能力，為以后從事高分子材料制品的研發(fā)、設計和生產工作奠定堅實的理論與實踐基礎，一直是廣大高分子專業(yè)教師在教學過程中關注的重點[2]。這需要我們在多方面進行改革。

1.課堂教學改革

1.1明確培養(yǎng)目標，強化理論基礎。

江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)成立于2002年，最初聚合物成型加工課程主要圍繞塑料和橡膠的主要品種及其制品的生產原料、成型工藝、加工方法、材料、性能和產品質量控制等內容開展教學。我們在總結前幾屆畢業(yè)生從事工作的實際情況和企業(yè)對本專業(yè)畢業(yè)生在知識結構、能力要求的基礎上，于2012年再次修訂了本科生培養(yǎng)計劃。本科院校需要培養(yǎng)既有一定理論基礎，又具備較強實踐能力的高素質應用型人才，這與高職類院校主要培養(yǎng)服務于生產一線的操作型、技能型人才不同。具體到聚合物成型加工這門與實踐聯(lián)系緊密的課程，在教學過程中，仍然要重視對基礎理論知識的講解，讓學生不僅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化學及聚合物流變學等聚合物成型加工的基礎理論外，成型加工技術本身也存在系統(tǒng)的原理知識，不容忽視。教師在課程教學中應注意結合本學科前沿研究領域和最新研究動態(tài)、介紹重點科技成果，豐富和活化教學內容，使教學跟上時代的步伐，讓學生能夠掌握更多、更新的專業(yè)知識。

1.2圍繞課程主線，精心組織教學內容。

在成型加工課程學習中，學生需要系統(tǒng)學習和掌握聚合物的加工流變性能、聚合物加工過程中的物理化學變化、助劑的作用及配方設計原理、各種物料的混合和分散機理，以及成型加工的設備和工藝等。與其他課程相比，聚合物成型加工的課程內容較為龐雜而分散，理論知識的半經(jīng)驗性較強，這給課堂教學帶來了一定的困難。因此，抓住課程內容的主線，突出理論重點就顯得尤為重要。

根據(jù)聚合物成型加工涉及的主體內容，本課程主要圍繞“高分子材料—成型加工—制品性能”這條主線來組織教學內容。教學過程中，要著重講明高分子材料的成型加工不是簡單的工藝操作，高分子材料、成型加工、制品性能這三方面是相互關聯(lián)的，制品的性能取決于高分子材料和成型加工方法及工藝的選擇，而制品的性能又反過來指導聚合物的改性、應用及加工，優(yōu)化成型工藝。因此，如何抓住教學主線，讓學生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互關系，使學生融會貫通、舉一反三，是這門課程教學的重點。

在教學過程中，始終圍繞教學主線，從高分子材料的結構與性能和材料的加工原理出發(fā)，以成型加工的工程觀點為著眼點，剖析各種高分子材料成型加工的共性和區(qū)別，這樣可以使原本較為分散的理論知識相對集中并系統(tǒng)化，讓學生更為清楚地了解和掌握抽象概念和半經(jīng)驗理論所反映的實質問題。比如在講解聚合物材料的壓制成型時，分別介紹了適用的熱固性塑料、橡膠及復合材料的特性及成型工藝性能，不同加工方法和成型工藝條件生產制品的特點及控制條件，并通過具體的例子說明了成型加工工藝與制品性能的相互關系。這樣的講解生動地體現(xiàn)了“高分子材料—成型加工—制品性能”這條高分子材料成型加工的主線，使教學內容由龐雜繁多變得簡單易懂，通過理論結合實際，強化了學生的專業(yè)知識，教學效果良好。

1.3結合課程特征，采取靈活教學方法。

聚合物材料制品的性能既與聚合物本身的性質有關，同時又在很大程度上受到成型加工過程的影響。這其中不但涉及很多高分子化學和物理的理論問題，而且與生產實際密切相關。因此，本課程是一門理論性和實際性都很強的課程，如何在教學過程中將基礎理論和生產實際結合起來，用理論知識來解釋具體生產中遇到的實際問題，或以實驗和實際生產中的具體例子來說明基礎理論，使學生在學習過程中掌握專業(yè)知識，是本課程教學的核心問題。

因此，我們根據(jù)聚合物成型加工課程具有很強的綜合性和實踐性的特點，借助于江蘇大學目前多數(shù)教室都安裝了多媒體教學設備的優(yōu)勢，將圖像、聲音、動畫和視頻等各種多媒體信息引入到教學過程中，利用工廠和車間的場景圖像、成型設備的實物照片、加工工藝過程的動畫仿真模擬等信息對授課內容進行補充和深化。這樣不但可以豐富課堂內容，增加信息量，而且可以大大加深學生對基礎知識的理解和印象，使學生對成型加工原理和工藝獲得理性和感性的雙重認識，從而提高教學效率。

為進一步將課堂教學與實際生產結合起來，在教學中緊密貼近工廠實際，江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)專門安排了兩門為期各兩周的課程設計，即高分子材料生產工藝設計和聚合物反應工程及設備設計。讓學生在專業(yè)教師的指導下，針對具體的通用或特種高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，設計出相關聚合物材料及其產品項目內容，包括原料品種、型號選擇、工藝流程及設備確定、產品質量檢測，以及廠房布局和規(guī)模，等等。通過課程設計，可以有效地讓學生系統(tǒng)地掌握所學知識，并獲得一定的靈活應用的能力，為后期的畢業(yè)設計乃至畢業(yè)后走上工作崗位打下基礎。

2.實驗實踐教學改革

前面已經(jīng)談到，聚合物材料成型加工是一門實踐性很強的專業(yè)課程，僅憑課堂教學是難以真正實現(xiàn)教學目標的，并且容易使學生學習時感覺枯燥，實際工作時不能學以致用。因此，這門課程的實驗是不可缺少的。只有讓學生在實驗室和工廠中實地了解和直觀認識成型設備、工藝控制和生產線管理，對聚合物成型加工的整個工藝流程進行整體和全面的認知，他們才有可能創(chuàng)造性地利用學習的理論知識來真正解決生產中遇到的具體問題[3]。

目前江蘇大學高分子材料與工程專業(yè)建有約200m2的專業(yè)實驗室，購置有注塑機、擠出成型機、高速混合機、平板硫化儀等成型加工設備，以及拉伸實驗機、沖擊實驗儀、硬度儀、紫外老化儀、高低溫實驗箱等各種材料及制品性能檢測儀器。利用這些儀器設備，我們圍繞課程主線，將聚合物材料的制備、成型加工、結構表征及性能測試等方面有機地聯(lián)系起來，開設了一系列的綜合性實驗。比如，在聚合物的注射模塑成型實驗中，要求學生從原料的選擇開始，分析原料的結構和性能特點，有針對性地設定成型加工工藝參數(shù)，并在注塑成型得到制品后，對其熔點、熔融指數(shù)、熱變形溫度及力學性能等進行表征和測試。通過對這些聚合物原料—成型加工工藝—制品性能數(shù)據(jù)之間關系的分析與總結，使學生形成科學研究的思路，掌握解決實際問題的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很強的工程應用性，需要學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標，僅靠課堂的學習和實驗室實驗是不夠的，還應該讓學生到工廠、車間參觀實踐，實地了解成型設備、工藝控制及生產線管理等，使學生對工業(yè)化生產有具體、直觀的感受。

針對這樣的問題和現(xiàn)狀，本專業(yè)積極與周邊高分子材料企業(yè)加強聯(lián)系和交流，目前已建成近10個實習實踐基地，涉及聚合物成型加工領域的各個方面，包括模壓發(fā)泡成型、壓延成型、注射成型、擠出成型等。通過與這些企業(yè)的合作，學生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工涉及的原料準備和處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產過程進行近距離的感受。在此基礎上，組織學生針對成型過程中的某一感興趣的內容，或參觀實踐中發(fā)現(xiàn)的具體問題進行資料查閱和文獻調研，對涉及該內容和問題的基本原理和基礎知識進行更深入的學習，在此基礎上提出解決問題的思路和方案并驗證。這樣就使學生真正將基礎理論與實際應用結合起來，掌握科研的方法，培養(yǎng)科學的思維，成為真正有創(chuàng)造力的人才。

參考文獻：

[1]周達飛，唐頌超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[2]李寶銘，張星，鄭玉嬰.高分子材料成型與加工課程建設初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程絲，王新波.高分子材料專業(yè)聚合物加工實驗的改進與探索，高校實驗室工作研究，2009，2：50-51.

第7篇：高分子材料的力學性能范文

【關鍵詞】教學內容 改革 材料物理與性能

1．引言

教學質量是高校賴以生存和發(fā)展的重要保證, 而加強課程教學改革, 則是提高教學質量的重要途徑。近年來,以電子、生物、航天和能源等為應用對象的材料科學已經(jīng)從過去的單一性金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料轉向以功能材料、復合材料、納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢, 對材料科學人才也提出了新的、更高的要求。1997 年國務院學位辦頒發(fā)了新專業(yè)目錄, 材料類的專業(yè)設置不再按傳統(tǒng)分為金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料,而是橫向融合金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的基礎理論于一體, 縱向充分強調理科與工科的結合。為滿足社會對材料專業(yè)的需求，并與國內外“材料科學與工程”學科發(fā)展接軌, 北方民族大學制定了材料類專業(yè)的長期規(guī)劃并制定了2008 本科專業(yè)培養(yǎng)方案。材料物理與性能學課程作為2008 培養(yǎng)方案中材料科學與工程本科生的專業(yè)基礎課, 其教改方案已列入2009年寧夏高等教育教學改革項目。

本文從教材建設的意義與目標、課程教學內容改革、課程教學方法改進及教改初步成果等幾個方面對材料物理與性能學課程建設思路進行闡述。

2．教材建設的意義與目標

《材料物理》是材料科學與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，其主要內容是利用物理學的一些基本概念、基本原理、基本定律來說明物質的微觀結構、組織形貌、原子電子運動狀況以及它們與材料性能和成分之間的關系。

對于材料專業(yè)的學生來講，化學方面的基礎知識學習得較多，包括有機化學、無機化學、分析化學和物理化學等，但物理方面的基礎知識卻較少涉及，只有普通物理課程，而物理本身所包含的基礎知識比化學更多，例如光、電、磁、熱、力、輻射等。因此，給材料專業(yè)的學生補充更多的物理知識，尤其是材料物理方面的知識非常必要。而當前材料物理教材的諸多版本多數(shù)偏重理論指導，要求學生對物理分支的知識掌握太多，這不能完全適應現(xiàn)行本科生教育的需求，對研究生來說相對更適合一些。個別相對合適的材料物理教材因為有些內容太深無法講透，而有些內容又太淺，對本科生來說，作為參考書使用較為適合，這是一個方面的原因。另一方面，大多材料專業(yè)都開設了材料物理性能課程，此課程包含的材料物理的基本概念又都比較缺乏。編寫這本《材料物理與性能學》教材的目的就是一方面給材料專業(yè)本科生增加一些有關材料物理的基礎知識，另一方面將材料物理性能方面的內容合并到一起，減少學生的課程數(shù)目。

在教材的編寫過程中，注意突出了以下幾方面的特色。

（1）以實際應用實例講解材料物理學的一些基本概念和物理效應，例如：位錯的運動形式分為滑移和攀移，滑移的運動形式是像蚯蚓一樣以局部帶動全部進行運動；為什么鋼鐵進行淬火后會變硬？是因為加熱加速了原子的運動，突然冷卻使原子來不及運動到正常格點位置就停止了，使得原子排列紊亂，阻止了位錯的滑移，所以會變硬。以這樣的方式來介紹材料物理學的一些基本概念和物理效應，使學生便于理解、掌握和記憶。

（2）以實驗的手段講解各種材料的性能。如：通過拉伸實驗，講解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的力學性能的異同等；通過對不同材料進行電阻測量，講解如何利用電阻繪制材料的溶解度曲線，將此曲線應用到實際研究中。采用這樣的方式設計實驗，達到真正鍛煉學生動手能力和創(chuàng)新能力的目的。

（3）加入現(xiàn)代新材料的內容，介紹其應用與發(fā)展。例如：復合材料、納米材料、能源材料、生物材料等。

3．教材知識體系改革

根據(jù)材料相關行業(yè)發(fā)展需求進行教學知識體系的改革。目前材料科學發(fā)展的趨勢是新型功能材料（特別是電子、光電子材料）、新能源材料、環(huán)境友好材料、生物活性材料的研究與開發(fā)，本課程針對材料發(fā)展的總體趨勢和行業(yè)需求，結合我校2008本科生培養(yǎng)方案的指導思想，在設置材料的熱學性能、力學性能和電學性能的基礎上，設置了材料的介電性能、缺陷物理與性能、鐵電物理與性能、磁性物理與性能、非晶態(tài)物理、高分子物理、薄膜物理。在內容的編寫上，略去了大量的公式推導，注重基本概念、基本原理的講解，同時，結合生產、生活和材料前沿科學研究中的實例對材料物理與性能進行闡釋。

在每章的開始，教材以實際案例開篇來提高學生對本章內容的學習興趣，如從材料的導熱性角度解釋“9.11事件”對紐約世貿中心造成毀滅性破壞的原因；從材料的導電性能與硅材料的薄膜化對太陽能發(fā)電在解決能源危機方面的重要地位與應用現(xiàn)狀等導入案例。在每章的結尾，設置了拓展性內容，主要將章節(jié)內容相關的前沿科學發(fā)展現(xiàn)狀、需要解決的關鍵科學問題呈現(xiàn)給學生，為學生在學完章節(jié)基本內容后進行深層次的思考和進一步利用所學內容閱讀學科領域前沿知識提供了引導，如教材引入納米材料（如碳納米管）的熱學、力學性能來拓展學生對納米材料獨特性質的認識；以超導材料的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀、和應用（如磁懸浮列車）來引導學生對材料的導電性進行探求。

另一方面，針對我校2008本科生培養(yǎng)方案加強實踐教學的指導思想，在內容設置上，教材還考慮通過學習基本內容的基礎上，可以為本科生開設一些基礎實驗和創(chuàng)新性實驗。結合本課程的學習，我院對本課程開設了材料的力學性能檢測、硬度測定、材料熱容的測定、材料熱導率的測定、材料導電性能的測定、陶瓷熱穩(wěn)定性測定等基礎實驗，同時通過新建設的新能源、電磁學專業(yè)實驗室，為學生提供創(chuàng)新性實驗平臺。

4．教學方法改革

教學過程是通過教師與學生之間的互動配合完成的，教學方法在教學活動中的作用至關重要，在《材料物理與性能學》的教學過程中，注重學生能力的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W方法，而采用“啟發(fā)―引導―互動”式的教學方法，以此來實現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)學習能力和創(chuàng)新能力的目的。在教學方法的改革中，采取了以下具體的教學方式

（1）采用板書與多媒體結合的方式進行知識講解。對較為抽象的概念、模型，采用動畫演示幫助學生理解，如對于位錯的兩種基本類型―螺型位錯和刃型位錯以及它們的運動方式―攀移和滑移，很難用易于理解的語言表達清楚，而采用動畫演示的方式，學生很容易理解并在腦海中留下深刻的印象；如三極管的放大作用，采用動畫演示即可讓學生在較短時間內對其放大機理和對發(fā)射極、基極、集電極材料的不同要求了然于胸。

（2）學生講授，集中討論的方式。針對有些能引起學生興趣的內容，采取學生講授、課堂討論的方式實現(xiàn)對知識的接受與消化吸收。比如關于鐵電物理的內容，通過講解基本理論，讓學生通過查閱文獻資料來挖掘鐵電物理的知識在我們生活中的應用，而學生通過文獻資料，利用磁性物理知識講解了以“卡的世界”為題的關于存儲卡的相關原理和技術前沿、利用材料的壓電效應講解了打火機的原理，這不僅加深了對知識的理解，還極大地調動起學生對鐵電物理知識的興趣。

（3）開放式作業(yè)題目。對于有些基本觀點，隨著科學的不斷發(fā)展，可能遇到一些無法解釋的現(xiàn)象，對此，鼓勵學生通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)此類問題。例如，將塊體材料的一些基本理論應用于納米材料去解釋其性能顯然是不正確的，不同點有哪些？為什么不同？針對這些問題，讓學生自己去解決，然后在作業(yè)中寫出自己的觀點。這樣做的好處是，既啟發(fā)了學生的主動性和創(chuàng)新思維，又防止了抄襲作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生。

5．初步成果與展望

《材料物理與性能學》課程已作為“21世紀全國高等院校材料類創(chuàng)新性應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”由北京大學出版社于2010年1月出版。《材料物理與性能學》課程是材料科學與工程、高分子材料與工程和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，授課學時為理論48學時，實驗16學時。該教材已被東北大學、鄭州輕工業(yè)學院、北方民族大學，以及江蘇、湖北、浙江和山東等省的高等院校選用，受益學生3000多人，反映良好。

通過教學內容和教學方法的改革后，學生對材料專業(yè)產生了極大的興趣，出勤率和聽課率大大提高，學生對本課程的課堂聽課率創(chuàng)歷年新高接近100%，根據(jù)校教務系統(tǒng)所提供的學生對教師的教學評價結果表明，課堂滿意度在90%以上，同時通過對材料物理與性能學課程的學習，我院學生申報創(chuàng)新性實驗和挑戰(zhàn)杯的數(shù)量明顯增加，與往年相比，增加的項目主要來自與本課程相關的內容。

雖然，通過教改，我們在教學中取到了良好的初步成果，但對本課程的雙語教學、精品課程建設的工作以及課程考核體系、質量監(jiān)控等方面的創(chuàng)新還是今后對本課程改革的主要方面。

今后，我們通過總結《材料物理與性能學》的教學實踐，搞清存在的問題，進一步明確課程定位，形成以貫徹向“寬基礎、寬口徑、重實踐”的培養(yǎng)模式上轉變的新課程體系。通過充實和豐富教學內容，完善和增加案例教學，制作和搜集影像資料，研究和制作優(yōu)質課件，完善相關實踐環(huán)節(jié)，使該課程教學做到目標明確、基礎扎實、內容豐富和方法多樣。

[參考文獻]

[1]萬紅，白書欣.材料物理課程建設的思考[J].高等教育研究學報,2009,32:21-23.

第8篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞：新課標；教育價值；基本策略

一、高中化學新教材的價值價值取向

（一）化學與新材料、新技術。材料是當今社會三大支柱產業(yè)之一，也是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，是人類進步的一個重要里程碑。新教材在高一教材中介紹了高溫結構陶瓷、光導纖維、C60等新型無機非金屬材料；在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導材料等金屬材料，功能高分子材料、復合高分子材料等新型有機高分子材料；高三教材中氯堿工業(yè)里新型的離子交換膜等。材料是科學技術的先導，沒有新材料的發(fā)展，不可能使新的科學技術成為現(xiàn)實生產力。通過對新材料的學習，使學生明確學習化學的目的，提高學習興趣。

新教材在“緒言”中首先介紹中科院北京真空物理實驗室研究院人員以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段在Si晶體表面開展原子操縱研究，取得了世界水平的成果；李遠哲教授與交叉分子束方法的研究等新科技的介紹。這既是很好的愛國主義教育，又把化學科學的進步與人類物質文明、精神文明的關系講明，使學生理解學習化學的重要性，激發(fā)學生學好化學的社會責任感。

（二）化學與能源。能源也是現(xiàn)代社會三大支柱產業(yè)之一。隨著人類經(jīng)濟活動的日益增大，人們對能源的需求急劇增加?；瘜W反應所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一，研究化學反應中能量變化具有非?，F(xiàn)實的意義。高中化學新教材首次在化學教學中滲透了能量觀點，如，在高一化學

第一章里提出如何提高燃料的利用率，開發(fā)新能源等與社會相關的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”，在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”，在原電池一節(jié)介紹了化學電源和新型電池等?；瘜W與能量、能源觀點的建立，不僅僅是為了教育學生節(jié)約能源，樹立環(huán)境保護意識，更側重培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，增強社會進步責任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力、團結協(xié)作能力等。

（三）化學與環(huán)境。保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應、光化學煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環(huán)境污染問題及其防治。并將“居室中化學污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學教材中。在治理這些環(huán)境污染問題中，化學已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大作用，大幅度地增強了學生的社會環(huán)保責任感，增強了學習化學的興趣。與化學和能源一樣，化學與環(huán)境從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，在化學教育中增強了化學與社會的聯(lián)系部分，因為環(huán)境科學是一門綜合性的學科，而環(huán)境化學是解決環(huán)境問題的“鑰匙”，環(huán)境教育與能源問題的提出對提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，培養(yǎng)公民綜合素養(yǎng)有著重要的作用。這正是現(xiàn)代化學教育的藍圖規(guī)劃，現(xiàn)代化學教育價值觀的一種重要體現(xiàn)。

二、化學教育價值實現(xiàn)的基本策略

（一）主題型教學策略?！盎瘜W―人類進步的關鍵”是高中化學新課程的總主題，在整個高中化學教學過程中應該盡可能體現(xiàn)這一主題。如“糖類、蛋白質、油脂”可以“人類重要的營養(yǎng)物質”為主題；氮族元素結合生物圈中氮的循環(huán)以固氮為主題；硅和硅酸鹽工業(yè)、金屬和合成材料以材料為主題；化學反應與能量、原電池原理以開發(fā)新能源為主題；烴以石油化工為主題。主體型教學策略可以使學生認識到自己所學內容的社會價值及其實用性，有利于學生學習興趣的激發(fā)和保持。

（二）用途聯(lián)系型策略。在元素化合物教學中應該將現(xiàn)代最新的有價值的有關元素化合物用途納入教學之中。如在學習NO的性質時，可聯(lián)系醫(yī)學新成就，介紹NO對人體某些疾病的治療作用，然后提出問題：為什么大量NO吸入人體有害，而少量的NO吸入?yún)s能治療某些疾?。吭趯W習有機高分子材料時，可聯(lián)系智能高分子材料、導點高分子材料、醫(yī)用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在鹵素學習時，可聯(lián)系海水化學資源的開發(fā)、利用和飲水與消毒化學；在硅和硅酸鹽學習時，可聯(lián)系新型無機高分子材料等。

第9篇：高分子材料的力學性能范文

關鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料這種材料已經(jīng)廣泛應用到國民經(jīng)濟各部門以及人民日常生活等各個領域。但是塑料這種材料在自然環(huán)境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產量的增加，因此導致了嚴重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的處理技術（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發(fā)可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。

一、可降解塑料的定義

可降解塑料雖然至今在世界上沒有統(tǒng)一的標準化定義，但是美國材料試驗協(xié)會（ASTM）在通過研究相關術語的標準對其定義：在特定的環(huán)境下，其化學機構發(fā)生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。

二、降解塑料的分類及降解機理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發(fā)生自由基氧化鏈反應以及光引發(fā)斷鏈反應，從而降解成對環(huán)境安全無害的低分子量化合物。

其中通過共聚反應在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調節(jié)感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現(xiàn)工業(yè)化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導，將它添加到塑料中可以引發(fā)并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。

降解塑料向深層發(fā)展的一個標準是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導期內力學性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標準就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。

2.生物降解塑料

在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉基因生物生產型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發(fā)現(xiàn)，酶在塑料水解、氧化的過程中發(fā)揮著極其重要的作用，是生物降解的實質。酶會導致主鏈斷裂，從而相應的降低相對分子質量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。

生物降解必須滿足三個條件，經(jīng)歷三個階段。

條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。

擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養(yǎng)基的存在。

適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。

三個階段為：

初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結構發(fā)生變化，使原材料分子的完整性被破壞。

環(huán)境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。

最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學反應：

物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。

化學作用――微生物在破壞中會產生某些化學物質，起到化學作用。

酶直接作用――本質為蛋白質的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應活化能，以此來加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復合效果。含有多種化學物質而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應用于吹塑制成可控降解地膜，在應用過程中發(fā)現(xiàn)，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學性能，還具備可控性好、誘導期穩(wěn)定等優(yōu)點。

目前，光-生物降解塑料處理工藝的關鍵是淀粉的細化很熱結構水的脫除，處理設備復雜，因此產品的質量難以控制。由于其設備的投資需要的資金大，復雜的工藝以及缺少該方面的人才技術人員，導致其市場化、產業(yè)化的發(fā)展步履維艱。

總結：

近年來在國內外，可降解塑料的開發(fā)與研究已取得了一定進展，但是其技術有待進一步優(yōu)化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統(tǒng)一的定義，也缺乏確切的評價，識別標志、產品檢測沒有完整的體系導致市場混亂。

從長遠發(fā)展的角度看，當代人們的環(huán)保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當前相對較成熟的是光降解塑料技術，生物降解技術由于其處在發(fā)展階段，因此是開發(fā)的熱點，光-生物降解技術則是主要開發(fā)方向之一。

參考文獻：

[1]裴曉林；應用基因組改組技術選育L-乳酸高產菌株及其發(fā)酵工藝研究[D]；吉林大學；2007年.