由橡胶材料看高分子物理知识点的综合运用

高分子物理是高等院校高分子材料与工程专业的一门重要的专业基础课。橡胶是一种具有优异性能的高分子材料,橡胶材料的结构与性能在很多方面综合了高分子物理的知识。在高分子物理课程的教学过程中,我们穿插了橡胶的一些具体实例,通过向学生介绍橡胶的结构、分子运动、性能以及交联,串联与橡胶材料相关的高分子物理知识点,以增强学生对这些知识点的感性认识,加强其对高分子物理基本概念和基础理论的掌握,取得了较好的教学效果。     

《高分子物理》课程中交联相关知识的模块化教学

本文以交联概念为核心,交联限制分子运动为桥梁,抓住结构通过分子运动决定性能这一主线,重构高分子物理与交联相关的知识体系,将相关的知识串联成一个知识模块进行串讲和归纳;培养学生对高分子体系的思维逻辑,指导学生更好地掌握高分子物理的重要知识。这种教学方法使学生对知识融会贯通,深入理解聚合物结构的多层次性以及结构与性能之间的内在规律,并将高分子物理的基本概念和理论用于解决实际的工程问题。     

《高分子物理实验》教学中实验内容的一体化设计

在高分子物理实验教学中,为消除学生对实验内容的零碎感,提出了实验内容一体化设计的思路。以高分子"链结构与凝聚态结构"和"分子运动、结晶结构与力学性能"的相关实验为例,设计了采用同一样品串联实验内容,并利用"旧"实验知识控制"新"实验样品制备条件,实现了实验内容的前后一体化。同时,指出了目前该方法存在的问题。     

基于“基础促进创新，实践推动科研”的《材料结构与性能》课程教学改革探索与实践

《材料结构与性能》是一门研究高分子的多层次结构、分子运动和物理机械性能之间的课程。结合《材料结构与性能》课程的特点,本文分析了《材料结构与性能》课程的现状和存在的问题,提出了“基础促进创新,实践推动科研”的教学改革思路,即从思维导图、理论教学与实验教学相融合角度,实现抽象高分子物理理论的具象化,夯实基础;依据国家重大需求和实际应用案例,通过主题讨论翻转课堂,提高学生批判和质疑思维,分析和解决问题能力,为高分子材料的创新性学术研究提供指导。     

试论高聚物结构与性能关系的三个层次

高分子物理的基本任务之一就是探求高聚物的结构与性能,揭示结构与性能之间的内在联系及其基本规律。高聚物结构与性能的关系应该包含3个层次:通过分子运动联系的"分子结构与材料性能"关系、通过产品设计联系的"凝聚态结构与制品性能"关系和通过凝聚态物理知识联系的"电子态结构与材料功能"关系。传统教材上仅讲授"结构与性能关系",有相当的局限性,需要在研究生阶段补充有关"凝聚态结构与制品性能"关系和"电子态结构与材料功能"关系的课程。     

基于聚乳酸的可降解形状记忆高分子的研究进展

综述了基于聚乳酸的可生物降解的形状记忆高分子材料的研究情况。首先介绍了形状记忆高分子材料的记忆效应、记忆机理,然后讨论了基于聚乳酸的三种类型的形状记忆高分子材料：单组份的聚乳酸类、聚乳酸共聚物类以及聚乳酸与无机物的复合材料,分别介绍了各种类型的形状记忆高分子材料的形状记忆性能和生物降解性能。最后,讨论了聚乳酸类记忆材料的应用情况,并对其研究前景和发展趋势进行了展望。     

链段的讨论

无论是在聚合物的结构部分 ,还是在聚合物的性能部分 ,链段 (Ｓｅｇｍｅｎｔ)这一术语出现在《高分子物理》教科书的始终。初学者抓住这一点 ,将大有益处。1　一种特殊的运动单元　　高分子材料品种繁多 ,性能千变万化。有的柔软而富有弹性 ,可作为橡胶使用 ;有的质地坚硬 ,几何尺寸稳定 ,可作为塑料、结构材料使用 ;有的可纺丝、成膜 ,可作为纤维和薄膜使用。高分子材料之所以具有不同于低分子材料的这些独特的性能 ,是因为高分子运动的复杂性。　　高聚物多层次的微观结构影响了它的分子运动 ;而聚合物的性能 ,特别是力学性能又是高聚物分…     

高聚物的分子链结构

为了适应我国高分子工业和科研的迅速发展,本刊约请了中国科学院化学研究所从事结构和性能研究工作的同志,撰写有关高分子结构与性能关系的基础知识讲座。内容有高分子链结构;分子量和分子量分布;链结构研究方法;高分子聚集态结构;高聚物分子运动;高聚物基本力学性能;高聚物流动特性;高聚物的老化;高聚物复合材料等,将陆续在本刊登载。读者有什么意见和要求,望能随时告诉我们。     

基于工程教育认证和科教融合的《高分子物理实验》教学改革

基于工程教育认证和科教融合理念,科研反哺实验和实践教学,增强学生解决复杂工程问题的能力。在此理念指导下,聊城大学高分子材料与工程专业在《高分子物理实验》教学过程中,开设探索性实验项目,采取“全员参与、数据共享”的方法,形成研究性报告,论述功能填料与聚合物复合材料性能(软化点、力学性能和结晶行为)的内在联系。将实验报告、研究性报告和期末考试按照一定比例纳入课程成绩,建立合理的成绩评价体系。     

形状记忆高分子材料的新型共混制备方法

形状记忆高分子材料(shape memory polymers,SMPs)作为一种特点突出、性能优良的智能材料具有极高的研究和实用价值,受到各国研究人员的广泛关注,新的制备方法和材料体系不断涌现,显示出巨大的发展潜力.本文总结了近年来出现的以共混方式为基础的多种重要制备方法,包括聚合物与聚合物直接熔融共混、溶液共混、借助增容剂或交联剂进行共混、通过新型微层共挤出技术进行交替层状共混、以及利用静电纺丝技术进行三维网络结构共混等.相较于化学合成方法,这些共混方法具有操作简单、原料易得、制备效率高、产品性能调节方便、制备过程更为环保等优点,并且能够得到与化学合成方法性能相同甚至更好的产品,优势突出,是今后制备形状记忆高分子材料的一大趋势.本文从这些新型共混材料的制备过程、微观结构、形状记忆性能等角度详细分析了不同方法的特点和优势.这些近年来出现的共混制备方法对于形状记忆高分子材料的发展和未来应用将是至关重要的.     

《功能高分子材料》课堂教学方法的探索

功能高分子材料课堂教学过程涉及到大量高分子化学与高分子物理的基础知识,具有相辅相成的关系。在教学中如果能将高分子化学与物理知识与功能高分子材料的核心问题即"分子设计、结构与性能的关系",巧妙地衔接,紧密地结合,并有效地加以利用,不仅可以提高学生对该课程的重视度与学习兴趣,还可以加强教学效果,提升学生对专业知识的深层次理解与综合运用能力。本文结合这几年的教学实践,就如何利用功能高分子材料与高分子化学、高分子物理之间的联系以及后者对前者的辅助教学作用进行了阐述。     

高分子材料支化结构与流变性的联系串讲北大核心CSCD

高分子链结构为直链型或支化型以及高分子支链的形态、多寡和长度对材料的剪切黏度、黏流活化能、熔体破裂现象等流变性能有显著影响,且与高分子材料成型加工行为密不可分。本文以串讲方式讨论了高分子材料支化结构与流变性能之间的联系。理解、串并、归纳和总结高分子支化结构与流变性之间的联系有利于使学生更加深刻领会《聚合物流变学》课程中高分子材料结构与性能间的关系,串联高分子物理、聚合物流变学、高分子材料成型加工系列专业课程知识。     

高分子材料支化结构与流变性的联系串讲

高分子链结构为直链型或支化型以及高分子支链的形态、多寡和长度对材料的剪切黏度、黏流活化能、熔体破裂现象等流变性能有显著影响,且与高分子材料成型加工行为密不可分。本文以串讲方式讨论了高分子材料支化结构与流变性能之间的联系。理解、串并、归纳和总结高分子支化结构与流变性之间的联系有利于使学生更加深刻领会《聚合物流变学》课程中高分子材料结构与性能间的关系,串联高分子物理、聚合物流变学、高分子材料成型加工系列专业课程知识。     

关于高分子物理教学的思考：系带分子——结晶聚合物结构与性能的纽带

结晶聚合物涉及大量复杂的概念和理论知识,是高分子物理教学的重难点内容之一。其中“系带分子”作为结晶聚合物中的重要组成部分,不仅仅是联结晶体与晶体的系带,也是理解结晶聚合物结构与性能的“系带”。本文提出以结晶聚合物中的“系带分子”为线索,对结晶聚合物涉及的相关知识进行串连和梳理,阐述聚合物的晶体结构模型以及结晶聚合物结构与性能的关系,帮助学生理解和记忆结晶聚合物相关知识的同时,建立对结晶高分子结构与性能对应关系的理解,进而形成在学习高分子相关知识时从结构到性能的思维逻辑。同时也通过鼓励学生自主查阅文献,学习和总结学术上关于结晶聚合物研究的历史沿革和最新进展的形式,进一步加深学生对课堂知识的掌握,锻炼学生们独立思考的能力。     

微交联EVA的形状记忆特性研究

对微交联ＥＶＡ的形状记忆特性进行了研究，结果发现其回复温度基本对应材料的熔融温度，回复过程实质是键段的松弛过程，具有明显的时间依赖性；此外还研究了该功能材料的动态力学性能，揭示了形状记忆高分子的高弹平台特性，并进一步揭示出形状固定率的决定性因素。     

功能高分子材料综合实验设计:荧光稀土液晶高分子防伪膜的制备

设计了一个综合性实验,将荧光稀土液晶高分子防伪膜的制备和现代分析测试技术应用于高分子专业的教学实验中,以提高学生的综合实践能力。实验包括荧光稀土液晶高分子的制备、表征、防伪性能评价3大部分。采用FTIR、荧光光谱仪、POM、XRD、TG表征荧光稀土液晶高分子的结构与性能;制备荧光稀土液晶高分子防伪膜对其防伪性能进行评价,给整个实验增添趣味性与实用性。通过开设该实验,可让学生了解功能高分子的前沿知识及现代分析测试技术的基本原理和用途,掌握专业的实验操作与数据处理方法,提高学生的综合实践能力和专业素质。学生实验证明该综合实验适用于本科实验教学。     

“高分子物理学”中的基本概念

"高分子物理学"具有基本概念多、理论多的特点,本文沿着"高分子物理学"的主线,按照"聚合物结构-分子运动-性能"的基本框架,从聚合物的链结构、聚合物的凝聚态结构、高分子溶液、黏弹性、聚合物的分子运动和转变、聚合物的极限力学性质等方面,阐明所涉及的重要基本概念的含义和作用,目的是使学生在明晰基本概念的基础上,掌握"高分子物理学"中的公式和基础理论,系统整体化学习高分子物理这门基础理论课程。     

光致型形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一,其中光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。本文综述了光致型形状记忆高分子材料的研究进展,分别介绍了该类材料的特性、分类、工作机理、应用研究和发展趋势。根据不同的形状记忆机理将该类材料分为光化学反应型和光热效应型,并重点对这两种类型的形状记忆高分子材料进行了描述。最后,对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。     

“对比实验+现象驱动的知识挖掘”在高分子材料合成创新实验教学中的尝试与运用

高分子材料合成实验是高分子专业的核心实验课程之一,如何建立实验课程与理论课程的有效衔接,加深学生对所学知识点的深入理解和活学活用,是本课程的主要目标。为此,笔者和教学团队提出：在同一个实验中改变某个实验变量,在教学班中引入对比实验,通过这些改变引起的不同实验现象和由此产生的材料性能的迥然差异,引导学生从现象出发,联系理论课堂知识进行深入分析。这种尝试有效改变了以往实验教学中所有教学班千篇一律的操作和几乎完全相同的实验现象与结果,有效激发了学生的主动性,提高了其分析问题、解决问题的能力。2年的实验教学反馈表明,“对比实验的引入”和“现象驱动的知识挖掘”帮助学生有效巩固了理论课堂的知识点,做到了活学活用。     

“高分子物理”课程教学中的整体性思路初探

在"高分子物理"课程教学中,主要难点是教学内容比较繁杂,所涉及的概念很多且较抽象,各种高分子材料的结构和性能差异性大,不易把握其共性。以高分子结构、性能和分子运动的中间态,即高分子链的远程结构中分子链的形态、高聚物性能的高弹性和链段运动为基础,避开繁杂抽象的具体概念,以简洁的方式来呈现高分子物理的教学内容,帮助学生在渐进的教学过程之初便建立一个形象化的整体性思路,以此作为后续教学的指导性思路,在整个教学过程中进一步展开和强化,教学效果很好。